JPH04245681A - Vacuum electron wave interference transistor - Google Patents

Vacuum electron wave interference transistor

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Publication number
JPH04245681A
JPH04245681A JP3164391A JP3164391A JPH04245681A JP H04245681 A JPH04245681 A JP H04245681A JP 3164391 A JP3164391 A JP 3164391A JP 3164391 A JP3164391 A JP 3164391A JP H04245681 A JPH04245681 A JP H04245681A
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JP
Japan
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parallel plate
collector
emitter
vacuum
electron
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Application number
JP3164391A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryuichi Ugajin
宇賀神 隆一
Akira Ishibashi
晃 石橋
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Priority to DE69224922T priority patent/DE69224922T2/en
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Publication of JPH04245681A publication Critical patent/JPH04245681A/en
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to hold an advantage that room temperature operation is possible and modulation efficiency is high and increase current flowing between an emitter and a collector at the same time. CONSTITUTION:A plurality of parallel plate capacitors C1 to C7 are arranged in parallel with each other between an emitter 1 and a collector 2 which face each other. The potential of electrodes 3 and 4 for the parallel plate capacitors C1 to C7 are optimized so that the converging capacity of electrons to the collector 2 may be excellent. The electron waves emitted from the emitter 1 are divided into tow electron waves by the parallel plate capacitor C1 which is used as a blocker while the differential phases between the electron waves are controlled by the parallel plate capacitors C1 to C7 which are used as a gate electrode, thereby performing transistor operation.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は、真空電子波干渉トラ
ンジスタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention This invention relates to a vacuum electron wave interference transistor.

【0002】0002

【従来の技術】最近の極微細構造作製技術の進歩に伴い
、電子波の干渉性を利用した電子波干渉デバイスの研究
が活発に行われており、例えば、アハラノフ(Ahar
onov)−ボーム(Bohm)効果を利用した電子波
干渉トランジスタ(以下、「AB効果トランジスタ」と
いう)としてAlGaAs/GaAsダブルヘテロ接合
を用いたものが提案されている(例えば、Techni
cal Digest of IEDM 86 、pp
.76−79)。しかし、この従来のAB効果トランジ
スタは、電子の可干渉性を保持するために、液体ヘリウ
ム温度(4.2K)以下の極低温に冷却する必要がある
ことから、簡便な使用が困難であり、コスト的にも不利
である。
[Background Art] With the recent progress in ultrafine structure fabrication technology, research on electronic wave interference devices that utilize the coherence of electron waves has been actively conducted.
onov)-Bohm effect (hereinafter referred to as "AB effect transistor") using an AlGaAs/GaAs double heterojunction has been proposed (for example, Techni
cal Digest of IEDM 86, pp.
.. 76-79). However, this conventional AB effect transistor requires cooling to an extremely low temperature below the liquid helium temperature (4.2 K) in order to maintain electron coherence, making it difficult to use easily. It is also disadvantageous in terms of cost.

【0003】そこで、このような問題を解決するために
、本出願人は特願平2−173003号において、電子
を真空中で走行させるように構成した真空AB効果トラ
ンジスタを提案した。この真空AB効果トランジスタに
おいては、エミッタ(カソード)から真空中に放出され
た電子波は、エミッタに対して負にバイアスされたブロ
ッカーにより、このブロッカーの一方の側を通る電子波
と他方の側を通る電子波とに分けられる。その後、これ
らの電子波はコレクタで合流する。そして、エミッタか
らコレクタに至る電子の経路の外側に設けられたゲート
電極によりこれらの電子波の間の位相差を制御すること
によって、コレクタにおけるこれらの電子波の間の干渉
を制御し、トランジスタ動作を行わせる。この特願平2
−173003号において提案された真空AB効果トラ
ンジスタによれば、電子が真空中を走行するように構成
されていることから、電子を半導体中で走行させる従来
のAB効果トランジスタと異なり、電子は温度によらず
可干渉性を保持することができる。このため、液体ヘリ
ウム温度よりもはるかに高い温度での動作が可能であり
、室温での動作も可能となる。
In order to solve this problem, the present applicant proposed in Japanese Patent Application No. 2-173003 a vacuum AB effect transistor configured to allow electrons to travel in vacuum. In this vacuum AB effect transistor, an electron wave emitted from the emitter (cathode) into a vacuum is separated by a blocker that is negatively biased with respect to the emitter. It can be divided into passing electron waves. These electron waves then meet at the collector. By controlling the phase difference between these electron waves using a gate electrode provided outside the path of electrons from the emitter to the collector, interference between these electron waves at the collector is controlled and transistor operation is controlled. Have them do it. This special application Hei 2
According to the vacuum AB effect transistor proposed in No. 173003, since the electrons are configured to travel in a vacuum, unlike conventional AB effect transistors in which electrons travel in a semiconductor, the electrons are It is possible to maintain coherence regardless of the Therefore, it is possible to operate at temperatures much higher than the liquid helium temperature, and even at room temperature.

