JPS5828837A - 超小型ソリツドステ−ト装置の製造方法 - Google Patents

超小型ソリツドステ−ト装置の製造方法

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JPS5828837A
JPS5828837A JP57135294A JP13529482A JPS5828837A JP S5828837 A JPS5828837 A JP S5828837A JP 57135294 A JP57135294 A JP 57135294A JP 13529482 A JP13529482 A JP 13529482A JP S5828837 A JPS5828837 A JP S5828837A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、超小型ソリッドステート装［７（例えば集積
回路）の本体上のレジスト層に陰極装置ａからの重子パ
ターンを照射するＴ４（子リソグラフィを用いて超小型
ソリッドスデート装置をＩＩ！！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って製造し
た超小型ソリッドステート装置にも関するものである。
一］二連した構成の装置のＷ遣方法は°’　５ｏｌｉｄ
　ＳｔａｔｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　＋＋　、　Ｍａｙ
１９７７　、　ＰＰ、／１１３−４７および９°　１．
Ｅ、Ｅ、Ｅ、　　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　　ｏｎ　
　Ｉｉ：１ｅｃｔｒｏｎ　　１）ｅｖｉｃｅｓ　　”Ｖ
Ｏｌ、　ＦＤ−２２、／１６７　、　Ｊｕｌｙ　１９７
５　、　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、電子リソグラフィを
用いた上述した方法によって製造する装置は、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ッド
ステート装置、例えばマイクロ波トランジスタおよび表
面弾性波装置どすることができる。
上述した既知の方法は特にｍ子像プロジェクタを用いて
おり、この１イ子像プロジエクタの陰極装置は７メトマ
スク上に設けた光電陰極を具えている。通常の光学マス
クに類似のこのフォトマスクＩＪ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。このフォトマスク
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。九ｍ陰極層の機能は、クロムマスクバ
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、１吏川する特定のマスクのクロムパターン
によって決まる。従って、所望の照射（露光）パターン
はフォトマスクの形成に当って予め注意深く汁つ正確に
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？ａｌる為にｉＪ１対応して異なるクロムパターン
を有するＪｕｌ！々の異なるフォトマスクを形ｊ父して
おく必要がある。
本発明方法は、超小型ソリッドステート装＋ｉの本体上
のレジスト層に陰極装置Ｎからの゛電子パターンを照射
する７１４子リソグラフイを用いて超小型ソリッドステ
ー１・装置ｄ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７トリツクスを有する陰極装置を用い、
前記の一７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）Ｉｔ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Ｈにｉｌｊ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↑は子リ
ソグラフィ法が得られる為、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
ォトマスクを製造することなく）押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。
例えば超小型ソリッドステート装置の製造に当って小さ
な結線パターンをリソグラフィ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、７トリツク
スから生じる電子パターンを少くとも１つのｍ子しンズ
により縮小させ、この縮小された’Ｆｌｆ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
ら生ゼしぬることができる。陰極はＸおよびＹ方向のア
ドレスラインを有するＸ−Ｙマトリックスに配置するこ
とができ、シフトレジスタの内容によって、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。
マトリックスの各陰極には２つの接続￥は極と１つの加
速ｒｌｔ極とを設けることができ、ｉ１１子を放出せし
める陰（１鉤ＣＪこれらの接続車４ｉｉ１λに？に位を
