JPH0740462B2 - 電子ビーム装置 - Google Patents
電子ビーム装置Info
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- JPH0740462B2 JPH0740462B2 JP26398385A JP26398385A JPH0740462B2 JP H0740462 B2 JPH0740462 B2 JP H0740462B2 JP 26398385 A JP26398385 A JP 26398385A JP 26398385 A JP26398385 A JP 26398385A JP H0740462 B2 JPH0740462 B2 JP H0740462B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- insulating layer
- opening
- electrically insulating
- semiconductor device
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
- H01J29/46—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
- H01J29/48—Electron guns
- H01J29/481—Electron guns using field-emission, photo-emission, or secondary-emission electron source
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J3/00—Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J3/02—Electron guns
- H01J3/021—Electron guns using a field emission, photo emission, or secondary emission electron source
Landscapes
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
- Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、排気容器内に、少なくとも１個の電子ビーム
を集束するターゲットと、前記電子ビームを発生する半
導体装置とを具え、該半導体装置は、少なくとも１個の
開口を設けた第１電気的絶縁層を支持する主表面を有し
且つ少なくとも一つのpn接合を有する半導体本体を具
え、該半導体本体では、前記pn接合に逆電圧を印加する
ことによってアンバランシェ増倍を生ぜしめて、電子を
発生し得るようにし、電子を第１電気的絶縁層の開口で
半導体本体から放射して電子ビームを形成し、前記第１
電気的絶縁層は前記開口の少なくとも端縁に配設された
少なくとも１つの加速電極を支持し、該加速電極は、第
１絶縁層の開口を露出したまま、電子ビームに影響を与
える複数の電極を支持する第２電気的絶縁層で少なくと
も部分的に被覆するようにした電子ビーム装置に関する
ものである。
を集束するターゲットと、前記電子ビームを発生する半
導体装置とを具え、該半導体装置は、少なくとも１個の
開口を設けた第１電気的絶縁層を支持する主表面を有し
且つ少なくとも一つのpn接合を有する半導体本体を具
え、該半導体本体では、前記pn接合に逆電圧を印加する
ことによってアンバランシェ増倍を生ぜしめて、電子を
発生し得るようにし、電子を第１電気的絶縁層の開口で
半導体本体から放射して電子ビームを形成し、前記第１
電気的絶縁層は前記開口の少なくとも端縁に配設された
少なくとも１つの加速電極を支持し、該加速電極は、第
１絶縁層の開口を露出したまま、電子ビームに影響を与
える複数の電極を支持する第２電気的絶縁層で少なくと
も部分的に被覆するようにした電子ビーム装置に関する
ものである。
さらに本発明は、排気容器内に、少なくとも１個の電子
ビームを集束するターゲットと、前記電子ビームを発生
する半導体装置とを具え、半導体装置は、主表面に少な
くとも２個の接続部を有するｐ型表面区域を有する半導
体本体を具え、２個の接続部のうちの少なくとも一方
は、主表面からの距離がｐ型表面区域における電子の拡
散再結合長にほぼ等しい注入接続部とし、前記主表面
を、露出するｐ型表面区域の少なくとも１部分で露出し
たままとする開口が形成され、電子ビームに影響を与え
る電極を支持する電気的絶縁層により少なくとも部分的
に被覆してなる電子ビーム装置にも関するものである。
ビームを集束するターゲットと、前記電子ビームを発生
する半導体装置とを具え、半導体装置は、主表面に少な
くとも２個の接続部を有するｐ型表面区域を有する半導
体本体を具え、２個の接続部のうちの少なくとも一方
は、主表面からの距離がｐ型表面区域における電子の拡
散再結合長にほぼ等しい注入接続部とし、前記主表面
を、露出するｐ型表面区域の少なくとも１部分で露出し
たままとする開口が形成され、電子ビームに影響を与え
る電極を支持する電気的絶縁層により少なくとも部分的
に被覆してなる電子ビーム装置にも関するものである。
また本発明は、斯る電子ビーム装置に使用する半導体装
置に関するものである。
置に関するものである。
斯る電子ビーム装置および半導体装置は、特開昭58−87
731号（特願昭57−190,682号）明細書から既知である。
731号（特願昭57−190,682号）明細書から既知である。
さらに前記明細書でも引用されている公開オランダ国特
許出願第7,905,470号公報には、いわゆる「冷陰極（col
d cathode）」と称する半導体装置を具える陰極線管が
示されている。この冷陰極の動作は、電荷キャリヤのア
バランシェ増倍を発生するようにpn接合を逆バイアスし
て、半導体本体から電子を放出することに基づいてい
る。従って、電子のうちのいくつかは、電子の仕事関数
を越えるに必要な運動エネルギーを得る。これら電子は
半導体本体の主表面で解放されて、電子流を発生する。
許出願第7,905,470号公報には、いわゆる「冷陰極（col
d cathode）」と称する半導体装置を具える陰極線管が
示されている。この冷陰極の動作は、電荷キャリヤのア
バランシェ増倍を発生するようにpn接合を逆バイアスし
て、半導体本体から電子を放出することに基づいてい
