專利名稱：陰極體、熒光管、以及陰極體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陰極體、使用了陰極體的熒光管、以及陰極體的制造方法，特別是涉及具有含稀土元素的硼化物膜的陰極體、使用了具有含稀土元素的硼化物膜的陰極體的熒光管、以及具有含稀土元素的硼化物膜的陰極體的制造方法。
背景技術(shù)：
通常LaB6等含稀土元素的硼化物膜被用在含陰極體的冷陰極熒光管等中。含陰極體的冷陰極熒光管被用作顯示器、液晶電視等中的液晶顯示裝置的背光燈用光源等。另外，冷陰極突光管具備:由玻璃管形成的且內(nèi)壁涂布有突光體的突光管體；以及發(fā)射電子的一對(duì)冷電極體，熒光管體中封入有Hg-Ar等混合氣體。專利文獻(xiàn)I提出了具備擁有圓筒杯形狀的冷陰極體的冷陰極熒光管。具體地說(shuō)明時(shí)，電子發(fā)射用圓筒杯形狀的冷陰極體具有:由鎳形成的圓筒形杯；以及在該圓筒形杯的內(nèi)壁面和外壁面的、以稀土元素的硼化物為主體的發(fā)射極層。此外，作為稀土元素的硼化物，專利文獻(xiàn)I例示了 YB6、GdB6, LaB6, CeB6，這些稀土元素的硼化物通過(guò)下述方式來(lái)形成:調(diào)整為微粉末漿料狀，澆涂在圓筒形杯的內(nèi)壁面和外壁面，進(jìn)行干燥、燒結(jié)。如上所述，專利文獻(xiàn)I通過(guò)在Ni (鎳)制圓筒形杯上涂布以稀土元素為主體的漿料并進(jìn)行干燥、燒結(jié)來(lái)形成發(fā)射極層。具體而言，專利文獻(xiàn)I所示的發(fā)射極層在圓筒形杯的開口端側(cè)薄而在外部引出的電極側(cè)厚。通常，由于圓筒形杯具有0.6 1.0mm左右的內(nèi)徑、2 3mm左右的長(zhǎng)度，因而采用涂布漿料并進(jìn)行干燥和燒結(jié)的方法來(lái)形成發(fā)射極層時(shí)，難以涂布成期望的厚度。此外，通過(guò)涂布、干燥、燒結(jié)而得到的發(fā)射極層在與Ni的密合性方面不理想，并且難以完全去除粘結(jié)劑中含的有機(jī)物質(zhì)、水分、氧。其結(jié)果，采用專利文獻(xiàn)I難以得到高亮度且長(zhǎng)壽命的冷陰極體。另一方面，專利文獻(xiàn)2公開了通過(guò)將選自La203、ThO2, Y2O3的材料與導(dǎo)熱率高的材料(例如鎢)混合來(lái)形成圓筒杯形狀的冷陰極體。專利文獻(xiàn)2所示的圓筒杯形狀的冷陰極體例如通過(guò)將含La2O3的鶴合金粉末注射成型(即MIM (Metal Injection Molding))來(lái)形成。此情況下，專利文獻(xiàn)2公開了通過(guò)將含La2O3的鎢合金粉末與苯乙烯等樹脂混合得到的顆粒在模具中注射成型來(lái)形成圓筒杯形狀的冷陰極體。如專利文獻(xiàn)2所示，通過(guò)使用鎢這樣的導(dǎo)熱率高的材料，雖然能夠改善冷陰極體中的導(dǎo)熱從而可實(shí)現(xiàn)冷陰極體的長(zhǎng)壽命化，但在電子發(fā)射特性方面并不理想。因此采用專利文獻(xiàn)2難以得到高亮度且高效率的冷陰極體。此外，專利文獻(xiàn)3公開了等離子體顯示面板所使用的放電陰極裝置。該放電陰極裝置具有:形成在玻璃基板上的作為基底電極的鋁層；以及形成在鋁層上的LaB6層。另外，鋁層是在保持為規(guī)定溫度的玻璃基板上采用濺射法、真空蒸鍍法或離子鍍法而形成的，而LaB6層是在鋁層上采用濺射法等而形成的。如此，專利文獻(xiàn)3公開了采用濺射法在玻璃基板上形成包含LaB6層和鋁的放電陰極圖案。
