1989 Fiscal Year Annual Research Report
真空管IC用半導体P-n接合トンネルエミッタに関する研究
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01550305
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
宇佐美 興一 電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (60017407)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横尾 邦義 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (60005428)
後藤 俊成 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (70017333)
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| Keywords | 真空管 / 真空管IC / 冷陰極 / トンネルエミッタ / 電子放出 / トンネル効果 / パイアススパッタリング / 半導体薄膜 |
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| Research Abstract |
本年度は、接合型トンネルエミッタを実現するためのスパッタリング法による半導体膜の堆積、素子分離絶縁の形成、素子作製プロセスなどの基礎的検討、エミッション測定用超高真空装置の製作を次のように行った。
1.バイアススパッタリング法による半導体薄膜および素子分離絶縁膜の堆積:スパッタリング法による半導体薄膜の電気的特性の堆積条件依存性を、主に放電条件と基板バイアスについて調べ、良質の膜を得るには加速電圧は1kV以下で放電ガス圧を高くしスパッタリングエネルギ-を出来る限り低くすること、さらにバイアス電圧の最適値を選ぶ必要があることが分った。素子分離絶縁膜としてはSiO_2のRFスパッタリング膜を考えているが、膜を厚くすると酸素欠乏により組成変化が起こることがESCAの観測結果から分った。今後この組成変化が堆積条件や膜の絶縁耐圧とどのような関係にあるかを調べる予定である。
2.シングル型素子の作製とアレイ化の検討:接合型トンネルエミッタ素子のアレイ化の設計指針を得るためにSi基板上にMIS型シングル素子を作製し、基礎的なトンネル特性の測定、電極の構造や材料の検討を行った。現在この結果をもとに、作製プロセスを含めてアレイ素子の寸法、形状等の設計の最適化を行っている。
3.トンネルエミッション測定用超高真空装置の設計と製作:トンネルエミッタからの放射電子量およびそのエネルギ-分布は、電子放出面のガス吸着や不純物による汚染を避けるために、超高真空の雰囲気で測定しなければならない。この目的のために、オイルフリ-で超高真空が得られるタ-ボモレキュラ型ポンプを用いて排気系を設計し、装置の組み立てを行った。排気特性を測定した結果1×10^<-8>Torr台の高真空度が得られた。今後は、チャンバ内のガス出し等を行うことにより、さらに高真空度が得られるものと思われる。
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