JP4040531B2 - Diffusion-supplemented electron source and electronic application device - Google Patents

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    • H01J2237/06316Schottky emission

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子顕微鏡や電子線描画装置等の電子線応用装置に用いられる電子源に係り、特に、高輝度で長寿命、高安定で、かつ、製作歩留りの良い拡散補給型電子源及び電子応用装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子線描画装置、走査型電子顕微鏡等の電子線応用装置の電子源として、六硼化ランタン熱電子源やW<310>電界放出電子源が用いられてきた。しかし、近年、これらに代わって、六硼化ランタン熱電子源より高輝度で、W<310>電界放出電子源より取り扱いが容易で、かつ、安定な電子放出が得られる拡散補給型と呼ばれる電子源が使用されてきている。これは、ジルコニウムやチタニウム等の金属および酸素等よりなる補給源を電子源自体に設け、その補給源から熱拡散により針状タングステンW<100>単結晶先端に補給して吸着層を形成させ、単結晶先端の仕事関数を減少させたものである(特開昭59−49065、米国特許番号3814975)。これにより、高輝度で安定な電子放出が得られる。この電子源を使用する場合には、W<100>単結晶先端を1000〜2000Kに加熱した状態で電場を印加する。すると、電子の鏡像ポテンシャルと電場によって生じるポテンシャル障壁よりも高いエネルギーを持つ熱励起された電子や、ポテンシャル障壁を透過する電子が放出される。ところで、上記単結晶先端の表面に吸着させる金属や酸素等の補給源を形成する方法としては、水素化合物粉末を酢酸イソアミルでスラリー状にして塗布し、その後、酸素雰囲気中で高温加熱し、焼結して固める方法(米国特許番号3814975、特開平6−76731)や、酸化物粉末を塗布後に真空中で高温に加熱して焼結させる方法(特開昭59−49065)等がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような拡散補給型電子源においては、電子放出をする針状単結晶先端の表面に吸着させる金属や酸素等の補給源の製作には、補給源粉末の塗布と、真空中での高温加熱による焼結とが必要である。以上に挙げた補給源の製作方法においては、粉末を塗布する際の溶剤としては、一般に酢酸イソアミルが挙げられており、それ以外では、水、またはシンナー等の有機溶剤が使われていた。しかし、これらの溶剤では、通常は、乾燥すると塗布した補給源がもろくなり、高温加熱で焼結する前に剥げ落ちてしまうという問題があった。また、有機溶剤によっては、高温加熱後も完全に蒸発せず、単結晶先端に拡散することで電子の放出を阻害するという問題もあった。
【0004】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、補給源粉末の塗布後に、有機溶剤が乾燥しても上記粉末が剥げ落ちることがなく、かつ、高温で加熱することで短時間に有機溶剤が蒸発し、電子放出を阻害することのない拡散補給型電子源及び電子応用装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明においては、高融点金属よりなるフィラメントの先端部に高融点金属よりなる単結晶線を接合し、このフィラメントと単結晶線との接合部、または少なくともその一方に補給源粉末をニトロセルロースを含有する有機溶剤によりスラリー状にして塗布し、真空中で加熱して上記粉末を焼結して補給源とする。このとき、フィラメント及び単結晶線としては、W、MoまたはReのいずれかの材質を用い、また補給源粉末としては、Ti、Zr、Hf、Y、Th、Sc、Be、Laのうちの少なくとも一種類の金属粉末、またはその化合物粉末を用いる。その典型的な例として、単結晶線として<100>結晶方位のW単結晶線を用い、かつ、塗布する補給源粉末としてはZrの酸化物を用いる。
【0006】
【作用】
この拡散補給型電子源においては、針状単結晶の先端部に仕事関数の低い金属原子を拡散補給するための補給源を製作する場合に、その補給源を形成する金属粉末、またはその酸化物等の補給源粉末を、ニトロセルロースを含有させた有機溶剤によりスラリー状にして塗布するので、有機溶剤の乾燥後も、補給源となる金属粉末やその化合物粉末は、ニトロセルロースによって強力に保持される。そのため、塗布した粉末が、機械的な衝撃により剥げ落ちることがない。さらに、ニトロセルロースは火薬の一種であり、高温になると爆発的に気化する。したがって、補給源粉末を焼結させる際の高温加熱により、有機溶剤に含まれるニトロセルロースの炭素、水素、窒素等はその時に気化するため、粉末焼結後は、それらの不純物は完全に除去される。したがって、有機溶剤に含まれる炭素、水素、窒素等が電子源の単結晶先端部に拡散吸着し、電子放出を阻害するようなことがない。
【0007】
【実施例】
本発明に係る拡散補給型電子源の構造及びその製作法について、以下に実施例に基づいて説明する。ただし、本実施例では、電子源を構成する材料としてはタングステンを、補給源の材料としてはジルコニウムと酸素を使用している。図1に、本発明に係る拡散補給型電子源の構成図を示す。
【0008】
まず、直径0.15mmのタングステン多結晶線をヘアピン型に成型してフィラメント2とし、このフィラメント2の中央先端部の頂点に軸方位<100>のタングステン単結晶線を接合し、先端をNaOH水溶液中で電解研磨して単結晶チップ1を作成する。次に、酢酸イソアミル中にニトロセルロースを10%程度混合した溶剤により仕事関数の低い酸化ジルコニウムの粉末をスラリー状にしたものを、フィラメント2の先端部や単結晶チップ1の中間部、又は単結晶チップ1の付け根に塗布し補給源3とした。ここで4は、フィラメント2がスポット熔接されているステンレス等の端子であり、5はセラミック碍子である。
【0009】
