JPS6245691B2 - - Google Patents

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JPS6245691B2
JPS6245691B2 JP57135294A JP13529482A JPS6245691B2 JP S6245691 B2 JPS6245691 B2 JP S6245691B2 JP 57135294 A JP57135294 A JP 57135294A JP 13529482 A JP13529482 A JP 13529482A JP S6245691 B2 JPS6245691 B2 JP S6245691B2
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cathode
matrix
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cathodes
semiconductor
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JP57135294A
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Gegoriusu Petorusu Fuan Gorukomu Gerarudosu
Marii Yuujeenu Heberehitsu Aasaa
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Koninklijke Philips NV
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Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication of JPS6245691B2 publication Critical patent/JPS6245691B2/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
    • H01J37/3175—Projection methods, i.e. transfer substantially complete pattern to substrate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
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  • Bipolar Transistors (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、超小型ソリツドステート装置（例え
ば集積回路）の本体上のレジスト層に陰極装置か
らの電子パターンを照射する電子リソグラフイを
用いて超小型ソリツドステート装置を製造する方
法に関するものである。本発明は更にこのような
方法によつて製造した超小型ソリツドステート装
置にも関するものである。
上述した構成の装置の製造方法は“Solid
State Technology”、May 1977、PP.43−47およ
び“I.E.E.E.Transactions on Electron
Devices”Vol.ED−22、No.7、July 1975、
PP.409−413に記載されている。これらの文献に
記載されているように、電子リソグラフイを用い
た上述した方法によつて製造する装置は、半導体
集積回路、磁気バブル回路およびその他の超小型
ソリツドステート装置、例えばマイクロ波トラン
ジスタおよび表面弾性波装置とすることができ
る。
上述した既知の方法は特に電子像プロジエクタ
を用いており、この電子像プロジエクタの陰極装
置はフオトマスク上に設けた光電陰極を具えてい
る。通常の光学マスクに類似のこのフオトマスク
は石英ガラス基板上に設けたクロムのパターンを
有している。このフオトマスクには、クロムパタ
ーンを透過しない紫外光が基板の裏側から照射さ
れる。光電陰極層の機能は、クロムマスクパター
ン内の窓で紫外光により照射された個所で電子を
放出することである。
しかしこの既知の方法では、レジスト層を照射
する電子パターンは、使用する特定のマスクのク
ロムパターンによつて決まる。従つて、所望の照
射（露光）パターンはフオトマスクの形成に当つ
て予め注意深く且つ正確に形成しておく必要があ
り、また種々の異なる照射パターンを得る為に
は、対応して異なるクロムパターンを有する種々
の異なるフオトマスクを形成しておく必要があ
る。
本発明方法は、超小型ソリツドステート装置の
本体上のレジスト層に陰極装置からの電子パター
ンを照射する電子リソグラフイを用いて超小型ソ
リツドステート装置を製造するに当り、半導体本
体内に形成した半導体陰極のマトリツクスを有す
る陰極装置を用い、前記のマトリツクスの選択さ
れた陰極に制御信号を印加してこれら陰極から電
子を放出させることにより所望の電子パターンを
発生させることを特徴とする。
本発明によれば、陰極装置に制御信号を供給す
ることにより所望の電子パターンが発生される電
子リソグラフイ法が得られる為、同一の陰極装置
における陰極を種々のパターンに作動させること
により（種々のフオトマスクを製造することな
く）種々の照射パターンを得ることができる。こ
のような方法は集積回路の製造に用いることがで
きる。例えば超小型ソリツドステート装置の製造
