JPH07122215A - 電子銃 - Google Patents

電子銃

Info

Publication number
JPH07122215A
JPH07122215A JP5267126A JP26712693A JPH07122215A JP H07122215 A JPH07122215 A JP H07122215A JP 5267126 A JP5267126 A JP 5267126A JP 26712693 A JP26712693 A JP 26712693A JP H07122215 A JPH07122215 A JP H07122215A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cathode
chamber
electron gun
insulator
ionization chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5267126A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoyuki Amemori
清行 雨森
Sukeyuki Yasui
祐之 安井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba FA Systems Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba FA Systems Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba FA Systems Engineering Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5267126A priority Critical patent/JPH07122215A/ja
Publication of JPH07122215A publication Critical patent/JPH07122215A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高電圧室内の絶縁破壊電圧を上昇させて、電
子ビームのエネルギおよび強度を増大することができる
電子銃を提供する。 【構成】 陰極13が該陰極を支持している絶縁物8を
覆うように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子ビームを発生する
電子銃に関し、更に詳しくは、電子ビームのエネルギお
よび強度を増大し得るように改良した電子銃に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、化学反応、顕微鏡、分析、溶接等
の多くの先端材料の分野で電子ビームが使用され、この
電子ビームの発生源として電子銃が使用されている。
【0003】図4は、従来の電子銃の内部構造を示す断
面図である。図4において、電子銃は、陽極ワイヤ1を
その内部に貫通配置したイオン化室2と、後述する抽出
グリッド3を介して前記イオン化室2と連通する高電圧
室4とから構成されている。また、前記イオン化室2に
は、高電圧室4とは反対側に、電子に対して透過性のあ
る出口窓6が形成され、さらに、高電圧室4との連結部
には、出口窓6の電圧に等しい電圧の抽出グリッド3が
形成されている。一方、前記高電圧室4内には、高い負
のバイアス電圧による陰極7が絶縁物8に支持されて収
納され、この陰極7から高電圧室4の外部へ電圧導入端
子9が引き出されている。
【0004】なお、イオン化室2と高電圧室4の両者
は、陽イオン化を達成できる極めて低い気体圧力に制御
されており、通常は、導入する気体として10〜50ミ
リ・トールのヘリウムが用いられる。また、イオン化室
の壁10と高電圧室の壁11は、共にアース電位になっ
ている。さらに、イオン化を行なう際には、陽極ワイヤ
1に、5〜10キロ・ボルトの正極性の電圧が外部電圧
供給源(図示せず)により印加される。一方、陰極7
は、高電圧供給源(図示せず)に接続された電圧導入端
子9を通じて、負のバイアス電圧(例えば、−100キ
ロ・ボルト)に恒常的に維持されている。また、出口窓
6は、高エネルギ電子に対して透過性のある幾分薄いシ
ートで構成されている。このシートは、例えばアルミニ
ウムまたはチタンの様な金属で作成することが可能であ
り、数10マイクロ・メーターの厚さを有している。
【0005】この様に構成された従来の電子銃において
は、以下に述べる様にして、電子ビーム源となる電子が
放出される。即ち、イオン化室2に貫通配置された陽極
ワイヤ1に、低気体圧力下で正極性の電圧を印加する
と、イオン化室2内において放電が起こり、イオン化室
2内にプラズマが発生する。そして、高電圧室4内に配
設された陰極7は、前記プラズマ中から陽イオンを引き
出す。
【0006】この陽イオンは、イオン化室2と高電圧室
4との間に配設された抽出グリッド3を通って高電圧室
4内に浸入し、高電圧室4内で高エネルギになり陰極7
を衝撃する。すると、陰極7の表面において、前記陽イ
オンの衝撃によって二次電子が放出される(一般に、イ
オン衝撃二次電子放出機構と呼ばれている)。この様に
して放出された二次電子は、陽イオンとは逆方向に進
み、抽出グリッド3に向かって加速され、さらに、イオ
ン化室2を通過して出口窓6に至り、電子ビーム源とし
て供給される。
【0007】ここで、抽出グリッド3の近辺における陽
イオンの初期エネルギを無視し、負のバイアス電圧をV
HT、陽イオンの電荷量をeとすれば、陽イオンは(単一