然而，該方法以采用濺射在平坦的玻璃基板上形成鋁層和LaB6層作為前提，沒有公開任何有關(guān)對(duì)有凹凸的圓筒杯形狀的冷陰極體進(jìn)行濺射的方法。另外，專利文獻(xiàn)3沒有公開不介由鋁在玻璃基板以外的材料上密合性良好地形成LaB6層的方案。此外，專利文獻(xiàn)3也未指出有關(guān)使圓筒杯形狀的冷陰極體的電子發(fā)射效率提升的事情。另一方面，專利文獻(xiàn)4公開了對(duì)圓筒杯形狀的冷陰極體進(jìn)行濺射的方法。具體而言，專利文獻(xiàn)4提出了使用旋轉(zhuǎn)磁體式磁控濺射裝置通過(guò)濺射來(lái)形成稀土元素的硼化物的膜。專利文獻(xiàn)4中使用的旋轉(zhuǎn)磁體式磁控濺射裝置通過(guò)使靶上的環(huán)狀等離子體區(qū)域隨著時(shí)間而移動(dòng)，能夠防止靶局部的磨損并且使等離子體密度上升、使成膜速度提高。該旋轉(zhuǎn)磁體式磁控濺射裝置具備下述結(jié)構(gòu):面對(duì)被處理基板地配置靶，并且在靶的與被處理基板的相反側(cè)設(shè)置磁體構(gòu)件。上述旋轉(zhuǎn)磁體式磁控濺射裝置的磁體構(gòu)件具有:在轉(zhuǎn)軸表面螺旋狀粘貼多個(gè)板磁體而成的旋轉(zhuǎn)磁體組，位于旋轉(zhuǎn)磁體組的周邊的、與靶面平行且相對(duì)于靶垂直地被磁化的固定外周板磁體。采用該結(jié)構(gòu)，通過(guò)使旋轉(zhuǎn)磁體組旋轉(zhuǎn)，從而使在靶上由旋轉(zhuǎn)磁體組和固定外周板磁體形成的磁場(chǎng)圖案(magnetic field pattern)沿轉(zhuǎn)軸方向連續(xù)移動(dòng)，由此可以使靶上的等離子體區(qū)域隨時(shí)間一同沿轉(zhuǎn)軸方向連續(xù)移動(dòng)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開平10-144255公報(bào)專利文獻(xiàn)2:國(guó)際公開第2004/075242號(hào)專利文獻(xiàn)3:日本特開平5-250994號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4:國(guó)際公開第2009/035074號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題專利文獻(xiàn)4所記載的旋轉(zhuǎn)磁體式磁控濺射裝置在下述方面是非常優(yōu)秀的技術(shù):可以持續(xù)長(zhǎng)期間地、均一地使用靶，能夠提高成膜速度；能夠制造電子發(fā)射特性優(yōu)異、長(zhǎng)壽命的冷陰極體，并且陰極體是圓筒杯形狀且可容易成膜。使用專利文獻(xiàn)4那樣的旋轉(zhuǎn)磁體式磁控濺射裝置形成的陰極體(即被LaB6層覆蓋的W或以W為主體的陰極體)依用途發(fā)現(xiàn)仍有不理想的方面。例如，陰極體的使用中超過(guò)規(guī)定溫度時(shí)，在LaB6層與W基體之間出現(xiàn)成分元素的相互擴(kuò)散，無(wú)法維持LaB6層的組成，其結(jié)果存在無(wú)法發(fā)揮作為L(zhǎng)aB6層的功能、特性的情況，如果能夠改善該問題，則可以得到更理想的陰極體。因此，本發(fā)明的技術(shù)課題在于提供能夠防止與基體的成分元素的相互擴(kuò)散、具有稀土元素的硼化物的膜的陰極體。