JP3058785B2 - エミッタ製造方法 - Google Patents
エミッタ製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は、先端部の半径の大き
いエミッタを製造する方法に関する。
いエミッタを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】 熱電界放出電子銃においては、エミッ
タ先端での電界強度を高めることにより輝度の高い熱電
界電子を該エミッタ先端から放出させる為に、先端の半
径が小さな（例えば、タングステン製エミッタでは０．
４〜０．５μｍ程度）エミッタが使用されている。所
で、電界強度Ｆ［Ｖ／ｃｍ］とエネルギ分布幅（エネル
ギ分布の半値幅ΔＥ［ｅＶ］）の関係を示した図２に示
す様に、電界強度Ｆを高めると、熱電界放出電子のエネ
ルギ分布幅（エネルギ分布の半値幅ΔＥ）が大きくな
り、この様な熱電界放出電子銃を使用した走査電子顕微
鏡等の荷電粒子線装置の分解能を低下させる原因となっ
ている。又、この様にエミッタの先端の半径が小さい
と、該エミッタ先端部に形成されるファセットの結晶面
が小さく、その為に、エミッタ先端での原子が不安定と
成る。即ち、エミッタ先端部での原子移動は、温度や電
界強度に依存するが、エミッタ先端の半径が小さい為
に、原子が安定する条件幅が狭く、原子の移動によりエ
ミッタ先端の形状が移動してしまう。その為、熱電界放
出電子の放出条件が変動し、エミッション電流が不安定
となる。更に、この様にエミッタの先端の半径が小さい
と、図３に示す様に、エミッタＥの先端において局所的
に電界強度が高くなるので、放電が発生し、該放電によ
りエミッタが破損する場合が多発する。
タ先端での電界強度を高めることにより輝度の高い熱電
界電子を該エミッタ先端から放出させる為に、先端の半
径が小さな（例えば、タングステン製エミッタでは０．
４〜０．５μｍ程度）エミッタが使用されている。所
で、電界強度Ｆ［Ｖ／ｃｍ］とエネルギ分布幅（エネル
ギ分布の半値幅ΔＥ［ｅＶ］）の関係を示した図２に示
す様に、電界強度Ｆを高めると、熱電界放出電子のエネ
ルギ分布幅（エネルギ分布の半値幅ΔＥ）が大きくな
り、この様な熱電界放出電子銃を使用した走査電子顕微
鏡等の荷電粒子線装置の分解能を低下させる原因となっ
ている。又、この様にエミッタの先端の半径が小さい
と、該エミッタ先端部に形成されるファセットの結晶面
が小さく、その為に、エミッタ先端での原子が不安定と
成る。即ち、エミッタ先端部での原子移動は、温度や電
界強度に依存するが、エミッタ先端の半径が小さい為
に、原子が安定する条件幅が狭く、原子の移動によりエ
ミッタ先端の形状が移動してしまう。その為、熱電界放
出電子の放出条件が変動し、エミッション電流が不安定
となる。更に、この様にエミッタの先端の半径が小さい
と、図３に示す様に、エミッタＥの先端において局所的
に電界強度が高くなるので、放電が発生し、該放電によ
りエミッタが破損する場合が多発する。
【０００３】最近、熱電界放出電子銃において、先端部
の半径が大略１μｍ以上のエミッタを使用した場合、エ
ミッタ先端半径ｒとエミッタ先端電界強度Ｆの関係を表
わす図４におけるエミッタ先端電界強度曲線Ｆｓに示す
様に、エミッタ先端半径ｒが大きいと、電界強度Ｆを小
さく出来、前記図２に示す様に、熱電界放出電子のエネ
ルギ分布幅を小さくする事が確かめられた。又、この様
な先端半径の大きいエミッタを使用する事で前記エミッ
タ先端半径の小さいエミッタの持つ各問題が解決される
事も分かった。
の半径が大略１μｍ以上のエミッタを使用した場合、エ
ミッタ先端半径ｒとエミッタ先端電界強度Ｆの関係を表
わす図４におけるエミッタ先端電界強度曲線Ｆｓに示す
様に、エミッタ先端半径ｒが大きいと、電界強度Ｆを小
さく出来、前記図２に示す様に、熱電界放出電子のエネ
ルギ分布幅を小さくする事が確かめられた。又、この様
な先端半径の大きいエミッタを使用する事で前記エミッ
