JP2000123716A - Micro electron source - Google Patents

Micro electron source

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JP2000123716A
JP2000123716A JP28847698A JP28847698A JP2000123716A JP 2000123716 A JP2000123716 A JP 2000123716A JP 28847698 A JP28847698 A JP 28847698A JP 28847698 A JP28847698 A JP 28847698A JP 2000123716 A JP2000123716 A JP 2000123716A
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JP
Japan
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electron
laser light
laser
emitting element
semiconductor substrate
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JP28847698A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Abe
貴之 安部
Ichiro Honjo
一郎 本荘
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To offer a constitution of a micro electron source using a laser emitting element capable of integration equal to that of a NEA(negative electron affinity) photo-cathode and capable of obtaining electron beams having high- brightness and a low energy dispersion characteristic, and to provide an electron beam device capable of downsizing device constitution and improving the throughput. SOLUTION: This micro electron source comprises a laser emitting element 10 constructed on a semiconductor substrate, and an electron emitting element 20 constructed on the semiconductor substrate, as a basic structure. The laser emitting element 10, as for example a planer emitting laser, etc., has a characteristic emitting a laser A from one side of the semiconductor substrate in the direction perpendicular to the principal plane of the substrate. Also, the electron emitting element 20, as for example a photo-cathode, etc., has a characteristic exciting electrons in the semiconductor substrate by excited light irradiated on one (rear) side of the substrate, and emitting the electrons (electron beam) B from the other (front) side in the perpendicular direction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、微小電子源に関
し、特に、マイクロ電子ビーム装置に使用して最適な微
小電子源に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a micro electron source, and more particularly to a micro electron source most suitable for use in a micro electron beam apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子ビーム装置に適用される電子
源としては、タングステンフィラメントや六ホウ化ラン
タンLaB6等を用いた熱陰極電子銃、強い電界を印加
することにより電子を金属内部から引き出す電界放出電
子銃等が知られている。熱陰極電子銃は、フィラメント
(タングステンやLaB6など)に通電して高温に加熱
して電子を出しやすくし、電子を引き出す、電界放出電
子銃は、例えば直径0.1mmのタングステン線の先端
を約0.1μm程度に尖らせ、これと対向電極との間に
数kV以上の電圧を印加してタングステン電極の先端か
ら電子を引き出す構成を有していたため、共に電子銃自
体の大きさが数cm程度あり、スループット(生産効
率)の向上という観点から電子ビームのマルチ化を試み
た場合、装置構成が大きくなるうえ、集積化が難しいと
いう問題を有している。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an electron source applied to an electron beam apparatus, a hot cathode electron gun using a tungsten filament, lanthanum hexaboride LaB 6 or the like, and electrons are extracted from inside a metal by applying a strong electric field. Field emission electron guns and the like are known. A hot cathode electron gun energizes a filament (such as tungsten or LaB 6 ) and heats it to a high temperature to make it easier to emit electrons, thereby extracting electrons. A field emission electron gun uses, for example, the tip of a tungsten wire having a diameter of 0.1 mm. Since the electrode was sharpened to about 0.1 μm and a voltage of several kV or more was applied between the electrode and the counter electrode to extract electrons from the tip of the tungsten electrode, the size of the electron gun itself was several cm, and there is a problem that, when attempting to multiplex electron beams from the viewpoint of improving the throughput (production efficiency), the device configuration becomes large and the integration is difficult.

【0003】これに対して、電界放出型の中でシリコン
型電界放出電子銃は、半導体プロセス技術を用いて製作
することができるため、小型化が容易なうえ、高密度に
2次元集積化が可能であり、ディスプレイ等への応用
や、電子ビーム(EB)リソグラフィーや走査電子顕微
鏡(SEM)等の電子銃としての適用も検討されてい
る。
On the other hand, among field emission types, silicon field emission electron guns can be manufactured by using a semiconductor process technology, so that miniaturization is easy and two-dimensional integration with high density is possible. Application to a display or the like, and application to an electron gun such as an electron beam (EB) lithography or a scanning electron microscope (SEM) are also being studied.

【0004】一般に、電子ビーム装置に適用される電子
銃には、高輝度かつ低エネルギー分散の特性を有するこ
とが求められるが、上述した電界放出電子銃(後者)
は、熱陰極電子銃(前者)に比較して、輝度が高く、か
つ、低エネルギー分散特性に優れているため、近年電子
ビーム装置の電子源として利用されるようになってきて
いる。
In general, an electron gun applied to an electron beam apparatus is required to have characteristics of high brightness and low energy dispersion, but the above-mentioned field emission electron gun (the latter).
Since they have higher brightness and lower energy dispersion characteristics than hot cathode electron guns (the former), they have recently been used as electron sources for electron beam devices.

【0005】ところで、上述したような電界放出電子銃
に適用される電子源としては、負の電子親和力(NE
A:Negative electron affinity)状態を利用したフォ
トカソード(以下、NEAフォトカソードという)が注
目されている。フォトカソードは周知のように、エピタ
キシャル技術等を用いて半導体基板上に薄膜結晶を形成
して構成され、該薄膜表面に励起光を照射することによ
り、光電子を放出する(光電効果)ものであるが、他の
電子源に比較して比較的エネルギー分布が小さい(分布
範囲が狭い)という特性を有している。
As an electron source applied to the above-described field emission electron gun, a negative electron affinity (NE) is used.
A: A photocathode utilizing a negative electron affinity (hereinafter referred to as a NEA photocathode) has attracted attention. As is well known, a photocathode is formed by forming a thin-film crystal on a semiconductor substrate using an epitaxial technique or the like, and emits photoelectrons by irradiating the thin-film surface with excitation light (photoelectric effect). However, it has a characteristic that the energy distribution is relatively small (the distribution range is narrow) as compared with other electron sources.

【0006】特に、フォトカソードの半導体薄膜表面を
NEA状態として励起光(レーザ光)を照射することに
より、高輝度かつエネルギー分布が十分小さい電子ビー
ムを取り出すことができ、このような電子源を電子ビー
ム装置に適用することにより、照射スポット径を極小化
することができる、という利点を有している。NEAフ
ォトカソードを電子源に採用した電子ビーム装置につい
て、図10を参照して説明する。
In particular, by irradiating the surface of the semiconductor thin film of the photocathode with the excitation light (laser light) in the NEA state, it is possible to extract an electron beam having high brightness and a sufficiently small energy distribution. The application to the beam device has an advantage that the irradiation spot diameter can be minimized. An electron beam apparatus employing a NEA photocathode as an electron source will be described with reference to FIG.

