JPS6262020B2 - - Google Patents
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- JPS6262020B2 JPS6262020B2 JP52119319A JP11931977A JPS6262020B2 JP S6262020 B2 JPS6262020 B2 JP S6262020B2 JP 52119319 A JP52119319 A JP 52119319A JP 11931977 A JP11931977 A JP 11931977A JP S6262020 B2 JPS6262020 B2 JP S6262020B2
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- ionized
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はイオン注入装置などに用いられるイ
オン源装置に関する。
オン源装置に関する。
高温形ホローカソードイオン源として知られて
いるイオン源装置は、イオン化物質を高温で加熱
して気化させ、その気化ガスに熱電子を衝突させ
てイオン化し、これを外部に引出すようにしてい
ることは周知である。しかし従来装置はイオン化
物質の加熱のためにこれを熱オーブン内に収納し
ヒーターによつて加熱するようにしていた。この
ような構成によれば、硼素、燐、砒素などのよう
なイオン化物質については、上記したような熱オ
ーブンによつて気化させることができるが、モリ
ブデンなどのように前記したイオン化物質よりも
融点、沸点が高く、蒸気圧の低いイオン化物質に
ついては、従来から使用されている熱オーブンに
よつては気化することが極めて困難とされてい
た。すなわち、この種熱オーブンは窒化ボロンの
ような耐熱絶縁材料で構成されているが、融点が
1800℃以上の高融点金属、例えばモリブデンのよ
うな金属イオン化物質を気化蒸発させるためには
1800℃以上の温度で加熱することが必要であるに
も拘らず、この程度まで温度上昇させると熱オー
ブン自体が溶解したり、或いは不純物を放出した
りするなどの不都合が生じ、事実上これらのイオ
ン化物質を気化蒸発させることはできなかつた。
また、仮りに気化し得たとしても、これが熱電子
と衝突する個所に到達するまでに室壁に付着して
しまうことが多く、そのため室壁の温度を気化し
たときの温度以上に上げない限り電離する機会が
少なくなつて、イオン化され難くなる。
いるイオン源装置は、イオン化物質を高温で加熱
して気化させ、その気化ガスに熱電子を衝突させ
てイオン化し、これを外部に引出すようにしてい
ることは周知である。しかし従来装置はイオン化
物質の加熱のためにこれを熱オーブン内に収納し
ヒーターによつて加熱するようにしていた。この
ような構成によれば、硼素、燐、砒素などのよう
なイオン化物質については、上記したような熱オ
ーブンによつて気化させることができるが、モリ
ブデンなどのように前記したイオン化物質よりも
融点、沸点が高く、蒸気圧の低いイオン化物質に
ついては、従来から使用されている熱オーブンに
よつては気化することが極めて困難とされてい
た。すなわち、この種熱オーブンは窒化ボロンの
ような耐熱絶縁材料で構成されているが、融点が
1800℃以上の高融点金属、例えばモリブデンのよ
うな金属イオン化物質を気化蒸発させるためには
1800℃以上の温度で加熱することが必要であるに
も拘らず、この程度まで温度上昇させると熱オー
ブン自体が溶解したり、或いは不純物を放出した
りするなどの不都合が生じ、事実上これらのイオ
ン化物質を気化蒸発させることはできなかつた。
また、仮りに気化し得たとしても、これが熱電子
と衝突する個所に到達するまでに室壁に付着して
しまうことが多く、そのため室壁の温度を気化し
たときの温度以上に上げない限り電離する機会が
少なくなつて、イオン化され難くなる。
この発明は従来型のイオン源装置では得られな
かつたイオン、すなわち融点が1800℃以上の高融
点金属のイオンの発生を容易に実現することを目
的とする。
かつたイオン、すなわち融点が1800℃以上の高融
点金属のイオンの発生を容易に実現することを目
的とする。
この発明では、イオン発生部を構成する引出キ
ヤツプ、レヤーキヤツプ、アノード電極およびフ
イラメントからなるイオン源部品を、所望イオン
発生に使用する融点が1800℃以上の高融点金属か
らなる金属イオン化物質を用いて形成したことを