タ先端半径の小さいエミッタの持つ各問題が解決される
事も分かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】 さて、前記有用な先
端部の半径の大きい（大略１μｍ以上の半径）のエミッ
タを製造する場合、例えば、市販のタングステン単結晶
針（半径１００μｍ前後）を電界研磨により先端半径
０．２μｍ程度にし、該タングステン単結晶針をフィラ
メントに吊す様に取付け、該フィラメントに電流を流し
て該フィラメントを加熱し、該フィラメントにより前記
タングステン単結晶針を２８００Ｋ程度に加熱し、該タ
ングステン単結晶針の先端部の半径を成長させる方法が
ある。図５はこの方法によるタングステン単結晶の先端
部半径の時間的変化を示すもので、先端半径ｒの成長率
ｄｒ／ｄｔ（曲線の傾き）が先端半径の増大に従って小
さくなり、先端半径が０．８μｍ以上では極めて小さく
なり、多大な時間を掛けて加熱しても１μｍ以上に成長
させる事が困難である。又、タングステンの溶解温度は
３６５５．１５Ｋであり、長時間加熱すると前記フィラ
メントが切れてしまう。尚、前記電界研磨の段階で先端
半径を１μｍ以上に作成した場合、その先端部が図６に
示す様に半頂角が大きく（４０°以上）なってしまい、
この様なエミッタを熱電界放出電子銃のエミッタとして
使用してもエミッタ先端に掛かる電界が極めて小さくな
ってしまうばかりではなく、エミッタ先端部のファセッ
トが極めて小さくなり、満足なエミッションが得られな
くなる。
端部の半径の大きい（大略１μｍ以上の半径）のエミッ
タを製造する場合、例えば、市販のタングステン単結晶
針（半径１００μｍ前後）を電界研磨により先端半径
０．２μｍ程度にし、該タングステン単結晶針をフィラ
メントに吊す様に取付け、該フィラメントに電流を流し
て該フィラメントを加熱し、該フィラメントにより前記
タングステン単結晶針を２８００Ｋ程度に加熱し、該タ
ングステン単結晶針の先端部の半径を成長させる方法が
ある。図５はこの方法によるタングステン単結晶の先端
部半径の時間的変化を示すもので、先端半径ｒの成長率
ｄｒ／ｄｔ（曲線の傾き）が先端半径の増大に従って小
さくなり、先端半径が０．８μｍ以上では極めて小さく
なり、多大な時間を掛けて加熱しても１μｍ以上に成長
させる事が困難である。又、タングステンの溶解温度は
３６５５．１５Ｋであり、長時間加熱すると前記フィラ
メントが切れてしまう。尚、前記電界研磨の段階で先端
半径を１μｍ以上に作成した場合、その先端部が図６に
示す様に半頂角が大きく（４０°以上）なってしまい、
この様なエミッタを熱電界放出電子銃のエミッタとして
使用してもエミッタ先端に掛かる電界が極めて小さくな
ってしまうばかりではなく、エミッタ先端部のファセッ
トが極めて小さくなり、満足なエミッションが得られな
くなる。
【０００５】本発明は前記の方法による問題点を解決す
る新規なエミッタ製造方法を提供するものである。
る新規なエミッタ製造方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】 本発明のエミッタ製造
方法は、先端を所定の範囲内の半径に形成したエミッタ
と、該エミッタに対向させて配置した導電性板との間に
電圧を印加し、前記エミッタと導電性板を相対的に移動
させることにより該エミッタと導電性板間のギャップを
徐々に小さくし一定時間放電させた後、該エミッタ先端
から電界放出電子を放出させてエミッタ先端部の所定結
晶方位をビルトアップさせたものである。
方法は、先端を所定の範囲内の半径に形成したエミッタ
と、該エミッタに対向させて配置した導電性板との間に
電圧を印加し、前記エミッタと導電性板を相対的に移動
させることにより該エミッタと導電性板間のギャップを
徐々に小さくし一定時間放電させた後、該エミッタ先端
から電界放出電子を放出させてエミッタ先端部の所定結
晶方位をビルトアップさせたものである。
【０００７】
