Journal of the Korean Vacuum Society (한국진공학회지)

The Korean Vacuum Society (한국진공학회)
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Cold Cathode using Avalanche Phenomenon at the Inversion Layer

반전층에서의 애벌런치 현상을 이용한 냉음극

  • Lee, Jung-Yong (School of Electronic & Information Engineering, Cheongju University)
  • 이정용 (청주대학교 전자정보공학부)
  • Published : 2007.11.30
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Abstract

Field Emission Display(FED) has significant advantages over existing display technologies, particularly in the area of small and high quality display. In order to test the feasibility of fabricating the System-on-Chip(SOC) with FED, we conducted the experiment to use the p-n junction as an electron beam source for the flat panel display. A novel structure was constructed to form p-n junctions by generating inversion layer with the electric field from the cantilever style gate. When we applied more than 220V at the cantilever style gate which has a height of $1{\mu}m$, avalanche breakdown onset was successfully achieved. The characteristics was compared with the electron emission from the ultra shallow junction in the avalanche region. The experiment result and the future direction were discussed.

FED(Field Emission Display)는 특히 소형, 고품질 평면화면분야에서 종래의 기술들과 뚜렷이 구별되는 이점을 가지고 있다. FED를 실리콘 웨이퍼에 System-on-Chip(SoC)화하는 가능성을 검토하기 위해, 우리는 p-n 접합을 평면 디스플레이의 전자선원(electron beam source)으로 사용할 수 있는지를 실험하였다. Cantilever(외팔보)형 게이트로부터의 전계로 반전층을 형성하여 p-n 접합을 형성하는 새로운 구조를 제조하였다. 약 1 ${\mu}m$ 정도의 높이에 있는 cantilever형 게이트에 220V이상의 전압을 가했을 때 반전층(inversion layer)이 형성되었고, 애벌런치 항복이성공적으로 이루어졌다. 극히 얕은 p-n 접합에서 애벌런치 항복 시 관측되는 전자방출 효과와 그 특성이 비교되었고 실험결과와 향후 연구방향이 논의 되었다.

Keywords

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