次に、補給源粉末である酸化ジルコニウム粉末を上記の方法により塗布し、大気中で数時間自然乾燥させた後、高真空容器中に図2のごとく配置した。図2は、電子源の製作、評価を行うための装置構成を示したものである。単結晶チップ1、フィラメント2、補給源3等からなる電子源は、単結晶チップ1の先端のみが突出するようにサプレッサ電極20が被せられた状態で、引出電極10に対向して取付けられている。このサプレッサ電極20は、単結晶先端以外の部分から放出される不要の熱電子を抑制するための電極であり、単結晶チップ1およびフィラメント2に対して、負の電位がサプレッサ用電源8により与えられている。引出電極10には、高電圧の引出電源7により、単結晶チップ1よりも正の電位が与えられるようになっている。単結晶チップ1から放出される電子の総電流を計測するための電流計9が、引出電源7に直列に接続され、また、フィラメント2は加熱電源6により通電加熱できるようになっている。引出電極10で引き出された電子ビーム21は、蛍光体を塗布した蛍光板11に照射される。蛍光板11には中心に小孔があり、その下には、電子ビームの電流強度を測定するためのファラデーカップ12が取付けられている。蛍光板11中心の小孔を抜けてきた電子ビーム21はファラデーカップ12に入射し、電流計13により測定される。次に、電子源の立ち上げ、および評価実験手順を示す。
【0010】
まず、加熱電源6によりフィラメント2を通電加熱して、補給源3を焼結させる。この時、温度は、まず、1000K程度まで5分以上かけて上昇させ、それからゆっくりと加熱電流を増加させ、約1800Kまで30分以上かけて上昇させる。これにより、補給源3の焼結は、ほぼ完了する。その後、引出電源7により、引出電極10との間に高電圧を徐々に印加し、電圧2kV程度で固定する。すると、補給源から金属原子が針状の単結晶先端部に拡散し、先端の(100)結晶面に仕事関数の低い吸着面を形成する。これにより電子放出が始まり、電流計9で計測している放出電子の総電流が次第に増加してくる。そして、約1時間以内に蛍光板11に円形の電子放出パターンが現われる。この円形の放出パターンを図3に示す。放出電子ビームの電子流密度は、単結晶チップの先端の曲率半径に応じ、0.05〜1mA/srの範囲の値が得られた。
【0011】
以上の作業により数十本の電子源を製作したが、いずれも、補給源3の焼結後1時間以内で円形の正常な電子放出パターンが得られ、その後、放出電子流は安定していた。これと比較するために、酸化ジルコニウム粉末を他の各種溶剤を用いて塗布したところ、真空容器にセット中に補給源3が剥げ落ちてしまい、電子が放出されない事故や、また、補給源焼結後から電子放出が始まるまでに48時間以上もかかるなどの問題が発生した。
【0012】
以上の結果をまとめた表が、図4である。図4で示した評価項目の強度に関しては、次のようなテストで評価した。すなわち、酸化ジルコニウム補給源を塗布し大気中で数時間放置して乾燥させた電子源を、金属のケースに入れて固定し、5cmの高さからコンクリートの床に落下させ、補給源が剥げ落ちないかを実験した。また、正常な電子放出が得られたと判断する基準として、図3のような、円形の電子放出パターンが得られることとした。以上の結果によると、落下試験により補給源が剥げ落ちないのは、ニトロセルロース+酢酸イソアミル、およびニトロセルロース+酢酸ブチル(以上は通称コロジオン液と呼ばれる)で塗布した場合と、メタクリル酸メチル+アセトンで塗布した場合とであることがわかった。一方、焼結後から正常な電子放出が得られるまでの時間は、コロジオン液の場合が最も短時間であり、メタクリル酸メチル+アセトンでは、48時間以上と非常に時間がかかることが分かった。
【0013】
以上のように、有機溶剤にニトロセルロースを含んだ、いわゆる、コロジオン液と呼ばれるもので酸化ジルコニウム粉末を塗布すると、焼結前の強度が飛躍的に向上し、しかも、焼結後、電子ビームが放出され始めるまでの時間も短くてすむことがわかった。
【0014】
以上の実施例では、酸化ジルコニウムを補給源とした電子源について説明したが、これに限らず、Ti、Zr、Hf、Y、Th、Sc、Be、Laの化合物粉末を塗布した電子源においても、酸化ジルコニウムの場合と同様の強度効果が得られ、また、電子放出も確認できた。
【0015】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る拡散補給型電子源及び電子応用装置においては、補給源粉末をニトロセルロースを含有する有機溶剤によりスラリー状にして塗布することにより、製作過程での機械的衝撃に対して強く、しかも、短時間で製作工程が終了し、歩留りの良い、かつ、安定な電子放出が得られる拡散補給型電子源が実現された。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る拡散補給型電子源の構成図である。
【図2】本発明に係る電子源の製作及び特性評価を行なう装置の構成図である。
【図3】電子源から正常な電子放出が得られた時の蛍光板の発光パターンである。
【図4】各種溶剤を用いて製作された補給源の強度と電子放出までの所要時間とを比較した表である。
【符号の説明】
1…単結晶チップ 2…フィラメント
3…補給源 4…端子
5…セラミック碍子 6…加熱電源
7…引出電源 8…サプレッサ用電源
9…電流計 10…引出電極
11…蛍光板 12…ファラデーカップ
13…電流計 20…サプレッサ電極
21…電子ビーム
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an electron source used in an electron beam application apparatus such as an electron microscope or an electron beam drawing apparatus, and in particular, a diffusion supply electron source and an electron having high brightness, long life, high stability, and good production yield. It relates to applied devices .