以场致发射冷阴极为基础的真空微电子器件,因其具有电子传输速率高、功耗低、电流密度大、无需加热等优点,受到广泛的关注。在众多的真空微电子器件中,最重要也最为成熟的冷阴极是阵列场发射体。人们通过不断的改进阵列发射体结构、优化制备工艺等各种措施来提高阵列发射体的总体性能。阵列薄膜的方法既可利用阵列本身的结构特性,又可利用膜材料的物理化学性能,是一种有效的提高场发射阴极性能的方法。阵列薄膜是在制备好的尖锥阵列上沉积其他材料的薄膜,得到场发射阴极的方法。当选择逸出功较低,且具有良好的导电和导热率的发射材料沉积成薄膜时,就会得到较好的场发射性能。阵列薄膜的制备包括阵列的制备及薄膜的沉积。其中阵列的制备主要考虑结构的实用性、工艺的简便性、成熟度等各个环节。与其他场发射阵列相比,硅阵列具有与现有半导体工艺的兼容性,其技术成熟,制备相对简单,形状及均匀性较好,是阵列薄膜方法中理想的阵列制备方法。薄膜材料的选择主要考虑材料的功函数、电导率、密度、热稳定性、化学稳定性等各种因素。六硼化镧作为一种优良的热发射材料,具有优异的物理和化学特性,使之成为场发射阵列薄膜中的理想的薄膜材料。硅阵列硼化镧薄膜制备的关键技术是硅尖阵列的制备和硼化镧薄膜在硅阵列上的沉积。论文围绕这两个部分,重点研究了二极管结构硅尖阵列的制备以及电子束蒸发法沉积硼化镧薄膜的工艺。利用传统的硅尖制备工艺,先后采用氧化、光刻、干法刻蚀、氧化削尖的工艺,成功的制备了硅二极管场发射阵列。通过电子束蒸发的方法在硅尖阵列上成功的沉积了硼化镧薄膜。X射线能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)测试表明薄膜的成分与块状材料相接近,结晶状况较好论文分别对二极管结构的硅阵列硼化镧薄膜阴极和硅尖阵列场发射阴极的场发射特性进行了测试,并对实验现象和数据进行了详细的分析和讨论。最终得出了硅阵列硼化镧薄膜阴极的场发射I-V特性及稳定性等场发射特性。结果表明,硅阵列硼化镧薄膜具有良好的场发射性能和稳定性。