JPS5840744A - 金属イオン源 - Google Patents
金属イオン源Info
- Publication number
- JPS5840744A JPS5840744A JP56139093A JP13909381A JPS5840744A JP S5840744 A JPS5840744 A JP S5840744A JP 56139093 A JP56139093 A JP 56139093A JP 13909381 A JP13909381 A JP 13909381A JP S5840744 A JPS5840744 A JP S5840744A
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- Japan
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- reservoir
- gallium
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/26—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field effect ion sources, thermionic ion sources
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (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】
本発明は金属イオン源−こ関し、特に長時間安定にイオ
ンビ一ムを発生する仁とができるイオン源蟲【関する。
ンビ一ムを発生する仁とができるイオン源蟲【関する。
第１図は従来の金属イオン源を示しており、１は例えば
タングステン製のフィラメントであり、該フィラメント
ｙの略中心部分轟ζタングステン製のエミッター！がス
ポット溶接されて＾る。酋工電ツター罵の先端は針状晶
ζされ、又フイラメン１のＶ字状とされている部分感ζ
は例えばガリウムＧが保持される。ここでＣは接地電位
の陰極であり、該エミッター冨に正の高電圧を印加すれ
ば、該先 □端部のガリウムは電界蒸発し、ガリウ
ムイオンとなって引出される。ここでガリウムの温度が
ある温度以上１こ保持されてｖｓｔｋいと、安定なイオ
ンビームの発生が困−となる、すなわちガリウムの温度
が低いと、工２ツター鵞の表面を先端部−と向けくこと
になる。このため、フィラメント１からの伝導熱によっ
てガリウムＧ及びエミッター罵を加熱し１安定Ｓζ連続
してガリウムが工電ツタ−の先端部に移送されるよう−
ζしている。
タングステン製のフィラメントであり、該フィラメント
ｙの略中心部分轟ζタングステン製のエミッター！がス
ポット溶接されて＾る。酋工電ツター罵の先端は針状晶
ζされ、又フイラメン１のＶ字状とされている部分感ζ
は例えばガリウムＧが保持される。ここでＣは接地電位
の陰極であり、該エミッター冨に正の高電圧を印加すれ
ば、該先 □端部のガリウムは電界蒸発し、ガリウ
ムイオンとなって引出される。ここでガリウムの温度が
ある温度以上１こ保持されてｖｓｔｋいと、安定なイオ
ンビームの発生が困−となる、すなわちガリウムの温度
が低いと、工２ツター鵞の表面を先端部−と向けくこと
になる。このため、フィラメント１からの伝導熱によっ
てガリウムＧ及びエミッター罵を加熱し１安定Ｓζ連続
してガリウムが工電ツタ−の先端部に移送されるよう−
ζしている。
しかしながら、フィラメントｒの一部がガリウムＧのり
ず−パとして使用されているため、保持するガリウムの
量轟ζ応じフィラメント１全体の実効電気抵抗が変化し
、加熱温度もそれにつれて変化する。従って液体金属の
温度も変化し、工電ツター先端Ｃζ移送されるガリウム
の量が変動する。
ず−パとして使用されているため、保持するガリウムの
量轟ζ応じフィラメント１全体の実効電気抵抗が変化し
、加熱温度もそれにつれて変化する。従って液体金属の
温度も変化し、工電ツター先端Ｃζ移送されるガリウム
の量が変動する。
更−こエミッター鵞−ζはイオンビーム発生中、正の高
電圧が印加されるため、フィラメント−こ保持されてい
る玉状のガリウムは静電力−ζよ秒間中点線で示す如く
エミッター先端側−ζ移動する。その結果エミッター先
端の電界強度が緩和され１そのため該先端部で電界蒸発
し、イオン化されるガリウムの量が減少する。該静電力
６とよって移動した後の玉状のガリウムの形状はその量
によって異り、従って工２ツター先端部の電界強度の緩
和の程度も該ガリウムの量Ｓζ応じて変化する。このよ
うなことから第１図Ｃζ示したイオン源では長時間安定
したイオンビーム童得ることができｆｋｖ％。
電圧が印加されるため、フィラメント−こ保持されてい
る玉状のガリウムは静電力−ζよ秒間中点線で示す如く
エミッター先端側−ζ移動する。その結果エミッター先
端の電界強度が緩和され１そのため該先端部で電界蒸発
し、イオン化されるガリウムの量が減少する。該静電力
６とよって移動した後の玉状のガリウムの形状はその量
によって異り、従って工２ツター先端部の電界強度の緩
和の程度も該ガリウムの量Ｓζ応じて変化する。このよ
うなことから第１図Ｃζ示したイオン源では長時間安定
したイオンビーム童得ることができｆｋｖ％。
本発明は上述した点Ｃζ鑑みてなされたもので、イオン
化すべき金属を貯蔵する底部ξこ細孔を有した容器と、
該細孔を貫通して配置されその一端が該容器に固定され
