JPH025331A - デュオピガトロンイオン源 - Google Patents
デュオピガトロンイオン源Info
- Publication number
- JPH025331A JPH025331A JP63155031A JP15503188A JPH025331A JP H025331 A JPH025331 A JP H025331A JP 63155031 A JP63155031 A JP 63155031A JP 15503188 A JP15503188 A JP 15503188A JP H025331 A JPH025331 A JP H025331A
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- intermediate electrode
- electrode
- cathode
- orifice
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、主としてＨｅ”＋等の多価イオンを得るに適
したデュオビガトロン（ＤｕｏＰＩＧａｔｒｏｎ）イオ
ン源に関する。
したデュオビガトロン（ＤｕｏＰＩＧａｔｒｏｎ）イオ
ン源に関する。
（従来の技術）
従来のイオン源として、例えば第１図示のようなＨｅそ
の他の放電ガスの導入口ａを備えた真空のイオン発生室
す内にフィラメントからなるカソードＣを設け、該カソ
ードＣに対向してオリフィスｄを有するアノードｅを設
けると共に該カソードＣとアノードｅの中間に該オリフ
ィスｄと同軸の細孔ｆを備えた中間電極ｇを設け、更に
該細孔ｆの軸線方向の磁界を形成する磁石りを設けるよ
うにしたものが知られている。これに於いて、該中間電
極ｇは、アノードｅよりも低い電位とされ、該アノード
ｅへ軟鉄の磁路を介して接続し、オリフィスｄの軸線方
向の強い磁界を中間電極ｇとアノードｅとの間に作り、
カソードＣとアノードｅの間で生ずるプラズマを該中間
電極ｇの電位と該磁界とにより閉じ込め、該アノードｅ
の外方に設けた引出し電極ｉによりイオンを引き出す。
の他の放電ガスの導入口ａを備えた真空のイオン発生室
す内にフィラメントからなるカソードＣを設け、該カソ
ードＣに対向してオリフィスｄを有するアノードｅを設
けると共に該カソードＣとアノードｅの中間に該オリフ
ィスｄと同軸の細孔ｆを備えた中間電極ｇを設け、更に
該細孔ｆの軸線方向の磁界を形成する磁石りを設けるよ
うにしたものが知られている。これに於いて、該中間電
極ｇは、アノードｅよりも低い電位とされ、該アノード
ｅへ軟鉄の磁路を介して接続し、オリフィスｄの軸線方
向の強い磁界を中間電極ｇとアノードｅとの間に作り、
カソードＣとアノードｅの間で生ずるプラズマを該中間
電極ｇの電位と該磁界とにより閉じ込め、該アノードｅ
の外方に設けた引出し電極ｉによりイオンを引き出す。
（発明が解決しようとする課題）
前記従来のイオン源は比較的小型、コンパクトであるが
、これにより例えば）１ｅ＋＋のようなイオン化ポテン
シャルが５４ｅＶと高い多価イオンを多く発生させるこ
とは難しい。多価イオンを多く得るには放電電圧を大き
くしなければならずこれに伴って絶縁部材等が大型化す
るのでイオン源が大型になる不都合がある。
、これにより例えば）１ｅ＋＋のようなイオン化ポテン
シャルが５４ｅＶと高い多価イオンを多く発生させるこ
とは難しい。多価イオンを多く得るには放電電圧を大き
くしなければならずこれに伴って絶縁部材等が大型化す
るのでイオン源が大型になる不都合がある。
本発明は、多価イオンを多量に得られる小型、コンパク
トなイオン源を提供することを目的とするものである。
トなイオン源を提供することを目的とするものである。
（課題を解決するための手段）
本発明では、Ｈｅその他の放電ガスが導入される真空の
イオン発生室内にカソードを設け、該カソードに対向し
てオリフィスを有するアノードを設けると共に該アノー
ドとカソードの中間に該オリフィスと同軸の細孔を備え
た中間電極を設け、更に該オリフィスの軸線方向の磁界
を形成する磁石を設けて該イオン発生室に発生するイオ
ンを該オリフィスを介して室外へと引出すようにしたも
のに於いて、該アノードの中間電極と反対側に前記磁石
の磁力線を吸収する反射電極を設け、該中間電極の細孔
を細く長く形成し、該イオン発生室内でプラズマ発生後
に該中間電極をフロート電位とすることにより、前記課
題を解決するようにした。
イオン発生室内にカソードを設け、該カソードに対向し
