JPH10503322A

JPH10503322A - マルチウィンドウの電子銃

Info

Publication number: JPH10503322A
Application number: JP8505852A
Authority: JP
Inventors: ワカロプロス，ジョージ
Original assignee: アメリカン・インターナショナル・テクノロジィズ・インコーポレイテッド
Priority date: 1994-07-22
Filing date: 1995-07-18
Publication date: 1998-03-24
Also published as: CA2194570A1; JP2004239920A; WO1996003767A1; US5557163A; KR970705165A; TW311232B; EP0801808A1; EP0801808A4

Abstract

(57)【要約】電子ビームデバイス（１２）は、電子透過性であってガス不透過性である複数の個々のウィンドウ（２７）を有する。ウィンドウが多数あることにより、ウィンドウの各々は薄いが頑丈になり、電子の透過性および耐久性が高まる。各ウィンドウは単結晶膜として形成でき、かつウィンドウ内にピンホールが生じた場合容易に置換えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】マルチウィンドウの電子銃技術分野この発明は電子ビームデバイスに関し、特にビーム幅の広い電子ビームデバイスに関する。背景技術電子ビームデバイスであって、真空管の中で電子が発生され、かつ加速されて薄いウィンドウを横切り、真空管の外で用いるためのものは公知である。真空環境は電子を発生し、かつ加速するには有益であるが、最小のエネルギ損失で電子がウィンドウに貫通できるよう電子ウィンドウが薄いことも望ましい。ウィンドウを貫通する電子のエネルギ損失は、熱として、かつウィンドウ材料の化学結合の破壊においてウィンドウによって得られる。ウィンドウの電子貫通を促進するために行なわれるウィンドウの厚さの最小化と、ウィンドウによって感知される、管内の真空環境による大きな圧力差と、ウィンドウを貫通する電子によって引起こされる破壊および加熱との、組合せられた要因により、ウィンドウに小さなホールまたは欠陥が結果として生じるおそれがあり、これらによって真空状態が損なわれ、かつ管が破壊される。いくつかの用途には幅の広い電子ビームを作るのが望ましい。このようなデバイスの製造において困難な問題は、電子ウィンドウ面積を増加させると一般的に、そのウィンドウが大きな圧力差に耐えられないようになることである。このジレンマを解決する試みは、ニューカマンズ（Neukermans）の米国特許第４，４６８，２８２号によって教示されているような、丈夫であるが電子が透過できる材料をウィンドウに用いることである。ニューカマンズは、印刷用途のための長くて薄いウィンドウを多結晶基板を用いて生長することを教示している。米国特許第３，７８８，８９２号においてヴァンラールト他（Van Raalte et al．）は、エンベロープの、長くて狭い開口にわたってウィンドウを作り、そのウィンドウを孔付の剛性補強部材で支持することを教示している。同様に、ウノ（Uno）の米国特許第３，６１１，４１８号は、メッシュ状の支持セクションを有する大きなウィンドウを開示している。この発明の目的は、ビーム幅の広い電子ビームデバイスを提供することである。この発明の別の目的は、電子ウィンドウにホールができた後にそれを簡単に修復することができる電子ビームデバイスを提供することである。発明の概要上記の目的は、電子透過性であって、ガス不透過性である個々のウィンドウのアレイを有する電子ビームデバイスによって満たされる。ウィンドウは一般的には薄いが、さまざまなサイズおよび形の区域を有してもよく、かつそれらは電子発生手段と電子加速手段とを有する真空管の前端に置かれる。このアレイは必要に応じてデバイスの特定の用途に適するよう配置できる。このように、真空によって生じる圧力差によってウィンドウが故障することなく、ウィンドウ面積の合計をかなり大きくすることができ、デバイスは幅の広い電子ビームを作ることができる。複数の個々のウィンドウを用いることには多くの他の利点がある。