印加することにより選Ｊフマし、選択された陰極の各々
から放出される７１４子をこの陰極の加Ｊｉ、　’＋４
１極に印加する電位に依存する強度を有するヒームとし
て発生せしめることができる。加速陰極の電位はデジタ
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ックスと同じ半導体本体内に形
成したｍ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、谷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である。同じ導゛屯
型の半導体領域に４Ｊ一般に同一方向に斜線を付した。
また各図同志で対１壱、する部分には同一符号を付した
。
電子リソグラフィを用いる超小型ソリッドステート装置
ａを製造する方法を第１図に示す。この方法では、ソリ
ッドステート装置の本体３８上のフォトレジスト層３９
に陰極装置８１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、Ｏ，・・・等；第２〜４図参照）のマ）　ＩＪ
ラックス具え、所望の電子パターンは、このマ）　ＩＪ
ラックス選択陰極（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ッ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）
　ＩＪラックス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〜工で示す。この陰極装置は
特願昭５４−７７０２号明細書（特開昭５４−１１１２
７２号公報）に記載された発明によって構成する為、そ
の詳細はこの明細書を参照することができる。マトリッ
クスの各陰極はｌ’）　−ｎ接合４をイＪし、このＴ）
　−ｎ接合は作動中逆方向にバイアスされ、従ってｐ−
ｎ接合の空乏領域か半導体本体の表面５に隣接し、アバ
ランシ（なだれ）　ＪＳＶ倍により半、ζ（Ｖ体重体内
に電子が発生され、これらのｔｉｔ子が半２＃体本体か
ら放出される。表面５には電気絶縁層〔１を設（Ｊｌこ
の絶縁層６には、少くとも作動状態にＬ３いてｐ−ｎ接
合４と関Ｊ！１１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６Ｉ−には各孔
７を囲んで且つ空乏層の表曲隣１）ｉ部分のすぐ近くに
加速電極８を設ける。第２〜・１・図に示す形態のもの
では、陰極表１Ｉ１１５はＬト案片の主表面１５中の凹
所の形態とする。
陰極装ｆｆｆｆ１　Ｄｉ更に、（ｆｆ、　ｔ　−Ａ　１
ｉｆｉ　５ｉ　）ｐｊ’ｉ’！　通路３２がＸ方向のラ
インをｆｆ４成し、多Ｍにｌ゛−ピングしたｎ型表面領
域］３がＹ方向のラインを６・ｉ成するクロスバ−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】５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
］３を良好に分離する。
本例では珪素片３１をｎ型とする。従って、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１８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（７，／ｌ、７７３゜
７Ｃ・・・）内では、多量にドーピングされた表面領域
］；）と半導体本体（珪素片）８１とをＶ字状凹所の表
面５（５Ａ、５Ｂ、５Ｇ・・・）に沿って見ることがで
きる（第８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１−
１これらの接点領域２２は接点窓１２を通して接続ｍｔ
極］０に接続する。多量にドーピングされたｎ型表向領
域１３は接点窓１１を通して接続電極０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
ｒＵ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Ｍ　’ｔ（Ｉ　Ｉｓ　ｓに成る大きさの■Ｌ位
を印加することにより任意の陰極（Ａ、　、　Ｂ　、　
Ｏ。
・・・）を駆動させてｍ子放出をイテなわせることがで
きる。上述した例では−１−記の加速゛市極に印加する
電圧は全ての陰極に対して同一である心安はなく、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８（Ａ、Ｂ、Ｏ）。
８（Ｄ、Ｅ、Ｆ）および８　（Ｇ　、　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１ｒｊｌ路の
融通性が減少する。ｍ子制御装置Ｒ、例えばシフトレジ
スタ（その情報内容にＪ：つどの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
パターンを成ずＷｌ子を放出さゼることもでき、一方他
のレジスタによりこれをデジタル−アナログ変侠器と相
体って加速１１ｆ極の“ｍ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ｍ子すングラフィ装置用と
して特に適した陰極装置がＪヒ成される。
第５図はかかる平板型表示装置の線図的斜視図であって
、これは半導体陰極装置３１の他に螢光スクｌＪ−ン２
４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８１と螢光
スクリーン２４との間の距離は例えば５關とすると共に
、これらを配置する空間を真空にする。５〜ｌ０ＫＶ程
度の電圧を′市圧源３８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ぎさが陰極自体の太き１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３５の一部を成して
いる螢光スクリーン２４がら約５　ａｍ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８４には外部接続用の貫
通ビン（リードスルー）　８　（ｌ　ヲｉＲ’ｒ’Ｊル
。
第１図のＩＩ尤子リすグラフィ装随も同様に真空空間３
４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４・０をも具える。端壁；３５には例えば）第１
・レジスト層８１）で破波されたシリコン薄片３８を設
置する。隣地装置３１に」゛つて生ぜしめたパターンは
必要に応じレンズ系４７　＋１で縮小してフォトレジス
ト層３９十にＩｆｆ　ｕ＝Ｉ　スる。従って、第１図の
屯ｆリソグラフィ装置ｔｔ　’ｒ・’１−１−述しり陰
極装置を用いることに、１′す、フ珂１・し・ジノ１ｔ
・層３９を照射する独々のパターンが１１１られるよう
になる。この陰極装置？ｔ＋、１：　’を甘子リソゲラ
フ・イに極めて有利である。その理１．Ｉ＋は通常のフ
Ａ１マスクを省略することができ、所望のパターンを発
生さ１ノることかでき、必要に応じこの所望のパターン
’４−？ｌｔ子制御装置３６により１７す１屯にＹｉ　
ｊ］：する・二とができる為である・。
本発明は−１−述した例のみに限定されず、幾多の変更
を加えうろこと明らかである。例えば、補助の電子制御
装ｊｄ３６は必ずしも陰極装置とは５°Ｉ５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８】内に設けることもできる。
また特により大規模な陰（仮装置の場合には、多層配線
を用いることができること明らかである。陰（１す（装
置Ｎ８１の半導体本体をｐ型例料とする場合には、その
Ｆ側に接点を形成することができ、この場合には加速Ｒ
ｆ極８もＸ方向のラインとして作用しつる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明にＪ−る方法のＹｌｔ子リソグラフィに
用いる陰極′７トリツクスシステムの一例を示ス線図、 ・Ａ２図はシ〕″１１図のシステムに用いる半導体陰極
７トリツクス装置？Ｊｉの一部を示す線図的平面図、第
１３図は第２図の陰１ｉ１にマトリックス装置を■−Ｉ
ＩＩ　ａｉ　、−Ｊ：　”ｉ’、断面として矢印の方向
に見て示す線図的断げ１１図、 第４図は第２図の陰極マ）　ＩＪソックス置をＮ−■Ｈ
上を断面として矢印の方向に姑で示す線図的断面図、 ・δ５　＋２ｆｆは１（′Ｊ％（ｉｉ１４７トリツク１
．装置を用いた表示装置Ｋｆ　Ｉ本鏑明によらｉｆｆい
）（ハ　−１Ｘｌｓを示ず線図的相ｒし３図、 パ１へ６図は表示装置？’ｔを史に計１１１１１に・」
（ず１Ｊ１１図的説明図Ｃあイ）。 ４・・・ｐ−ｎ接合　　　　５・・・」１導体本体の表
向６・・・ｔｌｔ気絶縁ハ″−Ｊ　　　　′７・・・化
８　−　Ｊ１１Ｒ１４’ｉ往１ｉ！Ｉｊ　　　　　　　
　　　　　！ｌ　　、　　＋（＋　　・＝　田−Ｘ＠９
１７４伊Ｊｌ　　　、　　　１２　　・・・　１姦　点
　窓　　　　　　　　　　］パ３　　・・　ｌ’１　　
ノ（］Ｊ、！？　　１ｒｌｌ　　ｉλ゛Ｌ　域１５・・
・主表向　　　　　　：凭・・１〆点領域２４・・・螢
光スクリーン　　２１）・・・ホルダ；１１・・陰（Ｉ
Ｉｌｌ装置（ｔ　　　　　　８２−Ｔ）型通路８８・・
パ屯圧諒　　　　　　８４・・μｍ空間３５・・・３４
の端壁　　　　；３６・・・□「に子１ｌｉＩＪ　Ｅｌ
装置３８・・・ソリ゛ンドステート装置の本イ杢８９・
・・ノオトレンス）・Ｉｎ ４０・・・電子レンズ系。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、　超小型ソリッドステ−１・装置ｆｆの本体上のｌ
    ／シスト層に陰極装置からの重子パターンを照射する電
    子リソグラフィを用いてＡＶ（小）、１．＜Ｊソリッド
    ステート装置ｔＭを製竹するに当り、半導体本体内に形
    成した半導体陰極のマ）　ＩＪラックス有する陰極装置
    を用い、＋ｊｉｊ記のマ）リツクスの選択された陰極に
    制御信６３を印加してこれら陰極から電子を放出さ−１
    」ることにより所望の重子パターンを発生さ」すること
    を特徴どする超小型ソリッドステート装↑ａ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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NL7800987 1978-01-27

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