JPH1173872A - マイクロポイント型冷陰極 - Google Patents
マイクロポイント型冷陰極Info
- Publication number
- JPH1173872A JPH1173872A JP19481398A JP19481398A JPH1173872A JP H1173872 A JPH1173872 A JP H1173872A JP 19481398 A JP19481398 A JP 19481398A JP 19481398 A JP19481398 A JP 19481398A JP H1173872 A JPH1173872 A JP H1173872A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- point
- substrate
- grid
- micropoints
- micropoint
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J3/00—Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J3/02—Electron guns
- H01J3/021—Electron guns using a field emission, photo emission, or secondary emission electron source
- H01J3/022—Electron guns using a field emission, photo emission, or secondary emission electron source with microengineered cathode, e.g. Spindt-type
Abstract
(57)【要約】
【課題】 マイクロポイントからの電子放出の均一さを
改善した、マイクロポイント型冷陰極を提供する。 【解決手段】 マイクロポイント型冷陰極は、マイクロ
ポイントのアレイを含む基板と、ポイントを担持する基
板に対して平行に配置されたプレートとを含む。プレー
トが各ポイントに対向する穴を含み、それによりグリッ
ドを構成する。絶縁体がポイントの位置を除いて基板と
グリッドとの間の空間を充填する。ポイントの頂点と基
板から最も遠いグリッドの面との間の設計上の距離は零
であり、各ポイントの頂点での設計上の曲率半径は２５
ｎｍであり、グリッド中の穴の設計上の半径は１．３μ
ｍである。
改善した、マイクロポイント型冷陰極を提供する。 【解決手段】 マイクロポイント型冷陰極は、マイクロ
ポイントのアレイを含む基板と、ポイントを担持する基
板に対して平行に配置されたプレートとを含む。プレー
トが各ポイントに対向する穴を含み、それによりグリッ
ドを構成する。絶縁体がポイントの位置を除いて基板と
グリッドとの間の空間を充填する。ポイントの頂点と基
板から最も遠いグリッドの面との間の設計上の距離は零
であり、各ポイントの頂点での設計上の曲率半径は２５
ｎｍであり、グリッド中の穴の設計上の半径は１．３μ
ｍである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロポイント
型冷陰極に関する。
型冷陰極に関する。
【０００２】特に、本発明は、電子を放出する加熱され
た電気フィラメントの代わりにマイクロポイント型冷陰
極を使用する質量分析計に適用される。このタイプの冷
陰極は、半導体プロセスを使用して製造される電子放出
デバイスである。
た電気フィラメントの代わりにマイクロポイント型冷陰
極を使用する質量分析計に適用される。このタイプの冷
陰極は、半導体プロセスを使用して製造される電子放出
デバイスである。
【０００３】
【従来の技術】残念ながら、上記のタイプの冷陰極は、
電子を放出するマイクロポイントのアレイのポイントの
約１０％が不十分な性能を示す。これは、特に製造公差
によってもたらされるポイントのアレイの不均一な性質
による。
電子を放出するマイクロポイントのアレイのポイントの
約１０％が不十分な性能を示す。これは、特に製造公差
によってもたらされるポイントのアレイの不均一な性質
による。
【０００４】ポイントが不均一なので、ポイントの端部
の電界はポイントごとに大きく異なる。ポイントの端部
の電界の関数としての電子放出は指数法則に従う。得ら
れた不均一な放出は不利であり、この不利益は、「高い
圧力」、例えば１０-4ミリバールに等しいかまたはそれ
よりも高い圧力での動作に対して増大する。一つのポイ
ントが隣接するポイントよりも多くの電子を放出する場
合、ポイントに損傷を与える正イオン戻りおよびアーク
の現象に対してより敏感になる。
の電界はポイントごとに大きく異なる。ポイントの端部
の電界の関数としての電子放出は指数法則に従う。得ら
れた不均一な放出は不利であり、この不利益は、「高い
圧力」、例えば１０-4ミリバールに等しいかまたはそれ
よりも高い圧力での動作に対して増大する。一つのポイ
ントが隣接するポイントよりも多くの電子を放出する場
合、ポイントに損傷を与える正イオン戻りおよびアーク
の現象に対してより敏感になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、マイクロポイントからの電子放出の均一さを改
善するマイクロポイント型冷陰極を提案することであ
る。
目的は、マイクロポイントからの電子放出の均一さを改
善するマイクロポイント型冷陰極を提案することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明は、
マイクロポイントのアレイを含む基板と、ポイントを担
持する基板に対して平行に配置されたプレートとを含む
マイクロポイント型冷陰極であって、プレートが各ポイ
ントに対向する穴を含み、それによりグリッドを構成
し、絶縁体がポイントの位置を除いて基板とグリッドと
の間の空間を充填し、ポイントの頂点と基板から最も遠
いグリッドの面との間の設計上の距離が零であり、各ポ
イントの頂点での設計上の曲率半径が２５ｎｍであり、
