JP2000182559A - 2次電子測定装置 - Google Patents
2次電子測定装置Info
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- JP2000182559A JP2000182559A JP10360872A JP36087298A JP2000182559A JP 2000182559 A JP2000182559 A JP 2000182559A JP 10360872 A JP10360872 A JP 10360872A JP 36087298 A JP36087298 A JP 36087298A JP 2000182559 A JP2000182559 A JP 2000182559A
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- JP
- Japan
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- ion
- secondary electron
- target
- collector
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 2次電子測定装置に関し、絶縁物の2次電子
放出係数を絶縁物が絶縁破壊を起こさない範囲で測定す
る。 【解決手段】 イオン電流に応じたイオンを加速電圧を
印加することにより照射するイオンガン、イオンガンに
よってイオンが照射される測定対象物が配置されたター
ゲットと、ターゲットに流れる電流を測定するターゲッ
ト電流計と、測定対象物から放出された電子を捕獲する
コレクターと、コレクターに流れる電流を測定するコレ
クター電流計と、イオンガンによるイオン照射時間をε
ε0 SV/ti(ただし、ε:測定対象物の誘電率、ε
0 :真空の誘電率、S:イオン照射面積、t:測定対象
物の厚さ、V:加速電圧値、i:イオン電流値)以下に
制御する制御装置とで構成する。
放出係数を絶縁物が絶縁破壊を起こさない範囲で測定す
る。 【解決手段】 イオン電流に応じたイオンを加速電圧を
印加することにより照射するイオンガン、イオンガンに
よってイオンが照射される測定対象物が配置されたター
ゲットと、ターゲットに流れる電流を測定するターゲッ
ト電流計と、測定対象物から放出された電子を捕獲する
コレクターと、コレクターに流れる電流を測定するコレ
クター電流計と、イオンガンによるイオン照射時間をε
ε0 SV/ti(ただし、ε:測定対象物の誘電率、ε
0 :真空の誘電率、S:イオン照射面積、t:測定対象
物の厚さ、V:加速電圧値、i:イオン電流値)以下に
制御する制御装置とで構成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、2次電子測定装
置に関し、さらに詳しくは、例えば誘電体のような物質
からイオンが衝突した時に放出される2次電子を測定す
る2次電子測定装置に関し、例えばPDP(プラズマデ
ィスプレイパネル)の放電電極を覆う誘電体にイオンが
衝突した時に放出される2次電子等の測定に好適に用い
られる2次電子測定装置に関する。
置に関し、さらに詳しくは、例えば誘電体のような物質
からイオンが衝突した時に放出される2次電子を測定す
る2次電子測定装置に関し、例えばPDP(プラズマデ
ィスプレイパネル)の放電電極を覆う誘電体にイオンが
衝突した時に放出される2次電子等の測定に好適に用い
られる2次電子測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】物質、特に金属(導体)の2次電子放出
係数の測定は、Bell研究所のH.D.Hagstrum氏らによって
行われた測定方法が一般によく知られている(Physical
Review Vol.189 No.1 pp244- 1953 ^Electron Ejectio
n from Mo by He+ He++,and He2++"、Physical Review
Vol.104 No.3 pp672- 1956 ^Auger Ejection of Electr
ons from Mo by Noble Gas Ions"、及び、Physical Rev
iew Letter Vol.43 No.14 pp1050- 1979 ^Excited-Atom
Deexcitation Spectroscopy using Incident Ions" 参
照)。
係数の測定は、Bell研究所のH.D.Hagstrum氏らによって
行われた測定方法が一般によく知られている(Physical
Review Vol.189 No.1 pp244- 1953 ^Electron Ejectio
n from Mo by He+ He++,and He2++"、Physical Review
Vol.104 No.3 pp672- 1956 ^Auger Ejection of Electr
ons from Mo by Noble Gas Ions"、及び、Physical Rev
iew Letter Vol.43 No.14 pp1050- 1979 ^Excited-Atom
Deexcitation Spectroscopy using Incident Ions" 参
照)。
【0003】この測定に用いられる測定装置の構成を図
9に示す。図中、101はイオンガン、102はイオン
ガンから発生されるイオンビーム、103はイオンビー
ムが照射される測定対象物を配置したターゲット(電
極)、103aはターゲットに流れる電流を測定するタ
ーゲット電流計、104はターゲット上の測定対象物か
ら放出される2次電子、105は2次電子を受けるコレ
クター(電極)、105aはコレクターに流れる電流を
測定するコレクター電流計、106はバッテリーであ
る。
9に示す。図中、101はイオンガン、102はイオン
ガンから発生されるイオンビーム、103はイオンビー
ムが照射される測定対象物を配置したターゲット(電
極)、103aはターゲットに流れる電流を測定するタ
ーゲット電流計、104はターゲット上の測定対象物か
ら放出される2次電子、105は2次電子を受けるコレ
クター(電極)、105aはコレクターに流れる電流を
測定するコレクター電流計、106はバッテリーであ
る。
【0004】ターゲット103のイオンビーム照射位置
には導電性の測定対象物が置かれており、この測定対象
物から2次電子が放出される。2次電子放出係数(γ)
は、1つのイオンが物質に衝突した場合にその物質から
2次電子がどれだけ出てくるかを示す量で、2次電子放
出効率とも呼ばれている。2次電子放出係数は、γ=I
c/(It−Ic)として表される。ただし、Itはタ
ーゲット103に流れる電流、Icはコレクター105
によって捕獲された2次電子によって流れる電流であ
る。
には導電性の測定対象物が置かれており、この測定対象
物から2次電子が放出される。2次電子放出係数(γ)
は、1つのイオンが物質に衝突した場合にその物質から
2次電子がどれだけ出てくるかを示す量で、2次電子放
出効率とも呼ばれている。2次電子放出係数は、γ=I
c/(It−Ic)として表される。ただし、Itはタ
ーゲット103に流れる電流、Icはコレクター105
によって捕獲された2次電子によって流れる電流であ
る。
【0005】この2次電子放出係数は、物質表面の電子
状態と密接に結びついており、物質表面の状態を知るて
がかりとなる。また、この2次電子放出係数は、放電現
象とも深くかかわっている。PDPは、電極を配置した
一対の基板間に放電空間を形成した自己発光型の表示パ
ネルであり、このPDPにおいても、放電面の2次電子
放出係数を知ることは放電性能を評価する上で重要であ
る。
状態と密接に結びついており、物質表面の状態を知るて
がかりとなる。また、この2次電子放出係数は、放電現
象とも深くかかわっている。PDPは、電極を配置した
一対の基板間に放電空間を形成した自己発光型の表示パ
ネルであり、このPDPにおいても、放電面の2次電子
放出係数を知ることは放電性能を評価する上で重要であ
る。
【0006】放電面の2次電子放出係数に関し、図10
に示すAC型3電極面放電構造のPDPを例に挙げて説
明する。PDP1は、前面側のガラス基板11の内面
に、行L毎に一対ずつサステイン電極(表示電極)X,
Yが配列されている。行Lは画面における水平方向のセ
ル列である。サステイン電極X,Yは、それぞれがIT
Oからなる透明導電膜41とCr−Cu−Crからなる
