JPS61214330A - 液体金属イオン源 - Google Patents
液体金属イオン源Info
- Publication number
- JPS61214330A JPS61214330A JP60054406A JP5440685A JPS61214330A JP S61214330 A JPS61214330 A JP S61214330A JP 60054406 A JP60054406 A JP 60054406A JP 5440685 A JP5440685 A JP 5440685A JP S61214330 A JPS61214330 A JP S61214330A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substance
- reservoir
- emitter
- molten
- ion source
- 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.)
- Pending
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
- H01J27/26—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)
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、微細なイオン打込み、イオン露光、イオン加
工などに用いられるイオンマイクロビーム装置のイオン
源において、特に、イオンを安定に長時間引出せる液体
金属イオン源に関する。
工などに用いられるイオンマイクロビーム装置のイオン
源において、特に、イオンを安定に長時間引出せる液体
金属イオン源に関する。
従来の液体金属イオン源の基本構成の一例は、ジャーナ
ル バキューム サイエンス アンドテクノロジー（Ｊ
、Ｖａｃ、Ｓｃｉ、Ｔｅｃｈｎｏｌ、） ＡＺ（１９８
２）１３６５に記載のようになっており、それを第１図
に示し、動作原理を説明する。イオン化すべき物質１を
ヒータ２により加熱溶融し、エミッター３の先端に供給
する。エミッター３と引出し電極４との間には数ｋＶの
高電圧をかけ、エミッター先端に強電界を印加し、そこ
からイオン化すべき物質を電界蒸発によりイオン５とし
て引出す、イオン源としては長時間、安定して目的とす
るイオンビームを引出せることが重要である。
ル バキューム サイエンス アンドテクノロジー（Ｊ
、Ｖａｃ、Ｓｃｉ、Ｔｅｃｈｎｏｌ、） ＡＺ（１９８
２）１３６５に記載のようになっており、それを第１図
に示し、動作原理を説明する。イオン化すべき物質１を
ヒータ２により加熱溶融し、エミッター３の先端に供給
する。エミッター３と引出し電極４との間には数ｋＶの
高電圧をかけ、エミッター先端に強電界を印加し、そこ
からイオン化すべき物質を電界蒸発によりイオン５とし
て引出す、イオン源としては長時間、安定して目的とす
るイオンビームを引出せることが重要である。
本従来例では、溶融イオン化物質物の蒸気圧が高い場合
、イオン化物質の露出している表面積の割□合が多く、
そこからのイオン化物質の蒸発のため、イオン源寿命が
短かくなったり、又、蒸発物質によるイオン源を構成し
ている電極間の絶縁体上への蒸着により、電気絶縁性が
劣化し、イオンビームの不安定性を引き起すなどの問題
点があった。
、イオン化物質の露出している表面積の割□合が多く、
そこからのイオン化物質の蒸発のため、イオン源寿命が
短かくなったり、又、蒸発物質によるイオン源を構成し
ている電極間の絶縁体上への蒸着により、電気絶縁性が
劣化し、イオンビームの不安定性を引き起すなどの問題
点があった。
本発明の目的は、イオン放出特性の極めて安定な、信頼
性の高い液体金属イオン源を提供することにある。
性の高い液体金属イオン源を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明においては、イオン化
すべき物質を溶融して保持する溜め部と、この溜め部か
ら供給される上記溶融イオン化物質のイオンをその先端
から放射するように配置されるエミッターと、このエミ
ッターとの間に高電界を印加してエミッター先端からイ
オンを引出す引出し電極とから構成される液体金属イオ
ン源において、針状エミッターがイオン化物質の溜め部
であるパイプの中を通っており、該パイプは通電加熱型
のヒータに接触固定されていることを特徴としている。
すべき物質を溶融して保持する溜め部と、この溜め部か
ら供給される上記溶融イオン化物質のイオンをその先端
から放射するように配置されるエミッターと、このエミ
ッターとの間に高電界を印加してエミッター先端からイ
オンを引出す引出し電極とから構成される液体金属イオ
ン源において、針状エミッターがイオン化物質の溜め部
であるパイプの中を通っており、該パイプは通電加熱型
のヒータに接触固定されていることを特徴としている。
以下、本発明の一実施例を第２図により説明する。本実
施例におけるイオン化物質は金である。
施例におけるイオン化物質は金である。
金の融点は１０６３℃、その温度での蒸気圧は約２×１
０−”Ｐａである。エミッター３は直径０．４ ａｍの
タングステン線材から針状加工したもので、先端の針状
部の曲率半径は数μｍである。イオン化物質のため部１
２は外径１．５ ａｍφ、肉厚５０ｕｍ、長さ５ｍｍの
タンタルのパイプからできており、そのエミッター根元
側の端面部には長さ２ｍｍの４分割のスリットが入れら
れ、その部分は漏斗状に拡げられている。この漏斗状の
拡がりは、０．３〜１ｍ１１の塊状のイオン化物質の補
給を容易にするために設けたものである。パイプ状溜め
