JPH10228877A - 熱電界放出電子銃および熱電界放出電子銃用エミッタの製造方法 - Google Patents
熱電界放出電子銃および熱電界放出電子銃用エミッタの製造方法Info
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- JPH10228877A JPH10228877A JP2870797A JP2870797A JPH10228877A JP H10228877 A JPH10228877 A JP H10228877A JP 2870797 A JP2870797 A JP 2870797A JP 2870797 A JP2870797 A JP 2870797A JP H10228877 A JPH10228877 A JP H10228877A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い輝度で放出される電子ビームのエネルギ
分布の幅が狭く、また、長時間安定してエミッションを
行うことができる熱電界放出電子銃および熱電界放出電
子銃用エミッタの製造方法を実現する。 【解決手段】 エミッタ１０の先端部には、層の厚みｄ
がほぼ０．０１ｎｍ〜０．２ｎｍである同心円板状の層
が、数〜数十層積み重ねられた積層電子放出面１２が形
成される。積層電子放出面１２は、一度形成されると、
エミッタ先端半径ｒがほぼ２μｍ〜４μｍのため、熱電
界放出電子銃の寿命（通例、塗布されたＺｒＯが消失す
るまでの期間、ほぼ５０００時間以上）内で、消失する
ことはない。また、エミッタ先端部が積層構造になって
いるため、電界強度が緩和され、エミッタの放出電子密
度分布が、一様な放出電子密度分布となるため、電子間
相互作用が弱まり、エネルギ分布幅ΔＥが小さくなる。
分布の幅が狭く、また、長時間安定してエミッションを
行うことができる熱電界放出電子銃および熱電界放出電
子銃用エミッタの製造方法を実現する。 【解決手段】 エミッタ１０の先端部には、層の厚みｄ
がほぼ０．０１ｎｍ〜０．２ｎｍである同心円板状の層
が、数〜数十層積み重ねられた積層電子放出面１２が形
成される。積層電子放出面１２は、一度形成されると、
エミッタ先端半径ｒがほぼ２μｍ〜４μｍのため、熱電
界放出電子銃の寿命（通例、塗布されたＺｒＯが消失す
るまでの期間、ほぼ５０００時間以上）内で、消失する
ことはない。また、エミッタ先端部が積層構造になって
いるため、電界強度が緩和され、エミッタの放出電子密
度分布が、一様な放出電子密度分布となるため、電子間
相互作用が弱まり、エネルギ分布幅ΔＥが小さくなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走査電子顕微鏡等
の電子ビーム装置に用いられる熱電界放出電子銃および
熱電界放出電子銃用エミッタの製造方法に関する。
の電子ビーム装置に用いられる熱電界放出電子銃および
熱電界放出電子銃用エミッタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、走査電子顕微鏡等の電子ビーム装
置では、高い輝度の熱電界放出電子銃が使用されてい
る。この電子銃では、タングステン等のエミッタを高温
に加熱すると共に、エミッタと引出電極との間に数ｋＶ
の引出電圧を印加するようにしている。
置では、高い輝度の熱電界放出電子銃が使用されてい
る。この電子銃では、タングステン等のエミッタを高温
に加熱すると共に、エミッタと引出電極との間に数ｋＶ
の引出電圧を印加するようにしている。
【０００３】このような電子銃では、エミッタ先端での
電界強度を高め、輝度の高い熱電界放出電子をエミッタ
先端から放出させるために、先端の半径が小さなエミッ
タが使用されている。例えば、タングステン製エミッタ
では、０．４〜０．５μｍ程度の半径とされている。
電界強度を高め、輝度の高い熱電界放出電子をエミッタ
先端から放出させるために、先端の半径が小さなエミッ
タが使用されている。例えば、タングステン製エミッタ
では、０．４〜０．５μｍ程度の半径とされている。
【０００４】図１はエミッタ先端の電界強度Ｆ［Ｖ／ｃ
ｍ］と、放出電子のエネルギ分布幅（エネルギ分布の半
値幅ΔＥ［ｅＶ］）の関係を示している。この図から明
らかなように、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［ｅ
Ｖ］）が大きくなる。
ｍ］と、放出電子のエネルギ分布幅（エネルギ分布の半
値幅ΔＥ［ｅＶ］）の関係を示している。この図から明
らかなように、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［ｅ
Ｖ］）が大きくなる。
【０００５】このような現象のために、電界強度を高め
て輝度を増すと、走査電子顕微鏡等では、試料に照射さ
れる電子ビームの径が大きくなり、得られる像の分解能
が低下してしまう。
て輝度を増すと、走査電子顕微鏡等では、試料に照射さ
れる電子ビームの径が大きくなり、得られる像の分解能
が低下してしまう。
【０００６】また、エミッタの先端の半径が小さいと、
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
くなり、そのため、エミッタ先端での原子が不安定とな
る。すなわち、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た
めに、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変動してしまう。そのため、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。
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
くなり、そのため、エミッタ先端での原子が不安定とな
る。すなわち、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た