【作用】 例えば、高真空状態の中で、先端半径が
０．２μｍ〜０．８μｍのエミッタの先端と放電板との
ギャップを０．５ｍｍ程度にする。この状態でエミッタ
と放電板の間に負の低電圧を印加し、エミッタを徐々に
前記放電板に近付ける。この際、両者のギャップが１．
０μｍ以下になると、エミッタと放電板間に微小放電が
発生し、両者の間に放電電流が流れ、エミッタの先端が
ジュール熱により溶解し、エミッタ先端半径が大略１．
０μｍ以上の球状に再結晶する。次に、低電圧印加をや
め、エミッタと放電電極間のギャップを元の０．５ｍｍ
程度に戻す。そして、エミッタの先端から電界放出電子
を放出させると、エミッタの先端で特定の結晶方位が成
長し、平行部と大きい径のファセットが形成される。
０．２μｍ〜０．８μｍのエミッタの先端と放電板との
ギャップを０．５ｍｍ程度にする。この状態でエミッタ
と放電板の間に負の低電圧を印加し、エミッタを徐々に
前記放電板に近付ける。この際、両者のギャップが１．
０μｍ以下になると、エミッタと放電板間に微小放電が
発生し、両者の間に放電電流が流れ、エミッタの先端が
ジュール熱により溶解し、エミッタ先端半径が大略１．
０μｍ以上の球状に再結晶する。次に、低電圧印加をや
め、エミッタと放電電極間のギャップを元の０．５ｍｍ
程度に戻す。そして、エミッタの先端から電界放出電子
を放出させると、エミッタの先端で特定の結晶方位が成
長し、平行部と大きい径のファセットが形成される。
【０００８】
【実施例】 図１は本発明のエミッタ製造方法に基づ
いてエミッタを製造する為のエミッタ製造装置の一実施
例を示したものである。
いてエミッタを製造する為のエミッタ製造装置の一実施
例を示したものである。
【０００９】図中１はエミッタで、例えば、タングステ
ン単結晶針を、その先端半径が大略０．２μｍ〜０．８
μｍになる様に電界研磨され、更に、ＺｒとＯ2 によっ
て表面処理されたものである。２は該エミッタを保持す
るタングステン製のワイヤ、３は前記エミッタを取り囲
む様に配置され、前記エミッタ側面からの熱電子放出を
抑制する為のサプレッサで、共に導電性の止め捩子４
を、非導電性のホルダ５の側面に開けられた捩子穴を介
して前記サプレッサー３の側面を押圧することにより前
記非導電性のホルダ５に保持されている。６は該ホルダ
５を保持しつつ、該ホルダがＸ，Ｙ方向に移動出来るよ
うに設けられたレールである。７は前記エミッタ１に対
向して配置された導電性の放電板（例えば、銅板）であ
る。前記エミッタ１，ワイヤ２，サプレッサ３，止め捩
子４，ホルダ５，レール６及び放電板７は全て真空容器
８中に置かれている。９は該真空容器内を真空排気する
為の排気装置、１０は該真空容器内の真空度を測定する
真空計である。１１は前記放電板７に接続された検出抵
抗である。１２は前記ホルダ５を前記レール６上でＸ，
Ｙ方向に移動させる為の微小移動装置で、例えば圧電素
子と該圧電素子をＸ，Ｙ方向に変形駆動する電源から成
る。１３は前記エミッタ１と放電板７の間に低電圧（例
えば、大略±１Ｖ〜±１０Ｖ程度）を印加する為の低電
圧電源である。１４は前記エミッタ１の先端と前記放電
板７との間で発生した微小放電に基づく放電電流が流れ
る事により前記検出抵抗１１両端から放電電圧を検出す
る為の放電検出装置である。１５は前記放電検出装置で
検出された放電電圧に対応した放電信号により前記微小
移動装置１２と前記低電圧電源１３にオンオフ信号を供
給するオンオフコントローラである。１６はエミッショ
ン回路で、前記ワイヤ２に電流を流して該ワイヤを介し
て前記エミッタ１を加熱する為の加熱電源１７、前記サ
プレッサ３とエミッタ１との間に負電圧（例えば、−３
００Ｖ）を印加するサプレッサ電源１８及び前記エミッ
タ１と大地間に負の高電圧（例えば、−３ＫＶ）を印加
する高電圧電源１９から成る。
ン単結晶針を、その先端半径が大略０．２μｍ〜０．８
μｍになる様に電界研磨され、更に、ＺｒとＯ2 によっ