第１に、各ウィンドウは比較的小さいため、欠陥なくより簡単に形成できる。特定的にはウィンドウは単結晶膜として形成することができ、これは強度、電子透過性およびガス不透過性の点で有利である。このような単結晶膜を、単一の大きなウィンドウとして作るのは非常に困難であろう。第２に、ウィンドウのうち１つが故障することによって必ずしもデバイス全体が損なわれるわけではない。用途によっては、ピンホールができたウィンドウでは単に、エポキシといったシーラントでホールを詰めて管を再度真空排気するだけでよいだろう。マルチウィンドウの使用によってさらに、電子を発生する真空管がさまざまな形を有するとができる。これは、その管の電子放出区域が単一のウィンドウを加工することによって制限されないからである。ウィンドウのアレイを電子が横切るようにするために、マイクロプロセッサによって制御されるシーケンスでアレイを電子ビームが走査する。アレイを収めるフェースプレートに接続された電流モニタは、電子ビームがフェースプレートに当るのではなく、ウィンドウを横切るようにする精度に関してフィードバックを提供し、このフィードバックはマルチプレクサによって用いられてアレイの走査またはその後の走査の間、ビームの輝度または方向が調節される。図面の簡単な説明図１は、この発明のマルチウィンドウデバイスの斜視図である。図２Ａおよび図２Ｂは、図１の発明の偏向コイルに流れる電流のグラフである。図３Ａは、アーチ型の前端を有するこの発明の実施例の斜視図である。図３Ｂは、半球状の前端を有するこの発明の実施例の斜視図である。図３Ｃは、互い違いに配列された２列のウィンドウを有するこの発明のフェースプレートの前面図である。図４は、図１のデバイスに採用される電子制御の図である。発明を実施するための最良モードさて、図１を参照して、ガス不透過性エンベロープ１５を含む電子ビームデバイス１２は前端１８と後端２０とを有して示される。この斜視図においてフェースプレート２２は、製造の間にそうされるようにエンベロープ１５の前端１８から取外されて示される。フェースプレート２２は、ウィンドウを作るのに用いられるシリコンといった材料と似た熱膨張係数を有する、シリコン、ガラス、セラミック、金属または他のガス不透過性材料で形成されてもよい。フェースプレート２２は長方形のアパーチャ２５のアレイを有する。アパーチャ２５は成形、エッチングまたは他の技術で作ることができる。電子透過性であってガス不透過性である複数の薄いウィンドウ２７はウィンドウセグメント３０に装着され、かつアパーチャ２５を覆う。好ましい実施例において、ウィンドウセグメント３０は単結晶シリコンウェハで形成される。ウィンドウ２７はたとえばシリコンウィンドウセグメント３０の長方形の中央区域を正確な量だけ異方性エッチングして、その中央に薄いウィンドウ２７を残すようにすることによって作られてもよい。ウィンドウセグメント３０は、製造の間の欠陥またはシリコンの大きな塊に起こりがちな、取扱いの間のひび割れを避けるよう個々に作られる。ウィンドウセグメント３０はその後、陽極結合または他の技術によってフェースプレート２２に結合される。ウィンドウセグメント３０が装着されたフェースプレート２２はその後、同じようにしてエンベロープ１５の前端１８に結合される。取扱いまたは動作の間に生ずるウィンドウ２７への損傷を減らすために、エンベロープ１５を真空排気する前にウィンドウ２７がわずかに圧縮されてもよい。この圧縮はたとえばウィンドウ区域にイオン注入してウィンドウ２７を機械的にわずかに膨張させることによって達成されてもよい。エンベロープ１５の後端２０からは多数のピン３３が突出しているが、そこから突出する多数のピン３３を有し、これらのピンはこの図においては少ししか見られない。ピン３３は、エンベロープ１５の内部へのさまざまな電気接続を提供し、さらにエンベロープ１５への支持を与える。ピン３３のうち１つは真空排気管３５であって、エンベロープ１５からガスを真空排気するためのポンプに接続でき、かつその後エンベロープ１５にガスが再び入らないように封止できるものである。別の１対のピン３３は、エンベロープ１２内に置かれるフィラメント３８のための電気コネクタ３６である。フィラメント３８は一般にステープルの形であり、１対のコネクタ３６を通して電流が与えられると熱電子放出によって自由電子を発生する。