真空電子波デバイスのための基礎研究-平面型フィールドエミッタの試作と電子波干渉現象-

真空电子波器件基础研究-平面场发射体原型及电子波干涉现象-

• 批准号: 05650026
• 负责人: 宮本 恭幸
• 金额: $ 1.28万
• 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: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05650026/
• 关键词: 平面型冷陰極; 電子の波動性; 微細電極; GaInAs; GaInP; InP; 電子線露光; 多層レジスト構造

本研究は、真空中電子の波動現象を電子デバイスに応用するための基礎研究として、化合物半導体を用いた平面型冷陰極およびそこから放出された電子の波動性の観測を行うための微細電極形成技術に関する研究を行った。化合物半導体を用いた冷陰極としては、InPデルタドーピング構造および、GaInAs/GaInP/InPヘテロバリア構造の二種類の構造を有機金属気相成長法により作製し、ヘテロバテリア構造において、4vまで再現性よく電圧がかかるようになった。現在再現性をなくす原因は熱と推定され、今後バリアにアルミニウム砒素を使い電流量を下げれば、10v程度までの再現性良好な素子ができると考えられる。電子放出を促進するため素子表面に蒸着する低仕事関数材料としてはセシウム、ランタノイド、バリウム等を試みたが、現時点では真空への電子放出は確認されていない。これは、蒸着時の膜厚制御を行えなかったためと考えられ、今後この膜厚測定を行いながらの蒸着で十分可能になると考えられる。また、また真空中での電子波干渉現象の観測の基礎として、極微細金属電極構造作製に関する研究を行った。電子ビーム蒸着、電子線ビーム露光、リアクティブイオンエッチング技術を組み合わせて、PMMA/Ge/PMMA多層レジスト構造を可能にし、今までより微細な周期でのリフトオフを可能にした。その結果、電子線ビーム露光装置の限界に近い50nm周期のAu/Cr極微細電極をInP上に形成することができた。また、この微細構造形成技術を結晶成長の前後で行うことをタングステンマークを用いることで可能にし、ヘテロ極微細構造と極微細電極構造の重ね合わせを可能にした。

This study is aimed at fundamental research on electron ratio-based phenomena in vacuum and application of compound semiconductors to planar cold cathodes and emission of electron ratio-based measurements. Compound semiconductor cold cathode structure, InP structure, GaInAs/GaInP structure, organic metal phase growth method, two kinds of structure, high temperature structure, 4v reproducibility, high voltage structure, high temperature structure, high temperature structure, The reason for reproducibility is that it is estimated that in the future, the current amount of the element will be reduced, and the reproducibility will be good at 10 volts. Electron emission is promoted by evaporation on the surface of the electron, and the electron emission is confirmed by vacuum. It is very possible to measure the film thickness in the future. The fundamental research of electron wave interference phenomenon in vacuum and the research of fine metal electrode structure are carried out. Electronic vapor deposition, electronic wire deposition, optical fiber deposition technology, PMMA/Ge/PMMA multilayer structure, etc. As a result, the limit of electron beam exposure device is nearly 50nm period Au/Cr fine dust electrode formed on InP. The fine structure formation technology of this kind can be used before and after the crystallization growth.

项目成果

宮本 恭幸: "冷陰極のためのGaInAs/GaInPトンネルダイオード" 第54回応用物理学会学術講演会. (1993)

Yasuyuki Miyamoto：“冷阴极用GaInAs/GaInP隧道二极管”第54届日本应用物理学会年会（1993年）。

H.Hongo: "Ultrafine fabrication technique for hot electron interference/diffraction devices" Jpn.J.Appl.Phys.33. 925-928 (1994)

H.Hongo：“热电子干涉/衍射装置的超精细制造技术”Jpn.J.Appl.Phys.33。

H.Hongo: "Ultrafine fabrication technique for hot electron interference/diffraction devices" Extendede absrtacts of International Conference on Solid State Devices and Materials. 984-985 (1993)

H.Hongo：“热电子干涉/衍射装置的超精细制造技术”国际固态器件和材料会议的扩展摘要。

Y.Miyamoto: "GaInAs/InP OMVPE regrowth for ultra-fine buried heterostructure with 50nm pitch toward electron wave devices" To be presented at ICMOVPE VII. (1994)

Y.Miyamoto：“GaInAs/InP OMVPE 再生长，用于电子波器件的 50nm 节距的超细掩埋异质结构” 将在 ICMOVPE VII 上发表。