る。従って、電子のうちのいくつかは、電子の仕事関数
を越えるに必要な運動エネルギーを得る。これら電子は
半導体本体の主表面で解放されて、電子流を発生する。
電子の放出は、半導体装置を配設した電子ビーム装置内
で、主表面に配置される絶縁層上の、絶縁層内で開口を
露出させたままにしておく加速電極で促進される。さら
に電子放出の促進のために所望に応じ半導体表面には電
子の仕事関数低減材料、例えばセシウムを配設する。
で、主表面に配置される絶縁層上の、絶縁層内で開口を
露出させたままにしておく加速電極で促進される。さら
に電子放出の促進のために所望に応じ半導体表面には電
子の仕事関数低減材料、例えばセシウムを配設する。
特開昭54−111272号（特願昭54−7,702号）公報には、p
n接合を半導体本体の主表面にて露出させている同様な
冷陰極が開示されている。
n接合を半導体本体の主表面にて露出させている同様な
冷陰極が開示されている。
排気容器内には必然的に残留ガスがある程度残存するた
め、これら残留ガスを電子流により正および負のイオン
に遊離する。負イオンはターゲットの方向に加速され
る。静電偏向の場合にこれら負イオンはターゲットの小
領域に入射してそれを損傷したり、或いはそのターゲッ
トの動作を妨害したりする。陰極線管内の加速兼集束電
極の影響により、若干数の正イオンが陰極線の方向に移
動する。何等特殊な手段を取らない場合には、若干数の
正イオンが半導体に入射し、半導体に損傷を与える一種
のイオンエッチングを起す。この損傷は電子の仕事関数
低減材料から漸時エッチング除去することになる。斯か
る低減材料の一部又は総体的消失によっても陰極の放出
特性を変化させる。斯かる材料層がない（又は上記エッ
チング機構により除去される）場合にも、半導体本体の
主表面に損傷を与える。この問題の解決策は本願人によ
る特開昭58−87731号明細書に提示されている。そこに
は、ダイポール電界を発生する少なくとも２個の偏向電
極をその上に有する追加の電気絶縁層を使用して、正イ
オンが陰極の電子放出部分に全く、或いはほとんど当射
しないような軌跡を描くようにしている。電子ビームは
前記ダイポール電界により変更される。電子光学手段の
電界において、ターゲットに質的に適当な電子ビーム・
フォーカス、即ち所望の形状および寸法を有し且つその
周囲にハローを生じることのないターゲット上のスポッ
トが益々必要となってきている。
め、これら残留ガスを電子流により正および負のイオン
に遊離する。負イオンはターゲットの方向に加速され
る。静電偏向の場合にこれら負イオンはターゲットの小
領域に入射してそれを損傷したり、或いはそのターゲッ
トの動作を妨害したりする。陰極線管内の加速兼集束電
極の影響により、若干数の正イオンが陰極線の方向に移
動する。何等特殊な手段を取らない場合には、若干数の
正イオンが半導体に入射し、半導体に損傷を与える一種
のイオンエッチングを起す。この損傷は電子の仕事関数
低減材料から漸時エッチング除去することになる。斯か
る低減材料の一部又は総体的消失によっても陰極の放出
特性を変化させる。斯かる材料層がない（又は上記エッ
チング機構により除去される）場合にも、半導体本体の
主表面に損傷を与える。この問題の解決策は本願人によ
る特開昭58−87731号明細書に提示されている。そこに
は、ダイポール電界を発生する少なくとも２個の偏向電
極をその上に有する追加の電気絶縁層を使用して、正イ
オンが陰極の電子放出部分に全く、或いはほとんど当射
しないような軌跡を描くようにしている。電子ビームは
前記ダイポール電界により変更される。電子光学手段の
電界において、ターゲットに質的に適当な電子ビーム・
フォーカス、即ち所望の形状および寸法を有し且つその
周囲にハローを生じることのないターゲット上のスポッ
トが益々必要となってきている。
本発明の目的は、電子により形成されるターゲット上の
スポットの形成を、静的および動的に、例えば電子ビー
ムを変更する間に静的および動的を交互に変えて、調整
可能となるようにした上述した種類の電子ビーム装置を
提供せんとするにある。
スポットの形成を、静的および動的に、例えば電子ビー
ムを変更する間に静的および動的を交互に変えて、調整
可能となるようにした上述した種類の電子ビーム装置を
提供せんとするにある。
本発明は、排気容器内に、少なくとも１個の電子ビーム
を集束するターゲットと、前記電子ビームを発生する半
導体装置とを具え、該半導体装置は、少なくとも１個の
開口を設けた第１電気的絶縁層を支持する主表面を有し
且つ少なくとも一つのpn接合を有する半導体本体を具
え、該半導体本体では、前記pn接合に逆電圧を印加する
ことによってアバランシェ増倍を生ぜしめて、電子を発
生し得るようにし、電子を前記第１電気的絶縁層の開口
で半導体本体から放射して電子ビームを形成し、前記第
１電気的絶縁層は前記開口の少なくとも端縁に配設され
た少なくとも１つ加速電極を支持し、該加速電極は、第
１電気的絶縁層の開口を露出したまま、電子ビームに影
響を与える複数の電極を支持する第２電気的絶縁層で少
なくとも部分的に被覆するようにした電子ビーム装置に
おいて、 前記第２電気的絶縁層上の電極は、前記開口の周りに規
則的に離間されるとともにｎ極電界またはｍ極電界の組
合せの電界を発生するような電位を各々が供給し得るｎ
個のビーム形成電極、ただし、ｎおよびｍは偶数且つ整
数で、ｍ≦ｎの関係を有し、４≦ｎ≦16とする、を具え
るようにしたことを特徴とする。斯る電子ビーム装置に
おいて、絶縁層を第１および第２絶縁層に分け、これら
層間に加速電極を開口の周囲に介装する。
を集束するターゲットと、前記電子ビームを発生する半
導体装置とを具え、該半導体装置は、少なくとも１個の
開口を設けた第１電気的絶縁層を支持する主表面を有し
且つ少なくとも一つのpn接合を有する半導体本体を具
え、該半導体本体では、前記pn接合に逆電圧を印加する
ことによってアバランシェ増倍を生ぜしめて、電子を発
生し得るようにし、電子を前記第１電気的絶縁層の開口
で半導体本体から放射して電子ビームを形成し、前記第
１電気的絶縁層は前記開口の少なくとも端縁に配設され
た少なくとも１つ加速電極を支持し、該加速電極は、第
１電気的絶縁層の開口を露出したまま、電子ビームに影
響を与える複数の電極を支持する第２電気的絶縁層で少
なくとも部分的に被覆するようにした電子ビーム装置に
おいて、 前記第２電気的絶縁層上の電極は、前記開口の周りに規
則的に離間されるとともにｎ極電界またはｍ極電界の組
