JPS601743A - 水素イオンビ−ム照射源 - Google Patents
水素イオンビ−ム照射源Info
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- JPS601743A JPS601743A JP58108675A JP10867583A JPS601743A JP S601743 A JPS601743 A JP S601743A JP 58108675 A JP58108675 A JP 58108675A JP 10867583 A JP10867583 A JP 10867583A JP S601743 A JPS601743 A JP S601743A
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- hydrogen
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- hydrogen ion
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- Pending
Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/08—Ion sources; Ion guns
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (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】
本発明は高純度、大電流の水素イオンビーム照射源に関
する。
する。
一般に、水素イオンビーム照射技術は、半導体結晶技術
、プロセス技術において東要と考えらｎ法による半導体
結晶成長においては、基板表面にその半導体構成元素を
含む分子ビームを照射することによりその半導体を基板
上に成長させているが、この際水素イオンビームを同時
に照射すると得られる半導体結晶の品質が向上する。ま
た、汚れた半導体表面に水素イオンビームを照射すると
、半導体に欠陥を導入すること女く半導体表面を清浄化
できる。このよう々水素イオンビーム照射の効果を上げ
るには、水素イオンビームの大電流化と高純度化を達成
することが必要である。
、プロセス技術において東要と考えらｎ法による半導体
結晶成長においては、基板表面にその半導体構成元素を
含む分子ビームを照射することによりその半導体を基板
上に成長させているが、この際水素イオンビームを同時
に照射すると得られる半導体結晶の品質が向上する。ま
た、汚れた半導体表面に水素イオンビームを照射すると
、半導体に欠陥を導入すること女く半導体表面を清浄化
できる。このよう々水素イオンビーム照射の効果を上げ
るには、水素イオンビームの大電流化と高純度化を達成
することが必要である。
従来の水素イオン照射源として放電により水素ガスをプ
ラズマ化しここに負電場を印加することによりそのプラ
ズマ中から水素イオンを引圧す方式がある。この方式で
は、引出した水素イオンを絞って極細ビーム化するのが
難ｔ、 ＜、また、プラズマ励起の際に容器壁から不純
物が混入するため、水素イオンビームとして高純度のも
のが得られない欠点があった。また、水素ガス流に直角
にアルゴンを当てる電子衡撃型イオン照射源もあるが、
この場合にはアルゴンが希博であるためイオン化効率が
悪く大電流のイオンビームを取出すことが出来ないとい
う欠点があった。
ラズマ化しここに負電場を印加することによりそのプラ
ズマ中から水素イオンを引圧す方式がある。この方式で
は、引出した水素イオンを絞って極細ビーム化するのが
難ｔ、 ＜、また、プラズマ励起の際に容器壁から不純
物が混入するため、水素イオンビームとして高純度のも
のが得られない欠点があった。また、水素ガス流に直角
にアルゴンを当てる電子衡撃型イオン照射源もあるが、
この場合にはアルゴンが希博であるためイオン化効率が
悪く大電流のイオンビームを取出すことが出来ないとい
う欠点があった。
本発明の目的は、これらの欠点を除去し、高純度かつ大
電流の水素イオンビームを発射できる水素イオンビーム
照射源を提供することにある。
電流の水素イオンビームを発射できる水素イオンビーム
照射源を提供することにある。
本発明の水素イオンビーム照射源の構成は、水素導入側
と真空側とを隔てる水素吸蔵金属で作られた隔膜と、こ
の隔膜を加熱する加熱機構と、前記隔膜の真空側面に対
向して設けられかつ前記隔膜に対し負にバイアスされる
少なくとも一つの陰極と、前記隔膜の真空側表面に電子
ビームを照射する電子ビーム源もしくは光を照射する光
源からなるイオン化手段とを含むこと全特徴とする。
と真空側とを隔てる水素吸蔵金属で作られた隔膜と、こ
の隔膜を加熱する加熱機構と、前記隔膜の真空側面に対
向して設けられかつ前記隔膜に対し負にバイアスされる
少なくとも一つの陰極と、前記隔膜の真空側表面に電子
ビームを照射する電子ビーム源もしくは光を照射する光
源からなるイオン化手段とを含むこと全特徴とする。
次に本発明の実施例について図面を用いて説明する。
′第１図は本発明の第１の実施例である水素イオンビー
ム照射源の要部断面図である。円筒形の水素導入筒】１
の一端はパラジウム膜１２で閉じられており、このパラ
ジウム膜１２は赤外部ランプ１３で４２０℃に加熱さ几
る。一方、ウェネルト１４はパラジウム膜１２に対し正
電位にバイアスされ、水素イオン引出し用の陰極１５．
１７はパラジウム膜１２に対し負電位にバイアスされる
。また、熱電子放射源１６はパラジウム膜１２表面に電
子線を照射する。
ム照射源の要部断面図である。円筒形の水素導入筒】１