金属膜(バス電極)42で形成され、低融点ガラスから
なる厚さ30μm程度の誘電体層17で被覆されてい
る。誘電体層17の表面にはマグネシア(MgO)から
なる厚さ数千オングストロームの保護膜18が設けられ
ている。アドレス電極Aは、背面側のガラス基板21の
内面を覆う下地層22の上に配列されており、厚さ10
μm程度の誘電体層24によって被覆されている。誘電
体層24の上には、高さ150μmのストライプ状の隔
壁29が、各アドレス電極Aの間に1つずつ設けられて
いる。これらの隔壁29によって放電空間30が行方向
にサブピクセル(単位発光領域)毎に区画され、且つ放
電空間30の間隙寸法が規定されている。そして、隔壁
間の細長い溝内に、アドレス電極Aの上方及び隔壁29
の側面を含めて背面側の内面を被覆するように、カラー
表示のためのR,G,Bの3色のストライプ状の蛍光体
層28R,28G,28Bが設けられている。3色の配
置パターンは、1列のセルの発光色が同一で且つ隣接す
る列どうしの発光色が異なるストライプパターンであ
る。
に示すAC型3電極面放電構造のPDPを例に挙げて説
明する。PDP1は、前面側のガラス基板11の内面
に、行L毎に一対ずつサステイン電極(表示電極)X,
Yが配列されている。行Lは画面における水平方向のセ
ル列である。サステイン電極X,Yは、それぞれがIT
Oからなる透明導電膜41とCr−Cu−Crからなる
金属膜(バス電極)42で形成され、低融点ガラスから
なる厚さ30μm程度の誘電体層17で被覆されてい
る。誘電体層17の表面にはマグネシア(MgO)から
なる厚さ数千オングストロームの保護膜18が設けられ
ている。アドレス電極Aは、背面側のガラス基板21の
内面を覆う下地層22の上に配列されており、厚さ10
μm程度の誘電体層24によって被覆されている。誘電
体層24の上には、高さ150μmのストライプ状の隔
壁29が、各アドレス電極Aの間に1つずつ設けられて
いる。これらの隔壁29によって放電空間30が行方向
にサブピクセル(単位発光領域)毎に区画され、且つ放
電空間30の間隙寸法が規定されている。そして、隔壁
間の細長い溝内に、アドレス電極Aの上方及び隔壁29
の側面を含めて背面側の内面を被覆するように、カラー
表示のためのR,G,Bの3色のストライプ状の蛍光体
層28R,28G,28Bが設けられている。3色の配
置パターンは、1列のセルの発光色が同一で且つ隣接す
る列どうしの発光色が異なるストライプパターンであ
る。
【0007】放電空間30には主成分のネオンにキセノ
ンを混合した放電ガスが充填されており(封入圧力は約
500Torr)、蛍光体層28R,28G,28Bは
放電時にキセノンが放つ紫外線によって局部的に励起さ
れて発光する。表示の1ピクセル(画素)は行方向に並
ぶ3個のサブピクセルで構成される。各サブピクセル内
の構造体がセル(表示素子)である。隔壁29の配置パ
ターンがストライプパターンであることから、放電空間
30のうちの各列に対応した部分は全ての行Lに跨がっ
て列方向に連続している。そのため、隣接する行Lどう
しの電極間隙(逆スリット)の寸法は各行Lの面放電ギ
ャップ(例えば50〜150μmの範囲内の値)より十
分に大きく、列方向の放電結合を防ぐことのできる値
(例えば150〜500μmの範囲内の値)に選定され
ている。
ンを混合した放電ガスが充填されており(封入圧力は約
500Torr)、蛍光体層28R,28G,28Bは
放電時にキセノンが放つ紫外線によって局部的に励起さ
れて発光する。表示の1ピクセル(画素)は行方向に並
ぶ3個のサブピクセルで構成される。各サブピクセル内
の構造体がセル(表示素子)である。隔壁29の配置パ
ターンがストライプパターンであることから、放電空間
30のうちの各列に対応した部分は全ての行Lに跨がっ
て列方向に連続している。そのため、隣接する行Lどう
しの電極間隙(逆スリット)の寸法は各行Lの面放電ギ
ャップ(例えば50〜150μmの範囲内の値)より十
分に大きく、列方向の放電結合を防ぐことのできる値
(例えば150〜500μmの範囲内の値)に選定され
ている。
【0008】このような構成のPDPにおいては、例え
ばアドレス電極Aとスキャン用のサステイン電極Y間の
放電現象は、次のようなステップで発生する。まず、印
加電圧によってイオン化した放電ガスがサステイン電極
Yの表面を覆う保護膜18に衝突し、それによって2次
電子が放出される。さらにその電子が電界により加速さ
れ、希ガス(放電ガス)原子と衝突し、ガスがイオン化
する。これを繰り返し、空間電荷が一定以上の量になる
と放電が発生する。このときの放電開始電圧は、最初の
2次電子放出量と密接に関係していて、対向放電の場
合、次の関係がある。 Vf=(1/α)log(1+1/γ) (ただし、α:電離定数,γ:2次電子放出係数) このように、物質の2次電子放出係数は、放電現象、特
に放電開始電圧を知る上で大きな役割を果たす。
ばアドレス電極Aとスキャン用のサステイン電極Y間の
放電現象は、次のようなステップで発生する。まず、印
加電圧によってイオン化した放電ガスがサステイン電極
Yの表面を覆う保護膜18に衝突し、それによって2次
電子が放出される。さらにその電子が電界により加速さ
れ、希ガス(放電ガス)原子と衝突し、ガスがイオン化
する。これを繰り返し、空間電荷が一定以上の量になる
と放電が発生する。このときの放電開始電圧は、最初の
2次電子放出量と密接に関係していて、対向放電の場
合、次の関係がある。 Vf=(1/α)log(1+1/γ) (ただし、α:電離定数,γ:2次電子放出係数) このように、物質の2次電子放出係数は、放電現象、特
に放電開始電圧を知る上で大きな役割を果たす。
【0009】PDPにおいては、放電開始電圧は保護膜
18の2次電子放出係数の大きさで決まる。上述したよ
うに、この保護膜には通常、MgO等の絶縁物が用いら
れている。図9に示した2次電子の測定では測定対象物
は導電体であったが、絶縁物、特に酸化物を測定対象物
にしたものとしては、内池氏らによって行われた2次電
子放出係数の測定装置が知られている(ITE Technical
Report Vol.19 No.66pp49-54 1995“イオン衝撃による
2次電子放出特性”参照)。
18の2次電子放出係数の大きさで決まる。上述したよ
うに、この保護膜には通常、MgO等の絶縁物が用いら
れている。図9に示した2次電子の測定では測定対象物
は導電体であったが、絶縁物、特に酸化物を測定対象物
にしたものとしては、内池氏らによって行われた2次電
子放出係数の測定装置が知られている(ITE Technical
Report Vol.19 No.66pp49-54 1995“イオン衝撃による
2次電子放出特性”参照)。
【0010】しかしながら、この測定装置では、測定対
象物は絶縁物であるが、この絶縁物を薄膜状にし、膜厚
を1000Åとすることで導電性を得ていたため、この
測定系では、膜厚が厚くなると測定対象物がチャージア
ップ(静電容量により測定対象物に電荷が蓄積される現
象)し、それにより絶縁破壊が生じて2次電子をうまく
測定することができなかった。また、測定は高真空下
(10-10 Torr程度)で行われ、実際のPDPパネ
ルの内圧(500Torr程度)とはかなり異なる。
象物は絶縁物であるが、この絶縁物を薄膜状にし、膜厚
を1000Åとすることで導電性を得ていたため、この
測定系では、膜厚が厚くなると測定対象物がチャージア
ップ(静電容量により測定対象物に電荷が蓄積される現
象)し、それにより絶縁破壊が生じて2次電子をうまく
測定することができなかった。また、測定は高真空下
(10-10 Torr程度)で行われ、実際のPDPパネ
ルの内圧(500Torr程度)とはかなり異なる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来の2次電子の測定
法では、基本的に測定対象物は導電体であり、定常的な
電流が測定対象物中を流れる。しかしながら、測定対象
物が絶縁体である場合、測定対象物中には測定時の表面
電位に応じた電流が流れる。これは時間的には非定常的
な電流である。この場合、測定対象物によっては絶縁破
壊を起こし、変質してしまう可能性がある。かつ、測定
対象物の表面電位がイオンの加速電圧と同等になると、
測定対象物にイオンが到達せず測定不能となる。
法では、基本的に測定対象物は導電体であり、定常的な
電流が測定対象物中を流れる。しかしながら、測定対象
物が絶縁体である場合、測定対象物中には測定時の表面