その他端が針状−こ形成された部材と、該針状先端部ｉ
ζ強電界を形成するための手段と、該容器に申り付けら
れ該容器を支持するためのフィラメントとを備え、該フ
ィラメントに加熱電流を供給するように構成し、長時間
安定にイオンビームを発生することができるイオン源を
提供する。
化すべき金属を貯蔵する底部ξこ細孔を有した容器と、
該細孔を貫通して配置されその一端が該容器に固定され
その他端が針状−こ形成された部材と、該針状先端部ｉ
ζ強電界を形成するための手段と、該容器に申り付けら
れ該容器を支持するためのフィラメントとを備え、該フ
ィラメントに加熱電流を供給するように構成し、長時間
安定にイオンビームを発生することができるイオン源を
提供する。
以下本発明の一実總例を図面１ｃ基づき詳述する。
第２図５こおいて１は底部ｉこ細孔２が設けられたタン
タルある−はタングステン等の金属で形成されたりず−
パであり、該リザーバ１内部５こは液体金属例えばガリ
ウム６が入れられている。該リザーバ底部の細孔２を貫
通してタングステン製の針状部＃４が配置され該針状部
材の一端は該リザーバ側面−ζ例えばスポット溶ＩＩに
よって固着されており、電解研磨により針状にされた他
端は接地電位の陰極５に対向して配置される。該リザー
バ１にはタングステン製のフィラメント６がスポット溶
接されており、該フイラメン）６Ｅは電源７から支持体
９を介して加熱電流が供給される。更に該リザーバ１．
針状部材４には電源８から正の高電圧が印加されて−る
。
タルある−はタングステン等の金属で形成されたりず−
パであり、該リザーバ１内部５こは液体金属例えばガリ
ウム６が入れられている。該リザーバ底部の細孔２を貫
通してタングステン製の針状部＃４が配置され該針状部
材の一端は該リザーバ側面−ζ例えばスポット溶ＩＩに
よって固着されており、電解研磨により針状にされた他
端は接地電位の陰極５に対向して配置される。該リザー
バ１にはタングステン製のフィラメント６がスポット溶
接されており、該フイラメン）６Ｅは電源７から支持体
９を介して加熱電流が供給される。更に該リザーバ１．
針状部材４には電源８から正の高電圧が印加されて−る
。
上述したイオン源Ｓζお−τ針状部材４の先端部には強
電界が印加され、その結果リザーバ内部のガリウムは該
強電界によって底部の細孔２を通り、針状部材４先端部
区こまで引出される。該先端部の集中し、先端部のガリ
ウムは電界蒸発し、更１ｒ−イオン化してガリウムイオ
ンとなって引出される。
電界が印加され、その結果リザーバ内部のガリウムは該
強電界によって底部の細孔２を通り、針状部材４先端部
区こまで引出される。該先端部の集中し、先端部のガリ
ウムは電界蒸発し、更１ｒ−イオン化してガリウムイオ
ンとなって引出される。
このようなイオン源は非常烏ζ輝度が高論がガリウムの
温度がある帽１こ保持されていないと安定なイオンビー
ムの発生が困難となる。すなわち、ガリウムの温度が低
いと、針状部＃４の表面を先端部に向けて移送される通
路の移送抵抗が高くなり先端部より電界蒸発−ζ供され
るガリウムのｆｌｎが不安定、不連続となり、結果とし
てイオンビームの不安定性を招くこと１【なる、このた
めフィラメント６ ｃ電流を供給して加熱し、該フィラ
メント６からの伝導熱によってりず−パ１．針状部材４
、ガリウムを加熱し、安定−ζ連続してりず−バ内のガ
リウムが針状部材の先端部に移送されるようＩＣしてい
る。
温度がある帽１こ保持されていないと安定なイオンビー
ムの発生が困難となる。すなわち、ガリウムの温度が低
いと、針状部＃４の表面を先端部に向けて移送される通
路の移送抵抗が高くなり先端部より電界蒸発−ζ供され
るガリウムのｆｌｎが不安定、不連続となり、結果とし
てイオンビームの不安定性を招くこと１【なる、このた
めフィラメント６ ｃ電流を供給して加熱し、該フィラ
メント６からの伝導熱によってりず−パ１．針状部材４
、ガリウムを加熱し、安定−ζ連続してりず−バ内のガ
リウムが針状部材の先端部に移送されるようＩＣしてい
る。
このよう感ζ本発明基ζおいてはガリウム等の液状金属
をリザーバ肉感ζ入れ、該りず−バ１ζフィラメントを
取り付け、該フィラメントの加熱ｄこよって訪すザーバ
更には液状金属を加熱するよう６ζ構成しているため、
液状金属の量５こよってフィラメントの実効電気抵抗が
変動することはなく、常ｌこ加熱温度を一定５ζ維持し
得、安定に連続してリザーバ内のガリウムを針状部材の
先端部１【移送することができる。更δζ本発明の構成
１ζおいては部材４の先端５ζ強電界が形成されてもリ
ザーバ内の大部分の液状金属は該強電界−ζよってその
位置が変動せず、該部材４の先端部の強電界は緩和され
ず安定して−る。従って本発明５ζ基づくイオン源は長
時間安定なイオンビームを発生し得る。
をリザーバ肉感ζ入れ、該りず−バ１ζフィラメントを
取り付け、該フィラメントの加熱ｄこよって訪すザーバ
更には液状金属を加熱するよう６ζ構成しているため、
液状金属の量５こよってフィラメントの実効電気抵抗が
変動することはなく、常ｌこ加熱温度を一定５ζ維持し
得、安定に連続してリザーバ内のガリウムを針状部材の
先端部１【移送することができる。更δζ本発明の構成
１ζおいては部材４の先端５ζ強電界が形成されてもリ
ザーバ内の大部分の液状金属は該強電界−ζよってその
位置が変動せず、該部材４の先端部の強電界は緩和され
ず安定して−る。従って本発明５ζ基づくイオン源は長
時間安定なイオンビームを発生し得る。
