194646. lajstromszámú szabadalom • Eljárás elektronemissziós izzókatód előállítására
1 194 646 2 hosszú üzemidőn át stabilis a nagyfrekvenciás viselkedése. Ezt a célt a találmány értelmében olyan módon érjük el, hogy a bevezetőben említett eljárásban a) egy, a kívánt katódgeometriának megfelelően kialakított szubsztrátumon gázfázisból, transzporttal az alábbi rétegszerkezetet állítjuk elő, és a rétegek lecsapása közben, vagy azt követően előnyösen redukálunk. a) egy magas olvadáspontú fémből, mint alapanyagból álló hordozóréteget, amely a struktúra mechanikai stabilitása céljából legalább egy adalékanyagot tartalmaz, ß) magas olvadáspontú fémből, mint alapanyagból és elektronemittáló anyagkészletből álló réteget vagy rétegsorozatot, amely a katód üzeme közben mint készletező és szállító övezet működik és y) magas olvadáspontú fémből, mint alapanyagból készített polikristályos bevonóréteget vagy előnyösen orientált polikristályos bevonóréteget állítunk elő és az utóbbi a textúra és a struktúra stabilizálása céljából legalább egy adalékanyagot tartalmaz, az előnyös orientációt pedig a lecsapás paramétereinek megválasztásával úgy állítjuk be, hogy a katód üzeme közben az említett bevonórétegen fenntartott emittáló monatomos réteg kilépési munkája minimális legyen, b) eltávolítjuk a szubsztrátumot és c) a hordozóréteget a fűtés számára csatlakozókkal látjuk el. A rétegeket előnyösen reaktív lecsapással, mint például CVD eljárással, pirolizissel, porlasztással, vákuum-gőzöléssel vagy plazma-porlasztással állítjuk elő. Alapanyagként előnyösen W-t, Mo-t, Ta-t, Nb-t, Re-ot és/vagy szenet alkalmazunk, az egyes rétegek alapanyagának összetétele pedig azonos vagy eltérő lehet. A találmány szerinti eljárás egy különösen alkalmas megvalósítási módja szerint a lecsapási reakcióban résztvevő gázokat a katódanyag kémiai kialakítása és egyúttali lecsapásacéljából plazmagerjeszléssel aktiváljuk (plazmaaktivációs CVD (PCVD) eljárás). A találmány szerinti eljárás során, amely különösen a nagy emissziósűrüségű egyatomos rétegű izzókatódok előállítására alkalmas, legalább egy magasolvadáspontú fémből és egyatomos réteg kialakításra nagy emisszióképességű anyagból álló rétegeket csapunk le egymás után folyamatos eljárással, például legalább két komponensből álló gázfázisból szubsztrátumra való reaktív lecsapással (CVD-eljárás), majd a szubsztrátumot a lecsapások után eltávolítjuk, úgy, hogy önhordó CVD eljárással előállított teljeskatódot kapunk. Az ilyen konstrukciójú hengeres, ekvipotenciális felületű katód különösen alkalmas nagyfrekvenciás és/vagy nagyteljesítményű adó- és erősítő csövekhez. A találmánynak megfelelően elkészített izzókatód, amelynek az anyaga igen magas hőmérsékleten 4 olvadó fém, például W, Mo, Ta, Nb vagy Re és/ vagy szén, finomkristályos, mechanikusan stabil hordozó- avagy alaprétegből, az emittáló anyaggal jól dúsított rétegsorozatból és egy lehetőleg előnyö- 5 sen orientált bevonórétegből áll. Mindegyik réteget előnyösen gázfázisból csapatjuk le CVD eljárásokkal, a szubsztrátumot pedig a lecsapott rétegek csatlakozóinak elkészítése utáneltávolítjuk. A találmány szerinti eljárás értelmében egy alkal- 10 más (és alkalmasan kialakított) szubsztrátumra a gázfázisból reaktív lecsapással (CVD eljárással) először egy magas olvadáspontú fémből álló, rendkívül finomszemcsés hordozóréteget viszünk fel, amelynek jók a mechanikai tulajdonságai és a 15 szemcsék növekedését adalékok gátolják meg. Ezután az elektronemittáló anyagnak és az alapanyagnak váltakozó rétegeit vagy rétegrendszerét visszük fel, a rétegek összetételét pedig a CVD lecsapásban például a különböző komponensű gáz- 20 áramok változtatásával szabályozzuk. Végül pedig magas olvadáspontú fémből álló, előnyösen orientált, oszlopos szerkezetű, és szemcsenövekedést és az előnyös orientáció tönkremenetelét gátló adalékokat tartalmazó bevonó réteget állítunk elő. A le- 5 csapott rétegek csatlakozóinak elkészítése után a szubsztrátumot, illetve a szubsztrátum előformát különválasztjuk a pozitívtól (vagyis a rétegrendszertől) és megkapjuk a kívánt tulajdonságokkal 30 rendelkező önhordó katódot, például egy hengeres, önhordó, közvetlen fűtésű, ekvipotenciális felületű katód formájában, amelynek nagy az emissziója és hosszú az élettartama. A szubsztrátum előnyösen olyan könnyen és 35 pontosan formázható anyagból áll, amely a rácsapatott katód anyagához kevéssé kötődik. A szubsztrátumot a találmánynak megfelelően akár szelektív maratással, mechanikusan, akár vákuumban hevítve, például vákuum kemencében 40 vagy valamely alkalmas gázatmoszférában, például hidrogénben elpárologtatva vagy leégetéssel vagy az említett eljárások kombinációjával távolitjuk el az alkalmazott szubsztrátum anyagától függően. A találmány szerint a szubsztrátum grafittestből, 45 különösképpen pirolitikus grafitból vagy amorf szénből áll, amelyet mechanikus módszerekkel, égetéssel és/vagy mechanikai-kémiai mikropolírozással távolítunk el. A szubsztrátum rézből, nikkelből, vasból, molibdénből vagy olyan ötvözetből is 50 állhat, amely ezeket a fémeket nagyobb mennyiségben tartalmazza, az eltávolítása pedig szelektív maratással vagy az először alkalmazott mechanikus módszer után a kevés maradéknak vákuumban (például vákuum kemencében) vagy valamely al- 55 kalmas gázatmoszférában (például hidrogénben) történő elpárologtatásával történhet. A találmány szerinti eljárásban alkalmazott szubsztrátum a lehető legkevésbé legyen összeférhető azzal a réteganyaggal, amiből a katód hordou zó része készül és így könnyen eltávolítható legyen. Ezt a követelményt előnyösen a grafit teljesíti. A grafit, például a polikristályos elektrografit mechanikusan könnyen megmunkálható és így belőle 65 könnyen készíthetők bonyolult alakú testek is. Mif ; ük
