CN223400968U - 电子束流检测装置以及电子束流检测系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及真空设备技术领域，公开了一种电子束流检测装置以及电子束流检测系统。电子束流检测装置包括阳极靶和电极。阳极靶用于接收电子束流。电极与阳极靶电连接，用于收集阳极靶的电信号。

Description

电子束流检测装置以及电子束流检测系统

技术领域

本公开涉及真空设备技术领域，特别涉及一种电子束流检测装置以及电子束流检测系统。

背景技术

电子束是指大量电子以较小发散度定向移动形成的束流，一般通过电子枪发射得到。在电子束技术的多个应用领域，如材料加工、电子显微镜、半导体器件制造等，电子枪的通流率是一个关键参数，它直接影响到电子束的强度和能量分布，进而影响最终应用的效果和精度。传统的测试方法往往依赖于外部测量设备，这不仅增加了测试成本，而且可能因设备之间的连接不良等问题影响测试结果的准确性。

实用新型内容

本公开提供了一种电子束流检测装置，包括：

阳极靶，阳极靶用于接收电子束流；以及

电极，电极与阳极靶电连接，用于收集阳极靶的电信号。

在本公开的一些实施例中，电子束流检测装置还包括测量设备，测量设备与电极电连接，用于测量电极收集的阳极靶的电信号。

在本公开的一些实施例中，阳极靶包括：

基底；

金刚石层，金刚石层设置在基底上；以及

靶材层，靶材层设置在金刚石层上，靶材层用于接收电子束流。

在本公开的一些实施例中，阳极靶还包括缓冲层，缓冲层设置在金刚石层和靶材层之间。

在本公开的一些实施例中，靶材层包括设置在边缘处的缺口，电极设置在缺口处并且与靶材层电接触。

在本公开的一些实施例中，电子束流检测装置还包括电缆，电缆用于连接电极和测量设备。

在本公开的一些实施例中，电子束流检测装置还包括控制器，与测量设备通信连接，控制器用于从测量设备接收到靶电流，并基于到靶电流与发射电流的比值，计算电子束流的通流率。

在本公开的一些实施例中，控制器还用于测量或接收电子束源的发射电流。

本公开提供了一种电子束流检测系统，包括：

电子束源，用于发射电子束；以及

根据本公开任意一项实施例中的电子束流检测装置，用于检测电子束。

在本公开的一些实施例中，电子束流检测系统还包括真空腔，电子束流检测装置的阳极靶设置在真空腔内；电子束源至少部分设置在真空腔内，用于向阳极靶发射电子束。

根据本公开一些实施例的电子束流检测装置以及电子束流检测系统能够带来有益的技术效果。例如，本公开一些实施例的电子束流检测装置以及电子束流检测系统，通过电极与阳极靶电连接，并利用电极的高电子捕获效率，能够有效减少电子束在测试过程中的散射和回弹，提高了测试的准确性。又例如，本公开一些实施例的电子束流检测装置以及电子束流检测系统，由于阳极靶材料的稳定性好，能够承受长时间的电子束照射而不易损坏，从而保证了测试结果的稳定性。此外，由于阳极靶和电极的耐用性，相较于传统电子束流检测装置具有更长的使用寿命和更低的维护成本，尤其适合于需要长期连续测试的工业应用场景。又例如，本公开一些实施例的电子束流检测装置以及电子束流检测系统，通过简单的电极和电缆连接至外部测量设备，简化了测试装置的复杂度，降低了设备成本，更适合于工业生产中的快速和常规检测。再例如，本公开一些实施例的电子束流检测装置以及电子束流检测系统，适用性广，不依赖于特定的测试环境(如特定的温度或磁场条件)，且电极材料和阳极靶材料可以根据不同的电子枪类型和应用需求进行选择，从而满足不同领域对电子束通流率测试的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出根据本公开一些实施例的电子束流检测装置的结构示意图。

图2示出根据本公开一些实施例的电子束流检测系统的结构示意图。

在上述附图中，各附图标记分别表示：

1000-电子束流检测系统

100-电子束流检测装置

110-阳极靶

111-基底

112-金刚石层

113-靶材层

114-缓冲层

120-电极

130-测量设备

140-电缆

150-控制器

200-电子束源

300-真空腔

具体实施方式

下面将结合附图对本公开一些实施例进行描述。显然，所描述的实施例仅仅是本公开示例性实施例，而不是全部的实施例。

在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”、“耦合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接；可以是两个元件内部的连通。在本公开的描述中，远端或远侧是指深入真空环境(例如，真空腔)的一端或一侧，近端或近侧是与远端或远侧相对的一端或一侧(例如，远离真空腔的一端或一侧，或者真空腔内靠近真空腔壁的一端或一侧等等)。或者，靠近驱动装置的一端或一侧为近端或近侧，远离驱动装置的一端或一侧为远端或远侧。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

传统的电子束通流率测试方法主要包括使用法拉第杯和二次电子倍增器(SEM)等。这些方法虽然在一定程度上可以实现通流率的测量，但存在一些不足之处：

法拉第杯：对电子束的捕获效率受到束流分布和能量的影响，且在高能量电子束应用中，法拉第杯的材料可能会因为电子束的照射而发生损坏或变形，影响长期使用的准确性和稳定性。

二次电子倍增器：测量结果容易受到环境因素(如温度、磁场等)的影响，且设备成本较高，不适合作为常规的生产线检测手段。

本公开涉及一种相比传统方法更准确、操作更稳定、更简单、更经济的电子束流检测装置，适合于现代电子束技术的高精度和高效率要求。

图1示出根据本公开一些实施例的电子束流检测装置100的结构示意图。

如图1所示，在本公开的一些实施例中，电子束流检测装置100可以包括阳极靶110和电极120。阳极靶110用于接收电子束流。电极120与阳极靶110电连接，用于收集阳极靶110的电信号。

在本公开的一些实施例中，电极120可以包括具有高电子捕获效率和良好导电性的材料，例如，金、银、铜、铂等材料。

如图1所示，在本公开的一些实施例中，电子束流检测装置100还可以包括测量设备130。测量设备130与电极120电连接，用于测量电极120收集的阳极靶110的电信号。

在一些是实施例中，测量设备130可以包括电流计。

如图1所示，在本公开的一些实施例中，阳极靶110可以包括基底111、金刚石层112和靶材层113。金刚石层112设置在基底111上。靶材层113设置在金刚石层112上，靶材层113用于接收电子束流。

在本公开的一些实施中，基底111可以包括铜基底。铜基底能够耐高温，适用于高温环境下的检测。金刚石层112可以通过各种合适的镀膜技术设置在铜基底111上。金刚石层112具有良好的热导率，有助于散热。此外，金刚石层112具有良好的绝缘性，从而使阳极靶110的电信号能够更好地被电极120收集。

在本公开的一些实施例中，阳极靶110的靶材层113可以包括任何合适的适用于电子束照射的层，例如钨层、钼层、铝层等等。

如图1所示，在本公开的一些实施例中，阳极靶110还可以包括缓冲层114。缓冲层114可以设置在金刚石层112和靶材层113之间。

在一些实施例中，缓冲层114可以包括钛层。在靶材层113和金刚石层112之间设置缓冲层114，可以改善界面结合，提高阳极靶110的稳定性和耐用性，确保阳极靶110在高功率应用下的性能和寿命。

如图1所示，在本公开的一些实施例中，靶材层113包括设置在边缘处的缺口。电极120设置在缺口处并且与靶材层113电接触。

在本公开的一些实施例中，将电极120设置在靶材层113的边缘，不会影响实际的电子束流检测，且能使阳极靶110的电信号能够被电极120收集。

如图1所示，在本公开的一些实施例中，电子束流检测装置100还可以包括电缆140。电缆140用于连接电极120和测量设备130。

在本公开的一些实施例中，电缆140可以包括耐高温的镍铬合金线缆，使电缆140在高温条件下仍能稳定传输电流至测量设备130。

如图1所示，在本公开的一些实施例中，电子束流检测装置100还可以包括控制器150。控制器150与测量设备130通信连接。控制器150用于从测量设备130接收到靶电流，并基于到靶电流与发射电流的比值，计算电子束流的通流率。在本公开的一些实施例中，控制器150与测量设备通信连接，控制器还用于测量或接收电子束源(例如，如图2所示的电子束源200)的发射电流，并基于到靶电流与发射电流的比值，计算电子束流的通流率。

图2示出根据本公开一些实施例的电子束流检测系统1000的结构示意图。

如图2所示，在本公开的一些实施例中，电子束流检测系统1000可以包括电子束源200和根据本公开任意一项实施例的电子束流检测装置100。电子束源200用于发射电子束。电子束流检测装置100用于检测电子束。

如图2所示，在本公开的一些实施例中，电子束流检测系统1000还可以包括真空腔300。电子束流检测装置100的阳极靶110设置在真空腔300内。电子束源200至少部分设置在真空腔300内，用于向阳极靶110发射电子束。

可以采用本公开一些实施例的电子束流检测系统1000进行电子束流检测。电子束源200(例如，电子枪)将电子束发射至阳极靶110。阳极靶110接收电子束流，并且在电子束流的轰击下，产生电信号。

电极120与阳极靶110电连接，可以收集阳极靶110的电信号。测量设备130可以对电极120收集的阳极靶110的电信号进行测量。控制器150基于测量装置130测量的电极120收集到的阳极靶110的电信号，得到到靶电流。

在本公开的一些实施例中，控制器150还可以与电子束源200通信连接。在采用本公开一些实施例的电子束流检测系统1000进行电子束流检测的过程中，控制器150还可以测量或接收电子束源200的发射电流，并基于到靶电流与发射电流的比值，得到电子束源200的通流率。

需要指出的是，以上仅为本公开的示例性实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子束流检测装置，其特征在于，包括：

阳极靶，所述阳极靶用于接收电子束流；以及

电极，所述电极与所述阳极靶电连接，用于收集所述阳极靶的电信号。

2.根据权利要求1所述的电子束流检测装置，其特征在于，还包括：

测量设备，所述测量设备与所述电极电连接，用于测量所述电极收集的所述阳极靶的电信号。

3.根据权利要求1所述的电子束流检测装置，其特征在于，所述阳极靶包括：

基底；

金刚石层，所述金刚石层设置在所述基底上；以及

靶材层，所述靶材层设置在所述金刚石层上，所述靶材层用于接收电子束流。

4.根据权利要求3所述的电子束流检测装置，其特征在于，所述阳极靶还包括缓冲层，所述缓冲层设置在所述金刚石层和所述靶材层之间。

5.根据权利要求3所述的电子束流检测装置，其特征在于，所述靶材层包括设置在边缘处的缺口，所述电极设置在所述缺口处并且与所述靶材层电接触。

6.根据权利要求2所述的电子束流检测装置，其特征在于，还包括电缆，所述电缆用于连接所述电极和所述测量设备。

7.根据权利要求2所述的电子束流检测装置，其特征在于，还包括：

控制器，与所述测量设备通信连接，所述控制器用于从所述测量设备接收到靶电流，并基于所述到靶电流与发射电流的比值，计算电子束流的通流率。

8.根据权利要求7所述的电子束流检测装置，其特征在于，所述控制器还用于测量或接收电子束源的发射电流。

9.一种电子束流检测系统，其特征在于，包括：

电子束源，用于发射电子束；以及

根据权利要求1-8任一项所述的电子束流检测装置，用于检测所述电子束。

10.根据权利要求9所述的电子束流检测系统，其特征在于，还包括真空腔，

所述电子束流检测装置的阳极靶设置在所述真空腔内；

所述电子束源至少部分设置在所述真空腔内，用于向所述阳极靶发射电子束。