別の１対のピン３３は、エンベロープ１２内に置かれるカソード４０のための電気コネクタ３９である。カソード４０は一般に、フィラメントコネクタ３６がそこを通って延びる後端２０に面する１対のホールと、前端１８に面する側とを除いてすべての側でフィラメント３８を囲む。カソード４０は大きな負の電圧にされてフィラメントから前端１８の方に電子を加速することができ、これはほぼ接地電圧に維持される。ステープルの形のフィラメント３８と、一般的には箱型のカソード４０とにより、フィラメント３８から放出される電子はカソード４０によって焦点合わせされ、かつ加速されて、前端１８の方に向かうストライプ型のビームになる。ストライプ型のビームは前端の方に加速される際にヨーク４２によって偏向され、このヨーク４２はウィンドウ２７のうち１つにビームを向ける。ヨーク４２は、前端１８と後端２０との間の、エンベロープのネックの周りにスペースがあけられて円状に配置される、４つの導電性コイルを含む。各々のコイルは、エンベロープ１５の縦軸に対して一般的に垂直であり、かつそれに交差するよう配向された軸を有し、コイルは鉛直軸を共有する１対のコイルおよび水平軸を共有する１対のコイルとして配置される。各コイルは、それを通って流れ、かつ本質的にそのコイルのそれぞれの軸に沿って導かれる電流に比例する磁界を発生する。磁界は、電子速度および磁界ベクトルのベクトルクロス乗積である、移動する電子上への力を生み出す。ビームの鉛直位置は、エンベロープ１５内に一般的に水平に方向づけられかつ右コイル４４および左コイル４６の電流によって発生する磁界線によって決まる。ビームの水平位置は、エンベロープ１５内を一般的に鉛直に進み、かつ上コイル４８および下コイル５０の周りを流れる電流によって生ずる磁界線によって定まる。各コイル４４、４６、４８および５０には、１対の別個のリードを通して電流が与えられ、これらの１対の別個のリードは他のエレメントの図示を簡単にするために示されていない。図示されていない水平偏向プレートおよび鉛直偏向プレートによって電子ビームを水平および鉛直偏向させることもできる。フェースプレート２２上の各々のウィンドウ２７をビームが通過できるように、フィラメント３８、カソード４０、右コイル４４、左コイル４６、上コイル４８および下コイル５０の電流および電圧を別々の工程で同時に変えることができる。たとえばフィラメント３８に最初に電流パルスを流して、フィラメント３８に隣接する多数の自由電子を作ることができる。同時に、またはその後少しした後に、カソード４０に高レベルの負の電圧パルスを流して、電子のパケットを前端１８に向かって移動させることができる。電子のそのパケットの、計算された加速度および速度に基づいてその後、選択されたウィンドウ２７に波動パケットを偏向するのに必要な量だけ、ヨーク４２のコイルによって磁界フィールドを生み出すことができる。その後自由電子の第２のパケットが前端１８に向かって進み、かつ第１のパケットが偏向されたウィンドウ２７に隣接するウィンドウ２７にこの第２の波動パケットを偏向するのに必要なディスクリートな量だけ、鉛直軸コイルまたは水平軸コイルのいずれかの電流が変化する。磁界の偏向強度はコイルから離れると急激に下がるため、隣接するウィンドウに第２のパケットを偏向するよう磁界が変化する前に、パルスにスペースをあけて第１のパケットがウィンドウを横切るようにする必要は必ずしもない。しかし個々のウィンドウをとおしてパケットを導くためにはパケットの前端が受ける偏向は、パケットの後端が受ける偏向に一般的に等しくなる必要がある。図２ａは、時間（Ｔ）の関数として右コイル４４および左コイル４６の両方を流れる電流（Ｉ₁）のグラフを示し、図２ｂは、同じ時間（Ｔ）で上コイル４８および下コイル５０の両方を流れる電流（Ｉ₂）のグラフである。磁力のクロス乗積の性質により、コイル４４およびコイル４６の電流Ｉ₁はエンベロープ１５内を前端１８に向かって進む、電子の鉛直偏向を定め、コイル４８およびコイル５０の電流Ｉ₂はこれらの電子の水平偏向を定める。ｔ₀ではコイル４４、４６、４８および５０すべてにおいて電流ｉ₀は０であるため、前端１８に向かって進む電子パケットは偏向されず、したがってそれらは図１の中央ウィンドウ２７ａを横切る。