1993 Fiscal Year Annual Research Report
真空マイクロエレクトロニクス用微小冷陰極に関する研究
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04452199
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| Research Institution | TOHOKU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
横尾 邦義 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (60005428)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
嶋脇 秀隆 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (80241587)
佐藤 信之 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (10178759)
室田 淳一 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (70182144)
小野 昭一 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (00005232)
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| Keywords | トンネル効果 / 電界放射 / 冷陰極 / 真空マイクロエレクトロニクス / MOSデバイス |
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| Research Abstract |
真空マイクロ素子に用いる微小MOSトンネル陰極の高性能化を目的として、これを阻害する要因、低電子放射効率とMOS陰極劣化の機構の解明のため、本年度は放射電子のエネルギー分布の測定に重点を置いて研究を行った。以下に本年度に行った研究実績を略述する。
1.高分解能電子エネルギー分析器の設計・試作
放射電子のエネルギー分布を測定するために、3枚メッシュファラディキャップ形の分析器の試作、設計を行い、エネルギー分解能50meVの分析器を完成した。
2.酸化膜中の電子散乱の測定
上記1の分析器を用いて、酸化膜厚、ゲート電圧に対する放射電子のエネルギー分布の測定を行い、酸化膜の伝導帯中での電子の散乱がトンネル陰極の電子放射特性を決定する最大の要因であることを明確にした。
3.ゲート膜中の電子散乱の測定
薄膜Al及びSiゲートの電子透過特性の測定を行い、それぞれの平均自由行程2.8nm及び4.4nmを得た。また、電子放射特性に及ぼす酸化膜中での電子散乱がゲート膜中での散乱に比べて顕著であることを確認した。
以上の研究成果に基づき、トンネル陰極の高性能化のための4層構造トンネル陰極の提案を行った。
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[Publications] YOKOO,Kuniyoshi: "Emission Characteristics of Metal-Oxide-Semiconductor Electron Tunneling Cathode" J.Vac.Sci.Technol.B11(2). 429-432 (1993)
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[Publications] YOKOO,Kuniyoshi: "Future Vacuum Microelectronics" Tech.Paper of 7th Int.Conf.Solid-State Sensors. 864-873 (1993)
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[Publications] YOKOO,Kuniyoshi: "Energy Distribution of Tunneling Emission from Si-gate MOS Cathode" Tech.Digest of 6th Int.Vac.Microelectronics. 169-170 (1993)
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[Publications] 越田 元: "Si-MOSトンネル陰極の電子放出特性" 電気関係学会連合大会予稿集. 283 (1993)
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[Publications] YOKOO,Kuniyoshi: "Emission Characteristics of MOS Electron Tunneling Cathode" Proc.Int.Conf.on Adv.Microelectronic Devi.197-202 (1994)
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[Publications] YOKOO,Kuniyoshi: "Energy Distribution of Tunneling Emission from Si-gate Metal-Oxide-Semiconductor Cathode" J.Vac.Sci.Technol.B12(2). 1-5 (1994)
