초록
Si FEA로 부터 tip의 표면을 Co 금속으로 silicidation한 새로운 3극형 Co-silicided Si FEA를 제작하고 이의 전계 방출특성을 조사하였다. $10^{-8}Torr$의 고진공상태에서 제작된 소자의 단위 pixel(pixel 면적 : $250{\mu\textrm{m}}{\times}250{\mu\textrm{m}}$, tip 어레이 : $45{\times}45$)를 통해 측정된 turn-on 전압은 약 35V로, 아노드 전류는 $V_A=500V,\;V_G=55V$ 바이어스 아래에서 약 $1.2{\mu\textrm{A}}(0.6nA/tip)$로 나타났다. 제작된 소자는 초기 과도상태를 제외하면 장시간의 동작을 통해 전계방출 전류의 감소없이 매우 안정된 전기적 특성을 나타내었다. Co-silicided Si FFA 의 낮은 turn-on 전압과 높은 전류안전성은 Si tip 표면에 형성된 실리사이드 박막의 열화학적 안전성과 낮은 일함수에 기인하는 것으로 판단된다.
A new triode type Co-silicided Si FEA(field emitter array) was realized by Co-silicidation of Co coated Si FEA and its field emission properties were investigated. The field emission properties of the fabricated device through the unit pixel with $45{\times}45$ tip array in the area of $250{\mu\textrm{m}}{\times}250{\mu\textrm{m}}$ under high vacuum condition of $10^{-8}Torr$ were as follows : the turn-on voltage was about 35V and the anode current was about $1.2\mu\textrm{A}(0.6㎁/tip)$ at the bias of $V_A=500V\;and\; V_G=55V$. The fabricated device showed the stable electrical characteristics without degradation of field emission current for the long term operation except for the initial transient state. The low turn-on voltage and the high current stability of the Co-silicided Si FEA were due to the thermal and chemical stability and the low work function of silicide layer formed at the surface of Si tip.