合せの電界を発生するような電位を各々が供給し得るｎ
個のビーム形成電極、ただし、ｎおよびｍは偶数且つ整
数で、ｍ≦ｎの関係を有し、４≦ｎ≦16とする、を具え
るようにしたことを特徴とする。斯る電子ビーム装置に
おいて、絶縁層を第１および第２絶縁層に分け、これら
層間に加速電極を開口の周囲に介装する。
ビームおよびターゲット上のスポットを、適当なｎ極電
界を選択することにより、ほとんど任意の形状とするこ
とができる。ターゲット上のスポットの形状は電子蝕刻
法および電子顕微鏡写真法において極めて重要である。
しかし、表示管において、偏向コイルの非点収差レンズ
またはレンズ系を通過後、円形のフォーカスとなる非点
収差ビームがしばしば所望とされる。前記開口はほぼ円
形または長楕円形とする。しかし、この開口は、丸みの
ある隅部を有する矩形の開口とすることもできる。
界を選択することにより、ほとんど任意の形状とするこ
とができる。ターゲット上のスポットの形状は電子蝕刻
法および電子顕微鏡写真法において極めて重要である。
しかし、表示管において、偏向コイルの非点収差レンズ
またはレンズ系を通過後、円形のフォーカスとなる非点
収差ビームがしばしば所望とされる。前記開口はほぼ円
形または長楕円形とする。しかし、この開口は、丸みの
ある隅部を有する矩形の開口とすることもできる。
ビーム形成電極は、この電極の端縁を開口の端縁部分に
一致させるのが最も有効である。
一致させるのが最も有効である。
ターゲット上のスポットは、開口の周囲に６または８個
のビーム形成電極を配設することにより、ほぼ任意な形
状を与えることができる。
のビーム形成電極を配設することにより、ほぼ任意な形
状を与えることができる。
さらに、ビーム形成電極を、ビーム形成電極とは別に、
ｎ極電界のみならずダイポール電界をも、上記特開昭58
−87731号明細書に記載されたようなイオントラップと
して動作させて、発生する。
ｎ極電界のみならずダイポール電界をも、上記特開昭58
−87731号明細書に記載されたようなイオントラップと
して動作させて、発生する。
ビーム形成電極をその上に配設される絶縁層上に形成さ
れた抵抗を用いた分圧器により、少なくとも部分的にビ
ーム形成電極に電位を得る場合に、ビーム形成電極は容
易に所望の電位を夫々与えることができる。これら抵抗
は、従来の半導体技術により設ける。例えば多結晶珪素
の導体から構成する。
れた抵抗を用いた分圧器により、少なくとも部分的にビ
ーム形成電極に電位を得る場合に、ビーム形成電極は容
易に所望の電位を夫々与えることができる。これら抵抗
は、従来の半導体技術により設ける。例えば多結晶珪素
の導体から構成する。
前記半導体装置は、数個の独立して調整可能な電子を発
生し得るpn接合を具え、さらに、これらpn接合に配設さ
れる１個の共通な開口および複数の共通な開口および複
数の加速電極を設けることができる。
生し得るpn接合を具え、さらに、これらpn接合に配設さ
れる１個の共通な開口および複数の共通な開口および複
数の加速電極を設けることができる。
本発明は、１個の開口を有する第１電気的絶縁層を支持
する主表面を有し且つ少なくとも１個のpn接合を有する
半導体本体を具え、該半導体本体では、前記pn接合に逆
電圧を印加することによりアバランシェ増倍を生ぜしめ
て電子を発生し得るようにし、半導体本体から第１電気
的絶縁層の開口を経て電子を放射し、第１電気的絶縁層
は前記開口の少なくとも端縁に配設される少なくとも１
個の加速電極を支持し、該加速電極は第１電気的絶縁層
の開口を露出したまま複数の電極を支持する第２電気的
絶縁層で少なくとも部分的に被覆されてなる半導体装置
において、 前記第２電気的絶縁層は、開口の周囲に規則的な間隔で
配設された少なくとも６個のビーム形成電極を支持する
ようにしたことを特徴とする。また、第１電気的絶縁層
および加速電極を省略することができる。
する主表面を有し且つ少なくとも１個のpn接合を有する
半導体本体を具え、該半導体本体では、前記pn接合に逆
電圧を印加することによりアバランシェ増倍を生ぜしめ
て電子を発生し得るようにし、半導体本体から第１電気
的絶縁層の開口を経て電子を放射し、第１電気的絶縁層
は前記開口の少なくとも端縁に配設される少なくとも１
個の加速電極を支持し、該加速電極は第１電気的絶縁層
の開口を露出したまま複数の電極を支持する第２電気的
絶縁層で少なくとも部分的に被覆されてなる半導体装置
において、 前記第２電気的絶縁層は、開口の周囲に規則的な間隔で
配設された少なくとも６個のビーム形成電極を支持する
ようにしたことを特徴とする。また、第１電気的絶縁層
および加速電極を省略することができる。
他の解決策としては、主表面にｐ型表面区域を有する半
導体本体を具え、前記ｐ型表面区域は少なくとも２個の
接続部を有し、そのうちの少なくとも一方は、主表面か
らの距離がｐ型表面区域の電子の拡散再結合長にほぼ等
しい注入接続部とし、前記主表面を、ｐ型表面区域の少
なくとも１部分を露出したままとし開口の周囲に規則的
に離間される少なくとも６個のビーム形成電極を支持す
る１個の電気的絶縁層で少なくとも部分的に被覆してな
る半導体装置の場合に、前記電気的絶縁層を第１および
第２絶縁層に分け、これら層間に加速電極を開口の周囲
に介装することが掲げられる。
導体本体を具え、前記ｐ型表面区域は少なくとも２個の
接続部を有し、そのうちの少なくとも一方は、主表面か
らの距離がｐ型表面区域の電子の拡散再結合長にほぼ等
しい注入接続部とし、前記主表面を、ｐ型表面区域の少
なくとも１部分を露出したままとし開口の周囲に規則的
に離間される少なくとも６個のビーム形成電極を支持す
る１個の電気的絶縁層で少なくとも部分的に被覆してな
る半導体装置の場合に、前記電気的絶縁層を第１および
第２絶縁層に分け、これら層間に加速電極を開口の周囲
に介装することが掲げられる。
６個または８個のビーム形成電極を使用して、フォーカ
スをほぼ所要の形状とすることができる。多数のビーム
形成電極間に分圧抵抗を装着することにより、限られた
数の電圧を用いて、適切な電位をビーム形成電極に供給
することが可能となる。これらの抵抗は多結晶珪素細条
で構成するのが好適である。アバランシュ増倍を生じさ
せる電位、または、半導体陰極に供給される電流に（例
えば変調の）情報を含めさせることができる。このこと
は、例えば電子顕微鏡、電子蝕刻法およびオシロスコー
プ管において重要である。
スをほぼ所要の形状とすることができる。多数のビーム
形成電極間に分圧抵抗を装着することにより、限られた