【0004】この特願平2−173003号において提
案された真空AB効果トランジスタを発展させたものと
して、図4に示すような真空AB効果トランジスタがあ
る。図4に示すように、この真空AB効果トランジスタ
においては、四角錐状に尖った先端を有する四角柱状の
エミッタ101及びコレクタ102がそれらの先端同士
が互いに対向するように形成されている。符号103は
ゲート電極を示す。このゲート電極103は、n型Ga
As層103a、半絶縁性GaAs層103b及びn型
GaAs層103cから成る平行平板コンデンサ(キャ
パシタ)構造を有する。ここで、n型GaAs層103
a及びn型GaAs層103cがこのコンデンサの電極
を構成する。符号104はブロッカーを示す。
A vacuum AB effect transistor as shown in FIG. 4 is an advanced version of the vacuum AB effect transistor proposed in Japanese Patent Application No. 2-173003. As shown in FIG. 4, in this vacuum AB effect transistor, a quadrangular prism-shaped emitter 101 and a collector 102 having square pyramid-shaped pointed tips are formed such that their tips are opposed to each other. Reference numeral 103 indicates a gate electrode. This gate electrode 103 is made of n-type Ga
It has a parallel plate capacitor structure consisting of an As layer 103a, a semi-insulating GaAs layer 103b, and an n-type GaAs layer 103c. Here, the n-type GaAs layer 103
The a and n-type GaAs layers 103c constitute the electrodes of this capacitor. Reference numeral 104 indicates a blocker.

