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3극형 Ti-silicided 실리콘 전계방출소자의 제작과 특성연구
장지근,윤진모,장호정,임성규 단국대학교 신소재기술연구소 1998 신소재 Vol.8 No.-
Conventional 구조의 Mo 게이트 Si FEA로부터 Si tip 표면을 Ti-silicidation하여 소자의 전계방출특성을 조사하였다. 1000㎛ 면적에 200×200 tip array를 갖는 단위 pixel을 통해 측정된 전계방출 특성은 10^-8 Torr의 고진공 상태에서 turn-on 전압이 약 70V로, 아노드 방출전류의 크기와 current degradation이 V_A=500 V, V_G=150V 바이어스 아래에서 각각 nA/tip와 0.3%/min로 나타났다. 본 연구를 통해 제작된 Mo 게이트 Ti-silicided Si FEA는 tip과 게이트 전극간의 넓은 간격등으로 인해 낮은 전자방출 전류값을 나타내고 있으나 균일한 tip 어레이와 동작전류의 높은 안정성을 보여주고 있다. From the conventional type Si FEA with Mo gate, we have investigated the field emission characteristics by siliciding the surface of Si tip with Ti. Field emission characteristics of unit pixel with 200×200 tip array in an area of 1000 ㎛×1000㎛ are as follows. Under the high vacuum condition of 10^8 Torr, the turn-on voltage is about 70 V and the anode current and its degradation are about 20 nA/tip and 0.3%/min at the biases of V_A=500 V and V_G=150V, respectively. Even though the triode type Ti-silicided Si FEA obtained from our experiments had the low emission current, it showed the stable field emission for long operation time with uniform tip array.
실리사이드를 이용한 새로운 고내구성 실리콘 전계방출소자의 제작
장지근,윤진모,정진철,김민영,Chang, Gee-Keun,Yoon, Jin-Mo,Jeong, Jin-Cheol,Kim, Min-Young 한국재료학회 2000 한국재료학회지 Vol.10 No.2
Si FEA로부터 tip의 표면을 Ti 금속으로 silicidation한 새로운 3극형 Ti-silicided Si FEA를 제작하고 이의 전계 방출특성을 조사하였다. 제작된 소자에서 단위 pixel(pixel area : $1000{\mu\textrm{m}}{\times}1000{$\mu\textrm{m}}$, tip array : $200{\mu\textrm{m}}{\times}200{$\mu\textrm{m}}$)을 통해 측정된 전계 방출 특성은 $10^8Torr$의 고진공 상태에서 turn-on 전압이 약 70V로, 아노드 방출전류의 크기와 current degradation이 $V_A=500V,\;V_G=150V$ 바이어스 아래에서 각각 2nA/tip와 0.3%/min로 나타났다. 3극형 Ti-silicided Si FEA의 낮은 turn-on 전압과 높은 전류안정성은 Si tip 표면에 형성된 실리사이드 박막의 열화학적 안정성과 낮은 일함수에 기인하는 것으로 판단된다. A new triode type Ti-silicided Si FEA(field emitter array) was realized by Ti-silicidation of Ti coated Si FEA and its field emission properties were investigated. In the fabricated device, the field emission properties through the unit pixel with $200{\mu\textrm{m}}{\times}200{$\mu\textrm{m}}$ tip array in the area of $1000{\mu\textrm{m}}{\times}1000{$\mu\textrm{m}}$ were as follows : the turn-on voltage was about 70V under high vacuum condition of $10^8Torr$, and the field emission current and steady state current degradation were about 2nA/tip and 0.3%/min under the bias of $V_A=500V\;and\;V_G=150V$. The low turn-on voltage and the high current stability during long term operation of the Ti 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.
Ti-실리사이드를 이용한 새로운 고내구성 전계방출소자의 제작
장지근,백동기,윤진모,임성규,장호정,Jang, Ji-Geun,Baek, Dong-Gi,Yun, Jin-Mo,Yun, Jin-Mo,Im, Seong-Gyu,Jang, Ho-Jeong 한국재료학회 1998 한국재료학회지 Vol.8 No.1
Si FEA 로부터 tip의 표면을 Ti금속으로 silicidation한 새로운 2극형 Ti-실리사이드 FEA를 제작하고 이의 전계방출 특성을 Si FEA의 경우와 비교하였다. 양극과 음극간의 거리를 10$\mu\textrm{m}$로 유지하고 $10^{-8}$Torr의 고진공 상태에서 측정한 실리사이드 FEA의 turn-on전압은 약 40V로, 전계방출전류와 정상상태 전류 변동율은 150V의 바이어스 아래에서 약 3x$10^{-2}$ $\mu$A/tip와 0.1%min로 나타났다. Ti-실리사이드 FEA는 Si FEA에 비해 낮은 turn-on 전압, 높은 전계방출전류 및 고내구특성을 나타내었다.
Pb(Zr, Ti)O₃ 강유전체 박막의 스퍼터링 증착과 후속열처리
장지근(G. K. Chang),박재영(J. Y. Park),윤진모(J. M. Yoon),임성규(S. K. Lim),장호정(H. J. Chang) 한국진공학회(ASCT) 1997 Applied Science and Convergence Technology Vol.6 No.1
Pt/Ti/SiO₂/Si 기판상에 고주파 마그네트론 스퍼터링 방식으로 PZT 박막 [두께: 3000Å]을 증착하고 RTA 방식으로 후속 열처리[열처리온도: 550℃~650℃, 열처리 시간: 10초~50초]를 실시하여 직경 0.2㎜ 소자의 FECAPs(ferroelectric capacitors)를 제작하였다. 제작된 커패시터의 유전상수(ε_r)와 잔류분극(2P_r)은 650℃로 30초간 열처리한 시편에서 ε_r(1kHz) = 690, 2Pr(-5V~5V sweep) = 22 μC/㎠로 가장 높게 나타났으며 유전 정접(tan δ)과 누설전류(J_ㅣ)는 600℃에서 30 초간 열처리한 시편에서 tan δ(≥ 10kHz)≤0.02, J_l(5V)=3 μA/㎠로 가장 낮게 나타났다. FECAPS(ferroelectric capacitors) have been fabricated by RF magnetron sputtering deposition of 3000Å PZT thin films on the Pt/Ti/SiO₂/Si substrates and post-annealing with the temperature of 550℃~650℃ for 10 sec ~50 sec in a RTA system. The electrical characteristics of the fabricated capacitors showed the highest dielectric constant and remanent polarization[ε_r(1kHz) = 690, 2P_r(-5V~5V sweep) = 22 μC/㎠] in the samples annealed at 650℃ for 30 sec, while the lowest tangent loss and leakage current[tan δ(≥10kHz)≤0.02, J_l/5V) = 3 μA/㎠] in the samples annealed at 600℃ for 30 sec.