に当つて小さな結線パターンをリソグラフイ法で
形成することができる。
レジスト層に電子パターンを照射する前に、マ
トリツクスから生じる電子パターンを少くとも１
つの電子レンズにより縮小させ、この縮小された
電子パターンをレジスト層に結像させるのが好ま
しい。
選択された陰極に供給する制御信号はシフトレ
ジスタから生ぜしめることができる。陰極はＸお
よびＹ方向のアドレスラインを有するＸ−Ｙマト
リツクスに配置することができ、シフトレジスタ
の内容によつて、陰極から所望の電子パターンを
放出せしめるのにどのＸ方向ラインおよびＹ方向
ラインを駆動するかを決定するようにすることが
できる。
マトリツクスの各陰極には２つの接続電極と１
つの加速電極とを設けることができ、電子を放出
せしめる陰極はこれらの接続電極に電位を印加す
ることにより選択し、選択された陰極の各々から
放出される電子をこの陰極の加速電極に印加する
電位に依存する強度を有するビームとして発生せ
しめることができる。加速電極の電位はデジタル
−アナログ変換器と組合せた抵抗により調整する
ことができる。
制御信号は陰極のマトリツクスと同じ半導体本
体内に形成した電子制御装置から生ぜしめるよう
にすることができる。
図面につき本発明を説明する。
図面は線図的なものであり、各部の寸法は実際
のものに比例するものではなく、明瞭とする為に
断面図において特に厚さ方向の寸法を著しく誇張
してある。同じ導電型の半導体領域には一般に同
一方向に斜線を付した。また各図同志で対応する
部分には同一符号を付した。
電子リソグラフイを用いる超小型ソリツドステ
ート装置を製造する方法を第１図に示す。この方
法では、ソリツドステート装置の本体３８上のフ
オトレジスト層３９に陰極装置３１からの電子を
照射する。本発明によれば、陰極装置３１は半導
体本体内に形成した半導体陰極（Ａ，Ｂ，Ｃ，…
等；第２〜４図参照）のマトリツクスを具え、所
望の電子パターンは、このマトリツクスの選択陰
極（Ａ，Ｂ，Ｃ，…等）に制御信号を供給してこ
れらの陰極から電子を放出させることにより発生
させる。
このような半導体陰極マトリツクスの陰極装置
の一例を第２〜４図に線図的に示す。この陰極装
置は陰極のマトリツクスが形成された珪素片を有
する。これらの陰極の９個を第２図に文字Ａ〜Ｉ
で示す。この陰極装置は特願昭54−7702号明細書
（特開昭54−111272号公報）に記載された発明に
よつて構成する為、その詳細はこの明細書を参照
することができる。マトリツクスの各陰極はｐ−
ｎ接合４を有し、このｐ−ｎ接合は作動中逆方向
にバイアスされ、従つてｐ−ｎ接合の空乏領域が
半導体本体の表面５に隣接し、アバランシ（なだ
れ）増倍により半導体本体内に電子が発生され、
これらの電子が半導体本体から放出される。表面
５には電気絶縁層６を設け、この絶縁層６には、
少くとも作動状態においてｐ−ｎ接合４と関連す
る空乏層の少くとも一部分が表面５に隣接する個
所で孔７をあける。絶縁層６上には各孔７を囲ん
で且つ空乏層の表面隣接部分のすぐ近くに加速電
極８を設ける。第２〜４図に示す形態のもので
は、陰極表面５は珪素片の主表面１５中の凹所の
形態とする。
陰極装置は更に、低オーム抵抗のｐ型通路３２
がＸ方向のラインを構成し、多量にドーピングし
たｎ型表面領域１３がＹ方向のラインを構成する
クロスバーシステムを有する。珪素片３１のバル
ク（基体）は高オーム抵抗とし、ｐ型またはｎ型
のいずれにもすることができる。珪素片、ｎ型表
面領域およびｐ型通路は、空乏領域が主表面１５
まで延在するようなドーピング濃度を有するよう
にする。このようにすることによりｎ型表面領域
１３を良好に分離する。
本例では珪素片３１をｎ型とする。従つて、実
際のｐ−ｎ接合４は表面５に隣接しないが、これ
に関連する空乏領域は主表面１５まで延在し、表
面５に隣接する。多量にドーピングされたｐ型通
路３２の位置を第２図に破線で示し、多量にドー
ピングされたｎ型領域１３の位置を第２図に一点
鎖線で示す。
平面図（第２図）として見た孔７，７Ａ，７
Ｂ，７Ｃ…内では、多量にドーピングされた表面
領域１３と半導体本体（珪素片）３１とをＶ字状
凹所の表面５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ…に沿つて見る
ことができる（第３および４図参照）。
低オーム抵抗のｐ型通路３２は接点領域２２に
接続し、これらの接点領域２２は接点窓１２を通
して接続電極１０に接続する。多量にドーピング
されたｎ型表面領域１３は接点窓１１を通して接
続電極９に接続する。本例では絶縁層６上の加速
電極８が孔７を完全に囲む。
アバランシ増倍作用が関連のｐ−ｎ接合で生ず
るような電位を関連の接続電極９および１０に印
加し、同時に関連の加速電極８に或る大きさの電
位を印加することにより任意の陰極Ａ，Ｂ，Ｃ，
…を駆動させて電子放出を行なわせることができ
る。上述した例では上記の加速電極に印加する電
圧は全ての陰極に対して同一である必要はなく、
各陰極から放出される電子ビームの強度を異なら
せることができる。加速電極８Ａ，Ｂ，Ｃ、８
Ｄ，Ｅ，Ｆおよび８Ｇ，Ｈ，Ｉを組合せて一体と
することができ、所望に応じｐ型通路３２も一体
とすることができるが、こうすると回路の融通性
が減少する。電子制御装置、例えばシフトレジス
タ（その情報内容によりどのＸ方向ラインおよび
Ｙ方向ラインが駆動されるかが決まる）により、
ある陰極パターンを成す電子を放出させることも
でき、一方他のレジスタによりこれをデジタル−
アナログ変換器と相俟つて加速電極の電位を調整