【0005】この図4に示す真空AB効果トランジスタ
の動作は、次の通りである。すなわち、エミッタ101
とコレクタ102との間に十分に高い電圧を印加するこ
とにより、エミッタ101から真空中に電子波を放出さ
せる。この電子波は、エミッタ101に対して負にバイ
アスされたブロッカー104により、図4中このブロッ
カー104の上側を通る電子波と下側を通る電子波とに
分けられる。これらの電子波は、コレクタ102で合流
する。そして、ゲート電極103によりこれらの電子波
の間の位相差を制御することによって、コレクタ102
におけるこれらの電子波の間の干渉を制御し、トランジ
スタ動作を行わせる。この図4に示す真空AB効果トラ
ンジスタによれば、ゲート電極103が平行平板コンデ
ンサ構造を有するため、図4中この平行平板コンデンサ
の上側の電極を構成するn型GaAs層103c及び下
側の電極を構成するn型GaAs層103aの電位はそ
れぞれ一定になる。この結果、図4中n型GaAs層1
03cの上方の空間を通る電子波の間及びn型GaAs
層103aの下方の空間を通る電子波の間に位相差が生
じることがなくなるので、ゲート電極103による変調
効率が高いという利点がある。
The operation of the vacuum AB effect transistor shown in FIG. 4 is as follows. That is, emitter 101
By applying a sufficiently high voltage between the emitter 101 and the collector 102, electron waves are emitted from the emitter 101 into a vacuum. This electron wave is divided by the blocker 104 negatively biased with respect to the emitter 101 into an electron wave passing above the blocker 104 in FIG. 4 and an electron wave passing below the blocker 104. These electron waves join together at collector 102 . By controlling the phase difference between these electron waves using the gate electrode 103, the collector 102
The interference between these electronic waves in the wafer is controlled to cause transistor operation. According to the vacuum AB effect transistor shown in FIG. 4, since the gate electrode 103 has a parallel plate capacitor structure, the n-type GaAs layer 103c forming the upper electrode of this parallel plate capacitor in FIG. The potentials of the constituent n-type GaAs layers 103a are constant. As a result, the n-type GaAs layer 1 in FIG.
Between the electron waves passing through the space above 03c and the n-type GaAs
Since no phase difference occurs between the electron waves passing through the space below the layer 103a, there is an advantage that the modulation efficiency by the gate electrode 103 is high.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の図4に
示す真空AB効果トランジスタにおいては、ゲート電極
103を構成する平行平板コンデンサの上側の電極を構
成するn型GaAs層103c及び下側の電極を構成す
るn型GaAs層103aの電位がそれぞれ一定になる
結果、次のような問題が生じる。すなわち、ゲート電極
103とエミッタ101、ブロッカー104及びコレク
タ102との間の電位差により、ゲート電極103を構
成する平行平板コンデンサの端部の近傍には、図5にお
いて矢印で示すように、強い電場が生じる。そして、エ
ミッタ101から放出された電子は、この強い電場の影
響を受けて、コレクタ102に到達する確率が非常に小
さくなる。このため、エミッタ101及びコレクタ10
2の間に流れる電流は少なかった。従って、この発明の
目的は、室温での動作が可能でしかも変調効率が高いと
いう利点を保持しつつ、エミッタ及びコレクタの間に流
れる電流を増やすことができる真空電子波干渉トランジ
スタを提供することにある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the vacuum AB effect transistor shown in FIG. As a result of the potentials of the n-type GaAs layers 103a constituting each becoming constant, the following problem occurs. That is, due to the potential difference between the gate electrode 103, the emitter 101, the blocker 104, and the collector 102, a strong electric field is generated near the ends of the parallel plate capacitor forming the gate electrode 103, as shown by the arrows in FIG. arise. Then, the electrons emitted from the emitter 101 are influenced by this strong electric field, and the probability of reaching the collector 102 becomes extremely small. For this reason, the emitter 101 and collector 10
The current flowing between 2 was small. Therefore, an object of the present invention is to provide a vacuum electron wave interference transistor that can operate at room temperature and increase the current flowing between the emitter and collector while maintaining the advantages of high modulation efficiency. be.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明は、エミッタ(1)から真空中に放出さ
れた電子波を複数の電子波に分けた後、複数の電子波を
コレクタ(2)で合流させ、複数の電子波の間の位相差
をゲート電極により制御するように構成された真空電子
波干渉トランジスタであって、エミッタ(1)及びコレ
クタ(2)の間に複数の平行平板コンデンサ(C1〜C
7)が互いに平行に配置されている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the first invention divides an electron wave emitted into a vacuum from an emitter (1) into a plurality of electron waves, and then divides the electron wave into a plurality of electron waves. A vacuum electron wave interference transistor configured to combine a plurality of electron waves at a collector (2) and to control the phase difference between the plurality of electron waves by a gate electrode, wherein Multiple parallel plate capacitors (C1-C
7) are arranged parallel to each other.