用于解決問題的方案即根據(jù)本發(fā)明的一種方式可得到陰極體，其特征在于具有:基體；設(shè)置在前述基體的表面的具有SiC的阻擋層；形成在前述阻擋層的表面的具有稀土元素的硼化物的膜。前述基體可以是鎢，鑰，硅，含有選自由La203、ThO2和Y2O3組成的組中的至少一種的鎢或鑰。尤其可以是含有以體積比計(jì)為4飛％的La2O3的鎢或鑰。另外，前述稀土元素的硼化物可以是選自由LaB4、LaB6, YbB6, GaB6, CeB6組成的組中的至少一種硼化物。另外，根據(jù)本發(fā)明可得到陰極體的制造方法，其特征在于具有:工序(a)，在基體表面形成具有SiC的阻擋層；以及工序(b)，在前述阻擋層上形成具有稀土元素的硼化物的膜。前述基體可以是鎢、鑰、硅、含4飛重量％的氧化鑭的鎢或鑰。發(fā)明的效果采用本發(fā)明可以提供能夠防止與基體的成分元素的相互擴(kuò)散、具有稀土元素的硼化物的膜的陰極體。


圖1是顯示制造本發(fā)明的陰極體時(shí)使用的磁控濺射裝置的一個(gè)例子的簡(jiǎn)要圖。圖2是放大顯示本發(fā)明的陰極體的一部分的截面圖。
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圖3是顯示實(shí)施例f 3的試樣的深度方向的組成的圖。圖4是實(shí)施例f 3的試樣的截面的電子顯微鏡照片。圖5是顯示實(shí)施例4飛的試樣的深度方向的組成的圖。圖6是實(shí)施例4飛的試樣的截面的電子顯微鏡照片。圖7是顯示實(shí)施例的試樣的深度方向的組成的圖。圖8是顯示實(shí)施例1(Γ12的試樣的深度方向的組成的圖。圖9是顯示實(shí)施例13 15的試樣的深度方向的組成的圖。圖10是顯示實(shí)施例16 18的試樣的深度方向的組成的圖。圖11是顯示比較例廣2的試樣的深度方向的組成的圖。圖12是顯示比較例3 4的試樣的深度方向的組成的圖。圖13是比較例f 2的試樣的截面的電子顯微鏡照片。圖14是比較例3 4的試樣的截面的電子顯微鏡照片。
具體實(shí)施例方式以下參照附圖對(duì)本發(fā)明中優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。圖1是顯示本發(fā)明所使用的旋轉(zhuǎn)磁體式磁控濺射裝置的一個(gè)例子的圖，圖2是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的陰極體以及在其制造中使用的陰極體制造用夾具19的圖。圖1所示的旋轉(zhuǎn)磁體式磁控濺射裝置具備:靶I ;多邊形形狀(例如正16邊形形狀)的柱狀轉(zhuǎn)軸2 ;包含螺旋狀粘貼在柱狀轉(zhuǎn)軸2的表面的多個(gè)螺旋狀板磁體組的旋轉(zhuǎn)磁體組3 ;環(huán)繞旋轉(zhuǎn)磁體組3地配置在該旋轉(zhuǎn)磁體組3的外周的固定外周板磁體4 ;在固定外周板磁體4的與靶I相反側(cè)設(shè)置的外周順磁性體5。即，圖示的旋轉(zhuǎn)磁體式磁控濺射裝置具備環(huán)繞I個(gè)旋轉(zhuǎn)磁體組3地設(shè)置有單獨(dú)的固定外周板磁體4的結(jié)構(gòu)。另外，靶I粘接墊板6，柱狀轉(zhuǎn)軸2和螺旋狀板磁體組的靶I側(cè)以外的部分被順磁性體15罩住，此外，順磁性體15被殼體7罩住。從靶I方向觀察時(shí)，固定外周板磁體4呈現(xiàn)環(huán)狀圍繞由螺旋狀板磁體組構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)磁體組3的結(jié)構(gòu)，其中，靶I 一側(cè)被磁化而成為S極。