時間ｔ_i＞Ｔ＞ｔ₂では、コイル４４およびコイル４６の電流Ｉ₁はレベルｉ₁まで上げられ、コイル４８およびコイル５０の電流Ｉ₂はｉ₂まで上げられ、したがって時間ｔ_i＞Ｔ＞ｔ₂においてヨーク４２を通って進む第２の電子パケットはウィンドウ２７ｂに偏向される。時間ｔ₂＞Ｔ＞ｔ₃では、電流Ｉ₁は０まで下がり、Ｉ₂における電流はｉ₃まで上げられるため、次の電子パケットはウィンドウ２７ｃを横切るよう偏向される。このように続けていくと、電子ビームはウィンドウ２７すべてを横切ることができる。図１に示されるウィンドウ２７の、互い違いに配置されたアレイは、デバイス１２に対して鉛直方向にウィンドウ２７の前を移動する物に、連続した水平電子ビーム処理区域を与える。異なった電流シーケンスを用いて異なったシーケンスにあるウィンドウに電子ビームを通すことができることにも注目されたい。たとえば特定の用途では、電子の透過にウィンドウの１列だけを使用することが必要であるかもしれない。この場合中央の列が選ばれてもよく、電流Ｉ₁は０のままでもよく、電流Ｉ₂は工程において変化してフェースプレート２２にわたって水平にビームパケットを掃引させる。この状況においては、ウィンドウ２７にピンホールができたとしてもこれはエポキシまたは別のシーラントで封止でき、かつその後、ビームパケットの偏向によってウィンドウのその掃引を避けることができ、代わりに隣接する列のウィンドウ２７が掃引される。多数の小さなウィンドウ２７からビーム幅の広い電子デバイス１２を作ることにより、ウィンドウ２７を単結晶膜または薄膜として形成することが可能となるが、これらは大きなサイズでは生長させて取扱うのが難しい。単結晶薄膜には、電子ビームデバイス用の電子透過性ウィンドウおよびガス不透過性ウィンドウに関する多くの利点がある。このような単結晶薄膜の規則正しい結晶格子のため、電子は薄膜をより簡単に貫通できて、カソード４０とフェースプレート２２との間に低電圧が与えられ、かつ低エネルギ電子が生成されるようにする。同時に、このような薄膜の規則正しい結晶格子はガスまたは液体分子が薄膜を貫通することをよりよく防ぐ。さらに単結晶の強さは非常に大きいので、このような材料で形成される薄膜は薄くすることができ、電子の透過性がさらに高まる。このような単結晶はまた、典型的には、比較的原子数の少ない元素で形成され、これにより、薄膜を横切る電子の散乱を軽減する。このように、ビーム発生デバイス１２において電子ウィンドウ２７に単結晶薄膜を用いることには、他の型のウィンドウ２７には見られない特性の組合せがあり、これはこの発明のマルチウィンドウ２７デバイス１２によって容易になる。単結晶薄膜は、単結晶基板を選択的にエッチングしてウィンドウセグメント３０内に所望の大きさのウィンドウ２７を残すことによって形作ることができる。これに代えて単結晶薄膜は、単結晶の生長を促進する整合格子定数を有する結晶基板上に生長されてもよく、その後、ウィンドウを塞ぐ基板部分がエッチングされて取除かれる。これらの実施例のうちいずれかにおいて、「単結晶膜」と呼ばれる残る基板は、真空管デバイス１２の残りの部分に薄膜を装着するためのウィンドウセグメント３０としての役割を果たし得る。次に図３Ａおよび図３Ｂを参照して、電子銃にマルチウィンドウセグメント３０を用いることにより、銃の前端を単一のウィンドウによって達成するには不可能ではないとしても困難である形にすることができる。図３Ａはアーチ型の前端を備えたデバイス１３を示し、これはいくつかの用途には有用である。個々のウィンドウ２７は本質的に平らであってもよく、かつ単結晶で形成できる。同様に、図３Ｂは、多数の六角形のウィンドウ２７を収める多数の六角形ウィンドウセグメント３０を備えたデバイス１４を示す。このデバイス１４では、前端１８は半球状の形であり、これは単一のウィンドウで作るのは難しい別の構造である。示されていないがウィンドウ２７は、たとえば三角形または五角形の区域を備えたさまざまな他の多角形の形を有して形成することができる。マルチウィンドウの電子銃には円形、楕円形および長円形のウィンドウ区域も可能である。図３Ｃは、互い違いにスペースが開けられて配置された２列のウィンドウ２７を有する平らなフェースプレート２２を示す。