JPH04322032A - 真空マイクロエレクトロニクスによるトランジスタの製造方法 - Google Patents
真空マイクロエレクトロニクスによるトランジスタの製造方法Info
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- JPH04322032A JPH04322032A JP3115432A JP11543291A JPH04322032A JP H04322032 A JPH04322032 A JP H04322032A JP 3115432 A JP3115432 A JP 3115432A JP 11543291 A JP11543291 A JP 11543291A JP H04322032 A JPH04322032 A JP H04322032A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は真空中を電子が走行する
真空マイクロエレクトロニクスによるトランジスタの製
造方法に関する。
真空マイクロエレクトロニクスによるトランジスタの製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】真空電子素子の一例として、真空中のエ
ミッタ，コレクタ間で電子を走行させ、その電子のコレ
クタへの到達をベースにより制御する真空中バリスティ
ック型電子トランジスタが知られている。ところで、こ
のような真空中に電子を走行させるトランジスタでは、
電極間の距離が極めて短いことが好ましい。そこで、電
極材料に対して断面がＸ字状になるような溝を２方向の
斜めエッチングにより形成する技術があり、ＲＩＥを用
いた斜めエッチングの各溝の交差点でエミッタ、ベース
、コレクタの各電極が対向するようにした構造のトラン
ジスタがある。図４はこのような構造のトランジスタの
要部を示す断面図である。溝４４はＸ字状とされ、カッ
ターの刃の如き形状でエミッタ電極４１、コレクタ電極
４２が対向し、残りの対向する２つの電極はベース電極
４３，４３である。この構造のトランジスタでは、両電
極間の距離が短くなるほど、高速動作や高ｇｍ化が実現
される。
ミッタ，コレクタ間で電子を走行させ、その電子のコレ
クタへの到達をベースにより制御する真空中バリスティ
ック型電子トランジスタが知られている。ところで、こ
のような真空中に電子を走行させるトランジスタでは、
電極間の距離が極めて短いことが好ましい。そこで、電
極材料に対して断面がＸ字状になるような溝を２方向の
斜めエッチングにより形成する技術があり、ＲＩＥを用
いた斜めエッチングの各溝の交差点でエミッタ、ベース
、コレクタの各電極が対向するようにした構造のトラン
ジスタがある。図４はこのような構造のトランジスタの
要部を示す断面図である。溝４４はＸ字状とされ、カッ
ターの刃の如き形状でエミッタ電極４１、コレクタ電極
４２が対向し、残りの対向する２つの電極はベース電極
４３，４３である。この構造のトランジスタでは、両電
極間の距離が短くなるほど、高速動作や高ｇｍ化が実現
される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＲＩＥの異方性エッチ
ングによってＸ字状の溝を形成して各電極を分離するト
ランジスタでは、各電極間の距離を短くすることが可能
である。しかしながら、図４に示したように、Ｘ字状の
溝４４の溝の間隔を短くした場合では、隣接する電極間
に生ずる寄生容量も大きくなり、スイッチングのための
ベース電位の変化が寄生する容量のために鈍化し、高い
周波数に対する特性が劣化する。
ングによってＸ字状の溝を形成して各電極を分離するト
ランジスタでは、各電極間の距離を短くすることが可能
である。しかしながら、図４に示したように、Ｘ字状の
溝４４の溝の間隔を短くした場合では、隣接する電極間
に生ずる寄生容量も大きくなり、スイッチングのための
ベース電位の変化が寄生する容量のために鈍化し、高い
周波数に対する特性が劣化する。
【０００４】そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑
み、電極間の容量を低減して、高周波特性の良好な真空
マイクロエレクトロニクスによるトランジスタの製造方
法を提供することを目的とする。
み、電極間の容量を低減して、高周波特性の良好な真空
マイクロエレクトロニクスによるトランジスタの製造方
法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の真空マイクロエレクトロニクスによるトラ
ンジスタの製造方法は、エミッタ電極から放出された電
子を真空中で走行させてコレクタ電極に到達させ、上記
コレクタ電極への上記電子の到達をベース電極により制
御するように構成し、かつ上記各電極が対向するように
形成された真空マイクロエレクトロニクスによるトラン
ジスタの製造方法であって、上記電極を構成する電極材