固定外周板磁體4和螺旋狀板磁體組的各板磁體是由Nd-Fe-B系燒結(jié)磁體形成的。此外，圖示的處理室內(nèi)的空間11中安設(shè)了等離子體遮擋構(gòu)件16、設(shè)置了陰極體制造用夾具19且通過(guò)減壓導(dǎo)入了等離子體氣體。圖示的等離子體遮擋構(gòu)件16沿柱狀轉(zhuǎn)軸2的軸向延伸，并且規(guī)定了使靶I面向陰極體制造用夾具19開口的切口(slit) 18。未被等離子體遮擋構(gòu)件16遮擋的區(qū)域(即經(jīng)切口 18面向靶I開口的區(qū)域)是磁場(chǎng)強(qiáng)度強(qiáng)、產(chǎn)生高密度且低電子溫度的等離子體而且不對(duì)陰極體制造用夾具19中安設(shè)的陰極構(gòu)件造成充電損傷、離子照射損傷的區(qū)域，并且同時(shí)是成膜速度快的區(qū)域。由于等離子體遮擋構(gòu)件16遮擋該區(qū)域以外的區(qū)域，因而能夠不實(shí)質(zhì)性降低成膜速度地且不造成損傷地成膜。另外，墊板6中形成有流通制冷劑的制冷劑通路8，殼體7與形成處理室的外壁14之間安設(shè)有絕緣材9。與殼體7連接的饋電線12經(jīng)由罩13引出至外部。饋電線12連接著DC電源、RF電源、以及匹配器(未圖不)。采用該結(jié)構(gòu)由DC電源和RF電源經(jīng)匹配器、饋電線12和殼體7向墊板6和靶I供給等離子體激發(fā)電力，在靶I表面激發(fā)等離子體。僅采用DC電力或者僅采用RF電力雖然也可激發(fā)等離子體，但從膜質(zhì)控制性、成膜速度控制性考慮，希望施加兩者。另外，RF電力的頻率通常選自數(shù)IOOkHf數(shù)IOOMHz之間，從等離子體的高密度低電子溫度化這方面考慮，希望為高頻率，本實(shí)施方式中使用13.56MHz的頻率。如圖1所示，設(shè)置在處理室內(nèi)的空間11內(nèi)的陰極體制造用夾具19中裝有多個(gè)用于形成陰極體的圓筒形杯30。參照?qǐng)D2時(shí)，陰極體制造用夾具19具有支撐圓筒形杯30的多個(gè)支撐部32。其中，如圖2所示，圓筒形杯30具有:圓筒形電極部301 ;以及從該圓筒形電極部301的底部中央沿著與圓筒形電極部 301相反的方向引出的引線部302，該例子的情況下，圓筒形電極部301和引線部302是采用例如MIM (Metal Injection Molding)等而一體成形的。陰極體制造用夾具19的支撐部32具有:容納部321，其用來(lái)規(guī)定大小為容納圓筒形杯30的圓筒形電極部301的開口部；軸環(huán)部322，其用來(lái)規(guī)定比容納部321直徑小的孔；以及傾斜部323，其用來(lái)連接容納部321與軸環(huán)部322之間。如圖所示地將圓筒形電極部301以插入方式安放在陰極體制造用夾具19的支撐部32中。即，圓筒形電極部301的引線部302穿過(guò)陰極體制造用夾具19的軸環(huán)部322，圓筒形電極部301的外側(cè)端部與陰極體制造用夾具19的傾斜部323接觸。其中，圖示的圓筒形杯30由含以體積比計(jì)為4%飛％的氧化鑭(La2O3)的鎢(W)形成，具有內(nèi)徑1.4mm、外徑1.7mm、長(zhǎng)度4.2mm的圓筒形電極部301。另一方面，圓筒形杯30的引線部302的長(zhǎng)度也可以短至例如1.0mm左右。