の一端はパラジウム膜１２で閉じられており、このパラ
ジウム膜１２は赤外部ランプ１３で４２０℃に加熱さ几
る。一方、ウェネルト１４はパラジウム膜１２に対し正
電位にバイアスされ、水素イオン引出し用の陰極１５．
１７はパラジウム膜１２に対し負電位にバイアスされる
。また、熱電子放射源１６はパラジウム膜１２表面に電
子線を照射する。
水素導入筒１１から導入された水素分子（Ｈ２）はパラ
ジウム膜１２表面で解離してこのパラジウム膜１２中に
取り込まれる。このパラジウム膜１２中において水素は
水素イオン状態で存在１．、真空側の表面に拡散する。
ジウム膜１２表面で解離してこのパラジウム膜１２中に
取り込まれる。このパラジウム膜１２中において水素は
水素イオン状態で存在１．、真空側の表面に拡散する。
このパラジウム膜１２の真空側表面に到達しまた水素イ
オンは、まず表面に吸着された水素原子という形でパラ
ジウム表面に滞在しているが、熱電子放射源１６から照
射された電子により再びイオン化して真空中にとびだし
陰極１５．１６の作る負の電界により加速されて水素イ
オンビームを形成する。
オンは、まず表面に吸着された水素原子という形でパラ
ジウム表面に滞在しているが、熱電子放射源１６から照
射された電子により再びイオン化して真空中にとびだし
陰極１５．１６の作る負の電界により加速されて水素イ
オンビームを形成する。
本発明による水素イオン照射源はパラジウム表面に高密
度に滞在している水素原子を電子衝撃によりイオン化１
〜ているので、水素分子気体をイオン化する従来のアヤ
ゴンによる電子衝撃型イオン照射源に較べはるかに高い
イオン化効率が得られ、そのため大電流の水素イオンビ
ームをとりだすことが可能となった。また、パラジウム
膜１２はイオン半径の小さな水素イオンのみを通すため
導入水素に不純物が存在しても引出される水素イオンビ
ームは極めて高純度である。この実施例による水素イオ
ンビーム照射源け、高純度かつ大電流の水素イオンビー
ムを照射できる特徴をもつものである。
度に滞在している水素原子を電子衝撃によりイオン化１
〜ているので、水素分子気体をイオン化する従来のアヤ
ゴンによる電子衝撃型イオン照射源に較べはるかに高い
イオン化効率が得られ、そのため大電流の水素イオンビ
ームをとりだすことが可能となった。また、パラジウム
膜１２はイオン半径の小さな水素イオンのみを通すため
導入水素に不純物が存在しても引出される水素イオンビ
ームは極めて高純度である。この実施例による水素イオ
ンビーム照射源け、高純度かつ大電流の水素イオンビー
ムを照射できる特徴をもつものである。
さらに、加速された水素イオンビームけ、明止電極１８
，１９により減速されて半導体試料２ｏの表面に照射さ
れる。なお、パラジウム膜１２に＋５００ Ｖ、 ’ｙ
ｘ＄ボルト ４に＋５５０Ｖ、陰極１５に５− ＋３００Ｖ、陰極１７にＯＶ、 熱電子放射源１６に−
）−３５０Ｖ、阻止電極１８に＋３００Ｖ 、阻止電極
１９に＋４９０Ｖをそれぞれ印加したときに半導体２０
に照射される水素イオンの運動エネルギーはｘｏｅＶと
極めて小さく、半導体２００表面に損傷を与えることは
ない。
，１９により減速されて半導体試料２ｏの表面に照射さ
れる。なお、パラジウム膜１２に＋５００ Ｖ、 ’ｙ
ｘ＄ボルト ４に＋５５０Ｖ、陰極１５に５− ＋３００Ｖ、陰極１７にＯＶ、 熱電子放射源１６に−
）−３５０Ｖ、阻止電極１８に＋３００Ｖ 、阻止電極
１９に＋４９０Ｖをそれぞれ印加したときに半導体２０
に照射される水素イオンの運動エネルギーはｘｏｅＶと
極めて小さく、半導体２００表面に損傷を与えることは
ない。
なお、この実施例は、加熱機構として赤外線ランプを用
いているが、パラジウム膜１２への直接通電もしくは導
入筒１１を通して熱伝導で加熱する加熱方式を用いても
よい。
いているが、パラジウム膜１２への直接通電もしくは導
入筒１１を通して熱伝導で加熱する加熱方式を用いても
よい。
第２図は本発明の第２の実施例の要部断面図である。本
実施例では、パラジウム膜表面に滞在する水素原子をイ
オン化する手段として光を用いている。すなわち、光源
としては水素原子のイオン化エネルギ１３．６ｅＶ よ
り大きなエネルギーを持つ光を発生するもの９例えば、
Ｈｅの共鳴線源等が適当である。なお、これらの短波長
の光は吸収係数が大きく適当な密林がないため、差動排
気型の照射源とする必要がある。第２図において光源２
３から放出された光は、格子状の平板電極２１を通６− してパラジウム膜１２の表面に照射される。この場合は
第１図の装置と異って水素イオンビームが平行平板電極
２１．２２によす４５°偏向された後、陰極１７により
加速されている。これら平行平板電極の一方の電極２１
は光を透過させるために格子状となっている。この実施
例の水素イオンビーム照射源は、偏向電極となっている
ため、中性粒子による試料照射が防がれることおよび照
射イオンの質量選択が可能なため第１図の装置よりもさ
らに高純度の水素イオンビームが得られるという特長を
もっている。
実施例では、パラジウム膜表面に滞在する水素原子をイ
オン化する手段として光を用いている。すなわち、光源
としては水素原子のイオン化エネルギ１３．６ｅＶ よ
り大きなエネルギーを持つ光を発生するもの９例えば、
Ｈｅの共鳴線源等が適当である。なお、これらの短波長
の光は吸収係数が大きく適当な密林がないため、差動排
気型の照射源とする必要がある。第２図において光源２
３から放出された光は、格子状の平板電極２１を通６− してパラジウム膜１２の表面に照射される。この場合は
第１図の装置と異って水素イオンビームが平行平板電極
２１．２２によす４５°偏向された後、陰極１７により
加速されている。これら平行平板電極の一方の電極２１