て表面処理されたものである。２は該エミッタを保持す
るタングステン製のワイヤ、３は前記エミッタを取り囲
む様に配置され、前記エミッタ側面からの熱電子放出を
抑制する為のサプレッサで、共に導電性の止め捩子４
を、非導電性のホルダ５の側面に開けられた捩子穴を介
して前記サプレッサー３の側面を押圧することにより前
記非導電性のホルダ５に保持されている。６は該ホルダ
５を保持しつつ、該ホルダがＸ，Ｙ方向に移動出来るよ
うに設けられたレールである。７は前記エミッタ１に対
向して配置された導電性の放電板（例えば、銅板）であ
る。前記エミッタ１，ワイヤ２，サプレッサ３，止め捩
子４，ホルダ５，レール６及び放電板７は全て真空容器
８中に置かれている。９は該真空容器内を真空排気する
為の排気装置、１０は該真空容器内の真空度を測定する
真空計である。１１は前記放電板７に接続された検出抵
抗である。１２は前記ホルダ５を前記レール６上でＸ，
Ｙ方向に移動させる為の微小移動装置で、例えば圧電素
子と該圧電素子をＸ，Ｙ方向に変形駆動する電源から成
る。１３は前記エミッタ１と放電板７の間に低電圧（例
えば、大略±１Ｖ〜±１０Ｖ程度）を印加する為の低電
圧電源である。１４は前記エミッタ１の先端と前記放電
板７との間で発生した微小放電に基づく放電電流が流れ
る事により前記検出抵抗１１両端から放電電圧を検出す
る為の放電検出装置である。１５は前記放電検出装置で
検出された放電電圧に対応した放電信号により前記微小
移動装置１２と前記低電圧電源１３にオンオフ信号を供
給するオンオフコントローラである。１６はエミッショ
ン回路で、前記ワイヤ２に電流を流して該ワイヤを介し
て前記エミッタ１を加熱する為の加熱電源１７、前記サ
プレッサ３とエミッタ１との間に負電圧（例えば、−３
００Ｖ）を印加するサプレッサ電源１８及び前記エミッ
タ１と大地間に負の高電圧（例えば、−３ＫＶ）を印加
する高電圧電源１９から成る。
【００１０】次に、エミッタを製造する場合を説明す
る。
る。
【００１１】前記ワイヤ２に支持されたエミッタ１は、
前記した様に、その先端半径が大略０．２μｍ〜０．８
μｍ、半頂角θ´が図７に示す様に、大略２０°程度に
成る様に研磨されている。
前記した様に、その先端半径が大略０．２μｍ〜０．８
μｍ、半頂角θ´が図７に示す様に、大略２０°程度に
成る様に研磨されている。
【００１２】先ず、真空容器８内を、真空度が高真空に
なる様に排気装置９により排気する。そして、微小移動
装置１２によりホルダ５を駆動し、エミッタ先端と放電
板７とのギャッブを大略０．５ｍｍ程度にする。この状
態で、エミッション回路１６を作動させる。即ち、サプ
レッサ電源１８，加熱電源１７をオンさせて前記エミッ
タ１を大略１８００Ｋに加熱し、高電圧電源１９をオン
させて前記エミッタ１の先端から熱電界放出電子を放出
させる。尚、前記高電圧電源１９により前記エミッタ１
と大地間に−３．０ＫＶ程度の高電圧を印加すると、前
記エミッタ先端での電界強度は大略１．２×１０7 Ｖ／
ｃｍ程度となる。この状態を維持し、数時間放置する
と、前記図７に示す様に、エミッタ先端で、（１００）
結晶方位が成長し、平行部１Ｈとファセット１Ｆが形成
される（ビルトアップと称す）。
なる様に排気装置９により排気する。そして、微小移動
装置１２によりホルダ５を駆動し、エミッタ先端と放電
板７とのギャッブを大略０．５ｍｍ程度にする。この状
態で、エミッション回路１６を作動させる。即ち、サプ
レッサ電源１８，加熱電源１７をオンさせて前記エミッ
タ１を大略１８００Ｋに加熱し、高電圧電源１９をオン
させて前記エミッタ１の先端から熱電界放出電子を放出
させる。尚、前記高電圧電源１９により前記エミッタ１
と大地間に−３．０ＫＶ程度の高電圧を印加すると、前
記エミッタ先端での電界強度は大略１．２×１０7 Ｖ／
ｃｍ程度となる。この状態を維持し、数時間放置する
と、前記図７に示す様に、エミッタ先端で、（１００）
結晶方位が成長し、平行部１Ｈとファセット１Ｆが形成
