붕소층을 갖는 실리콘 기판 상에 전계 이미터 어레이를 포함하는 광전 음극

• Main Authors: FIELDEN JOHN, LIU XUEFENG, XIAOLI YINYING, CHUANG YUNG HO
• Format: Patent
• Language: Korean
• Published: 03.01.2018
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS; OPTICS; PHYSICS; SEMICONDUCTOR DEVICES

광전 음극은 광전자 방출을 향상시키도록 실리콘 기판 상에 일체형으로 형성된 전계 이미터 어레이(FEA), 및 산화를 방지하도록 FEA의 외측 표면 바로 위에 배치된 얇은 붕소층을 이용한다. 전계 이미터는 2차원의 주기적인 패턴으로 배치된 다양한 형상(예컨대, 피라미드 또는 둥근 수염 형태)을 갖는 돌출부에 의해 형성되고, 역방향 바이어스 모드에서 동작하도록 구성될 수 있다. 선택적인 게이트층이 방출 전류를 제어하도록 제공된다. 선택적인 제2 붕소층이 조명(상부) 표면 상에 형성되고, 선택적인 반사 방지 재료층이 제2 붕소층 상에 형성된다. 선택적인 외부 전위가 양 측의 조명 표면과 외측 표면 사이에 발생된다. n 타입 실리콘 전계 이미터와 p-i-n 포토다이오드 필름의 선택적인 조합이 특별한 도핑 계획에 의해 그리고 외부 전위를 인가함으로써 형성된다. 광전 음극은 센서 및 검사 시스템의 일부를 형성한다. A photocathode utilizes an field emitter array (FEA) integrally formed on a silicon substrate to enhance photoelectron emissions, and a thin boron layer disposed directly on the output surface of the FEA to prevent oxidation. The field emitters are formed by protrusions having various shapes (e.g., pyramids or rounded whiskers) disposed in a two-dimensional periodic pattern, and may be configured to operate in a reverse bias mode. An optional gate layer is provided to control emission currents. An optional second boron layer is formed on the illuminated (top) surface, and an optional anti-reflective material layer is formed on the second boron layer. An optional external potential is generated between the opposing illuminated and output surfaces. An optional combination of n-type silicon field emitter and p-i-n photodiode film is formed by a special doping scheme and by applying an external potential. The photocathode forms part of sensor and inspection systems.