JPH0794103A - 金属−絶縁体−金属型電子放出素子およびそれを用いた電子線放出装置等の応用機器の駆動方法 - Google Patents
金属−絶縁体−金属型電子放出素子およびそれを用いた電子線放出装置等の応用機器の駆動方法Info
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- JPH0794103A JPH0794103A JP23781793A JP23781793A JPH0794103A JP H0794103 A JPH0794103 A JP H0794103A JP 23781793 A JP23781793 A JP 23781793A JP 23781793 A JP23781793 A JP 23781793A JP H0794103 A JPH0794103 A JP H0794103A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＭＩＭ型電子放出素子及びそれを備えた電子
線放出装置等の応用機器において、低ノイズで面分布の
均一な電子線を繰返し利用することを可能にする。 【構成】 ＭＩＭ型電子放出素子の駆動を終了する際、
駆動電圧を、フォーミング状態が発現しない速さで遮断
する。
線放出装置等の応用機器において、低ノイズで面分布の
均一な電子線を繰返し利用することを可能にする。 【構成】 ＭＩＭ型電子放出素子の駆動を終了する際、
駆動電圧を、フォーミング状態が発現しない速さで遮断
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属−絶縁体−金属型
電子放出素子（以下、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌ
ａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）型電子放出素子と称す）及びそ
れを備えた電子線放出装置等の応用機器に関する。
電子放出素子（以下、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌ
ａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）型電子放出素子と称す）及びそ
れを備えた電子線放出装置等の応用機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄い絶縁層のトンネル現象を利用するＭ
ＩＭ型電子放出素子は、単色性のよい面状電子線を取り
出す有力な候補と考えられている。図２にその電子放出
の原理を示す。上部電極１１と下部電極１３の間に駆動
電圧１４を印加すると絶縁層１２内の電界のため、下部
電極１３中のフェルミ準位近傍の電子は、トンネル現象
により障壁を透過し、絶縁層１２、上部電極１１の伝導
帯に出現する。これらの電子のうち、上部電極１１の仕
事関数φ以上のエネルギーを有する電子は真空中１６に
放出されることになる。Ａｌ−Ａｌ2Ｏ3−Ａｕ構造等に
よりこの電子放出が観測されている。
ＩＭ型電子放出素子は、単色性のよい面状電子線を取り
出す有力な候補と考えられている。図２にその電子放出
の原理を示す。上部電極１１と下部電極１３の間に駆動
電圧１４を印加すると絶縁層１２内の電界のため、下部
電極１３中のフェルミ準位近傍の電子は、トンネル現象
により障壁を透過し、絶縁層１２、上部電極１１の伝導
帯に出現する。これらの電子のうち、上部電極１１の仕
事関数φ以上のエネルギーを有する電子は真空中１６に
放出されることになる。Ａｌ−Ａｌ2Ｏ3−Ａｕ構造等に
よりこの電子放出が観測されている。
【０００３】この強電界下のトンネル現象に基づく電子
放出の理論は、ファウラとノルドハイムによって確立さ
れている。それによるとダイオード間のトンネル電流密
度ｊは、電圧の印加によって、
放出の理論は、ファウラとノルドハイムによって確立さ
れている。それによるとダイオード間のトンネル電流密
度ｊは、電圧の印加によって、
【０００４】
【数１】
【０００５】に従って、あるしきい値で急激に立ち上が
ることが示される。ここでＶは駆動電圧、ｄは絶縁膜
厚、ψは絶縁層のポテンシャル障壁高さ、ｍは電子の質
量、ｅは電気素量、ｈはプランク定数、Ａは任意定数で
ある。図３にその電流特性を示す。このダイオード電流
１７の一部が真空中１６への放出電流１８となる。この
原理に基づく放出電流１８はノイズが小さく、電子放出
面分布も均一であるなど優れた特性を有していることが
報告されている（オプティク、５２巻、ナンバー３、２
４７〜２５２ページ、１９７８／７９年：Ｏｐｔｉｋ，
Ｖｏｌ．５２，Ｎｏ．３，ｐｐ２４７−２５２（１９７
８／７９））。
ることが示される。ここでＶは駆動電圧、ｄは絶縁膜