電位に応じた電流が流れる。これは時間的には非定常的
な電流である。この場合、測定対象物によっては絶縁破
壊を起こし、変質してしまう可能性がある。かつ、測定
対象物の表面電位がイオンの加速電圧と同等になると、
測定対象物にイオンが到達せず測定不能となる。
【0012】また、現在広く用いられているPDPは、
上述したように、3電極面放電型と呼ばれるものであ
り、サステイン電極X,Yとアドレス電極Aとを拡大す
れば、図11に示すような構造となっている。この構造
では、サステイン電極X,Y間で放電Dが発生する場
合、対向放電とは異なったイオン衝突角等を持つ。
上述したように、3電極面放電型と呼ばれるものであ
り、サステイン電極X,Yとアドレス電極Aとを拡大す
れば、図11に示すような構造となっている。この構造
では、サステイン電極X,Y間で放電Dが発生する場
合、対向放電とは異なったイオン衝突角等を持つ。
【0013】さらに、従来の方法では、測定対象物周辺
の環境、例えばガス圧等が、実際のPDPパネルの内部
とは異なる点が多い。したがって、実際のPDPパネル
で測定した場合には、2次電子放出係数は従来の方法で
測定した場合と異なるものと想定される。
の環境、例えばガス圧等が、実際のPDPパネルの内部
とは異なる点が多い。したがって、実際のPDPパネル
で測定した場合には、2次電子放出係数は従来の方法で
測定した場合と異なるものと想定される。
【0014】この発明は、このような事情を考慮してな
されたもので、絶縁物の2次電子放出係数を絶縁物が絶
縁破壊を起こさない範囲で測定し、さらにPDPの内部
と同様な条件下で絶縁物の2次電子放出係数を測定する
ことが可能な2次電子測定装置を提供するものである。
されたもので、絶縁物の2次電子放出係数を絶縁物が絶
縁破壊を起こさない範囲で測定し、さらにPDPの内部
と同様な条件下で絶縁物の2次電子放出係数を測定する
ことが可能な2次電子測定装置を提供するものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】この発明は、イオン電流
に応じたイオンを加速電圧を印加することにより照射す
るイオン照射手段と、イオン照射手段によってイオンが
照射される測定対象物が配置されたターゲットと、ター
ゲットに流れる電流を測定するターゲット電流測定手段
と、測定対象物から放出された電子を捕獲するコレクタ
ーと、コレクターに流れる電流を測定するコレクター電
流測定手段と、イオン照射手段によるイオン照射時間を
εε0 SV/ti(ただし、ε:測定対象物の誘電率、
ε0 :真空の誘電率、S:イオン照射面積、t:測定対
象物の厚さ、V:加速電圧値、i:イオン電流値)以下
に制御する制御手段とを備えてなる2次電子測定装置で
ある。
に応じたイオンを加速電圧を印加することにより照射す
るイオン照射手段と、イオン照射手段によってイオンが
照射される測定対象物が配置されたターゲットと、ター
ゲットに流れる電流を測定するターゲット電流測定手段
と、測定対象物から放出された電子を捕獲するコレクタ
ーと、コレクターに流れる電流を測定するコレクター電
流測定手段と、イオン照射手段によるイオン照射時間を
εε0 SV/ti(ただし、ε:測定対象物の誘電率、
ε0 :真空の誘電率、S:イオン照射面積、t:測定対
象物の厚さ、V:加速電圧値、i:イオン電流値)以下
に制御する制御手段とを備えてなる2次電子測定装置で
ある。
【0016】この発明において、制御手段としては、イ
オン照射手段によるイオン照射時間をεε0 SV/ti
以下に制御できるものであればどのような装置を適用し
てもよい。例えば、イオン照射手段と測定対象物との間
にメカニカルシャッターを配置し、そのメカニカルシャ
ッターを上記εε0 SV/tiの時間以下の間だけ開放
できるようにコントロールする装置や、また、イオンが
通過可能な貫通口を持つ遮蔽板と静電偏向電極とを組み
合わせたものをイオン照射手段と測定対象物との間に配
置し、静電偏向電極に電圧を印加しない場合(または印
加した場合)にはイオンが遮蔽板の貫通口を通過し、静
電偏向電極に電圧を印加した場合(または印加しない場
合)にはイオンが遮蔽板によって遮蔽されるようにし
て、上記εε0 SV/tiの時間以下の間だけイオンが
遮蔽板の貫通口を通過して測定対象物に照射されるよう
に静電偏向電極への電圧印加をコントロールする装置
や、あるいは、イオン照射手段の電源をON/OFFで
きるようにし、上記εε0 SV/tiの時間以下の間だ
けイオン照射手段の電源をONにしてイオン照射手段か
らイオンが照射されるようにコントロールする装置等、
各種の装置を適用することができる。
オン照射手段によるイオン照射時間をεε0 SV/ti
以下に制御できるものであればどのような装置を適用し
てもよい。例えば、イオン照射手段と測定対象物との間
にメカニカルシャッターを配置し、そのメカニカルシャ
ッターを上記εε0 SV/tiの時間以下の間だけ開放
できるようにコントロールする装置や、また、イオンが
通過可能な貫通口を持つ遮蔽板と静電偏向電極とを組み
合わせたものをイオン照射手段と測定対象物との間に配
置し、静電偏向電極に電圧を印加しない場合(または印
加した場合)にはイオンが遮蔽板の貫通口を通過し、静
電偏向電極に電圧を印加した場合(または印加しない場
合)にはイオンが遮蔽板によって遮蔽されるようにし
て、上記εε0 SV/tiの時間以下の間だけイオンが
遮蔽板の貫通口を通過して測定対象物に照射されるよう
に静電偏向電極への電圧印加をコントロールする装置
や、あるいは、イオン照射手段の電源をON/OFFで
きるようにし、上記εε0 SV/tiの時間以下の間だ
けイオン照射手段の電源をONにしてイオン照射手段か
らイオンが照射されるようにコントロールする装置等、
各種の装置を適用することができる。
【0017】また、この発明においては、イオン照射手
段と測定対象物が配置されたターゲットとコレクターと
を収容可能な容器と、その容器内に所定圧の放電ガスを
供給する放電ガス供給手段とをさらに設け、イオン照射
手段とターゲットを、測定対象物である誘電体で覆われ
た一対の電極から構成することが望ましい。
段と測定対象物が配置されたターゲットとコレクターと
を収容可能な容器と、その容器内に所定圧の放電ガスを
供給する放電ガス供給手段とをさらに設け、イオン照射
手段とターゲットを、測定対象物である誘電体で覆われ
た一対の電極から構成することが望ましい。
【0018】放電ガス供給手段は、実際のPDPの内部
に充填する放電ガスを容器内に供給することが可能な1
本又は複数本のガス容器と、放電ガスを所望の圧力で容
器内に充填することが可能なバルブ開閉装置とから構成
することができる。
に充填する放電ガスを容器内に供給することが可能な1
本又は複数本のガス容器と、放電ガスを所望の圧力で容
器内に充填することが可能なバルブ開閉装置とから構成
することができる。
【0019】このような構成とした場合には、容器の内
部を実際のPDP内部のガス状態に保持するとともに、
一対の電極の配置を実際のPDPと同様な電極配置とす
ることにより、イオン衝突角の再現など、実際のPDP
の内部と同様な条件のもとでの2次電子放出係数の測定
が可能となる。
部を実際のPDP内部のガス状態に保持するとともに、
一対の電極の配置を実際のPDPと同様な電極配置とす
ることにより、イオン衝突角の再現など、実際のPDP
の内部と同様な条件のもとでの2次電子放出係数の測定
が可能となる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態に基
づいてこの発明を詳述する。なお、これによってこの発
明が限定されるものではない。
づいてこの発明を詳述する。なお、これによってこの発
明が限定されるものではない。
【0021】実施例1 図1はこの発明による2次電子測定装置の実施例1の構
成を示す説明図である。この図において、1はイオンガ
ン、2はイオンガンから発生されるイオンビーム、3は
イオンビームが照射される測定対象物を配置したターゲ
ット、3aはターゲットに流れる電流を測定するターゲ
ット電流計、4はターゲット上の測定対象物から放出さ
れる2次電子、5は2次電子を受けるコレクター、5a
はコレクターに流れる電流を測定するコレクター電流
計、6はバッテリー、7は真空室、8は真空室を減圧す
る真空ポンプ、9はメカニカルシャッター、10はイオ
ンガンに供給するNe,Xe,Ar等の稀ガスを収容し
たガス容器、11はバルブである。
成を示す説明図である。この図において、1はイオンガ
ン、2はイオンガンから発生されるイオンビーム、3は
イオンビームが照射される測定対象物を配置したターゲ
ット、3aはターゲットに流れる電流を測定するターゲ
ット電流計、4はターゲット上の測定対象物から放出さ
れる2次電子、5は2次電子を受けるコレクター、5a
はコレクターに流れる電流を測定するコレクター電流
計、6はバッテリー、7は真空室、8は真空室を減圧す
る真空ポンプ、9はメカニカルシャッター、10はイオ
ンガンに供給するNe,Xe,Ar等の稀ガスを収容し
たガス容器、11はバルブである。
【0022】ターゲット3とコレクター5は電極となっ
ている。また、真空室7は真空ポンプ8により10-10
Torr程度の高真空に維持されている。ターゲット3
のイオンビーム照射位置には測定対象物(図示しない)
が置かれている。この測定対象物は、数千オングストロ
ームの厚みのMgOのような絶縁体(誘電体)である。
ている。また、真空室7は真空ポンプ8により10-10
Torr程度の高真空に維持されている。ターゲット3
のイオンビーム照射位置には測定対象物(図示しない)
が置かれている。この測定対象物は、数千オングストロ
ームの厚みのMgOのような絶縁体(誘電体)である。
【0023】イオンガン1内にはガス容器10からバル
ブ11を介して稀ガスが導入される。イオンガン1には
電位が与えられ、これにより稀ガスはイオン化され、加
速されて、イオンガン1からイオンビーム2としてター
ゲット3に照射される。照射されたイオンビーム2はタ
ーゲット3上の測定対象物に衝突する。イオンはプラス
の電荷を持っており、この電荷は誘電体である測定対象
物に蓄積され、一部がターゲット3からグランドに流れ
る。このターゲット3に流れる電流はターゲット電流計
3aによって観測される。
ブ11を介して稀ガスが導入される。イオンガン1には
電位が与えられ、これにより稀ガスはイオン化され、加
速されて、イオンガン1からイオンビーム2としてター
ゲット3に照射される。照射されたイオンビーム2はタ
ーゲット3上の測定対象物に衝突する。イオンはプラス
の電荷を持っており、この電荷は誘電体である測定対象
物に蓄積され、一部がターゲット3からグランドに流れ
る。このターゲット3に流れる電流はターゲット電流計
3aによって観測される。
【0024】イオンガン1から照射されるイオンの量
は、イオン電流として測定することができる。また、照
射されるイオンの速度は、イオンガン1の電位とターゲ
ット3の電位との電位差、つまりイオンガン1とターゲ
ット3間に印加される加速電圧によって決定される。こ
の加速電圧も測定することができる。イオン電流は、測
定対象物が導電体である場合にはターゲット3に流れる
電流とほぼ等しい。
は、イオン電流として測定することができる。また、照
射されるイオンの速度は、イオンガン1の電位とターゲ
ット3の電位との電位差、つまりイオンガン1とターゲ
ット3間に印加される加速電圧によって決定される。こ
の加速電圧も測定することができる。イオン電流は、測
定対象物が導電体である場合にはターゲット3に流れる
電流とほぼ等しい。
【0025】測定対象物からは、上述したように2次電
子4が放出されるが、この放出された2次電子4は、コ
レクター5で捕獲され、コレクター電流計5aで観測さ
れる。コレクター5には、バッテリー6によって十分に
高い正の電位が与えられており、これにより2次電子は
コレクター5に確実に捕獲される。図3はコレクター電
圧Vcと2次電子放出係数(γ)との関係を示すグラフ
であり、このグラフにおけるコレクター電圧Vc1の電
圧がコレクター5に対して与えられる。
子4が放出されるが、この放出された2次電子4は、コ
レクター5で捕獲され、コレクター電流計5aで観測さ
れる。コレクター5には、バッテリー6によって十分に
高い正の電位が与えられており、これにより2次電子は
コレクター5に確実に捕獲される。図3はコレクター電
圧Vcと2次電子放出係数(γ)との関係を示すグラフ
であり、このグラフにおけるコレクター電圧Vc1の電
圧がコレクター5に対して与えられる。
【0026】測定対象物の2次電子放出係数(γ)は、
γ=Ic/(It−Ic)により求めることができる
(ただし、Itはターゲット3に流れる電流、Icはコ
レクター5によって捕獲された2次電子によってコレク
ター5に流れる電流)。
γ=Ic/(It−Ic)により求めることができる
(ただし、Itはターゲット3に流れる電流、Icはコ
レクター5によって捕獲された2次電子によってコレク
ター5に流れる電流)。
【0027】イオンガン1の前方にはメカニカルシャッ
ター9を配置し、このメカニカルシャッター9を機械的
に開閉することでイオンビーム2の照射時間をコントロ
ールする。メカニカルシャッター9を閉じた状態を図2
に示す。このメカニカルシャッター9の開閉信号は、パ
ルス信号として電気的に電流計It及び電流計Icの電
流測定系に送られる。電流測定系では、メカニカルシャ
ッター9のON信号(開いている状態の信号)を認識す
ることによって電流の測定を開始する。
ター9を配置し、このメカニカルシャッター9を機械的
に開閉することでイオンビーム2の照射時間をコントロ
ールする。メカニカルシャッター9を閉じた状態を図2
に示す。このメカニカルシャッター9の開閉信号は、パ
ルス信号として電気的に電流計It及び電流計Icの電
流測定系に送られる。電流測定系では、メカニカルシャ
ッター9のON信号(開いている状態の信号)を認識す
ることによって電流の測定を開始する。
【0028】メカニカルシャッター9の開閉はコントロ
ーラ(図示しない)によって行う。このコントローラで
は、イオンガン1によるイオン照射時間Tを、下記の式
に基づいて、測定対象物が絶縁破壊を起こさない時間内
にコントロールする。 T ≦ εε0 SV/ti (ただし、ε:測定対象物の誘電率、ε0 :真空の誘電
率、S:イオンビーム照射面積、t:測定対象物の厚
さ、V:イオンガンの加速電圧値、i:イオンガンのイ
オン電流値) すなわち、イオンビーム2をパルス化し、パルス幅を上
記の式で表されるイオンビーム照射時間Tとすること
で、測定対象物のチャージアップを防止する。
ーラ(図示しない)によって行う。このコントローラで
は、イオンガン1によるイオン照射時間Tを、下記の式
に基づいて、測定対象物が絶縁破壊を起こさない時間内
にコントロールする。 T ≦ εε0 SV/ti (ただし、ε:測定対象物の誘電率、ε0 :真空の誘電
率、S:イオンビーム照射面積、t:測定対象物の厚
さ、V:イオンガンの加速電圧値、i:イオンガンのイ
オン電流値) すなわち、イオンビーム2をパルス化し、パルス幅を上
記の式で表されるイオンビーム照射時間Tとすること
で、測定対象物のチャージアップを防止する。
【0029】このように、イオンガン1の前部にイオン
ビームを遮蔽するメカニカルシャッター9を設け、メカ
ニカルシャッター9をON/OFFすることで、イオン
ビームの測定対象物に対する照射時間Tを上記の式で示
される時間内にコントロールし、これにより絶縁物であ
る測定対象物がチャージアップしない状態で測定を行
う。
ビームを遮蔽するメカニカルシャッター9を設け、メカ
ニカルシャッター9をON/OFFすることで、イオン
ビームの測定対象物に対する照射時間Tを上記の式で示
される時間内にコントロールし、これにより絶縁物であ
る測定対象物がチャージアップしない状態で測定を行
う。
【0030】したがって、従来においては、測定対象物
が絶縁物の場合、チャージアップは避けられず、絶縁破
壊に至ることもあったが、本実施例によれば、チャージ
アップしない範囲での測定対象物の2次電子放出係数の
測定が可能となる。
が絶縁物の場合、チャージアップは避けられず、絶縁破
壊に至ることもあったが、本実施例によれば、チャージ
アップしない範囲での測定対象物の2次電子放出係数の
測定が可能となる。
【0031】イオンビームの照射により、測定対象物の
表面電位は、絶縁破壊を伴わない場合には図4に示すよ
うに変化し、絶縁破壊を伴う場合には図5に示すように
変化する。図4及び図5において(a)は電圧、(b)
は電流を示している。
表面電位は、絶縁破壊を伴わない場合には図4に示すよ
うに変化し、絶縁破壊を伴う場合には図5に示すように
変化する。図4及び図5において(a)は電圧、(b)
は電流を示している。
【0032】これらの図に示すように、絶縁破壊を伴わ
ない場合には表面電位は一定となるが、絶縁破壊を伴う
場合には、測定対象物内には絶縁破壊により一時的に電
流が流れて電圧が降下する。
ない場合には表面電位は一定となるが、絶縁破壊を伴う
場合には、測定対象物内には絶縁破壊により一時的に電
流が流れて電圧が降下する。
【0033】イオンビーム2の照射時間をコントロール
して、チャージアップ前の過渡状態での2次電子放出係
数を測定することにより、絶縁破壊する前の測定対象物
に特有の2次電子放出係数が得られる。
して、チャージアップ前の過渡状態での2次電子放出係
数を測定することにより、絶縁破壊する前の測定対象物
に特有の2次電子放出係数が得られる。
【0034】この時、測定対象物の厚みが薄い場合に
は、表面がチャージアップすると絶縁破壊電圧以上にな
る可能性がある。チャージアップ電圧は加速電圧と同等
まで上昇するので、例えば、膜厚5000Åの絶縁膜に
加速電圧500Vでイオンビームの照射を行った場合、
このときの電界傾斜は109V/mとなる。これはほと
んどの絶縁体が絶縁破壊を起こす電界傾斜である。した
がって、測定対象物のイオンビーム照射時間Tを厳密に
コントロールする必要がある。
は、表面がチャージアップすると絶縁破壊電圧以上にな
る可能性がある。チャージアップ電圧は加速電圧と同等
まで上昇するので、例えば、膜厚5000Åの絶縁膜に
加速電圧500Vでイオンビームの照射を行った場合、
このときの電界傾斜は109V/mとなる。これはほと
んどの絶縁体が絶縁破壊を起こす電界傾斜である。した
がって、測定対象物のイオンビーム照射時間Tを厳密に
コントロールする必要がある。
【0035】実際に、図1に示す装置を用い、同じ測定
対象物を用いて、ターゲット3にイオンビーム2を連続
照射した場合に得られた2次電子放出係数と、ターゲッ
ト3にイオンビーム2を所定時間(絶縁破壊の生じない
時間以下)だけ照射した場合に得られた2次電子放出係
数との比較を示す。イオンビームの照射時間以外は全て
同じ条件で行った。 測定対象物:MgO 測定対象物の誘電率ε:8 真空の誘電率ε0 :8.85×10-12 イオンビーム照射面積S:約1mm2 (1×10
-6m2 ) イオンガンの加速電圧値V:500V 測定対象物の厚さt:1000Å(1000×10-10
m) イオンガンのイオン電流値i:1μA(1×10-6A) 上記の条件で、イオンビームを連続照射した場合と、イ
オンビームを所定時間だけ照射した場合の各2次電子放
出係数を求めた。なお、測定対象物の厚さは連続照射で
もチャージアップのない厚さとした。
対象物を用いて、ターゲット3にイオンビーム2を連続
照射した場合に得られた2次電子放出係数と、ターゲッ
ト3にイオンビーム2を所定時間(絶縁破壊の生じない
時間以下)だけ照射した場合に得られた2次電子放出係
数との比較を示す。イオンビームの照射時間以外は全て
同じ条件で行った。 測定対象物:MgO 測定対象物の誘電率ε:8 真空の誘電率ε0 :8.85×10-12 イオンビーム照射面積S:約1mm2 (1×10
-6m2 ) イオンガンの加速電圧値V:500V 測定対象物の厚さt:1000Å(1000×10-10
m) イオンガンのイオン電流値i:1μA(1×10-6A) 上記の条件で、イオンビームを連続照射した場合と、イ
オンビームを所定時間だけ照射した場合の各2次電子放
出係数を求めた。なお、測定対象物の厚さは連続照射で
もチャージアップのない厚さとした。
【0036】測定対象物が絶縁破壊を起こさない範囲の
イオンビーム照射時間Tは、T=εε0 SV/ti=8
×8.85×10-12 ×1×10-6×500/(100
0×10-10 ×1×10-6)=350msecとなる。
したがって、測定対象物が絶縁破壊を起こさないように
するためには、イオンビームの照射時間Tを350ms
ec以下に設定すればよい。本比較例ではイオンビーム
照射時間Tを10msecとした。
イオンビーム照射時間Tは、T=εε0 SV/ti=8
×8.85×10-12 ×1×10-6×500/(100
0×10-10 ×1×10-6)=350msecとなる。
したがって、測定対象物が絶縁破壊を起こさないように
するためには、イオンビームの照射時間Tを350ms
ec以下に設定すればよい。本比較例ではイオンビーム
照射時間Tを10msecとした。
【0037】2次電子放出係数を、γ=Ic/(It−
Ic)(It:ターゲット3に流れる電流、Ic:コレ
クター5に流れる電流)として求めた結果、イオンビー
ムを連続照射した場合の2次電子放出係数はγ=0.6
5であり、イオンビームを10msecだけパルス照射
した場合の2次電子放出係数はγ=0.62であり、両
者はほぼ一致した。このように、測定対象物のチャージ
アップを防止するためにイオンビームをパルス的に短時
間だけ照射するようにしても、得られた2次電子放出係
数の結果はイオンビームを連続照射した時とほぼ同じで
あった。したがって、イオンビームの短時間照射による
2次電子放出係数の測定に与える影響は全くなかった。
Ic)(It:ターゲット3に流れる電流、Ic:コレ
クター5に流れる電流)として求めた結果、イオンビー
ムを連続照射した場合の2次電子放出係数はγ=0.6
5であり、イオンビームを10msecだけパルス照射
した場合の2次電子放出係数はγ=0.62であり、両
者はほぼ一致した。このように、測定対象物のチャージ
アップを防止するためにイオンビームをパルス的に短時
間だけ照射するようにしても、得られた2次電子放出係
数の結果はイオンビームを連続照射した時とほぼ同じで
あった。したがって、イオンビームの短時間照射による
2次電子放出係数の測定に与える影響は全くなかった。
【0038】実施例2 図6はこの発明による2次電子測定装置の実施例2の構
成を示す説明図である。この図に示すように、本例は、
実施例1と同じ、イオンガン1、ターゲット3、ターゲ
ット電流計3a、コレクター5、コレクター電流計5
a、バッテリー6、真空室7、真空ポンプ8、ガス容器
10、及びバルブ11を備えた測定系において、イオン
ガン1の直後に貫通口を持つ遮蔽板12と静電偏向電極
13とを組み合わせたものを配置し、静電偏向電極13
に電圧を印加する電圧印加装置14を備えた構成となっ
ている。
成を示す説明図である。この図に示すように、本例は、
実施例1と同じ、イオンガン1、ターゲット3、ターゲ
ット電流計3a、コレクター5、コレクター電流計5
a、バッテリー6、真空室7、真空ポンプ8、ガス容器
10、及びバルブ11を備えた測定系において、イオン
ガン1の直後に貫通口を持つ遮蔽板12と静電偏向電極
13とを組み合わせたものを配置し、静電偏向電極13
に電圧を印加する電圧印加装置14を備えた構成となっ
ている。
【0039】イオンビーム2のON/OFFは、静電偏
向電極13に電圧をかけてイオンビーム2の方向をそら
すことにより行う。イオンビーム2の方向をそらした状
態を図7に示す。電圧印加装置14によって静電偏向電
極13に電圧をかけると、荷電粒子であるイオンは曲が
り、遮蔽板12に当たる。遮蔽板12の貫通口の位置
は、静電偏向電極13に電圧をかけない状態ではイオン
ビーム2が遮蔽板12の貫通口を通過するように調整し
ておく。
向電極13に電圧をかけてイオンビーム2の方向をそら
すことにより行う。イオンビーム2の方向をそらした状
態を図7に示す。電圧印加装置14によって静電偏向電
極13に電圧をかけると、荷電粒子であるイオンは曲が
り、遮蔽板12に当たる。遮蔽板12の貫通口の位置
は、静電偏向電極13に電圧をかけない状態ではイオン
ビーム2が遮蔽板12の貫通口を通過するように調整し
ておく。
【0040】この場合、たとえば電子ビーム装置(加速
電圧数十kV)で通常行われる偏向に対して、加速電圧
が低いので偏向角に対する偏向電圧の影響が大きい。こ
のため、より精密な電圧制御が必要である。
電圧数十kV)で通常行われる偏向に対して、加速電圧
が低いので偏向角に対する偏向電圧の影響が大きい。こ
のため、より精密な電圧制御が必要である。
【0041】電圧印加装置14の電圧印加のタイミング
調整はコントローラ(図示しない)によって行う。この
コントローラでは、実施例1と同様に、イオンガン1に
よるイオン照射時間Tを、下記の式に基づいて、測定対
象物が絶縁破壊を起こさない時間内にコントロールす
る。 T ≦ εε0 SV/ti (ただし、ε:測定対象物の誘電率、ε0 :真空の誘電
率、S:イオンビーム照射面積、t:測定対象物の厚
さ、V:イオンガンの加速電圧値、i:イオンガンのイ
オン電流値) すなわち、イオンビーム2をパルス化し、パルス幅を上
記の式で表されるイオンビーム照射時間Tとすること
で、測定対象物のチャージアップを防止する。
調整はコントローラ(図示しない)によって行う。この
コントローラでは、実施例1と同様に、イオンガン1に
よるイオン照射時間Tを、下記の式に基づいて、測定対
象物が絶縁破壊を起こさない時間内にコントロールす
る。 T ≦ εε0 SV/ti (ただし、ε:測定対象物の誘電率、ε0 :真空の誘電
率、S:イオンビーム照射面積、t:測定対象物の厚
さ、V:イオンガンの加速電圧値、i:イオンガンのイ
オン電流値) すなわち、イオンビーム2をパルス化し、パルス幅を上
記の式で表されるイオンビーム照射時間Tとすること
で、測定対象物のチャージアップを防止する。
【0042】このように、イオンガン1の直後に貫通口
を持つ遮蔽板12と静電偏向電極13とを組み合わせた
ものを配置し、電圧印加装置14で静電偏向電極13に
電圧を印加することで、イオンビームの測定対象物に対
する照射時間Tを上記の式で示される時間内にコントロ
ールし、これにより絶縁物である測定対象物がチャージ
アップしない状態で測定を行う。
を持つ遮蔽板12と静電偏向電極13とを組み合わせた
ものを配置し、電圧印加装置14で静電偏向電極13に
電圧を印加することで、イオンビームの測定対象物に対
する照射時間Tを上記の式で示される時間内にコントロ
ールし、これにより絶縁物である測定対象物がチャージ
アップしない状態で測定を行う。
【0043】実施例3 図8はこの発明による2次電子測定装置の実施例3の構
成を示す説明図である。この図において、21は内部の
ガス圧調整が可能なチャンバー、22,23,24はチ
ャンバー21内に所定圧の放電ガスを供給する第1,第
2,第3ガス容器、25,26,27はバルブ、28,
29はチャンバー21内に収容された第1,第2電極、
30は第1電極29と第2電極30上に設けられた2次
電子放出係数の測定対象物、31は第1電極29に任意
波形の電圧を印加する第1電圧発生部、32は第2電極
30に任意波形の電圧を印加する第2電圧発生部、33
は第1電極29に流れる電流を測定する第1電流計、3
4は第2電極30に流れる電流を測定する第2電流計、
35は測定対象物30から放出された2次電子を捕獲す
るコレクター、36はコレクター35に流れる電流を測
定するコレクター電流計、37はコレクター35に正の
電位を与える電圧発生装置、38はチャンバー21を減
圧する真空ポンプ、39は真空ポンプ38のバルブであ
る。
成を示す説明図である。この図において、21は内部の
ガス圧調整が可能なチャンバー、22,23,24はチ
ャンバー21内に所定圧の放電ガスを供給する第1,第
2,第3ガス容器、25,26,27はバルブ、28,
29はチャンバー21内に収容された第1,第2電極、
30は第1電極29と第2電極30上に設けられた2次
電子放出係数の測定対象物、31は第1電極29に任意
波形の電圧を印加する第1電圧発生部、32は第2電極
30に任意波形の電圧を印加する第2電圧発生部、33
は第1電極29に流れる電流を測定する第1電流計、3
4は第2電極30に流れる電流を測定する第2電流計、
35は測定対象物30から放出された2次電子を捕獲す
るコレクター、36はコレクター35に流れる電流を測
定するコレクター電流計、37はコレクター35に正の
電位を与える電圧発生装置、38はチャンバー21を減
圧する真空ポンプ、39は真空ポンプ38のバルブであ
る。
【0044】本実施例の2次電子測定装置は、第1電極
29と第2電極30とを並置して、その上に測定対象物
30を配置し、これにより実際のPDPと同様に、測定
対象物30を介して第1電極29と第2電極30との間
で面放電が生ずるような配置とし、この測定対象物30
と対向させてコレクター35を配置した構成となってい
る。
29と第2電極30とを並置して、その上に測定対象物
30を配置し、これにより実際のPDPと同様に、測定
対象物30を介して第1電極29と第2電極30との間
で面放電が生ずるような配置とし、この測定対象物30
と対向させてコレクター35を配置した構成となってい
る。
【0045】第1ガス容器22にはNeが、第2ガス容
器23にはXeが、第3ガス容器24にはArが、それ
ぞれ収容されている。測定対象物30は、数千オングス
トロームの厚みのMgOのような膜状の絶縁体(誘電
体)である。コレクター35は電極となっており、測定
対象物30から放出される2次電子を捕獲するために測
定対象物30に対向して配置されている。コレクター3
5には、電圧発生装置37によって十分に高い正の電位
が与えられており、これにより2次電子はコレクター3
5に捕獲される。
器23にはXeが、第3ガス容器24にはArが、それ
ぞれ収容されている。測定対象物30は、数千オングス
トロームの厚みのMgOのような膜状の絶縁体(誘電
体)である。コレクター35は電極となっており、測定
対象物30から放出される2次電子を捕獲するために測
定対象物30に対向して配置されている。コレクター3
5には、電圧発生装置37によって十分に高い正の電位
が与えられており、これにより2次電子はコレクター3
5に捕獲される。
【0046】第1電極28、第2電極29、測定対象物
30及びコレクター35は、チャンバー21内に配置さ
れている。そして、チャンバー21には複数のガス導入
口が設けられており、第1ガス容器22からはNeを、
第2ガス容器23からはXeを、第3ガス容器24から
はArを、それぞれ導入することができる。したがっ
て、Ne、Xe、Ar等を適切な混合比でチャンバー2
1内に導入して、チャンバー21内が実際のPDPで用
いられる放電ガスと同じ成分のガスで満たされるように
し、そのガス圧を実際のPDPパネルの内圧(500T
orr程度)と同じ圧力に調整することで、チャンバー
21内を実際のPDPパネルと同じ状態にして、測定対
象物30の2次電子放出係数を測定することができる。
30及びコレクター35は、チャンバー21内に配置さ
れている。そして、チャンバー21には複数のガス導入
口が設けられており、第1ガス容器22からはNeを、
第2ガス容器23からはXeを、第3ガス容器24から
はArを、それぞれ導入することができる。したがっ
て、Ne、Xe、Ar等を適切な混合比でチャンバー2
1内に導入して、チャンバー21内が実際のPDPで用
いられる放電ガスと同じ成分のガスで満たされるように
し、そのガス圧を実際のPDPパネルの内圧(500T
orr程度)と同じ圧力に調整することで、チャンバー
21内を実際のPDPパネルと同じ状態にして、測定対
象物30の2次電子放出係数を測定することができる。
【0047】本実施例では、このようにして、ガス種・
ガス圧のコントロールが可能なチャンバー21内に電極
28,29とコレクター35を配置し、実際のPDPの
内部に近い条件のもとで測定対象物30の2次電子放出
係数の測定を行う。
ガス圧のコントロールが可能なチャンバー21内に電極
28,29とコレクター35を配置し、実際のPDPの
内部に近い条件のもとで測定対象物30の2次電子放出
係数の測定を行う。
【0048】なお、真空ポンプ38でチャンバー21内
を10-10 Torr程度の高真空状態にして、高真空下
での測定対象物30の2次電子放出係数の測定を行うこ
ともできる。
を10-10 Torr程度の高真空状態にして、高真空下
での測定対象物30の2次電子放出係数の測定を行うこ
ともできる。
【0049】次に、2次電子放出係数の測定方法につい
て説明する。2次電子放出係数の測定に際しては、測定
対象物30で覆った一対の第1電極28及び第2電極2
9を実際のPDP内部の電極と同じように配置し、測定
対象物30に対向させてコレクター35を配置し、第1
電極29と第2電極30との間に電位をかけるととも
に、コレクター35に正の電位をかけて、測定対象物3
0から放出される2次電子をコレクター35で捕獲する
ことにより、測定対象物30の2次電子放出係数を求め
る。
て説明する。2次電子放出係数の測定に際しては、測定
対象物30で覆った一対の第1電極28及び第2電極2
9を実際のPDP内部の電極と同じように配置し、測定
対象物30に対向させてコレクター35を配置し、第1
電極29と第2電極30との間に電位をかけるととも
に、コレクター35に正の電位をかけて、測定対象物3
0から放出される2次電子をコレクター35で捕獲する
ことにより、測定対象物30の2次電子放出係数を求め
る。
【0050】具体的には、第1電圧発生部31で第1電
極28に放電電圧以下の所定の電圧を発生させて、第1
電極28と第2電極29との間で電位差が生じるように
する。これにより測定対象物30近傍の放電ガスをイオ
ン化し、そのイオンを第2電極29上の測定対象物30
に衝突させる。そして、その時のイオン衝撃によって第
2電極29上の測定対象物30から放出された2次電子
をコレクター35で捕獲する。第2電極29上の測定対
象物30へのイオン衝撃によって第2電極29に流れる
電流は、第2電流計34によって測定される。2次電子
の捕獲によってコレクター35に流れる電流はコレクタ
ー電流計36によって測定される。
極28に放電電圧以下の所定の電圧を発生させて、第1
電極28と第2電極29との間で電位差が生じるように
する。これにより測定対象物30近傍の放電ガスをイオ
ン化し、そのイオンを第2電極29上の測定対象物30
に衝突させる。そして、その時のイオン衝撃によって第
2電極29上の測定対象物30から放出された2次電子
をコレクター35で捕獲する。第2電極29上の測定対
象物30へのイオン衝撃によって第2電極29に流れる
電流は、第2電流計34によって測定される。2次電子
の捕獲によってコレクター35に流れる電流はコレクタ
ー電流計36によって測定される。
【0051】この時第2電流計34で測定された電流、
つまり第2電極29に流れる電流をItとし、コレクタ
ー電流計36で観測された電流、つまり捕獲された2次
電子によってコレクター35に流れる電流をIcとする
と、2次電子放出係数は、 γ=Ic/(It−Ic) として求めることができる。
つまり第2電極29に流れる電流をItとし、コレクタ
ー電流計36で観測された電流、つまり捕獲された2次
電子によってコレクター35に流れる電流をIcとする
と、2次電子放出係数は、 γ=Ic/(It−Ic) として求めることができる。
【0052】また、これとは逆に、第2電圧発生部32
で第2電極29に放電電圧以下の所定の電圧を発生させ
て、第2電極29と第1電極28との間で電位差が生じ
るようにし、イオンを第1電極28上の測定対象物30
に衝突させ、その時のイオン衝撃によって第1電極28
上の測定対象物30から放出された2次電子をコレクタ
ー35で捕獲するようにしてもよい。この場合、第1電
極28上の測定対象物30へのイオン衝撃によって第1
電極28に流れる電流は、第1電流計33によって測定
される。2次電子の捕獲によってコレクター35に流れ
る電流は、電圧印加の方向にかかわらずコレクター電流
計36によって測定される。
で第2電極29に放電電圧以下の所定の電圧を発生させ
て、第2電極29と第1電極28との間で電位差が生じ
るようにし、イオンを第1電極28上の測定対象物30
に衝突させ、その時のイオン衝撃によって第1電極28
上の測定対象物30から放出された2次電子をコレクタ
ー35で捕獲するようにしてもよい。この場合、第1電
極28上の測定対象物30へのイオン衝撃によって第1
電極28に流れる電流は、第1電流計33によって測定
される。2次電子の捕獲によってコレクター35に流れ
る電流は、電圧印加の方向にかかわらずコレクター電流
計36によって測定される。
【0053】この2次電子放出係数の測定に際しては、
測定対象物の厚みが十分に薄く、絶縁破壊を起こさない
程度の導電性のある厚みであれば、第1電極28と第2
電極29との間に印加する電圧の印加時間は制限する必
要はないが、測定対象物が絶縁破壊を起こす厚みのもの
であれば、測定対象物30がチャージアップを起こさな
いように、第1電圧発生部31による第1電極28への
電圧印加時間、または第2電圧発生部32による第2電
極29への電圧印加時間を、コントローラ(図示しな
い)により所定時間以下に制御する
測定対象物の厚みが十分に薄く、絶縁破壊を起こさない
程度の導電性のある厚みであれば、第1電極28と第2
電極29との間に印加する電圧の印加時間は制限する必
要はないが、測定対象物が絶縁破壊を起こす厚みのもの
であれば、測定対象物30がチャージアップを起こさな
いように、第1電圧発生部31による第1電極28への
電圧印加時間、または第2電圧発生部32による第2電
極29への電圧印加時間を、コントローラ(図示しな
い)により所定時間以下に制御する
【0054】すなわち、コントローラにより、第1電極
28と第2電極29間に印加する電圧の印加時間をT
を、下記の式に基づいて、測定対象物30が絶縁破壊を
起こさない時間内にコントロールする。 T ≦ εε0 SV/ti (ただし、ε:測定対象物の誘電率、ε0 :真空の誘電
率、S:イオン衝撃を受ける側の電極面積、t:測定対
象物の厚さ、V:電極間の印加電圧値、i:イオン衝撃
を受ける側の電極に流れる電流値)
28と第2電極29間に印加する電圧の印加時間をT
を、下記の式に基づいて、測定対象物30が絶縁破壊を
起こさない時間内にコントロールする。 T ≦ εε0 SV/ti (ただし、ε:測定対象物の誘電率、ε0 :真空の誘電
率、S:イオン衝撃を受ける側の電極面積、t:測定対
象物の厚さ、V:電極間の印加電圧値、i:イオン衝撃
を受ける側の電極に流れる電流値)
【0055】上記のように、電圧印加をパルス化し、パ
ルス幅を所定の電圧印加時間T以下にコントロールとす
ることで測定対象物のチャージアップを防止し、測定対
象物がチャージアップしない状態で測定対象物の2次電
子放出係数の測定を行う。
ルス幅を所定の電圧印加時間T以下にコントロールとす
ることで測定対象物のチャージアップを防止し、測定対
象物がチャージアップしない状態で測定対象物の2次電
子放出係数の測定を行う。
【0056】第1電極29と第2電極30、及び測定対
象物30として、図10で示したような、ガラス基板上
にサステイン電極X,Yが形成され、その上に誘電体層
17とMgOからなる保護膜18が形成されたPDP用
の前面側の基板11をそのまま用いることもできる。こ
の場合、コレクター35は、サステイン電極X,Yに比
して十分大きければよく、実施例1及び2と同様に、十
分に高い正の電位を与えることで、保護膜18から放出
される2次電子を捕獲することができる。
象物30として、図10で示したような、ガラス基板上
にサステイン電極X,Yが形成され、その上に誘電体層
17とMgOからなる保護膜18が形成されたPDP用
の前面側の基板11をそのまま用いることもできる。こ
の場合、コレクター35は、サステイン電極X,Yに比
して十分大きければよく、実施例1及び2と同様に、十
分に高い正の電位を与えることで、保護膜18から放出
される2次電子を捕獲することができる。
【0057】なお、アドレス電極Aをコレクター35と
して利用することも可能であり、この場合には、3電極
面放電PDPそのものの2次電子放出係数の測定が可能
である。
して利用することも可能であり、この場合には、3電極
面放電PDPそのものの2次電子放出係数の測定が可能
である。
【0058】このように、従来では、PDP内部の電極
構成を考慮しない形で2次電子放出係数の測定が行われ
てきたが、本実施例では、実際のPDPと同様な電極を
用い、チャンバー内に複数のガスを導入し、圧力調整を
して、2次電子放出係数を測定するようにした。したが
って、実際のPDP内のイオンの衝突角などが再現で
き、実際のPDPの内部と同様な条件下で測定対象物の
2次電子放出係数の測定を行うことができる。また、そ
れ以外にも様々なガス種の組み合わせや種々の圧力のも
とで2次電子放出係数の測定を行うことができる。さら
に、電極間に印加する電圧の印加時間を、測定対象物が
チャージアップを起こさない時間内にコントロールする
ので、測定対象物がチャージアップしない状態で測定対
象物の2次電子放出係数の測定を行うことができる。
構成を考慮しない形で2次電子放出係数の測定が行われ
てきたが、本実施例では、実際のPDPと同様な電極を
用い、チャンバー内に複数のガスを導入し、圧力調整を
して、2次電子放出係数を測定するようにした。したが
って、実際のPDP内のイオンの衝突角などが再現で
き、実際のPDPの内部と同様な条件下で測定対象物の
2次電子放出係数の測定を行うことができる。また、そ
れ以外にも様々なガス種の組み合わせや種々の圧力のも
とで2次電子放出係数の測定を行うことができる。さら
に、電極間に印加する電圧の印加時間を、測定対象物が
チャージアップを起こさない時間内にコントロールする
ので、測定対象物がチャージアップしない状態で測定対
象物の2次電子放出係数の測定を行うことができる。
【0059】
【発明の効果】この発明によれば、チャージアップしな
い範囲での測定対象物の2次電子放出係数の測定が可能
