優選性氧化鈀金屬閘極以改進表面傳導電子場發射顯示器之發射效率

Abstract

本論文探討表面傳導電子發射元件(surface conduction electron emitter, SCE)之電極氧化處理對於電子發射特性的影響，我們以聚焦離子束(focus ion beam, FIB)在條狀鈀(palladium)薄膜電極上蝕刻出90 nm寬的奈米裂隙以製作SCE元件，並對SCE元件進行氧氛圍下的高溫退火處理，我們發現在不同基材上，金屬鈀的氧化速率有明顯差異，利用這種選擇性氧化的特性對SCE元件電極進行氧化處理，可以大幅改進SCE元件場發射特性。當退火溫度達到550℃時，因為SCE元件的鈀薄膜電極氧化發生體積膨脹，奈米裂縫寬度因而縮小，裂縫邊緣亦呈現尖突狀，因此增進了SCE元件的場發射效率，SCE元件的驅動電壓(turn-on voltage)從110V降低為40V，同時SCE元件的發射效率亦提升到2.2%。