JPS58102440A - ホロ−カソ−ド放電装置 - Google Patents

ホロ−カソ−ド放電装置

Info

Publication number
JPS58102440A
JPS58102440A JP56201100A JP20110081A JPS58102440A JP S58102440 A JPS58102440 A JP S58102440A JP 56201100 A JP56201100 A JP 56201100A JP 20110081 A JP20110081 A JP 20110081A JP S58102440 A JPS58102440 A JP S58102440A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hollow cathode
electrode
cathode
discharge
starting
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.)
Granted
Application number
JP56201100A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5853460B2 (ja
Inventor
Setsuo Suzuki
森宮脩
Osamu Morimiya
鈴木節雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP56201100A priority Critical patent/JPS5853460B2/ja
Publication of JPS58102440A publication Critical patent/JPS58102440A/ja
Publication of JPS5853460B2 publication Critical patent/JPS5853460B2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J27/00—Ion beam tubes
    • H01J27/02—Ion sources; Ion guns
    • H01J27/022—Details

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)
  • Solid Thermionic Cathode (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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、放電起動の容易化を図れるようにしたホロー
カソード放電装置に関する。
発明の技術的背景 周知のように1ホローカソード放電値置は、放電室内に
配置された中空陰極(ホローカソード)と陽極との間で
アーク放電を生じさせてデラズ!を生成させるもので、
イオン源中プラズマ発生装置として広く利用されている
。
このようなホローカソード電電装置は、通常、第1図に
示すように構成されている。すなわち、図示しない放電
室内に熱電子の放出し品い材料で形成された円筒状の中
空陰極Jを設けるとともにこの中空陰極1と同軸的に1
かつ上記中空陰極IK離間対向させて陽極1を設けてい
る。
上記中空陰極lの外側には、ソレノイド状の加熱ヒータ
1が中空陰極1とは非接触に設値されており、この加熱
ヒータ10入力端はリード線4を介して加熱用電源IK
接続されている。さらに1上記加熱ヒータ1の外側には
熱シールド筒Cが設電されておシ、この熱V−ルド筒C
は、上記中空陰極1の前記陽極2儒端部に固着された絶
縁りンダ1t−介して上記中空陰極1に支持されている
。tた上記絶縁リンダrの陽極1側端面には、上記熱シ
ールド筒Cの一部を介して中央部に小径の孔1を有する
円板状の起動電極−が固定されている。まえ、上記中空
陰極1内には上記起動電極#に対向する関係に内部電極
11が装置されている。この内部電極11は上記中空陰
極1と電気的Kll続されている。そして、上記中空陰
極10反陽極儒に嵌合した導電筒体12と前記起動電極
#に電気萄に接続された熱シールド筒6との間に放電制
限抵抗IJおよびスイッチ14t−介して起動電源11
が接続されている。さらに、上記内部電極11と前記陽
極2との間には電流制限抵抗IIIおよびスイ、チJF
f介してアーク電源J#が接続されている。なお、図中
1gはガス供給ノ譬イデを示している。
仁のような構成のホローカソード放電装置にありて、起
動時には、まず加熱ヒータJ【付勢して中空陰極iYt
加熱し、この中空陰極1がら熱電子を放出させる。中空
陰極JIi−十分に加熱した時点で、上記中空陰極1内
に放電に必要な作動ガスをガス供給・量イブ1りを通し
て供給すると同時に1スイ、チ14を投入して起動電極
