JPS617535A - 液体金属イオン源 - Google Patents
液体金属イオン源Info
- Publication number
- JPS617535A JPS617535A JP59125135A JP12513584A JPS617535A JP S617535 A JPS617535 A JP S617535A JP 59125135 A JP59125135 A JP 59125135A JP 12513584 A JP12513584 A JP 12513584A JP S617535 A JPS617535 A JP S617535A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- emitter
- substance
- ion source
- ionized
- liquid metal
- 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
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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
ター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。
し、動作原理を説明する。イオン化すべき物質１をヒー
ター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。
ームを引出せることが重要である。
上記エミッターには通常、タングステン（Ｗ）、モリブ
デン（ＭＯ）などがよく用いられるが、イオン化物質が
溶融状態でこれらのエミッター材と反応する場合、エミ
ツ・ター材はグラツシーカーボンあるいはＷＣ，ＴｉＣ
などの炭化物などに置きかえられていた。しかし、これ
らのエミッター材は、イオンビームとの耐化学反応性と
しいう点ですぐれてはいるものの、濡れ性に関しては必
らずしも十分ではなく、エミッター３先端へのイオン化
物質の供給の安定性が悪く、イオンビーム電流の安定性
を著しく低下させていた。そのため、イオン源の信頼性
が低くなっていた。
デン（ＭＯ）などがよく用いられるが、イオン化物質が
溶融状態でこれらのエミッター材と反応する場合、エミ
ツ・ター材はグラツシーカーボンあるいはＷＣ，ＴｉＣ
などの炭化物などに置きかえられていた。しかし、これ
らのエミッター材は、イオンビームとの耐化学反応性と
しいう点ですぐれてはいるものの、濡れ性に関しては必
らずしも十分ではなく、エミッター３先端へのイオン化
物質の供給の安定性が悪く、イオンビーム電流の安定性
を著しく低下させていた。そのため、イオン源の信頼性
が低くなっていた。
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王ミツター先端からイ
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、エミッターがイオン化物質の構成元素の
炭化物、窒化物、ホウ化物、あるいは上記構成元素を含
むセラミックから形成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王ミツター先端からイ
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、エミッターがイオン化物質の構成元素の
炭化物、窒化物、ホウ化物、あるいは上記構成元素を含
むセラミックから形成されていることを特徴としている
。
実施例１
シリコン半導体へのイオン打込みの場合における重要な
ドーパントの１つにボロン（Ｂ）がある。
ドーパントの１つにボロン（Ｂ）がある。
、Ｂ単体！ま一点が約２３００℃と高く、これをイオン
化物質に採用することができず、従来、例えば融点が約
１１００℃のＮｉ４゜Ｂ２５Ｓｉ３５合金などが採用さ
れた。しかし、Ｂは高温で金属との反応性が強く、Ｗエ
ミッターは長寿命化の点で好ましくない。
化物質に採用することができず、従来、例えば融点が約
１１００℃のＮｉ４゜Ｂ２５Ｓｉ３５合金などが採用さ
れた。しかし、Ｂは高温で金属との反応性が強く、Ｗエ
ミッターは長寿命化の点で好ましくない。
そこで、本実施例では、炭化物の１つであるＳｉＣを採
用した。これによりエミッターと溶融イオン化物質との
ぬれ性が非常に改善でき、イオン放出電流の変動は数％
以下となり、イオン源寿命も２００時間以上に長寿命化
できた。
用した。これによりエミッターと溶融イオン化物質との
ぬれ性が非常に改善でき、イオン放出電流の変動は数％
以下となり、イオン源寿命も２００時間以上に長寿命化
できた。
実施例２
Ｂイオン放出用のエミッターとしてホウ化物であるＬａ
ＢＧを、イオン化物質Ｎ１５ｏＢ、ｏ（融点的１０００
℃）に対して用い、安定なイオン放出を得ることができ
た。この場合の、エミッターとイオン化物質の共通元素
はＢであり、この共通元素の存在によりぬれ性がよく、
安定なイオン放出が確保できた。イオン化物質として、
上記Ｎｉ、。Ｂｓｏの他、Ｆｅｅｎ Ｂ２＋１ （融点
、約１１８０℃）、Ｇｏ、２Ｂ□。
ＢＧを、イオン化物質Ｎ１５ｏＢ、ｏ（融点的１０００
℃）に対して用い、安定なイオン放出を得ることができ
た。この場合の、エミッターとイオン化物質の共通元素
はＢであり、この共通元素の存在によりぬれ性がよく、
安定なイオン放出が確保できた。イオン化物質として、
上記Ｎｉ、。Ｂｓｏの他、Ｆｅｅｎ Ｂ２＋１ （融点
、約１１８０℃）、Ｇｏ、２Ｂ□。
（融点、約１１００℃） 、 Ｐ ｔｉｓＢｚｓ （融
点、約８００℃）、Ｐｄ、ｎＮｉ４゜Ｂ２． （融点、
６７５℃）に対しても安定したイオン放出が得られた。
点、約８００℃）、Ｐｄ、ｎＮｉ４゜Ｂ２． （融点、
６７５℃）に対しても安定したイオン放出が得られた。
用いたＬ ａ Ｂ ６エミツターは、単結晶の針状エミ
ッターでも、焼結体（セラミックの一種でもある）でも
、上記と同様な安定したイオン放出が得られた。
ッターでも、焼結体（セラミックの一種でもある）でも
