본 연구에서는 평판 디스플레이로 응용하기 위한 전계방출 소자에 관한 실험을 수행하였다. 먼저 전계방출 전류 특성을 향상시키기 위해 기하학적 구조를 최적화 시킬 수 있는 모의실험을 수행하였다. 그리고 삼극관 구조의 다이아몬드상 카본이 코팅된 실리콘 전계방출 소자를 제작하고 전기적 특성을 살펴보았다. 최근 다이아몬드와 다이아몬드상 카본이 전계방출 소자의 음극관 재료로 인정받고 있다. 이들은 화학적으로 안정하며, 높은 열전도도와 높은 경도성을 가진다. 뿐만 아니라 대우 낮은 ...
본 연구에서는 평판 디스플레이로 응용하기 위한 전계방출 소자에 관한 실험을 수행하였다. 먼저 전계방출 전류 특성을 향상시키기 위해 기하학적 구조를 최적화 시킬 수 있는 모의실험을 수행하였다. 그리고 삼극관 구조의 다이아몬드상 카본이 코팅된 실리콘 전계방출 소자를 제작하고 전기적 특성을 살펴보았다. 최근 다이아몬드와 다이아몬드상 카본이 전계방출 소자의 음극관 재료로 인정받고 있다. 이들은 화학적으로 안정하며, 높은 열전도도와 높은 경도성을 가진다. 뿐만 아니라 대우 낮은 전자 친화도로 인해 뾰족한 바늘을 만들지 않고도 전자의 방출을 기대할 수 있어 공정이 용이하다는 장점을 가진다. 이에 다이아몬드와 다이아몬드상 카본을 재료로 바늘이 없는 삼극관 전계방출 소자 제작시 그 기하학적 구조를 최적화 시킬 수 있는 모의실험을 수행하였다. 이때 모의실험에 대입하는 일함수 값을 파울러-노드하임 플롯 실험 결과로부터 계산한 값인 유효 일함수 값을 대입하였다. 이때 얻은 유효 일함수 값은 0.01eV에서 0.25eV까지의 값을 가졌다. 다음으로 포커스 전극의 효과에 관한 모의실험을 수행하였다. 전계방출 소자에 포커스 전극이 있을 때 방출된 전자가 옆으로 퍼지는 현상이 줄어든다. 하지만 이러한 경우 바늘 표면에 걸리는 최대 전기장은 포커스 전극이 없을 때 보다 줄어든다. 따라서 포커스 효과를 높임과 동시에 최대 전기장을 증가시키는 방법에 관한 모의실험을 수행하였다. 모의실험 결과 게이트 절연층 가장자리와 포커스 전극 위에 절연층을 쌓아주면 두 효과를 동시에 높일 수 있었다. 이때 절연층의 두께를 증가시킬수록 효과가 더 커진다는 것을 알 수 있었다. 다음으로 고농도로 도핑된 n형 실리콘에 다이아몬드상 카본을 코팅하여 바늘을 가지지 않는 삼극관 구조의 전계방출 소자를 제작하였다. 게이트 절연층은 상압 CVD를 이용하여 증착하고 게이트 금속막과 희생층 금속막은 진자선 증착기를 이용하여 종착하였다. 다이아몬드상 카본은 이온 스퍼터링법을 이용하여 종착하였다. 다이아몬드상 카본을 증착한 후 희생층 금속막은 습식 식각으로 제거하였다. 이렇게 완성된 소자에 대해 라만 분광기를 측정하였다. 또한 초고진공 챔버에서 전류-전압 특성을 측정하였다. 이러한 측정 결과는 전형적인 파울러-노드하임 곡선을 나타내었고 이것으로 측정된 전류가 진계방출에 의한 것임을 확인할 수 있었다. 하지만 캐소드 전극과 게이트 전극을 분리시켜 주어야 할 게이트 절연층 옆으로 다이아몬드상 카본이 코팅되었다. 이에 실리콘 표면 위에만 코팅하는 새로운 방법이 요구된다.