数の電圧を用いて、適切な電位をビーム形成電極に供給
することが可能となる。これらの抵抗は多結晶珪素細条
で構成するのが好適である。アバランシュ増倍を生じさ
せる電位、または、半導体陰極に供給される電流に（例
えば変調の）情報を含めさせることができる。このこと
は、例えば電子顕微鏡、電子蝕刻法およびオシロスコー
プ管において重要である。
図面につき本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は、本発明の電子ビーム装置の、この場合には陰
極線管の分解組立て図である。この陰極線管は、排気さ
れたガラス容器１を具え、これは、フエース面２、ファ
ンネル部３およびネック部４から成る。ネック部には、
画像スクリーン７に集束される電子ビーム６を発生する
電子銃５を装着する。電子ビームを、偏向コイル（図示
せず）または電界により画像スクリーンにわたって変更
する。ネック部４には接続ピン９を有する口金８を配設
する。
極線管の分解組立て図である。この陰極線管は、排気さ
れたガラス容器１を具え、これは、フエース面２、ファ
ンネル部３およびネック部４から成る。ネック部には、
画像スクリーン７に集束される電子ビーム６を発生する
電子銃５を装着する。電子ビームを、偏向コイル（図示
せず）または電界により画像スクリーンにわたって変更
する。ネック部４には接続ピン９を有する口金８を配設
する。
第２図はネック部４および電子銃５の部分の長手方向断
面図である。この電子銃は、電子ビームを発生する半導
体装置10を具え、これから発せられた電子ビームは、円
筒状レンズ電極11および12並びに導電性壁被膜13により
集束されるとともに加速される。この図には、加速電極
および導電性被膜に普通供給される電圧を示す。電極11
は長さ5mmおよび直径10mmである。電極12は、長さ20mm
および12〜20mmに増加する直径を有する。電極11および
12は1mm重複している。電極12および導電性被覆13は5mm
重複している。
面図である。この電子銃は、電子ビームを発生する半導
体装置10を具え、これから発せられた電子ビームは、円
筒状レンズ電極11および12並びに導電性壁被膜13により
集束されるとともに加速される。この図には、加速電極
および導電性被膜に普通供給される電圧を示す。電極11
は長さ5mmおよび直径10mmである。電極12は、長さ20mm
および12〜20mmに増加する直径を有する。電極11および
12は1mm重複している。電極12および導電性被覆13は5mm
重複している。
第３図の長手方向断面図に示すように、第２図に示す加
速レンズの代りに“ユニポテンシャルレンズ”とするこ
ともできる。このレンズは、３個の円筒状電極14,15お
よび16から構成される。半導体装置17の電子ビーム放出
面と対向して、ビーカー型加速電極18があり、その底部
には中央開口19を有している。この図にも電極および壁
被覆にほぼ一般的に供給される電圧を示してある。さら
に他の可能性を第４図に示し、この図において、半導体
装置20を電子銃の軸線でもある陰極線管の軸線21の隣に
オフセットして配置する。ダイポール電界により、電子
ビームを半導体装置から或る角度で放出させ、次いで偏
向板22および23により陰極線管の軸線に平行に偏向し、
このため、イオントラップを有する電子銃を得る。この
電子銃はさらに直径0.7mmの開口を有する２個のダイア
フラム電極24および25並びに拡開円筒状電極26を具え
る。この電極26および導電性被覆27はともに加速電極を
形成する。電極25および26間の距離と同様に、電極24お
よび25間の距離を3mmとする。半導体装置20および電極2
4間の距離は1mmとする。この第４図にも電極および偏向
板に一般的に供給される電圧を示す。
速レンズの代りに“ユニポテンシャルレンズ”とするこ
ともできる。このレンズは、３個の円筒状電極14,15お
よび16から構成される。半導体装置17の電子ビーム放出
面と対向して、ビーカー型加速電極18があり、その底部
には中央開口19を有している。この図にも電極および壁
被覆にほぼ一般的に供給される電圧を示してある。さら
に他の可能性を第４図に示し、この図において、半導体
装置20を電子銃の軸線でもある陰極線管の軸線21の隣に
オフセットして配置する。ダイポール電界により、電子
ビームを半導体装置から或る角度で放出させ、次いで偏
向板22および23により陰極線管の軸線に平行に偏向し、
このため、イオントラップを有する電子銃を得る。この
電子銃はさらに直径0.7mmの開口を有する２個のダイア
フラム電極24および25並びに拡開円筒状電極26を具え
る。この電極26および導電性被覆27はともに加速電極を
形成する。電極25および26間の距離と同様に、電極24お
よび25間の距離を3mmとする。半導体装置20および電極2
4間の距離は1mmとする。この第４図にも電極および偏向
板に一般的に供給される電圧を示す。
第５図は、本発明の電子ビーム装置に使用される半導体
装置の断面図を示す。この半導体装置は、例えば珪素か
ら成る半導体本体30を具える。この半導体本体は、ｎ型
表面区域32を具え、この区域は、半導体本体の主表面31
に形成され、ｐ型区域33および37と相俟ってpn接合34を
形成する。十分高い逆方向電圧を前記pn接合34に印加
し、半導体本体からアバランシェ増倍により発生される
電子を放出する。半導体装置はさらにｎ型表面区域32と
接触する接続電極（図示せず）を具える。本例におい
て、ｐ型区域33をその底部で金属層35に接触させる。こ
の接触は高ドープｐ型接触区域36を経て行なうのが好適
である。さらにこの例において、ｎ型区域32の表面での
ドナー集中は、例えば、5.10×1019原子/cm3であり、他
方ｐ型区域33のアクセプタ集中はそれより低く、例えば
1016原子/cm3である。pn接合34のブレークスルー電圧を
局所的に減少するため、半導体装置には、ｎ型区域32と
相俟ってpn接合を形成する高ドープｐ型区域37を設けて
いる。このｐ型区域37を第１絶縁層39の開口38内に配設
し、第１絶縁層上には多結晶珪素（ポリシリコン）加速
電極40を開口38の回りに設けている。また、絶縁層39お
よび加速電極40を省略することができる。電子放出は、
開口38内の半導体表面41を仕事関数低減材料、例えばバ
リウムまたはセシウムを含有する材料の層で被覆するこ
とにより増加することができる。斯る半導体装置、いわ
ゆる半導体陰極の詳細については、特開昭58−87731号