の荷電イオンに関係があることを念頭におけば)、e・
VHTに等しいエネルギをもって陰極7に到達するものと
考えることができる。また、陰極7の表面上で抽出グリ
ッドより引き出された陽イオンの衝撃により2次放出さ
れた電子は、抽出グリッド3に向かって加速され、そこ
で電子は、e・VHTのエネルギに到達する。これらの状
態下において、一個の陽イオンと、この陽イオンによっ
て放出される電子は、同じ電場線に対応して、ほぼ重畳
する軌道を呈する。
【0008】上記の様な電子銃は、主として、電子銃を
加工あるいは露光用に、また、出口窓6をX線発生用タ
ーゲットに置き換えることで、X線発生装置に適用し得
るものである。
【0009】ところで、電子銃より発生する電子ビーム
に要求されるビームエネルギ及び強度は、適用対象に著
しく依存するため、電子ビームのエネルギ及び強度が増
加できればできるほど適用対象も増し、産業上の利用分
野が広まる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電子銃
においては、電子ビームを発生させるためには、高電圧
室内の絶縁物8で支持された陰極7に電圧導入端子9を
介して高電圧を印加する必要があるが、陰極7の側面と
陰極を支持する絶縁物8の上端部が接触する部分の角度
が鋭角をなすために、この部分に電界強度の集中を生じ
ることが等電位面12から明らかとなり、このような電
界強度の集中により高電圧を印加された陰極7と高電圧
室の壁11との間で絶縁破壊が生じ、これにより高電圧
室における陰極に印加できる電圧に制限が生じて、該電
圧を高くすることができず、電子ビームのエネルギおよ
び強度を増大することができないという問題がある。
【0011】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、高電圧室内の絶縁破壊電圧を
上昇させて、電子ビームのエネルギおよび強度を増大す
ることができる電子銃を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の電子銃は、陽イオンを発生する手段を有す
るイオン化室、および該イオン化室に抽出グリッドを介
して連通し、絶縁物に支持された陰極を収容した高電圧
室を有し、前記イオン化室からの陽イオンが高電圧室の
陰極に当たることにより発生する二次電子を高電圧室か
ら抽出グリッド、イオン化室を介してイオン化室の出口
窓から出射する電子銃であって、前記陰極が前記絶縁物
を覆うように構成されることを要旨とする。
【0013】また、本発明の電子銃は、陽イオンを発生
する手段を有するイオン化室、および該イオン化室に抽
出グリッドを介して連通し、絶縁物に支持された陰極を
収容した高電圧室を有し、前記イオン化室からの陽イオ
ンが高電圧室の陰極に当たることにより発生する二次電
子を高電圧室から抽出グリッド、イオン化室を介してイ
オン化室の出口窓から出射する電子銃であって、前記陰
極を支持する前記絶縁物の側面と陰極の側面とからなる
角度が鈍角になるように構成されることを要旨とする。
【0014】更に、本発明の電子銃は、陽イオンを発生
する手段を有するイオン化室、および該イオン化室に抽
出グリッドを介して連通し、絶縁物に支持された陰極を
収容した高電圧室を有し、前記イオン化室からの陽イオ
ンが高電圧室の陰極に当たることにより発生する二次電
子を高電圧室から抽出グリッド、イオン化室を介してイ
オン化室の出口窓から出射する電子銃であって、前記絶
縁物が前記陰極を覆うように構成されることを要旨とす
る。
【0015】
【作用】本発明の電子銃では、陰極が該陰極を支持して
いる絶縁物を覆うように構成されている。
【0016】また、本発明の電子銃では、陰極を支持す
る絶縁物の側面と陰極の側面とからなる角度が鈍角にな
るように構成されている。
【0017】更に、本発明の電子銃では、陰極を支持し
ている絶縁物が陰極を覆うように構成されている。
【0018】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
【0019】図1は、本発明の一実施例に係わる電子銃
の内部構成を示す断面図である。
【0020】図1に示す電子銃は、絶縁物8によって支
持されている陰極13が絶縁物8の上端部を覆うように
構成されている点が図4に示した電子銃と異なるもので
あり、その他の構成は同じである。なお、図1におい
て、図4で示した構成要素と同じ構成要素を同じ符号で
示し、この説明を省略する。
【0021】更に詳しくは、絶縁物8で支持された陰極
13は、上面部が絶縁物8の上端部を超えて水平方向に
広がるとともに、この広がった周縁部が下方に延出し
て、絶縁物8の上端部の周囲を覆うように構成されてい
る。この結果、陰極13および絶縁物8の周囲の等電位
面は符号14で示すように形成され、陰極13と絶縁物
8の接触部の電界集中が緩和されるようになっている。
【0022】このように電界集中が緩和されることによ
り、陰極13と高電圧室4の壁11との間の絶縁破壊電
圧が従来よりも上昇する。そして、絶縁破壊電圧が上昇
することにより、陰極13に印加できる電圧を増大する
ことができ、本電子銃から発生する電子ビームのエネル
ギおよび強度を陰極13に印加し得る電圧の増大に比例
して増大させることができるのである。
【0023】図2は、本発明の他の実施例に係わる電子
銃の内部構成を示す断面図である。
【0024】図2に示す電子銃は、絶縁物15の側面と
陰極7の側面とからなる角度を鋭角になるように構成さ
れている点が図4に示した電子銃と異なるものであり、
その他の構成は同じである。なお、図2において、図4
で示した構成要素と同じ構成要素を同じ符号で示し、こ
の説明を省略する。
【0025】更に詳しくは、陰極7を支持している絶縁
物15の上端部は図示のように削ったように構成し、こ
れにより絶縁物15の側面と陰極7の側面とからなる角
度を鈍角になるように構成されている。この結果、陰極
7および絶縁物15の周囲の等電位面は符号16で示す
ように形成され、陰極7と絶縁物15の接触部の電界集
中が緩和されるようになっている。
【0026】このように電界集中が緩和されることによ
り、陰極7と高電圧室4の壁11との間の絶縁破壊電圧
が従来よりも上昇する。そして、絶縁破壊電圧が上昇す
ることにより、陰極7に印加できる電圧を増大すること
ができ、本電子銃から発生する電子ビームのエネルギお
よび強度を陰極7に印加し得る電圧の増大に比例して増
大させることができるのである。
【0027】図3は、本発明の更に他の実施例に係わる
電子銃の内部構成を示す断面図である。
【0028】図3に示す電子銃は、陰極7を支持してい
る絶縁物17の一部が上方に延出して、延出部17aを
形成し、これにより絶縁物17の延出部17aが陰極7
の周囲を覆うように構成されている点が図4に示した電
子銃と異なるものであり、その他の構成は同じである。
なお、図3において、図4で示した構成要素と同じ構成
要素を同じ符号で示し、この説明を省略する。
【0029】上述したように、陰極7を支持している絶
縁物17の延出部17aが陰極7の周囲を覆うように構
成することにより、陰極7および絶縁物17の周囲の等
電位面は符号18で示すように形成され、陰極7と絶縁
物17の接触部の電界集中が緩和されるようになってい
る。
【0030】このように電界集中が緩和されることによ
り、陰極7と高電圧室4の壁11との間の絶縁破壊電圧
が従来よりも上昇する。そして、絶縁破壊電圧が上昇す
ることにより、陰極7に印加できる電圧を増大すること
ができ、本電子銃から発生する電子ビームのエネルギお
よび強度を陰極7に印加し得る電圧の増大に比例して増
大させることができるのである。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
陰極が該陰極を支持している絶縁物を覆うように構成し
たり、または陰極を支持する絶縁物の側面と陰極の側面
とからなる角度が鈍角になるように構成したり、または
陰極を支持している絶縁物が陰極を覆うように構成して
いるので、陰極と絶縁物の接触部の電界集中が緩和さ
れ、これにより陰極と高電圧室の壁との間の絶縁破壊電
圧を上昇し、陰極に印加できる電圧を増大でき、電子ビ
ームのエネルギおよび強度を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係わる電子銃の内部構成を
示す断面図である。
【図2】本発明の他の実施例に係わる電子銃の内部構成
を示す断面図である。
【図3】本発明の更に他の実施例に係わる電子銃の内部
構成を示す断面図である。
【図4】従来の電子銃の内部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
2 イオン化室 3 抽出グリッド 4 高電圧室 6 出口穴 7,13 陰極 8,15,17 絶縁物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安井 祐之 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株 式会社東芝浜川崎工場内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陽イオンを発生する手段を有するイオン
    化室、および該イオン化室に抽出グリッドを介して連通
    し、絶縁物に支持された陰極を収容した高電圧室を有
    し、前記イオン化室からの陽イオンが高電圧室の陰極に
    当たることにより発生する二次電子を高電圧室から抽出
    グリッド、イオン化室を介してイオン化室の出口窓から
    出射する電子銃であって、前記陰極は前記絶縁物を覆う
    ように構成されることを特徴とする電子銃。
  2. 【請求項2】 陽イオンを発生する手段を有するイオン
    化室、および該イオン化室に抽出グリッドを介して連通
    し、絶縁物に支持された陰極を収容した高電圧室を有
    し、前記イオン化室からの陽イオンが高電圧室の陰極に
    当たることにより発生する二次電子を高電圧室から抽出
    グリッド、イオン化室を介してイオン化室の出口窓から
    出射する電子銃であって、前記陰極を支持する前記絶縁
    物の側面と陰極の側面とからなる角度が鈍角になるよう
    に構成されることを特徴とする電子銃。
  3. 【請求項3】 陽イオンを発生する手段を有するイオン
    化室、および該イオン化室に抽出グリッドを介して連通
    し、絶縁物に支持された陰極を収容した高電圧室を有
    し、前記イオン化室からの陽イオンが高電圧室の陰極に
    当たることにより発生する二次電子を高電圧室から抽出
    グリッド、イオン化室を介してイオン化室の出口窓から
    出射する電子銃であって、前記絶縁物は前記陰極を覆う
    ように構成されることを特徴とする電子銃。
JP5267126A 1993-10-26 1993-10-26 電子銃 Pending JPH07122215A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5267126A JPH07122215A (ja) 1993-10-26 1993-10-26 電子銃

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5267126A JPH07122215A (ja) 1993-10-26 1993-10-26 電子銃

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07122215A true JPH07122215A (ja) 1995-05-12

Family

ID=17440435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5267126A Pending JPH07122215A (ja) 1993-10-26 1993-10-26 電子銃

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07122215A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5215703A (en) High-flux neutron generator tube
SE8700017D0 (sv) Ion plasma electron gun
US3448314A (en) Neutron generators
US6236054B1 (en) Ion source for generating ions of a gas or vapor
US3890535A (en) Ion sources
US4891525A (en) SKM ion source
JPH07122215A (ja) 電子銃
JPH08102278A (ja) イオンビーム発生装置及び方法
US4004172A (en) Gas discharge electron gun for generating an electron beam by means of a glow discharge
US4020387A (en) Field emission electron gun
US20220285123A1 (en) Ion gun and ion milling machine
US3931519A (en) Field emission electron gun
US3931517A (en) Field emission electron gun
JP4253925B2 (ja) イオン源
JP3077697B1 (ja) イオン源
JPH06338279A (ja) 電子銃
JPH06150860A (ja) 電子銃
JP2569913Y2 (ja) イオン注入装置
JPH05121022A (ja) 電子銃
JPH06150858A (ja) 電子銃
JPH05290775A (ja) 電子銃
JPH05299045A (ja) 電子銃
JP2620474B2 (ja) イオンプレーティング装置
JPH1064437A (ja) イオンビーム発生装置
JPH06150859A (ja) 電子銃