JPH0559538B2 - - Google Patents
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- JPH0559538B2 JPH0559538B2 JP63137508A JP13750888A JPH0559538B2 JP H0559538 B2 JPH0559538 B2 JP H0559538B2 JP 63137508 A JP63137508 A JP 63137508A JP 13750888 A JP13750888 A JP 13750888A JP H0559538 B2 JPH0559538 B2 JP H0559538B2
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、イオン源に関し、特に半導体ある
いは金属などの表面改質またはビーム加工に利用
するイオンビーム発生用のイオン源に関するもの
である。
いは金属などの表面改質またはビーム加工に利用
するイオンビーム発生用のイオン源に関するもの
である。
第６図は従来のイオン源を示す断面構成図であ
る。図において、１はデイスク状の自己加熱形の
熱陰極で、比較的低温で熱電子放出能の高い材
料、例えばLaB6（（六ホウ化ランタン）で形成さ
れている。２は自己加熱形の熱陰極１を保持す
る、高融点金属材料（例えばタングステン、タン
タル、モリブデン等）でできた陰極構造体、３は
耐熱性の金属材料（例えばステンレススチール
等）による陰極構造体の取り付け部、４は陰極構
造体の取り付け部３に接続する取り付け部で、冷
却部を備えた陰極フランジ、５は強磁性材料で作
られ、後述する発生したプラズマ１７を電界と強
磁界でピンチさせる中間電極、６は非磁性材料よ
りなるもので、中間電極５の冷却部、７は中間電
極５をプラズマから保護するため高融点金属材料
で作られたライナー、８は陰極１間との印加電圧
で放電を発生させる陽極、９は強磁場を発生させ
るマグネツトコイル、１０はイオン源にガスを導
入するためのガス導入口、１１はイオン源の放電
用電源、１２は放電用電源１１により負電圧が印
加される陰極電位部であり、熱陰極１、陰極構造
体２、陰極構造体取り付け部３、フランジ４およ
び導入口１０より構成されている。１３は中間電
極５に電位を与えるためのフローテイング抵抗、
１４はフローテイング抵抗１３により電位を与え
られる中間電極電位部であり、中間電極５、中間
電極の冷却部６およびライナー７より構成されて
いる。１５は陰極電位部１２と中間電極電位部１
４を絶縁するための絶縁物、１６は陽極８と中間
電極電位部１４を絶縁するための絶縁物、１７は
低気圧アーク放電によつて生成された放電プラズ
マ、１８は放電プラズマ１７からイオンを引き出
すイオン引き出し電極、１９は引き出されたイオ
ンビームである。
る。図において、１はデイスク状の自己加熱形の
熱陰極で、比較的低温で熱電子放出能の高い材
料、例えばLaB6（（六ホウ化ランタン）で形成さ
れている。２は自己加熱形の熱陰極１を保持す
る、高融点金属材料（例えばタングステン、タン
タル、モリブデン等）でできた陰極構造体、３は
耐熱性の金属材料（例えばステンレススチール
等）による陰極構造体の取り付け部、４は陰極構
造体の取り付け部３に接続する取り付け部で、冷
却部を備えた陰極フランジ、５は強磁性材料で作
られ、後述する発生したプラズマ１７を電界と強
磁界でピンチさせる中間電極、６は非磁性材料よ
りなるもので、中間電極５の冷却部、７は中間電
極５をプラズマから保護するため高融点金属材料
で作られたライナー、８は陰極１間との印加電圧
で放電を発生させる陽極、９は強磁場を発生させ
るマグネツトコイル、１０はイオン源にガスを導
入するためのガス導入口、１１はイオン源の放電
用電源、１２は放電用電源１１により負電圧が印
加される陰極電位部であり、熱陰極１、陰極構造
体２、陰極構造体取り付け部３、フランジ４およ
び導入口１０より構成されている。１３は中間電
極５に電位を与えるためのフローテイング抵抗、
１４はフローテイング抵抗１３により電位を与え
られる中間電極電位部であり、中間電極５、中間
電極の冷却部６およびライナー７より構成されて
いる。１５は陰極電位部１２と中間電極電位部１