厚、ψは絶縁層のポテンシャル障壁高さ、ｍは電子の質
量、ｅは電気素量、ｈはプランク定数、Ａは任意定数で
ある。図３にその電流特性を示す。このダイオード電流
１７の一部が真空中１６への放出電流１８となる。この
原理に基づく放出電流１８はノイズが小さく、電子放出
面分布も均一であるなど優れた特性を有していることが
報告されている（オプティク、５２巻、ナンバー３、２
４７〜２５２ページ、１９７８／７９年：Ｏｐｔｉｋ，
Ｖｏｌ．５２，Ｎｏ．３，ｐｐ２４７−２５２（１９７
８／７９））。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】現在のところ、この原
理に基づくＭＩＭ型電子放出素子は実用化されていな
い。その原因はこれまでのＭＩＭ型電子放出素子が、薄
い絶縁層１２へ繰返し高電界を印加することによって、
フォーミング状態と呼ばれる、図３とは全く違った伝導
状態に不可逆的に遷移するためである。
理に基づくＭＩＭ型電子放出素子は実用化されていな
い。その原因はこれまでのＭＩＭ型電子放出素子が、薄
い絶縁層１２へ繰返し高電界を印加することによって、
フォーミング状態と呼ばれる、図３とは全く違った伝導
状態に不可逆的に遷移するためである。
【０００７】フォーミング状態とは、図４（ａ）に示す
ように、ＭＩＭ型電子放出素子の駆動を終わろうとする
ときの駆動電圧の遮断により、ダイオード電流１７のピ
ークとして発現する。駆動電圧の遮断により、絶縁層１
２の構造変化（例えば酸化物絶縁層の場合、酸素の脱
離）や、電極金属のマイグレーション等が生じ、絶縁層
１２内に多数の微小な導電経路が形成される。その結
果、ダイオード電流１７は、これらの導電経路にも流れ
始め、増加する。一方、駆動電圧は遮断に伴って徐々に
減少しているので、ある点を頂点としてダイオード電流
１７は減少し始める。
ように、ＭＩＭ型電子放出素子の駆動を終わろうとする
ときの駆動電圧の遮断により、ダイオード電流１７のピ
ークとして発現する。駆動電圧の遮断により、絶縁層１
２の構造変化（例えば酸化物絶縁層の場合、酸素の脱
離）や、電極金属のマイグレーション等が生じ、絶縁層
１２内に多数の微小な導電経路が形成される。その結
果、ダイオード電流１７は、これらの導電経路にも流れ
始め、増加する。一方、駆動電圧は遮断に伴って徐々に
減少しているので、ある点を頂点としてダイオード電流
１７は減少し始める。
【０００８】次に、このようにしてフォーミング状態に
遷移したＭＩＭ型電子放出素子を、再び駆動させるとき
の駆動電圧の印加時のダイオード電流特性を図４（ｂ）
に示す。ダイオード電流１７にはピークが存在する。フ
ォーミング状態に遷移したＭＩＭ型電子放出素子では、
本来のトンネル電流より、導電経路を流れる電流の方が
支配的なため、駆動電圧の印加により、ダイオード電流
１７は増加する。しかし、駆動電圧は印加に伴って徐々
に増加しているので、ある点を頂点として、導電経路の
ジュール熱による自己破壊によりダイオード電流１７は
減少し始める。そして、定常動作状態による駆動の後、
駆動を終わろうとして駆動電圧の遮断すると、上述のよ
うな遮断時のダイオード電流１７のピークが再び見られ
る。
遷移したＭＩＭ型電子放出素子を、再び駆動させるとき
の駆動電圧の印加時のダイオード電流特性を図４（ｂ）
に示す。ダイオード電流１７にはピークが存在する。フ
ォーミング状態に遷移したＭＩＭ型電子放出素子では、
本来のトンネル電流より、導電経路を流れる電流の方が
支配的なため、駆動電圧の印加により、ダイオード電流
１７は増加する。しかし、駆動電圧は印加に伴って徐々
に増加しているので、ある点を頂点として、導電経路の
ジュール熱による自己破壊によりダイオード電流１７は
減少し始める。そして、定常動作状態による駆動の後、
駆動を終わろうとして駆動電圧の遮断すると、上述のよ
うな遮断時のダイオード電流１７のピークが再び見られ
る。
【０００９】フォーミング状態下でも電子放出が観測さ
れるが、これは上記の導電経路に集中した電界により引
き出された電界放出電子であり、図２の放出原理とは全
く異なる機構による。そのため、放出電流１８は導電経
路の面内分布や時間変化を反映し、電子放出面分布が不
均一で、非常にノイズが大きいことが報告されている
（ジャパン ジャーナル オブ アプライド フィジッ
クス、７巻、７８４ページ、１９６８年：Ｊｐｎ．Ｊ．
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．７，ｐ７８４（１９６
８））。
れるが、これは上記の導電経路に集中した電界により引
き出された電界放出電子であり、図２の放出原理とは全
く異なる機構による。そのため、放出電流１８は導電経
路の面内分布や時間変化を反映し、電子放出面分布が不
均一で、非常にノイズが大きいことが報告されている
（ジャパン ジャーナル オブ アプライド フィジッ