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a lanthanum hexaboride thermoelectron source or a W <310> field emission electron source has been used as an electron source of an electron beam application apparatus such as an electron beam drawing apparatus or a scanning electron microscope. However, in recent years, instead of these, electrons called so-called diffusion replenishment type, which has higher brightness than lanthanum hexaboride thermionic sources, is easier to handle than W <310> field emission electron sources, and can obtain stable electron emission. Sources have been used. This is because a replenishment source made of a metal such as zirconium or titanium and oxygen is provided in the electron source itself, and the needle-like tungsten W <100> single crystal tip is replenished by thermal diffusion from the replenishment source to form an adsorption layer. The work function at the tip of the single crystal is reduced (Japanese Patent Laid-Open No. 59-49065, US Pat. No. 3,814,975). As a result, high-luminance and stable electron emission can be obtained. When this electron source is used, an electric field is applied with the W <100> single crystal tip heated to 1000-2000K. Then, thermally excited electrons having higher energy than the potential barrier generated by the mirror image potential of the electrons and the electric field, and electrons passing through the potential barrier are emitted. By the way, as a method for forming a replenishment source of metal or oxygen to be adsorbed on the surface of the single crystal, a hydrogen compound powder is applied in a slurry form with isoamyl acetate, and then heated at a high temperature in an oxygen atmosphere to be baked. There are a method of consolidating and hardening (US Pat. No. 3,814,975, JP-A-6-76731), a method of heating an oxide powder at a high temperature in a vacuum after coating (JP-A-59-49065), and the like.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a diffusion replenishment type electron source, for the production of a replenishment source such as metal or oxygen adsorbed on the surface of the needle-like single crystal that emits electrons, application of replenishment source powder and in vacuum Sintering by high temperature heating is necessary. In the above-described replenishment source manufacturing method, isoamyl acetate is generally used as a solvent for applying powder, and water or organic solvents such as thinner are used in other cases. However, these solvents usually have a problem that, when dried, the applied replenishment source becomes brittle and peels off before sintering by high temperature heating. In addition, some organic solvents do not completely evaporate even after high-temperature heating, and there is a problem that the emission of electrons is inhibited by diffusing to the tip of the single crystal.