【0008】[0008]

【作用】上述のように構成されたこの発明の真空電子波
干渉トランジスタによれば、エミッタ及びコレクタの間
に互いに平行に配置された複数の平行平板コンデンサの
両電極の電位を最適化することにより、コレクタへの電
子の収束性を良好とすることができ、従ってコレクタへ
の電子の到達確率を大きくすることができる。これによ
って、エミッタ及びコレクタの間に流れる電流を増やす
ことができる。しかも、これらの複数の平行平板コンデ
ンサをゲート電極として用いることができることにより
、変調効率を高くすることができる。さらに、電子を真
空中で走行させるように構成されているので、室温での
動作が可能である。
[Operation] According to the vacuum electron wave interference transistor of the present invention configured as described above, by optimizing the potentials of both electrodes of a plurality of parallel plate capacitors arranged in parallel between the emitter and the collector, , it is possible to improve the convergence of electrons to the collector, and therefore it is possible to increase the probability of electrons reaching the collector. This allows the current flowing between the emitter and collector to be increased. Furthermore, since these plural parallel plate capacitors can be used as gate electrodes, the modulation efficiency can be increased. Furthermore, since it is configured to allow electrons to travel in a vacuum, it can operate at room temperature.

【0009】[0009]

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら説明する。図1はこの発明の一実施例による
真空AB効果トランジスタを示す斜視図であり、図2は
図1の2−2線に沿っての断面図である。図1及び図2
に示すように、この実施例による真空AB効果トランジ
スタにおいては、図示省略した基板上に、例えば四角錐
状に尖った先端を有する四角柱状のエミッタ1及びコレ
クタ2が互いに対向して形成されている。これらのエミ
ッタ1及びコレクタ2は、半導体や金属などの各種の導
電材料により形成することができる。なお、これらのエ
ミッタ1及びコレクタ2の四角柱状部の断面寸法の一例
を挙げると、例えば0.5μm×0.5μm程度である
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a vacuum AB effect transistor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line 2--2 in FIG. Figures 1 and 2
As shown in FIG. 1, in the vacuum AB effect transistor according to this embodiment, an emitter 1 and a collector 2, each having a rectangular pyramidal shape and having a pointed tip, are formed facing each other on a substrate (not shown). . These emitter 1 and collector 2 can be formed of various conductive materials such as semiconductors and metals. An example of the cross-sectional dimensions of the square columnar portions of the emitter 1 and collector 2 is, for example, about 0.5 μm×0.5 μm.

【0010】この実施例においては、これらのエミッタ
1及びコレクタ2の間に、例えば7個の平行平板コンデ
ンサC1〜C7が互いに平行に配置されている。ここで
、これらの平行平板コンデンサC1〜C7の長手方向は
、エミッタ1及びコレクタ2の間を結ぶ方向と直交して
いる。符号3、4はこれらの平行平板コンデンサC1〜
C7の電極を示す。ここで、これらの電極3、4は、そ
れらの両端部で図示省略した支持部に支持されており、
それらの間の部分では宙に浮いた構造となっている。こ
れらの電極3、4は、例えばアルミニウム(Al)によ
り形成される。なお、エミッタ1及びコレクタ2の間を
結ぶ方向における平行平板コンデンサC1〜C7のそれ
ぞれの幅及びそれらの間の間隔の一例を挙げると、例え
ば数百Å程度である。
In this embodiment, for example, seven parallel plate capacitors C1 to C7 are arranged in parallel between the emitter 1 and collector 2. Here, the longitudinal direction of these parallel plate capacitors C1 to C7 is orthogonal to the direction connecting emitter 1 and collector 2. Symbols 3 and 4 are these parallel plate capacitors C1~
The C7 electrode is shown. Here, these electrodes 3 and 4 are supported by support parts (not shown) at both ends thereof,
The part between them is a floating structure. These electrodes 3 and 4 are made of aluminum (Al), for example. An example of the width of each of the parallel plate capacitors C1 to C7 in the direction connecting the emitter 1 and the collector 2 and the spacing between them is, for example, about several hundred Å.