この実施例によって幅の広い電子ビームを作ることができるが、個々のウィンドウ２７によってセグメントに分けることにより、個々のウィンドウ２７の結合区域と似た区域にある単一のウィンドウを破壊することとなる、真空によるストレス下で故障することなく、各ウィンドウ２７を単結晶膜にすること、またはより薄く作ることができる。ウィンドウ２７のいずれかにピンホールが生じた場合、図１に示されるような接続部３９を通ってカソード４０に流れる高電流が観察される。これはエンベロープ１５に入るガスがカソード４０のかなり負の状態である電位によってイオン化され、かつカソード４０からの電流が流れるための経路を提供していることによる。電流感知回路は図示されていない接続部３９と、これもまた図示されていない電源とに接続することができ、接続部３９を通って高電圧が流れる場合にカソード４０、フィラメント３８ならびにコイル４４、４６、４８および５０への電圧および電流を遮断できるようにする。デバイスの電源をオフにしてピンホールの場所をつきとめ、かつそれを、封止することができる。ピンホールの場所をつきとめることは、検査によるか、または圧力に対する感度が高いトランジューサを配置して各ウィンドウセグメント３０の外に封止チャンバを作り、かつ真空排気管３６を用いてエンベロープ１５内を真空にすることによって行なうことができ、この真空はピンホールを備えたウィンドウのみにおいてトランジューサによって感知される。同様に、すべてのウィンドウセグメント３０と、管３６によって真空排気されたエンベロープとの外に、カバーとして薄いプラスチックフォイルを置くことができ、個々のウィンドウ２７にピンホールがある証拠としての、そのウィンドウ２７の外にあるフォイルのずれを観察する。ピンホールの場所がつきとめられると、それはエポキシまたは別のシーラントによって封止される。その後封止エンベロープ１５のガスが真空排気され、かつ電子を発生するためにデバイス１２が再び用いられ得る。デバイス１２の用途および用いられるシーラントの型に応じて、電子が焦点合わせされて、封止ホールを有するウィンドウ２７を避けるようにしてもよい。封止ホールを有するウィンドウ２７が電子よって貫通される用途には、電子に対して透過的であるようシーラントが選択され、かつ与えられ得る。次に図４を参照して、マルチウィンドウ２７を有する電子ビームデバイス１２の電子制御は、導電性フェースプレート２２に接続される電気リード６２を有する、電流計などの電流モニタ６０を含む。モニタ６０によって検出された電流は電子ビームが前端１８を横切る際にそのさまざまな特性を決定するために用いることができる。たとえばもしモニタ６０によって検出される電流がビームの電流のうち大部分であれば、ビームはウィンドウ２７を通過するのではなくフェースプレート２２に当る可能性が強く、このフェースプレート２２は好ましくはウィンドウ２７よりも厚く、かつビーム電流をより多く吸収するアルミニウムなどの金属から作られ、その電流をリード６２を通してモニタ６０に導通する。フェースプレート２２から検出された電流を示す、電流モニタ６０からの信号は線６３を介してマイクロプロセッサ６５に送られる。電流モニタ６０は実際にはマイクロプロセッサ６５内の回路で形成されるが、図および説明を簡単にするためにモニタ６０は別個に示されることに注目されたい。マイクロプロセッサ６５は、フィラメント３８、カソード４０およびヨーク４２に、それぞれスイッチ６６、６７および６８を介して電流および電圧を与える電源７０を制御する。ヨーク４２は実際には、例示を簡単にするためにこの図に示されていないコイル４４、４６、４８および５０を含み、これらはヨークを制御する、図示された単一のスイッチ６８ではなく、これもまた示されていないいくつかのスイッチによって別個に制御される。マイクロプロセッサは、図示されていないメモリとクロックとを有し、これらのメモリおよびクロックはフィラメント３８、カソード４０およびヨーク４２に与えられた電圧および電流を制御して、フェースプレート２２に当ることなく、ウィンドウ２７を横切るパルスとしてビームが前端１８を掃引するようにさせる。この制御機能はマイクロプロセッサ６５にプログラムでき、かつたとえばデバイス１２の、異なった用途のためにビームの異なった掃引を提供するか、または損傷を受けたウィンドウ２７を避けるよう変更できる。電流モニタ６０と組合されて、マイクロプロセッサ６５は、電流モニタからの信号を用いてビームのパルス化を制御することによって、フェースプレート２２ではなくウィンドウ２７にビームが当る精度を高める。