めに、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変動してしまう。そのため、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。
【０００７】ところで、最近、熱電界放出電子銃におい
て、先端部の半径が２μｍ以上のエミッタを使用した場
合、エミッタ先端半径ｒが大きいと、電界強度Ｆを小さ
くできることが確かめられている。この結果、図１から
明らかなように、電界強度Ｆが小さくできるので、この
電子銃では、熱電界放出電子のエネルギ分布幅を小さく
できる。したがって、このような先端半径の大きなエミ
ッタを使用することで、先端半径の小さなエミッタが有
する各問題が解決される。
て、先端部の半径が２μｍ以上のエミッタを使用した場
合、エミッタ先端半径ｒが大きいと、電界強度Ｆを小さ
くできることが確かめられている。この結果、図１から
明らかなように、電界強度Ｆが小さくできるので、この
電子銃では、熱電界放出電子のエネルギ分布幅を小さく
できる。したがって、このような先端半径の大きなエミ
ッタを使用することで、先端半径の小さなエミッタが有
する各問題が解決される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図２に従来の熱電界放
出電子銃の、特にエミッタ先端形状を示す。図２におい
て、（ａ）はエミッタ１の先端部位を真横から見た図、
（ｂ）はエミッタ先端部位を少し傾斜させて見た図であ
る。なお、このようなエミッタは、例えば、米国特許第
４，５８８，９２８号に開示されている。
出電子銃の、特にエミッタ先端形状を示す。図２におい
て、（ａ）はエミッタ１の先端部位を真横から見た図、
（ｂ）はエミッタ先端部位を少し傾斜させて見た図であ
る。なお、このようなエミッタは、例えば、米国特許第
４，５８８，９２８号に開示されている。
【０００９】図２（ａ）に示すように、タンズステン単
結晶針よりなるエミッタ１の先端部には、平坦な電子放
出面２が形成されている。この平坦電子放出面２の平坦
電子放出面半径ｂとエミッタ先端半径ｒとの比（ｂ／
ｒ）は、ほぼ０．３となる。この点については、文献Ap
plicstion of Surfaces Science 8(1981) 「RECENT PRO
GRESS IN THERMAL FIELD ELECTRON SOURCE PERFORMANC
E」に報告されている。
結晶針よりなるエミッタ１の先端部には、平坦な電子放
出面２が形成されている。この平坦電子放出面２の平坦
電子放出面半径ｂとエミッタ先端半径ｒとの比（ｂ／
ｒ）は、ほぼ０．３となる。この点については、文献Ap
plicstion of Surfaces Science 8(1981) 「RECENT PRO
GRESS IN THERMAL FIELD ELECTRON SOURCE PERFORMANC
E」に報告されている。
【００１０】しかし、前記電子放出面２が形成されるの
は、前記した米国特許や文献に記載されている例のよう
に、エミッタの先端半径ｒがほぼ０．５μｍの場合に、
エミッタ先端部位にほぼ２×１０7 （Ｖ／ｃｍ）〜３×
１０7 （Ｖ／ｃｍ）の電界がかけられているときであ
る。この条件において、エミッタから放出される電子ビ
ームのエネルギ分布の半値幅ΔＥ（ｅＶ）は、図１に示
すようにほぼ０．８ｅＶ〜１．０ｅＶとなる。
は、前記した米国特許や文献に記載されている例のよう
に、エミッタの先端半径ｒがほぼ０．５μｍの場合に、
エミッタ先端部位にほぼ２×１０7 （Ｖ／ｃｍ）〜３×
１０7 （Ｖ／ｃｍ）の電界がかけられているときであ
る。この条件において、エミッタから放出される電子ビ
ームのエネルギ分布の半値幅ΔＥ（ｅＶ）は、図１に示
すようにほぼ０．８ｅＶ〜１．０ｅＶとなる。
【００１１】図３は、エミッタ先端付近のエネルギ図で
ある。この図において、電子放出面をｘ軸に垂直な平面
と考え、ｘ＝０を金属の表面とする。なお、図中Ｅ
F は、フェルミレベル、φｗは仕事関数、−Ｗｏは金属
中における電子の実効的なポテンシャルエネルギであ
る。
ある。この図において、電子放出面をｘ軸に垂直な平面
と考え、ｘ＝０を金属の表面とする。なお、図中Ｅ
F は、フェルミレベル、φｗは仕事関数、−Ｗｏは金属
中における電子の実効的なポテンシャルエネルギであ
る。
【００１２】この金属表面（ｘ＝０）に電界が印加され
ると、その近傍にポテンシャル障壁Ｖ（ｘ）が発生す
る。また、金属が加熱されると、ポテンシャル障壁の頂
上Ｖｍ以上のｘ方向成分のエネルギを有する金属自由電
子は、この頂上Ｖｍを乗り越えて金属外に放出される。
このような現象はショットキーエミッションと呼ばれて
いる。
ると、その近傍にポテンシャル障壁Ｖ（ｘ）が発生す
る。また、金属が加熱されると、ポテンシャル障壁の頂
上Ｖｍ以上のｘ方向成分のエネルギを有する金属自由電
子は、この頂上Ｖｍを乗り越えて金属外に放出される。
このような現象はショットキーエミッションと呼ばれて
いる。
【００１３】この際、印加される電界が十分に大きい
と、トンネル効果により金属内電子は、ポテンシャル障
壁Ｖ（ｘ）を乗り越えることなく、直接障壁を透過して
金属外に脱出できる。この現象は、金属の温度が比較的
低くても起こり、温度が室温程度の比較的低い場合をコ
ールドエミッション、温度が例えば、１８００Ｋ程度の
比較的高い場合をサーマルフィールド（ＴＦ）エミッシ
ョンと称している。
と、トンネル効果により金属内電子は、ポテンシャル障
壁Ｖ（ｘ）を乗り越えることなく、直接障壁を透過して
金属外に脱出できる。この現象は、金属の温度が比較的
低くても起こり、温度が室温程度の比較的低い場合をコ
ールドエミッション、温度が例えば、１８００Ｋ程度の
比較的高い場合をサーマルフィールド（ＴＦ）エミッシ
ョンと称している。
【００１４】熱電界放出電子銃においては、前記した２
つの電子放出プロセスがあり、ＴＦエミッションはその
２つのプロセスを混在させている。ＴＦエミッション
は、エミッタ温度が、例えば、１８００Ｋの場合、エミ
ッタ先端での電界強度が１．０×１０7 Ｖ／ｃｍ以上に
なると、その混在の絶対量が顕著になり、図１に示すよ
うに、電界強度Ｆが高くなるにしたがって、放出電子の