【0007】図10に示すように、従来の電子ビーム装
置は、大別してレーザ光発生部100及び電子ビーム発
生部200から構成される。レーザ光発生部100は、
波長10.6μmのレーザ光を発振するYAGレーザ1
01と、YAGレーザ光により励起され、発振周波数を
連続的に変化させることができるダイ(色素)レーザ1
02と、発振したレーザ光を後述する電子ビーム発生部
200側とフォトダイオード106側の2方向に分割す
るビームスプリッタ103と、レーザ光の発生源から電
子ビーム発生部200までレーザ光を伝送する光ファイ
バ104と、電子ビーム発生部200に照射するための
ビーム光を集束する集束用レンズ105とを有してい
る。
As shown in FIG. 10, the conventional electron beam apparatus is roughly divided into a laser beam generator 100 and an electron beam generator 200. The laser light generator 100 includes:
YAG laser 1 oscillating laser light of wavelength 10.6 μm
01, a dye (dye) laser 1 excited by a YAG laser beam and capable of continuously changing the oscillation frequency
02, a beam splitter 103 that divides the oscillated laser light into two directions, that is, an electron beam generating unit 200 and a photodiode 106, which will be described later, and a light that transmits the laser light from a laser light source to the electron beam generating unit 200. It has a fiber 104 and a focusing lens 105 for focusing beam light for irradiating the electron beam generator 200.

【0008】また、電子ビーム発生部200は、レーザ
光発生部100から導かれたレーザ光を照射することに
より電子ビームを放出するフォトカソード201と、複
数段の電磁レンズ及び電磁偏向コイル等からなる電子光
学系202と、電子ビームの照射対象である試料110
が搭載される試料台203とを有している。なお、ビー
ムスプリッタ103により分光されたレーザ光の一部
は、フォトダイオード106に入射し、ダイレーザ10
2から出力されるレーザ光の発振周波数が検出され、パ
ルス発振器107により試料台203上の試料110に
所定の周波数のパルス電圧が印加される。
The electron beam generating section 200 includes a photocathode 201 for emitting an electron beam by irradiating a laser beam guided from the laser light generating section 100, a plurality of stages of electromagnetic lenses, an electromagnetic deflection coil, and the like. The electron optical system 202 and the sample 110 to be irradiated with the electron beam
Is mounted on the sample table 203. Note that a part of the laser light split by the beam splitter 103 enters the photodiode 106 and
The oscillation frequency of the laser light output from 2 is detected, and a pulse voltage having a predetermined frequency is applied to the sample 110 on the sample stage 203 by the pulse oscillator 107.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述したような電子ビ
ーム装置においては、電子ビームを放出するフォトカソ
ード部分及び電子光学系を十分小さく、かつ、集積化し
て構成することはできるが、図10に示したように、レ
ーザ光発生装置の構成が大きく、仮に半導体レーザのよ
うな比較的小型の装置構成を用いたとしても、フォトカ
ソード部分の集積度に対応する程度に集積化を図り、か
つ、アレイ状に形成することは困難であるという問題を
有していた。
In the above-described electron beam apparatus, the photocathode portion for emitting the electron beam and the electron optical system can be made sufficiently small and integrated, but FIG. As shown, the configuration of the laser light generating device is large, and even if a relatively small device configuration such as a semiconductor laser is used, integration is attempted to an extent corresponding to the degree of integration of the photocathode portion, and There is a problem that it is difficult to form an array.

【0010】そのため、NEAフォトカソードを用いた
マルチ電子銃源については、十分検討されてこなかっ
た。本発明は、このような問題点を解決することを目的
とし、NEAフォトカソードと同等の集積化が可能なレ
ーザ発光素子を使用し、高輝度かつ低エネルギー分散特
性を有する電子ビームを得ることができる微小電子源の
構成を提案し、装置構成を小型化して、スループットの
向上を図ることができる電子ビーム装置を提供するもの
である。
Therefore, a multi-electron gun source using the NEA photocathode has not been sufficiently studied. An object of the present invention is to solve such a problem and to obtain an electron beam having high brightness and low energy dispersion characteristics by using a laser light emitting element which can be integrated as well as a NEA photocathode. An object of the present invention is to provide a configuration of a micro electron source capable of providing an electron beam device capable of reducing the size of the device configuration and improving the throughput.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1記載の微小電子源は、第1の半導体基板
に構成され、該第1の半導体基板に対して垂直方向にレ
ーザ光を放出するレーザ発光素子と、第2の半導体基板
に構成され、前記レーザ発光素子から放出されたレーザ
光が一面側に照射されることにより、他面側から電子ビ
ームを放出する電子放出素子と、を具備することを特徴
としている。
In order to achieve the above object, a micro electron source according to claim 1 is formed on a first semiconductor substrate, and a laser is provided in a direction perpendicular to the first semiconductor substrate. A laser light-emitting element that emits light, and an electron-emitting element that is formed on a second semiconductor substrate and emits an electron beam from the other surface by irradiating the laser light emitted from the laser light-emitting element to one surface. And the following.

【0012】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の微小電子源において、前記レーザ発光素子及び前記
電子放出素子との間に、前記レーザ発光素子から放出さ
れたレーザ光を集束して、前記電子放出素子の一面側に
照射する光学素子を配置したことを特徴としている。ま
た、請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の微小
電子源において、前記レーザ発光素子及び前記電子放出
素子、又は、前記レーザ発光素子及び前記光学素子並び
に前記電子放出素子は、透光性を有する基材を介して積
層されていることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the micro electron source according to the first aspect, the laser light emitted from the laser light emitting element is focused between the laser light emitting element and the electron emitting element. Further, an optical element for irradiation is arranged on one surface side of the electron-emitting device. According to a third aspect of the present invention, in the microelectron source according to the first or second aspect, the laser light emitting element and the electron emitting element, or the laser light emitting element and the optical element and the electron emitting element are transparent. It is characterized in that it is laminated via a substrate having optical properties.