４を絶縁するための絶縁物、１６は陽極８と中間
電極電位部１４を絶縁するための絶縁物、１７は
低気圧アーク放電によつて生成された放電プラズ
マ、１８は放電プラズマ１７からイオンを引き出
すイオン引き出し電極、１９は引き出されたイオ
ンビームである。
次に動作について説明する。中間電極５内の圧
力が例えば0.5Torr程度になるように例えばアル
ゴンガスをガス導入口１０から導入する。この状
態で陰極電位部１２を負、陽極８を正として
500V前後の電圧を放電用電源１１により印加す
ると、中間電極５にもフローテイング抵抗１３を
通じて正の電圧が印加される。この時、熱陰極１
および陰極構造体２と中間電極５の間のうちパツ
シエンの法則の最小火花電圧を与える真空度と電
極間距離の積の値（Pd）cの条件を満たす付近の
部位で絶縁破壊を起こす。｛パツシエンの法則に
ついての詳細は真空技術常用諸表（日刊工業新聞
社，1965）第110頁に掲載されている。｝パツシエ
ンの法則の最小火花電圧を与える真空度と電極間
距離の積の値（Pd）cはガスの種類、陰極材料、
および陰極表面状態などによつて異なるが、おお
よそ、0.5〜1.5Torr・cm程度である。この場合、
中間電極５内の圧力が0.5Torrであるので、電極
間距離は１〜３cmのところがこの条件に相当す
る。中間電極５のノズル開口部と陰極構造体２の
距離を２cm程度にしておけば、陰極構造体２と中
間電極５の間の中心軸付近で絶縁破壊が起こり、
グロー放電が発生する。このとき、中間電極５は
抵抗１３によりフローテイングされているので、
放電電流により抵抗１３の両端に電圧が発生し、
中間電極５の電位は陰極の電位に近づく。このた
め、中間電極５と陽極８の間に電圧が発生し、陰
極１と中間電極５間の放電が陰極１と陽極８間の
放電に進展する。陰極１と陽極８間のグロー放電
により自己加熱形の熱陰極１は加熱されて高温に
なり、熱電子放出を始め、アーク放電へと移行し
て放電プラズマ１７を発生する。この放電プラズ
マ１７は中間電極５によりピンチされて細く絞ら
れているが、マグネツトコイル９で中間電極５と
陽極８間に強磁場を発生させることにより、さら
にピンチしてプラズマ密度を高めることができ
る。次に、陽極８に対し、イオン引き出し電極１
８が負電位になるよう数＋KV程度の高電圧を印
加すると、陽極８の開口を通過した放電プラズマ
１７から高密度のイオンビーム１９が引き出され
る。このイオンビーム１９は例えば金属の表面改
質などに用いられる。
力が例えば0.5Torr程度になるように例えばアル
ゴンガスをガス導入口１０から導入する。この状
態で陰極電位部１２を負、陽極８を正として
500V前後の電圧を放電用電源１１により印加す
ると、中間電極５にもフローテイング抵抗１３を
通じて正の電圧が印加される。この時、熱陰極１
および陰極構造体２と中間電極５の間のうちパツ
シエンの法則の最小火花電圧を与える真空度と電
極間距離の積の値（Pd）cの条件を満たす付近の
部位で絶縁破壊を起こす。｛パツシエンの法則に
ついての詳細は真空技術常用諸表（日刊工業新聞
社，1965）第110頁に掲載されている。｝パツシエ
ンの法則の最小火花電圧を与える真空度と電極間
距離の積の値（Pd）cはガスの種類、陰極材料、
および陰極表面状態などによつて異なるが、おお
よそ、0.5〜1.5Torr・cm程度である。この場合、
中間電極５内の圧力が0.5Torrであるので、電極
間距離は１〜３cmのところがこの条件に相当す
る。中間電極５のノズル開口部と陰極構造体２の
距離を２cm程度にしておけば、陰極構造体２と中
間電極５の間の中心軸付近で絶縁破壊が起こり、
グロー放電が発生する。このとき、中間電極５は
抵抗１３によりフローテイングされているので、
放電電流により抵抗１３の両端に電圧が発生し、
中間電極５の電位は陰極の電位に近づく。このた
め、中間電極５と陽極８の間に電圧が発生し、陰
極１と中間電極５間の放電が陰極１と陽極８間の
放電に進展する。陰極１と陽極８間のグロー放電
により自己加熱形の熱陰極１は加熱されて高温に
なり、熱電子放出を始め、アーク放電へと移行し
て放電プラズマ１７を発生する。この放電プラズ
マ１７は中間電極５によりピンチされて細く絞ら
れているが、マグネツトコイル９で中間電極５と