することもできる。これにより平板型表示装置や
電子リソグラフイ装置用として特に適した陰極装
置が形成される。
第５図はかかる平板型表示装置の線図的斜視図
であつて、これは半導体陰極装置３１の他に螢光
スクリーン２４を具え、この螢光スクリーン２４
は陰極装置３１から生じる電子流により活性化さ
れる。陰極装置３１と螢光スクリーン２４との間
の距離は例えば５mmとすると共に、これらを配置
する空間を真空にする。５〜10KV程度の電圧を
電圧源３３により半導体陰極装置３１と表示スク
リーン２４との間に印加すると、これにより両者
の間には陰極の像の大きさが陰極自体の大きさと
同程度となるような大きな電界が生じる。第６図
は半導体陰極装置３１を、真空空間３４の端壁３
５の一部を成している螢光スクリーン２４から約
５mm離れた位置でこの真空空間内に配置した表示
装置を線図的に示す。陰極装置３１はホルダ２９
上に装着し、所望によりこのホルダ２９上には電
子制御装置としての他の集積回路３６を設けるこ
とができる。真空空間３４には外部接続用の貫通
ピン（リードスルー）３０を設ける。
第１図の電子リソグラフイ装置も同様に真空空
間３４を有するも、それ以外に第１図に線図的に
示す電子レンズ系４０をも具える。端壁３５には
例えばフオトレジスト層３９で被覆されたシリコ
ン薄片３８を設置する。陰極装置３１によつて生
ぜしめたパターンは必要に応じレンズ系４０で縮
小してフオトレジスト層３９上に照射する。従つ
て、第１図の電子リソグラフイ装置に上述した陰
極装置を用いることにより、フオトレジスト層３
９を照射する種々のパターンが得られるようにな
る。この陰極装置は電子リソグラフイに極めて有
利である。その理由は通常のフオトマスクを省略
することができ、所望のパターンを発生させるこ
とができ、必要に応じこの所望のパターンを電子
制御装置３６により簡単に補正することができる
為である。
本発明は上述した例のみに限定されず、幾多の
変更を加えうること明らかである。例えば、補助
の電子制御装置３６は必ずしも陰極装置とは異な
る別個の集積回路上に設ける必要はなく、陰極装
置と同じ半導体本体３１内に設けることもでき
る。また特により大規模な陰極装置の場合には、
多層配線を用いることができること明らかであ
る。陰極装置３１の半導体本体をｐ型材料とする
場合には、その下側に接点を形成することがで
き、この場合には加速電極８もＸ方向のラインと
して作用しうる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による方法の電子リソグラフイ
に用いる陰極マトリツクスシステムの一例を示す
線図、第２図は第１図のシステムに用いる半導体
陰極マトリツクス装置の一部を示す線図的平面
図、第３図は第２図の陰極マトリツクス装置を
−線上を断面として矢印の方向に見て示す線図
的断面図、第４図は第２図の陰極マトリツクス装
置を−線上を断面として矢印の方向に見て示
す線図的断面図、第５図は陰極マトリツクス装置
を用いた表示装置（本発明によらない）の一部を
示す線図的斜視図、第６図は表示装置を更に詳細
に示す線図的説明図である。 ４……ｐ−ｎ接合、５……半導体本体の表面、
６……電気絶縁層、７……孔、８……加速電極、
９，１０……接続電極、１１，１２……接点窓、
１３……ｎ型表面領域、１５……主表面、２２…
…接点領域、２４……螢光スクリーン、２９……
ホルダ、３１……陰極装置、３２……ｐ型通路、
３３……電圧源、３４……真空空間、３５……３
４の端壁、３６……電子制御装置、３８……ソリ
ツドステート装置の本体、３９……フオトレジス
ト層、４０……電子レンズ系。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 超小型ソリツドステート装置の本体上のレジ
    スト層に陰極装置からの電子パターンを照射する
    電子リソグラフイを用いて超小型ソリツドステー
    ト装置を製造するに当り、半導体本体内に形成し
    た半導体陰極のマトリツクスを有する陰極装置を
    用い、前記のマトリツクスの選択された陰極に制
    御信号を印加してこれら陰極から電子を放出させ
    ることにより所望の電子パターンを発生させるこ
    とを特徴とする超小型ソリツドステート装置の製
    造方法。
JP57135294A 1978-01-27 1982-08-04 超小型ソリツドステ−ト装置の製造方法 Granted JPS5828837A (ja)

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NLAANVRAGE7800987,A NL184549C (nl) 1978-01-27 1978-01-27 Halfgeleiderinrichting voor het opwekken van een elektronenstroom en weergeefinrichting voorzien van een dergelijke halfgeleiderinrichting.

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JPS5828837A JPS5828837A (ja) 1983-02-19
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DE (1) DE2902746A1 (ja)
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