てオリフィスを有するアノードを設けると共に該アノー
ドとカソードの中間に該オリフィスと同軸の細孔を備え
た中間電極を設け、更に該オリフィスの軸線方向の磁界
を形成する磁石を設けて該イオン発生室に発生するイオ
ンを該オリフィスを介して室外へと引出すようにしたも
のに於いて、該アノードの中間電極と反対側に前記磁石
の磁力線を吸収する反射電極を設け、該中間電極の細孔
を細く長く形成し、該イオン発生室内でプラズマ発生後
に該中間電極をフロート電位とすることにより、前記課
題を解決するようにした。
（作 用）
真空のイオン発生室内に例えばＨｅガスを導入して１Ｏ
−２Ｔｏｒｒ程度の圧力とし、アノードのオリフィスの
軸線に沿って強い磁界例えば１０２〜２Ｘ １０２ガウ
ス程度の磁界を磁石により与え、カソードを基準として
、アノードに７０Ｖ、５Ａ。
−２Ｔｏｒｒ程度の圧力とし、アノードのオリフィスの
軸線に沿って強い磁界例えば１０２〜２Ｘ １０２ガウ
ス程度の磁界を磁石により与え、カソードを基準として
、アノードに７０Ｖ、５Ａ。
中間電極１：ｌ：２０Ｖ、 ０．０２５ Ａ、引出し電
極１：２０ＫＶの電圧を与えて放電を行なう。この場合
、該カソードとアノード間の放電電圧は、通常のデュオ
プラズマトロンイオン源よりも多少高い程度であり、こ
れだけでは多量の多価イオンの発生は香られないが、中
間電極の細孔を細く長いものに形成すると共にアノード
の中間電極と反対側に磁石の磁力線を吸収する反射電極
を設けるようにし、更に該カソードとアノード間での放
電が点火したのち該中間電極への通電を断ってフロート
状態とすることによって多量の多価イオンが得られる。
極１：２０ＫＶの電圧を与えて放電を行なう。この場合
、該カソードとアノード間の放電電圧は、通常のデュオ
プラズマトロンイオン源よりも多少高い程度であり、こ
れだけでは多量の多価イオンの発生は香られないが、中
間電極の細孔を細く長いものに形成すると共にアノード
の中間電極と反対側に磁石の磁力線を吸収する反射電極
を設けるようにし、更に該カソードとアノード間での放
電が点火したのち該中間電極への通電を断ってフロート
状態とすることによって多量の多価イオンが得られる。
これを更に説明すると、カソードとアノード間の放電に
よって生ずるプラズマは、その中間に細く長い細孔が介
在するため、該細孔の軸線方向に拡散移動し難く、しか
も中間電極がカソードよりも電位の低いフロート状態に
なるとより一層その拡散移動が防止され、該磁石により
前記軸線方向に発生する磁力線はアノードの前方の反射
電極によって吸収されるのでアノード付近の磁束密度が
高められ、これによって該アノード付近のプラズマ密度
、プラズマ温度が高まり、Ｉｌｅガスは高いエネルギに
より電離されて多量のｔｌｅ〜イオンが発生する。該■
ｅ＋＋イオンは前方の引出し電極の電位によりビーム状
に引き出され、例えばラザフオード後方散乱を利用した
表面分析装置に供される。
よって生ずるプラズマは、その中間に細く長い細孔が介
在するため、該細孔の軸線方向に拡散移動し難く、しか
も中間電極がカソードよりも電位の低いフロート状態に
なるとより一層その拡散移動が防止され、該磁石により
前記軸線方向に発生する磁力線はアノードの前方の反射
電極によって吸収されるのでアノード付近の磁束密度が
高められ、これによって該アノード付近のプラズマ密度
、プラズマ温度が高まり、Ｉｌｅガスは高いエネルギに
より電離されて多量のｔｌｅ〜イオンが発生する。該■
ｅ＋＋イオンは前方の引出し電極の電位によりビーム状
に引き出され、例えばラザフオード後方散乱を利用した
表面分析装置に供される。
（実施例）
本発明の実施例を第２図につき説明すると、同図に於い
て符号（１）はｌｌｅその他の放電ガスが導入口（２）
を介して導入される真空のイオン発生室、（３）は該イ
オン発生室（１）内に設けたフィラメントからなるカソ
ード、（４）は該カソード（３）に対向して設けたアノ
ードを示し、該アノード（４）にはオリフィス（５）が
形成される。（６）は該カソード（３）とアノード（４
）の中間に設けられた中間電極で、該中間電極（６）に
はオリフィス（５）の軸線と同軸に穴径ａか細く絞られ
長さｌの長い細孔〈７）が形成される。（８）は該オリ
フィス（５）の軸線方向の磁界を発生する磁石、（９）
は該アノード（４）の中間電極（６）と反対側に設けら
れた反射電極、ｌ″ＩＧは引出し電極で、反射電極（９
）及び引出し電極（′ｌＧに前記オリフィス（５）の軸
線と合致したイオン引出口（１１）４２１が夫々形成さ
れる。
て符号（１）はｌｌｅその他の放電ガスが導入口（２）
を介して導入される真空のイオン発生室、（３）は該イ
オン発生室（１）内に設けたフィラメントからなるカソ
ード、（４）は該カソード（３）に対向して設けたアノ
ードを示し、該アノード（４）にはオリフィス（５）が
形成される。（６）は該カソード（３）とアノード（４
）の中間に設けられた中間電極で、該中間電極（６）に
はオリフィス（５）の軸線と同軸に穴径ａか細く絞られ
長さｌの長い細孔〈７）が形成される。（８）は該オリ
フィス（５）の軸線方向の磁界を発生する磁石、（９）
は該アノード（４）の中間電極（６）と反対側に設けら
れた反射電極、ｌ″ＩＧは引出し電極で、反射電極（９
）及び引出し電極（′ｌＧに前記オリフィス（５）の軸
線と合致したイオン引出口（１１）４２１が夫々形成さ
れる。
その作動をＩＩｏ”＋イオンのビームを発生させる場合
につき説明すると、イオン発生室（１）内を真空に排気
し、その内部へ導入口（２）からＨｅガスを導入して１
Ｏ−２Ｔｏｒｒとしたのちカソード（３）を基窄として
、アノード（４）に８０〜２００ Ｖ、 １〜５ Ａ
。
につき説明すると、イオン発生室（１）内を真空に排気
し、その内部へ導入口（２）からＨｅガスを導入して１
Ｏ−２Ｔｏｒｒとしたのちカソード（３）を基窄として
、アノード（４）に８０〜２００ Ｖ、 １〜５ Ａ
。
反射電極（９）に〜Ｏｖ１引出し電極０ｖに２５ＫＶの
電圧を′ｊえ、磁石（８）によりオリフィス（５）の軸
線上で１００〜２００ガウスとなる磁界を与える。そし
てカソード（３）とアノード（４）の間で放電が点火す
ると中間電極（６）への通電を止めフロート状態とする
。該アノード（４）付近で発生するプラズマは中間電極
（６）の狭い細孔（１）に遮られてカソード（３）の方
向へ拡散することがなく、また中間電極（６）がフロー
ト状態となることによってプラズマはアノード（４）の
方向に押され、更に磁石（８）の磁力線は反射電極（９
）に吸収されるので比較的強い磁界がアノード（４）付
近に生ずる。これによれば該アノード（４）の付近のプ
ラズマ密度とプラズマ温度の高まりが得られ、高いプラ
ズマエネルギによりＩｌｅガスの電離を行なえるので多
量のＩＩｅ＋″イオンをアノード（４）付近に発生させ
得る。発生したＩｌｃ″１イオンは引出し電極（′ｌｖ
の電位により前方へ引き出され、ラザフォード後方拡散
を利用した表面分析装置等に使用されるが、実施例に於
いては数１０μＡのＨｅ＋″イオン電流が得られ、従来
のデュオ・プラズマトロンイオン源よりも大幅に大量の
Ｉｌｃ〜イオンが得られた。
電圧を′ｊえ、磁石（８）によりオリフィス（５）の軸
線上で１００〜２００ガウスとなる磁界を与える。そし
てカソード（３）とアノード（４）の間で放電が点火す
ると中間電極（６）への通電を止めフロート状態とする
。該アノード（４）付近で発生するプラズマは中間電極
（６）の狭い細孔（１）に遮られてカソード（３）の方
向へ拡散することがなく、また中間電極（６）がフロー
ト状態となることによってプラズマはアノード（４）の
方向に押され、更に磁石（８）の磁力線は反射電極（９
）に吸収されるので比較的強い磁界がアノード（４）付
近に生ずる。これによれば該アノード（４）の付近のプ
ラズマ密度とプラズマ温度の高まりが得られ、高いプラ
ズマエネルギによりＩｌｅガスの電離を行なえるので多
量のＩＩｅ＋″イオンをアノード（４）付近に発生させ
得る。発生したＩｌｃ″１イオンは引出し電極（′ｌｖ
の電位により前方へ引き出され、ラザフォード後方拡散
を利用した表面分析装置等に使用されるが、実施例に於
いては数１０μＡのＨｅ＋″イオン電流が得られ、従来
のデュオ・プラズマトロンイオン源よりも大幅に大量の
Ｉｌｃ〜イオンが得られた。
（発明の効果）
以上のように本発明によるときは、中間電極の細孔を細
く長く形成し、アノードの前方に反射電極を設け、放電
発生後に中間電極をフロート状態としたので、アノード
付近のプラズマの密度と温度が高まり、ガスを多価イオ
ンに電離させるに、充分なプラズマエネルギが得られ、
多量の多価イオンを発生出来、その寸法も従来のディオ
プラズマトロンイオン源とさして変りがなく小型、コン
パクトに構成出来て使用上便利である等の効果がある。
く長く形成し、アノードの前方に反射電極を設け、放電
発生後に中間電極をフロート状態としたので、アノード
付近のプラズマの密度と温度が高まり、ガスを多価イオ
ンに電離させるに、充分なプラズマエネルギが得られ、
多量の多価イオンを発生出来、その寸法も従来のディオ
プラズマトロンイオン源とさして変りがなく小型、コン
パクトに構成出来て使用上便利である等の効果がある。
第１図は従来のディオプラズマトロンイオン源の断面図
、第２図は本発明の実施例の断面図を示す。 （１）・・・イオン発生室 （３）・・・カソード（
４）・・・アノード （５）・・・オリフィス（
６）・・・中間電極 （８）・・・磁 石 冊・・・引出し電極 （７）・・・細 孔 （９）・・・反射電極 許 出 願 人 口本真空技術株式会社
、第２図は本発明の実施例の断面図を示す。 （１）・・・イオン発生室 （３）・・・カソード（
４）・・・アノード （５）・・・オリフィス（
６）・・・中間電極 （８）・・・磁 石 冊・・・引出し電極 （７）・・・細 孔 （９）・・・反射電極 許 出 願 人 口本真空技術株式会社
Claims (1)
- Ｈｅその他の放電ガスが導入される真空のイオン発生室
内にカソードを設け、該カソードに対向してオリフィス
を有するアノードを設けると共に該アノードとカソード
の中間に該オリフィスと同軸の細孔を備えた中間電極を
設け、更に該オリフィスの軸線方向の磁界を形成する磁
石を設けて該イオン発生室に発生するイオンを該オリフ
ィスを介して室外へと引出すようにしたものに於いて、
該アノードの中間電極と反対側に前記磁石の磁力線を吸
収する反射電極を設け、該中間電極の細孔を細く長く形
成し、該イオン発生室内でプラズマ発生後に該中間電極
をフロート電位とすることを特徴とするデュオピガトロ
ンイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63155031A JP2814084B2 (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | デュオピガトロンイオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63155031A JP2814084B2 (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | デュオピガトロンイオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH025331A true JPH025331A (ja) | 1990-01-10 |
| JP2814084B2 JP2814084B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=15597159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63155031A Expired - Lifetime JP2814084B2 (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | デュオピガトロンイオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2814084B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013196985A (ja) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Sen Corp | イオン源装置及びイオンビーム生成方法 |
-
1988
- 1988-06-24 JP JP63155031A patent/JP2814084B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013196985A (ja) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Sen Corp | イオン源装置及びイオンビーム生成方法 |
| US9153405B2 (en) | 2012-03-22 | 2015-10-06 | Sen Corporation | Ion source device and ion beam generating method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2814084B2 (ja) | 1998-10-22 |
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