陽極８間に強磁場を発生させることにより、さら
にピンチしてプラズマ密度を高めることができ
る。次に、陽極８に対し、イオン引き出し電極１
８が負電位になるよう数＋KV程度の高電圧を印
加すると、陽極８の開口を通過した放電プラズマ
１７から高密度のイオンビーム１９が引き出され
る。このイオンビーム１９は例えば金属の表面改
質などに用いられる。
従来のイオン源は以上のように構成されている
ので、放電破壊した直後に中間電極５と陽極８間
に発生した電圧により、中間電極５の先端と陽極
８間あるいは中間電極の冷却部６と陽極８で絶縁
破壊を起こしやすく、中間電極５の表面に陰極点
を形成して金属蒸気を発生するなど放電を不安定
にして、熱陰極１をスムーズに加熱できないとい
う問題点があつた。さらに金属蒸気の発生あるい
は電極からのガス放出によりイオン源内の真空度
が変化し、条件の異なる場所で放電が発生する。
とりわけ、陰極取り付け部３と中間電極５間で放
電が発生した場合、上述した中間電極５と陽極８
間の放電も発生しやすく、二重の安定なアーク放
電に進展するなどの問題点があつた。
ので、放電破壊した直後に中間電極５と陽極８間
に発生した電圧により、中間電極５の先端と陽極
８間あるいは中間電極の冷却部６と陽極８で絶縁
破壊を起こしやすく、中間電極５の表面に陰極点
を形成して金属蒸気を発生するなど放電を不安定
にして、熱陰極１をスムーズに加熱できないとい
う問題点があつた。さらに金属蒸気の発生あるい
は電極からのガス放出によりイオン源内の真空度
が変化し、条件の異なる場所で放電が発生する。
とりわけ、陰極取り付け部３と中間電極５間で放
電が発生した場合、上述した中間電極５と陽極８
間の放電も発生しやすく、二重の安定なアーク放
電に進展するなどの問題点があつた。
この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、イオン源内で発生する異常な
放電を抑制し、熱陰極の加熱を安定して、容易に
アーク放電に移行させると共に金属蒸気発生によ
るイオン源内の汚染を抑えることができるイオン
源を得ることを目的とする。
になされたもので、イオン源内で発生する異常な
放電を抑制し、熱陰極の加熱を安定して、容易に
アーク放電に移行させると共に金属蒸気発生によ
るイオン源内の汚染を抑えることができるイオン
源を得ることを目的とする。
この発明に係るイオン源は、中間電極のノズル
先端部を高融点金属材料で被うと共に、上記ノズ
ル先端部を除く中間電極と、この中間電極に対向
する陽極との間隔を、パツシエンの法則における
最小火花電圧を与える真空度と電極間距離の積の
値の条件を満足する電極間距離よりも小さくした
ものである。
先端部を高融点金属材料で被うと共に、上記ノズ
ル先端部を除く中間電極と、この中間電極に対向
する陽極との間隔を、パツシエンの法則における
最小火花電圧を与える真空度と電極間距離の積の
値の条件を満足する電極間距離よりも小さくした
ものである。
この発明におけるイオン源は、中間電極のノズ
ル先端を高融点金属材料にし、中間電極と陽極間
ギヤツプを絶縁破壊が起こらない程度に十分小さ
くすることにより、中間電極と陽極間の異常放電
が抑制され、自己加熱形の熱陰極を安定に加熱
し、アーク放電に移行するようしたものである。
ル先端を高融点金属材料にし、中間電極と陽極間
ギヤツプを絶縁破壊が起こらない程度に十分小さ
くすることにより、中間電極と陽極間の異常放電
が抑制され、自己加熱形の熱陰極を安定に加熱
し、アーク放電に移行するようしたものである。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。２０は中間電極のノズル先端部を被つた高融
点金属材料（例えばタングステン、タンタル、モ
リブデン等）で形成された中間電極のノズルカバ
ーであり、中間電極５と熱的に密着した状態にあ
る。通常、中間電極５をプラズマから保護するイ
ンサート物であるライナー７も高融点金属材料で
つくられるので、ここではライナー７と一体とな
つたものをノズルカバー２０としている。強磁性
材料でできている中間電極５および中間電極の冷
却部６および陽極８は従来のものと機能は同じで
あるが、中間電極５と陽極８の間隔は、パツシエ