部１２は、通電加熱型ヒータ２にバインダーの入ったア
ルミナ粉末１３で接触固定される。ヒータ２は、本実施
例では長さ約０．５ ｍｍ、幅２．５ ｖａ腫のカーボ
ン材からなる板状ヒータである。真空中で約６０Ｗの電
力を加熱電源９よりヒータ２に与えることにより、溜め
部１２を約１１００℃に加熱でき、イオン化物質１を溶
融状態に保つことができる。溶融イオン化物質で十分に
濡れたエミッター先端からは、引出し電極４に引出し電
源１０よりエミッター３に対して負の電位−５〜−９ｋ
Ｖ印加することによりイオンビーム５を引出すことがで
きる。
０−”Ｐａである。エミッター３は直径０．４ ａｍの
タングステン線材から針状加工したもので、先端の針状
部の曲率半径は数μｍである。イオン化物質のため部１
２は外径１．５ ａｍφ、肉厚５０ｕｍ、長さ５ｍｍの
タンタルのパイプからできており、そのエミッター根元
側の端面部には長さ２ｍｍの４分割のスリットが入れら
れ、その部分は漏斗状に拡げられている。この漏斗状の
拡がりは、０．３〜１ｍ１１の塊状のイオン化物質の補
給を容易にするために設けたものである。パイプ状溜め
部１２は、通電加熱型ヒータ２にバインダーの入ったア
ルミナ粉末１３で接触固定される。ヒータ２は、本実施
例では長さ約０．５ ｍｍ、幅２．５ ｖａ腫のカーボ
ン材からなる板状ヒータである。真空中で約６０Ｗの電
力を加熱電源９よりヒータ２に与えることにより、溜め
部１２を約１１００℃に加熱でき、イオン化物質１を溶
融状態に保つことができる。溶融イオン化物質で十分に
濡れたエミッター先端からは、引出し電極４に引出し電
源１０よりエミッター３に対して負の電位−５〜−９ｋ
Ｖ印加することによりイオンビーム５を引出すことがで
きる。
パイプ状溜め部１２はヒータ２にバインダーの入ったア
ルミナ粉末１３を高く盛り上げて接触固定されているが
、これは、ヒータ２での加熱熱量を効率よく溜め部１２
に伝導させるためである。
ルミナ粉末１３を高く盛り上げて接触固定されているが
、これは、ヒータ２での加熱熱量を効率よく溜め部１２
に伝導させるためである。
本実施例では、溶融イオン化物質１の蒸発面はパイプ状
溜め部１２内の溜まりの両端面に限られ、従来イオン源
（第１図参照）と比べ、約１１５に小さくなっている。
溜め部１２内の溜まりの両端面に限られ、従来イオン源
（第１図参照）と比べ、約１１５に小さくなっている。
そのため、蒸発量が少なく、同量のイオン化物質の搭載
に対し、約４〜５倍のイオン源寿命が得られるようにな
った。又蒸発物質による電極間の絶縁体上への蒸着量も
少なくなり、それに起因した電気的絶縁性の劣化も非常
に軽減でき、安定した放出イオン電流の長時間放出が可
能となった。
に対し、約４〜５倍のイオン源寿命が得られるようにな
った。又蒸発物質による電極間の絶縁体上への蒸着量も
少なくなり、それに起因した電気的絶縁性の劣化も非常
に軽減でき、安定した放出イオン電流の長時間放出が可
能となった。
本発明によれば、イオンを安定に長時間引出せるように
なり、イオン源の性能、信頼性を高めることができる効
果がある。
なり、イオン源の性能、信頼性を高めることができる効
果がある。
第１図は従来液体金属イオン源の基本構成図、第２図は
本発明の一実施例であるところの液体金属イオン源を示
す図である。 １・・・イオン化物質、２・・・ヒータ、３・・・エミ
ッター。
本発明の一実施例であるところの液体金属イオン源を示
す図である。 １・・・イオン化物質、２・・・ヒータ、３・・・エミ
ッター。
Claims (1)
- １、イオン化すべき物質を溶融して保持する溜め部と、
前記溜め部から供給される前記溶融イオン化物質のイオ
ンをその先端から放射するように配置されるエミッター
と、前記エミッターとの間に高電界を印加して前記エミ
ッター先端からイオンを引出す引出し電極とから構成さ
れる液体金属イオン源において、前記エミッターがイオ
ン化物質の前記溜め部であるパイプの中を通つており、
前記パイプは通電加熱型のヒータに接触固定されている
ことを特徴とする液体金属イオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60054406A JPS61214330A (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 液体金属イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60054406A JPS61214330A (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 液体金属イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61214330A true JPS61214330A (ja) | 1986-09-24 |
Family
ID=12969817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60054406A Pending JPS61214330A (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 液体金属イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61214330A (ja) |
-
1985
- 1985-03-20 JP JP60054406A patent/JPS61214330A/ja active Pending
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