明細書に記載されているので参照されたい。さらに半導
体装置は、第２絶縁層を具え、この層は、例えばアルミ
ニウムから成るビーム形成電極43乃至50を支持する。
装置の断面図を示す。この半導体装置は、例えば珪素か
ら成る半導体本体30を具える。この半導体本体は、ｎ型
表面区域32を具え、この区域は、半導体本体の主表面31
に形成され、ｐ型区域33および37と相俟ってpn接合34を
形成する。十分高い逆方向電圧を前記pn接合34に印加
し、半導体本体からアバランシェ増倍により発生される
電子を放出する。半導体装置はさらにｎ型表面区域32と
接触する接続電極（図示せず）を具える。本例におい
て、ｐ型区域33をその底部で金属層35に接触させる。こ
の接触は高ドープｐ型接触区域36を経て行なうのが好適
である。さらにこの例において、ｎ型区域32の表面での
ドナー集中は、例えば、5.10×1019原子/cm3であり、他
方ｐ型区域33のアクセプタ集中はそれより低く、例えば
1016原子/cm3である。pn接合34のブレークスルー電圧を
局所的に減少するため、半導体装置には、ｎ型区域32と
相俟ってpn接合を形成する高ドープｐ型区域37を設けて
いる。このｐ型区域37を第１絶縁層39の開口38内に配設
し、第１絶縁層上には多結晶珪素（ポリシリコン）加速
電極40を開口38の回りに設けている。また、絶縁層39お
よび加速電極40を省略することができる。電子放出は、
開口38内の半導体表面41を仕事関数低減材料、例えばバ
リウムまたはセシウムを含有する材料の層で被覆するこ
とにより増加することができる。斯る半導体装置、いわ
ゆる半導体陰極の詳細については、特開昭58−87731号
明細書に記載されているので参照されたい。さらに半導
体装置は、第２絶縁層を具え、この層は、例えばアルミ
ニウムから成るビーム形成電極43乃至50を支持する。
第６図は、第５図の半導体装置の平面図である。８個の
ビーム形成電極43乃至50をpn接合34および開口38の主表
面31の回りに配設する。これら８個の電極により、任意
の多極電界およびその組合わせの電界を形成する。しか
し、それ以上の個数の電極を用いると無接点となるが、
不必要に高価となる。
ビーム形成電極43乃至50をpn接合34および開口38の主表
面31の回りに配設する。これら８個の電極により、任意
の多極電界およびその組合わせの電界を形成する。しか
し、それ以上の個数の電極を用いると無接点となるが、
不必要に高価となる。
第７図は、pn接合のアバランシェ服伏に基づく半導体装
置51の他の実施例の断面図である。この例において、半
導体本体52は、ｐ型基板53およびｎ型区域54を具え、そ
の間にpn接合55が延在する。またこの場合において、ア
バランシェ増倍が限定された特定区域に発生する。これ
により、深いｎ型拡散領域にｐ型珪素と相俟って形成す
る接合領域の線型傾斜部55Aを形成し、浅いｎ型拡散領
域に中央部分のステップ状接合を形成する。半導体本体
は絶縁層56を支持し、この層56の上に多結晶ビーム形成
電極57乃至68を開口69の回りに配設する（第８図参
照）。ｎ型区域54および絶縁層56の間には、開口69の回
りの絶縁層56の端縁で加速電極を支持する追加の絶縁層
を提供する。
置51の他の実施例の断面図である。この例において、半
導体本体52は、ｐ型基板53およびｎ型区域54を具え、そ
の間にpn接合55が延在する。またこの場合において、ア
バランシェ増倍が限定された特定区域に発生する。これ
により、深いｎ型拡散領域にｐ型珪素と相俟って形成す
る接合領域の線型傾斜部55Aを形成し、浅いｎ型拡散領
域に中央部分のステップ状接合を形成する。半導体本体
は絶縁層56を支持し、この層56の上に多結晶ビーム形成
電極57乃至68を開口69の回りに配設する（第８図参
照）。ｎ型区域54および絶縁層56の間には、開口69の回
りの絶縁層56の端縁で加速電極を支持する追加の絶縁層
を提供する。
第８図は、第６図と類似の、第７図の半導体装置の平面
図である。この場合この半導体装置は、長円形部分を有
する電子ビームを発生する長円形装置に関するものであ
る。電極57乃至68で適切な多極電界を発生することによ
りほぼ矩形のフォーカスを得ることができる。このフォ
ーカスを電子蝕刻処理に使用するのが極めて好適であ
る。本発明はこの実施例に限定されないのはもちろんで
あり、多数のより長円形の実施例を適切に使用すること
ができる。
図である。この場合この半導体装置は、長円形部分を有
する電子ビームを発生する長円形装置に関するものであ
る。電極57乃至68で適切な多極電界を発生することによ
りほぼ矩形のフォーカスを得ることができる。このフォ
ーカスを電子蝕刻処理に使用するのが極めて好適であ
る。本発明はこの実施例に限定されないのはもちろんで
あり、多数のより長円形の実施例を適切に使用すること
ができる。
第９図は半導体装置90の平面図であり、この装置は、第
６図の半導体装置と類似である８個のビーム形成電極91
乃至98を有し、これら電極はpn接合99の回りに集団とな
っている。電圧を分圧器を使用して電極91乃至98に適宜
供給して、より少数の電圧発生源V1〜V4とすることがで
きる。この分圧器を、例えば抵抗Ｒおよび0.4Rの多結晶
細条100により形成する。抵抗値は、材料の種類および
幾何学的配置（それと細条の厚さ）と、この材料（例え
ば多結晶珪素）の可能なドーピング量により決まる。こ
れらは、従来からの半導体製造技術から既知である。
６図の半導体装置と類似である８個のビーム形成電極91
乃至98を有し、これら電極はpn接合99の回りに集団とな
っている。電圧を分圧器を使用して電極91乃至98に適宜
供給して、より少数の電圧発生源V1〜V4とすることがで
きる。この分圧器を、例えば抵抗Ｒおよび0.4Rの多結晶
細条100により形成する。抵抗値は、材料の種類および
幾何学的配置（それと細条の厚さ）と、この材料（例え
ば多結晶珪素）の可能なドーピング量により決まる。こ
れらは、従来からの半導体製造技術から既知である。
４個から16個のビーム形成電極により、単にｎ極電界
（4,6,8,10,12,14および16極電界）を発生できるだけで
なく、これらｎ極電界を組合せることもできる。この場
合におけるｎの値は、次の範囲:4,6,8,10,12,14または1
6（偶数であり且つ整数）の数値に常に等しい。例え
ば、4,8および12極電界の組合せが可能であり、その
上、4,6および16極電界も可能である。これらｎ極電界