の先端部に金属膜を成長させる工程と、該金属膜をマス
クとして上記電極材をエッチングする工程とを有するこ
とを特徴とする。
め、本発明の真空マイクロエレクトロニクスによるトラ
ンジスタの製造方法は、エミッタ電極から放出された電
子を真空中で走行させてコレクタ電極に到達させ、上記
コレクタ電極への上記電子の到達をベース電極により制
御するように構成し、かつ上記各電極が対向するように
形成された真空マイクロエレクトロニクスによるトラン
ジスタの製造方法であって、上記電極を構成する電極材
の先端部に金属膜を成長させる工程と、該金属膜をマス
クとして上記電極材をエッチングする工程とを有するこ
とを特徴とする。
【０００６】ここで、上記電極材は、例えばタングステ
ンやモリブデンの如き高融点金属等の金属で構成するこ
とができ、マスクとして用いる金属膜は電極材とエッチ
ングの選択性を有する材料とされる。金属膜の成長は、
例えば電極間の放電によって電極材を荷電状態とし、金
属ガスを選択的に吸着させて行うことができる。金属膜
としては、例えばセシウムやアルミニューム等が一例と
して挙げられる。この際、仕事関数の小さい金属をエミ
ッタ電極に成長させる金属膜の材料に選ぶことで、低電
位での電子放出が可能となる。上記電極材のエッチング
は、選択的に電極材のみを削るエッチングであり、例え
ば等方性のドライエッチングガスが使用される。
ンやモリブデンの如き高融点金属等の金属で構成するこ
とができ、マスクとして用いる金属膜は電極材とエッチ
ングの選択性を有する材料とされる。金属膜の成長は、
例えば電極間の放電によって電極材を荷電状態とし、金
属ガスを選択的に吸着させて行うことができる。金属膜
としては、例えばセシウムやアルミニューム等が一例と
して挙げられる。この際、仕事関数の小さい金属をエミ
ッタ電極に成長させる金属膜の材料に選ぶことで、低電
位での電子放出が可能となる。上記電極材のエッチング
は、選択的に電極材のみを削るエッチングであり、例え
ば等方性のドライエッチングガスが使用される。
【０００７】
【作用】電極間の容量を減らすため、電極材の先端部同
士では、その位置が変化しないように金属膜を該先端部
にマスクとして成長させ、同時に、マスクで覆った以外
の部分の電極材をエッチングにより削る。その結果、先
端部以外の電極間の距離が大きくなり、電極間の容量が
低減されることになる。
士では、その位置が変化しないように金属膜を該先端部
にマスクとして成長させ、同時に、マスクで覆った以外
の部分の電極材をエッチングにより削る。その結果、先
端部以外の電極間の距離が大きくなり、電極間の容量が
低減されることになる。
【０００８】
【実施例】本発明の好適な実施例を図面を参照しながら
説明する。本実施例は、タングステン材を電極材として
、微小な間隔にエミッタ電極，コレクタ電極，ベース電
極が配され、電極間が真空にされる真空マイクロエレク
トロニクスによるトランジスタの製造方法である。以下
、本実施例をその工程に従って順に説明する。
説明する。本実施例は、タングステン材を電極材として
、微小な間隔にエミッタ電極，コレクタ電極，ベース電
極が配され、電極間が真空にされる真空マイクロエレク
トロニクスによるトランジスタの製造方法である。以下
、本実施例をその工程に従って順に説明する。
【０００９】まず、図１に示すように、タングステン層
１が例えば図示しない絶縁基板等の上部に積層され、そ
のタングステン層１に基板主面に対して異なる斜めの２
方向からエッチングを行って、一対の溝２，３を形成す
る。この一対の溝２，３は、交差してタングステン層１
中でＸ字状とされる。一対の溝２，３によって分離され
たタングステン層１は、それぞれエミッタ電極４，コレ
クタ電極５，一対のベース電極６，６とされる。そして
、溝２，３の交差部７では、エミッタ電極４の先端部４
ａとコレクタ電極５の先端部５ａが対向すると共に、ベ
ース電極６，６の一対の先端部６ａ，６ａが対向する。 ここで、エミッタ電極４の先端部４ａとコレクタ電極５
の先端部５ａの間隔は、数百Å程度とされ、各先端部４
ａ，５ａはそれぞれカッターの刃の如き尖頭状のものと
される。
１が例えば図示しない絶縁基板等の上部に積層され、そ
のタングステン層１に基板主面に対して異なる斜めの２
方向からエッチングを行って、一対の溝２，３を形成す
る。この一対の溝２，３は、交差してタングステン層１
中でＸ字状とされる。一対の溝２，３によって分離され
たタングステン層１は、それぞれエミッタ電極４，コレ
クタ電極５，一対のベース電極６，６とされる。そして
、溝２，３の交差部７では、エミッタ電極４の先端部４
ａとコレクタ電極５の先端部５ａが対向すると共に、ベ
ース電極６，６の一対の先端部６ａ，６ａが対向する。 ここで、エミッタ電極４の先端部４ａとコレクタ電極５
の先端部５ａの間隔は、数百Å程度とされ、各先端部４
ａ，５ａはそれぞれカッターの刃の如き尖頭状のものと
される。
【００１０】次に、図２に示すように、エミッタ電極４
の先端部４ａ、コレクタ電極５の先端部５ａ、ベース電
極６，６の先端部６ａ，６ａにそれぞれマスクとして機
能する金属膜であるセシウム膜８を形成する。このセシ
ウム膜８の形成は、例えば、基板ごとセシウム化合物ガ
ス雰囲気の装置にセットし、各電極間に通電することで
自己整合的に各先端部４ａ，５ａ，６ａ，６ａにセシウ
ム膜８が得られる。詳しくは、基板を冷却しながら前記
雰囲気内にセットすることで、各電極の表面にセシウム
化合物ガス分子が吸着し、電極間を通電することで該分
子がエネルギーを受けて分解し、各電極の各先端部に成
長する。同時に全部の電極で金属膜を形成するのが困難
な場合は、各電極で順番に膜形成する。単体の素子であ
れば、溝の形成後に、個別に電極に端子から電圧を加え
ることができるが、集積回路中の素子である場合には、
各電極の先端部に電子ビームを照射すれば良い。電子ビ
ームの照射によっても、電子の運動エネルギーによって
金属化合物ガス分子の分解と膜成長を図ることが可能で
ある。
の先端部４ａ、コレクタ電極５の先端部５ａ、ベース電
極６，６の先端部６ａ，６ａにそれぞれマスクとして機
能する金属膜であるセシウム膜８を形成する。このセシ
ウム膜８の形成は、例えば、基板ごとセシウム化合物ガ
ス雰囲気の装置にセットし、各電極間に通電することで
自己整合的に各先端部４ａ，５ａ，６ａ，６ａにセシウ
ム膜８が得られる。詳しくは、基板を冷却しながら前記
雰囲気内にセットすることで、各電極の表面にセシウム
化合物ガス分子が吸着し、電極間を通電することで該分
子がエネルギーを受けて分解し、各電極の各先端部に成
長する。同時に全部の電極で金属膜を形成するのが困難
な場合は、各電極で順番に膜形成する。単体の素子であ
れば、溝の形成後に、個別に電極に端子から電圧を加え
ることができるが、集積回路中の素子である場合には、
各電極の先端部に電子ビームを照射すれば良い。電子ビ
ームの照射によっても、電子の運動エネルギーによって
金属化合物ガス分子の分解と膜成長を図ることが可能で
ある。
【００１１】形成する金属膜は、本実施例ではセシウム
膜８であるが、他の金属膜例えばアルミニューム膜等で
も良い。ここで、仕事関数の低い金属膜を選択してエミ
ッタ電極４の先端部４ａに形成することで、エミッタ電
極４からの電子放出のための電圧を低いものにできる。 なお、本実施例では、全部の電極に同じセシウム膜を形
成するが、電極毎に異なる材料としても良く、単一の材
料によらず異なる種類の金属膜を積層したものでも良い
。
膜８であるが、他の金属膜例えばアルミニューム膜等で
も良い。ここで、仕事関数の低い金属膜を選択してエミ
ッタ電極４の先端部４ａに形成することで、エミッタ電
極４からの電子放出のための電圧を低いものにできる。 なお、本実施例では、全部の電極に同じセシウム膜を形
成するが、電極毎に異なる材料としても良く、単一の材
料によらず異なる種類の金属膜を積層したものでも良い
。
【００１２】このようなセシウム膜８を形成した後、セ
シウム膜８をマスクとして等方性ドライエッチングを行
う。このエッチングでは、セシウム膜８がエッチングさ
れずに電極材料であるタングステンのみが選択的に除去
されて行く。その結果、図３に示すように、このエッチ
ングによってセシウム膜８以外の部分で溝２，３が大き
く拡がり、各電極の基端側には曲率のなめらかな凹部９
が形成される。このような凹部９の形成によって、ベー
ス電極６とエミッタ電極４の間や、ベース電極６とコレ
クタ電極５の間の距離は、各先端部を除いて拡げられる
ことになる。このため電極間の容量が低減され、トラン
ジスタの高周波数特性が大幅に改善されることになる。
シウム膜８をマスクとして等方性ドライエッチングを行
う。このエッチングでは、セシウム膜８がエッチングさ
れずに電極材料であるタングステンのみが選択的に除去
されて行く。その結果、図３に示すように、このエッチ
ングによってセシウム膜８以外の部分で溝２，３が大き
く拡がり、各電極の基端側には曲率のなめらかな凹部９
が形成される。このような凹部９の形成によって、ベー
ス電極６とエミッタ電極４の間や、ベース電極６とコレ
クタ電極５の間の距離は、各先端部を除いて拡げられる
ことになる。このため電極間の容量が低減され、トラン
ジスタの高周波数特性が大幅に改善されることになる。
【００１３】なお、上述の実施例では、電極材料をタン
グステンとしたが、これに限定されず他の材料であって
も良く、その場合には、電極材料とエッチング時の選択
性を有する材料を金属膜として被着すれば良い。
グステンとしたが、これに限定されず他の材料であって
も良く、その場合には、電極材料とエッチング時の選択
性を有する材料を金属膜として被着すれば良い。
【００１４】
【発明の効果】本発明の真空マイクロエレクトロニクス
によるトランジスタの製造方法では、各電極の先端部に
金属膜を成長させた後、その金属膜をマスクとして電極
材がエッチングされる。このため先端部では、対向する
電極の電極間距離を微小な距離に維持したままに、先端