は光を透過させるために格子状となっている。この実施
例の水素イオンビーム照射源は、偏向電極となっている
ため、中性粒子による試料照射が防がれることおよび照
射イオンの質量選択が可能なため第１図の装置よりもさ
らに高純度の水素イオンビームが得られるという特長を
もっている。
これら実施例においては隔膜材料としてパラジウムを用
いたがパラジウム銀等のパラジウム合金を用いると機械
的強度によりすぐれた隔膜が形成できる。また、水素吸
蔵能力の大きな金属であれば、他の種類の金属を用いて
よいことは云うまでもない。これらの金属として例挙す
れば、ロジウム、イリジウム、ニオブ、ハフニウム、チ
タン等があげられる。
いたがパラジウム銀等のパラジウム合金を用いると機械
的強度によりすぐれた隔膜が形成できる。また、水素吸
蔵能力の大きな金属であれば、他の種類の金属を用いて
よいことは云うまでもない。これらの金属として例挙す
れば、ロジウム、イリジウム、ニオブ、ハフニウム、チ
タン等があげられる。
第１図は本発明の第１の実施例の要部断面図、第２図は
本発明の第２の実施例の要部断面図である。図において １１・・・・・・水素ガス導入筒、１２・・・・・・パ
ラジウム隔膜、１３・・・・・・赤外線ランプ、１４・
旧・・ウェネルト電極、１５，１７・・・・・・陰極、
１６・・・・・・熱電子放出源、１８，１９・・−・・
・阻止電極、２ｏ−・・・・・半導体試料、２１・・・
・・・格子状平板偏向電極、２２・・・・・・平板偏向
電極、２３・・・・・・光源、である。 事１ｔｌ 〃２ 茅２図
本発明の第２の実施例の要部断面図である。図において １１・・・・・・水素ガス導入筒、１２・・・・・・パ
ラジウム隔膜、１３・・・・・・赤外線ランプ、１４・
旧・・ウェネルト電極、１５，１７・・・・・・陰極、
１６・・・・・・熱電子放出源、１８，１９・・−・・
・阻止電極、２ｏ−・・・・・半導体試料、２１・・・
・・・格子状平板偏向電極、２２・・・・・・平板偏向
電極、２３・・・・・・光源、である。 事１ｔｌ 〃２ 茅２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）イオン化すべき水素を導入する側と真空となってイ
オンの出力される側とを隔てる水素吸蔵金属で作られた
隔膜と、この隔膜を加熱する加熱機構と、前記隔膜の真
空側面に対向して設けられかつ前記隔膜に対して負にバ
イアスされる少なくとも一つの陰極と、前記隔膜の真空
側表面に電子ビームを照射する電子ビーム源もしくは光
を照射する光源からなるイオン化手段とを含むことを特
徴とする水素イオンビーム照射源。 ２）水素吸蔵金属がパラジウム、ハフニウム、チタン、
ロジウム、イリジウム、ニオブから選ばれた金属、もし
くはこれらの金属を含む合金である特許請求の範囲第１
項記載の水素イオンビーム照射源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58108675A JPS601743A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | 水素イオンビ−ム照射源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58108675A JPS601743A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | 水素イオンビ−ム照射源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS601743A true JPS601743A (ja) | 1985-01-07 |
Family
ID=14490817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58108675A Pending JPS601743A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | 水素イオンビ−ム照射源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS601743A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0423083U (ja) * | 1990-06-18 | 1992-02-25 | ||
| US6169288B1 (en) | 1997-10-03 | 2001-01-02 | Agency Of Industrial Science & Technology, Ministry Of International Trade & Industry | Laser ablation type ion source |
-
1983
- 1983-06-17 JP JP58108675A patent/JPS601743A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0423083U (ja) * | 1990-06-18 | 1992-02-25 | ||
| US6169288B1 (en) | 1997-10-03 | 2001-01-02 | Agency Of Industrial Science & Technology, Ministry Of International Trade & Industry | Laser ablation type ion source |
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