エネルギ分布幅（エネルギ分布の半値幅ΔＥ）も高くな
る。
つの電子放出プロセスがあり、ＴＦエミッションはその
２つのプロセスを混在させている。ＴＦエミッション
は、エミッタ温度が、例えば、１８００Ｋの場合、エミ
ッタ先端での電界強度が１．０×１０7 Ｖ／ｃｍ以上に
なると、その混在の絶対量が顕著になり、図１に示すよ
うに、電界強度Ｆが高くなるにしたがって、放出電子の
エネルギ分布幅（エネルギ分布の半値幅ΔＥ）も高くな
る。
【００１５】さて、公知である電子顕微鏡の一つの性能
を示す色収差による電子ビームのプローブ系ｄC は、 ｄC ＝ＣC α（ΔＥ／Ｖ） で表される。ここで、ＣC は最終段レンズの色収差係
数、αは電子の試料面への入射角、Ｖは電子の平均エネ
ルギを示す。この式から、ΔＥが大きくなると、色収差
による電子プローブ系ｄC が大きくなり、電子顕微鏡の
分解能を劣化させてしまう。
を示す色収差による電子ビームのプローブ系ｄC は、 ｄC ＝ＣC α（ΔＥ／Ｖ） で表される。ここで、ＣC は最終段レンズの色収差係
数、αは電子の試料面への入射角、Ｖは電子の平均エネ
ルギを示す。この式から、ΔＥが大きくなると、色収差
による電子プローブ系ｄC が大きくなり、電子顕微鏡の
分解能を劣化させてしまう。
【００１６】このように、従来の平坦電子放出面２を持
ち、エミッタ半径がほぼ０．５μｍであるエミッタで
は、エミッタから放出される電子ビームのエネルギ分布
の半値幅ΔＥが大きく、電子顕微鏡の分解能が悪かっ
た。また、このようなエミッタでは、図７のＡに示すよ
うに電子ビームの電流密度分布が放出電子密度のように
平坦電子放出面半径近傍において、電界強度が増すた
め、高くなってしまい、電子間相互作用が高まり、ΔＥ
が更に拡がってしまうという問題点があった。
ち、エミッタ半径がほぼ０．５μｍであるエミッタで
は、エミッタから放出される電子ビームのエネルギ分布
の半値幅ΔＥが大きく、電子顕微鏡の分解能が悪かっ
た。また、このようなエミッタでは、図７のＡに示すよ
うに電子ビームの電流密度分布が放出電子密度のように
平坦電子放出面半径近傍において、電界強度が増すた
め、高くなってしまい、電子間相互作用が高まり、ΔＥ
が更に拡がってしまうという問題点があった。
【００１７】上記した問題点を解決するために、エミッ
タの先端部温度、および、先端近傍の電界強度を上述し
た条件値（ほぼ１８００Ｋ、ほぼ２×１０7 （Ｖ／ｃ
ｍ）〜３×１０7 （Ｖ／ｃｍ））から外すと（例えば、
前記ΔＥを下げるために、電界強度を更に下げる）、エ
ミッタ先端部上にある、平坦電子放出面を形成している
公知のＺｒＯ／Ｗ（１００）複合体が、崩れだし、平坦
電子放出面が小さくなり、やがては消滅してしまう。そ
の過程においては、エミッタから放出される電子ビーム
が安定せず、次第にエミッション量が小さくなり、最後
には、エミッションしなくなるという問題点があった。
タの先端部温度、および、先端近傍の電界強度を上述し
た条件値（ほぼ１８００Ｋ、ほぼ２×１０7 （Ｖ／ｃ
ｍ）〜３×１０7 （Ｖ／ｃｍ））から外すと（例えば、
前記ΔＥを下げるために、電界強度を更に下げる）、エ
ミッタ先端部上にある、平坦電子放出面を形成している
公知のＺｒＯ／Ｗ（１００）複合体が、崩れだし、平坦
電子放出面が小さくなり、やがては消滅してしまう。そ
の過程においては、エミッタから放出される電子ビーム
が安定せず、次第にエミッション量が小さくなり、最後
には、エミッションしなくなるという問題点があった。
【００１８】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、高い輝度で放出される電子ビーム
のエネルギ分布の幅が狭く、また、長時間安定してエミ
ッションを行うことができる熱電界放出電子銃および熱
電界放出電子銃用エミッタの製造方法を実現するにあ
る。
もので、その目的は、高い輝度で放出される電子ビーム
のエネルギ分布の幅が狭く、また、長時間安定してエミ
ッションを行うことができる熱電界放出電子銃および熱
電界放出電子銃用エミッタの製造方法を実現するにあ
る。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明に実施の形態を説
明する前に、まず、本発明に至った過程と原理について
説明する。熱電界放出電子銃において、先端部の半径が
ほぼ２μｍ〜４μｍの範囲のエミッタを使用して、エミ
ッタ先端近傍での電界強度をほぼ４×１０6 （Ｖ／ｃ
ｍ）〜６×１０6 （Ｖ／ｃｍ）の範囲とすることで、電
子放出のプロセスがポテンシャル障壁Ｖ（ｘ）を乗り越
えて放出するプロセスとなるショットキーエミッション
となる。
明する前に、まず、本発明に至った過程と原理について
説明する。熱電界放出電子銃において、先端部の半径が
ほぼ２μｍ〜４μｍの範囲のエミッタを使用して、エミ
ッタ先端近傍での電界強度をほぼ４×１０6 （Ｖ／ｃ
ｍ）〜６×１０6 （Ｖ／ｃｍ）の範囲とすることで、電
子放出のプロセスがポテンシャル障壁Ｖ（ｘ）を乗り越
えて放出するプロセスとなるショットキーエミッション
となる。
【００２０】この結果、図１に示すように、熱電界放出
電子のエネルギ分布幅を小さくすることができる。な
お、図３に示すように、仕事関数φｗが小さくなれば、
フェルミレベルＥF が上昇し、ポテンシャル障壁Ｖ
（ｘ）を乗り越えやすくなるので、例えば、エミッタの
先端をＺｒＯ2 によって表面処理し、Ｚｒ／Ｏ／Ｗ（１
００）複合体を形成することにより、Ｗ（１００）方位
の仕事関数を低めることができる。そのため、エミッタ
先端の半径を前記のごとく２．０μｍ以上にしても、十
分なエミッション量を得ることができる。
電子のエネルギ分布幅を小さくすることができる。な
お、図３に示すように、仕事関数φｗが小さくなれば、
フェルミレベルＥF が上昇し、ポテンシャル障壁Ｖ
（ｘ）を乗り越えやすくなるので、例えば、エミッタの
先端をＺｒＯ2 によって表面処理し、Ｚｒ／Ｏ／Ｗ（１
００）複合体を形成することにより、Ｗ（１００）方位
の仕事関数を低めることができる。そのため、エミッタ
先端の半径を前記のごとく２．０μｍ以上にしても、十
分なエミッション量を得ることができる。
【００２１】また、エミッタ形状は、エミッタ温度とエ
ミッタ先端での電界強度とにより変化する。このエミッ
タ形状の変化は、エミッタ先端の半径をｒ（ｃｍ）、時
間をｔとすると、エミッタ先端の鈍化率（ｄｒ／ｄｔ）
で表される。この鈍化率は、次の式により表される。
ミッタ先端での電界強度とにより変化する。このエミッ
タ形状の変化は、エミッタ先端の半径をｒ（ｃｍ）、時
間をｔとすると、エミッタ先端の鈍化率（ｄｒ／ｄｔ）
で表される。この鈍化率は、次の式により表される。
【００２２】 ｄｒ／ｄｔ＝｛１−（ｒＦ2 ／８πγ）（ｄｒ／ｄｔ）O ｝ …（１） 上式において、Ｆはエミッタ先端での電界強度［Ｖ／ｃ
ｍ］、γは表面張力［ｄｙｎｅ／ｃｍ］で、（ｄｒ／ｄ
ｔ）O は、電界のない場合、すなわち、エミッタ温度Ｔ
のみでのエミッタの鈍化率であり、これは、次のように
表される。
ｍ］、γは表面張力［ｄｙｎｅ／ｃｍ］で、（ｄｒ／ｄ
ｔ）O は、電界のない場合、すなわち、エミッタ温度Ｔ
のみでのエミッタの鈍化率であり、これは、次のように
表される。
【００２３】 （ｄｒ／ｄｔ）O ＝１．２５γΩO ＤO αｅｘｐ（−Ｅｄ／ｋＴ） ×（ＡO ｋ・Ｔｒ3 ）-1 …（２） 上式で、ΩO は原子の体積［ｃｍ3］、ＡO は原子の表
面積［ｃｍ2 ］、ＤOは拡散度［ｃｍ2 ／ｓｅｃ］、Ｅ
ｄは表面拡散活性化エネルギ［ｅＶ］、αはエミッタの
コーン角［ｒａｄ］である。
面積［ｃｍ2 ］、ＤOは拡散度［ｃｍ2 ／ｓｅｃ］、Ｅ
ｄは表面拡散活性化エネルギ［ｅＶ］、αはエミッタの
コーン角［ｒａｄ］である。
【００２４】上記した（１）式より、鈍化率（ｄｒ／ｄ
ｔ）の符号は、１−（γＦ2 ／８πｒ）により定まるこ
とがわかる。すなわち、エミッタ先端での電界強度Ｆの
値により、鈍化率（ｄｒ／ｄｔ）の符号は、次のように
分類される。
ｔ）の符号は、１−（γＦ2 ／８πｒ）により定まるこ
とがわかる。すなわち、エミッタ先端での電界強度Ｆの
値により、鈍化率（ｄｒ／ｄｔ）の符号は、次のように
分類される。
【００２５】 Ｆ＜（８πγ）1/2 の時、（ｄｒ／ｄｔ）＞０ … 条件（ａ） Ｆ＝（８πγ）1/2 の時、（ｄｒ／ｄｔ）＝０ … 条件（ｂ） Ｆ＞（８πγ）1/2 の時、（ｄｒ／ｄｔ）＜０ … 条件（ｃ） 上記条件（ａ）の場合は、鈍化率（ｄｒ／ｄｔ）が正
で、エミッタ先端半径は次第に大きくなり、エミッタ形
状が変化していき、エミッションが不安定となる。条件
（ｂ）の場合は、表面拡散力と静電力とが釣り合ってい
る状態で、鈍化率（ｄｒ／ｄｔ）は０となり、計算上で
はエミッタ形状は変化しない。しかし、エミッタ先端で
の電界強度は非一様なために、この状態を維持するのは
極めて困難であり、実際にはエミッタ形状が変化する。
で、エミッタ先端半径は次第に大きくなり、エミッタ形
状が変化していき、エミッションが不安定となる。条件
（ｂ）の場合は、表面拡散力と静電力とが釣り合ってい
る状態で、鈍化率（ｄｒ／ｄｔ）は０となり、計算上で
はエミッタ形状は変化しない。しかし、エミッタ先端で
の電界強度は非一様なために、この状態を維持するのは
極めて困難であり、実際にはエミッタ形状が変化する。
【００２６】上記条件（ｃ）の場合は、鈍化率（ｄｒ／
ｄｔ）が負で、計算上ではエミッタ形状は細くなる。し
かし、実際には、鈍化率（ｄｒ／ｄｔ）が負であっても
０に近いときに、フィールドビルトアップ（Field Buil
dup ）と呼ばれる複雑な工程が発生し、エミッタ表面に
多面体が生じ、エミッタ先端に形状の安定したファセッ
トが形成される。すなわち、前記した条件（ａ）および
（ｂ）の場合には、エミッタ形状が不安定となり、条件
（ｃ）の場合には安定となる。これらのことから、エミ
ッションは、条件（ｃ）において、エミッタ先端での電
界強度Ｆが条件（ｂ）の場合の電界強度より少し大きい
場合に安定することがわかる。
ｄｔ）が負で、計算上ではエミッタ形状は細くなる。し
かし、実際には、鈍化率（ｄｒ／ｄｔ）が負であっても
０に近いときに、フィールドビルトアップ（Field Buil
dup ）と呼ばれる複雑な工程が発生し、エミッタ表面に
多面体が生じ、エミッタ先端に形状の安定したファセッ
トが形成される。すなわち、前記した条件（ａ）および
（ｂ）の場合には、エミッタ形状が不安定となり、条件
（ｃ）の場合には安定となる。これらのことから、エミ
ッションは、条件（ｃ）において、エミッタ先端での電
界強度Ｆが条件（ｂ）の場合の電界強度より少し大きい
場合に安定することがわかる。
【００２７】この条件は、従来の熱電界放出電子銃にお
いては、エミッタ半径ｒが、ほぼ０．５μｍの場合、エ
ミッタ先端部の電界強度をほぼ２×１０7 （Ｖ／ｃｍ）
〜３×１０7 （Ｖ／ｃｍ）に、エミッタ先端部の温度を
ほぼ１８００Ｋにすることで得られる。この場合に、エ
ミッタ先端部には、前記平坦電子放出面が形成される
が、上述した問題点が残るのである。
いては、エミッタ半径ｒが、ほぼ０．５μｍの場合、エ
ミッタ先端部の電界強度をほぼ２×１０7 （Ｖ／ｃｍ）
〜３×１０7 （Ｖ／ｃｍ）に、エミッタ先端部の温度を
ほぼ１８００Ｋにすることで得られる。この場合に、エ
ミッタ先端部には、前記平坦電子放出面が形成される
が、上述した問題点が残るのである。
【００２８】本発明では、前記ΔＥをほぼ０．５ｅＶと
するために、エミッタ先端近傍の電界強度Ｆをほぼ４×
１０6 （Ｖ／ｃｍ）〜６×１０6 （Ｖ／ｃｍ）にするた
めに、エミッタ先端半径ｒをほぼ２．０μｍ〜４μｍと
したものである。これは、前記した条件（ｂ）の（ｄｒ
／ｄｔ）＝０となる場合の電界強度条件式 ＦO ＝（８πγ）1/2 ≠８．１×１０4 ｒ-1/2 ［Ｖ／
ｃｍ］ から、ｒ＝２．０μｍの時、ＦO ＝５．７×１０6 （Ｖ
／ｃｍ）、ｒ＝４．０μｍの時、ＦO ＝４．０５×１０
6 （Ｖ／ｃｍ）となることから見積もった。
するために、エミッタ先端近傍の電界強度Ｆをほぼ４×
１０6 （Ｖ／ｃｍ）〜６×１０6 （Ｖ／ｃｍ）にするた
めに、エミッタ先端半径ｒをほぼ２．０μｍ〜４μｍと
したものである。これは、前記した条件（ｂ）の（ｄｒ
／ｄｔ）＝０となる場合の電界強度条件式 ＦO ＝（８πγ）1/2 ≠８．１×１０4 ｒ-1/2 ［Ｖ／
ｃｍ］ から、ｒ＝２．０μｍの時、ＦO ＝５．７×１０6 （Ｖ
／ｃｍ）、ｒ＝４．０μｍの時、ＦO ＝４．０５×１０
6 （Ｖ／ｃｍ）となることから見積もった。
【００２９】エミッタ先端近傍の電界強度が、ほぼ４×
１０6 （Ｖ／ｃｍ）より小さくなると、エミッション量
が電子顕微鏡に供するには小さくなってしまい、このこ
とから、エミッションが安定し、かつ、ΔＥをほぼ０．
５ｅＶにするエミッタ先端半径の大きさは、最大ｒ＝
４．０μｍくらいが限度である。
１０6 （Ｖ／ｃｍ）より小さくなると、エミッション量
が電子顕微鏡に供するには小さくなってしまい、このこ
とから、エミッションが安定し、かつ、ΔＥをほぼ０．
５ｅＶにするエミッタ先端半径の大きさは、最大ｒ＝
４．０μｍくらいが限度である。
【００３０】また、ｒ＝４．０μｍ以上では、電子光源
の大きさが大きくなってしまい、かえって電子プローブ
径を大きくしてしまう。更に、従来のエミッタ半径ｒが
ほぼ０．５μｍのエミッタでは、エミッタ先端部の安定
条件（ｃ）を少しでも外れると、式（１）による（ｄｒ
／ｄｔ）が大きいため、エミッタ先端での形状が崩れだ
し、すぐに、エミッションがなくなってしまう。しか
し、エミッタ半径がほぼ２μｍ〜４μｍでは、条件
（ｃ）から外れても、ｄｒが極めて小さいため、エミッ
タ先端部位が崩れることはなく、エミッションも安定す
る。
の大きさが大きくなってしまい、かえって電子プローブ
径を大きくしてしまう。更に、従来のエミッタ半径ｒが
ほぼ０．５μｍのエミッタでは、エミッタ先端部の安定
条件（ｃ）を少しでも外れると、式（１）による（ｄｒ
／ｄｔ）が大きいため、エミッタ先端での形状が崩れだ
し、すぐに、エミッションがなくなってしまう。しか
し、エミッタ半径がほぼ２μｍ〜４μｍでは、条件
（ｃ）から外れても、ｄｒが極めて小さいため、エミッ
タ先端部位が崩れることはなく、エミッションも安定す
る。
【００３１】すなわち、本発明によるエミッタは、従来
の熱電界放出電子銃のように、電子ビームを安定化させ
る条件（ｃ）を満足するような、ほぼ２×１０7 （Ｖ／
ｃｍ）〜３×１０7 （Ｖ／ｃｍ）の電界強度をエミッタ
先端部にかけ、平坦電子放出面を形成する必要はなく、
ΔＥを下げるために、むしろ、条件（ａ）となるような
電界強度を与える。
の熱電界放出電子銃のように、電子ビームを安定化させ
る条件（ｃ）を満足するような、ほぼ２×１０7 （Ｖ／
ｃｍ）〜３×１０7 （Ｖ／ｃｍ）の電界強度をエミッタ
先端部にかけ、平坦電子放出面を形成する必要はなく、
ΔＥを下げるために、むしろ、条件（ａ）となるような
電界強度を与える。
【００３２】すなわち、従来の熱電界放出電子銃による
電子放出システムの設計に用いられる条件（ｃ）を満足
するようなエミッタ先端径ｒに見合う電界強度をかけ
て、平坦電子放出面を形成するのではなく、本発明で
は、エミッタ半径ｒをほぼ２μｍ〜４μｍにし、条件
（ａ）を満足するようなエミッタ半径ｒに見合う電界強
度をかけ、ΔＥを低め、かつ、電子ビームの安定度を得
るようにしている。
電子放出システムの設計に用いられる条件（ｃ）を満足
するようなエミッタ先端径ｒに見合う電界強度をかけ
て、平坦電子放出面を形成するのではなく、本発明で
は、エミッタ半径ｒをほぼ２μｍ〜４μｍにし、条件
（ａ）を満足するようなエミッタ半径ｒに見合う電界強
度をかけ、ΔＥを低め、かつ、電子ビームの安定度を得
るようにしている。
【００３３】したがって、請求項１の発明に基づく熱電
界放出電子銃は、エミッタと引出電極とを備えており、
エミッタを加熱すると共に、エミッタと引出電極との間
に引出電圧を印加するようにした熱電界放出電子銃にお
いて、エミッタ先端部の半径をほぼ２μｍ〜４μｍと
し、エミッタの先端部に数層から数十層の積層電子放出
面を設けたことを特徴としている。
界放出電子銃は、エミッタと引出電極とを備えており、
エミッタを加熱すると共に、エミッタと引出電極との間
に引出電圧を印加するようにした熱電界放出電子銃にお
いて、エミッタ先端部の半径をほぼ２μｍ〜４μｍと
し、エミッタの先端部に数層から数十層の積層電子放出
面を設けたことを特徴としている。
【００３４】請求項１の発明では、エミッタ先端部の半
径をほぼ２μｍ〜４μｍとし、エミッタの先端部に数層
から数十層の積層電子放出面を設けた。請求項２の発明
は、請求項１記載の熱電界放出電子銃において、数層か
ら数十層の積層電子放出面により、エミッタ先端部の形
状をほぼ球状としたことを特徴としている。
径をほぼ２μｍ〜４μｍとし、エミッタの先端部に数層
から数十層の積層電子放出面を設けた。請求項２の発明
は、請求項１記載の熱電界放出電子銃において、数層か
ら数十層の積層電子放出面により、エミッタ先端部の形
状をほぼ球状としたことを特徴としている。
【００３５】請求項３の発明は、請求項１記載の熱電界
放出電子銃において、積層電子放出面の近傍の電界強度
が、ほぼ４×１０6 （Ｖ／ｃｍ）〜６×１０6 （Ｖ／ｃ
ｍ）の範囲となるように、引出電圧を設定したことを特
徴としてる。
放出電子銃において、積層電子放出面の近傍の電界強度
が、ほぼ４×１０6 （Ｖ／ｃｍ）〜６×１０6 （Ｖ／ｃ
ｍ）の範囲となるように、引出電圧を設定したことを特
徴としてる。
【００３６】請求項４の発明は、請求項１記載の熱電界
放出電子銃において、放出される電子ビームのエネルギ
幅をほぼ０．５ｅＶ以下としたことを特徴としている。
請求項５の発明は、請求項３記載の熱電界放出電子銃に
おいて、エミッタの温度をほぼ１８００Ｋとしたことを
特徴としている。
放出電子銃において、放出される電子ビームのエネルギ
幅をほぼ０．５ｅＶ以下としたことを特徴としている。
請求項５の発明は、請求項３記載の熱電界放出電子銃に
おいて、エミッタの温度をほぼ１８００Ｋとしたことを
特徴としている。
【００３７】請求項６の発明は、請求項１記載の熱電界
放出電子銃において、エミッタ先端部の半径ｒと、エミ
ッタ先端に形成された積層電子放出面の積層電子放出面
最外郭半径ａとの比（ａ／ｒ）をほぼ０．４としたこと
を特徴としている。
放出電子銃において、エミッタ先端部の半径ｒと、エミ
ッタ先端に形成された積層電子放出面の積層電子放出面
最外郭半径ａとの比（ａ／ｒ）をほぼ０．４としたこと
を特徴としている。
【００３８】請求項７に基づく発明は、エミッタと引出
電極とを備えており、エミッタを加熱すると共に、エミ
ッタと引出電極との間に引出電圧を印加するようにした
熱電界放出電子銃用のエミッタの製造方法において、真
空中においてエミッタをほぼ１８００Ｋに加熱しつつ、
エミッタ先端部の電界強度をほぼ４×１０6 （Ｖ／ｃ
ｍ）〜６×１０6 （Ｖ／ｃｍ）の範囲に維持し、エミッ
タ先端部に数層から数十層からなる積層電子放出面を形
成させるようにしたことを特徴としている。
電極とを備えており、エミッタを加熱すると共に、エミ
ッタと引出電極との間に引出電圧を印加するようにした
熱電界放出電子銃用のエミッタの製造方法において、真
空中においてエミッタをほぼ１８００Ｋに加熱しつつ、
エミッタ先端部の電界強度をほぼ４×１０6 （Ｖ／ｃ
ｍ）〜６×１０6 （Ｖ／ｃｍ）の範囲に維持し、エミッ
タ先端部に数層から数十層からなる積層電子放出面を形
成させるようにしたことを特徴としている。
【００３９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図４は本発明に基づく熱電
界放出電子銃の基本構成を示している。図中１０はエミ
ッタであり、エミッタ１０はタングステン単結晶の先端
をＺｒＯ2 によって表面処理をして形成されており、Ｚ
ｒ／Ｏ／Ｗ（１００）複合体とされている。このエミッ
タ１０は、図示していないが、タングステン製のフィラ
メントにスポット溶接等により取り付けられている。こ
のフィラメントに加熱電流を供給することにより、フィ
ラメントを加熱し、その結果、間接的にエミッタ１０を
加熱するように構成されている。
施の形態を詳細に説明する。図４は本発明に基づく熱電
界放出電子銃の基本構成を示している。図中１０はエミ
ッタであり、エミッタ１０はタングステン単結晶の先端
をＺｒＯ2 によって表面処理をして形成されており、Ｚ
ｒ／Ｏ／Ｗ（１００）複合体とされている。このエミッ
タ１０は、図示していないが、タングステン製のフィラ
メントにスポット溶接等により取り付けられている。こ
のフィラメントに加熱電流を供給することにより、フィ
ラメントを加熱し、その結果、間接的にエミッタ１０を
加熱するように構成されている。
【００４０】このエミッタ１０に接近して引出電極１１
が配置され、エミッタ１０と引出電極１１との間には、
図示していない引出電圧電源から所望の引出電圧が印加
される。この引出電圧の印加により、エミッタ１０先端
部の電子放出面１２から電子が放出される。放出された
電子は、引出電極１１の先に設けられた接地電位のアノ
ード（図示せず）によって加速される。なお、エミッタ
１０とアノードとの間には、加速電圧が印加される。
が配置され、エミッタ１０と引出電極１１との間には、
図示していない引出電圧電源から所望の引出電圧が印加
される。この引出電圧の印加により、エミッタ１０先端
部の電子放出面１２から電子が放出される。放出された
電子は、引出電極１１の先に設けられた接地電位のアノ
ード（図示せず）によって加速される。なお、エミッタ
１０とアノードとの間には、加速電圧が印加される。
【００４１】このエミッタ１０の形状の詳細を図５に示
す。図５（ａ）はエミッタ１０の先端部位を真横から見
た図、図５（ｂ）はエミッタ先端部を少し傾斜させて見
た図である。
す。図５（ａ）はエミッタ１０の先端部位を真横から見
た図、図５（ｂ）はエミッタ先端部を少し傾斜させて見
た図である。
【００４２】このエミッタ１０は、次の工程によって製
作される。まず、エミッタ半径ｒをほぼ２μｍ〜４μｍ
にし、真空中にて、前記した条件（ａ）を満足するよう
なエミッタ先端半径ｒに見合う電界強度（ほぼ４×１０
6 （Ｖ／ｃｍ）〜６×１０6（Ｖ／ｃｍ））をかける。
そして、エミッタ先端部温度をほぼ１８００Ｋとして、
電子放出をほぼ２４時間続ける。
作される。まず、エミッタ半径ｒをほぼ２μｍ〜４μｍ
にし、真空中にて、前記した条件（ａ）を満足するよう
なエミッタ先端半径ｒに見合う電界強度（ほぼ４×１０
6 （Ｖ／ｃｍ）〜６×１０6（Ｖ／ｃｍ））をかける。
そして、エミッタ先端部温度をほぼ１８００Ｋとして、
電子放出をほぼ２４時間続ける。
【００４３】このような製作工程により、エミッタ１０
の先端部には、結晶成長とエミッタ先端部位の表面張力
と電界による吸引力との釣り合いから、層の厚みｄがほ
ぼ０．０１ｎｍ〜０．２ｎｍである（１００）方位に垂
直な半径の異なる同心円板状の層が、数〜数十層積み重
ねられた積層電子放出面１２が形成される。この積層電
子放出面１２の拡大図を図６に示す。
の先端部には、結晶成長とエミッタ先端部位の表面張力
と電界による吸引力との釣り合いから、層の厚みｄがほ
ぼ０．０１ｎｍ〜０．２ｎｍである（１００）方位に垂
直な半径の異なる同心円板状の層が、数〜数十層積み重
ねられた積層電子放出面１２が形成される。この積層電
子放出面１２の拡大図を図６に示す。
【００４４】数〜数十層からなる積層電子放出面１２
は、一度形成されると、エミッタ先端半径ｒがほぼ２μ
ｍ〜４μｍのため、（ｄｒ／ｄｔ）が極めて小さく、熱
電界放出電子銃の寿命（通例、塗布されたＺｒＯが消失
するまでの期間、ほぼ５０００時間以上）内で、消失す
ることはない。
は、一度形成されると、エミッタ先端半径ｒがほぼ２μ
ｍ〜４μｍのため、（ｄｒ／ｄｔ）が極めて小さく、熱
電界放出電子銃の寿命（通例、塗布されたＺｒＯが消失
するまでの期間、ほぼ５０００時間以上）内で、消失す
ることはない。
【００４５】また、エミッタ１０の先端に、積層電子放
出面１２を形成すると、エミッタ先端部が従来の平坦電
子放出面ではなく、積層構造になっているため、電界強
度が緩和され、エミッタの放出電子密度分布が、一様な
放出電子密度分布となるため、電子間相互作用が弱ま
り、エネルギ分布幅ΔＥが更に小さくなる。
出面１２を形成すると、エミッタ先端部が従来の平坦電
子放出面ではなく、積層構造になっているため、電界強
度が緩和され、エミッタの放出電子密度分布が、一様な
放出電子密度分布となるため、電子間相互作用が弱ま
り、エネルギ分布幅ΔＥが更に小さくなる。
【００４６】この様子を図７に示す。図７の横軸は電子
の放出角（ｒａｄ）であり、縦軸は放出電子密度であ
る。この図７のＡの分布は従来の平坦電子放出面による
もの、Ｂの分布は本発明の積層構造の電子放出面による
ものである。
の放出角（ｒａｄ）であり、縦軸は放出電子密度であ
る。この図７のＡの分布は従来の平坦電子放出面による
もの、Ｂの分布は本発明の積層構造の電子放出面による
ものである。
【００４７】また、エミッタの先端半径ｒと、エミッタ
の先端に形成された積層電子放出面の積層電子放出面最
外郭半径ａとの比（ａ／ｒ）は、従来の熱電界放出電子
銃における、エミッタ先端半径ｒと平坦電子放出面の平
坦電子放出面半径ｂとの比（ｂ／ｒ）がほぼ０．３であ
るのに対し、ほぼ０．４となる。なお、このメカニズム
は不明だが、実験的にほぼ０．４となり、本発明による
エミッタの特徴である。また、エミッタ１０の先端部１
４は、積層電子放出面１２を含め、全体として球状に形
成される。
の先端に形成された積層電子放出面の積層電子放出面最
外郭半径ａとの比（ａ／ｒ）は、従来の熱電界放出電子
銃における、エミッタ先端半径ｒと平坦電子放出面の平
坦電子放出面半径ｂとの比（ｂ／ｒ）がほぼ０．３であ
るのに対し、ほぼ０．４となる。なお、このメカニズム
は不明だが、実験的にほぼ０．４となり、本発明による
エミッタの特徴である。また、エミッタ１０の先端部１
４は、積層電子放出面１２を含め、全体として球状に形
成される。
【００４８】以上本発明を説明したが、本発明は上記実
施の形態に限定されない。例えば、エミッタの材料はタ
ングステンに限定されず、他の材料からなるエミッタで
も使用することができる。
施の形態に限定されない。例えば、エミッタの材料はタ
ングステンに限定されず、他の材料からなるエミッタで
も使用することができる。
【００４９】
【発明の効果】請求項１の発明では、エミッタ先端部の
半径をほぼ２μｍ〜４μｍとし、エミッタの先端部に数
層から数十層の積層電子放出面を設けた。その結果、放
出される電子ビームのエネルギ分布幅を著しく小さくす
ることができる。また、一様な放出電子密度の電子ビー
ムを得ることができると共に、長時間安定なエミッショ
ンを維持させることができる。
半径をほぼ２μｍ〜４μｍとし、エミッタの先端部に数
層から数十層の積層電子放出面を設けた。その結果、放
出される電子ビームのエネルギ分布幅を著しく小さくす
ることができる。また、一様な放出電子密度の電子ビー
ムを得ることができると共に、長時間安定なエミッショ
ンを維持させることができる。
【００５０】更に、積層電子放出面を形成することによ
り、エミッタ先端部にかかる電界強度が緩和されるた
め、積層電子放出面が崩れにくくなり、エミッションノ
イズを極めて小さくすることができる。そして、このよ
うな電子銃を電子顕微鏡に用いると、電子レンズによる
色収差を小さくできるので、電子顕微鏡の分解能を向上
させることができる。
り、エミッタ先端部にかかる電界強度が緩和されるた
め、積層電子放出面が崩れにくくなり、エミッションノ
イズを極めて小さくすることができる。そして、このよ
うな電子銃を電子顕微鏡に用いると、電子レンズによる
色収差を小さくできるので、電子顕微鏡の分解能を向上
させることができる。
【００５１】請求項２の発明は、請求項１記載の熱電界
放出電子銃において、数層から数十層の積層電子放出面
により、エミッタ先端部の形状をほぼ球状としたことを
特徴としている。したがって、電子放出方向が球を中心
とする放射状に近付き、仮想光源を小さくすることがで
きる。
放出電子銃において、数層から数十層の積層電子放出面
により、エミッタ先端部の形状をほぼ球状としたことを
特徴としている。したがって、電子放出方向が球を中心
とする放射状に近付き、仮想光源を小さくすることがで
きる。
【００５２】請求項３の発明は、請求項１記載の熱電界
放出電子銃において、積層電子放出面の近傍の電界強度
が、ほぼ４×１０6 （Ｖ／ｃｍ）〜６×１０6 （Ｖ／ｃ
ｍ）の範囲となるように、引出電圧を設定したことを特
徴としており、請求項１と同様な効果が達成される。
放出電子銃において、積層電子放出面の近傍の電界強度
が、ほぼ４×１０6 （Ｖ／ｃｍ）〜６×１０6 （Ｖ／ｃ
ｍ）の範囲となるように、引出電圧を設定したことを特
徴としており、請求項１と同様な効果が達成される。
【００５３】請求項４の発明は、請求項１記載の熱電界
放出電子銃において、放出される電子ビームのエネルギ
幅をほぼ０．５ｅＶ以下としており、電子ビームのエネ
ルギ分布幅を著しく小さくすることができる。
放出電子銃において、放出される電子ビームのエネルギ
幅をほぼ０．５ｅＶ以下としており、電子ビームのエネ
ルギ分布幅を著しく小さくすることができる。
【００５４】請求項５の発明は、請求項３記載の熱電界
放出電子銃において、エミッタの温度をほぼ１８００Ｋ
としたことを特徴としており、請求項１と同様な効果が
達成される。
放出電子銃において、エミッタの温度をほぼ１８００Ｋ
としたことを特徴としており、請求項１と同様な効果が
達成される。
【００５５】請求項６の発明は、請求項１記載の熱電界
放出電子銃において、エミッタ先端部の半径ｒと、エミ
ッタ先端に形成された積層電子放出面の積層電子放出面
最外郭半径ａとの比（ａ／ｒ）をほぼ０．４としてお
り、請求項１と同様な効果が達成される。
放出電子銃において、エミッタ先端部の半径ｒと、エミ
ッタ先端に形成された積層電子放出面の積層電子放出面
最外郭半径ａとの比（ａ／ｒ）をほぼ０．４としてお
り、請求項１と同様な効果が達成される。
【００５６】請求項７に基づく発明は、エミッタと引出
電極とを備えており、エミッタを加熱すると共に、エミ
ッタと引出電極との間に引出電圧を印加するようにした
熱電界放出電子銃用のエミッタの製造方法において、真
空中においてエミッタをほぼ１８００Ｋに加熱しつつ、
エミッタ先端部の電界強度をほぼ４×１０6 （Ｖ／ｃ
ｍ）〜６×１０6 （Ｖ／ｃｍ）の範囲に維持し、エミッ
タ先端部に数層から数十層からなる積層電子放出面を形
成させるようにしたことを特徴としている。したがっ
て、このような製造方法に基づいて作成されたエミッタ
を用いる電子銃は、請求項１と同様な効果が得られる。
電極とを備えており、エミッタを加熱すると共に、エミ
ッタと引出電極との間に引出電圧を印加するようにした
熱電界放出電子銃用のエミッタの製造方法において、真
空中においてエミッタをほぼ１８００Ｋに加熱しつつ、
エミッタ先端部の電界強度をほぼ４×１０6 （Ｖ／ｃ
ｍ）〜６×１０6 （Ｖ／ｃｍ）の範囲に維持し、エミッ
タ先端部に数層から数十層からなる積層電子放出面を形
成させるようにしたことを特徴としている。したがっ
て、このような製造方法に基づいて作成されたエミッタ
を用いる電子銃は、請求項１と同様な効果が得られる。
【図１】エミッタ先端の電界強度と放出電子のエネルギ
分布幅との関係を示す図である。
分布幅との関係を示す図である。
【図２】従来のエミッタの先端形状を示す図である。
【図３】エミッタ先端付近のエネルギ図である。
【図４】本発明に基づく熱電界放出電子銃の基本構成を
示す図である。
示す図である。
【図５】本発明に基づくエミッタの先端形状を示す図で
ある。
ある。
【図６】積層電子放出面の拡大図である。
【図７】エミッタの放出電子密度分布を示す図である。
１０ エミッタ １１ 引出電極 １２ 積層電子放出面
Claims (7)
- 【請求項１】 エミッタと引出電極とを備えており、エ
ミッタを加熱すると共に、エミッタと引出電極との間に
引出電圧を印加するようにした熱電界放出電子銃におい
て、エミッタ先端部の半径をほぼ２μｍ〜４μｍとし、
エミッタの先端部に数層から数十層の積層電子放出面を
設けたことを特徴とする熱電界放出電子銃。 - 【請求項２】 数層から数十層の積層電子放出面によ
り、エミッタ先端部の形状をほぼ球状とした請求項１記
載の熱電界放出電子銃。 - 【請求項３】 積層電子放出面の近傍の電界強度が、ほ
ぼ４×１０6 （Ｖ／ｃｍ）〜６×１０6 （Ｖ／ｃｍ）の
範囲となるように、引出電圧を設定した請求項１記載の
熱電界放出電子銃。 - 【請求項４】 放出される電子ビームのエネルギ幅がほ
ぼ０．５ｅＶ以下である請求項１記載の熱電界放出電子
銃。 - 【請求項５】 エミッタの温度をほぼ１８００Ｋとした
請求項３記載の熱電界放出電子銃。 - 【請求項６】 エミッタ先端部の半径ｒと、エミッタ先
端に形成された積層電子放出面の積層電子放出面最外郭
半径ａとの比（ａ／ｒ）をほぼ０．４とした請求項１記
載の熱電界放出電子銃。 - 【請求項７】 エミッタと引出電極とを備えており、エ
ミッタを加熱すると共に、エミッタと引出電極との間に
引出電圧を印加するようにした熱電界放出電子銃用のエ
ミッタの製造方法において、真空中においてエミッタを
ほぼ１８００Ｋに加熱しつつ、エミッタ先端部の電界強
度をほぼ４×１０6 （Ｖ／ｃｍ）〜６×１０6 （Ｖ／ｃ
ｍ）の範囲に維持し、エミッタ先端部に数層から数十層
からなる積層電子放出面を形成させるようにした熱電界
放出電子銃用のエミッタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02870797A JP3397616B2 (ja) | 1997-02-13 | 1997-02-13 | 熱電界放出電子銃および熱電界放出電子銃用エミッタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02870797A JP3397616B2 (ja) | 1997-02-13 | 1997-02-13 | 熱電界放出電子銃および熱電界放出電子銃用エミッタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10228877A true JPH10228877A (ja) | 1998-08-25 |
| JP3397616B2 JP3397616B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=12255936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02870797A Expired - Fee Related JP3397616B2 (ja) | 1997-02-13 | 1997-02-13 | 熱電界放出電子銃および熱電界放出電子銃用エミッタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3397616B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002037527A1 (fr) * | 2000-11-02 | 2002-05-10 | Ebara Corporation | Appareil a faisceau electronique et procede de production de dispositif utilisant cet appareil |
| WO2002049065A1 (fr) * | 2000-12-12 | 2002-06-20 | Ebara Corporation | Dispositif a faisceau d'electrons et procede de production de dispositifs a semi-conducteur utilisant ledit dispositif a faisceau d'electrons |
| 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 |
| JP2012033411A (ja) * | 2010-07-30 | 2012-02-16 | Rigaku Corp | 電子放出装置の電流制御装置 |
-
1997
- 1997-02-13 JP JP02870797A patent/JP3397616B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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