【0013】また、請求項4記載の発明は、請求項1、
2又は3記載の微小電子源において、前記レーザ発光素
子は、前記第1の半導体基板に2次元的に複数配置さ
れ、該複数のレーザ発光素子から放出された2次元レー
ザビームを、前記電子放出素子の一面側に照射すること
により、前記他面側から2次元電子ビームを放出させる
ことを特徴としている。
[0013] The invention described in claim 4 is based on claim 1,
4. The microelectron source according to item 2 or 3, wherein the plurality of laser light emitting devices are two-dimensionally arranged on the first semiconductor substrate, and the two-dimensional laser beams emitted from the plurality of laser light emitting devices are emitted by the electron emission device. By irradiating one surface of the element, a two-dimensional electron beam is emitted from the other surface.

【0014】また、請求項5記載の発明は、請求項4記
載の微小電子源において、前記光学素子は、前記レーザ
発光素子から放出された2次元レーザビームに対応して
2次元的に複数配置され、前記複数のレーザ発光素子か
ら放出された2次元レーザ光の各々を集束して、前記電
子放出素子の一面側に照射することを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the micro electron source according to the fourth aspect, a plurality of the optical elements are two-dimensionally arranged corresponding to a two-dimensional laser beam emitted from the laser light emitting element. Then, each of the two-dimensional laser beams emitted from the plurality of laser light emitting elements is focused and irradiated on one surface side of the electron emitting element.

【0015】また、請求項6記載の発明は、請求項1、
2、3、4又は5記載の微小電子源において、前記レー
ザ発光素子は、前記第1の半導体基板に対して垂直方向
に発振するレーザ共振器を、前記第1の半導体基板上に
積層形成して構成される面発光レーザであることを特徴
としている。さらに、請求項7記載の発明は、請求項
1、2、3、4又は5記載の微小電子源において、前記
電子放出素子は、前記一面側に照射される前記レーザ光
の照射位置に関わらず、前記他面側から所定の電子ビー
ムが放出されるフォトカソードであることを特徴として
いる。
[0015] The invention according to claim 6 is based on claim 1,
6. The microelectron source according to 2, 3, 4 or 5, wherein the laser light emitting element is formed by laminating a laser resonator oscillating in a direction perpendicular to the first semiconductor substrate on the first semiconductor substrate. It is a surface emitting laser configured by: Further, according to a seventh aspect of the present invention, in the micro electron source according to the first, second, third, fourth or fifth aspect, the electron-emitting device is irrespective of an irradiation position of the laser beam irradiated on the one surface side. A photocathode from which a predetermined electron beam is emitted from the other surface side.

【0016】そして、請求項8記載の発明は、請求項
1、2、3、4又は5記載の微小電子源において、前記
光学素子は、平板形状を有する透光性基板の内部に任意
の屈折率を有する領域を設け、前記レーザ光を屈折させ
て所望の集束状態で前記電子放出素子に照射するマイク
ロレンズであることを特徴としている。すなわち、本発
明の微小電子源は、近年注目されている半導体レーザ素
子のうち、特に面発光レーザをレーザ発光素子として用
い、この面発光レーザとフォトカソードを積層するとと
もに、面発光レーザを2次元的に配置したアレイ状に構
成することにより、電子源を小型集積化して、高輝度か
つ低エネルギー分散特性を有する電子ビームの放出を可
能とすることを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the micro electron source according to the first, second, third, fourth, or fifth aspect, the optical element is provided with an optional refraction inside a transparent substrate having a flat plate shape. A microlens is provided, which is provided with a region having a refractive index, and refracts the laser beam to irradiate the electron-emitting device with a desired focused state. In other words, the microelectron source of the present invention uses a surface emitting laser as a laser emitting device, in particular, among semiconductor laser devices that have attracted attention in recent years, stacks this surface emitting laser with a photocathode, and uses a two-dimensional surface emitting laser. The configuration is such that the electron source is miniaturized and integrated to enable emission of an electron beam having high luminance and low energy dispersion characteristics by being arranged in an array arranged in a uniform manner.

【0017】したがって、本発明の微小電子源によれ
ば、レーザ発光素子及び電子放出素子をそれぞれ半導体
基板上に形成し、レーザ発光素子から放出されるレーザ
光により電子放出素子から電子ビームを放出させること
により、半導体プロセス技術を利用して各素子の構成を
容易に小型集積化することができ、高輝度かつ低エネル
ギー分散特性を有する電子源を実現することができ、ス
ループットを向上させた電子ビーム装置を実現すること
ができる。
Therefore, according to the micro electron source of the present invention, the laser light emitting element and the electron emitting element are respectively formed on the semiconductor substrate, and the electron beam is emitted from the electron emitting element by the laser light emitted from the laser light emitting element. Accordingly, the configuration of each element can be easily miniaturized and integrated using a semiconductor process technology, and an electron source having high brightness and low energy dispersion characteristics can be realized, and an electron beam with improved throughput The device can be realized.

【0018】また、レーザ発光素子と電子放出素子の間
に光学素子を配置することにより、電子放出素子に照射
されるレーザ光のスポット径を細く絞ることができるた
め、電子放出素子から放出される電子ビーム径を微細化
して、高輝度かつ低エネルギー分散特性に優れた電子ビ
ームを放出することができる。また、レーザ発光素子と
電子放出素子の間、あるいは、レーザ発光素子と光学素
子、光学素子と電子放出素子の間に例えばガラス質の基
材を介装することにより、各素子を正確かつ容易に所望
の距離だけ離間して積層配置することができるため、上
記特性に優れた電子ビームを放出することができる。
Further, by arranging an optical element between the laser light emitting element and the electron emitting element, the spot diameter of the laser beam irradiated on the electron emitting element can be narrowed, so that the laser light is emitted from the electron emitting element. The electron beam diameter can be reduced to emit an electron beam with high brightness and excellent low energy dispersion characteristics. Further, by interposing a glassy base material between the laser light emitting element and the electron emitting element, or between the laser light emitting element and the optical element, or between the optical element and the electron emitting element, each element can be accurately and easily formed. Since the layers can be stacked at a desired distance, an electron beam having excellent characteristics can be emitted.

【0019】また、レーザ発光素子を2次元配置したア
レイ状に構成することにより、複数のレーザ光を電子放
出素子に照射することができるため、複数の電子ビーム
を2次元的に放出することができるマルチ電子ビームを
実現することができる。また、アレイ状に構成されたレ
ーザ発光素子の各々に対応して、光学素子を2次元的に
配置することにより、各レーザ光を所望のスポット径に
絞ることができるため、微細な電子ビームを2次元的に
放出することができるマルチ電子ビームを実現すること
ができる。
Further, by arranging the laser light emitting elements in an array having a two-dimensional arrangement, it is possible to irradiate a plurality of laser beams to the electron emitting element, so that a plurality of electron beams can be emitted two-dimensionally. A multi-electron beam that can be realized can be realized. In addition, by arranging optical elements two-dimensionally corresponding to each of the laser light emitting elements arranged in an array, each laser beam can be narrowed to a desired spot diameter. A multi-electron beam that can be emitted two-dimensionally can be realized.