−と内部電極11との間に起動電圧【印加し、両極間で
グロー放電t@ζさせる。このグロー放電によりて上記
中空陰極1内に上記中空陰極1と陽極1との間のアーク
放電起動に必要な量のシラ)e−wが発生した時点で、
スイッチ1r會投入して上記中空陰極1と陽極2との間
にアーク起動電圧上印加し、これKよってアーク放電へ
と移行させるようにしている。なお、一旦アータ放電が
開始するとスイッチ14を開放し、起動電圧上除去して
も上記アーク放電が持続する。
第2図も従来のホローカソード放電装置を示す断面図で
あり、第1図と同一部分は同一符号で示しである。この
ホローカッ−P放電装置では、内部電極11の起動電極
#に対向する儒に熱電子の放出し易い、すなわち仕事函
数の小さい電極部材20を固着することKよりてグロー
放電の容易化を図るようKしている。
背景技術の問題点 しかしながら、これ勢O放電装置にあっては次のような
問題がありた。す表わち、従来装置にありては、起動の
きっかけt作夛出すために中空陰極1から熱電子を放出
させる方式を採用しておシ、この九めに上記中空陰極1
の外1iilKルノイド状の加熱ヒータ1を設置するよ
うにしている。このような構成であると、上記加熱し−
タSへの通電時にこの加熱し−タ1が熱変形を起こして
中空陰極1あるいは外側の熱シールド簡−に接触し易く
、故障し易い問題があうえ、を圧接触防止の九めに加熱
ヒータ1と中空陰極1および熱シールド筒Cとの間隔を
十分に取るようにすると、装置が大型化するの會免れ得
ない問題がありた。さらに1構造が複雑な友め、保守点
検も困難であり九。
を九、仁のようなホローカノード放電装置tイオン発生
源として使用する場合には、イオン発生時のガス効率向
上を図る九めに1できるだけ作動ガスを低流量で供給す
る必要があシ、このためKtj中空陰極1内が十分低ガ
ス圧力状態下であってもアーク放電に移行できることが
望まれるが、従来の放電装置では低ガス圧下での起動が
困難であった。
発明の目的 本発明は、このような事情に鑑みてなされ九もので、そ
の目的とするところは、小型軽量で、故障が少く、シか
も低ガス圧下であっても放電起動全容易に行なえ、その
う、え電力消費が少くイオン、グッズマ発生効率の向上
化に寄与で自るホローカソード放電装置を提供するとと
にある。
発明の概要 本発明は、起動の1!iりかけをっ(る熱電子を中空陰
極とは絶縁して設けられ喪内部電極から放出させるよう
にするととkよって、熱電子を放出させるための加熱し
一タの小型化、簡素化を図り、さらに1アーク放電に到
るtでに内部電極と起動電極との間および起動電極と中
空陰極との間の2段階の放電を経てアーク放電に移行さ
せるようにした仁とt%黴とする。
発明の実施例 本発明の実施PIltwJ面を参照しながら説明する・ jlIs図は本発明に係るホローカソード放電装置の概
略構成を示す断msであル、第111と同一部分は同一
符号で示してあゐ・し九がって重複する部分の説明は省
略する。
この実施例では、中空陰極1の壁部に作動ガス流入用の
流入口11Yt@方向KII数個設け、中空陰極1と熱
シールド筒Cとの間の空間をガス導入路21として用い
ている。tた中空陰極1内でかつ反陽極側の位置に円板
状の内部電極11を起動電極#に対向させて配置し、こ
の内部電極11t−超高温耐熱性の絶縁材である1N(
がロンナイトライド)で形成された支持体z1を介して
上記中空陰極1の内面に固定している・内部電極11は
仕事関数の小さい電極材料にて形成されており、中空陰
極1とはスイ。
チ14を介して電気的に接続されている。さらに、上記
内部電極110反陽極側端面の近傍に上記内部電極11
を加熱するヒータzttt−配置し、とのヒータ15t
−上記中空陰極1内に固定された円板状の耐熱性支持板
2−にて支持させている。したがって、本発明装置では
、従来装置に見られる中空陰極加熱用のヒータは存在し
ていない。
このように構成されたホローカソード放電装置の放電起
動を行なうkは次のようKする。まず加熱電flliK
よりヒータIIK電流を流し内部電極JJI熱電子放出
可能な状1!1tで十分加熱する。そして図示しない作
動ガス供給源よ〕ガス導入路xst−通して作動ガスを
中空陰極1内へと導入する。同時にスイッチ14t−投
入し、熱シールド筒−に電気的に接続された起動電極t
と内部電極11との間に起動電源IJの出力電圧を印加
する。なお仁の時、スイッチ14會開放して中空陰極1
と内部電極11とを電気的に絶縁させておく、シかして
、上記のようにスイッチ14を投入すると、起動電極−
と内部電極IJとの二つの平板電極間にグロー放電が発
生し、この結果、中空陰極1内にプラズマが生成される
。上記プラズマが十分生成された後、スイッチ24′f
r閉じて内部電極11と中空陰極1とt等電位とする。
中空陰極1内には十分なプラズマが存在するので、中空