以上本発明を詳述したが本発明は上述した実権例−〇限
定されることなく幾多の変形が可能である。
定されることなく幾多の変形が可能である。
例えば、液状金属としてガリウムを用いたが、セシウム
等信の金ｌ！ヲ使用しても良い、又リザーバ内５Ｃ例え
ば粉末状のセシウム化合物を入れ該粉末状のセシウム化
合物を加熱して液状とする型のイオン源にも本発明を適
用し得る。又フィラメント、リザーバの材質はタングス
テン、タンタル５ζ限定されず、他の材質を使用し得る
。
等信の金ｌ！ヲ使用しても良い、又リザーバ内５Ｃ例え
ば粉末状のセシウム化合物を入れ該粉末状のセシウム化
合物を加熱して液状とする型のイオン源にも本発明を適
用し得る。又フィラメント、リザーバの材質はタングス
テン、タンタル５ζ限定されず、他の材質を使用し得る
。
第１図は従来のイオン源を示す図、第２図は本発明の一
実施例であるイオン源を示す図である。 １：リザーバ、２：細孔、３：ガリウム、４：針状部材
、５：陰極、６：フィラメント、７：加熱電源、８：高
圧電源、９：支持体。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者加勢忠雄 オＩ図
実施例であるイオン源を示す図である。 １：リザーバ、２：細孔、３：ガリウム、４：針状部材
、５：陰極、６：フィラメント、７：加熱電源、８：高
圧電源、９：支持体。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者加勢忠雄 オＩ図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 底部に細孔を有しイオン化すべき金属を貯蔵する容器と
、鍍細孔を貫通して配置されその一端が該容器１ζ固定
されその他端が針状に形成された部材と、該針状先端部
Ｉ【強電界を形成するための手段と、該容器６ζ取り付
けられ訪容器を支持するためのフィラメントとを備え、
該フィラメント番こ加熱無電流を供給するように構成し
た金属イオン源。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56139093A JPS5838906B2 (ja) | 1981-09-03 | 1981-09-03 | 金属イオン源 |
| US06/412,215 US4488045A (en) | 1981-09-03 | 1982-08-27 | Metal ion source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56139093A JPS5838906B2 (ja) | 1981-09-03 | 1981-09-03 | 金属イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5840744A true JPS5840744A (ja) | 1983-03-09 |
| JPS5838906B2 JPS5838906B2 (ja) | 1983-08-26 |
Family
ID=15237324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56139093A Expired JPS5838906B2 (ja) | 1981-09-03 | 1981-09-03 | 金属イオン源 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4488045A (ja) |
| JP (1) | JPS5838906B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6509570B1 (en) | 1999-01-07 | 2003-01-21 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Gallium ion source |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6056342A (ja) * | 1983-09-08 | 1985-04-01 | Anelva Corp | イオンビ−ム発生装置 |
| US4762975A (en) * | 1984-02-06 | 1988-08-09 | Phrasor Scientific, Incorporated | Method and apparatus for making submicrom powders |
| US4629931A (en) * | 1984-11-20 | 1986-12-16 | Hughes Aircraft Company | Liquid metal ion source |
| JPS61142645A (ja) * | 1984-12-17 | 1986-06-30 | Hitachi Ltd | 正，負兼用イオン源 |
| EP0204297B1 (en) * | 1985-06-04 | 1991-01-23 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Charged particle emission source structure |
| EP0317620A1 (en) * | 1987-05-22 | 1989-05-31 | Oregon Graduate Institute of Science and Technology | Enhanced-wetting, boron-based liquid-metal ion source and method |