となる。また、実際のPDPに近い電極構成、ガス圧条
件下での測定対象物の2次電子放出係数の測定が可能と
なる。
い範囲での測定対象物の2次電子放出係数の測定が可能
となる。また、実際のPDPに近い電極構成、ガス圧条
件下での測定対象物の2次電子放出係数の測定が可能と
なる。
【図1】この発明による2次電子測定装置の実施例1の
構成を示す説明図である。
構成を示す説明図である。
【図2】実施例1のメカニカルシャッターを閉じた状態
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図3】実施例1におけるコレクター電圧Vcと2次電
子放出係数(γ)との関係を示すグラフである。
子放出係数(γ)との関係を示すグラフである。
【図4】絶縁破壊を伴わない場合のイオンビームの照射
による測定対象物の表面電位の変化を示すグラフであ
る。
による測定対象物の表面電位の変化を示すグラフであ
る。
【図5】絶縁破壊を伴う場合のイオンビームの照射によ
る測定対象物の表面電位の変化を示すグラフである。
る測定対象物の表面電位の変化を示すグラフである。
【図6】この発明による2次電子測定装置の実施例2の
構成を示す説明図である。
構成を示す説明図である。
【図7】実施例2のイオンビームの方向をそらした状態
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図8】この発明による2次電子測定装置の実施例3の
構成を示す説明図である。
構成を示す説明図である。
【図9】従来の2次電子測定装置の構成を示す説明図で
ある。
ある。
【図10】AC型3電極面放電構造のPDPの内部構造
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図11】3電極面放電型のPDPのサステイン電極と
アドレス電極との拡大説明図である。
アドレス電極との拡大説明図である。
1 イオンガン 2 イオンビーム 3 ターゲット 4 2次電子 5 コレクター 6 バッテリー 7 真空室 8 真空ポンプ 9 メカニカルシャッター 10 ガス容器 11 バルブ 12 遮蔽板 13 静電偏向電極 14 電圧印加装置 21 チャンバー 22 第1ガス容器 23 第2ガス容器 24 第3ガス容器 25,26,27はバルブ 28 第1電極 29 第2電極 30 測定対象物 31 第1電圧発生部 32 第2電圧発生部 33 第1電流計 34 第2電流計 35 コレクター 36 コレクター電流計 37 電圧発生装置 38 真空ポンプ 39 バルブ
フロントページの続き Fターム(参考) 2G001 AA05 BA07 CA03 DA02 GA01 GA09 GA11 GA13 JA03 JA04 JA11 JA14 KA01 PA07 SA04 5C033 NN01 NP01 QQ03 QQ05 QQ11 QQ15 RR01 RR03 RR05
Claims (4)
- 【請求項1】 イオン電流に応じたイオンを加速電圧を
印加することにより照射するイオン照射手段と、イオン
照射手段によってイオンが照射される測定対象物が配置
されたターゲットと、ターゲットに流れる電流を測定す
るターゲット電流測定手段と、測定対象物から放出され
た電子を捕獲するコレクターと、コレクターに流れる電
流を測定するコレクター電流測定手段と、イオン照射手
段によるイオン照射時間をεε0 SV/ti(ただし、
ε:測定対象物の誘電率、ε0:真空の誘電率、S:イ
オン照射面積、t:測定対象物の厚さ、V:加速電圧
値、i:イオン電流値)以下に制御する制御手段とを備
えてなる2次電子測定装置。 - 【請求項2】 制御手段が、イオン照射手段と測定対象
物との間に配置されたメカニカルシャッターと、そのメ
カニカルシャッターを前記εε0 SV/tiの時間以下
の間だけ開放させるコントローラからなる請求項1記載
の2次電子測定装置。 - 【請求項3】 制御手段が、イオン照射手段と測定対象
物との間に配置されイオンが通過可能な貫通口を持つ遮
蔽板と、イオンが遮蔽板によって遮蔽されるようにイオ
ンの進行方向を変える静電偏向電極と、前記εε0 SV
/tiの時間以下の間だけイオンが遮蔽板の貫通口を通
過して測定対象物に照射されるように静電偏向電極への
電圧印加を制御するコントローラからなる請求項1記載
の2次電子測定装置。 - 【請求項4】 イオン照射手段と測定対象物が配置され
たターゲットとコレクターとを収容可能な容器と、容器
内に所定圧の放電ガスを供給する放電ガス供給手段とを
さらに備え、 イオン照射手段とターゲットが、測定対象物である誘電
体で覆われた一対の電極からなる請求項1記載の2次電
子測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10360872A JP2000182559A (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 2次電子測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10360872A JP2000182559A (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 2次電子測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000182559A true JP2000182559A (ja) | 2000-06-30 |
Family
ID=18471276
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10360872A Withdrawn JP2000182559A (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 2次電子測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000182559A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103196932A (zh) * | 2013-02-26 | 2013-07-10 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种确定微波部件金属表面二次电子发射系数的方法 |
CN103713001A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-04-09 | 西安交通大学 | 介质薄膜的二次电子发射系数的测量***及其测量方法 |
CN112630288A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-04-09 | 燕山大学 | 一种基于放电的二次电子发射系数测量装置及方法 |
-
1998
- 1998-12-18 JP JP10360872A patent/JP2000182559A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103196932A (zh) * | 2013-02-26 | 2013-07-10 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种确定微波部件金属表面二次电子发射系数的方法 |
CN103196932B (zh) * | 2013-02-26 | 2014-11-19 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种确定微波部件金属表面二次电子发射系数的方法 |
CN103713001A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-04-09 | 西安交通大学 | 介质薄膜的二次电子发射系数的测量***及其测量方法 |
CN112630288A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-04-09 | 燕山大学 | 一种基于放电的二次电子发射系数测量装置及方法 |
CN112630288B (zh) * | 2020-11-17 | 2021-10-12 | 燕山大学 | 一种基于放电的二次电子发射系数测量装置及方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060307 |