該例子中，通過(guò)在導(dǎo)熱性良好的耐火性金屬鎢中混合功函數(shù)小達(dá)2.8^4.2eV的La2O3來(lái)形成圓筒形杯30。通過(guò)使用鎢，能夠效率良好地排出圓筒形杯30中產(chǎn)生的熱，另外，通過(guò)混合功函數(shù)小的氧化鑭，還能夠使該圓筒形杯30自身發(fā)射電子。另外，作為形成圓筒形杯30的導(dǎo)熱性高的金屬，也可以使用鑰(Mo)來(lái)替代鎢。在此，對(duì)圓筒形杯30的制造方法進(jìn)行具體地說(shuō)明。首先，將含有以體積比計(jì)為3%的La2O3的鎢合金粉末與樹脂粉末混合。作為樹脂粉末使用了苯乙烯，鎢合金粉末與苯乙烯的混合比按體積比計(jì)為0.5:1。接著，作為燒結(jié)助劑微量添加Ni，進(jìn)而得到顆粒。使用如此得到的顆粒通過(guò)在圓筒形杯形狀的模具中、150°C的溫度下進(jìn)行注射成型(MIM)，從而制作了杯形狀的成形品。通過(guò)在氫氣氣氛中加熱所制作的成形品進(jìn)行脫脂，從而得到圓筒形杯30。接著，在圖1和圖2所示的陰極體制造用夾具19上安放圓筒形杯30，并送進(jìn)設(shè)置有燒結(jié)體SiC (后述的低電阻品)作為靶I的旋轉(zhuǎn)磁體式磁控濺射裝置的處理室內(nèi)的空間11內(nèi)。在處理室內(nèi)的空間11內(nèi)以流量2SLM流通氬氣，在壓力15mTorr下將陰極體制造用夾具19的溫度加熱至300°C，進(jìn)行濺射，從而成膜為SiC303。其中，SLM是標(biāo)準(zhǔn)升每分鐘(Standard Liter per Minutes)的簡(jiǎn)略,是用升表示(TC、Iatm (1.01325X IO5Pa)下每I分鐘的流量的單位。接著，在圖1和圖2所示的陰極體制造用夾具19上安放圓筒形杯30，并送進(jìn)設(shè)置有LaB6燒結(jié)體作為靶I的旋轉(zhuǎn)磁體式磁控濺射裝置的處理室內(nèi)的空間11內(nèi)。在處理室內(nèi)的空間11內(nèi)導(dǎo)入氬氣設(shè)為20mTorr (2.7Pa)左右的壓力，將陰極體制造用夾具19的溫度加熱至300°C，進(jìn)行濺射，從而在SiC膜303之上形成LaB6膜341?；氐綀D2，示意性地顯示了濺射后的圓筒形杯30的狀態(tài)。如圖所示，在圓筒形電極部301的深度與內(nèi)徑的比(即高寬比)為I的區(qū)域形成了厚LaB6膜341，在比陰極體制造用夾具19下側(cè)的位置的部分形成了薄LaB6膜342。此外，圓筒形電極部301的內(nèi)部底面形成了非常薄的LaB6膜(底面LaB6膜343)。此外，各LaB6膜與圓筒形電極部301之間形成了具有SiC的阻擋層303。S卩，圓筒形電極部301的表面形成了阻擋層303，阻擋層303的表面形成了各LaB6膜。阻擋層303是用于防止構(gòu)成圓筒形電極部301的材料(此處為W)與各LaB6膜之間的相互擴(kuò)散的層，通過(guò)設(shè)置阻擋層303可維持LaB6層的組成。希望構(gòu)成阻擋層303的材料是含SiC的材料。如之后所述，其是在LaB6膜和W兩者之間不易產(chǎn)生擴(kuò)散且擴(kuò)散量不易隨溫度變化的材料。圖示的例子中，厚LaB6膜341、薄LaB6膜342以及底面LaB6膜343分別為300nm、60nm和10nm，阻擋層303的膜厚為50nm。形成SiC膜的阻擋層303具有一定程度厚度對(duì)于防止擴(kuò)散有利，但為了不提高電極的電阻，優(yōu)選設(shè)為IiTlOOnm左右厚。