JPH0567445A - 広範囲加速電圧イオン源用加速装置 - Google Patents
広範囲加速電圧イオン源用加速装置Info
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- JPH0567445A JPH0567445A JP3227325A JP22732591A JPH0567445A JP H0567445 A JPH0567445 A JP H0567445A JP 3227325 A JP3227325 A JP 3227325A JP 22732591 A JP22732591 A JP 22732591A JP H0567445 A JPH0567445 A JP H0567445A
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- accelerating
- electrodes
- tube
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Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 広範囲の加速電圧に対して、所望のビーム収
束拡がり特性を得る。 【構成】 静電型加速管２２に複数の加速電極２６を設
け、加速電極２６間を電位分布制御装置２７で接続す
る。
束拡がり特性を得る。 【構成】 静電型加速管２２に複数の加速電極２６を設
け、加速電極２６間を電位分布制御装置２７で接続す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は広範囲加速電圧イオン源
用加速装置に関し、例えばイオンアシスト蒸着によるＣ
ＢＮ成膜などに用いて有用なものである。
用加速装置に関し、例えばイオンアシスト蒸着によるＣ
ＢＮ成膜などに用いて有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、イオン源としては、高電圧（〜１
００kV）から低電圧（〜１kV）まで自由に対応できるも
のはない。そこで加速装置を設けて、所望の電圧に対応
するようにしている。図３、図４を参照して従来の静電
型加速装置を説明する。
００kV）から低電圧（〜１kV）まで自由に対応できるも
のはない。そこで加速装置を設けて、所望の電圧に対応
するようにしている。図３、図４を参照して従来の静電
型加速装置を説明する。
【０００３】図３、図４において、加速管１には絶縁物
２を挾んで複数の加速用電極３を多段に配置し、各電極
３間を固定抵抗４で結び、加速電源５により電極間に電
位分布を与えている。電極３の中央部の孔３Ａはイオン
ビーム通過用である。
２を挾んで複数の加速用電極３を多段に配置し、各電極
３間を固定抵抗４で結び、加速電源５により電極間に電
位分布を与えている。電極３の中央部の孔３Ａはイオン
ビーム通過用である。
【０００４】図５は加速装置を用いたイオン注入装置の
例を示し、高圧絶縁碍子６で支持した真空チャンバ７内
にイオン源８、集束レンズ系９及び質量分離器１１を順
に配置してあり、更に真空チャンバ７のイオンビーム出
口に加速管１を連結し、加速管１のイオンビーム出口に
イオン打ち込み室１２を連結してある。図５中、１０は
ベースである。１３は発電機であり、イオン源８、質量
分離器１１及び加速管１の電源に用いられる。１４は発
電機駆動用モータであり、絶縁シャフト１５により発電
機１３と接続してある。１６は排気装置である。
例を示し、高圧絶縁碍子６で支持した真空チャンバ７内
にイオン源８、集束レンズ系９及び質量分離器１１を順
に配置してあり、更に真空チャンバ７のイオンビーム出
口に加速管１を連結し、加速管１のイオンビーム出口に
イオン打ち込み室１２を連結してある。図５中、１０は
ベースである。１３は発電機であり、イオン源８、質量
分離器１１及び加速管１の電源に用いられる。１４は発
電機駆動用モータであり、絶縁シャフト１５により発電
機１３と接続してある。１６は排気装置である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の加速装置では電
極３間を固定抵抗４で接続してあるため、広範囲に加速
電圧レベルを変えると、電位分布の形は一定であるた
め、ビームの収束拡がり特性が変化する。このため、ビ
ームの拡がりにより加速管１の電極にイオンや電子が衝
突したり、あるいはターゲットへのイオン電流密度が大
きくとれないといった問題がある。電極とイオンの衝突
防止には加速管１の径を大きくすることが考えられる
が、これでは加速管１が大形化するだけであり、ビーム
の収束拡がり特性の変化を改善することはできない。そ
こで、図６（ｂ）に示すように、必要プロセス条件（加
速電圧）１９毎に、所望の特性２０を有する加速装置を
製作せざるを得なかった。図６（ｂ）は、同図６（ａ）
に示す加速管出口１７とターゲット１８間の距離ｄを一
定にした場合のイオンエネルギー（eV）とターゲット１
８でのイオン電流密度（mA／cm2)との関係を示す。
極３間を固定抵抗４で接続してあるため、広範囲に加速
電圧レベルを変えると、電位分布の形は一定であるた
め、ビームの収束拡がり特性が変化する。このため、ビ
ームの拡がりにより加速管１の電極にイオンや電子が衝
突したり、あるいはターゲットへのイオン電流密度が大