ンの法則における最小火花電圧を与える真空度と
電極間距離の積の値（Pd）cの条件を満たす電極
間距離ｄよりも十分小さい。より具体的にいうと
0.5Torr程度のガス圧力下で動作を開始させる場
合には、平行平板電極におけるｄの値は１〜３cm
であるので、中間電極５と陽極８の間隔は３mm以
下にする。この時、高融点金属材料によるノズル
カバー２０と陽極８との間隔は３mm以上でよい。
る。２０は中間電極のノズル先端部を被つた高融
点金属材料（例えばタングステン、タンタル、モ
リブデン等）で形成された中間電極のノズルカバ
ーであり、中間電極５と熱的に密着した状態にあ
る。通常、中間電極５をプラズマから保護するイ
ンサート物であるライナー７も高融点金属材料で
つくられるので、ここではライナー７と一体とな
つたものをノズルカバー２０としている。強磁性
材料でできている中間電極５および中間電極の冷
却部６および陽極８は従来のものと機能は同じで
あるが、中間電極５と陽極８の間隔は、パツシエ
ンの法則における最小火花電圧を与える真空度と
電極間距離の積の値（Pd）cの条件を満たす電極
間距離ｄよりも十分小さい。より具体的にいうと
0.5Torr程度のガス圧力下で動作を開始させる場
合には、平行平板電極におけるｄの値は１〜３cm
であるので、中間電極５と陽極８の間隔は３mm以
下にする。この時、高融点金属材料によるノズル
カバー２０と陽極８との間隔は３mm以上でよい。
上記のように構成されるイオン源では、イオン
源内の圧力が例えば0.5Torr程度になるように例
えばアルゴンガスをガス導入口１０から導入し、
陰極電位部１２を負、陽極８を正として500V前
後の電圧を放電用電源１１により印加する。中間
電極５にもフローテイング抵抗１３を通じて正の
電圧が印加されるので、中間電極５と熱陰極１あ
るいは陰極構造体２の間に火花放電が発生し、グ
ロー放電へと移行する。この時、熱陰極１あるい
は陰極構造体２の表面に陰極点が発生すると、陰
極電位部１２と中間電極電位部１４は短絡状態と
なり、放電用電源１１のほぼ全電圧が抵抗１３の
両端に発生し、中間電極電位部１４と陽極８の間
に約500Vの電圧が印加されたことになる。従来
のイオン源では中間電極電位部１４と陽極８間に
火花放電が発生して中間電極電位部１４の表面に
も陰極点が形成されて放電を不安定にしていた。
この実施例のイオン源では、中間電極電位部１４
と陽極８の間隔がノズル先端部を被うノズルカバ
ー１０の部分を除いて３mm以下であり、真空度と
電極間距離の積の値はほぼ0.15Torrcm以下とな
り、火花放電を起こすには約1000V以上の電圧が
必要とされるので、中間電極電位部１４と陽極８
の間では火花放電が発生しない。中間電極５のノ
ズル先端部は磁極であり、陽極８との距離も含め
てイオン源の重要なパラメータとなつている。こ
のため、この部分については磁極形状などを従来
のものと変更することなく、ノズル先端部を高融
点金属材料によるノズルカバー２０で被つている
ので、火花放電が発生しても放電は持続しにく
い。中間電極電位部１４と陽極８の間で異常放電
が発生しなければ、中間電極５と陰極電位部１２
の間の放電は抵抗１３により電流が制限されるの
で、熱陰極１あるいは陰極構造体２の表面に発生
した陰極点も消失し、安定なグロー放電状態とな
る。熱陰極１および陰極構造体２と陽極８間の放
電は、放電用電源１１の出力電力および出力電流
により制御され、熱陰極１を安定に加熱し、アー
ク放電に移行することができる。さらに、金属上
記蒸気の発生によるイオン源内の汚染を抑えるこ
とができる。
源内の圧力が例えば0.5Torr程度になるように例
えばアルゴンガスをガス導入口１０から導入し、
陰極電位部１２を負、陽極８を正として500V前
後の電圧を放電用電源１１により印加する。中間
電極５にもフローテイング抵抗１３を通じて正の
電圧が印加されるので、中間電極５と熱陰極１あ
るいは陰極構造体２の間に火花放電が発生し、グ
ロー放電へと移行する。この時、熱陰極１あるい
は陰極構造体２の表面に陰極点が発生すると、陰
極電位部１２と中間電極電位部１４は短絡状態と
なり、放電用電源１１のほぼ全電圧が抵抗１３の
両端に発生し、中間電極電位部１４と陽極８の間
に約500Vの電圧が印加されたことになる。従来