通過(guò)本發(fā)明人等的實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了上述具有LaB6膜的陰極體可持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間地維持高效率和高亮度。實(shí)施例以下根據(jù)實(shí)施例具體地說(shuō)明本發(fā)明。按照以下順序測(cè)定W與SiC間、以及LaB6與SiC間的元素?cái)U(kuò)散的程度，從而評(píng)價(jià)作為SiC的阻擋層303的擴(kuò)散防止作用的有無(wú)?！丛嚇拥闹谱鳌礫實(shí)施例1]作為SiCJfIT CVD 形成的碳化硅(CVD-SiC)基板(8_X20mm、厚 0.725_)，在其上使用LaB6燒結(jié)體作為旋轉(zhuǎn)磁體式磁控濺射裝置的靶，在壓力50mTorr、氬氣流量2SLM的條件下成膜200nm的LaB6膜。之后，作為烘焙處理，使用紅外加熱爐在大氣壓下、氬氣流量2SLM下于300°C進(jìn)行30分鐘熱處理，制作了試樣。[實(shí)施例2]
準(zhǔn)備了下述試樣:作為退火處理，使用紅外加熱爐將實(shí)施例1的試樣在大氣壓下、氬氣流量2SLM下于1000°C加熱60分鐘。[實(shí)施例3]準(zhǔn)備了下述試樣:作為退火處理，使用紅外加熱爐將實(shí)施例1的試樣在大氣壓下、氬氣流量2SLM下于1100°C加熱60分鐘。[實(shí)施例4]作為SiC，準(zhǔn)備了 CVD形成的碳化硅(CVD-SiC)基板(8_X20mm、厚0.725_)，在其上使用W作為旋轉(zhuǎn)磁體式磁控濺射裝置的靶，在壓力lOmTorr、氬氣流量322Sccm的條件下成膜200nm的W。之后，作為烘焙處理，使用紅外加熱爐在大氣壓下、氬氣流量2SLM下于300°C進(jìn)行30分鐘熱處理，制作了試樣。[實(shí)施例5]準(zhǔn)備了下述試樣:作為退火處理，使用紅外加熱爐將實(shí)施例4的試樣在大氣壓下、氬氣流量2SLM下于1000°C加熱60分鐘。[實(shí)施例6]準(zhǔn)備了下述試樣:作為退火處理，使用紅外加熱爐將實(shí)施例4的試樣在大氣壓下、氬氣流量2SLM下于1100°C加熱60分鐘。[實(shí)施例7]作為SiC，準(zhǔn)備了 SUMITOMO O SAKA CEMENT C0.，Ltd 制陶瓷碳化硅(燒結(jié)體 SiC)S452 (高電阻品、電阻率66 130 Ω.cm)的基板(8mmX 20mm、厚3mm)，在其上使用旋轉(zhuǎn)磁體式磁控濺射裝置，作為靶使用LaB6，在壓力50mTorr、氬氣流量2SLM的條件下成膜200nm的LaB60之后，作為烘焙處理，使用紅外加熱爐在大氣壓下、氬氣流量2SLM下于300°C進(jìn)行30分鐘熱處理，制作了試樣。[實(shí)施例8]準(zhǔn)備了下述試樣:作為退火處理，使用紅外加熱爐將實(shí)施例7的試樣在大氣壓下、氬氣流量2SLM下于1000°C加熱60分鐘。[實(shí)施例9]準(zhǔn)備了下述試樣:作為退火處理，使用紅外加熱爐將實(shí)施例7的試樣在大氣壓下、氬氣流量2SLM下于1100°C加熱60分鐘。[實(shí)施例10]作為SiC，準(zhǔn)備了 SUMITOMO OSAKA CEMENT C0.，Ltd 制陶瓷碳化硅(燒結(jié)體 SiC)S312 (低電阻品、電阻率0.024 0.03 Ω.cm)的基板(8mmX20mm、厚3mm)，在其上使用LaB6作為旋轉(zhuǎn)磁體式磁控濺射裝置的靶，在壓力50mTorr、氬氣流量2SLM的條件下成膜200nm的LaB6膜。