Abstract
Uniform silicon tip arrays were fabricated using the reactive ion etching followed by the reoxidation sharpening, and the effect of Pd-coated layer on electron emission characteristics was studied. The electron emission from Si field emitter arrays(FEAs) was a little, but improved by removing surface oxide on the FEA, but pronounced drastically by coating a $100-{\AA}-thick$ Pd metal layer. The turn-on voltage in the Pd-coated Si FEAs was reduced by 30 V in comparison with that in uncoated ones. This results from the increase of surface roughness at the tip apex by the Pd coating on Si FEA, via the decrease of the apex radius at which electrons are emitting. The Pd-coated emitters showed superior operating stability over a wide current range to that of the uncoated ones. This suggests that Pd coating enhances the high temperature stability and the surface inertness Si FEA.
반응성 이온 식각과 산화막을 이용한 첨예화 공정을 통하여 균일한 실리콘 팁 어레이를 제작한 후, 그 위에 Pd을 증착하여, Pd 코팅이 전계 방출특성에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 어레이에 존재하는 표면 산화막을 제거한 후의 전계 방출 특성의 향상은 매우 작았으나, $100{\AA}$의 Pd을 코팅한 후에는 30V의 구동전압이 감소하는 등 전계 방출특성이 크게 향상되었다. 이는 Pd 코팅에 의해 팁의 표면 거칠기가 증가하고, 전자가 방출되는 팁 끝부분의 반경이 감소하였기 때문이다. 한편 Pd을 코팅한 에미터는 높은 방출 전류 영역에서 우수한 동작 안전성을 보였다. 이를 통하여 Pd이 코팅된 실리콘 에미터가 고온에서의 동작과 표면안정성에서 우수한 특성을 보임을 알 수 있었다.