【0011】この実施例においては、平行平板コンデン
サC1〜C7の全体をゲート電極として用い、例えば平
行平板コンデンサC1をブロッカーとして用い、平行平
板コンデンサC2を引き出し電極として用いる。この場
合、これらの平行平板コンデンサC1〜C7の電極3、
4の電位は、次のようにして決定する。なお、以下にお
いては、平行平板コンデンサCm(m=1〜7)の電極
3、4の電位をそれぞれVCm(下)及びVCm(上)
で表す。エミッタ1及びコレクタ2の間には、コレクタ
2側の電位が高くなるように所定の電圧を印加しておく
。次に、それぞれブロッカー及び引き出し電極として用
いられる平行平板コンデンサC1、C2の電極3、4の
間に電位差をつけずに、すなわちVC1(下)=VC1
(上)、VC2(下)=VC2(上)として、エミッタ
1から電子放出を起こさせることができ、エミッタ1か
ら放出される電子波が図1及び図2中、平行平板コンデ
ンサC1の上側を通る電子波と下側を通る電子波とに分
けられ、これらの電子波が収束性良くコレクタ2に集め
られるように、VC1(下)=VC1(上)、VC2(
下)=VC2(上)を決定する。このとき、残りの平行
平板コンデンサC3〜C7の電極3、4には電圧を印加
しない。
In this embodiment, all of the parallel plate capacitors C1 to C7 are used as gate electrodes; for example, the parallel plate capacitor C1 is used as a blocker, and the parallel plate capacitor C2 is used as an extraction electrode. In this case, the electrodes 3 of these parallel plate capacitors C1 to C7,
The potential of No. 4 is determined as follows. In addition, in the following, the potentials of electrodes 3 and 4 of parallel plate capacitor Cm (m = 1 to 7) are respectively referred to as VCm (lower) and VCm (upper).
Expressed as A predetermined voltage is applied between the emitter 1 and the collector 2 so that the potential on the collector 2 side becomes high. Next, without applying a potential difference between electrodes 3 and 4 of parallel plate capacitors C1 and C2, which are used as blocker and extraction electrodes, respectively, VC1 (lower) = VC1
(top), VC2 (bottom) = VC2 (top), electron emission can be caused from emitter 1, and the electron wave emitted from emitter 1 hits the upper side of parallel plate capacitor C1 in Figures 1 and 2. It is divided into an electron wave passing through and an electron wave passing below, and in order to collect these electron waves into the collector 2 with good convergence, VC1 (bottom) = VC1 (top), VC2 (
Determine lower)=VC2(upper). At this time, no voltage is applied to the electrodes 3 and 4 of the remaining parallel plate capacitors C3 to C7.

【0012】以上のようにして平行平板コンデンサC1
、C2の電極3、4の電位を決定した後、このときのエ
ミッタ1及びコレクタ2の間の電位分布を乱さないよう
に残りの五つの平行平板コンデンサC3〜C7の電位を
決定する。ただし、このときには、これらの平行平板コ
ンデンサC3〜C7の電極3、4の間には電位差をつけ
ない。すなわち、VCm(下)=VCm(上)(m=3
〜7)である。この状態から、全ての平行平板コンデン
サC1〜C7の電極3、4の電位を、例えば、VCm(
下)→VCm(下)−ΔV/2、VCm(上)→VCm
(上)+ΔV/2(m=1〜7)のように変化させる。 これによって、これらの平行平板コンデンサC1〜C7
の電極3、4の間に電位差ΔVが生じ、その結果、これ
らの平行平板コンデンサC1〜C7の上側を通る電子波
と下側を通る電子波との間にこの電位差ΔVに応じた位
相差が生じる。このΔVを変えてこれらの電子波の間の
位相差を制御することにより、トランジスタ動作を行わ
せることができる。なお、上述のようにVCm(上)、
VCm(下)をそれぞれ±ΔV/2だけ変化させても、
平行平板コンデンサC1〜C7の電極3、4の間の平均
電位は、上述のようにして最適化された電位に保たれて
いる。
As described above, the parallel plate capacitor C1
, C2, the potentials of the remaining five parallel plate capacitors C3 to C7 are determined so as not to disturb the potential distribution between the emitter 1 and the collector 2. However, at this time, no potential difference is applied between the electrodes 3 and 4 of these parallel plate capacitors C3 to C7. That is, VCm (lower) = VCm (upper) (m = 3
~7). From this state, the potentials of the electrodes 3 and 4 of all the parallel plate capacitors C1 to C7 are changed to, for example, VCm(
Bottom) → VCm (bottom) - ΔV/2, VCm (top) → VCm
(Top) Change as +ΔV/2 (m=1 to 7). As a result, these parallel plate capacitors C1 to C7
A potential difference ΔV occurs between the electrodes 3 and 4, and as a result, a phase difference corresponding to this potential difference ΔV occurs between the electron waves passing above and below these parallel plate capacitors C1 to C7. arise. By changing this ΔV and controlling the phase difference between these electronic waves, transistor operation can be performed. In addition, as mentioned above, VCm (top),
Even if VCm (bottom) is changed by ±ΔV/2,
The average potential between the electrodes 3 and 4 of the parallel plate capacitors C1 to C7 is maintained at the optimized potential as described above.