之后，作為烘焙處理，使用紅外加熱爐在大氣壓下、氬氣流量2SLM下于300°C進(jìn)行30分鐘熱處理，制作了試樣。[實(shí)施例11]準(zhǔn)備了下述試樣:作為退火處理，使用紅外加熱爐將實(shí)施例10的試樣在大氣壓下、氬氣流量2SLM下于1000°C加熱60分鐘。[實(shí)施例12]準(zhǔn)備了下述試樣:作為退火處理，使用紅外加熱爐將實(shí)施例10的試樣在大氣壓下、氬氣流量2SLM下于1100°C加熱60分鐘。[實(shí)施例13]作為SiC，準(zhǔn)備了 SUMITOMO OSAKA CEMENT C0.，Ltd 制陶瓷碳化硅(燒結(jié)體 SiC)S452的基板(8mmX 20mm、厚3mm),在其上使用W作為旋轉(zhuǎn)磁體式磁控派射裝置的祀,在壓力lOmTorr、氬氣流量322sCCm的條件下成膜200nm的W膜。之后，作為烘焙處理，使用紅外加熱爐在大氣壓下、氬氣流量2SLM下于30(TC進(jìn)行30分鐘熱處理，制作了試樣。[實(shí)施例14]準(zhǔn)備了下述試樣:作為退火處理，使用紅外加熱爐將實(shí)施例13的試樣在大氣壓下、氬氣流量2SLM下于1000°C加熱60分鐘。[實(shí)施例15]準(zhǔn)備了下述試樣:作為退火處理，使用紅外加熱爐將實(shí)施例13的試樣在大氣壓下、氬氣流量2SLM下于1100°C加熱60分鐘。[實(shí)施例16]作為SiC，準(zhǔn)備了 SUMITOMO OSAKA CEMENT C0.，Ltd 制陶瓷碳化硅(燒結(jié)體 SiC)S312的基板(8mmX 20mm、厚3mm),在其上使用W作為旋轉(zhuǎn)磁體式磁控派射裝置的祀,在壓力lOmTorr、氬氣流量322sCCm的條件下成膜200nm的W膜。之后，作為烘焙處理，使用紅外加熱爐在大氣壓下、氬氣流量2SLM下于30(TC進(jìn)行30分鐘熱處理，制作了試樣。[實(shí)施例17]準(zhǔn)備了下述試樣:作為退火處理，使用紅外加熱爐將實(shí)施例16的試樣在大氣壓下、氬氣流量2SLM下于1000°C加熱60分鐘。[實(shí)施例18]準(zhǔn)備了下述試樣:作為退火處理，使用紅外加熱爐將實(shí)施例16的試樣在大氣壓下、氬氣流量2SLM下于1100°C加熱60分鐘。[比較例I]在形成有SiO2氧化膜的Si基板上，使用W作為旋轉(zhuǎn)磁體式磁控濺射裝置的靶，在壓力10mTorr、lS氣流量322sccm的條件下成膜90nm的W膜。進(jìn)而使用LaB6作為旋轉(zhuǎn)磁體式磁控濺射裝置的靶，在壓力50mTorr、氬氣流量2SLM的條件下成膜90nm的LaB6膜。SP，在W與LaB6之間不設(shè)置阻擋層303。接著，在氬氣流量2SLM的條件下于300°C加熱30分鐘進(jìn)行烘焙。[比較例2]使用紅外加熱爐將比較例I的試樣在大氣壓下、氬氣流量2SLM的條件下以1000°C加熱60分鐘進(jìn)行退火。[比較例3]使用紅外加熱爐將比較例I的試樣在大氣壓下、氬氣流量2SLM的條件下以1050°C加熱60分鐘進(jìn)行退火。[比較例4]使用紅外加熱爐將比較例I的試樣在大氣壓下、氬氣流量2SLM的條件下以1100°C加熱60分鐘進(jìn)行退火。<擴(kuò)散評(píng)價(jià)試驗(yàn)>