きくとれないといった問題がある。電極とイオンの衝突
防止には加速管１の径を大きくすることが考えられる
が、これでは加速管１が大形化するだけであり、ビーム
の収束拡がり特性の変化を改善することはできない。そ
こで、図６（ｂ）に示すように、必要プロセス条件（加
速電圧）１９毎に、所望の特性２０を有する加速装置を
製作せざるを得なかった。図６（ｂ）は、同図６（ａ）
に示す加速管出口１７とターゲット１８間の距離ｄを一
定にした場合のイオンエネルギー（eV）とターゲット１
８でのイオン電流密度（mA／cm2)との関係を示す。
【０００６】本発明は上記従来技術の問題点を解消した
広範囲加速電圧に対応できるイオン源用加速装置を提供
することを目的とする。
広範囲加速電圧に対応できるイオン源用加速装置を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の構成は、静電型
加速管に複数の加速電極を設け、加速電極間を電位分布
制御装置で接続したことを特徴とするものである。
加速管に複数の加速電極を設け、加速電極間を電位分布
制御装置で接続したことを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】加速電圧のレベルに応じて、手動によりまたは
自動的に電位分布制御装置を働かせて加速電極間の電位
分布を所望のビーム収束拡がり特性となるように変更す
る。これにより、広範囲の加速電圧に対し、ターゲット
で電流集中する。従って、ターゲット以外への電流拡が
りを防止でき、ターゲットでの電流密度が向上し、また
ビームと加速電極の衝突を防止できる。
自動的に電位分布制御装置を働かせて加速電極間の電位
分布を所望のビーム収束拡がり特性となるように変更す
る。これにより、広範囲の加速電圧に対し、ターゲット
で電流集中する。従って、ターゲット以外への電流拡が
りを防止でき、ターゲットでの電流密度が向上し、また
ビームと加速電極の衝突を防止できる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１、図２に基づい
て説明する。図１において、真空チャンバ２１の途中に
多段式加速管２２が接続され、加速管２２の両側にそれ
ぞれイオン源２３及びターゲット（基材）２４が配置さ
れている。加速管２２には絶縁物２５を挾んで導体板で
作られた加速電極２６を多段に配置してある。そして各
加速電極２６間を電位分布制御装置２７で結んである。
加速用電源２８は可変電源であり、１kV〜１００kVの広
範囲で加速電圧を両端の加速電極間に印加する。２９は
イオン源用電源、３０はイオンビームである。
て説明する。図１において、真空チャンバ２１の途中に
多段式加速管２２が接続され、加速管２２の両側にそれ
ぞれイオン源２３及びターゲット（基材）２４が配置さ
れている。加速管２２には絶縁物２５を挾んで導体板で
作られた加速電極２６を多段に配置してある。そして各
加速電極２６間を電位分布制御装置２７で結んである。
加速用電源２８は可変電源であり、１kV〜１００kVの広
範囲で加速電圧を両端の加速電極間に印加する。２９は
イオン源用電源、３０はイオンビームである。
【００１０】動作としては、各電位分布制御装置２７を
用いて、加速電圧のレベルに応じて加速電極２６間の接
続を短絡も含めて変更し、加速管２２内の電位分布を、
所望のビーム収束拡がり特性となるように設定する。こ
の電位分布制御装置２７の動作は加速電圧レベルに応じ
て手動で行っても良く、また自動でも良い。自動の場合
は各加速電圧レベル毎に、各電位分布制御装置２７の動
作パターンを予め設定しておけば良い。
用いて、加速電圧のレベルに応じて加速電極２６間の接
続を短絡も含めて変更し、加速管２２内の電位分布を、
所望のビーム収束拡がり特性となるように設定する。こ
の電位分布制御装置２７の動作は加速電圧レベルに応じ
て手動で行っても良く、また自動でも良い。自動の場合
は各加速電圧レベル毎に、各電位分布制御装置２７の動
作パターンを予め設定しておけば良い。
【００１１】図１に示した加速装置を用いると、図６
（ｂ）の特性３２に示すように、各種の必要プロセス条
件１９に対し、十分なターゲットイオン電流密度が得ら
れる。
（ｂ）の特性３２に示すように、各種の必要プロセス条
件１９に対し、十分なターゲットイオン電流密度が得ら
れる。
【００１２】図２は、電位分布制御装置２７の一例を示
し、連続的または段階的に抵抗が変化する可変抵抗３１
を用いて各加速電極２６間を接続している。
し、連続的または段階的に抵抗が変化する可変抵抗３１
を用いて各加速電極２６間を接続している。
【００１３】
【発明の効果】本発明の加速装置によれば、加速電圧の
レベルに応じて加速管内の電位分布を変え、ビーム収束
拡がり特性を所望のものに設定できる。これにより、広
範囲の加速電圧に対し、ターゲット以外への電流拡がり
を防止でき、またターゲットでの電流密度が向上し、更
に、ビームと加速電極の衝突を防止できる。また、ビー
ムと加速電極の衝突がなくなるので、加速管のコンパク
ト化が可能である。
レベルに応じて加速管内の電位分布を変え、ビーム収束
拡がり特性を所望のものに設定できる。これにより、広
範囲の加速電圧に対し、ターゲット以外への電流拡がり
を防止でき、またターゲットでの電流密度が向上し、更
に、ビームと加速電極の衝突を防止できる。また、ビー