、上記と同様な安定したイオン放出が得られた。
実施例３
アルミニウム（ＡＱ）はシリコン半導体の代表的なドー
パントではないが、配線材料として注目されている元素
である。溶融ＡｎはＷ、Ｍｎなどと反応するだめ、Ｗ、
Ｍｎなどをエミッター材に採用することはできない。グ
ラツシーカーボンは、反応性の点ですぐれてはいるが、
Ａｆｌとの濡れ性の点では十分ではない。本発明では、
窒化物であるＡＱＮをエミッターに採用した。用いたＡ
ＱＮは焼結体であり、セラミックスの一種である。イオ
ン化物質であるＡＱとエミッターであるＡＱＮとが共通
元素ＡＱを持つため濡れ性にすぐれており、安定なイオ
ン放出ができるようになった。イオン化物質として、Ａ
Ｑの他、ＡＱ ８３ Ｃｕ １□ｔＡＱ７ｏＧｅｌｏＨ
ＡＱｔ、ｎＭｇｑｎにおいても、安定なイオン放出がで
き、イオン源としての信頼性が高められた。
パントではないが、配線材料として注目されている元素
である。溶融ＡｎはＷ、Ｍｎなどと反応するだめ、Ｗ、
Ｍｎなどをエミッター材に採用することはできない。グ
ラツシーカーボンは、反応性の点ですぐれてはいるが、
Ａｆｌとの濡れ性の点では十分ではない。本発明では、
窒化物であるＡＱＮをエミッターに採用した。用いたＡ
ＱＮは焼結体であり、セラミックスの一種である。イオ
ン化物質であるＡＱとエミッターであるＡＱＮとが共通
元素ＡＱを持つため濡れ性にすぐれており、安定なイオ
ン放出ができるようになった。イオン化物質として、Ａ
Ｑの他、ＡＱ ８３ Ｃｕ １□ｔＡＱ７ｏＧｅｌｏＨ
ＡＱｔ、ｎＭｇｑｎにおいても、安定なイオン放出がで
き、イオン源としての信頼性が高められた。
また、Ａ Ｆ、および上記のＡρ金合金イオン化物質に
対し、セラミックであるアルミナ（主成分はＡＱ２０．
）をエミッターに用いても同様に安定なイオン放出が得
られた。アルミナは、絶縁体であるが、エミッター電位
は導電性のカーボン・ヒーターおよびイオン化物質を通
して与えることができるので、何ら問題は生じない。
対し、セラミックであるアルミナ（主成分はＡＱ２０．
）をエミッターに用いても同様に安定なイオン放出が得
られた。アルミナは、絶縁体であるが、エミッター電位
は導電性のカーボン・ヒーターおよびイオン化物質を通
して与えることができるので、何ら問題は生じない。
本発明によ九ば、エミッター材とイオン化物質との間に
共通な元素が存在するので、両者間のぬれ性が大きく改
善され、その結果、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。
共通な元素が存在するので、両者間のぬれ性が大きく改
善され、その結果、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。
第１図は液体金属イオン源の基本構成図である。
１・・・イオン化物質、２・・・ヒーター、３・・・エ
ミッター、４・・・引出し電極、５・・・放出イオン、
６・・・電流導入端子、７・・・止めネジ、８・・・支
持台、９・・・加熱筋 １ 図
ミッター、４・・・引出し電極、５・・・放出イオン、
６・・・電流導入端子、７・・・止めネジ、８・・・支
持台、９・・・加熱筋 １ 図
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、
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、エミッターがイオン化物質
の構成元素の炭化物、窒化物、ホウ化物、あるいは、上
記構成元素を含むセラミックから形成されていることを
特徴とする液体金属イオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59125135A JPS617535A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 液体金属イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59125135A JPS617535A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 液体金属イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS617535A true JPS617535A (ja) | 1986-01-14 |
Family
ID=14902722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59125135A Pending JPS617535A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | 液体金属イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS617535A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62234834A (ja) * | 1986-04-04 | 1987-10-15 | Anelva Corp | 液体金属イオン源 |
| CN107879734A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-04-06 | 黄恒 | 一种具有负离子发射功能的陶瓷材料 |
-
1984
- 1984-06-20 JP JP59125135A patent/JPS617535A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62234834A (ja) * | 1986-04-04 | 1987-10-15 | Anelva Corp | 液体金属イオン源 |
| CN107879734A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-04-06 | 黄恒 | 一种具有负离子发射功能的陶瓷材料 |
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