[0004]
The present invention has been made to solve such a problem, and after application of the replenishment source powder, even if the organic solvent is dried, the powder does not peel off, and is heated by heating at a high temperature. An object of the present invention is to provide a diffusion replenishment type electron source and an electronic application device in which the organic solvent evaporates over time and does not hinder electron emission.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, in the present invention, a single crystal wire made of a refractory metal is joined to a tip portion of a filament made of a refractory metal, and at least one of the joined portion of the filament and the single crystal wire. The replenishment source powder is applied in the form of a slurry with an organic solvent containing nitrocellulose, and heated in vacuum to sinter the powder to obtain a replenishment source. At this time, as the filament and the single crystal line, any material of W, Mo or Re is used, and as the replenishment source powder, at least one of Ti, Zr, Hf, Y, Th, Sc, Be and La is used. One kind of metal powder or compound powder thereof is used. As a typical example, a W single crystal line having a <100> crystal orientation is used as a single crystal line, and an oxide of Zr is used as a supply powder to be applied.
[0006]
[Action]
In this diffusion replenishment type electron source, when a replenishment source for replenishing replenishment of a metal atom having a low work function is produced at the tip of a needle-like single crystal, the metal powder that forms the replenishment source, or its oxide As a replenishment source powder is applied in a slurry form with an organic solvent containing nitrocellulose, the metal powder and its compound powder as a replenishment source are strongly retained by nitrocellulose even after the organic solvent is dried. The Therefore, the applied powder does not peel off due to mechanical impact. Furthermore, nitrocellulose is a type of explosive that vaporizes explosively at high temperatures. Therefore, carbon, hydrogen, nitrogen, etc. of nitrocellulose contained in the organic solvent are vaporized at that time by high-temperature heating when sintering the replenishment source powder, so those impurities are completely removed after powder sintering. The Therefore, carbon, hydrogen, nitrogen, etc. contained in the organic solvent are diffused and adsorbed on the tip of the single crystal of the electron source, and electron emission is not inhibited.
[0007]
【Example】
The structure of the diffusion supply type electron source according to the present invention and the manufacturing method thereof will be described below based on examples. However, in this embodiment, tungsten is used as the material constituting the electron source, and zirconium and oxygen are used as the replenishment source material. FIG. 1 shows a configuration diagram of a diffusion supply electron source according to the present invention.
[0008]
First, a tungsten polycrystal wire having a diameter of 0.15 mm is formed into a hairpin shape to form a filament 2, a tungsten single crystal wire having an axial orientation <100> is joined to the apex of the central tip portion of the filament 2, and the tip is a NaOH aqueous solution. The single crystal chip 1 is produced by electrolytic polishing in the medium. Next, a slurry of zirconium oxide powder having a low work function mixed with isoamyl acetate in a solvent containing about 10% nitrocellulose is used as a slurry, and the tip of the filament 2, the intermediate portion of the single crystal chip 1, or the single crystal The replenishment source 3 was applied to the base of the chip 1. Here, 4 is a terminal such as stainless steel on which the filament 2 is spot welded, and 5 is a ceramic insulator.
[0009]
Next, zirconium oxide powder, which is a replenishment source powder, was applied by the above-described method, dried naturally in the atmosphere for several hours, and then placed in a high vacuum container as shown in FIG. FIG. 2 shows an apparatus configuration for manufacturing and evaluating an electron source. The electron source including the single crystal chip 1, the filament 2, the replenishment source 3, and the like is attached facing the extraction electrode 10 with the suppressor electrode 20 covered so that only the tip of the single crystal chip 1 protrudes. Yes. The suppressor electrode 20 is an electrode for suppressing unnecessary thermoelectrons emitted from portions other than the tip of the single crystal, and a negative potential is applied to the single crystal chip 1 and the filament 2 by the suppressor power supply 8. It has been. A higher potential than the single crystal chip 1 is applied to the extraction electrode 10 by a high voltage extraction power source 7. An ammeter 9 for measuring the total current of electrons emitted from the single crystal chip 1 is connected in series to an extraction power supply 7, and the filament 2 can be energized and heated by a heating power supply 6. The electron beam 21 extracted by the extraction electrode 10 is applied to the fluorescent plate 11 coated with a phosphor. The fluorescent plate 11 has a small hole in the center, and a Faraday cup 12 for measuring the current intensity of the electron beam is attached below the small hole. The electron beam 21 that has passed through the small hole at the center of the fluorescent plate 11 enters the Faraday cup 12 and is measured by the ammeter 13. Next, the start-up of the electron source and the evaluation experiment procedure are shown.