| US4755683A (en) * | 1987-10-05 | 1988-07-05 | Oregon Graduate Center | Liquid-metal ion beam source substructure |
| US5121286A (en) * | 1989-05-04 | 1992-06-09 | Collins Nelson H | Air ionizing cell |
| US5449968A (en) * | 1992-06-24 | 1995-09-12 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Thermal field emission cathode |
| WO2002073652A2 (en) * | 2001-03-13 | 2002-09-19 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Methods and apparatus for oxygen implantation |
| GB0308021D0 (en) * | 2003-04-07 | 2003-05-14 | Aerstream Technology Ltd | Spray electrode |
| JP4359131B2 (ja) * | 2003-12-08 | 2009-11-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 液体金属イオン銃、及びイオンビーム装置 |
| EP1622182B1 (en) | 2004-07-28 | 2007-03-21 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Emitter for an ion source and method of producing same |
| FR2918790A1 (fr) * | 2007-07-09 | 2009-01-16 | Orsay Physics Sa | Source micronique d'emission ionique |
| JP5919049B2 (ja) * | 2011-09-26 | 2016-05-18 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電界放出型電子源 |
| KR102518443B1 (ko) * | 2014-10-13 | 2023-04-06 | 아리조나 보드 오브 리전트스, 아리조나주의 아리조나 주립대 대행법인 | 이차 이온 질량 분광계를 위한 세슘 일차 이온 소스 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1248820B (ja) * | 1962-04-02 | |||
| GB1574611A (en) * | 1976-04-13 | 1980-09-10 | Atomic Energy Authority Uk | Ion sources |
| US4328667A (en) * | 1979-03-30 | 1982-05-11 | The European Space Research Organisation | Field-emission ion source and ion thruster apparatus comprising such sources |
| US4318030A (en) * | 1980-05-12 | 1982-03-02 | Hughes Aircraft Company | Liquid metal ion source |
| US4318029A (en) * | 1980-05-12 | 1982-03-02 | Hughes Aircraft Company | Liquid metal ion source |
| US4367429A (en) * | 1980-11-03 | 1983-01-04 | Hughes Aircraft Company | Alloys for liquid metal ion sources |
-
1981
- 1981-09-03 JP JP56139093A patent/JPS5838906B2/ja not_active Expired
-
1982
- 1982-08-27 US US06/412,215 patent/US4488045A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6509570B1 (en) | 1999-01-07 | 2003-01-21 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Gallium ion source |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4488045A (en) | 1984-12-11 |
| JPS5838906B2 (ja) | 1983-08-26 |
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