される（ビルトアップと称す）。
【００１３】次に、前記エミッション回路１６の作動を
停止させ、低電圧電源１３を作動させ、前記エミッタ１
と放電板７の間に負の低電圧（−１Ｖ〜−１０ＶＫ間の
適宜電圧）を印加する。この状態で、前記微小移動装置
１２によりホルダ５を駆動し、前記エミッタ１を徐々に
前記放電板７に近付け、両者のギャップが大略１．０μ
ｍ以下になると、前記エミッタ１の先端から電界放出電
子が飛出し、前記放電板７に衝突することで、前記放電
板７から該放電板内に含有されていたガスが発生する。
この時、前記ギャップが極めて狭いので、前記エミッタ
先端部ではガスが高密度となり、且つ、前記エミッタ先
端部の電界強度は大略１０7 Ｖ／ｃｍ程度と強電界とな
っているので、前記エミッタ１と放電板７間に放電経路
が形成され、これらの間に微小放電が発生する。この微
小放電の発生により、前記エミッタ１と放電板７との間
に放電電流が流れ、前記エミッタの先端がジュール熱に
より溶解し、図８に示すように、前記エミッタ先端半径
が大略１．０μｍ以上の球状に再結晶する。尚、前記溶
解後のエミッタ先端半径は、微小放電の大きさにより決
定し、前記低電圧電源１３の出力をコントロールするこ
とにより１．０μｍ以上の適宜大きさに形成可能であ
る。そこで、オンオフコントローラ１４は、前記放電検
出装置１４の放電検出信号を監視し、該放電検出信号に
基づいて（所定の放電エネルギーが与えられた時に）、
前記微小移動装置１２と前記低電圧電源１３にオフ信号
を供給し、エミッタの先端を所定の大きさの半径に作成
される様にしている。又、図１０は前記検出抵抗１１の
両端間の電圧の時間的変化を示たもので、微小放電電流
波形と見る事が出来る。この際、該微小放電電流波形を
時間的に細かく等分割してパルス化し、前記放電検出装
置１４の放電検出信号に基づいて放電開始を検出し、前
記オンオフコントローラ１４から前記微小移動装置１２
と前記低電圧電源１３にオン信号とオフ信号を適宜供給
して、微小放電回数をコントロールする様にしても良
い。
停止させ、低電圧電源１３を作動させ、前記エミッタ１
と放電板７の間に負の低電圧（−１Ｖ〜−１０ＶＫ間の
適宜電圧）を印加する。この状態で、前記微小移動装置
１２によりホルダ５を駆動し、前記エミッタ１を徐々に
前記放電板７に近付け、両者のギャップが大略１．０μ
ｍ以下になると、前記エミッタ１の先端から電界放出電
子が飛出し、前記放電板７に衝突することで、前記放電
板７から該放電板内に含有されていたガスが発生する。
この時、前記ギャップが極めて狭いので、前記エミッタ
先端部ではガスが高密度となり、且つ、前記エミッタ先
端部の電界強度は大略１０7 Ｖ／ｃｍ程度と強電界とな
っているので、前記エミッタ１と放電板７間に放電経路
が形成され、これらの間に微小放電が発生する。この微
小放電の発生により、前記エミッタ１と放電板７との間
に放電電流が流れ、前記エミッタの先端がジュール熱に
より溶解し、図８に示すように、前記エミッタ先端半径
が大略１．０μｍ以上の球状に再結晶する。尚、前記溶
解後のエミッタ先端半径は、微小放電の大きさにより決
定し、前記低電圧電源１３の出力をコントロールするこ
とにより１．０μｍ以上の適宜大きさに形成可能であ
る。そこで、オンオフコントローラ１４は、前記放電検
出装置１４の放電検出信号を監視し、該放電検出信号に
基づいて（所定の放電エネルギーが与えられた時に）、
前記微小移動装置１２と前記低電圧電源１３にオフ信号
を供給し、エミッタの先端を所定の大きさの半径に作成
される様にしている。又、図１０は前記検出抵抗１１の
両端間の電圧の時間的変化を示たもので、微小放電電流
波形と見る事が出来る。この際、該微小放電電流波形を
時間的に細かく等分割してパルス化し、前記放電検出装
置１４の放電検出信号に基づいて放電開始を検出し、前
記オンオフコントローラ１４から前記微小移動装置１２
と前記低電圧電源１３にオン信号とオフ信号を適宜供給
して、微小放電回数をコントロールする様にしても良
い。
【００１４】次に、前記低電圧電源１３を切り、前記微
小移動装置１２によりホルダ５を駆動して前記ホルダ５
を移動させ、前記エミッタ１と放電電極間のギャップを
再度元の大略０．５ｍｍ程度に戻す。そして、再度、前
記エミッション回路１６を作動させ、前記エミッタ１の
先端から熱電界放出電子を放出させる。この放出状態を
数時間程度行うと、図９に示す様に、前記エミッタ１の
先端で（１００）結晶方位が成長し、平行部１Ｈ´と大
きい径のファセット１Ｆ´が形成される。
小移動装置１２によりホルダ５を駆動して前記ホルダ５
を移動させ、前記エミッタ１と放電電極間のギャップを
再度元の大略０．５ｍｍ程度に戻す。そして、再度、前
記エミッション回路１６を作動させ、前記エミッタ１の
先端から熱電界放出電子を放出させる。この放出状態を
数時間程度行うと、図９に示す様に、前記エミッタ１の
先端で（１００）結晶方位が成長し、平行部１Ｈ´と大
きい径のファセット１Ｆ´が形成される。
【００１５】尚、前記実施例では、エミッタを高温に加
熱した状態で該エミッタと大地間に高電圧を印加して熱
電界放出電子を放出させているが、エミッタを加熱しな
い状態で該エミッタと大地間に高電圧を印加して電界放
出電子を放出させても良い。但し、前者の方がエミッタ
先端部表面のゴミが取れ易く、又、原子の移動も容易と
なってファセットが出来易い。
熱した状態で該エミッタと大地間に高電圧を印加して熱
電界放出電子を放出させているが、エミッタを加熱しな
い状態で該エミッタと大地間に高電圧を印加して電界放
出電子を放出させても良い。但し、前者の方がエミッタ
先端部表面のゴミが取れ易く、又、原子の移動も容易と
なってファセットが出来易い。
【００１６】又、前記最初のビルトアップにより平行部
とファセットを作成して先端半径が大略一様な部分を作
成するのは、次の工程で微小放電が効率的に行われ、し
かも、放電電流が効率的に流れ、ジュール加熱による熱
を均一に広げる為で、省略しても良い。
とファセットを作成して先端半径が大略一様な部分を作
成するのは、次の工程で微小放電が効率的に行われ、し
かも、放電電流が効率的に流れ、ジュール加熱による熱
を均一に広げる為で、省略しても良い。
【００１７】又、ＺｒとＯ2 による表面処理を電界研磨
の直後に行わず、微小放電に基づいてエミッタ先端半径
を大略１．０μｍ以上の球状に再結晶する工程の直後の
行っても良い。
の直後に行わず、微小放電に基づいてエミッタ先端半径
を大略１．０μｍ以上の球状に再結晶する工程の直後の
行っても良い。
【００１８】又、前記実施例ではホルダ５を移動させる
事によりエミッタ１を放電板７に近付ける様に成した
が、放電板７を移動させる様に成しても良い。
事によりエミッタ１を放電板７に近付ける様に成した
が、放電板７を移動させる様に成しても良い。
【００１９】又、前記実施例ではエミッタ１と放電板７
の間に負の低電圧を印加するように成したが、正の低電
圧を印加する様にしても良い。
の間に負の低電圧を印加するように成したが、正の低電
圧を印加する様にしても良い。
【００２０】更に、前記実施例ではエミッタ１と放電板
７のギャップを徐々に小さくする様に成したが、エミッ
タ１と放電板７のギャップを予め、例えば、大略０．１
μｍに固定しておき、前記エミッタ１と放電板７の間に
印加される低電圧の値を徐々に上げて微小放電を発生さ
れる様に成しても良い。
７のギャップを徐々に小さくする様に成したが、エミッ
タ１と放電板７のギャップを予め、例えば、大略０．１
μｍに固定しておき、前記エミッタ１と放電板７の間に
印加される低電圧の値を徐々に上げて微小放電を発生さ
れる様に成しても良い。
【００２１】
【発明の効果】 本発明では、先端を所定の半径に形成
したエミッタと、該エミッタに対向させて配置した導電
性板との間に電圧を印加し、前記エミッタと導電性板を
相対的に移動させることにより該エミッタと導電性板間
