表面传导电子发射显示器(Surface-conduction Electron-emitter Display,简称SED)较传统的平板显示器具有很多的优势。它是属于场致发射显示器件(FED)的一种,采用平面制作工艺,克服了传统FED所存在的均匀性和稳定性；成本要比LCD和PDP低,且具有CRT的高画质优点,所以吸引了更多的学者研究及开发商的兴趣。本论文使用磁控溅射方法制作碳钛颗粒膜作为SED的电子发射材料,研究表面电子发射特性。主要内容包括三方面：碳钛颗粒膜工艺研究；原型器件制备；原型器件进行电子发射性能研究以及表面电子发射机理分析。经过反复试验,优化各个工艺参数,以及器件的电子发射性能,得出以下结果：①研究改变磁控溅射靶基距、靶材中碳钛成分比例、工作气压对碳钛颗粒膜特性的影响。实验结果表明,在靶基距为40mm时薄膜均匀性最佳,达到了90%；薄膜随靶材中钛比例的增加沉积速率增加；随着工作气压的增大,沉积速率出现峰值,峰值沉积速率达到2.02nm/s；另外靶材中较高的钛含量,明显导致颗粒膜电阻率下降。②使用SEM、EDS和XPS对颗粒膜的形貌、元素成分以及键合结构进行表征。结果表明薄膜表面光滑平整；在靶材C：Ti比为1：3,靶基距40mm,测量颗粒膜中Ti和C成分比在105左右；XPS结果表明所沉积的颗粒膜,其主要成分含有Ti和C。其中C元素部分形成C-C键,部分形成Ti-C键；Ti元素部分和C键合,部分以单质的形式存在薄膜中。③研究了原型器件的图形化工艺,优化了光刻的工艺参数。结果表明甩胶低速时间和速度为15s和1000r/min,高速时间和速度为50s和3000/min时,光刻胶均匀性较好；前烘时间和温度分别为10min和105℃,光刻曝光时间为60s,显影时间为34s,后烘时间和温度为15min和105℃的条件下,能够形成边缘清晰且没有杂质的图形。④研究不同碳钛比例和不同器件结构对电子发射的影响,经过电形成得到了所必须的纳米级缝隙结构,探测到稳定发射电流。试验结果发现在靶材碳钛比例为3：1时,探测到最大发射电流为7.6gA,发射效率达到1‰；在电极间距宽度为100μm,发射材料最窄宽度为5μm时,发射体材料更容易出现纳米缝隙,更易产生稳定的发射电流。⑤结合场发射的F-N理论,可以获得线性的曲线,表明电子发射是由场发射产生的。