たとえばもし電流モニタ６０においてビーム電流のうち大部分が検出されるならば、ビームはウィンドウ２７ではなくフェースプレート２２に当たっていることを示し、この情報がマイクロプロセッサ６５に送られ、マイクロプロセッサ６５は電源７０からフィラメント３８およびカソード４０への電圧および電流を下げるようプログラムでき、それによりビームの電流を下げる。ビームおよび電子回路構成における電子は、前端１８にわたってビームが掃引する速度よりも遙に速く移動するため、このフィードバック機構は第１近似の程度まで、モニタ６０によって検出されたビーム位置でのビーム電流を制御するよう作用する。マイクロプロセッサ６５はさらに、ある掃引の間の、ある時間においてモニタ６５によって検出されるビーム電流に関する情報をそのメモリに記憶でき、この情報をその後の掃引の間の時間においてビーム電流を制御するのに用いて、ビーム位置をより正確に制御することができる。フィラメント３８およびカソード４０への電力を制御してウィンドウ２７に当る際のビームパルスの精度を高める代わりに、またはそれに加えて、ヨーク４２のコイル４４、４６、４８および５０与えられる電流をマイクロプロセッサ６５によって変化させることができ、ウィンドウ２７を通ってビームをよりよく導くようにする。電流モニタ６０にフィードバック信号を提供して、ウィンドウ２７に当るときにビームに高電流がないという逆の状態を正しく直すためには、ビームは、フェースプレート２２に当てたいときには、低電流または残余電流を有し、ウィンドウ２７に当てたいときには高電流を有してもよい。ハイ状態におけるビーム電流はミリアンペアのオーダであってもよく、ロー状態のビーム電流はマイクロアンペアのオーダであってもよく、このため高ビーム電流と低ビーム電流とは３桁違う。したがってモニタ６０によって検出される電流は、ビーム電流と、前端における、ビームが当る場所とに依存する本質的にディスクリートな４つの値のうち１つを有してもよい。「ハイパス」と呼ばれる第１の値はウィンドウ２７を通って高ビーム電流が通過するときに起こり、ウィンドウ２７によって吸収される、ビーム電流のうち小さな部分はモニタ６０によって検出される。モニタ６０で検出される第２の電流値は「ハイストップ」と呼ばれ、かつ高ビーム電流がフェースプレート２２に当る状況に対応し、それによりモニタ６０で検出される比較的大量の電流をもたらす。「ローパス」と呼ばれる第３の値は低ビーム電流がウィンドウ２７を通る際に起こり、このためその低ビーム電流のうちごくわずかな部分のみがウィンドウによって吸収され、かつモニタ６０によって検出される。「ローストップ」と呼ばれる第４の値は、低ビーム電流がフェースプレート２２に当るときに起こる。一般的にはローパスおよびハイストップ信号はマイクロプロセッサ６５の制御によって最小にされ、ハイパスおよびローストップ信号はマイクロプロセッサ６５によって高まる。この図には示されていないがマイクロプロセッサは多数のこのようなデバイス１２の電子ビームの輝度および方向を制御してもよく、かつ個々のデバイス１２の各々に関連する電流モニタ６５から入力を受取ってもよい。マイクロプロセッサ６５は、ウィンドウの配置に関して、マイクロプロセッサ６５に最初に命令を与えることなく、ウィンドウの配置にあうように電子ビーム走査の輝度および方向を構成できることにも注目されたい。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９６年２月２１日【補正内容】請求の範囲１．電子ビームデバイスであって、後端と前端とを有する、真空排気されたガス不透過性エンベロープと、第１および第２のアレイとを含み、前記第１および第２のアレイの各々は電子透過性であって、かつガス不透過性である複数のウィンドウを含み、前記ウィンドウは前記前端において水平方向の列および鉛直方向の行に配置され、前記第１のアレイの列および行は前記第２のアレイの列および行に対して互い違いにされ、前記第１のアレイからの少なくとも１つのウィンドウが前記第２のアレイに隣接する２つのウィンドウに重なるように延び、前記第２のアレイからの少なくとも１つのウィンドウが前記第１のアレイの隣接する２つのウィンドウに重なるよう延び、さらに前記デバイスは、前記エンベロープ内に電子を発生するためのフィラメント手段と、前記後端から前記前端への方向に沿って前記電子を加速するための手段と、前記方向を横切るよう前記電子を偏向し、かつ主に前記複数のウィンドウ上に当るよう前記電子を方向づけるための偏向手段とを含み、前記加速手段と前記偏向手段とは起動手段を規定し、さらに前記デバイスは、前記複数のウィンドウ上に前記電子を焦点合わせするための手段と、前記起動手段と前記焦点合わせ手段とを同期化して、前記電子がパルスのシーケンスにおいて少なくとも２つの前記ウィンドウを横切るようにするためのタイミング手段とを含む、デバイス。