のギャップを徐々に小さくし一定時間放電させた後、該
エミッタ先端から電界放出電子を放出させてエミッタ先
端部の所定結晶方位をビルトアップさせるか、或いは、
先端を所定の半径に形成したエミッタと、該エミッタに
対向させ所定ギャップをおいて配置した導電性板との間
に電圧を印加し、その電圧を徐々に大きくし一定時間放
電させた後、該エミッタ先端から電界放出電子を放出さ
せてエミッタ先端部の所定結晶方位をビルトアップさせ
てエミッタを製造しているので、先端半径が１．０μｍ
以上で、ファセットの大きいエミッタが再現性良く製造
出来る。
したエミッタと、該エミッタに対向させて配置した導電
性板との間に電圧を印加し、前記エミッタと導電性板を
相対的に移動させることにより該エミッタと導電性板間
のギャップを徐々に小さくし一定時間放電させた後、該
エミッタ先端から電界放出電子を放出させてエミッタ先
端部の所定結晶方位をビルトアップさせるか、或いは、
先端を所定の半径に形成したエミッタと、該エミッタに
対向させ所定ギャップをおいて配置した導電性板との間
に電圧を印加し、その電圧を徐々に大きくし一定時間放
電させた後、該エミッタ先端から電界放出電子を放出さ
せてエミッタ先端部の所定結晶方位をビルトアップさせ
てエミッタを製造しているので、先端半径が１．０μｍ
以上で、ファセットの大きいエミッタが再現性良く製造
出来る。
【図１】 図１は本発明のエミッタ製造方法に基づいて
エミッタを製造する為のエミッタ製造装置の一実施例を
示したものである。
エミッタを製造する為のエミッタ製造装置の一実施例を
示したものである。
【図２】 電界強度とエネルギ分布幅の関係を示すもの
である。
である。
【図３】 従来の熱電界放出電子銃のエミッタ先端部の
電位分布の状態を示したものである。
電位分布の状態を示したものである。
【図４】 エミッタ先端半径に対する電界強度の関係を
示したものである。
示したものである。
【図５】 従来の方法によるタングステン単結晶の先端
部半径の時間的変化を示すものである。
部半径の時間的変化を示すものである。
【図６】 従来の方法により作成されたエミッタ先端部
を示すものである。
を示すものである。
【図７】 本願発明の方法により作成されるエミッタ先
端部を示すものである。
端部を示すものである。
【図８】 本願発明の方法により作成されるエミッタ先
端部を示すものである。
端部を示すものである。
【図９】 本願発明の方法により作成されるエミッタ先
端部を示すものである。
端部を示すものである。
【図１０】 放電電圧の時間的変化を表わしたものであ
る。
る。
１ エミッタ ２ ワイヤ ３ サプレッサ ４ 止め捩子 ５ ホルダ ６ レール ７ 放電電極 ８ 真空容器 ９ 排気装置 １０ 真空計 １１ 検出抵抗 １２ 微小移動装置 １３ 低電圧電源 １４ 放電検出装置 １５ オンオフコントローラ １６ エミッション回路 １７ 加熱電源 １８ サプレッサ電源 １９ 高電圧電源
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−73967（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−149355（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−27643（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−161263（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−51725（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 9/02
Claims (2)
- 【請求項１】 先端を所定の半径に形成したエミッタ
と、該エミッタに対向させて配置した導電性板との間に
電圧を印加し、前記エミッタと導電性板を相対的に移動
