真空電子波デバイスの為のエピタキシャル金属/絶縁体構造平面放出型冷陰極

真空电子波器件外延金属/绝缘体结构面发射冷阴极

基本信息

批准号：
07650031
负责人：
宮本恭幸
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、ホットエレクトロントランジスタで高い利得が得られている唯一の金属/絶縁体構造であるエピタキシャル成長によるSi半導体上CoSi_2-CaF_2金属/絶縁体構造により、真空電子波デバイスのための平面放出型冷陰極を実現することを、目的に行われ、以下の実績を得た。1) Si基板上に形成された金属(Au)/絶縁体(CaF_2)/半導体(Si)構造に、電圧を印加した場合のポテンシャルの形状を自己無撞着計算により得た。また、走査型プローブ顕微鏡の探針を素子表面に近づけ、ショットキー効果を生じさせることで、金属/絶縁体/半導体構造より放出した電子を、トンネル障壁より高いエネルギーを持たせられることを明らかにした。そして、実際に作製した素子より放出された電子の検出を試み、素子表面-探針間の距離の変化による素子表面-探針間障壁の変化時の検出電流の変化から、検出された電流が金属/絶縁体/半導体構造より放出した電子であることを確認した。その大きさは素子への印加電圧3Vにおいて、約4pAであった。2) 金属/絶縁体エピタキシャル成長の改善の為に、Si半導体上CoSi_2-CaF_2金属/絶縁体構造ホットエレクトロントランジスタの特性改善を通して、評価を行った。安定して電圧が印加できる金属/絶縁体構造を得るためには、現時点では電子ビーム露光法による極微細化を進めることが必要なことが明らかであることを実験的に明らかにした。3) 極微細化した構造を積層化することが重要であることから、多数回の電子ビーム露光を組み合わせた素子作成技術を開発した。また、結晶成長とウェットケミカルエッチングを組み合わせたプロセスの開発を行い、その結果をDHBTに応用した。

进行这项研究的目的是实现平面发射冷极阴极，用于使用EspistAxial Electon的唯一金属/绝缘体结构（唯一的热电子转换器增益很高，并获得了以下成就，si半导体的真空电子波形设备具有SIMICONDUCTOR上的COSI_2-CAF_2金属/绝缘体结构。 1）当将电压施加到金属（AU）/绝缘体（CAF_2）/半导体（SI）结构上时，电势的形状是通过自洽计算获得的。还揭示了，通过将扫描探针显微镜的探针靠近设备的表面并产生肖特基效应，可以使从金属/绝缘体/半导体结构发出的电子具有比隧道屏障更高的能量。然后，试图检测从实际制造的设备发出的电子，并确认检测到的电流是从金属/绝缘体/半导体结构中从检测电流变化中发出的，当时设备表面与探针之间的障碍物之间的距离发生变化，因为设备表面和探头之间的距离变化。在3V上施加到设备的电压时，尺寸约为4Pa。 2）为了改善金属/绝缘子外延生长，通过改善COSI_2-CAF_2金属/绝缘体结构在SI半导体上的热电子晶体管进行评估。已经通过实验表明，为了获得可以稳定施加电压的金属/绝缘体结构，很明显，目前有必要使用电子束暴露进行超细微型化。 3）由于堆叠超细结构很重要，因此我们开发了一种结合多个电子束暴露的设备生产技术。此外，开发了结合晶体生长和湿化学蚀刻的过程，并将结果应用于DHBT。