集積化ショットキー型マルチ電子源

Research Project Number:06J05084

Research Fellow

  • FY2006~FY2007

    • 蔡 晴 翔
  • FY2006~FY2007

    • 蔡 晴翔
    • 東北大学・大学院・工学研究科・特別研究員(DC2)


Basic Information of this Research Project(Latest Year)

  • Project Year

    FY2006~FY2007

  • Research Field

    知能機械学・機械システム

  • Screening Classification

    国内

  • Research Category

    特別研究員奨励費

  • Research Institution

    東北大学

  • Budget Amount

    • Total:¥1900000
    • FY2006:¥1000000 (Direct:¥1000000)
    • FY2007:¥900000 (Direct:¥900000)

Abstract(Latest Report)

本研究では将来のマスクレスで高速な電子線リソグラフィーに応用するため、低電圧、高輝度、かつ安定および長寿命な電子源アレイを開発することである。本年度では、電子ビーム露光装置に向けたアレイ状の電子銃を開発した。MEMS技術によって,電子銃と集束用レンズを一体化すると共に,これらをアレイ状に多数配列している。一体化によって電子放出部分の構造を小型にでき,アレイ化によって露光時のスループットを高められる。

電子銃として,ダイヤモンドを使ったショットキー・エミッタを採用した。ダイヤモンドをヒーターで熱して電子を放出し,放出した電子を静電レンズで集束する。ダイヤモンドを使ったのは,負の電子親和力を持つことから比較的低い温度で電子を放出しやすいこと,さらに化学的に安定していることによる。ショットキー・エミッタによる電子銃を採用したのは,長時間使用しても出力が低下しないことによる。

電子銃部分と静電レンズ部分は,それぞれ別のSiウエーハで形成し,これらをガラス基板を挟んで接合して一体化する。ガラス基板は,両者を絶縁する役割を果たす。Siウエーハの加工は,深掘りのSiエッチングなど一般的なMEMS技術によって実現する。ガラスとの接合には陽極接合を使う。なおショットキー・エミッタ部は,ボロンをドープしたダイヤモンド薄膜を形成して実現する。ダイヤモンド探針は、ダイヤモンドのマイクロヒーター上に形成され、ダイヤモンド探針を加熱することにより電子が低電圧で放出された。ダイヤモンドヒーターの加熱電圧2.8V、電界0.36V/μmの揚合、安定したエミッション電流最大値490nAが観測された。

URI of this page

http://kaken.nii.ac.jp/d/p/06J05084.en.html