[0010]
First, the filament 2 is energized and heated by the heating power source 6 to sinter the replenishment source 3. At this time, the temperature is first raised to about 1000K over 5 minutes, and then the heating current is slowly increased to about 1800K over 30 minutes. Thereby, sintering of the replenishment source 3 is almost completed. Thereafter, a high voltage is gradually applied to the extraction electrode 10 by the extraction power source 7 and fixed at a voltage of about 2 kV. Then, metal atoms diffuse from the replenishment source to the needle-like single crystal tip, and an adsorption surface with a low work function is formed on the (100) crystal face at the tip. As a result, electron emission starts, and the total current of the emitted electrons measured by the ammeter 9 gradually increases. Then, a circular electron emission pattern appears on the fluorescent screen 11 within about 1 hour. This circular discharge pattern is shown in FIG. The electron flow density of the emitted electron beam has a value in the range of 0.05 to 1 mA / sr depending on the radius of curvature of the tip of the single crystal chip.
[0011]
Dozens of electron sources were manufactured by the above operation, but in each case, a normal circular electron emission pattern was obtained within one hour after the replenishment source 3 was sintered, and then the emission electron flow was stable. . For comparison, when zirconium oxide powder was applied using other various solvents, the replenishment source 3 peeled off during setting in the vacuum vessel, and no electrons were emitted. There was a problem that it took more than 48 hours for the electron emission to start later.
[0012]
FIG. 4 is a table summarizing the above results. The strength of the evaluation items shown in FIG. 4 was evaluated by the following test. In other words, an electron source coated with zirconium oxide replenishment source and left to dry in the atmosphere for several hours is put in a metal case and fixed, dropped from a height of 5 cm onto a concrete floor, and the replenishment source peels off. I experimented. Further, as a reference for determining that normal electron emission was obtained, a circular electron emission pattern as shown in FIG. 3 was obtained. According to the above results, the replenishment source does not peel off by the drop test when applied with nitrocellulose + isoamyl acetate and nitrocellulose + butyl acetate (the above is commonly referred to as collodion liquid), methyl methacrylate + acetone It was found that this was the case when the coating was applied. On the other hand, it was found that the time from the sintering until normal electron emission was obtained was the shortest in the case of the collodion liquid, and it took a very long time of 48 hours or more in the case of methyl methacrylate + acetone.
[0013]
As described above, when zirconium oxide powder is applied with a so-called collodion solution containing nitrocellulose in an organic solvent, the strength before sintering is dramatically improved. It has been found that the time until the release starts can be shortened.
[0014]
In the above embodiments, the electron source using zirconium oxide as the supply source has been described. However, the present invention is not limited to this, and an electron source coated with a compound powder of Ti, Zr, Hf, Y, Th, Sc, Be, La can also be used. The same strength effect as in the case of zirconium oxide was obtained, and electron emission was also confirmed.
[0015]
【The invention's effect】
As described above, in the diffusion replenishment type electron source and the electronic application apparatus according to the present invention, the replenishment source powder is applied in the form of a slurry with an organic solvent containing nitrocellulose, thereby applying mechanical shock during the manufacturing process. In addition, a diffusion replenishing type electron source capable of producing a stable electron emission with a high yield and a stable yield was realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a diffusion supply electron source according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of an apparatus for manufacturing and characterization of an electron source according to the present invention.
FIG. 3 is a light emission pattern of a fluorescent screen when normal electron emission is obtained from an electron source.
FIG. 4 is a table comparing the strength of a replenishment source manufactured using various solvents and the time required for electron emission.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Single crystal chip 2 ... Filament 3 ... Supply source 4 ... Terminal 5 ... Ceramic insulator 6 ... Heating power supply 7 ... Extraction power supply 8 ... Suppressor power supply 9 ... Ammeter 10 ... Extraction electrode 11 ... Phosphor plate 12 ... Faraday cup 13 ... Current Total 20 ... suppressor electrode 21 ... electron beam

Claims (6)

高融点金属よりなるフィラメントと、当該フィラメントの先端部に接合され電子を放射する先端部が形成された、高融点金属よりなる単結晶チップと、上記フィラメントと上記単結晶チップとの接合部、上記フィラメントの先端部または上記単結晶チップの中間部もしくは付け根に形成された補給源とを有し、
該補給源は、ニトロセルロースに酢酸ブチルまたは酢酸イソアミルを添加した有機溶剤によりスラリー状にされた補給源材料が、前記単結晶チップが接合されたフィラメントの前記補給源形成部に対して塗布された後、真空中で加熱して焼結されることにより形成されたことを特徴とする拡散補給型電子源。
A filament made of a refractory metal, a single crystal chip made of a refractory metal formed with a tip that emits electrons bonded to the tip of the filament, a joint between the filament and the single crystal chip , A replenishment source formed at the tip of the filament or at the middle or root of the single crystal chip ,
The replenishment source was prepared by applying a replenishment source material slurried with an organic solvent obtained by adding butyl acetate or isoamyl acetate to nitrocellulose to the replenishment source forming portion of the filament to which the single crystal chip was bonded . after the diffusion supply type electron source, characterized in that it is formed by Rukoto sintered by heating in vacuum.
請求項1に記載の拡散補給型電子源において、
前記フィラメントおよび単結晶チップとして、W、Mo、またはReのいずれかを含む金属を用いたことを特徴とする拡散補給型電子源。
The diffusion supply electron source according to claim 1,
A diffusion-supplemented electron source using a metal containing any one of W, Mo, or Re as the filament and the single crystal chip .
請求項1に記載の拡散補給型電子源において、
前記補給源材料は、Ti、Zr、Hf、Y、Th、Sc、Be、Laを含む群から選ばれる少なくとも一種類の金属の酸化物であることを特徴とする拡散補給型電子源。
The diffusion supply electron source according to claim 1,
The diffusion replenishment type electron source, wherein the replenishment source material is an oxide of at least one kind of metal selected from the group including Ti, Zr, Hf, Y, Th, Sc, Be, and La.
請求項1から3のいずれか1項に記載の拡散補給型電子源において、
前記単結晶チップは、W<100>方位の単結晶を含有することを特徴とする拡散補給型電子源。
The diffusion supply type electron source according to any one of claims 1 to 3,
The single crystal chip includes a single crystal having a W <100> orientation.
請求項1から4のいずれか1項に記載の拡散補給型電子源を用いたことを特徴とする電子応用装置。  An electronic application apparatus using the diffusion supply type electron source according to any one of claims 1 to 4. W、Mo、またはReを含む金属よりなるフィラメントと、当該フィラメントの先端部に接合され、電子を放射する先端部が形成された、W、Mo、またはReを含む金属よりなる単結晶チップと、上記フィラメントと上記単結晶チップとの接合部、上記フィラメントの先端部または上記単結晶チップの中間部もしくは付け根に形成された補給源とを有し、A filament made of a metal containing W, Mo, or Re, and a single crystal chip made of a metal containing W, Mo, or Re, which is bonded to the tip of the filament and formed with a tip that emits electrons, Having a replenishment source formed at the junction between the filament and the single crystal chip, the tip of the filament or the middle or root of the single crystal chip,
該補給源は、Ti、Zr、Hf、Y、Th、Sc、Be、Laのうちの少なくとも一種類の金属の酸化物を含む補給原材料を、ニトロセルロースを含有する有機溶剤によりスラリー状にして塗布された後、  The replenishment source is made by applying a replenishment raw material containing an oxide of at least one metal of Ti, Zr, Hf, Y, Th, Sc, Be, and La in an organic solvent containing nitrocellulose. After being
真空中で上記フィラメントに加熱電流を流すことにより、温度を1000K程度まで5分以上かけて上昇させ、その後徐々に加熱電流を増加させ、約1800Kまで30分以上かけて上昇させて加熱して、前記スラリーを焼結することにより形成されたことを特徴とする拡散補給型電子源。  By flowing a heating current through the filament in a vacuum, the temperature is increased to about 1000K over 5 minutes, and then the heating current is gradually increased and heated to about 1800K over 30 minutes, A diffusion-supplemented electron source formed by sintering the slurry.
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