のイオン源では中間電極電位部１４と陽極８間に
火花放電が発生して中間電極電位部１４の表面に
も陰極点が形成されて放電を不安定にしていた。
この実施例のイオン源では、中間電極電位部１４
と陽極８の間隔がノズル先端部を被うノズルカバ
ー１０の部分を除いて３mm以下であり、真空度と
電極間距離の積の値はほぼ0.15Torrcm以下とな
り、火花放電を起こすには約1000V以上の電圧が
必要とされるので、中間電極電位部１４と陽極８
の間では火花放電が発生しない。中間電極５のノ
ズル先端部は磁極であり、陽極８との距離も含め
てイオン源の重要なパラメータとなつている。こ
のため、この部分については磁極形状などを従来
のものと変更することなく、ノズル先端部を高融
点金属材料によるノズルカバー２０で被つている
ので、火花放電が発生しても放電は持続しにく
い。中間電極電位部１４と陽極８の間で異常放電
が発生しなければ、中間電極５と陰極電位部１２
の間の放電は抵抗１３により電流が制限されるの
で、熱陰極１あるいは陰極構造体２の表面に発生
した陰極点も消失し、安定なグロー放電状態とな
る。熱陰極１および陰極構造体２と陽極８間の放
電は、放電用電源１１の出力電力および出力電流
により制御され、熱陰極１を安定に加熱し、アー
ク放電に移行することができる。さらに、金属上
記蒸気の発生によるイオン源内の汚染を抑えるこ
とができる。
なお、上記実施例では、中間電極電位部１４と
陽極８の間隔を３mm以下にした場合について示し
たが、この改善により、中間電極５と陽極８間を
絶縁するために設けられた絶縁物１６の露出部の
長さが短かくなり、絶縁長さが短かくなる。絶縁
長さが短かくなると金属蒸気等が付着したりし
て、絶縁表面が劣化する。そこで、他の実施例と
して第２図に示すように中間電極電位部１４と陽
極８の間隔は保つたまま、電極表面に凹凸部を設
けてもよい。また、第３図に示すように絶縁物形
状を変えた構造であつてもよい。上記どちらの場
合にも、金属蒸気が絶縁物１６に付着しにくく、
絶縁表面の劣化を防止できる。
陽極８の間隔を３mm以下にした場合について示し
たが、この改善により、中間電極５と陽極８間を
絶縁するために設けられた絶縁物１６の露出部の
長さが短かくなり、絶縁長さが短かくなる。絶縁
長さが短かくなると金属蒸気等が付着したりし
て、絶縁表面が劣化する。そこで、他の実施例と
して第２図に示すように中間電極電位部１４と陽
極８の間隔は保つたまま、電極表面に凹凸部を設
けてもよい。また、第３図に示すように絶縁物形
状を変えた構造であつてもよい。上記どちらの場
合にも、金属蒸気が絶縁物１６に付着しにくく、
絶縁表面の劣化を防止できる。
次に第４図に示すこの発明の他の実施例につい
て説明する。第４図の実施例において、中間電極
電位部１４と陽極８の構造は第１図に示した実施
例と同様である。第１図と異なる点は陰極構造体
取り付け部３を高融点金属材料で形成し、絶縁物
１５を耐熱性絶縁物（たとえばアルミナ等のセラ
ミツクス等）で形成し、陰極構造体取り付け部３
及びフランジ４と中間電極５とをほぼ完全にシー
ルドできる構造とした点である。
て説明する。第４図の実施例において、中間電極
電位部１４と陽極８の構造は第１図に示した実施
例と同様である。第１図と異なる点は陰極構造体
取り付け部３を高融点金属材料で形成し、絶縁物
１５を耐熱性絶縁物（たとえばアルミナ等のセラ
ミツクス等）で形成し、陰極構造体取り付け部３
及びフランジ４と中間電極５とをほぼ完全にシー
ルドできる構造とした点である。
第１図で説明した熱陰極１あるいは陰極構造体
２と中間電極５の間の火花放電は、陰極電位部１
２の表面状態あるいは各電極からの放出ガス等に
よつて、陰極構造体の取り付け部３あるいはフラ
ンジ４と中間電極５の間で発生し、陰極構造体取
り付け部３あるいはフランジ４と中間電極５の間
で発生し、陰極構造体取り付け部３あるいはフラ
ンジ４の中間電極５と対向した面に陰極点を形成
する。従来のイオン源では陰極構造体取り付け部
３およびフランジ４はたとえばステンレススチー
ル等で構成されているので陰極点が形成された場
合、大量の金属蒸気およびガスを放出し、イオン
源内の圧力が上昇する。このため、中間電極電位
部１４と陽極８の間隔を前述したように３mm以下
