低電圧動作,大電流密度の真空マイクロデバイスの開発に関する研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650400
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 村田 顕二 大阪府立大学, 工学部, 教授 (30029079)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川田 博昭 大阪府立大学, 工学部, 講師 (90186099)
• Keywords: 微小電子線源 / 電子ビーム蒸着 / ニッケル / モリブデン / タングステン / 微細加工

Research Abstract

1.ニッケルの横型微小電子線源の試作
ニッケルの横型微小電子線源の試作を行った。アノードとカソード間のギャップ、および、カソード電極の先端の曲率半径はできるだけ小さい方がよいので、高開口数の油浸レンズを用いた高解像度のフォトリソグラフィで電極パターンを作製した。ニッケルの電極はリフトオフ法、および、メッキ法で作製した。リフトオフ法の場合、抵抗加熱でニッケルの蒸着を行った。この結果、アノードとカソード間のギャップが0.3μmのものが作製でき、印加電圧30Vで電界放出が確認できた。メッキ法でもニッケル電極の作製はできたが、電界放出を確認するに到っていない。
2.電子ビーム蒸着装置の試作
ニッケルはプラズマエッチングが困難で、エッチングにより微細なパターンを作製することが難しいため、作製プロセスが限られてしまう。それに対して、モリブデンやタングステン等はフッ素系のガスでプラスマエッチングができ、基板との密着性も優れているため、微小電子線源の電極材料として適している。しかし、これらは高融点金属であるため、抵抗加熱法で蒸着することはできない。そこで、電子ビーム蒸着装置の試作を行った。電子銃は既製品(日電アネルバ、2kW、単発E型電子銃)を用いた。チェンバーは設計、試作を行い、抵抗加熱による蒸着、試料台の加熱、水晶マイクロバランサによる膜厚測定等が可能なようにした。現在、チェンバーの試作を終え、真空系のチェック、および、電子銃の調整を行っている。