【0013】次に、この実施例による真空AB効果トラ
ンジスタの製造方法について説明する。まず、エミッタ
1及びコレクタ2を、エピタキシャル成長やドライエッ
チングなどにより形成する。次に、以下のようにして平
行平板コンデンサC1〜C7を形成する。すなわち、図
3に示すように、図示省略した基板上に、例えば、Si
O2 膜5、Al膜6、SiO2 膜7及びAl膜8を
順次形成する。ここで、SiO2 膜5、7は例えばC
VD法により形成することができ、Al膜6、8は例え
ば真空蒸着法やスパッタリング法により形成することが
できる。次に、図示省略した電子ビーム照射装置の真空
排気された試料室内に上記基板を入れた後、この試料室
内に例えばアルキルナフタレンのような原料ガスを導入
する。これによって、Al膜8の表面には原料分子が吸
着する。そこで、この原料ガス雰囲気中において、Al
膜8上にビーム径を極めて細く絞った電子ビームを照射
し、この電子ビームにより平行平板コンデンサC1〜C
7のパターンの描画を行う。この電子ビームの照射によ
り、Al膜8の表面に吸着した原料分子が分解して、非
晶質炭化水素系の物質が電子ビームの描画パターンの形
状に生成する。このようにして、この非晶質炭化水素系
の物質から成るレジストパターン9が平行平板コンデン
サC1〜C7のパターンで形成される。なお、このよう
な電子ビーム照射により形成されるレジストはEBIR
(Electron Beam Induced Re
sist)と呼ばれる。このEBIRは、優れたドライ
エッチング耐性を有する。次に、上述のようにして形成
されたレジストパターン9をマスクとして、例えば反応
性イオンエッチング(RIE)法によりAl膜8、Si
O2 膜7及びAl膜6を順次エッチングした後、レジ
ストパターン9を除去する。この後、SiO2 膜5、
7を例えばフッ酸系のエッチング液でウエットエッチン
グする。これによって、図1及び図2に示すように、両
端の支持部を除いた部分が宙に浮いた構造の平行平板コ
ンデンサC1〜C7が形成され、目的とする真空AB効
果トランジスタが完成される。
Next, a method for manufacturing the vacuum AB effect transistor according to this embodiment will be explained. First, the emitter 1 and collector 2 are formed by epitaxial growth, dry etching, or the like. Next, parallel plate capacitors C1 to C7 are formed as follows. That is, as shown in FIG. 3, for example, Si is deposited on a substrate (not shown).
An O2 film 5, an Al film 6, a SiO2 film 7 and an Al film 8 are sequentially formed. Here, the SiO2 films 5 and 7 are made of, for example, C
It can be formed by a VD method, and the Al films 6 and 8 can be formed by, for example, a vacuum evaporation method or a sputtering method. Next, the substrate is placed in an evacuated sample chamber of an electron beam irradiation device (not shown), and then a source gas such as alkylnaphthalene is introduced into the sample chamber. As a result, raw material molecules are adsorbed onto the surface of the Al film 8. Therefore, in this raw material gas atmosphere, Al
An electron beam with an extremely narrow beam diameter is irradiated onto the film 8, and the parallel plate capacitors C1 to C are connected by this electron beam.
7 patterns are drawn. By this electron beam irradiation, the raw material molecules adsorbed on the surface of the Al film 8 are decomposed, and an amorphous hydrocarbon-based substance is generated in the shape of the pattern drawn by the electron beam. In this way, the resist pattern 9 made of this amorphous hydrocarbon material is formed in the pattern of parallel plate capacitors C1 to C7. Note that the resist formed by such electron beam irradiation is EBIR.
(Electron Beam Induced Re
sist). This EBIR has excellent dry etching resistance. Next, using the resist pattern 9 formed as described above as a mask, the Al film 8 and the Si film are etched by, for example, reactive ion etching (RIE).
After sequentially etching the O2 film 7 and the Al film 6, the resist pattern 9 is removed. After this, SiO2 film 5,
7 is wet-etched using, for example, a hydrofluoric acid-based etching solution. As a result, as shown in FIGS. 1 and 2, parallel plate capacitors C1 to C7 having a suspended structure except for the support portions at both ends are formed, and the intended vacuum AB effect transistor is completed.