ムと加速電極の衝突がなくなるので、加速管のコンパク
ト化が可能である。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す図。
【図２】可変抵抗を用いた例を示す図。
【図３】従来例の構成を示す図。
【図４】加速電極の形状例を示す図。
【図５】イオン注入装置の例を示す図。
【図６】本発明の効果を従来のものと対比して示す図。
２１ 真空チャンバ ２２ 加速管 ２３ イオン源 ２４ ターゲット ２５ 絶縁物 ２６ 加速電極 ２７ 電位分布制御装置 ２８ 加速用電源 ２９ イオン源用電源 ３０ イオンビーム ３１ 可変抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花中 勝保 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 (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】 静電型加速管に複数の加速電極を設け、
加速電極間を電位分布制御装置で接続したことを特徴と
する広範囲加速電圧イオン源用加速装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3227325A JPH0567445A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 広範囲加速電圧イオン源用加速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3227325A JPH0567445A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 広範囲加速電圧イオン源用加速装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0567445A true JPH0567445A (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=16859043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3227325A Withdrawn JPH0567445A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 広範囲加速電圧イオン源用加速装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0567445A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8003958B2 (en) | 1996-05-15 | 2011-08-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Apparatus and method for doping |
| CN104582230A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-04-29 | 中国原子能科学研究院 | 一种静电加速器的加速电极 |
| JP2015530719A (ja) * | 2012-09-28 | 2015-10-15 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | 高電圧静電場発生器 |
-
1991
- 1991-09-06 JP JP3227325A patent/JPH0567445A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8003958B2 (en) | 1996-05-15 | 2011-08-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Apparatus and method for doping |
| US8344336B2 (en) | 1996-05-15 | 2013-01-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Apparatus and method for doping |
| JP2015530719A (ja) * | 2012-09-28 | 2015-10-15 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | 高電圧静電場発生器 |
| US9847740B2 (en) | 2012-09-28 | 2017-12-19 | Siemens Aktiengesellschaft | High voltage electrostatic generator |
| CN104582230A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-04-29 | 中国原子能科学研究院 | 一种静电加速器的加速电极 |
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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 |