を組合せることにより、ターゲット上のスポットまたは
電子ビームを任意の必要な形状にほぼ近づけることがで
きる。
（4,6,8,10,12,14および16極電界）を発生できるだけで
なく、これらｎ極電界を組合せることもできる。この場
合におけるｎの値は、次の範囲:4,6,8,10,12,14または1
6（偶数であり且つ整数）の数値に常に等しい。例え
ば、4,8および12極電界の組合せが可能であり、その
上、4,6および16極電界も可能である。これらｎ極電界
を組合せることにより、ターゲット上のスポットまたは
電子ビームを任意の必要な形状にほぼ近づけることがで
きる。
第１図は本発明の電子ビーム装置の分解組立て図、 第２図は第１図の装置の細部を示す長手方向断面図、 第３図はネック部の電子銃を示す長手方向断面図、 第４図はネック部のイオントラップを有する電子銃を示
す長手方向断面図、 第５図は本発明のイメージ再生兼記録装置に使用する半
導体装置の断面図、 第６図は第５図に示す半導体装置の平面図、 第７図は本発明のイメージ再生兼記録装置に使用される
半導体装置の他の実施例を示す断面図、 第８図は第７図に示した半導体装置の平面図、 第９図は、分圧される抵抗を有する半導体装置の平面図
である。 １……電子ビーム、２……フェース面 ３……ファンネル部、４……ネック部 ５……電子銃、６……電子ビーム ８……口金、９……接続ピン 10,17,20,51,90……半導体装置 11,12,14,15,16,26,……円筒状電極 13,27……導電性被覆 18……ビーカー型加速電極 19……中央開口、21……軸線 22,23……偏向板 24,25……ダイアフラム電極 30,52……半導体本体、31……主表面 32,54……ｎ型区域、33,37,53……ｐ型区域 34,55……pn接合、35……金属層 36……ｐ型接触領域、38,69……開口 39,42,56……絶縁層、40……加速電極 41……半導体表面 43〜50,57〜68,91〜98……ビーム形成電極 100……ポリシリコン細条 V1〜V4……電圧発生源
す長手方向断面図、 第５図は本発明のイメージ再生兼記録装置に使用する半
導体装置の断面図、 第６図は第５図に示す半導体装置の平面図、 第７図は本発明のイメージ再生兼記録装置に使用される
半導体装置の他の実施例を示す断面図、 第８図は第７図に示した半導体装置の平面図、 第９図は、分圧される抵抗を有する半導体装置の平面図
である。 １……電子ビーム、２……フェース面 ３……ファンネル部、４……ネック部 ５……電子銃、６……電子ビーム ８……口金、９……接続ピン 10,17,20,51,90……半導体装置 11,12,14,15,16,26,……円筒状電極 13,27……導電性被覆 18……ビーカー型加速電極 19……中央開口、21……軸線 22,23……偏向板 24,25……ダイアフラム電極 30,52……半導体本体、31……主表面 32,54……ｎ型区域、33,37,53……ｐ型区域 34,55……pn接合、35……金属層 36……ｐ型接触領域、38,69……開口 39,42,56……絶縁層、40……加速電極 41……半導体表面 43〜50,57〜68,91〜98……ビーム形成電極 100……ポリシリコン細条 V1〜V4……電圧発生源
Claims (2)
- 【請求項１】排気容器内に、少なくとも１個の電子ビー
ムを集束するターゲットと、 前記電子ビームを発生する半導体装置とを具え、該半導
体装置は、少なくとも１個の開口を設けた第１電気的絶
縁層を支持する主表面を有し且つ少なくとも一つのpn接
合を有する半導体本体を具え、該半導体本体では、前記
pn接合に逆電圧を印加することによってアバランシェ増
倍を生ぜしめて、電子を発生し得るようにし、電子を前
記第１電気的絶縁層の開口で半導体本体から放射して電
子ビームを形成し、前記第１電気的絶縁層は前記開口の
少なくとも端縁に配設された少なくとも１つの加速電極
を支持し、該加速電極は、第１電気的絶縁層の開口を露
出したまま、電子ビームに影響を与える複数の電極を支
持する第２電気的絶縁層で少なくとも部分的に被覆する
ようにした電子ビーム装置において、 前記第２電気的絶縁層上の電極は、前記開口の周りに規
則的に離間されるとともにｎ極電界またはｍ極電界の組
合せの電界を発生するような電位を各々が供給し得るｎ
個のビーム形成電極、ただし、ｎおよびｍは偶数且つ整
数で、ｍ≦ｎの関係を有し、４≦ｎ≦16とする、を具え
るようにしたことを特徴とする電子ビーム装置。 - 【請求項２】排気容器内に、少なくとも１個の電子ビー
ムを集束するターゲットと、 前記電子ビームを発生する半導体装置とを具え、該半導
体装置は、少なくとも１個の開口を設けた第１電気的絶
縁層を支持する主表面を有し且つ少なくとも一つのpn接
合を有する半導体本体を具え、該半導体本体では、前記
pn接合に逆電圧を印加することによってアバランシェ増
倍を生ぜしめて、電子を発生し得るようにし、電子を前
記第１電気的絶縁層の開口で半導体本体から放射して電
子ビームを形成する電子ビーム装置において、 前記第１電気的絶縁層上には、前記開口の周りに規則的
に離間されるとともにｎ極電界またはｍ極電界の組合せ
の電界を発生するような電位を各々が供給し得るｎ個の
ビーム形成電極、ただし、ｎおよびｍは偶数且つ整数
で、ｍ≦ｎの関係を有し、４≦ｎ≦16とする、を配設す
るようにしたことを特徴とする電子ビーム装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8403613A NL8403613A (nl) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | Elektronenbundelinrichting en halfgeleiderinrichting voor een dergelijke inrichting. |
| NL8403613 | 1984-11-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61131331A JPS61131331A (ja) | 1986-06-19 |