２．前記ウィンドウのうち多くが、一般的に長方形な区域を有し、その上に電子が焦点合わせされる、請求項１に記載のデバイス。３．前記ウィンドウのうち多くが、一般的に多角形の区域を有し、その上に前記電子が焦点合わせされる、請求項１に記載のデバイス。４．前記ウィンドウのうち多くが、一般的に楕円形の区域を有し、その上に前記電子が焦点合わせされる、請求項１に記載のデバイス。５．前記前端が一般的に平らである、請求項１に記載のデバイス。６．前記前端が一般的にアーチ状である、請求項１に記載のデバイス。７．前記前端が、前記前端と前記後端とを接続する軸を横切って一般的に細長く延在する、請求項１に記載のデバイス。８．前記ウィンドウが前記前端において圧縮されて保たれる、請求項１に記載のデバイス。９．前記前端の位置を検出するための測定手段であって、その上に前記電子が当るものをさらに含む、請求項１に記載のデバイス。１０．あるシーケンスで前記電子を前記ウィンドウ上に当てるための制御手段をさらに含み、前記制御手段は前記測定手段と電気的に連通する、請求項９に記載のデバイス。１１．測定手段であって、前記タイミング手段と電気的に連通し、その上に前記電子が当る前記前端の場所を形式するためのものをさらに含む、請求項１に記載のデバイス。１２．前記ウィンドウのうち多くが、単結晶膜である、請求項１に記載のデバイス。１３．自由電子を発生するための方法であって、電子を発生し、かつ加速させるための手段と、前端とを有する真空管を提供するステップを含み、前記ステップはそれに向かって電子が加速される前記管の前記前端に複数の開口を形成し、かつ前記端部に複数の電子透過性ウィンドウを装着して、前記開口が前記ウィンドウによって覆われるようにすることを含み、さらに前記方法は、前記管からガスを真空排気するステップと、複数の電子を発生し、かつ前記電子を前記ウィンドウに向けて加速するステップと、欠陥に関して前記ウィンドウをモニタリングするステップと、欠陥のあるウィンドウ上に当たらないよう前記電子を偏向するステップとを含む、方法。１４．前記電子を前記ウィンドウのシーケンスに向けて偏向するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。１５．前記前端の前記電子が当る場所に関する情報を集めるステップと、前記情報に部分的に基づいて前記加速および偏向を制御するステップとをさらに含む、請求項１４に記載の方法。１６．前記ウィンドウのホールに関して前記複数のウィンドウをモニタリングするステップをさらに含み、前記ステップはウィンドウのホールの位置をつきとめることを含む、請求項１３に記載の方法。１７．エピタキシャル型に生長した薄膜によって前記ウィンドウを形成するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。１８．前記ウィンドウを形成するステップが、エピタキシャル型に生長した単結晶膜を含む、請求項１７に記載の方法。１９．前記開口が覆われるよう前記端部に前記ウィンドウを装着するステップが、前記ウィンドウを前記開口にわたって圧縮させて装着することを含む、請求項１３に記載の方法。

Claims

