JPH0574900B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子銃のフイラメントの改良に関する
ものである。

（従来の技術） 周知のように、電子銃は真空中で半導体薄膜等
を形成あるいは処理する装置に広く使用されてい
る。例えば、真空蒸着装置における電子銃は、高
電圧を用いて発生させた電子を加速し、この加速
した電子をターゲツトへ照射し、ターゲツトから
の蒸発物質を基板上に蒸着させるものである。

第３図には真空蒸着装置に使用される従来の電
子銃の要部構成が示されている。

図において、電子銃はウエーネルト電極１と、
該ウエーネルト電極１の中心孔２内に配置された
フイラメント３と、該フイラメント３およびウエ
ーネルト電極１に対し間隙４を介して対向配置さ
れたアノード５とを有して構成されている。

前記フイラメント３は第４図ａおよび同図ｂに
示すように、渦巻き状の線条によつて形成された
電子放出面６と、該電子放出面６の両端部から伸
張された脚部９とからなり、前記電子放出面６は
平面状に形成されている。

前記ウエーネルト電極１とフイラメント３には
同一の負の高電圧が印加されており、また、アノ
ード５のアース電位（零電位）におとしている。

これらの電圧印加によつて、ウエーネルト電極
１とアノード５の間に湾曲状の等電位面７を有す
る電界が形成される。この状態でフイラメント３
を加熱することによつて、該フイラメント３から
電子が放出され、該放出された電子は等電位面７
に対し垂直な向きに加速される。そして、この加
速された電子（電子ビーム）はアノードの開孔部
８を通つて図示されていないターゲツトへ照射さ
れるのである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記従来の装置においては、フイ
ラメント３の電子放出面６が平面状に形成されて
いるため、電子放出面６上の各位置で電界強度が
異なり、このため、電子放出面６から放出される
電子ビームの収束性がやや悪くなるという問題が
ある。また、同様に、電子放出面６上の各位置で
電界強度が異なるため、該電子放出面６上に不均
一な力が加わり、電子放出面６が異常に変形した
り、電子放出面６の線条が断線するという問題が
あつた。本発明は上記従来の問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的は、電子放出
面から放出される電子ビームの収束性を向上させ
るとともに、フイラメントの異常変形を防止して
フイラメントの長寿命化を図ることができる電子
銃を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために次のように
構成されている。すなわち、本発明は、電子放出
面から電子を放出するフイラメントと、このフイ
ラメントの周囲に配置された電極と、この電極お
よびフイラメントに間隙を介して対向配置された
アノードとを有する電子銃において、前記フイラ
メントの電子放出面は電子の放出駆動時の等電位
曲面に沿う湾曲面に形成されている電子銃であ
る。

（作用） 上記構成からなる本発明において、フイラメン
トと電極に負の高電圧を印加し、アノードをアー
ス電位におとすことにより、フイラメントの周囲
に等電位曲面が形成される。

本発明では、フイラメントの電子放出面は前記
等電位曲面に沿わせて、該等電位曲面とほぼ同一
の湾曲面に形成してある。そのため、フイラメン
トの電子放出面から放出される電子は該電子放出
面に対し直角の向きとなり、しかも電子放出時に
電子放出面に加わる力は一様となる。

このように、本発明においては、フイラメント
の電子放出面は各位置で電界強度が等しくなり、
かつ、電子放出面から直角の向きに電子が飛び出
すから、前記放出される電子ビームの収束性およ
び電子放出効率を大幅に改善することができるこ
ととなり、また、電子放出面に加わる力が一様で
あるから、電子放出面に異常変形が生じることも
なく、長期に渡つて安定した高い電子放出性能を
維持することが可能となるものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例の
構成部分と同一の構成部分には同一の符号を付し
てその説明を省略する。

第１図には本発明に係る一実施例の要部構成が
示されており、第２図ａおよび同図ｂには本実施
例の電子銃に使用されるフイラメントの構成が示
されている。図において、従来例と同様に、ウエ
ーネルト電極１とフイラメント３には同一の負の
高電圧が印加されており、アノード５はアース電
位（零電位）におとされている。

この電圧印加状態において、図示の如く、ウエ
ーネルト電極１とアノード５間に等電位面７が形
成される。本実施例において特徴的なことは、フ
イラメント３の電子放出面６を該電子放出面６の
位置を通る等電位面７に沿わせて、該電子放出面
６を等電位面７に一致するような湾曲面に形成し
たことである。

周知のように、電子は等電位面７に対し直角の
向きに飛び出すが、前記のように、電子放出面６
を等電位面７に一致させることにより、電子放出
面６から放出される電子は該電子放出面６に対し
て直角の向きに飛び出す。

このため、電子放出面６から放出される電子ビ
ームのエネルギ密度が高くなり、効率よく電子を
放出することが可能となる。また、電子が飛び出
す電子放出面６上の各位置の電界強度が均一とな
るので、電子ビームの収束性を効果的に向上させ
ることができるとともに、電子放出面６の各位置
は電界による反作用を一様に受けるので、電子放
出面６が異常変形をおこすことがない。

したがつて、電子放出面６の異常変形による断
線等の事故を発生することもなく、長期に渡つて
安定した高い電子放出性能を維持することが可能
となる。

（発明の効果） 本発明は以上説明したような構成と作用とを有
しているので、電子放出面から放出される電子ビ
ームの収束性を向上させることができるととも
に、電子放出面の異常変形や断線を防止してフイ
ラメントの長寿命化を図ることができ、これによ
り、効率的な、かつ、安定した電子放出性能を長
期に渡つて維持することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子銃の要部構成を示す
断面図、第２図ａおよび同図ｂは本発明の電子銃
に使用されるフイラメントの構成を示し、そのう
ち、同図ａは正面図、同図ｂは側面図であり、第
３図は従来例の電子銃の要部構成を示す断面図、
第４図ａおよび同図ｂは従来の電子銃に使用され
ているフイラメントの構成を示し、そのうち、同
図ａは正面図、同図ｂは側面図である。 １……ウエーネルト電極、２……中心孔、３…
…フイラメント、４……間隙、５……アノード、
６……電子放出面、７……等電位面、８……開孔
部、９……脚部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電子放出面から電子を放出するフイラメント
   と、このフイラメントの周囲に配置された電極
   と、この電極およびフイラメントに間隙を介して
   対向配置されたアノードとを有する電子銃におい
   て、前記フイラメントの電子放出面は電子の放出
   駆動時の等電位曲面に沿う湾曲面に形成されてい
   ることを特徴とする電子銃。