본 연구에서는 평판 디스플레이로 응용하기 위한 전계방출 소자에 관한 실험을 수행하였다. 먼저 전계방출 전류 특성을 향상시키기 위해 기하학적 구조를 최적화 시킬 수 있는 모의실험을 수행하였다. 그리고 삼극관 구조의 다이아몬드상 카본이 코팅된 실리콘 전계방출 소자를 제작하고 전기적 특성을 살펴보았다. 최근 다이아몬드와 다이아몬드상 카본이 전계방출 소자의 음극관 재료로 인정받고 있다. 이들은 화학적으로 안정하며, 높은 열전도도와 높은 경도성을 가진다. 뿐만 아니라 대우 낮은 전자 친화도로 인해 뾰족한 바늘을 만들지 않고도 전자의 방출을 기대할 수 있어 공정이 용이하다는 장점을 가진다. 이에 다이아몬드와 다이아몬드상 카본을 재료로 바늘이 없는 삼극관 전계방출 소자 제작시 그 기하학적 구조를 최적화 시킬 수 있는 모의실험을 수행하였다. 이때 모의실험에 대입하는 일함수 값을 파울러-노드하임 플롯 실험 결과로부터 계산한 값인 유효 일함수 값을 대입하였다. 이때 얻은 유효 일함수 값은 0.01eV에서 0.25eV까지의 값을 가졌다. 다음으로 포커스 전극의 효과에 관한 모의실험을 수행하였다. 전계방출 소자에 포커스 전극이 있을 때 방출된 전자가 옆으로 퍼지는 현상이 줄어든다. 하지만 이러한 경우 바늘 표면에 걸리는 최대 전기장은 포커스 전극이 없을 때 보다 줄어든다. 따라서 포커스 효과를 높임과 동시에 최대 전기장을 증가시키는 방법에 관한 모의실험을 수행하였다. 모의실험 결과 게이트 절연층 가장자리와 포커스 전극 위에 절연층을 쌓아주면 두 효과를 동시에 높일 수 있었다. 이때 절연층의 두께를 증가시킬수록 효과가 더 커진다는 것을 알 수 있었다. 다음으로 고농도로 도핑된 n형 실리콘에 다이아몬드상 카본을 코팅하여 바늘을 가지지 않는 삼극관 구조의 전계방출 소자를 제작하였다. 게이트 절연층은 상압 CVD를 이용하여 증착하고 게이트 금속막과 희생층 금속막은 진자선 증착기를 이용하여 종착하였다. 다이아몬드상 카본은 이온 스퍼터링법을 이용하여 종착하였다. 다이아몬드상 카본을 증착한 후 희생층 금속막은 습식 식각으로 제거하였다. 이렇게 완성된 소자에 대해 라만 분광기를 측정하였다. 또한 초고진공 챔버에서 전류-전압 특성을 측정하였다. 이러한 측정 결과는 전형적인 파울러-노드하임 곡선을 나타내었고 이것으로 측정된 전류가 진계방출에 의한 것임을 확인할 수 있었다. 하지만 캐소드 전극과 게이트 전극을 분리시켜 주어야 할 게이트 절연층 옆으로 다이아몬드상 카본이 코팅되었다. 이에 실리콘 표면 위에만 코팅하는 새로운 방법이 요구된다.
In this research, field emission devices for the application of flat panel display have been investigated. Firstly simulations have been carried out to optimize the structural parameters needed to improve field emission current characteristics. And triode type diamond-like carbon coated silicon fiel...
