Автоемісійні мікрокатоди з елементами керування на структурах «кремній-на-ізоляторі»

Abstract

У дисертації представлені результати дослідження кремнієвих автоемісійних мікрокатодів з елементами керування на структурах «кремній-на-ізоляторі» для застосування у цифровій електронній літографії. Доповнено рівняння Фаулера-Нордгейма з метою розрахунку автоемісії напівпровідників. Удосконалено методи розрахунку електронної оптики мікрокатода, спосіб і схему керування мікрокатодом. Обґрунтовано умови застосування компактних моделей МОН-транзисторів. Розроблено спосіб виготовлення локальних тривимірних КНІ-структур і показано приклади їх застосування. Розроблено і верифіковано топологію схеми керування, інтегрованої з мікрокатодом, та наведено приклад її тиражування в матрицю. Показано розрахункові та експериментальні характеристики тестових структур. В диссертации представлены результаты исследований кремниевых автоэмиссионных микрокатодов с элементами управления на структурах «кремний-на-изоляторе» для использования в цифровой электронной литографии. Дополнено уравнение Фаулера-Нордгейма с целью расчета автоэмиссии полупроводников. Усовершенствованы методы расчета электронной оптики микрокатода, способ и схема управления микрокатодом. Обоснованы условия применения компактных моделей МОП-транзисторов. Разработан способ изготовления локальных трехмерных КНИ-структур и показаны примеры их применения. Разработано и верифицировано топологию схемы управления, интегрированной с микрокатодом, и приведен пример мультиплицирования в матрицу. Показаны расчетные и экспериментальные характеристики тестовых структур. In this thesis the research results of field emission silicon microcathodes with control elements on «silicon-on-insulator» structures are presented. Fowler-Nordheim's equation is extended in order to calculate semiconductor’s field emission. The calculation methods of the microcathode electronic optics and the way and control circuits of the microcathode are improved. Applicable conditions of MOS-transistors compact models are proved. The method of localised three-dimensional structures manufacturing is developed and examples of their application are shown. It is developed and verified layout of the microcathode control circuit, integrated with the microcathode, and such layout example multiplication is shown. Calculated and experimentally obtained characteristics of test structures are shown.