Abstract
In this paper, OPPS(oxidized porous poly-silicon) field emitters were fabricated by using various emitter-electrode metal and these electron emission characteristics were investigated for different thermal annealing effects. The addressed OPPS field emitter with Pt/Ti emitter electrode annealed at $300^{\circ}C$-1hr showed the efficiency of $2.98\%$ at $V_{ps}$=12 V and one annealed at $350^{\circ}C$-1hr showed the highest efficiency of $3.37\%$at $V_{ps}$=16V. They are resulted from the improvement of interfacial contact characteristics of thin emitter metal to an oxidized porous poly-silicon and the decrease of electrical resistance of emitter metal. The brightness of the OPPS field emitter increases linearly in $V_{ps}$ and after oxidation process for $900^{\circ}C$-50min, the brightness of the OPPS field emitter with the as-deposited Pt/Ti emitter electrode was 3600 cd/$m^2$ at the $V_{ps}$=15 V, 6260 cd/$m^2$ at the $V_{ps}$=20 V. Thermal treatment improved the adhesion between the Ti buffer layer and the oxidized porous poly-silicon and also played an important role in the uniform distribution of electric field to the emitter electrode.
본 논문에서는 다양한 에미터 금속 재료를 이용하여 산화된 다공질 폴리실리콘(Oxidized Porous Poly-Silicon) 전계방출 소자를 제조하였으며 에미터 금속의 열처리 효과가 산화된 다공질 폴리실리콘 전계방출소자의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 다양한 에미터 금속 중 구동전극을 가진 Pt/Ti 에미터 전극을 $300^{\circ}C$-1hr 열처리한 경우 전자방출 효율은 $V_{ps}$=12 V에서 최대 $2.98\%$의 효율을 나타내었으며, $350^{\circ}C$-1hr 열처리한 경우 $V_{ps}$=16V에서 $3.37\%$의 가장 높은 효율을 나타내었다. 이는 열처리 공정을 통해 OPPS 전계방출 소자 표면에 다수의 결정립 경계와 무수히 많은 미세한 다공질 간의 흡착성의 개선으로 인한 면 저항 감소에 의한 것을 알 수 있다. OPPS 전계 방출 소자를 디스플레이소자로 적용하기 위해 형광체 발광 특성을 조사해 본 결과, $900^{\circ}C$-50min 산화 후 Pt/Ti(5nm/2nm) 에미터 전극을 사용하여 제조된 OPPS 전계 방출 소자의 경우 15 V에서 3600 cd/$m^2$, 20 V에서 6260 cd/$m^2$의 상대적으로 높은 휘도를 나타내었다. 열처리는 Ti층과 OPPS 간의 흡착성을 개선시키고 에미터 전극에 고른 전계를 가하는 중요한 역할을 한다.