クス、７巻、７８４ページ、１９６８年：Ｊｐｎ．Ｊ．
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．７，ｐ７８４（１９６
８））。
【００１０】このフォーミング状態は真空中１６で電圧
駆動するＭＩＭ型素子では、これまで共通に見られた現
象で、電子放出素子に必須条件の低ノイズ、電子放出面
分布の均一性を得る上で致命的な障害となり、実用化の
妨げとなっていた。
駆動するＭＩＭ型素子では、これまで共通に見られた現
象で、電子放出素子に必須条件の低ノイズ、電子放出面
分布の均一性を得る上で致命的な障害となり、実用化の
妨げとなっていた。
【００１１】本発明の目的は、ＭＩＭ型電子放出素子及
びそれを備えた電子線放出装置等の応用機器において、
低ノイズで面分布の均一な電子線を繰返し利用すること
を可能にすることにある。
びそれを備えた電子線放出装置等の応用機器において、
低ノイズで面分布の均一な電子線を繰返し利用すること
を可能にすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的は、ＭＩＭ型電
子放出素子の駆動を終了する際、駆動電圧を、フォーミ
ング状態が発現しない速さで遮断することにより達成で
きる。
子放出素子の駆動を終了する際、駆動電圧を、フォーミ
ング状態が発現しない速さで遮断することにより達成で
きる。
【００１３】
【作用】駆動電圧１４（図１参照）を瞬間的に遮断する
と、フォーミング状態現象が発現する前、すなわち導電
経路発生する前に遮断を完了することができる。したが
って、次にＭＩＭ型電子放出素子を使用するときに駆動
電圧１４を印加してもフォーミング状態は発現しない。
このことは、ＭＩＭ型電子放出素子を何回使用してもフ
ォーミング状態が発現しないことを示している。
と、フォーミング状態現象が発現する前、すなわち導電
経路発生する前に遮断を完了することができる。したが
って、次にＭＩＭ型電子放出素子を使用するときに駆動
電圧１４を印加してもフォーミング状態は発現しない。
このことは、ＭＩＭ型電子放出素子を何回使用してもフ
ォーミング状態が発現しないことを示している。
【００１４】フォーミング状態が発現する前に駆動電圧
１４の遮断を完了できることは、次のように説明でき
る。インターナショナル ジャーナル オブ エネクト
ロニクス、５７巻、ナンバー１、４０〜４９ページ，１
９８４年（Ｉｎｔ． Ｊ． Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，
Ｖｏｌ．５７，Ｎｏ．１，ｐｐ４０−４９（１９８４）
に記載されているＭＩＭ型電子放出素子の記憶効果を用
いて説明できる。
１４の遮断を完了できることは、次のように説明でき
る。インターナショナル ジャーナル オブ エネクト
ロニクス、５７巻、ナンバー１、４０〜４９ページ，１
９８４年（Ｉｎｔ． Ｊ． Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，
Ｖｏｌ．５７，Ｎｏ．１，ｐｐ４０−４９（１９８４）
に記載されているＭＩＭ型電子放出素子の記憶効果を用
いて説明できる。
【００１５】この記憶効果とは、フォーミング状態が既
に発現しているＭＩＭ型電子放出素子の駆動電圧１４を
瞬間的に遮断したときに、ＭＩＭ型電子放出素子が定常
動作状態での絶縁膜の導電経路の状態を記憶していて、
次に駆動電圧を印加したときに、その導電経路によるダ
イオード電流特性を示すというものである。
に発現しているＭＩＭ型電子放出素子の駆動電圧１４を
瞬間的に遮断したときに、ＭＩＭ型電子放出素子が定常
動作状態での絶縁膜の導電経路の状態を記憶していて、
次に駆動電圧を印加したときに、その導電経路によるダ
イオード電流特性を示すというものである。
【００１６】記憶効果を示すダイオード電流特性を図５
に示す。定常動作状態の点ａで、駆動電圧１４を瞬間的
に遮断した後、再び駆動電圧１４の印加し増加していく
としきい値電圧（Ｖｔ）の点ｂまでは点ａでの導電経路
の状態（点ａでの抵抗）が記憶され、それに従ったダイ
オード電流１７が流れる。その後、破壊されていた導電
経路が復活し、ダイオード電流はピークに戻る。
に示す。定常動作状態の点ａで、駆動電圧１４を瞬間的
に遮断した後、再び駆動電圧１４の印加し増加していく
としきい値電圧（Ｖｔ）の点ｂまでは点ａでの導電経路
の状態（点ａでの抵抗）が記憶され、それに従ったダイ
オード電流１７が流れる。その後、破壊されていた導電
経路が復活し、ダイオード電流はピークに戻る。
【００１７】なお、この記憶効果は、駆動電圧１４を瞬
間的に遮断しないと得られない。さもないと、導電経路
が復活して図５における点ａの左側のピークに向かって
ダイオード電流が変化し、定常動作状態の導電経路の状
態が記憶されなくなる。
間的に遮断しないと得られない。さもないと、導電経路
が復活して図５における点ａの左側のピークに向かって
ダイオード電流が変化し、定常動作状態の導電経路の状
態が記憶されなくなる。
【００１８】記憶効果が発現する電圧遮断の時定数は電
極材料や絶縁層の材料、または素子形状等により異なる
が一例として０．１ｍｓが報告されている。
極材料や絶縁層の材料、または素子形状等により異なる
が一例として０．１ｍｓが報告されている。
【００１９】本発明は、フォーミング状態が発現してい
ないＭＩＭ型電子放出素子を用いるので、駆動電圧１４
を瞬間的に遮断すると導電経路は一切形成されず、フォ
ーミング状態は発現しない。したがって、次に駆動電圧
１４を印加したときに流れる電流はトンネル電流のみで
ある。
ないＭＩＭ型電子放出素子を用いるので、駆動電圧１４
を瞬間的に遮断すると導電経路は一切形成されず、フォ
ーミング状態は発現しない。したがって、次に駆動電圧
１４を印加したときに流れる電流はトンネル電流のみで
ある。
【００２０】これにより、低ノイズで電子放出面分布の
均一な電子線が繰返し利用できる。また、フォーミング
は一種の絶縁破壊的現象であるため、本発明によるフォ
ーミングの防止はＭＩＭ電子放出素子の長寿命化を実現
する。このようなＭＩＭ電子放出素子を電子線描画装置
に搭載した場合、面分布の均一な電子線による一括転写
が繰返し可能となり、高スループットの電子線描画が実
現できる。
均一な電子線が繰返し利用できる。また、フォーミング
は一種の絶縁破壊的現象であるため、本発明によるフォ
ーミングの防止はＭＩＭ電子放出素子の長寿命化を実現
する。このようなＭＩＭ電子放出素子を電子線描画装置
に搭載した場合、面分布の均一な電子線による一括転写
が繰返し可能となり、高スループットの電子線描画が実
現できる。
【００２１】
実施例１ 本発明の実施例１のＭＩＭ型電子放出素子の駆動方法を
図１により説明する。ＭＩＭ構造はＡｌ−Ａｌ2Ｏ3−Ａ
ｕ構造とした。ＭＩＭ構造は例えばＴａ−Ｔａ2Ｏ3−Ａ
ｕ構造等など別の金属及び絶縁層の組合せでも良いこと
は言うまでもない。またＭの部分として金属的性質（低
抵抗）を有し、かつフォーミングの原因となるマイグレ
ーション等が起きにくい合金や高濃度ドープされた半導
体を用いることも有効である。
図１により説明する。ＭＩＭ構造はＡｌ−Ａｌ2Ｏ3−Ａ
ｕ構造とした。ＭＩＭ構造は例えばＴａ−Ｔａ2Ｏ3−Ａ
ｕ構造等など別の金属及び絶縁層の組合せでも良いこと
は言うまでもない。またＭの部分として金属的性質（低
抵抗）を有し、かつフォーミングの原因となるマイグレ
ーション等が起きにくい合金や高濃度ドープされた半導
体を用いることも有効である。
【００２２】上部１１及び下部電極１３は例えばスパッ
タリング法により作成し、絶縁層１２のＡｌ2Ｏ3は低電
流の陽極酸化法により作成した。これによって絶縁特性
のよい良質のＡｌ2Ｏ3膜が形成される。酸化法としては
不純物混入の少ない気相酸化法なども有効である。又、
絶縁層１２をＥＢ蒸着等により形成することも可能であ
る。これらのＭＩＭ電子放出素子にまず駆動電圧１４を
印加する。これにより図３に示す非常にノイズの少ない
ダイオード電流１７、放出電流１８が観測された。つま
りこの素子はフォーミングされていない。これらの駆動
を終了する方法として、徐々に駆動電圧１４を下げた場
合と、瞬間的に遮断した場合について述べる。まず徐々
に降下させた場合、図４と同様にダイオード電流１７に
ピークが生じ、フォーミング現象が発現した。この試料
に再度駆動電圧１４を印加するとやはり図４のようにダ
イオード電流１７にピークが生じ、放出電流１８に大き
なノイズが出現した。この電子放出素子は電子放出面分
布も不均一であった。これに対し、図１の接点１５を用
い、例えば０．１ｍｓでの瞬間的な駆動電圧の除去をし
た場合、次回の駆動電圧１４の印加時でも、図３に示す
トンネリングによるダイオード電流１７、放出電流１８
が観測され、フォーミングの進行が防止が確認された。
電圧遮断の時定数はフォーミングが発現しない範囲であ
れば他の値でもよい。この操作により繰返しフォーミン
グされない状態の電子放出が再現した。 実施例２ 本発明の実施例２のマトリクス状に配列した微小格子状
のＭＩＭ型電子放出素子群を備えた電子線放出装置の駆
動方法を図６により説明する。それぞれのＭＩＭ電子放
出素子２０を形状情報を入力したパターン発生器２１に
よって出力された駆動電圧で動作させることにより、全
体として任意の形状に整形された電子線が得られる。こ
の駆動電圧を図１と同様に瞬間的に遮断することにより
にフォーミングされない状態の電子線が繰返し得られ
る。この場合、各素子の電子放出面分布が均一性が維持
されるため、全体として電子線の正確な整形が繰返し可
能である。
タリング法により作成し、絶縁層１２のＡｌ2Ｏ3は低電
流の陽極酸化法により作成した。これによって絶縁特性
のよい良質のＡｌ2Ｏ3膜が形成される。酸化法としては
不純物混入の少ない気相酸化法なども有効である。又、
絶縁層１２をＥＢ蒸着等により形成することも可能であ
る。これらのＭＩＭ電子放出素子にまず駆動電圧１４を
印加する。これにより図３に示す非常にノイズの少ない
ダイオード電流１７、放出電流１８が観測された。つま
りこの素子はフォーミングされていない。これらの駆動
を終了する方法として、徐々に駆動電圧１４を下げた場
合と、瞬間的に遮断した場合について述べる。まず徐々
に降下させた場合、図４と同様にダイオード電流１７に
ピークが生じ、フォーミング現象が発現した。この試料
に再度駆動電圧１４を印加するとやはり図４のようにダ
イオード電流１７にピークが生じ、放出電流１８に大き
なノイズが出現した。この電子放出素子は電子放出面分
布も不均一であった。これに対し、図１の接点１５を用
い、例えば０．１ｍｓでの瞬間的な駆動電圧の除去をし
た場合、次回の駆動電圧１４の印加時でも、図３に示す
トンネリングによるダイオード電流１７、放出電流１８
が観測され、フォーミングの進行が防止が確認された。
電圧遮断の時定数はフォーミングが発現しない範囲であ
れば他の値でもよい。この操作により繰返しフォーミン
グされない状態の電子放出が再現した。 実施例２ 本発明の実施例２のマトリクス状に配列した微小格子状
のＭＩＭ型電子放出素子群を備えた電子線放出装置の駆
動方法を図６により説明する。それぞれのＭＩＭ電子放
出素子２０を形状情報を入力したパターン発生器２１に
よって出力された駆動電圧で動作させることにより、全
体として任意の形状に整形された電子線が得られる。こ
の駆動電圧を図１と同様に瞬間的に遮断することにより
にフォーミングされない状態の電子線が繰返し得られ
る。この場合、各素子の電子放出面分布が均一性が維持
されるため、全体として電子線の正確な整形が繰返し可
能である。
【００２３】実施例３ 本発明の実施例３のＭＩＭ型電子放出素子を搭載した電
子線描画装置の駆動方法を図７により説明する。ＭＩＭ
型電子放出素子から発生した面状電子線はＳｉ製マスク
２２で集積回路パターンに整形される。この電子線はブ
ランカ２３を通った後、電子レンズ２４により縮小し、
偏光器２５を通過して、ウェハ２６上に転写される。本
実施例により、ＭＩＭ電子放出素子の電子放出面分布が
均一で、低ノイズとなり、正確なパターンを一括転写で
きる。
子線描画装置の駆動方法を図７により説明する。ＭＩＭ
型電子放出素子から発生した面状電子線はＳｉ製マスク
２２で集積回路パターンに整形される。この電子線はブ
ランカ２３を通った後、電子レンズ２４により縮小し、
偏光器２５を通過して、ウェハ２６上に転写される。本
実施例により、ＭＩＭ電子放出素子の電子放出面分布が
均一で、低ノイズとなり、正確なパターンを一括転写で
きる。
【００２４】実施例４ 本発明の実施例４の電子線描画装置の駆動方法を図８に
より説明する。図８の電子線描画装置は、図６の電子線
放子装置を搭載している。パターン発生器２１によりあ
らかじめ集積回路パターンに整形された電子線を、図７
と同様の電子光学系により、ウェハ２６上に一括露光し
転写する。本実施例においても、実施例３と同様、電子
放出面分布の均一性や低ノイズの効果がある。
より説明する。図８の電子線描画装置は、図６の電子線
放子装置を搭載している。パターン発生器２１によりあ
らかじめ集積回路パターンに整形された電子線を、図７
と同様の電子光学系により、ウェハ２６上に一括露光し
転写する。本実施例においても、実施例３と同様、電子
放出面分布の均一性や低ノイズの効果がある。
【００２５】
【発明の効果】本発明はＭＩＭ型電子放出素子の駆動の
終了の手段として、駆動電圧の瞬間的な遮断を行なうこ
とにより、フォーミング現象の発現を防止し、低ノイズ
で、電子放出面分布の均一な電子線を繰返し使用するこ
とを可能にする。これにより正確な形状情報を持つ電子
線を繰返し利用でき、一括露光型電子線描画装置等を実
現できる。
終了の手段として、駆動電圧の瞬間的な遮断を行なうこ
とにより、フォーミング現象の発現を防止し、低ノイズ
で、電子放出面分布の均一な電子線を繰返し使用するこ
とを可能にする。これにより正確な形状情報を持つ電子
線を繰返し利用でき、一括露光型電子線描画装置等を実
現できる。
【図１】本発明の実施例１のＭＩＭ型電子放出素子の駆
動方法の説明図である。
動方法の説明図である。
【図２】ＭＩＭ型電子放出素子の電子放出原理の説明図
である。
である。
【図３】ファウラーノルドハイム理論に従うトンネル電
流特性の模式図である。
流特性の模式図である。
【図４】図４（ａ）はＭＩＭ型電子放出素子のフォーミ
ング状態発現時（駆動電圧遮断）のダイオード電流特性
図である。図４（ｂ）はフォーミング状態にあるＭＩＭ
型電子放出素子の駆動電圧印加時のダイオード電流及び
放出電流特性図である。
ング状態発現時（駆動電圧遮断）のダイオード電流特性
図である。図４（ｂ）はフォーミング状態にあるＭＩＭ
型電子放出素子の駆動電圧印加時のダイオード電流及び
放出電流特性図である。
【図５】フォーミング状態にあるＭＩＭ型電子放出素子
の記憶効果を説明するためのダイオード電流特性図であ
る。
の記憶効果を説明するためのダイオード電流特性図であ
る。
【図６】本発明の実施例２のマトリクス状に配列した微
小格子状のＭＩＭ型電子放出素子群を備えた電子線放出
装置の駆動方法の説明図である。
小格子状のＭＩＭ型電子放出素子群を備えた電子線放出
装置の駆動方法の説明図である。
【図７】本発明の実施例３のＭＩＭ型電子放出素子を搭
載した電子線描画装置の駆動方法の説明図である。
載した電子線描画装置の駆動方法の説明図である。
【図８】本発明の実施例４のマトリクス状に配列した微
小格子状のＭＩＭ型電子放出素子群を備えた電子線放出
装置を搭載した電子線描画装置の駆動方法の説明図であ
る。
小格子状のＭＩＭ型電子放出素子群を備えた電子線放出
装置を搭載した電子線描画装置の駆動方法の説明図であ
る。
１１…上部電極、１２…絶縁層、１３…下部電極、１４
…駆動電圧、１５…接点、１６…真空、１７…ダイオー
ド電流、１８…放出電流、１９…負性抵抗、２０…ＭＩ
Ｍ型電子放出素子、２１…パターン発生器、２２…Ｓｉ
製マスク、２３…ブランカ、２４…電子レンズ、２５…
偏向器、２６…ウェハ。
…駆動電圧、１５…接点、１６…真空、１７…ダイオー
ド電流、１８…放出電流、１９…負性抵抗、２０…ＭＩ
Ｍ型電子放出素子、２１…パターン発生器、２２…Ｓｉ
製マスク、２３…ブランカ、２４…電子レンズ、２５…
偏向器、２６…ウェハ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢口 富雄 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 黒田 勝広 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 品田 博之 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 大嶋 卓 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 大島 徹也 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 林 伸明 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】金属−絶縁体−金属型電子放出素子の駆動
を終了する際、上記２つの金属間に印加されている駆動
電圧を、フォーミング状態が発現しない速さで遮断する
ことを特徴とする金属−絶縁体−金属型電子放出素子の
駆動方法。 - 【請求項２】上記２つの金属の少なくとも一方は合金で
構成されている請求項１記載の金属−絶縁体−金属型電
子放出素子の駆動方法。 - 【請求項３】上記２つの金属の少なくとも一方は高濃度
ドープされた半導体で構成されている請求項１記載の金
属−絶縁体−金属型電子放出素子の駆動方法。 - 【請求項４】請求項１乃至３のいずれか一項に記載の金
属−絶縁体−金属型電子放出素子の駆動方法を用い、上
記金属−絶縁体−金属型型電子放出素子から放出された
電子線を、マスクによって整形した後、電子光学系を用
いて試料上に露光することを特徴とする電子線描画装置
の駆動方法。 - 【請求項５】マトリクス状に配列されたＭＩＭ型電子放
出素子群の各素子を、形状パターンに従って各素子に対
する駆動電圧を出力するパターン発生器によって駆動
し、上記駆動電圧をフォーミング状態が発現しない速さ
で遮断することを特徴とする電子線放出装置の駆動方
法。 - 【請求項６】請求項５記載の電子線放出装置の駆動方法
を用い、上記電子線放出装置から放出された所望の形状
パターンの電子線を、電子光学系を用いて試料上に露光
することを特徴とする電子線描画装置の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23781793A JPH0794103A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 金属−絶縁体−金属型電子放出素子およびそれを用いた電子線放出装置等の応用機器の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23781793A JPH0794103A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 金属−絶縁体−金属型電子放出素子およびそれを用いた電子線放出装置等の応用機器の駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794103A true JPH0794103A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=17020847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23781793A Pending JPH0794103A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 金属−絶縁体−金属型電子放出素子およびそれを用いた電子線放出装置等の応用機器の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0794103A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0785564A1 (en) * | 1996-01-16 | 1997-07-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron generating apparatus, image forming apparatus, and method of manufacturing and adjusting the same |
| EP0803892A3 (en) * | 1996-02-23 | 1999-02-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron generating apparatus, image forming apparatus, method of manufacturing the same and method of adjusting characteristics thereof |
| US6621475B1 (en) | 1996-02-23 | 2003-09-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron generating apparatus, image forming apparatus, method of manufacturing the same and method of adjusting characteristics thereof |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP23781793A patent/JPH0794103A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0785564A1 (en) * | 1996-01-16 | 1997-07-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron generating apparatus, image forming apparatus, and method of manufacturing and adjusting the same |
| US6144350A (en) * | 1996-01-16 | 2000-11-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron generating apparatus, image forming apparatus, and method of manufacturing and adjusting the same |
| EP0803892A3 (en) * | 1996-02-23 | 1999-02-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron generating apparatus, image forming apparatus, method of manufacturing the same and method of adjusting characteristics thereof |
| US6621475B1 (en) | 1996-02-23 | 2003-09-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron generating apparatus, image forming apparatus, method of manufacturing the same and method of adjusting characteristics thereof |
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