Источник мягкого рентгеновского излучения

Источник мягкого рентгеновского излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИСТОЧНИК МЯГКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий вакуумную оболочку и расположенные в ней холодный катод и анод,выполненный из материсша с большим атомным номером, отли ч а ющ и и с я тем, что, с целью увеличения выхода мягкого рентгеновского излучения, толщина анода меньше длины свободного пробега электронов в материале анода, а расстояние от анода до стенки вакуумной оболочки достаточно для образования :виртуального катода.

СОКИ СОВЕТСКИХ

CCUNN»»

РЕСПУЬЛИНуур H 01 7 35/00

-ГОСУДФФСТНЕННЫЙ "КОМИТЕТ CCCP

Ж ЮСВ ОВФ» %%» ;.у4..-„ "„1 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ м»»та»»нам» »вид»»въст»и (21) 2892345/18-25 (22) 12.03.80 (46) 07.06.83,. Вюл. В 21 (72) Е.А» Литвинов, Г.А. Месяц, В.В. Рыжов и В.Г. Шпак

:(71) Институт сильнотачной электро- . ники Сибирского отделения АН СССР (53) 621.386 2(088.8) (56) 1. Хараджа Ф.Н. Общий курс рентгенотехники. И-Л., "Внергия", 1966, е. 43-45. .2, Авторское свидетельство СССР

В 364985, кл. Н 01 У 35/02, 1970

:(прототип).,SU„„ I 022236 A (4)(57) ИСТОЧНИК ИЯГКОГО РЕНТГЕНОВ-

СКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий вакуумную оболочку и расположенные в ней холодный катод и анод, выполненный из материала с большим атомным номером, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода мягкого рентгеновского излучения, толщина анода меньше длины свободного пробежка . электронов в материале анода, а расстояние от анода до стенки вакуумной оболочки достаточно для образования

,виртуального катода.

1022236

Изобретение относится к рентгеновской технике и предназначено, при имущественно, для фотолитографии при изготовлении миниатюрных полупроводниковых устройств.

Известны рентгеновские трубки, в которых для получения мягкого рентгеновского излучения пучЬк низкоэнергетнчных электронов тормозится в массивном аноде, имеющем толщину большую длины пробега электронов 13.: 10 — В данных трубках напряжение между катодом и анодом не превышает 20 кВ, что ограничивает достижимые плотности тока, а следовательно, и радиационную мощность трубки. Увеличение площади электродов мало увеличивает

t5 интенсивность излучения, если размеры объекта меньше фокуса трубки.

Прн увелиЧении напряжения уве- . личивается глубина проникновения электронов в материал анода, при этом резко возрастает поглощение мягкого рентгеновского излучения,как в прострельных, так и в отражательных анодах.

Известен также источник мягкого рентгеновского излучения, содержащий вакуумную оболочку и расположенные в ней холодный катод н анод, выполненный из материала с большим атомным номером 2 J.

В известном устройстве реализуются большие импульсные мощности, не требуется накал катода, однако мягкая компонента рентгеновского излучения Фильтруется материалом анода, что не обеспечивает ее достаточно высокого выхода.

Цель. изобретения - увеличение выхода мягкого рентгенбвского излучения источника.

Указанная цель достигается за счет того, что в источнике мягкого

35

40 рентгеновского излучения, содержащем териале анода, а расстояние от анода до стенки вакуумной оболочки достаточно для образования виртуального катода.

На фиг. 1 приведен предлагаемый источник, разрез, общий вид; на фиг. 2 - разрез в плоскости оси электродной. системы.

Источник имеет вакуумную оболочку

1, s которую впаян конический стеклянный изолятор 2 с высоковольтным . вводом 3, на вакуумной стороне которого установлено кольцо 4 с анодной фольгой S. Холодный: катод б s виде трубки нз фольги закреплен на катододержателе 7. С другой стороны анодной фольги расположен фокусирующий электрод 8 и вакуумплотное окно 9,65 вакуумную оболочку и расположенные в

Ф

; ней холодный катод и анод, выполнен- 45 ный из материала с большим атомным номером, толщина анода меньше длины свободного пробега электронов в ма-: для вывода излучения. Вакуумная оболочка 1 закрывается крышкой 10 с вакуумным уплотнением 11.

Устройство работает следующим образом.

На высоковольтный ввод Э подается импульс напряжения наносекундной длительности положительной полярности амплитудой 100 - ЭОО кВ. При этом на . острых кромках катодной фольги катода б возникает взрывная эмиссия электронов, которые ускоряются в промежутке анодная Фольга 5 - катод б.

Вследствие малой толщины анодной фольги 5 электронный пучек теряет лишь часть энергии при прохождении через фольгу и проходит в промежуток анодиая фольга 5 - фокусирующий электрод 8, где в тормозящем поле образуется виртуальный катод. Большая часть электронов отражается от,виртуального катода, меняет направление движения, снова проходит через анодную фольгу 5 в промежуток анодная фольга 5 — катод б, опять меняет направление и т.д., пока вся энергия электронного пучка не рассеется в анодной фольге 5. Фокусирующий электрод 8 уменьшает рассеяние электронов на кольцо 4. Потери энергии пучка за один проход анодной фольги 5 определяется ее толщиной и напряжением на источнике. Испарение и ионизация материала анодной фольги 5 не меняет характер процессов в источнике до перемыкания промежутков анодная фольга 5 - катод 6 и анодная фольга 5 - фокусирующий электрод 8 образующейся плазмой, что ограничивает длительность импульса рентгеновского излучения, как и в источникепрототипе.

Малая толщина анодной фольги 5 значительно уменьшает поглощение мягкого рентгеновского излучения..Для вывода излучения служит окно 9, однако для предотвращения фильтрации материалом окна 9 и воздухом, объек« ты, как правило, помещаются в вакуум вблизи отверстия в фокусирующем электроде 8, тем более, что использование взрывной эмиссии не требует . хороших вакуумных условий для нор- . мальной работы источниКа. После каж» дого импульса анодная фольга 5. сгора ет и требует замены, для чего преду-. смотрена крышка 10» через которую можно устанавливать объекты облучения. Учитывая факт, что необходимая . доза облучения в. этих условиях достигается за один импульс, это ие является серьезным недостатком» так как смена объекта связана с развакуумированием системы.

Использование предлагаемых источ-:. ников позволяет значительно увеличить дозу мягкого рентгеновского излучения

1022236

Составитель. В.. Фетина

Редактор .В. Пилипенко Темро С.Мигунова Корректор A. Дзятко

Ю Ю

Заказ 4056/45 Тираа 703 . Подписное

ВНИИИИ Государственного «омитета -СССР по делам изобретений .и открытий

113035, йосква, Ж+35, Рауйская иаб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Нреекжная, 4 за импульс, особенно при использовании анодной Фольги толщиной 1 мкм и меньще. Иинимальная толщина фольги ограничена ее механической прочностью и требуемам спектром излучения. В качестве материала для анодноР фольг может быть использован свинец, золото и другие металлы с высоким атомным номером, позволяющие напылять пленки толщиной менее 1 мкм.