グリッド中の穴の設計上の半径が１．３μｍである。
マイクロポイントのアレイを含む基板と、ポイントを担
持する基板に対して平行に配置されたプレートとを含む
マイクロポイント型冷陰極であって、プレートが各ポイ
ントに対向する穴を含み、それによりグリッドを構成
し、絶縁体がポイントの位置を除いて基板とグリッドと
の間の空間を充填し、ポイントの頂点と基板から最も遠
いグリッドの面との間の設計上の距離が零であり、各ポ
イントの頂点での設計上の曲率半径が２５ｎｍであり、
グリッド中の穴の設計上の半径が１．３μｍである。
【０００７】実験から、冷陰極の幾何形状において、い
くつかのパラメータ、特にポイントの頂点と基板から最
も遠いグリッドの面との間の距離ｄ、ポイントの頂点で
の曲率半径ＲT、各ポイントに対向するグリッド中の穴
の半径ＲGHが非常に重要であることがわかる。
くつかのパラメータ、特にポイントの頂点と基板から最
も遠いグリッドの面との間の距離ｄ、ポイントの頂点で
の曲率半径ＲT、各ポイントに対向するグリッド中の穴
の半径ＲGHが非常に重要であることがわかる。
【０００８】三つのパラメータｄ、ＲT、ＲGHに対する
ポイントの端部の電界値の全ドリフトが最小であり、し
たがって最小の分散を有するポイントの端部の電界の値
に対応するこれら三つのパラメータの設計上の値がわか
った。
ポイントの端部の電界値の全ドリフトが最小であり、し
たがって最小の分散を有するポイントの端部の電界の値
に対応するこれら三つのパラメータの設計上の値がわか
った。
【０００９】これらの条件は、製造公差内でこれらのパ
ラメータの設計上の値付近で、最適化されたアレイ、す
なわちポイントの端部の電界がほんのわずかに変化する
アレイをもたらす。これらの設計上の値は、ｄ＝０、Ｒ
T＝２５ｎｍ、ＲGH＝１．３μｍである。
ラメータの設計上の値付近で、最適化されたアレイ、す
なわちポイントの端部の電界がほんのわずかに変化する
アレイをもたらす。これらの設計上の値は、ｄ＝０、Ｒ
T＝２５ｎｍ、ＲGH＝１．３μｍである。
【００１０】その結果、最適化されていないアレイより
も三倍または四倍多い電子を同様にして放出する多数の
ポイントを有するアレイが得られる。
も三倍または四倍多い電子を同様にして放出する多数の
ポイントを有するアレイが得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１に、冷陰極の一部分を示し、
ただ一つのポイントを示す。ポイント１などポイントが
基板２上に形成される。グリッドと呼ばれ、各ポイント
に対向する半径ＲGHの穴４を有するプレート３が基板２
に対して平行に配置される。絶縁体５がポイントの位置
を除いて基板２とグリッド３との間の空間を充填する。
ただ一つのポイントを示す。ポイント１などポイントが
基板２上に形成される。グリッドと呼ばれ、各ポイント
に対向する半径ＲGHの穴４を有するプレート３が基板２
に対して平行に配置される。絶縁体５がポイントの位置
を除いて基板２とグリッド３との間の空間を充填する。
【００１２】本発明によれば、ＲGHの設計上の値は１．
３μｍであり、±０．２μｍの製造公差に対応する公差
を有する。各ポイント１の頂点での曲率半径ＲTの設計
上の値はＲT＝２５ｎｍであり、製造公差は±５ｎｍで
ある。ポイント１の頂点と基板２から最も遠いグリッド
３の面との間の距離ｄの設計上の値はｄ＝０であり、製
造公差は±０．５μｍである。
３μｍであり、±０．２μｍの製造公差に対応する公差
を有する。各ポイント１の頂点での曲率半径ＲTの設計
上の値はＲT＝２５ｎｍであり、製造公差は±５ｎｍで
ある。ポイント１の頂点と基板２から最も遠いグリッド
３の面との間の距離ｄの設計上の値はｄ＝０であり、製
造公差は±０．５μｍである。
【００１３】図２に、電界Ｅの値をｄの関数として１０
9Ｖ／ｍの単位で示す。
9Ｖ／ｍの単位で示す。
【００１４】図３に電界の値をＲTの関数として示し、
図４に電界の値をＲGHの関数として示す。
図４に電界の値をＲGHの関数として示す。
【００１５】計算から、これら三つのパラメータに対す
る電界の全ドリフトは、これらの値ｄ＝０、ＲT＝２５
ｎｍ、ＲGH＝１．３μｍに対して最小であることがわか
る。
る電界の全ドリフトは、これらの値ｄ＝０、ＲT＝２５
ｎｍ、ＲGH＝１．３μｍに対して最小であることがわか
る。
【図１】本発明によるマイクロポイント型冷陰極の一部
分の概略図である。
分の概略図である。
【図２】パラメータｄの値の関数としてのポイントの端
部の電界の値のグラフである。
部の電界の値のグラフである。
【図３】パラメータＲTの値の関数としてのポイントの
端部の電界の値のグラフである。
端部の電界の値のグラフである。
【図４】パラメータＲGHの値の関数としてのポイントの
端部の電界の値のグラフである。
端部の電界の値のグラフである。
１ ポイント ２ 基板 ３ プレート ４ 穴 ５ 絶縁体
Claims (1)
- 【請求項１】 マイクロポイントのアレイを含む基板
と、前記ポイントを担持する前記基板に対して平行に配
置されたプレートとを含むマイクロポイント型冷陰極で
あって、前記プレートが各ポイントに対向する穴を含
み、それによりグリッドを構成し、絶縁体が前記ポイン
トの位置を除いて前記基板と前記グリッドとの間の空間
を充填するマイクロポイント型冷陰極であり、ポイント
の頂点と前記基板から最も遠い前記グリッドの面との間
の設計上の距離が零であり、各ポイントの頂点での設計
上の曲率半径が２５ｎｍであり、前記グリッド中の前記
穴の設計上の半径が１．３μｍであるマイクロポイント
型冷陰極。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9708793A FR2766011B1 (fr) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | Cathode froide a micropointes |