【0014】以上のように、この実施例によれば、エミ
ッタ1及びコレクタ2の間に配置された平行平板コンデ
ンサC1〜C7の電極3、4の電位の最適化により、コ
レクタ2への電子の収束性を良好とすることができるの
で、エミッタ1及びコレクタ2の間を流れる電流を増や
すことができる。しかも、これらの平行平板コンデンサ
C1〜C7をゲート電極として用いることができること
により、エミッタ1からコレクタ2への電子の量子力学
的遷移確率の変調効率を十分に高くすることができる。 さらに、この実施例による真空AB効果トランジスタは
、電子を真空中で走行させるように構成されているので
、室温での動作が可能である。また、平行平板コンデン
サC1〜C7は、かなり薄く形成することができるので
、エミッタ1からコレクタ2に至る電子の経路をそれほ
ど曲がったものにする必要がなく、従ってエミッタ1か
ら放出された電子を高い収集効率でコレクタ2に集める
ことができる。
As described above, according to this embodiment, by optimizing the potentials of the electrodes 3 and 4 of the parallel plate capacitors C1 to C7 arranged between the emitter 1 and the collector 2, electrons can be transferred to the collector 2. Since convergence can be improved, the current flowing between the emitter 1 and the collector 2 can be increased. Moreover, since these parallel plate capacitors C1 to C7 can be used as gate electrodes, the modulation efficiency of the quantum mechanical transition probability of electrons from the emitter 1 to the collector 2 can be made sufficiently high. Furthermore, since the vacuum AB effect transistor according to this embodiment is configured to allow electrons to travel in a vacuum, it can operate at room temperature. Furthermore, since the parallel plate capacitors C1 to C7 can be formed fairly thin, the path of electrons from the emitter 1 to the collector 2 does not need to be so curved, and therefore the electrons emitted from the emitter 1 can be It can be collected into the collector 2 with collection efficiency.