【0020】また、レーザ発光素子として、半導体プロ
セス技術による製造方法が確立されている面発光レーザ
を採用することにより、大幅な小型集積化を図ることが
できるため、高輝度かつ低エネルギー分散特性に一層優
れた電子ビームを放出する電子源を実現することができ
る。さらに、電子放出素子として、半導体プロセス技術
による製造方法が確立され、かつ、励起光であるレーザ
光の照射位置に関わらず、所定の電子ビームを放出させ
ることができるフォトカソードを採用することにより、
各素子相互の積層構造を容易に形成することができるた
め、高輝度かつ低エネルギー分散特性に優れたマルチ電
子ビームの放出が可能な電子源を実現することができ
る。
Further, by adopting a surface emitting laser, for which a manufacturing method using a semiconductor process technology is established, as a laser light emitting element, it is possible to greatly reduce the size of the device and achieve high brightness and low energy dispersion characteristics. An electron source that emits a better electron beam can be realized. Further, as the electron-emitting device, by adopting a photocathode that can emit a predetermined electron beam regardless of the irradiation position of the laser light that is the excitation light, a manufacturing method based on semiconductor process technology is established,
Since the stacked structure of the elements can be easily formed, an electron source capable of emitting a multi-electron beam having high luminance and excellent low energy dispersion characteristics can be realized.

【0021】そして、光学素子として、平板形状を有す
るマイクロレンズを採用することにより、各素子相互の
積層構造を容易に形成することができるため、高輝度か
つ低エネルギー分散特性に一層優れたマルチ電子ビーム
を放出することができる。 (基本概念)本発明に係る微小電子源の基本概念につい
て、図1を参照して説明する。
By adopting a microlens having a flat plate shape as the optical element, a laminated structure of the elements can be easily formed, so that a multi-electron having more excellent high luminance and low energy dispersion characteristics can be obtained. A beam can be emitted. (Basic Concept) The basic concept of the microelectron source according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0022】図1に示すように、本発明に係る微小電子
源は、半導体基板上に構成されたレーザ発光素子10
と、半導体基板上に構成され、励起光の照射により電子
を放出する電子放出素子20とを基本構成として有して
いる。本発明に適用されるレーザ発光素子10は、例え
ば面発光レーザ等のように、半導体基板の一面側から該
基板の主面に対して垂直方向にレーザ光Aを放出する特
性を有している。
As shown in FIG. 1, a micro-electron source according to the present invention comprises a laser light emitting device 10 formed on a semiconductor substrate.
And an electron-emitting device 20 formed on a semiconductor substrate and emitting electrons by irradiation with excitation light. The laser light emitting device 10 applied to the present invention has a characteristic of emitting laser light A from one surface side of a semiconductor substrate in a direction perpendicular to the main surface of the substrate, such as a surface emitting laser. .

【0023】一方、本発明に適用される電子放出素子2
0は、例えばフォトカソード等のように、基板の一面
(裏面)側に照射された励起光により、半導体基板中の
電子が励起し、他面(表面)側から垂直方向に電子(電
子ビーム)Bを放出する特性を有している。このような
レーザ発光素子10及び電子放出素子20を、図1に示
すように、所定の距離離間して平行に配置することによ
り、レーザ発光素子10から放出されたレーザ光Aが、
電子放出素子20の裏面に照射され、このレーザ光Aの
照射により電子放出素子20の表面から励起した電子B
が真空中に放出される。
On the other hand, the electron-emitting device 2 applied to the present invention
Numeral 0 indicates that electrons in the semiconductor substrate are excited by the excitation light applied to one surface (back surface) of the substrate, such as a photocathode, and electrons (electron beams) are emitted vertically from the other surface (front surface). It has the property of releasing B. By arranging such a laser light emitting element 10 and an electron emitting element 20 in parallel at a predetermined distance as shown in FIG. 1, the laser light A emitted from the laser light emitting element 10 becomes
The electron B emitted to the back surface of the electron-emitting device 20 and excited from the surface of the electron-emitting device 20 by the irradiation of the laser beam A
Is released into a vacuum.

【0024】ここで、レーザ発光素子10及び電子放出
素子20はいずれも、後述するように、半導体プロセス
技術を用いて半導体基板上に作製する製造方法が確立さ
れているため、各々の素子を高精度かつ高密度に集積化
することができるとともに、容易に任意の配置で積層す
ることができる。次に、本発明に適用されるレーザ発光
素子及び電子放出素子について、図を参照して詳しく説
明する。
Here, since a manufacturing method for manufacturing the laser light emitting element 10 and the electron emitting element 20 on a semiconductor substrate by using a semiconductor process technology has been established, as described later, each element has a high In addition to being able to be integrated with high accuracy and high density, it is possible to easily stack the layers in an arbitrary arrangement. Next, a laser light emitting device and an electron emitting device applied to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0025】まず、レーザ発光素子として適用される面
発光レーザについて、図2から図4を参照して説明す
る。図2(a)は、面発光レーザの代表例である垂直共
振器型の概略構成を示す図である。図2(a)に示すよ
うに、垂直共振器型の面発光レーザ10aは、ガリウム
砒素基板GaAs等の半導体基板11の一面側(図面下
側)に垂直方向に共振器となる活性層12を介して反射
電極13を積層形成し、その後半導体基板11の他面側
(図面上側)から化学的エッチング等により溝14を形
成して、この溝底面に形成された反射鏡15からレーザ
光Aを、半導体基板11の主面に対し垂直な方向に取り
出すものである。
First, a surface emitting laser applied as a laser light emitting element will be described with reference to FIGS. FIG. 2A is a diagram showing a schematic configuration of a vertical cavity type which is a typical example of a surface emitting laser. As shown in FIG. 2A, a vertical cavity surface emitting laser 10a includes an active layer 12 which becomes a resonator in a vertical direction on one surface side (lower side in the drawing) of a semiconductor substrate 11 such as a gallium arsenide substrate GaAs. A reflection electrode 13 is formed on the semiconductor substrate 11 by lamination, and a groove 14 is formed from the other surface side (upper side of the drawing) of the semiconductor substrate 11 by chemical etching or the like. , Which are taken out in a direction perpendicular to the main surface of the semiconductor substrate 11.