部以外の部分で電極間の距離を拡大することができ、電
極間に寄生する容量を低減することができる。従って、
トランジスタの高周波数特性が大幅に改善されることに
なる。
によるトランジスタの製造方法では、各電極の先端部に
金属膜を成長させた後、その金属膜をマスクとして電極
材がエッチングされる。このため先端部では、対向する
電極の電極間距離を微小な距離に維持したままに、先端
部以外の部分で電極間の距離を拡大することができ、電
極間に寄生する容量を低減することができる。従って、
トランジスタの高周波数特性が大幅に改善されることに
なる。
【００１５】また、前記金属膜は自己整合的に成長させ
ることも可能であって微細加工に有利であり、金属膜の
仕事関数を低くすることで、低電位差による電子の放出
も可能となる。
ることも可能であって微細加工に有利であり、金属膜の
仕事関数を低くすることで、低電位差による電子の放出
も可能となる。
【図１】本発明の真空マイクロエレクトロニクスによる
トランジスタの製造方法の一例のＸ字状の溝形成工程ま
での工程断面図
トランジスタの製造方法の一例のＸ字状の溝形成工程ま
での工程断面図
【図２】前記一例の金属膜の形成工程までの工程断面図
【図３】前記一例のエッチング工程までの工程断面図
【
図４】従来例の製造方法によるトランジスタの要部断面
図
図４】従来例の製造方法によるトランジスタの要部断面
図
１…タングステン層
２，３…溝
４…エミッタ電極
５…コレクタ電極
６…ベース電極
４ａ，５ａ，６ａ…各電極の先端部
７…交差部
８…セシウム膜
９…凹部
Claims (1)
- 【請求項１】 エミッタ電極から放出された電子を真
空中で走行させてコレクタ電極に到達させ、上記コレク
タ電極への上記電子の到達をベース電極により制御する
ように構成し、かつ上記各電極が対向するように形成さ
れた真空マイクロエレクトロニクスによるトランジスタ
の製造方法において、上記電極を構成する電極材の先端
部に金属膜を成長させる工程と、該金属膜をマスクとし
て上記電極材をエッチングする工程とを有することを特
徴とする真空マイクロエレクトロニクスによるトランジ
スタの製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3115432A JPH04322032A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 真空マイクロエレクトロニクスによるトランジスタの製造方法 |
| EP92101283A EP0498254B1 (en) | 1991-01-28 | 1992-01-27 | Microelectronic ballistic transistor and process of manufacturing the same |
| DE69209336T DE69209336T2 (de) | 1991-01-28 | 1992-01-27 | Mikroelektronischer ballistischer Transistor und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US07/826,459 US5289077A (en) | 1991-01-28 | 1992-01-27 | Microelectronic ballistic transistor |
| KR1019920001148A KR100266837B1 (ko) | 1991-01-28 | 1992-01-28 | 진공 마이크로일렉트로닉 탄도식 트랜지스터 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3115432A JPH04322032A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 真空マイクロエレクトロニクスによるトランジスタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04322032A true JPH04322032A (ja) | 1992-11-12 |
Family
ID=14662427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3115432A Withdrawn JPH04322032A (ja) | 1991-01-28 | 1991-04-19 | 真空マイクロエレクトロニクスによるトランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04322032A (ja) |
-
1991
- 1991-04-19 JP JP3115432A patent/JPH04322032A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980711 |