【特許請求の範囲】１．電子ビームデバイスであって、前端と後端とを有し、かつ一般的に空のチャンバを規定するガス不透過性ボディと、前記チャンバの前記前端付近に配置される、ガス不透過性であって、電子透過性である複数の個々のウィンドウと、前記前端から離れて前記チャンバ内に電子を発生するための手段と、前記前端に向けて前記電子を加速するための手段と、前記ウィンドウ上に前記電子を焦点合わせするための手段とを含む、デバイス。２．前記ウィンドウのうち多くが単結晶膜である、請求項１に記載のデバイス。３．前記ウィンドウのうち多くが、一般的に長方形な区域を有し、その上に前記電子が焦点合わせされる、請求項１に記載のデバイス。４．前記ウィンドウのうち多くが、一般的に多角形の区域を有し、その上に前記電子が焦点合わせされる、請求項１に記載のデバイス。５．前記ウィンドウのうち多くが、一般的に楕円形の区域を有し、その上に前記電子が焦点合わせされる、請求項１に記載のデバイス。６．前記ウィンドウが列に配置される、請求項１に記載のデバイス。７．前記ウィンドウが、列および行を有するアレイに配置される、請求項１に記載のデバイス。８．前記ウィンドウがチェッカーボードパターンで複数の列に、互いに違いにスペースをあけられて配置される、請求項１に記載のデバイス。９．前記前端が一般的に平らである、請求項１に記載のデバイス。１０．前記前端が一般的にアーチ状である、請求項１に記載のデバイス。１１．前記前端が、前記前端と前記後端とを接続する軸を横切って一般的に細長く延在する、請求項１に記載のデバイス。１２．前記ウィンドウが前記前端において圧縮されて保たれる、請求項１に記載のデバイス。１３．前記前端の位置を検出するための測定手段であってその上に前記電子が当るものをさらに含む、請求項１に記載のデバイス。１４．あるシーケンスで前記電子を前記ウィンドウ上に当てるための制御手段をさらに含み、前記制御手段は前記測定手段に関連づけられる、請求項１３に記載のデバイス。１５．電子ビームデバイスであって、後端と前端とを有する真空排気されたガス不透過性エンベロープと、前記前端に配置される、電子透過性であってガス不透過性である複数の別個のウィンドウと、前記エンベロープ内に電子を発生するためのフィラメント手段と、前記後端から前記前端への方向に沿って前記電子を加速するための手段と、前記方向を横切って前記電子を加速し、前記電子が主に前記ウィンドウ上に当るように導くための偏向手段と、前記起動手段と前記焦点合わせ手段とを同期化して、前記電子がパルスのシーケンスにおいて少なくとも２つの前記ウィンドウを横切るようにするためのタイミング手段とを含む、デバイス。１６．前記タイミング手段に関連し、前記前端の、その上に前記電子が当る場所を検出するための測定手段をさらに含む、請求項１５に記載のデバイス。１７．前記ウィンドウのうち多くが単結晶膜である、請求項１５に記載のデバイス。１８．自由電子を生み出すための方法であって、電子を発生し、かつ加速させるための手段を有する真空管を提供するステップを含み、前記ステップはそれに向かって電子が加速される前記管の端部に複数の開口を形成し、かつ前記端部に複数の電子透過性ウィンドウを装着して、前記開口が前記ウィンドウによって覆われるようにすることを含み、さらに前記方法は、前記管からガスを真空排気するステップと、複数の電子を発生し、かつ前記電子を前記ウィンドウに向けて加速するステップとを含む、方法。１９．前記電子を前記ウィンドウのシーケンスに向けて偏向するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。２０．前記前端の前記電子が当る場所に関する情報を集めるステップと、前記情報に部分的に基づいて前記加速および偏向を制御するステップとをさらに含む、請求項１９に記載の方法。２１．前記ウィンドウのホールに関して前記デバイスをモニタリングするステップをさらに含み、前記ステップはウィンドウのホールの位置をつきとめることを含み、さらに前記ホールを封止するステップを含む、請求項１８に記載の方法。２２．前記電子を発生し、かつ前記ウィンドウのうち少なくとも１つに向けて前記電子を加速するステップが、前記封止ホールを有する前記ウィンドウを避けるようにすることを含む、請求項２１に記載の方法。２３．エピタキシャル型に生長した薄膜によって前記ウィンドウを形成するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。２４．前記ウィンドウを形成するステップが、ウィンドウに広がる、エピタキシャル型に生長した単結晶膜を含む、請求項２３に記載の方法。２５．前記開口が覆われるよう前記端部に前記ウィンドウを装着するステップが、前記ウィンドウを前記開口にわたって圧縮させて装着することを含む、請求項１８に記載の方法。