JPH04192242A - 熱陰極 - Google Patents
熱陰極Info
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- JPH04192242A JPH04192242A JP2324101A JP32410190A JPH04192242A JP H04192242 A JPH04192242 A JP H04192242A JP 2324101 A JP2324101 A JP 2324101A JP 32410190 A JP32410190 A JP 32410190A JP H04192242 A JPH04192242 A JP H04192242A
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Landscapes
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- Solid Thermionic Cathode (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、Ｘ線を利用する装置のＸ線発生用熱陰極及び
イオン注入機などの中和用電子源の熱陰極など均一の帯
状の電子流を必要とする装置に用いられる熱陰極に関す
るものである。
イオン注入機などの中和用電子源の熱陰極など均一の帯
状の電子流を必要とする装置に用いられる熱陰極に関す
るものである。
（従来技術）
Ｘ線は真空中で高速電子流を銅、モリブデンなどの金属
ターゲットに衝突させることによって発生させる。電子
源は高温の金属から放射される熱電子か利用され、通常
タングステン・フィラメントをコイル状に加工した熱陰
極か用いられている。
ターゲットに衝突させることによって発生させる。電子
源は高温の金属から放射される熱電子か利用され、通常
タングステン・フィラメントをコイル状に加工した熱陰
極か用いられている。
（文献二日本電子機械工業会編、電波新聞社１９８０年
発行［総合電子部品ハンドブック」１１７〜１２４頁） また、超ＬＳＩの製造プロセスにおける不純物注入工程
においてはイオンビームを利用した技術か一般化しつつ
ある。この注入工程では不純物をイオン化し加速してウ
ェハーに注入する。この時ウェハーに注入されたイオン
によってウェハーかチャージアップするのを防止するた
めに同時に中和用として電子流も照射される。
発行［総合電子部品ハンドブック」１１７〜１２４頁） また、超ＬＳＩの製造プロセスにおける不純物注入工程
においてはイオンビームを利用した技術か一般化しつつ
ある。この注入工程では不純物をイオン化し加速してウ
ェハーに注入する。この時ウェハーに注入されたイオン
によってウェハーかチャージアップするのを防止するた
めに同時に中和用として電子流も照射される。
その電子源にタングステン・フィラメントを帯状に加工
した熱陰極か用いられている。
した熱陰極か用いられている。
（発明が解決しようとする課題）
しかし、従来の熱陰極は必要な量の熱電子を放射させる
ためにタングステン・フィラメントの温度を高くしなけ
ればならず、タングステン・フィラメントの消耗が激し
くその寿命か短かいという問題かあった。
ためにタングステン・フィラメントの温度を高くしなけ
ればならず、タングステン・フィラメントの消耗が激し
くその寿命か短かいという問題かあった。
そのため、仕事関数か小さく低い温度で熱電子を放射て
きる六ホウ化ランタンを熱陰極として用いることか考え
られた（特開平２−２０４９５２）。
きる六ホウ化ランタンを熱陰極として用いることか考え
られた（特開平２−２０４９５２）。
しかしなから、六ホウ化ランタンはせい性材料であるた
めに取り扱いが難かしく、熱膨張、熱収縮に対しては弱
いという欠点かあった。従って、熱膨張、熱収縮に対し
て強い構造とするため必要とする熱電子放出面形状部分
か熱歪を吸収てきるよう曲線部分の集合体で形成せざる
を得す均一な帯状（長方形）の電子流か得られないとい
う問題かあった。
めに取り扱いが難かしく、熱膨張、熱収縮に対しては弱
いという欠点かあった。従って、熱膨張、熱収縮に対し
て強い構造とするため必要とする熱電子放出面形状部分
か熱歪を吸収てきるよう曲線部分の集合体で形成せざる
を得す均一な帯状（長方形）の電子流か得られないとい
う問題かあった。
本発明は上記の問題を解決し、電子源の消耗か少なくま
た、熱膨張、熱収縮に対しても強い構造でかつ均一の帯
状の電子流を発生できる熱陰極を提供することを目的と
する。
た、熱膨張、熱収縮に対しても強い構造でかつ均一の帯
状の電子流を発生できる熱陰極を提供することを目的と
する。
（課題を解決するための手段）
すなわち、本発明は以下を要旨とするものである。
電子源かホウ化ランタンで構成されている熱陰極におい
て、該熱陰極か単独又は複数の直線部からなる熱電子放
出面と熱歪を吸収する部分から構成されてなることを特
徴とする熱陰極。
て、該熱陰極か単独又は複数の直線部からなる熱電子放
出面と熱歪を吸収する部分から構成されてなることを特
徴とする熱陰極。
以下、さらに本発明について詳しく説明する。
六ホウ化ランタンは焼結体か用いられる。この焼結体は
純度９９．５％以上の六ホウ化ランタン原料粉を用いて
、ホットプレス焼結、常圧焼結によって製造できるか、
純度９９．８％以上の六ホウ化ランタン原料粉を用いて
ホットプレス成形により得られた焼結体は熱電子放出性
、耐熱衝撃性にすぐれ、その寿命は特に良好である。
純度９９．５％以上の六ホウ化ランタン原料粉を用いて
、ホットプレス焼結、常圧焼結によって製造できるか、
純度９９．８％以上の六ホウ化ランタン原料粉を用いて
ホットプレス成形により得られた焼結体は熱電子放出性
、耐熱衝撃性にすぐれ、その寿命は特に良好である。
本発明の熱陰極は陰極の先端面に位置する熱電子放出部
と熱歪吸収部から構成されている。熱電子は六ホウ化ラ
ンタンからなる陰極全体から放出されるか、以下、先端
面に位置し使用目的のために効率的に熱電子か放出され
る部分を熱電子放出部という。この熱電子放出部は前述
したＬＳＩ製造用イオンビームの中和用等の用途に必要
な熱電子量や必要な形状の電子流を得るために、適した
単独又は複数の、直線部からなっている。単独というの
は例えば第１図に示すように熱電子放出部１が単独の直
線部からなっていて、その直線部の中間に熱歪を吸収す
るための蛇行部を含まないような形状のものを意味する
。これに対し、複数というのは第２図に示すように直線
部ｌの途中に蛇行部２を含むような場合を意味する。直
線部とは必ずしも完全な直線を意味するものではなく、
多少アーチ状でもよい。
と熱歪吸収部から構成されている。熱電子は六ホウ化ラ
ンタンからなる陰極全体から放出されるか、以下、先端
面に位置し使用目的のために効率的に熱電子か放出され
る部分を熱電子放出部という。この熱電子放出部は前述
したＬＳＩ製造用イオンビームの中和用等の用途に必要
な熱電子量や必要な形状の電子流を得るために、適した
単独又は複数の、直線部からなっている。単独というの
は例えば第１図に示すように熱電子放出部１が単独の直
線部からなっていて、その直線部の中間に熱歪を吸収す
るための蛇行部を含まないような形状のものを意味する
。これに対し、複数というのは第２図に示すように直線
部ｌの途中に蛇行部２を含むような場合を意味する。直
線部とは必ずしも完全な直線を意味するものではなく、
多少アーチ状でもよい。
その電子放出部は放出面か平坦面であることか好ましい
。従って、直線部の断面形状は正方形又は長方形か好ま
しいか、へ角形、楕円形のような形状であってもよく、
帯状の熱電子を放射てきればこれらの形状に限定される
ものではない。
。従って、直線部の断面形状は正方形又は長方形か好ま
しいか、へ角形、楕円形のような形状であってもよく、
帯状の熱電子を放射てきればこれらの形状に限定される
ものではない。
本発明において重要な構成をなす熱歪を吸収する部分と
は熱電子放出部をはじめ熱陰極に生じる熱歪を吸収し、
陰極を構成している六ホウ化ランタン焼結体が破損する
のを防ぐ働きをするので、使用方法に応じて、種々の形
状をとることができる。
は熱電子放出部をはじめ熱陰極に生じる熱歪を吸収し、
陰極を構成している六ホウ化ランタン焼結体が破損する
のを防ぐ働きをするので、使用方法に応じて、種々の形
状をとることができる。
たとえば、熱電子放出部から導通のための金属端子まで
の距離か１０ｍｍ以下の場合は六ホウ化ランタンフィラ
メントの形状は第１図に示すとおり、熱電子放出部１で
ある直線部の両端に平行して熱歪吸収部である蛇行部２
を設けた形状にしたものか適している。又熱電子放出部
か２０［［Ｌｌｎ以上の場合には第２図に示すとおり、
熱電子放出部１を複数の直線部に分け、その直線部の間
に垂直方向に熱歪吸収部である蛇行部分２を設けた六ホ
ウ化ランタンフィラメント形状にすることによって、よ
り熱膨張、熱収縮に対して強くなり、ヒートサイクル（
熱膨張、熱収縮のくり返しサイクル）か多い場合、ある
いは激しい場合に適している。
の距離か１０ｍｍ以下の場合は六ホウ化ランタンフィラ
メントの形状は第１図に示すとおり、熱電子放出部１で
ある直線部の両端に平行して熱歪吸収部である蛇行部２
を設けた形状にしたものか適している。又熱電子放出部
か２０［［Ｌｌｎ以上の場合には第２図に示すとおり、
熱電子放出部１を複数の直線部に分け、その直線部の間
に垂直方向に熱歪吸収部である蛇行部分２を設けた六ホ
ウ化ランタンフィラメント形状にすることによって、よ
り熱膨張、熱収縮に対して強くなり、ヒートサイクル（
熱膨張、熱収縮のくり返しサイクル）か多い場合、ある
いは激しい場合に適している。
また熱電子放出部の長さが短い場合にはその途中に垂直
方向に蛇行部分を設けても設けなくてもどちらでもよい
か第５図に示すように六ホウ化ランタンフィラメント形
状は熱電子放出部ｌの両端に垂直方向に蛇行部２を設け
た形状か適している。
方向に蛇行部分を設けても設けなくてもどちらでもよい
か第５図に示すように六ホウ化ランタンフィラメント形
状は熱電子放出部ｌの両端に垂直方向に蛇行部２を設け
た形状か適している。
熱電子放出部は蛇行していると電子流の均一性か悪（な
るのて、できるだけ直線部分か多い方か望ましい。
るのて、できるだけ直線部分か多い方か望ましい。
（実施例１）
第２図は、焼結体の六ホウ化ランタンを電子源とし、装
置に簡単に取り付は可能なように組立てた熱陰極である
。六ホウ化ランタンフィラメントは六ホウ化ランタンの
焼結体の厚さ１．５−の板をワイヤーカット放電加工法
により切断し、熱電子放出部ｌと熱歪吸収部（蛇行部）
２を形成したものである。六ホウ化ランタンフィラメン
トｌの脚の部分を金属電極３Ａ、 ３Ｂにネジ４Ａ、
４Ｂを用いて固定した。なお、あらかじめ金属電極３Ａ
と３Ｂは碍子６に金属棒５Ａ、５Ｂを用いて固定してお
いた。
置に簡単に取り付は可能なように組立てた熱陰極である
。六ホウ化ランタンフィラメントは六ホウ化ランタンの
焼結体の厚さ１．５−の板をワイヤーカット放電加工法
により切断し、熱電子放出部ｌと熱歪吸収部（蛇行部）
２を形成したものである。六ホウ化ランタンフィラメン
トｌの脚の部分を金属電極３Ａ、 ３Ｂにネジ４Ａ、
４Ｂを用いて固定した。なお、あらかじめ金属電極３Ａ
と３Ｂは碍子６に金属棒５Ａ、５Ｂを用いて固定してお
いた。
この熱陰極を第４図に示す通りイオン注入装置の中和用
電子源装置に熱電子放出部の直線部分かターゲット７に
向かうように装着した。
電子源装置に熱電子放出部の直線部分かターゲット７に
向かうように装着した。
この中和用電子源装置を排気口８から５Ｘ１０−７Ｔｏ
ｒｒに排気後、上記六ホウ化ランタンフィラメントに電
流３２Ａ Ｓ電圧２．１■を入力し、温度１４５０°Ｃ
に加熱した。熱電子放出部ｌ （面積２６ｍｍ ｘ １
．５ ｍｍ ）から電子流９を３００ｍＡ引き出し、タ
ーゲット７に照射し、２次電子流１０（約１００ｍＡ）
を発生させ、その２次電子流１０をイオンビーム１１と
同時に試料１２に照射し、チャージアップを防止した。
ｒｒに排気後、上記六ホウ化ランタンフィラメントに電
流３２Ａ Ｓ電圧２．１■を入力し、温度１４５０°Ｃ
に加熱した。熱電子放出部ｌ （面積２６ｍｍ ｘ １
．５ ｍｍ ）から電子流９を３００ｍＡ引き出し、タ
ーゲット７に照射し、２次電子流１０（約１００ｍＡ）
を発生させ、その２次電子流１０をイオンビーム１１と
同時に試料１２に照射し、チャージアップを防止した。
この熱陰極は３０００時間使用可能であった。また、電
源の０Ｎ−ＯＦＦを４００回以上くり返してもフィラメ
ントは断線することはなかった。
源の０Ｎ−ＯＦＦを４００回以上くり返してもフィラメ
ントは断線することはなかった。
（実施例２）
六ホウ化ランタンの焼結体の厚さ１．０ｍｍの板をワイ
ヤーカット放電加工法により切断して断面１、０ｍｍ
Ｘ ０．９ｍｍになるようにした。この六ホウ化ランタ
ンフィラメントを第５図（平面図）及び第６図（正面図
）に示すように組立てた。第６図において六ホウ化ラン
タンフィラメントの脚の部分を金属電極１３Ａ、１３Ｂ
にネジ４Ａ、４Ｂを用いて固定した。なお、あらかじめ
金属電極１３Ａと１３Ｂは碍子６にネジ１４Ａ、 １４
Ｂを用いて固定しておいた。
ヤーカット放電加工法により切断して断面１、０ｍｍ
Ｘ ０．９ｍｍになるようにした。この六ホウ化ランタ
ンフィラメントを第５図（平面図）及び第６図（正面図
）に示すように組立てた。第６図において六ホウ化ラン
タンフィラメントの脚の部分を金属電極１３Ａ、１３Ｂ
にネジ４Ａ、４Ｂを用いて固定した。なお、あらかじめ
金属電極１３Ａと１３Ｂは碍子６にネジ１４Ａ、 １４
Ｂを用いて固定しておいた。
この熱陰極を第７図に示すように六ホウ化ランタンフィ
ラメントの熱電子放出部１をＸ線管のターゲット１５に
向けてＸ線管に固定した。
ラメントの熱電子放出部１をＸ線管のターゲット１５に
向けてＸ線管に固定した。
Ｘ線管を排気口８からｌ ｘ １Ｏ−７Ｔｏｒｒに排気
後、上記熱陰極に電流２４Ａ１電圧３．１ｖを入力し、
１５５０°Ｃに加熱し、熱電子放出部ｌから電子流９を
４５０ｍＡ引出しウェネルト電極１６で電子流を集束さ
せてターゲット１５に照射し、Ｘ線流１７を発生させた
。
後、上記熱陰極に電流２４Ａ１電圧３．１ｖを入力し、
１５５０°Ｃに加熱し、熱電子放出部ｌから電子流９を
４５０ｍＡ引出しウェネルト電極１６で電子流を集束さ
せてターゲット１５に照射し、Ｘ線流１７を発生させた
。
この熱陰極は２５００時間使用可能であった。Ｘ線管の
使用中、電子流９の均一性は良く、六ホウ化ランタンの
蒸発は極めて少なく電源の０Ｎ−ＯＦＦを３００回以上
くり返してもフィラメントは断線することはなかった。
使用中、電子流９の均一性は良く、六ホウ化ランタンの
蒸発は極めて少なく電源の０Ｎ−ＯＦＦを３００回以上
くり返してもフィラメントは断線することはなかった。
（発明の効果）
以上説明したようにこの発明は、熱陰極に六ホウ化ラン
タンを利用することにより、熱陰極の長寿命化が達成で
き、しかも必要とする電子流を熱電子放出部を直線にす
ることによってより均一性のよい帯状の電子流を形成す
ることかてき、また熱電子放出部と熱歪を吸収する蛇行
部から構成した構造にすることて熱膨張、熱収縮に対し
ても強くなり、均一性のよい帯状の電子流を必要とする
電子源に適したものとなる。
タンを利用することにより、熱陰極の長寿命化が達成で
き、しかも必要とする電子流を熱電子放出部を直線にす
ることによってより均一性のよい帯状の電子流を形成す
ることかてき、また熱電子放出部と熱歪を吸収する蛇行
部から構成した構造にすることて熱膨張、熱収縮に対し
ても強くなり、均一性のよい帯状の電子流を必要とする
電子源に適したものとなる。
第１図、第２図、第３図は本発明の実施例を示す。第１
図、第２図は正面図、第３図は第２図で示すものの平面
図である。第４図はイオン注入装置の中和用電子源の略
図であり、本発明の熱陰極の使用方法を示すものである
。第５図、第６図はそれぞれ本発明の別の実施例の平面
図と正面図である。第７図はＸ線管の略図であり、本発
明の熱陰極の使用方法を示すものである。 ｌ−六ホウ化ランタン熱電子放出部 ２−六ホウ化ランタン熱歪吸収部（蛇行部）３Ａ、３Ｂ
−一金属電極 ４Ａ、 ４Ｂ −ネジ５Ａ、５
Ｂ−金属棒 ６ 碍子７−ターゲット
８．排気口 ９ 電子流 １０−２次電子流１１ イ
オンビーム １２−試料１３Ａ、 １３Ｂ −
金属電極 １４Ａ、 １４Ｂ ネジ１５−ターゲ
ット １６ ウェネルト電極１７−Ｘ線流 特許出願人 電気化学工業株式会社 第１図 〜／１ 第２図 第３図
図、第２図は正面図、第３図は第２図で示すものの平面
図である。第４図はイオン注入装置の中和用電子源の略
図であり、本発明の熱陰極の使用方法を示すものである
。第５図、第６図はそれぞれ本発明の別の実施例の平面
図と正面図である。第７図はＸ線管の略図であり、本発
明の熱陰極の使用方法を示すものである。 ｌ−六ホウ化ランタン熱電子放出部 ２−六ホウ化ランタン熱歪吸収部（蛇行部）３Ａ、３Ｂ
−一金属電極 ４Ａ、 ４Ｂ −ネジ５Ａ、５
Ｂ−金属棒 ６ 碍子７−ターゲット
８．排気口 ９ 電子流 １０−２次電子流１１ イ
オンビーム １２−試料１３Ａ、 １３Ｂ −
金属電極 １４Ａ、 １４Ｂ ネジ１５−ターゲ
ット １６ ウェネルト電極１７−Ｘ線流 特許出願人 電気化学工業株式会社 第１図 〜／１ 第２図 第３図
Claims (1)
- 電子源が六ホウ化ランタンで構成されている熱陰極にお
いて、該熱陰極が単独又は複数の直線部からなる熱電子
放出部と熱歪を吸収する部分から構成されてなることを
特徴とする熱陰極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2324101A JPH04192242A (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 熱陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2324101A JPH04192242A (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 熱陰極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04192242A true JPH04192242A (ja) | 1992-07-10 |
Family
ID=18162174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2324101A Pending JPH04192242A (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 熱陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04192242A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011043353A1 (ja) * | 2009-10-08 | 2011-04-14 | 株式会社 アルバック | 電子銃用フィラメント及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-11-27 JP JP2324101A patent/JPH04192242A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011043353A1 (ja) * | 2009-10-08 | 2011-04-14 | 株式会社 アルバック | 電子銃用フィラメント及びその製造方法 |
| CN102576635A (zh) * | 2009-10-08 | 2012-07-11 | 株式会社爱发科 | 电子枪用灯丝及其制造方法 |
| JP5236814B2 (ja) * | 2009-10-08 | 2013-07-17 | 株式会社アルバック | 電子銃用フィラメント及びその製造方法 |
| KR101372915B1 (ko) * | 2009-10-08 | 2014-03-11 | 가부시키가이샤 알박 | 전자총용 필라멘트 및 이의 제조 방법 |
| TWI459434B (zh) * | 2009-10-08 | 2014-11-01 | Ulvac Inc | 電子槍用的燈絲及其製造方法 |
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