陰極1と起動電極−との間に容易にグロー放電が発生す
る。このグロー放電によ)中空陰極1の内壁は十分加熱
され、中空陰極1と陽極2との間のアーク放電に必要な
初期熱電子とデラズiが中空陰極1内に供給される。次
に、スイッチ1rt−投入し、中空陰極1と陽極2との
間にアーク電源11の出力電圧、つt)、7−タ電圧を
印加する。仁の結果、中空陰極lと陽極2との間にアー
ク放電、すなわちホローカソード放電が起動する。
なお、起動後はスイッチ14t−開放して起動電圧全除
去してもアーク放電は持続する。
このように、起動のきっかけをつくる熱電子発生源とし
て内部電極を用いるようKしている。
したがって、従来装置とは違って中空陰&1【加熱する
大型の加熱ヒータ會必要としないので、中空陰極加熱用
のヒータSを設けたときに起)易い中空陰極1および熱
シールド簡Cへの接触による故障の懸念が解消され、し
かも、装置の小型軽量化を図る仁とができる。を九本発
明によると、ヒータ15は内部電極11のみ加熱すれば
十分であるので、従来の中空陰極加熱用と一タ會設は九
ものに比較してヒータによる電力消費を少くでき、装置
の効率的な運転が可能である。
それに加え、最終のアーク放電に到るまでに内部電極1
1と起動電極tとの間および中空陰極1と起動電極−と
の間の2段階の放電を経るので、放電起動を低い作動ガ
ス圧力で、容易にしかも確実に行うことが可能である・
したがって、十分高いガス効率を得ることができイオン
、グッズマ発生効率の高い装置を得る仁とができる。
また、実施例のように内部電極11t−仕事函数の小さ
い電極部材で形成することKよって、初期ダロー放電管
さらに容易に行表わせることができる。なお、内部電極
としては、必ずしも円板状に限定されるものではない・ 発明の詳細 な説明したように1本発明によれば、放電起動のきっか
けをつくる熱電子を内部電極から放出させるようKして
いるので、熱電子管放出させるための加熱し一夕の小型
化、簡素化、装置としての信頼性向上化を図ることがで
き、しかも、アーク放電に到るまでに内部電極と起動電
極との間および起動電極と中空陰極との間の2段階の放
電isてアーク放電に移行させることが°できるので低
ガス圧下における放電起動の容易化を図ることができ、
イオン、プラノ10発生効率を向上させることができる
。
【図面の簡単な説明】
第1および第2図はそれぞれ従来のホローカソード放電
装置の概略構成を示す断面図、第3図は本発明の一実施
例に係るホローカソード放電装置の概略構成管示す断面
図である。 1・・・中空陰極(ホローカソード)、1・・・陽極、
1・・・加熱ヒータ、6・−熱シールド筒、夕・−・起
動電極、11−・内部電極、zl・・・流入口、IJ・
・・支持体、25・・・ヒータ、2d・・・耐熱性支持
板。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 放電室内に中空陰極と陽極とを離間対向配置するととも
    に上記中空陰極内を通して上記陽極側へ向けて作動ガス
    を通流させている状態で上記中空陰極と上記陽極とO関
    にアーク放電管性なわせるようKし九ホ四−カノード放
    電装置において、前記中空陰極の前記陽1儒に位置する
    開口部に上記中空陰極とは絶縁されて設けられえガス流
    量制限機能を有する起動電極と、前記中空陰極内に上記
    中空陰極とは絶縁されかつ前記起動電極に対向して設置
    られた内部電極と、この内部電極を加熱するヒータとを
    備え、放電起動時に、前記と一タを付勢して前記内部電
    極を加熱している条件下で上記内部電極と前記起動電極
    との間でグロー放電を行なわせた後、前記中空陰極と前
    記起動電極との間でグロー放電を行なわせ、続いて上記
    中空陰極と前記陽極との関でアーク放電を行なわせるよ
    うにしてなることを特徴とするホローカソード放電装置
    。
JP56201100A 1981-12-14 1981-12-14 ホロ−カソ−ド放電装置 Expired JPS5853460B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56201100A JPS5853460B2 (ja) 1981-12-14 1981-12-14 ホロ−カソ−ド放電装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56201100A JPS5853460B2 (ja) 1981-12-14 1981-12-14 ホロ−カソ−ド放電装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58102440A true JPS58102440A (ja) 1983-06-18
JPS5853460B2 JPS5853460B2 (ja) 1983-11-29