【0015】以上、この発明の一実施例につき具体的に
説明したが、この発明は、上述の実施例に限定されるも
のではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形
が可能である。例えば、上述の実施例においては、エミ
ッタ1及びコレクタ2の間に7個の平行平板コンデンサ
C1〜C7を配置しているが、この平行平板コンデンサ
の個数は任意であり、必要に応じて決定することが可能
である。ただし、エミッタ1及びコレクタ2の間の電位
分布の最適化のためには、一般的には、平行平板コンデ
ンサの個数は多い方が好ましく、しかもそれらの幅及び
間隔は小さい方が好ましい。また、上述の実施例におい
ては、これらの平行平板コンデンサC1〜C7のうちの
平行平板コンデンサC1をブロッカーとして用い、平行
平板コンデンサC2を引き出し電極として用いているが
、例えば、平行平板コンデンサC1、C2をブロッカー
として用い、平行平板コンデンサーC3、C4を引き出
し電極として用いるなど、これらの平行平板コンデンサ
C1〜C7のそれぞれをどのように用いるかは、必要に
応じて決定することが可能である。さらに、上述の実施
例においては、平行平板コンデンサC1〜C7の電極3
、4をAlにより形成しているが、これらの電極3、4
の材料としては、他の金属を用いることが可能であるこ
とは勿論、金属以外の導電材料を用いることも可能であ
る。
Although one embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention. . For example, in the above embodiment, seven parallel plate capacitors C1 to C7 are arranged between the emitter 1 and the collector 2, but the number of parallel plate capacitors is arbitrary and can be determined as necessary. Is possible. However, in order to optimize the potential distribution between the emitter 1 and the collector 2, it is generally preferable that the number of parallel plate capacitors is large, and that their width and interval are small. Further, in the above embodiment, the parallel plate capacitor C1 of these parallel plate capacitors C1 to C7 is used as a blocker, and the parallel plate capacitor C2 is used as an extraction electrode. How to use each of these parallel plate capacitors C1 to C7 can be determined as necessary, such as using the parallel plate capacitors C3 and C4 as blockers and the parallel plate capacitors C3 and C4 as extraction electrodes. Furthermore, in the above embodiment, the electrodes 3 of the parallel plate capacitors C1 to C7
, 4 are formed of Al, but these electrodes 3, 4
Of course, it is possible to use other metals as the material, and it is also possible to use conductive materials other than metals.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の真空電
子波干渉トランジスタによれば、エミッタ及びコレクタ
の間に複数の平行平板コンデンサが互いに平行に配置さ
れているので、室温動作が可能でしかも変調効率が高い
という利点を保持しつつ、コレクタへの電子の収束性の
向上によりエミッタ及びコレクタの間に流れる電流を増
やすことができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the vacuum electron wave interference transistor of the present invention, since a plurality of parallel plate capacitors are arranged in parallel between the emitter and the collector, room temperature operation is possible. While maintaining the advantage of high modulation efficiency, the current flowing between the emitter and collector can be increased by improving the convergence of electrons to the collector.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】この発明の一実施例による真空AB効果トラン
ジスタを示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a vacuum AB effect transistor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の2−2線に沿っての断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 in FIG. 1;

【図3】図1に示す真空AB効果トランジスタの製造方
法を説明するための断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing the vacuum AB effect transistor shown in FIG. 1;

【図4】特願平2−173003号において提案された
真空AB効果トランジスタを発展させた真空AB効果ト
ランジスタを示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a vacuum AB effect transistor that is a development of the vacuum AB effect transistor proposed in Japanese Patent Application No. 2-173003.

【図5】図4に示す真空AB効果トランジスタのゲート
電極及びブロッカーの近傍の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the vicinity of the gate electrode and blocker of the vacuum AB effect transistor shown in FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  エミッタ 2  コレクタ Ck  平行平板コンデンサ 3  電極 4  電極 1 Emitter 2 Collector Ck parallel plate capacitor 3 Electrode 4 Electrode

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  エミッタから真空中に放出された電子
波を複数の電子波に分けた後、上記複数の電子波をコレ
クタで合流させ、上記複数の電子波の間の位相差をゲー
ト電極により制御するように構成された真空電子波干渉
トランジスタであって、上記エミッタ及び上記コレクタ
の間に複数の平行平板コンデンサが互いに平行に配置さ
れていることを特徴とする真空電子波干渉トランジスタ
Claim 1: After dividing an electron wave emitted into a vacuum from an emitter into a plurality of electron waves, the plurality of electron waves are combined at a collector, and the phase difference between the plurality of electron waves is adjusted by a gate electrode. A vacuum electron wave interference transistor configured to control a vacuum electron wave interference transistor, characterized in that a plurality of parallel plate capacitors are arranged parallel to each other between the emitter and the collector.
JP3164391A 1990-12-22 1991-01-31 Vacuum electron wave interference transistor Pending JPH04245681A (en)

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