にした状態であつても、中間電極電位部１４と陽
極８の間に火花放電が発生し、ともに進展して二
重のアーク放電となる。第４図に示すイオン源で
は陰極構造体取り付け部３を高融点金属材料と
し、陰極構造体取り付け部３およびフランジ４と
中間電極５との対向する部分のすべてを耐熱性絶
縁物１５でシールドしたことにより、金属蒸気お
よびガスの放出が抑制され、二重のアーク放電は
発生しない。たとえ絶縁物１５と陰極構造体２の
すきまを通して火花放電が発生した場合でも、イ
オン源内の圧力上昇は少なく、中間電極電位部１
４と陽極８の間で火花放電は発生せず、抵抗１３
により電流が制限されるための放電が消失する
か、あるいは正常な放電に移行する。
２と中間電極５の間の火花放電は、陰極電位部１
２の表面状態あるいは各電極からの放出ガス等に
よつて、陰極構造体の取り付け部３あるいはフラ
ンジ４と中間電極５の間で発生し、陰極構造体取
り付け部３あるいはフランジ４と中間電極５の間
で発生し、陰極構造体取り付け部３あるいはフラ
ンジ４の中間電極５と対向した面に陰極点を形成
する。従来のイオン源では陰極構造体取り付け部
３およびフランジ４はたとえばステンレススチー
ル等で構成されているので陰極点が形成された場
合、大量の金属蒸気およびガスを放出し、イオン
源内の圧力が上昇する。このため、中間電極電位
部１４と陽極８の間隔を前述したように３mm以下
にした状態であつても、中間電極電位部１４と陽
極８の間に火花放電が発生し、ともに進展して二
重のアーク放電となる。第４図に示すイオン源で
は陰極構造体取り付け部３を高融点金属材料と
し、陰極構造体取り付け部３およびフランジ４と
中間電極５との対向する部分のすべてを耐熱性絶
縁物１５でシールドしたことにより、金属蒸気お
よびガスの放出が抑制され、二重のアーク放電は
発生しない。たとえ絶縁物１５と陰極構造体２の
すきまを通して火花放電が発生した場合でも、イ
オン源内の圧力上昇は少なく、中間電極電位部１
４と陽極８の間で火花放電は発生せず、抵抗１３
により電流が制限されるための放電が消失する
か、あるいは正常な放電に移行する。
さらにまた、上記実施例においては、デユオプ
ラズマトロンの場合について述べたが、中間電極
５が非磁性材料であり、ソースマグネツトコイル
のないモノプラズマトロンの場合であつてもよ
く、第５図に示すようなデユオプラズマトロンを
変形したデユオピガトロンの場合であつても同様
の効果を奏する。
ラズマトロンの場合について述べたが、中間電極
５が非磁性材料であり、ソースマグネツトコイル
のないモノプラズマトロンの場合であつてもよ
く、第５図に示すようなデユオプラズマトロンを
変形したデユオピガトロンの場合であつても同様
の効果を奏する。
以上のように、この発明によれば、陰極構造体
により保持される熱陰極、ノズル部を有する中間
電極、及び陽極を備え、熱陰極と上記中間電極間
の火花放電により絶縁破壊してグロー放電を引き
起こし、このグロー放電によつて熱陰極を加熱し
て熱陰極と陽極間にアーク放電による放電プラズ
マを発生させるイオン源において、中間電極のノ
ズル先端部を高融点金属材料で被うと共に、ノズ
ル先端部を除く中間電極と、この中間電極に対向
する陽極との間隔を、パツシエンの法則における
最小火花電圧を与える真空度と電極間距離の積の
値の条件を満足する電極間距離よりも小さくした
ことにより、イオン源内の異常な放電を抑制で
き、熱陰極の加熱を安定にして、容易にアーク放
電に移行させることができ、不安定な放電による
陰極劣化も抑制でき、また金属蒸気による絶縁の
劣化も抑制できる効果がある。
により保持される熱陰極、ノズル部を有する中間
電極、及び陽極を備え、熱陰極と上記中間電極間
の火花放電により絶縁破壊してグロー放電を引き
起こし、このグロー放電によつて熱陰極を加熱し
て熱陰極と陽極間にアーク放電による放電プラズ
マを発生させるイオン源において、中間電極のノ
ズル先端部を高融点金属材料で被うと共に、ノズ
ル先端部を除く中間電極と、この中間電極に対向
する陽極との間隔を、パツシエンの法則における
最小火花電圧を与える真空度と電極間距離の積の
値の条件を満足する電極間距離よりも小さくした
ことにより、イオン源内の異常な放電を抑制で
き、熱陰極の加熱を安定にして、容易にアーク放
電に移行させることができ、不安定な放電による
陰極劣化も抑制でき、また金属蒸気による絶縁の
劣化も抑制できる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるイオン源を
示す断面図、第２図および第３図はそれぞれこの
発明の他の実施例によるイオン源の要部を示す断
面図、第４図はこの発明のさらに他の実施例を示
す断面図、第５図はこの発明のさらに他の実施例
として、デユオプラズマトロンを変形したデユオ
ピガトロンであるイオン源を示す断面図、第６図
は従来の一例であるデユオプラズマトロンイオン
源を示す断面図である。 図において、１は熱陰極、２は陰極構造体、３
は陰極構造体の取り付け部、５は中間電極、８は
陽極、１５は絶縁物、２０は中間電極先端部であ
る。なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分
を示す。
示す断面図、第２図および第３図はそれぞれこの
発明の他の実施例によるイオン源の要部を示す断
面図、第４図はこの発明のさらに他の実施例を示
す断面図、第５図はこの発明のさらに他の実施例
として、デユオプラズマトロンを変形したデユオ
ピガトロンであるイオン源を示す断面図、第６図
は従来の一例であるデユオプラズマトロンイオン
源を示す断面図である。 図において、１は熱陰極、２は陰極構造体、３
は陰極構造体の取り付け部、５は中間電極、８は
陽極、１５は絶縁物、２０は中間電極先端部であ
る。なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分
を示す。
Claims (1)
- １ 陰極構造体により保持される熱陰極、ノズル
部を有する中間電極、及び陽極を備え、上記熱陰
極と上記中間電極間の火花放電により絶縁破壊し
てグロー放電を引き起こし、このグロー放電によ
つて上記熱陰極を加熱して上記熱陰極と上記陽極
間にアーク放電による放電プラズマを発生させる
イオン源において、上記中間電極のノズル先端部
を高融点金属材料で被うと共に、上記ノズル先端
部を除く中間電極と、この中間電極に対向する陽
極との間隔を、パツシエンの法則における最小火
花電圧を与える真空度と電極間距離の積の値の条
件を満足する電極間距離よりも小さくしたことを
特徴とするイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63137508A JPH01307145A (ja) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63137508A JPH01307145A (ja) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01307145A JPH01307145A (ja) | 1989-12-12 |
| JPH0559538B2 true JPH0559538B2 (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=15200308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63137508A Granted JPH01307145A (ja) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01307145A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109655725A (zh) * | 2019-01-04 | 2019-04-19 | 合肥聚能电物理高技术开发有限公司 | 快速检测固体绝缘层在低气压下帕邢性能的装置及方法 |
-
1988
- 1988-06-06 JP JP63137508A patent/JPH01307145A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01307145A (ja) | 1989-12-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |