• 제목/요약/키워드: 전계방출

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기계-화학적 연마 공정을 이용한 실리콘 전계방출 어레이의 제작 (Fabrication of silicon field emitter array using chemical-mechanical-polishing process)

  • 이진호;송윤호;강승열;이상윤;조경의
    • 한국진공학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.88-93
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    • 1998
  • 본 연구에서는 기계-화학적 연마(Chemical-Mechanical-Polishing: CMP)공정을 이용 하여 게이트 전극을 가지는 실리콘 전계방출 소자를 제작하였으며, 또한 그 전자방출 특성 을 분석하였다. 실리콘 전계방출 소자를 제작하기 위해 실리콘을 두단계로 이루어진 건식식 각과 산화공정으로 팁을 뾰족하게 만들었으며, 게이트를 형성하기 위하여 고 선택비를 가지 는 CMP공정을 사용하였으며, 연마 시간과 연마 압력의 변화로 게이트 높이와 개구의 직경 을 쉽게 조절할 수 있었다. 또한, CMP공정시 발생되는 디싱(dishing)문제를 산화막 마스킹 을 사용함으로 해결하여 자동 정렬된 게이트전극의 개구를 깨끗하게 형성할 수 있었다. 제 작된 에미터의 높이와 팁끝의 반경은 각각 1.1$\mu$m, 100$\AA$정도이며, 제작된 2809개의 팁 어 레이로 80V의 게이트전압에서 31$\mu$A의 방출전류를 얻을 수 있었다.

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Field Emission Display 개발동향 및 전망

  • 송윤호;이진호;권상직
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제15권12호
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    • pp.11-18
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    • 2002
  • 전계 방출 디스플레이(Field Emission Display : FED)는 금속 또는 반도체로 만들어진 극미세 구조의 전계 에미터(field emitter)에 전기장을 인가하여 진공 속으로 방출되는 전자를 형광체에 충돌시켜 화상을 표시하는 디스플레이 소자로서, 원리적으로 브라운관(CRT)의 우수한 표시 특성을 그대로 가지면서 경량 박형화가 가능하기 때문에 'Thin CRT'라고 불리기도 한다 FED는 원리적으로 고휘도, 저소비전력, 빠른 응답속도, 광시야각, 고해상도, 우수한 칼라 표시. 넓은 사용온도 범위 등 CRT 및 평판 디스플레이의 장점을 모두 갖추고 있는 이상적인 디스플레이 소자로 평가되어 1990년대 초반부터 세계 유수의 연구 기관들이 본격 적 인 연구 개발을 추진하여 왔지만, 아직까지 평판 디스플레이 시장에 진입 할 만큼 기술 개발이 이루어지지 못하고 있다. 본 고에서는 FED의 근간이 되는 전계방출 소자의 원리 및 종류, FED의 핵심요소 기술, 최근 연구 개발 동향, FED의 응용 분야 및 상용화 가능성 등에 대하여 살펴보기로 한다.

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다층구조 유사다이아몬드 박막의 전계방출 특성연구 (Field Emission characteristics of Multi-layered Diamond-Like carbon films)

  • 김종탁
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.426-430
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    • 2000
  • We have studied the field emission characteristics of multi-layered diamond-like-carbon (DLC) films deposited by vertical electrodes type plasma enhanced chemical vapor deposition with CH$_4$ and H$_2$ mixture. We deposited a thin layer of DLC on the p$^{+}$-Si substrate and then turned off plasma before another deposition of a new DLC layer. The thickness and the number of DLC layers are varied. The emission characteristics of multi-layered DLC films were compared with conventional one. The multi-layered DLC film shows higher emission current than conventional one.e.

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KOH 이방성 식각을 이용한 Ti-실리사이드 전계방출 소자 연구

  • 김성배;전형탁;최성수
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.61-61
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    • 1999
  • 저항이 5$\Omega$-cm인 n-type Si(100) 웨이퍼를 실리콘 식각시 마스크로 사용하기 위하여 습식 열산화법을 이용하여 100$0^{\circ}C$에서 SiO2을 2400$\AA$ 성장시킨 후, OPCVD 공정을 통해 785$^{\circ}C$서 SiH2Cl2 가스 30sccm과 NH3가스 100sccm을 이용하여 Si3N4를 3000$\AA$ 증착시켰다. 이 웨이퍼를 포토-리쏘그라피 공정을 거쳐 지름 2$\mu\textrm{m}$의 포토레지스트 패턴을 제작한 후 600W의 RF power하에서 CF4 가스 10sccm, CHF3 가스 15sccm, O2가스 8sccm 및 Ar가스 10sccm을 이용하여 MERIE 방법으로 Si3N4를 식각한 다음, 7:1 BHF 용액내에서 30초간의 습식식각을 통해 40wt.%의 KOH 용액내에 8$0^{\circ}C$에서 30초간의 이방성 식각을 통해 피라미드 모양의 Si FEA(field emitter array)를 제작하였다. 본 실험은 다음과 같이 완성된 Si FEA를 샤프닝 산화 후 산화막 식각을 통해 마스크를 제거한 다음, tip의 열화학적 내구성을 증가시키고 장시간 구동시 안정성과 전계방출 전류밀도를 높이기 위해 tip의 표면에 Ti를 sputter 방법으로 약 300$\AA$ 증착시킨 후, RTA 장비를 이용하여 2단계 열처리 (first annealing:$600^{\circ}C$/30sec, second annealing : 85$0^{\circ}C$/15sec)를 통해 Si FEA의 경우보다 낮은 turn-on 전압과 높은 전계방출 특성을 나타낼 것으로 기대된다.

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아르곤 이온에 의해 표면처리된 CNT 에미터의 전계방출 특성 (Field Emission Characteristics of Surface-treated CNT Emitter by Ar Ion Bombardment)

  • 권상직
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제44권2호
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    • pp.26-31
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    • 2007
  • 카본나노튜브 전계 방출 어레이(carbon nanotube field emission array, CNT FEA)를 유리기판 상에 형성시키기 위하여 CNT 페이스트를 스크린 프린팅 후 표면처리를 수행하였다. 본 실험에서는 효과적인 표면처리 방법으로서 이온 빔을 조사(expose)시키는 방법을 연구하였다. 먼저, 유리 기판상에 감광성 CNT 페이스트를 스크린 프린팅하고 UV 후면노광 및 현상공정에 의해 선택적으로 CNT 페이스트를 남겼다. 다시 고온에서 소성후 CNT들은 바인더 성분들에 의해 문히게 된다. 본 실험에서는 소성된 CNT 페이스트의 표면상에 Ar 이온빔을 가속시켜 페이스트의 바인더(binder)를 선택적으로 제거함으로써 전계방출 특성을 향상시킬 수 있었다. 표면처리를 위한 이온 빔 가속시 이온빔의 가속에너지에 따라 특성이 크게 변화되었는데, 본 연구에서는 100 V의 낮은 가속 전압에서 가장 높은 전계방출 특성을 나타내었으며 가속 전압이 너무 높으면 바인더 성분 외에도 CNT 자체가 제거됨으로써 오히려 특정이 저하됨을 알 수 있었다.

직류 전압에 의한 미소 진공갭의 전구방전 전계방출 (Prebreakdown Field Emission of Micrometric Vacuum Gaps under DC Voltage)

  • 김정달;이세훈
    • 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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    • 제11권2호
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    • pp.56-63
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    • 1997
  • 진공에서의 파괴는 파괴전구현상으로부터 개시되고, 파괴전구현장중에서 가장 중요한 과정은 Metallic Field Electron Emission과 Micro Discharge이다. 진공내에서 평등전계 갭의 전기적 파괴특성 중 전극에 흐르는 방전전구전류는 전계에 의존하고 Fowler Nordheim 식으로 나타낼 수 있다. 이 논문은 압력 760, 1.2$\times$10-3, 1.2$\times$10-5[torr]과 스테인레스 전극을 미소갭 20, 50, 75, 100[$\mu\textrm{m}$]으로 구성하여 방전전구전류에 대해서 실험적으로 연구했다. 전극갭과 압력변화에 따라 얻어진 I-V 특성곡선을 Fowler Nordheim의 전계방출 이론에 입각해서 분석한 결과, 진공중 미소갭의 전기적 파괴기구는 Metallic Field Electron Emission (M-FEE)에만 의존되었다.

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탄소나노튜브의 전계방출 특성에 관한 이론적 연구

  • 한승우;임지순
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.208-208
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    • 2000
  • 본 연구에서는 다양한 끝 모양을 지닌 (n,n) 나노튜브에 대한 전자구조를 외부 전기장이 걸려있을 때와 없을 때에 대해 제일 원리적 (ab-initio) 방법을 써서 연구하였다. 계산한 모델들 중 비스듬히 잘린 지그재그 형태의 끝 모양을 가진 나노튜브가 가장 좋은 전계 방출 효과가 있음을 알아냈다. 이것은 페르미 레벨 근처에 존재하는 짝지어지지 못한 전자들로 인한 것이다. 다음으로 유리한 구조는 캡 모양의 끝을 가진 나노튜브로서 이것은 캡에 국소적으로 존재하는 파이 상태의 전자가 전기장 방향으로 향하고 있기 때문이다. 이외에 유도된 전기장이 튜브의 종횡비에 비례하는 법칙이 있음을 발견하였다.

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