| JPH0740462B2 true JPH0740462B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=19844822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26398385A Expired - Fee Related JPH0740462B2 (ja) | 1984-11-28 | 1985-11-26 | 電子ビーム装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4682074A (ja) |
| EP (1) | EP0184868B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0740462B2 (ja) |
| CA (1) | CA1249012A (ja) |
| DE (1) | DE3576096D1 (ja) |
| ES (2) | ES8609814A1 (ja) |
| NL (1) | NL8403613A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8600098A (nl) * | 1986-01-20 | 1987-08-17 | Philips Nv | Kathodestraalbuis met ionenval. |
| JP2578801B2 (ja) * | 1986-05-20 | 1997-02-05 | キヤノン株式会社 | 電子放出素子 |
| US5185559A (en) * | 1986-05-20 | 1993-02-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Supply circuit for P-N junction cathode |
| JP2760395B2 (ja) * | 1986-06-26 | 1998-05-28 | キヤノン株式会社 | 電子放出装置 |
| US4874981A (en) * | 1988-05-10 | 1989-10-17 | Sri International | Automatically focusing field emission electrode |
| FR2685811A1 (fr) * | 1991-12-31 | 1993-07-02 | Commissariat Energie Atomique | Systeme permettant de maitriser la forme d'un faisceau de particules chargees. |
| EP0597537B1 (en) * | 1992-11-12 | 1998-02-11 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Electron tube comprising a semiconductor cathode |
| DE69329253T2 (de) * | 1992-12-08 | 2000-12-14 | Koninkl Philips Electronics Nv | Kathodenstrahlröhre mit Halbleiterkathode. |
| US5825123A (en) * | 1996-03-28 | 1998-10-20 | Retsky; Michael W. | Method and apparatus for deflecting a charged particle stream |
| WO2003046942A2 (en) * | 2001-11-27 | 2003-06-05 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Display tube and display device |
| US6818887B2 (en) * | 2002-11-25 | 2004-11-16 | DRäGERWERK AKTIENGESELLSCHAFT | Reflector for a time-of-flight mass spectrometer |
| US7791199B2 (en) * | 2006-11-22 | 2010-09-07 | Tessera, Inc. | Packaged semiconductor chips |
| US8569876B2 (en) | 2006-11-22 | 2013-10-29 | Tessera, Inc. | Packaged semiconductor chips with array |
| EP2575166A3 (en) * | 2007-03-05 | 2014-04-09 | Invensas Corporation | Chips having rear contacts connected by through vias to front contacts |
| JP2010535427A (ja) | 2007-07-31 | 2010-11-18 | テッセラ，インコーポレイテッド | 貫通シリコンビアを使用する半導体実装プロセス |
| US20100053407A1 (en) * | 2008-02-26 | 2010-03-04 | Tessera, Inc. | Wafer level compliant packages for rear-face illuminated solid state image sensors |
| US9640437B2 (en) | 2010-07-23 | 2017-05-02 | Tessera, Inc. | Methods of forming semiconductor elements using micro-abrasive particle stream |
| US8791575B2 (en) | 2010-07-23 | 2014-07-29 | Tessera, Inc. | Microelectronic elements having metallic pads overlying vias |
| US8796135B2 (en) | 2010-07-23 | 2014-08-05 | Tessera, Inc. | Microelectronic elements with rear contacts connected with via first or via middle structures |
| US8847380B2 (en) | 2010-09-17 | 2014-09-30 | Tessera, Inc. | Staged via formation from both sides of chip |