Family

ID=16435391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56201100A Expired JPS5853460B2 (ja) 1981-12-14 1981-12-14 ホロ−カソ−ド放電装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5853460B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2640807A1 (fr) * 1988-12-21 1990-06-22 Beljuk Sergei Cathode creuse pour source electronique et ionique a plasma
GB2387963A (en) * 2001-12-31 2003-10-29 Applied Materials Inc Ion sources
WO2003075305A3 (en) * 2002-03-06 2003-11-27 Applied Materials Inc Indirectly heated button cathode for an ion source
US6878946B2 (en) 2002-09-30 2005-04-12 Applied Materials, Inc. Indirectly heated button cathode for an ion source
GB2409928A (en) * 2004-01-09 2005-07-13 Applied Materials Inc Improvements relating to ion implantation and instabilities
JP2015045038A (ja) * 2013-08-27 2015-03-12 株式会社不二越 圧力勾配型プラズマガン

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2640807A1 (fr) * 1988-12-21 1990-06-22 Beljuk Sergei Cathode creuse pour source electronique et ionique a plasma
GB2387963A (en) * 2001-12-31 2003-10-29 Applied Materials Inc Ion sources
GB2387963B (en) * 2001-12-31 2004-09-29 Applied Materials Inc Ion sources
US7586101B2 (en) 2001-12-31 2009-09-08 Applied Materials, Inc. Ion sources for ion implantation apparatus
WO2003075305A3 (en) * 2002-03-06 2003-11-27 Applied Materials Inc Indirectly heated button cathode for an ion source
US6878946B2 (en) 2002-09-30 2005-04-12 Applied Materials, Inc. Indirectly heated button cathode for an ion source
GB2409928A (en) * 2004-01-09 2005-07-13 Applied Materials Inc Improvements relating to ion implantation and instabilities
GB2409928B (en) * 2004-01-09 2007-03-21 Applied Materials Inc Improvements relating to ion implantation
GB2432039A (en) * 2004-01-09 2007-05-09 Applied Materials Inc Improvements relating to ion implantation and instabilities
GB2432039B (en) * 2004-01-09 2009-03-11 Applied Materials Inc Improvements relating to ion implantation
JP2015045038A (ja) * 2013-08-27 2015-03-12 株式会社不二越 圧力勾配型プラズマガン

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5853460B2 (ja) 1983-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4339691A (en) Discharge apparatus having hollow cathode
JP2010192454A (ja) 間接的に加熱されるカソードイオン源に使用されるカソード組立体
US6541915B2 (en) High pressure arc lamp assisted start up device and method
JP2000054951A (ja) 静電動力装置
JP4206598B2 (ja) 質量分析装置
GB2064856A (en) Discharge apparatus having hollow cathode
US4475063A (en) Hollow cathode apparatus
US4691109A (en) Apparatus and method for producing ions
EP0095311B1 (en) Ion source apparatus
US4728862A (en) A method for achieving ignition of a low voltage gas discharge device
US4220545A (en) Ionization chamber for chemical ionization
JPS5853460B2 (ja) ホロ−カソ−ド放電装置
CN114334603B (zh) 辉光放电电子轰击电离源质谱系统
US4697085A (en) Apparatus and method for producing ions
JPH1125872A (ja) イオン発生装置
JP3140636B2 (ja) プラズマ発生装置
RU2045102C1 (ru) Плазменный эмиттер ионов
US1751888A (en) Sound-emitting device
JP2000090844A (ja) イオン源
CN110072324A (zh) 一种无阴极等离子发生器
JP4114770B2 (ja) 酸素イオン発生用真空処理装置
RU2841757C2 (ru) Ионный двигатель
JP3143016B2 (ja) プラズマ発生装置
JP2586836B2 (ja) イオン源装置
JP2949102B1 (ja) ビーム発生装置