| FR9708793 | 1997-07-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1173872A true JPH1173872A (ja) | 1999-03-16 |
Family
ID=9509100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19481398A Pending JPH1173872A (ja) | 1997-07-10 | 1998-07-09 | マイクロポイント型冷陰極 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6259190B1 (ja) |
| EP (1) | EP0890973B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1173872A (ja) |
| DE (1) | DE69807797T2 (ja) |
| FR (1) | FR2766011B1 (ja) |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2669465B1 (fr) * | 1990-11-16 | 1996-07-12 | Thomson Rech | Source d'electrons et procede de realisation. |
| JP2550798B2 (ja) * | 1991-04-12 | 1996-11-06 | 富士通株式会社 | 微小冷陰極の製造方法 |
| US5534743A (en) * | 1993-03-11 | 1996-07-09 | Fed Corporation | Field emission display devices, and field emission electron beam source and isolation structure components therefor |
| JPH0729484A (ja) * | 1993-07-07 | 1995-01-31 | Futaba Corp | 集束電極を有する電界放出カソード及び集束電極を有する電界放出カソードの製造方法 |
| JP2809078B2 (ja) * | 1993-12-28 | 1998-10-08 | 日本電気株式会社 | 電界放出冷陰極およびその製造方法 |
| RU2074444C1 (ru) * | 1994-07-26 | 1997-02-27 | Евгений Инвиевич Гиваргизов | Матричный автоэлектронный катод и электронный прибор для оптического отображения информации |
| JP2731733B2 (ja) * | 1994-11-29 | 1998-03-25 | 関西日本電気株式会社 | 電界放出冷陰極とこれを用いた表示装置 |
| AU4913496A (en) * | 1995-01-31 | 1996-08-21 | Candescent Technologies Corporation | Gated filament structures for a field emission display |
| JP2956612B2 (ja) * | 1996-09-25 | 1999-10-04 | 日本電気株式会社 | フィールドエミッタアレイとその製造方法およびその駆動方法 |
| JP3144475B2 (ja) * | 1997-06-25 | 2001-03-12 | 日本電気株式会社 | 電界放出型冷陰極の製造方法 |
-
1997
- 1997-07-10 FR FR9708793A patent/FR2766011B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-07-02 DE DE69807797T patent/DE69807797T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-07-02 EP EP98401651A patent/EP0890973B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1998-07-09 US US09/112,322 patent/US6259190B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-07-09 JP JP19481398A patent/JPH1173872A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2766011B1 (fr) | 1999-09-24 |
| EP0890973B1 (fr) | 2002-09-11 |
| EP0890973A1 (fr) | 1999-01-13 |
| FR2766011A1 (fr) | 1999-01-15 |
| DE69807797D1 (de) | 2002-10-17 |
| US6259190B1 (en) | 2001-07-10 |
| DE69807797T2 (de) | 2003-05-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050624 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070829 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071106 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20080131 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20080205 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080701 |