| US8610259B2 (en) | 2010-09-17 | 2013-12-17 | Tessera, Inc. | Multi-function and shielded 3D interconnects |
| KR101059490B1 (ko) | 2010-11-15 | 2011-08-25 | 테세라 리써치 엘엘씨 | 임베드된 트레이스에 의해 구성된 전도성 패드 |
| US8587126B2 (en) | 2010-12-02 | 2013-11-19 | Tessera, Inc. | Stacked microelectronic assembly with TSVs formed in stages with plural active chips |
| US8637968B2 (en) | 2010-12-02 | 2014-01-28 | Tessera, Inc. | Stacked microelectronic assembly having interposer connecting active chips |
| US8736066B2 (en) | 2010-12-02 | 2014-05-27 | Tessera, Inc. | Stacked microelectronic assemby with TSVS formed in stages and carrier above chip |
| US8610264B2 (en) | 2010-12-08 | 2013-12-17 | Tessera, Inc. | Compliant interconnects in wafers |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1507544A (en) * | 1975-12-29 | 1978-04-19 | English Electric Valve Co Ltd | Linear beam tubes |
| JPS53134369A (en) * | 1977-04-28 | 1978-11-22 | Rikagaku Kenkyusho | Electrostatic deflector for charged particles |
| JPS5853466B2 (ja) * | 1977-12-15 | 1983-11-29 | 理化学研究所 | 荷電粒子ビ−ム集束偏向装置 |
| NL184549C (nl) * | 1978-01-27 | 1989-08-16 | Philips Nv | Halfgeleiderinrichting voor het opwekken van een elektronenstroom en weergeefinrichting voorzien van een dergelijke halfgeleiderinrichting. |
| NL184589C (nl) * | 1979-07-13 | 1989-09-01 | Philips Nv | Halfgeleiderinrichting voor het opwekken van een elektronenbundel en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke halfgeleiderinrichting. |
| NL8104893A (nl) * | 1981-10-29 | 1983-05-16 | Philips Nv | Kathodestraalbuis en halfgeleiderinrichting voor toepassing in een dergelijke kathodestraalbuis. |
| DE3204897A1 (de) * | 1982-02-12 | 1983-08-25 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Korpuskularstrahlerzeugendes system und verfahren zu seinem betrieb |
-
1984
- 1984-11-28 NL NL8403613A patent/NL8403613A/nl not_active Application Discontinuation
-
1985
- 1985-11-01 US US06/793,883 patent/US4682074A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-11-13 EP EP85201866A patent/EP0184868B1/en not_active Expired
- 1985-11-13 DE DE8585201866T patent/DE3576096D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-11-21 CA CA000495932A patent/CA1249012A/en not_active Expired
- 1985-11-25 ES ES549236A patent/ES8609814A1/es not_active Expired
- 1985-11-26 JP JP26398385A patent/JPH0740462B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1986
- 1986-04-01 ES ES553580A patent/ES8703679A1/es not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| NL8403613A (nl) | 1986-06-16 |
| ES8609814A1 (es) | 1986-07-16 |
| EP0184868B1 (en) | 1990-02-21 |
| EP0184868A1 (en) | 1986-06-18 |
| CA1249012A (en) | 1989-01-17 |
| DE3576096D1 (de) | 1990-03-29 |
| ES549236A0 (es) | 1986-07-16 |
| ES8703679A1 (es) | 1987-02-16 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |