JPH0567444A - リニアイオン源 - Google Patents
リニアイオン源Info
- Publication number
- JPH0567444A JPH0567444A JP3227324A JP22732491A JPH0567444A JP H0567444 A JPH0567444 A JP H0567444A JP 3227324 A JP3227324 A JP 3227324A JP 22732491 A JP22732491 A JP 22732491A JP H0567444 A JPH0567444 A JP H0567444A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- discharge chamber
- ion source
- microwave
- linear ion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 15
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- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 18
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
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Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マイクロ波放電を利用しＥＣＲ条件でリニア
なイオンビームを作る。 【構成】 導波管１０の除去された側面に横長の引出し
電極１３を接続して放電室１４を形成し、放電室１４内
にインピーダンス低下防止用に絶縁物１５を設け、放電
室１４外に設けた磁石１６によりマイクロ波の電界方向
に対し垂直なリニアな磁場をかけてＥＣＲ条件でプラズ
マを形成し、引出し電極１３から断面線状のリニアなイ
オンビームを出力する。
なイオンビームを作る。 【構成】 導波管１０の除去された側面に横長の引出し
電極１３を接続して放電室１４を形成し、放電室１４内
にインピーダンス低下防止用に絶縁物１５を設け、放電
室１４外に設けた磁石１６によりマイクロ波の電界方向
に対し垂直なリニアな磁場をかけてＥＣＲ条件でプラズ
マを形成し、引出し電極１３から断面線状のリニアなイ
オンビームを出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオン注入装置やイオ
ンアシスト蒸着装置に用いて有用なイオン源に関し、特
に、長尺物に対応できるように、マイクロ波を用いてＥ
ＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）条件下で、イオ
ンビーム進行方向から見て線状、即ちリニアなイオンビ
ームを発生できるための改良に関する。
ンアシスト蒸着装置に用いて有用なイオン源に関し、特
に、長尺物に対応できるように、マイクロ波を用いてＥ
ＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）条件下で、イオ
ンビーム進行方向から見て線状、即ちリニアなイオンビ
ームを発生できるための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のイオン源として、直流型イオン源
とマイクロ波放電型イオン源が知られている。
とマイクロ波放電型イオン源が知られている。
【０００３】直流型イオン源では、カソードより熱電子
を放出し、放電室内でプラズマ維持を行い、ここからイ
オンを引出す構成となっている。
を放出し、放電室内でプラズマ維持を行い、ここからイ
オンを引出す構成となっている。
【０００４】マイクロ波放電型イオン源では図５、図６
に示すように、マイクロ波を伝送する同軸導波管１を円
筒状放電室２に挿入し、導波管１先端にマイクロ波アン
テナ３を形成すると共に放電室２外周に永久磁石４を配
置し、放電室２先端に円板状の引出し電極５を配置する
ことにより、断面形状が円形のイオンビーム６を発生す
るようになっている。図５、図６中で、７はニュートラ
ライザー、８は冷却水管である。
に示すように、マイクロ波を伝送する同軸導波管１を円
筒状放電室２に挿入し、導波管１先端にマイクロ波アン
テナ３を形成すると共に放電室２外周に永久磁石４を配
置し、放電室２先端に円板状の引出し電極５を配置する
ことにより、断面形状が円形のイオンビーム６を発生す
るようになっている。図５、図６中で、７はニュートラ
ライザー、８は冷却水管である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】直流型イオン源にはイ
オンビーム断面が線状のリニアイオン源があるが、原理
上、放電室内を高真空に維持する必要があり、また、イ
オン化率が低い、多価イオンの発生に対応しにくいとい
う問題がある。
オンビーム断面が線状のリニアイオン源があるが、原理
上、放電室内を高真空に維持する必要があり、また、イ
オン化率が低い、多価イオンの発生に対応しにくいとい
う問題がある。
【０００６】一方、マイクロ波放電型イオン源にはリニ
アイオン源はなく、イオンビーム６の断面が円形である
ため、長尺物を対象としてイオンビーム６を照射するの
に適していない。また、口径が大きいという問題があ
る。更に、ＥＣＲ条件では放電室２内のプラズマのイン
ピーダンスが極めて低いので、同軸導波管１のインピー
ダンスとの整合がうまくとれずマイクロ波電力のプラズ
マへの入力効率か悪いため、共鳴磁界より高い非共鳴磁
界とする必要がある。
アイオン源はなく、イオンビーム６の断面が円形である
ため、長尺物を対象としてイオンビーム６を照射するの
に適していない。また、口径が大きいという問題があ
る。更に、ＥＣＲ条件では放電室２内のプラズマのイン
ピーダンスが極めて低いので、同軸導波管１のインピー
ダンスとの整合がうまくとれずマイクロ波電力のプラズ
マへの入力効率か悪いため、共鳴磁界より高い非共鳴磁
界とする必要がある。
【０００７】本発明は上述した従来技術の問題点を解消
した、ＥＣＲ条件で動作でき、且つ断面線状のイオンビ
ームを発生できるリニアイオン源を提供することを目的
とする。
した、ＥＣＲ条件で動作でき、且つ断面線状のイオンビ
ームを発生できるリニアイオン源を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によるリニアイオ
ン源の構成は、側面が除去されたマイクロ波伝送用導波
管と、この導波管の前記除去された側面部分に形成され
た引出し電極と、この引出し電極と導波管で形成される
領域に設置された絶縁物と、前記領域にマイクロ波の電
界方向に対して垂直の磁場をリニアに形成する磁石とを
具備することを特徴とするものである。
ン源の構成は、側面が除去されたマイクロ波伝送用導波
管と、この導波管の前記除去された側面部分に形成され
た引出し電極と、この引出し電極と導波管で形成される
領域に設置された絶縁物と、前記領域にマイクロ波の電
界方向に対して垂直の磁場をリニアに形成する磁石とを
具備することを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】導波管と引出し電極とが形成する領域が放電室
となり、ここにプラズマ生成用ガスを導入し、導波管内
の電界分布を利用してプラズマを発生する。この場合、
導波管内の高電圧部と接地部とは、絶縁物によって、プ
ラズマによるインピーダンス低下を防止される。また、
引出し電極が導波管の接地側導体の一部を形成し、導波
管としての機能を保つ。そして、電界方向に対し垂直な
磁場により、電界方向に進むプラズマ中の電子がサイク
ロトロン運動を行い、低気圧下においても高密度のプラ
ズマが形成される。即ちＥＣＲ条件で動作する。イオン
は、導波管側面の除去した部分の長さに対応した幅で、
引出し電極を通してリニア即ち断面線状になって取出さ
れる。
となり、ここにプラズマ生成用ガスを導入し、導波管内
の電界分布を利用してプラズマを発生する。この場合、
導波管内の高電圧部と接地部とは、絶縁物によって、プ
ラズマによるインピーダンス低下を防止される。また、
引出し電極が導波管の接地側導体の一部を形成し、導波
管としての機能を保つ。そして、電界方向に対し垂直な
磁場により、電界方向に進むプラズマ中の電子がサイク
ロトロン運動を行い、低気圧下においても高密度のプラ
ズマが形成される。即ちＥＣＲ条件で動作する。イオン
は、導波管側面の除去した部分の長さに対応した幅で、
引出し電極を通してリニア即ち断面線状になって取出さ
れる。
【００１０】
【実施例】本発明の第１の実施例を図１、図２を参照し
て説明する。これらの図において、マイクロ波給電用同
軸導波管１０の側面、この場合は外部導体１１の一部を
軸方向に沿って除去し、代りに横長の引出し電極１３を
接続して放電室１４を形成してある。放電室１２のうち
内部導体１２と引出し電極１３との間にインピーダンス
低下防止用に絶縁物１５を設けてある。また放電室１４
の外側にＥＣＲ条件を作るため、長い永久磁石１６を軸
方向に設けてマイクロ波の電界方向に対して垂直な磁場
をリニアに与えるようにしてある。そして、ビーム加速
のため、引出し電極１３の前面に絶縁物１７を介して加
速電極１８を設けてある。１９はイオンビームを示す。
放電室１４の両端は閉じている。
て説明する。これらの図において、マイクロ波給電用同
軸導波管１０の側面、この場合は外部導体１１の一部を
軸方向に沿って除去し、代りに横長の引出し電極１３を
接続して放電室１４を形成してある。放電室１２のうち
内部導体１２と引出し電極１３との間にインピーダンス
低下防止用に絶縁物１５を設けてある。また放電室１４
の外側にＥＣＲ条件を作るため、長い永久磁石１６を軸
方向に設けてマイクロ波の電界方向に対して垂直な磁場
をリニアに与えるようにしてある。そして、ビーム加速
のため、引出し電極１３の前面に絶縁物１７を介して加
速電極１８を設けてある。１９はイオンビームを示す。
放電室１４の両端は閉じている。
【００１１】次に、図３、図４を参照して本発明の第２
の実施例を説明する。この実施例では、マイクロ波給電
用同軸導波管２０をトロフウェイブガイド（trough wav
eguide：かいば桶) と称される方形導波管２１に接続
し、この方形導波管２１の側面を除去し、代りに横長の
引出し電極１３を接続して放電室１４を形成してある。
放電室１２内にインピーダンス低下防止用に断面コ字形
状の絶縁物２２を設けてある。また放電室１４の外側に
ＥＣＲ条件を作るため、長い永久磁石２２を設けてマイ
クロ波の電界方向に対して垂直な磁場をリニアに与える
ようにしている。そして、ビーム加速のため、引出し電
極１３の前面に絶縁物１７を介して加速電極１８を設け
てある。１９はイオンビームを示す。放電室１４の両端
は閉じている。
の実施例を説明する。この実施例では、マイクロ波給電
用同軸導波管２０をトロフウェイブガイド（trough wav
eguide：かいば桶) と称される方形導波管２１に接続
し、この方形導波管２１の側面を除去し、代りに横長の
引出し電極１３を接続して放電室１４を形成してある。
放電室１２内にインピーダンス低下防止用に断面コ字形
状の絶縁物２２を設けてある。また放電室１４の外側に
ＥＣＲ条件を作るため、長い永久磁石２２を設けてマイ
クロ波の電界方向に対して垂直な磁場をリニアに与える
ようにしている。そして、ビーム加速のため、引出し電
極１３の前面に絶縁物１７を介して加速電極１８を設け
てある。１９はイオンビームを示す。放電室１４の両端
は閉じている。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、ＥＣＲ条件でマイクロ
波放電を利用してリニアなイオンビームを作ることがで
きる。また、低真空圧力での放電及びイオン引出しが可
能であり、多価イオンの発生も可能である。更に、導波
管の一部を利用して放電室とするのでコンパクトなイオ
ン源を作ることが可能である。
波放電を利用してリニアなイオンビームを作ることがで
きる。また、低真空圧力での放電及びイオン引出しが可
能であり、多価イオンの発生も可能である。更に、導波
管の一部を利用して放電室とするのでコンパクトなイオ
ン源を作ることが可能である。
【図１】本発明の一実施例の一部破断した斜視図。
【図２】図１の断面図。
【図３】本発明の他の実施例の一部破断した斜視図。
【図４】図３の断面図。
【図５】従来例の斜視図。
【図６】図５の断面図。
【符号の説明】 １０，２０ 同軸導波管 １１ 外部導体 １２ 内部導体 １３ 引出し電極 １４ 放電室 １５ 絶縁物 １６ 永久磁石 １７ 絶縁物 １８ 加速電極 １９ イオンビーム ２１ 方形導波管 ２２ 絶縁物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梶西 邦幸 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 側面が除去されたマイクロ波伝送用導波
管と、この導波管の前記除去された側面部分に形成され
た引出し電極と、この引出し電極と導波管で形成される
領域に設置された絶縁物と、前記領域にマイクロ波の電
界方向に対して垂直の磁場をリニアに形成する磁石とを
具備することを特徴とするリニアイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3227324A JPH0567444A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | リニアイオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3227324A JPH0567444A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | リニアイオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0567444A true JPH0567444A (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=16859028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3227324A Withdrawn JPH0567444A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | リニアイオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0567444A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115665962A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-01-31 | 广东省新兴激光等离子体技术研究院 | 引出带状离子束的离子源 |
-
1991
- 1991-09-06 JP JP3227324A patent/JPH0567444A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115665962A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-01-31 | 广东省新兴激光等离子体技术研究院 | 引出带状离子束的离子源 |
| CN115665962B (zh) * | 2022-12-19 | 2024-01-23 | 广东省新兴激光等离子体技术研究院 | 引出带状离子束的离子源 |
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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: 19981203 |