JPS5823164Y2 - Denkai Houshiyutsugata Denshijiyu - Google Patents

Denkai Houshiyutsugata Denshijiyu

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Publication number
JPS5823164Y2
JPS5823164Y2 JP1975066406U JP6640675U JPS5823164Y2 JP S5823164 Y2 JPS5823164 Y2 JP S5823164Y2 JP 1975066406 U JP1975066406 U JP 1975066406U JP 6640675 U JP6640675 U JP 6640675U JP S5823164 Y2 JPS5823164 Y2 JP S5823164Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
emitter
anode
thermionic
thin plate
filament
Prior art date
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Expired
Application number
JP1975066406U
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Japanese (ja)
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JPS51145847U (en
Inventor
秀一 斎藤
竜三 相原
Original Assignee
日本電子株式会社
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Filing date
Publication date
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案はアノードの浄化を行う為の熱電子放出源を備え
た電界放出型電子発生源に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a field emission type electron generation source equipped with a thermionic emission source for purifying an anode.

電界放出型電子銃は通常の熱電子放出型電子銃に比べ非
常に高い電子流密度の電子線が得られるという利点を有
しているが、アノードに電子ビームが、衝突した際に発
生するイオン(吸蔵ガスがイオン化する)の影響を受け
やすく、エミッター、アノード間の真空アーク放電によ
りエミッターがしばしば損傷するという欠点を有してい
る。
Field emission electron guns have the advantage of being able to obtain electron beams with a much higher electron current density than normal thermionic emission electron guns, but they do not produce ions that are generated when the electron beam collides with the anode. It has the disadvantage that the emitter is often damaged by vacuum arc discharge between the emitter and the anode.

斯様なエミッターの損傷を防ぐ為に、エミッター近傍に
熱電子放出用フィラメントを設置し、熱電子線をアノー
ドに衝突させることにより吸蔵或いは付着しているガス
や不純物をはじき出すと共にアノードを加熱して不純物
を蒸発させ、エミッターに対向するアノード面を清浄化
処理する装置が最近提案されている。
In order to prevent such damage to the emitter, a filament for emitting thermionic electrons is installed near the emitter, and by colliding the thermionic beam with the anode, gases and impurities that are occluded or attached are repelled, and the anode is heated. Recently, devices have been proposed that evaporate impurities and clean the anode surface facing the emitter.

しかしながら斯かる装置においてはフィラメントから発
生する熱電子線の収束性が悪く、アノード表面の広い範
囲を照射するので電子流密度が低く、シかもアノードは
広い面積を有しているためこのアノードの温度を上昇さ
せることができず、従って充分な清浄化処理を行うこと
ができず、安定した電界放出による電子ビームを得るこ
とができない欠点を有している。
However, in such a device, the convergence of the thermionic beam generated from the filament is poor, and since a wide area of the anode surface is irradiated, the electron flow density is low. It has the disadvantage that it is not possible to raise the electron beam, therefore it is not possible to perform a sufficient cleaning treatment, and it is not possible to obtain a stable electron beam due to field emission.

本考案は斯様な欠点を排除することを目的とするもので
、以下第1図及び第2図に示す実施例に従って詳説する
The present invention aims to eliminate such drawbacks and will be explained in detail below with reference to the embodiments shown in FIGS. 1 and 2.

図において1は電界放出に適した材料で形成されたエミ
ッターであり、ホルダー2により保持され、加速電源1
3より負の高電圧が印加される。
In the figure, 1 is an emitter made of a material suitable for field emission, which is held by a holder 2, and an accelerating power source 1.
3, a more negative high voltage is applied.

前記ホルダー2はステム3 a 、3 bを介してカソ
ード部支持板4に支持されている。
The holder 2 is supported by a cathode support plate 4 via stems 3 a and 3 b.

5は前記エミッター1の近傍にこのエミッター及びその
保持体2と接しないようにおかれた熱電子放出用フィラ
メントであり、ステム6 a 、6 bを介して前記支
持板4に支持され、該ステム6aと6bは加熱電源7に
接続されている。
Reference numeral 5 denotes a thermionic emission filament placed near the emitter 1 so as not to come into contact with the emitter and its holder 2, and is supported by the support plate 4 via stems 6 a and 6 b. 6a and 6b are connected to a heating power source 7.

8は前記フィラメント5の外周におかれたウェーネルト
電極であり、前記フィラメント5と同電位或いはフィラ
メントよりは低い電い電位に保たれ、フィラメント5か
ら発生した熱電子線を収束させる目的に用いられ、前記
支持板4に取付けられている。
8 is a Wehnelt electrode placed on the outer periphery of the filament 5, which is kept at the same potential as the filament 5 or at a lower potential than the filament, and is used for the purpose of converging the thermoelectron beam generated from the filament 5; It is attached to the support plate 4.

又該ウェーネルト電極の下端8aはエミッター1の先端
に印加される電界の低下を引きおこさないようにこのエ
ミッター先端から数mm引っ込んだ位置におかれる。
Further, the lower end 8a of the Wehnelt electrode is set back several mm from the tip of the emitter 1 so as not to cause a drop in the electric field applied to the tip of the emitter 1.

9は前記エミッター1の先端に電界放出を行うために必
要な電界強度を発生させるためのアノードであり、中央
部に開口9aを有しており、又高圧電源10からエミッ
ター1に対して正の高電圧が印加される。
Reference numeral 9 denotes an anode for generating the electric field strength necessary for emitting a field at the tip of the emitter 1, and has an opening 9a in the center. High voltage is applied.

該アノードの中心開口9a付近(この部分にはエミッタ
ー1から放出される電子線EBの大部分が照射する)に
は例えば50μ程度の厚さに形成された薄板11が設置
してあり、該薄板は例えばタンタル等の如き吸蔵ガスの
少ない物質で形成されている。
A thin plate 11 having a thickness of, for example, about 50 μm is installed near the central opening 9a of the anode (this part is irradiated with most of the electron beam EB emitted from the emitter 1). is made of a material with little storage gas, such as tantalum.

該薄板の光軸付近にはエミッター1から放出された電子
線EBを通過させるための孔11aを有しており、又押
え板12によりアノード9に固定されている。
The thin plate has a hole 11a near the optical axis through which the electron beam EB emitted from the emitter 1 passes, and is fixed to the anode 9 by a holding plate 12.

更に該薄板とアノード9との間には空間14が形成しで
ある。
Furthermore, a space 14 is formed between the thin plate and the anode 9.

しかして斯かる電子銃を所定の高真空に排気した後、更
に真空引きを継続しながら先ず熱電子放出用フィラメン
ト5を加熱し、電源10を調整することによりアノード
9に適当な電圧(例えば2KV程度)を印加するとフィ
ラメント5からの熱電子は加速を受けながらウェーネル
ト電極8により放射状に発散することなく収束されて薄
板11に射突する。
After the electron gun is evacuated to a predetermined high vacuum, the thermionic emission filament 5 is heated while the vacuum is continued, and the power source 10 is adjusted so that an appropriate voltage (for example, 2KV) is applied to the anode 9. When a certain amount of heat is applied, the thermoelectrons from the filament 5 are accelerated and are converged by the Wehnelt electrode 8 without being diverged radially and impinge on the thin plate 11.

これにより薄板に吸蔵或いは付着しているガスや不純物
は電子線によりはじき出されると共に薄膜は加熱される
As a result, gases and impurities occluded or attached to the thin plate are repelled by the electron beam, and the thin film is heated.

このとき薄板とアノード9との間には空間13が形成し
であるのでアノードへの熱伝導を非常に少なくすること
ができるため、薄板は高温に加熱される。
At this time, since a space 13 is formed between the thin plate and the anode 9, heat conduction to the anode can be extremely reduced, so that the thin plate is heated to a high temperature.

従って不純物が蒸発し、薄板表面は清浄に処理される。Therefore, impurities are evaporated and the surface of the thin plate is cleaned.

しかる後、熱電子放出用フィラメント5の加熱電源7を
オフにし、アノード9に高電圧を印加するとエミッター
1から電子線EBが放出される。
Thereafter, when the heating power source 7 for the thermionic emission filament 5 is turned off and a high voltage is applied to the anode 9, an electron beam EB is emitted from the emitter 1.

以上の如く本考案はアノードのエミッターから放出され
る電子線の大部分が照射する領域は薄板で形成され、し
かも熱電子をウェーネルト電極により収束した状態(電
子流密度が高い状態)でこの薄板を照射するため、アノ
ードのエミッターからの電子線が照射する部分の温度を
上昇させることができる。
As described above, in the present invention, the region to which most of the electron beams emitted from the anode emitter is irradiated is formed of a thin plate, and the thin plate is formed in a state in which the hot electrons are focused by the Wehnelt electrode (a state in which the electron current density is high). Because of the irradiation, the temperature of the part irradiated by the electron beam from the emitter of the anode can be increased.

従って充分な清浄化処理を行うことができるのでエミッ
ターの真空放電による損傷を極めて少なくできるため、
安定な電界放出による電子ビームを得ることができる。
Therefore, sufficient cleaning treatment can be performed, and damage caused by vacuum discharge to the emitter can be minimized.
An electron beam can be obtained by stable field emission.

その結果電界放出型走査電子顕微鏡においては従来必ず
必要としていた電子ビームノイズを除去する装置(ノイ
ズキャンセラー)が不要となる等の実用的な効果を有す
る。
As a result, a field emission scanning electron microscope has practical effects such as eliminating the need for a device (noise canceller) for removing electron beam noise, which was always required in the past.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本考案の一実施例を示す概略図、第2図は第1
図のA−A方向からみた図である。 図において 1はエミッター、4は支持板、5は熱電子
放出用フィラメント、7は加熱電源、8はウェーネルト
電極、9はアノード、10はアノードへの高電圧印加用
電源、11は薄板、14は空間である。
Fig. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention.
It is a figure seen from the AA direction of a figure. In the figure, 1 is an emitter, 4 is a support plate, 5 is a filament for thermionic emission, 7 is a heating power source, 8 is a Wehnelt electrode, 9 is an anode, 10 is a power source for applying high voltage to the anode, 11 is a thin plate, and 14 is a It is space.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] エミッターの近傍に熱電子放出源を設置し、該熱電子放
出源からの熱電子をアノードのエミッターと対向する面
に照射することによりアノード面の脱ガス及び表面汚物
の蒸発を行う装置において、前記熱電子放出源のまわり
におかれる熱電子を収束するためのウェーネルト電極の
端部を前記エミッター先端から引っ込めて設置し、前記
アノードの少なくとも中心開口部付近は薄板状となして
なる電界放出型電子銃。
In the apparatus, a thermionic emission source is installed near the emitter, and the anode surface is degassed and surface dirt is evaporated by irradiating thermionic electrons from the thermionic emission source to the surface of the anode facing the emitter. A field emission type electron field emission type electron source in which an end of a Wehnelt electrode for converging thermoelectrons placed around a thermionic emission source is recessed from the tip of the emitter, and at least the vicinity of the central opening of the anode is formed into a thin plate shape. gun.
JP1975066406U 1975-05-16 1975-05-16 Denkai Houshiyutsugata Denshijiyu Expired JPS5823164Y2 (en)

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Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS51145847U JPS51145847U (en) 1976-11-24
JPS5823164Y2 true JPS5823164Y2 (en) 1983-05-18

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