接著，測(cè)定實(shí)施例f 18以及比較例廣4的試樣的相互擴(kuò)散的程度。作為組成分析，使用日本電子株式會(huì)社(JEOL)制JPS-9010MX采用ESCA(ElectronSpectroscopy for Chemical Analysis,光電子能譜法)進(jìn)行試樣的深度方向的組成分析。另外，對(duì)實(shí)施例1飛以及比較例廣4進(jìn)行了截面觀察。具體而言，將試樣切斷后，使用日本電子株式會(huì)社(JEOL)制JSM-6700F以倍率50000倍進(jìn)行觀察。實(shí)施例f 18以及比較例廣4的試樣的組成分析結(jié)果示于圖3、圖5以及圖T圖
12。另外，實(shí)施例1飛以及比較例廣4的截面的觀察結(jié)果示于圖4、圖6、圖13和圖14。此夕卜，比較例廣4的LaB6-W擴(kuò)散層的厚度示于表I。[表I]
權(quán)利要求
1.一種陰極體，其特征在于，其具有: 基體； 設(shè)置在所述基體的表面的具有SiC的阻擋層； 形成在所述阻擋層的表面的具有稀土元素的硼化物的膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陰極體，其特征在于，所述基體是鎢、鑰、硅，或者是含有選自由La203、ThO2和Y2O3組成的組中的至少一種的鎢或鑰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的陰極體，其特征在于，所述稀土元素的硼化物包含選自由LaB4, LaB6, YbB6, GaB6, CeB6組成的組中的至少一種硼化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陰極體，其特征在于，所選擇的至少一種所述稀土元素的硼化物是LaB6。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的陰極體，其特征在于，所述基體是鎢、或者是含有以體積比計(jì)為4 6%的La2O3的鎢。
6.一種熒光管，其使用了權(quán)利要求廣5中任一項(xiàng)所述的陰極體作為陰極。
7.一種陰極體的制造方法，其特征在于，其具有: 工序(a)，在基體表面形成具有SiC的阻擋層；以及 工序(b)，在所述阻擋層上形成具有稀土元素的硼化物的膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的陰極體的制造方法，其特征在于，所述工序(a)是采用CVD或?yàn)R射在基體的表面上形成所述阻擋層的工序。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的陰極體的制造方法，其特征在于，所述工序(b)是采用濺射在所述阻擋層上形成LaB6膜的工序。
10.根據(jù)權(quán)利要求7、中任一項(xiàng)所述的陰極體的制造方法，其特征在于，所述基體是鎢、鑰、硅、含有4飛重量％的氧化鑭的鎢或鑰。
全文摘要
本發(fā)明提供一種陰極體，其具有作為基體的圓筒形杯(30)；設(shè)置在圓筒形杯(30)的表面的具有SiC的阻擋層(303)；以及形成在阻擋層(303)的表面的具有稀土元素的硼化物的膜，該陰極體能夠防止基體的成分元素與硼化物的相互擴(kuò)散。
文檔編號(hào)H01J61/06GK103081056SQ20118004248
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月1日
發(fā)明者大見忠弘, 后藤哲也, 石井秀和 申請(qǐng)人:國(guó)立大學(xué)法人東北大學(xué)