In this research, field emission devices for the application of flat panel display have been investigated. Firstly simulations have been carried out to optimize the structural parameters needed to improve field emission current characteristics. And triode type diamond-like carbon coated silicon field emitters have been fabricated and the Ⅰ-Ⅴ electrical characteristics of these emitters have been measured. Recently, diamond and diamond-like carbon films have been considered as cold cathode materials for field emission devices. In addition to their chemical stability, high thermal conductivity and robust body, it is expected that very low electron affinity allow simple processing without fabricating sharp tips. So simulations on various geometrical cases were carried out to obtain the optimum geometry of the field emitters using triode type diamond and diamond-like carbon without sharp tips. The work function of the emitters needed for simulation is assumed to be the effective work function, which was obtained from experimental results, Fowler-Nordheim plot. Effective work functions were in the range of 0.01 to 0.25 eV. Simulations on the effect of the focusing electrode were also investigated. When the focusing electrode is added on the field emission devices, the beam spreading of the emitted electrons is reduced. However in such a case, the maximum electric field on the tip surface is lower than that in the device without the focusing electrode. So simulations were performed to increase the focusing effect and the maximum electric field on the tip surface at the same time. In simulation result, insulator layer on the gate insulator edge and focusing electrode increased both of them. They were also increased as the thickness of insulator layer becomes higher. Triode type diamond-like carbon coated field emitters without sharp tips have been fabricated using highly doped n-type silicon substrate. The gate oxide insulator was deposited using atmospheric-pressure CVD and the gate metal and sacrificial layer were formed by electron beam evaporator. Diamond-like carbon film was deposited onto gated silicon using ion sputtering method. After the deposition of diamond-like carbon, sacrificial layer was lifted off using wet etch. And Raman spectroscopy of this device was measured. The Ⅰ-Ⅴ electrical characteristics were also measured in a UHV chamber. This experimental result showed typical Fowler-Nordheim plot, which represented the field emission. However, diamond-like carbon was deposited on the edge of gate insulator which was formed for the short between the cathode electrode and the gate electrode. A new method is needed to coat only on silicon surface.
In this research, field emission devices for the application of flat panel display have been investigated. Firstly simulations have been carried out to optimize the structural parameters needed to improve field emission current characteristics. And triode type diamond-like carbon coated silicon field emitters have been fabricated and the Ⅰ-Ⅴ electrical characteristics of these emitters have been measured. Recently, diamond and diamond-like carbon films have been considered as cold cathode materials for field emission devices. In addition to their chemical stability, high thermal conductivity and robust body, it is expected that very low electron affinity allow simple processing without fabricating sharp tips. So simulations on various geometrical cases were carried out to obtain the optimum geometry of the field emitters using triode type diamond and diamond-like carbon without sharp tips. The work function of the emitters needed for simulation is assumed to be the effective work function, which was obtained from experimental results, Fowler-Nordheim plot. Effective work functions were in the range of 0.01 to 0.25 eV. Simulations on the effect of the focusing electrode were also investigated. When the focusing electrode is added on the field emission devices, the beam spreading of the emitted electrons is reduced. However in such a case, the maximum electric field on the tip surface is lower than that in the device without the focusing electrode. So simulations were performed to increase the focusing effect and the maximum electric field on the tip surface at the same time. In simulation result, insulator layer on the gate insulator edge and focusing electrode increased both of them. They were also increased as the thickness of insulator layer becomes higher. Triode type diamond-like carbon coated field emitters without sharp tips have been fabricated using highly doped n-type silicon substrate. The gate oxide insulator was deposited using atmospheric-pressure CVD and the gate metal and sacrificial layer were formed by electron beam evaporator. Diamond-like carbon film was deposited onto gated silicon using ion sputtering method. After the deposition of diamond-like carbon, sacrificial layer was lifted off using wet etch. And Raman spectroscopy of this device was measured. The Ⅰ-Ⅴ electrical characteristics were also measured in a UHV chamber. This experimental result showed typical Fowler-Nordheim plot, which represented the field emission. However, diamond-like carbon was deposited on the edge of gate insulator which was formed for the short between the cathode electrode and the gate electrode. A new method is needed to coat only on silicon surface.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.