させることにより該エミッタと導電性板間のギャップを
徐々に小さくし一定時間放電させた後、該エミッタ先端
から電界放出電子を放出させてエミッタ先端部の所定結
晶方位をビルトアップさせたエミッタ製造方法。 - 【請求項２】 先端を所定の半径に形成したエミッタ
と、該エミッタに対向させ所定ギャップをおいて配置し
た導電性板との間に電圧を印加し、その電圧を徐々に大
きくし一定時間放電させた後、該エミッタ先端から電界
放出電子を放出させてエミッタ先端部の所定結晶方位を
ビルトアップさせたエミッタ製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25352493A JP3058785B2 (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | エミッタ製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25352493A JP3058785B2 (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | エミッタ製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07105834A JPH07105834A (ja) | 1995-04-21 |
| JP3058785B2 true JP3058785B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=17252571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25352493A Expired - Fee Related JP3058785B2 (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | エミッタ製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3058785B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006114260A (ja) * | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Japan Atom Energy Res Inst | エミッターの成形方法及びシステム |
| WO2007067296A2 (en) * | 2005-12-02 | 2007-06-14 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
| JP5003142B2 (ja) * | 2006-12-22 | 2012-08-15 | 日本電気株式会社 | 偏光コーディング−位相コーディング間変換装置及びこれを用いた量子通信システム |
| JP4867643B2 (ja) * | 2006-12-26 | 2012-02-01 | 株式会社島津製作所 | ショットキーエミッタの製造方法 |
| JP5617071B2 (ja) * | 2010-01-18 | 2014-11-05 | 国立大学法人東北大学 | 電界電子放出源用部材及びその製造方法 |
| KR102593548B1 (ko) * | 2018-12-05 | 2023-10-25 | 주식회사 히타치하이테크 | 하전 입자원, 하전 입자선 장치 |
-
1993
- 1993-10-12 JP JP25352493A patent/JP3058785B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07105834A (ja) | 1995-04-21 |
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