【0026】このような面発光レーザ10aは、半導体
プロセス技術を用いて作製されるため、図2(b)に示
すように、同一基板11に複数のレーザ素子(面発光レ
ーザ10a)を作ることができ、容易に2次元レーザ光
A´を放出する2次元レーザアレイ10bを形成するこ
とができる。図3に2次元レーザアレイの具体的な構造
例を示す。図3は、5×5GaAlAs/GaAsレー
ザアレイの要部を一面側から見た図である。
Since such a surface emitting laser 10a is manufactured by using a semiconductor process technology, a plurality of laser elements (surface emitting lasers 10a) are formed on the same substrate 11 as shown in FIG. Thus, the two-dimensional laser array 10b that emits the two-dimensional laser light A 'can be easily formed. FIG. 3 shows a specific structure example of a two-dimensional laser array. FIG. 3 is a diagram of a main part of the 5 × 5 GaAlAs / GaAs laser array viewed from one surface side.

【0027】図3に示すように、2次元レーザアレイ
は、n−GaAs基板11aの一面側にn−GaAlA
s層11b、p−GaAs活性層12a、p−GaAl
As層11c、n−GaAs層11d及びp−GaAs
層11eを順次積層し、p−GaAs層11e上に、例
えばピッチ20μmのマトリクス状に直径10μmのリ
ング電極13aを形成した積層体であって、さらに、n
−GaAs基板11aの他面側から形成された溝の底面
には、Au/Si34からなる反射鏡15aが、また、
基板11aの他面側にはAu/Geの薄膜電極13bを
形成した構成を有している。
As shown in FIG. 3, the two-dimensional laser array has an n-GaAs substrate 11a on one side of an n-GaAlA substrate.
s layer 11b, p-GaAs active layer 12a, p-GaAl
As layer 11c, n-GaAs layer 11d and p-GaAs
A layered body in which a layer 11e is sequentially stacked, and a ring electrode 13a having a diameter of 10 μm is formed on the p-GaAs layer 11e in a matrix having a pitch of 20 μm, for example.
The bottom surface of a groove formed from the other surface side of the -GaAs substrate 11a, reflector 15a made of Au / Si 3 N 4, but also,
On the other surface side of the substrate 11a, a thin film electrode 13b of Au / Ge is formed.

【0028】なお、本発明に適用される面発光レーザ
は、上述した垂直共振器の構造を有するものに限定され
ない。例えば、図4(a)から(c)に示すように、基
板11の主面に対し、水平な方向にレーザ共振器12を
構成する、いわゆる水平共振器型の面発光レーザを用い
ることもできる。図4(a)は、レーザ共振器12の端
面に対向して、基板11の主面に対しほぼ45°に反射
鏡15bが形成された、いわゆる外部45度反射鏡型で
あり、図4(b)は、RIE(反応性イオンエッチン
グ)等の異方性エッチングにより基板11の主面に対し
45°に溝14を形成し、その斜めに形成されたレーザ
共振器12の端面を内部反射鏡15cとする、いわゆる
内部45度反射鏡型、また、図4(c)は、レーザ共振
器12の一部に近接してグレーティング(回折格子)1
5dを形成し、基板11の主面に直交する方向に出射光
を取り出す、いわゆる回折格子型の面発光レーザであ
る。
The surface emitting laser applied to the present invention is not limited to the one having the above-described vertical resonator structure. For example, as shown in FIGS. 4A to 4C, a so-called horizontal cavity surface emitting laser in which a laser cavity 12 is formed in a direction horizontal to the main surface of the substrate 11 can be used. . FIG. 4A is a so-called external 45-degree reflecting mirror type in which a reflecting mirror 15b is formed at an angle of approximately 45 ° with respect to the main surface of the substrate 11 so as to face the end surface of the laser resonator 12. b) forms a groove 14 at 45 ° with respect to the main surface of the substrate 11 by anisotropic etching such as RIE (reactive ion etching), and inserts the end face of the laser resonator 12 formed obliquely into an internal reflecting mirror. In FIG. 4C, a grating (diffraction grating) 1 is arranged near a part of the laser resonator 12.
This is a so-called diffraction grating type surface emitting laser in which 5d is formed and outgoing light is extracted in a direction orthogonal to the main surface of the substrate 11.

【0029】要するに、本発明のレーザ発光素子に適用
されるレーザ素子は、基板の主面に対して垂直方向にレ
ーザ光を放出できるものであれば良い。次に、電子放出
素子として適用されるフォトカソードについて、図5を
参照して説明する。ここでは、特に電子ビーム装置に利
用して最適な、高輝度かつ低エネルギ分散特性に優れた
電子ビームを放出することができるNEAフォトカソー
ドについて説明する。
In short, the laser device applied to the laser light emitting device of the present invention may be any device that can emit laser light in a direction perpendicular to the main surface of the substrate. Next, a photocathode applied as an electron-emitting device will be described with reference to FIG. Here, a description will be given of a NEA photocathode capable of emitting an electron beam excellent in high luminance and low energy dispersion characteristics, which is optimally used for an electron beam apparatus.

【0030】図5(a)は、NEAフォトカソードにお
けるエネルギーバンドを示したものであり、GaAsの
半導体表面に酸化セシウムCsOを吸着させて薄い層を
構成することにより、GaAs半導体のエネルギーバン
ドのレベルが、吸着させたCsO層との界面BLで減少
し、レーザ光の照射により励起された電子がポテンシャ
ル障壁を越えやすくなるため、真空中に飛び出しやすく
なるものである。ここで、LVは真空準位、NEAは負
の電子親和力である。
FIG. 5A shows the energy band at the NEA photocathode. The energy band level of the GaAs semiconductor is obtained by forming a thin layer by adsorbing cesium oxide CsO on the GaAs semiconductor surface. Is reduced at the interface BL with the adsorbed CsO layer, and the electrons excited by the irradiation of the laser beam easily cross the potential barrier, so that the electrons easily jump into the vacuum. Here, L V is a vacuum level, and NEA is a negative electron affinity.

【0031】図5(b)は、NEAフォトカソード20
aの概略構成を示したものであり、大別してGaAsか
らなる半導体基板21と、基板21の上面にCsOを吸
着させた活性層22と、基板21の下面に形成されたA
lGaAsからなるバッファ層23と、バッファ層23
下面の反射防止コーティング層24から構成される。N
EAフォトカソード20aは、半導体基板(特にGaA
s等の化合物半導体)21がカソード面となるため、基
板のどの部分に励起光(レーザ光)が照射されても所定
の電子ビームが放出されるという特性を有している。な
お、以下、NEAフォトカソードを特に断らない限り、
単にフォトカソードと記す。
FIG. 5B shows the NEA photocathode 20.
1 schematically shows the configuration of a, a semiconductor substrate 21 made of GaAs, an active layer 22 having CsO adsorbed on the upper surface of the substrate 21, and an A layer formed on the lower surface of the substrate 21.
a buffer layer 23 made of lGaAs;
It consists of an antireflection coating layer 24 on the lower surface. N
The EA photocathode 20a is a semiconductor substrate (particularly GaAs).
Since the compound surface (compound semiconductor such as s) 21 serves as a cathode surface, a predetermined electron beam is emitted even if any part of the substrate is irradiated with excitation light (laser light). Hereinafter, unless otherwise specified, the NEA photocathode
Simply referred to as a photocathode.

【0032】このように、本発明に係る微小電子源よれ
ば、半導体プロセス技術による製造方法が確立されてい
る面発光レーザ及びフォトカソードを採用することによ
り、大幅な小型集積化を図ることができ、高輝度かつ低
エネルギー分散特性に優れた電子ビームを放出すること
ができる。したがって、本発明の微小電子源と、微小光
学素子と組み合わせることにより、高性能のマイクロ鏡
筒を作製することができるため、種々の電子ビーム装置
への良好な適用を図ることができる。
As described above, according to the microelectron source of the present invention, by employing the surface emitting laser and the photocathode for which the manufacturing method by the semiconductor process technology has been established, it is possible to greatly reduce the size and integration. In addition, it is possible to emit an electron beam having high brightness and excellent low-energy dispersion characteristics. Therefore, by combining the micro electron source of the present invention with the micro optical element, a high-performance micro lens barrel can be manufactured, so that it can be favorably applied to various electron beam devices.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例を示して詳
しく説明する。本発明に係る微小電子源の第1の実施例
について、図6を参照して説明する。本実施例の微小電
子源は、図6に示すように、上述した面発光レーザ10
aとフォトカソード20aとの間に、光学素子を構成す
る平板マイクロレンズ30を介装したことを特徴として
いる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments. Embodiment 1 A first embodiment of a micro electron source according to the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the microelectron source of this embodiment is the above-described surface emitting laser 10.
A flat microlens 30 constituting an optical element is interposed between the photocathode a and the photocathode 20a.

【0034】平板マイクロレンズ30は、平板のプラス
チックやガラス等の透光性基板31において、その一部
領域32の屈折率を変化させて構成することにより、透
過光を屈折率の高い方向へ屈折させ集束させるというレ
ンズ作用を実現したものである。このような構成によ
り、面発光レーザ10aから放出されたレーザ光Aを平
板マイクロレンズ30により集束させてスポット径を細
く絞った集束光Cとして、フォトカソード20aに照射
することができるため、フォトカソード20aから放出
される電子ビームBを高輝度かつ微細にすることができ
る。
The flat plate microlens 30 is formed by changing the refractive index of a partial region 32 of a flat light-transmitting substrate 31 such as plastic or glass so that the transmitted light is refracted in the direction of higher refractive index. This achieves a lens function of focusing and focusing. With such a configuration, the laser light A emitted from the surface emitting laser 10a can be converged by the flat microlens 30 and irradiated as the condensed light C having a narrowed spot diameter to the photocathode 20a. The electron beam B emitted from 20a can be made high brightness and fine.

【0035】また、このような平板型の光学素子を使用
することにより、従来の球面レンズを採用した構成とは
異なり、表面が平坦であるため、面発光レーザ10a及
びフォトカソード20aと整合性良く積層することがで
き、品質の高い電子源を提供することができる。次に、
本発明に係る微小電子源の第2の実施例について、図7
及び図8を参照して説明する。ここで、上述した実施例
と同等の構成については、同一の符号を付して、その説
明を省略する。
Further, by using such a flat optical element, unlike the conventional configuration employing a spherical lens, the surface is flat, so that it has good matching with the surface emitting laser 10a and the photocathode 20a. The electron sources can be stacked, and a high-quality electron source can be provided. next,
FIG. 7 shows a second embodiment of the microelectron source according to the present invention.
This will be described with reference to FIG. Here, the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0036】本実施例の微小電子源は、図7に示すよう
に、面発光レーザ10aのレーザ発光部に対応して、平
板マクロレンズのレンズ領域32aが複数配置形成され
た平板マイクロレンズアレイ30aが、面発光レーザ1
0a及びフォトカソード20a間に介装され、積層され
ていることを特徴としている。すなわち、平板マイクロ
レンズアレイ30aは、図8に示すように、透光性基板
31には、所定のピッチでマトリクス状にレンズ領域3
2aが複数形成され、かつこれらのレンズ領域の形成位
置は、面発光レーザ10aの溝部14aと光軸中心が一
致するように配置される。なお、面発光レーザ10aと
平板マイクロレンズアレイ30a間、及び、平板マイク
ロレンズアレイ30aとフォトカソード20a間には、
ガラス等の透光性を有する基材41、42が介装され、
積層されている。
As shown in FIG. 7, the microelectron source of this embodiment is a flat microlens array 30a in which a plurality of flat macrolens lens regions 32a are formed corresponding to the laser emitting portion of the surface emitting laser 10a. Is a surface emitting laser 1
0a and the photocathode 20a, and are stacked. That is, as shown in FIG. 8, the flat microlens array 30a is formed on the transparent substrate 31 in a matrix at a predetermined pitch.
A plurality of lenses 2a are formed, and the lens regions are formed at positions where the grooves 14a of the surface emitting laser 10a and the optical axis center coincide. In addition, between the surface emitting laser 10a and the flat microlens array 30a, and between the flat microlens array 30a and the photocathode 20a,
Light-transmitting substrates 41 and 42 such as glass are interposed,
It is laminated.

【0037】したがって、面発光レーザ10aから2次
元的に放出される2次元レーザ光(ビーム)Aの各々
は、平板マイクロレンズアレイ30aの各レンズ領域3
2aにより所定のスポット径を有する集束光Cとなるよ
うに屈折、集束され、フォトカソード20aに照射され
るため、フォトカソード20aから照射されたレーザ光
のスポット径に応じた微細な電子ビームBが放出され
る。
Therefore, each of the two-dimensional laser light (beam) A two-dimensionally emitted from the surface emitting laser 10a is applied to each lens area 3 of the flat microlens array 30a.
2a, the light is refracted and focused so as to become a focused light C having a predetermined spot diameter, and is irradiated on the photocathode 20a. Therefore, a fine electron beam B corresponding to the spot diameter of the laser light emitted from the photocathode 20a is formed. Released.

【0038】このような構成により、レンズアレイを平
板化して、透光性を有する基材41、42ととも、面発
光レーザ10a及びフォトカソード20aと整合性良く
積層することができるため、一体的に小型集積化され、
高輝度かつ低エネルギー分散特性を有する微小電子源ア
レイを容易に作製することができる。次に、上述した微
小電子源アレイの電子ビーム装置への応用例について、
図9を参照して説明する。
With such a configuration, the lens array can be flattened and laminated with the surface-emitting laser 10a and the photocathode 20a with the light-transmitting substrates 41 and 42 with good consistency. Small and integrated
A micro-electron source array having high brightness and low energy dispersion characteristics can be easily manufactured. Next, regarding an application example of the above-mentioned micro electron source array to an electron beam device,
This will be described with reference to FIG.

【0039】図9は、本発明の微小電子源をSEMに応
用した例である。図9において、1は微小電子源アレイ
であって、XYテーブル2上に載置され、所望の光軸に
電子ビーム軸が調整される。3は軸合わせ用のアライ
ナ、4は電子ビームを操作する偏向器、5は電子ビーム
を集束する対物レンズ、6は観察対象である試料であ
る。
FIG. 9 shows an example in which the micro electron source of the present invention is applied to an SEM. In FIG. 9, reference numeral 1 denotes a microelectron source array which is mounted on the XY table 2 and adjusts the electron beam axis to a desired optical axis. Reference numeral 3 denotes an aligner for axial alignment, 4 denotes a deflector for operating an electron beam, 5 denotes an objective lens for focusing the electron beam, and 6 denotes a sample to be observed.

【0040】このように本発明の微小電子源を鏡筒とし
て採用することにより、図10に示した従来構成のSE
Mに比較して、装置規模を数十分の1以下に小さくする
ことができるとともに、優れた高輝度かつ低エネルギー
分散特性を実現することができるため、極めて高い解像
度を実現することができる。
As described above, by employing the micro electron source of the present invention as a lens barrel, the SE of the conventional configuration shown in FIG.
Compared with M, the device scale can be reduced to several tenths or less, and excellent high luminance and low energy dispersion characteristics can be realized, so that extremely high resolution can be realized.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
面発光レーザとフォトカソードを積層するとともに、面
発光レーザを2次元的に配置したアレイ状に構成するこ
とにより、電子源を小型集積化して、高輝度かつ低エネ
ルギー分散特性に優れた電子ビームを放出することがで
きる。
As described above, according to the present invention,
By stacking a surface emitting laser and a photocathode, and forming an array of surface emitting lasers in a two-dimensional array, the electron source can be compactly integrated to produce an electron beam with high brightness and low energy dispersion characteristics. Can be released.

【0042】したがって、すなわち高輝度かつ低エネル
ギ分散特性を有する電子ビームを放出することができ、
かつ、装置をアレイ化して小型集積化することができる
微小電子源を実現することができるため、マイクロレン
ズ、マイクロ検出器などの微小光学素子と組み合わせ
て、高性能のマイクロ鏡筒を作製することができ、SE
M、測長SEM、リソグラフイ等の電子ビーム装置への
良好な適用を図ることができる。
Therefore, it is possible to emit an electron beam having high brightness and low energy dispersion characteristics,
In addition, since it is possible to realize a micro electron source that can be miniaturized and integrated by arraying devices, it is necessary to manufacture a high-performance micro lens barrel by combining with micro optical elements such as micro lenses and micro detectors And SE
Good application to electron beam devices such as M, length measuring SEM, lithography, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る微小電子源の基本概念図である。FIG. 1 is a basic conceptual diagram of a micro electron source according to the present invention.

【図2】本発明に係るレーザ発光素子に適用される面発
光レーザの概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram of a surface emitting laser applied to a laser light emitting device according to the present invention.

【図3】2次元レーザアレイの構造例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a structural example of a two-dimensional laser array.

【図4】面発光レーザの各種構造例を示す概念図であ
る。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing various structural examples of a surface emitting laser.

【図5】本発明に係る電子放出素子に適用されるNEA
フォトカソードの概念図である。
FIG. 5 is an NEA applied to the electron-emitting device according to the present invention.
It is a conceptual diagram of a photocathode.

【図6】本発明の第1の実施例の微小電子源の構成図で
ある。
FIG. 6 is a configuration diagram of a micro electron source according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施例の微小電子源の構成図で
ある。
FIG. 7 is a configuration diagram of a microelectron source according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明に係る光学素子に適用される平板マイク
ロレンズアレイの構造例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a structural example of a flat microlens array applied to the optical element according to the present invention.

【図9】本発明に係る微小電子源の応用例を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing an application example of the micro electron source according to the present invention.

【図10】従来の電子ビーム装置の概略構成を示す図で
ある。
FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional electron beam device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 レーザ発光素子10 10a 面発光レーザ 11 半導体基板 12 活性層 13 反射電極 14 溝 20 電子放出素子 20a フォトカソード 30 光学素子 30a 平板マイクロレンズアレイ 31 透光性基板 32a レンズ領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laser light emitting element 10 10a Surface emitting laser 11 Semiconductor substrate 12 Active layer 13 Reflection electrode 14 Groove 20 Electron emission element 20a Photocathode 30 Optical element 30a Flat plate microlens array 31 Translucent substrate 32a Lens area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5C030 CC02 CC10 5C035 CC07 CC10 5F073 AB05 AB16 AB25 AB27 BA09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5C030 CC02 CC10 5C035 CC07 CC10 5F073 AB05 AB16 AB25 AB27 BA09

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の半導体基板に構成され、該第1の半
導体基板に対して垂直方向にレーザ光を放出するレーザ
発光素子と、 第2の半導体基板に構成され、前記レーザ発光素子から
放出されたレーザ光が一面側に照射されることにより、
他面側から電子ビームを放出する電子放出素子と、 を具備することを特徴とする微小電子源。
A first semiconductor substrate configured to emit a laser beam in a direction perpendicular to the first semiconductor substrate; and a second semiconductor substrate configured to emit a laser beam. By irradiating the emitted laser light on one side,
An electron-emitting device that emits an electron beam from the other surface side.
【請求項2】前記レーザ発光素子及び前記電子放出素子
との間に、前記レーザ発光素子から放出されたレーザ光
を集束して、前記電子放出素子の一面側に照射する光学
素子を配置したことを特徴とする請求項1記載の微小電
子源。
2. An optical element which focuses laser light emitted from the laser light emitting element and irradiates the laser light onto one surface of the electron emitting element between the laser light emitting element and the electron emitting element. The micro electron source according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記レーザ発光素子及び前記電子放出素
子、又は、前記レーザ発光素子及び前記光学素子並びに
前記電子放出素子は、透光性を有する基材を介して積層
されていることを特徴とする請求項1又は2記載の微小
電子源。
3. The laser light emitting device and the electron emitting device, or the laser light emitting device, the optical device, and the electron emitting device are laminated via a base material having a light transmitting property. The micro electron source according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項4】前記レーザ発光素子は、前記第1の半導体
基板に2次元的に複数配置され、該複数のレーザ発光素
子から放出された2次元レーザビームを、前記電子放出
素子の一面側に照射することにより、前記他面側から2
次元電子ビームを放出させることを特徴とする請求項
1、2又は3記載の微小電子源。
4. A plurality of laser light emitting devices are two-dimensionally arranged on the first semiconductor substrate, and a two-dimensional laser beam emitted from the plurality of laser light emitting devices is directed to one surface side of the electron emitting device. By irradiating, 2
4. The micro electron source according to claim 1, wherein the micro electron source emits a two-dimensional electron beam.
【請求項5】前記光学素子は、前記レーザ発光素子から
放出された2次元レーザビームに対応して2次元的に複
数配置され、前記複数のレーザ発光素子から放出された
2次元レーザ光の各々を集束して、前記電子放出素子の
一面側に照射することを特徴とする請求項4記載の微小
電子源。
5. The two-dimensional laser light emitted from the plurality of laser light-emitting elements, wherein the plurality of optical elements are two-dimensionally arranged corresponding to the two-dimensional laser beam emitted from the laser light-emitting element. 5. The microelectron source according to claim 4, wherein the electron beam is focused and irradiated on one surface side of the electron-emitting device.
【請求項6】前記レーザ発光素子は、前記第1の半導体
基板に対して垂直方向に発振するレーザ共振器を、前記
第1の半導体基板上に積層形成して構成される面発光レ
ーザであることを特徴とする請求項1、2、3、4又は
5記載の微小電子源。
6. The surface emitting laser according to claim 6, wherein the laser light emitting element is formed by laminating a laser resonator oscillating in a direction perpendicular to the first semiconductor substrate on the first semiconductor substrate. The micro electron source according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, wherein
【請求項7】前記電子放出素子は、前記一面側に照射さ
れる前記レーザ光の照射位置に関わらず、前記他面側か
ら所定の電子ビームが放出されるフォトカソードである
ことを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載の微
小電子源。
7. The device according to claim 1, wherein the electron-emitting device is a photocathode that emits a predetermined electron beam from the other surface regardless of the irradiation position of the laser light irradiated to the one surface. The microelectron source according to claim 1, 2, 3, 4, or 5.
【請求項8】前記光学素子は、平板形状を有する透光性
基板の内部に任意の屈折率を有する領域を設け、前記レ
ーザ光を屈折させて所望の集束状態で前記電子放出素子
に照射するマイクロレンズであることを特徴とする請求
項1、2、3、4又は5記載の微小電子源。
8. An optical element, wherein a region having an arbitrary refractive index is provided inside a light-transmitting substrate having a flat plate shape, and the laser beam is refracted to irradiate the electron-emitting device in a desired focused state. The micro electron source according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, which is a micro lens.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002329936A (en) * 2001-05-01 2002-11-15 Furukawa Electric Co Ltd:The Semiconductor laser array
JP2006502526A (en) * 2001-11-07 2006-01-19 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Spot grating array electron imaging system
JP2017028125A (en) * 2015-07-23 2017-02-02 日本電信電話株式会社 Semiconductor laser element
WO2019064530A1 (en) * 2017-09-29 2019-04-04 株式会社ニコン Electron beam apparatus, device manufacturing method, exposure method, and photoelectric element
WO2020079929A1 (en) * 2018-10-16 2020-04-23 株式会社Photo electron Soul Electron gun, electron beam application device, method for emitting electron using electron gun, and electron beam focal position adjustment method
CN111370276A (en) * 2018-12-26 2020-07-03 中国电子科技集团公司第十二研究所 Vacuum channel type photoelectric cathode and preparation method thereof
JP2021077560A (en) * 2019-11-12 2021-05-20 株式会社東芝 Electron emitting element
DE112019007690T5 (en) 2019-10-31 2022-07-07 Hitachi High-Tech Corporation ELECTRON GUN AND ELECTRON BEAM DEVICE

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002329936A (en) * 2001-05-01 2002-11-15 Furukawa Electric Co Ltd:The Semiconductor laser array
JP2006502526A (en) * 2001-11-07 2006-01-19 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Spot grating array electron imaging system
JP2017028125A (en) * 2015-07-23 2017-02-02 日本電信電話株式会社 Semiconductor laser element
WO2019064530A1 (en) * 2017-09-29 2019-04-04 株式会社ニコン Electron beam apparatus, device manufacturing method, exposure method, and photoelectric element
WO2020079929A1 (en) * 2018-10-16 2020-04-23 株式会社Photo electron Soul Electron gun, electron beam application device, method for emitting electron using electron gun, and electron beam focal position adjustment method
US11195685B2 (en) 2018-10-16 2021-12-07 Photo Electron Soul Inc. Electron gun, electron beam applicator, method for releasing electrons using electron gun, and method for adjusting focal position of electron beam
CN111370276A (en) * 2018-12-26 2020-07-03 中国电子科技集团公司第十二研究所 Vacuum channel type photoelectric cathode and preparation method thereof
DE112019007690T5 (en) 2019-10-31 2022-07-07 Hitachi High-Tech Corporation ELECTRON GUN AND ELECTRON BEAM DEVICE
JP2021077560A (en) * 2019-11-12 2021-05-20 株式会社東芝 Electron emitting element
JP7234099B2 (en) 2019-11-12 2023-03-07 株式会社東芝 electron emitter

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