特徴とする。
ヤツプ、レヤーキヤツプ、アノード電極およびフ
イラメントからなるイオン源部品を、所望イオン
発生に使用する融点が1800℃以上の高融点金属か
らなる金属イオン化物質を用いて形成したことを
特徴とする。
以下、図に示す１実施例に基いてこの発明を説
明する。第１図において、１はイオン引出口１Ａ
を有する引出キヤツプ、２はレヤーキヤツプ、３
はアノード電極、４はコイル状のフイラメントで
あり、これらはイオン発生部Ａを形成するイオン
源部品であり、所望金属イオン発生に使用する融
点が1800℃以上の高融点金属からなる金属イオン
化物質を用いて形成されている。例えば、モリブ
デンイオンを入手したいときは前記イオン発生部
Ａを構成するイオン源部品、引出キヤツプ１、レ
ヤーキヤツプ２、アノード電極３およびフイラメ
ント４をモリブデンで形成する。５，６は耐熱絶
縁材料からなるリング、７は組立棒、８は金属イ
オン化物質で、例えばモリブデンであり、必要に
応じて設けられる。このイオン化物質８は第２図
に拡大して示してあるように、筒状態に形成さ
れ、その外周壁に支持部８Ａをも併せて形成され
てある。そして第１図に示すように、前記支持部
８Ａをフイラメント４にそのスプリング作用によ
つてはさみつけるようにして取付けてある。９は
熱オーブン、１０はヒーターである。
明する。第１図において、１はイオン引出口１Ａ
を有する引出キヤツプ、２はレヤーキヤツプ、３
はアノード電極、４はコイル状のフイラメントで
あり、これらはイオン発生部Ａを形成するイオン
源部品であり、所望金属イオン発生に使用する融
点が1800℃以上の高融点金属からなる金属イオン
化物質を用いて形成されている。例えば、モリブ
デンイオンを入手したいときは前記イオン発生部
Ａを構成するイオン源部品、引出キヤツプ１、レ
ヤーキヤツプ２、アノード電極３およびフイラメ
ント４をモリブデンで形成する。５，６は耐熱絶
縁材料からなるリング、７は組立棒、８は金属イ
オン化物質で、例えばモリブデンであり、必要に
応じて設けられる。このイオン化物質８は第２図
に拡大して示してあるように、筒状態に形成さ
れ、その外周壁に支持部８Ａをも併せて形成され
てある。そして第１図に示すように、前記支持部
８Ａをフイラメント４にそのスプリング作用によ
つてはさみつけるようにして取付けてある。９は
熱オーブン、１０はヒーターである。
以上の構成において、フイラメント４に電流を
流すとモリブデンからなるフイラメント４自身が
発熱するとともに、熱電子を発生する。通常フイ
ラメント４の発熱温度は1800〜2500℃以上になり
得るので、モリブデンの如き高融点の金属イオン
化物質でも容易に気化され蒸発されるようにな
る。モリブデンからなるアノード電極３とモリブ
デンからなるレヤーキヤツプ２との間に電圧（普
通DC40〜300V）をかけると共に、両者間に放電
用ガス（例えば、アルゴン、水素等）を供給する
と前記アノード電極３とレヤーキヤツプ２との間
で安定した放電が起り、プラズマが形成される。
上記のようにして加熱されたことによつてフイラ
メント４からイオン化物質であるモリブデンが蒸
発し気体となつてアノード電極３とレヤーキヤツ
プ２との間にひかれてくると、これがフイラメン
ト４の発熱によつてこれからとび出してきた熱電
子との衝突により電離し、イオンとなる。モリブ
デンからなる引出キヤツプ１の外側に設置された
引出電極（図示しない）とハウジングとの間に引
出用の直流電圧（普通５〜30KV）が印加されて
いるので、上記のようにして生成されたイオンは
フイラメント４内を通つて、イオン引出口１Ａか
ら外部に引出される。この過程でイオンは必要に
応じて設けられたイオン化物質８やイオン発生部
Ａを構成するフイラメント４に衝突することもあ
るが、これらはいずれも高温に加熱されているの
で、これらに付着し補促されることは少ない。
流すとモリブデンからなるフイラメント４自身が
発熱するとともに、熱電子を発生する。通常フイ
ラメント４の発熱温度は1800〜2500℃以上になり
得るので、モリブデンの如き高融点の金属イオン
化物質でも容易に気化され蒸発されるようにな
る。モリブデンからなるアノード電極３とモリブ
デンからなるレヤーキヤツプ２との間に電圧（普
通DC40〜300V）をかけると共に、両者間に放電
用ガス（例えば、アルゴン、水素等）を供給する
と前記アノード電極３とレヤーキヤツプ２との間
で安定した放電が起り、プラズマが形成される。
上記のようにして加熱されたことによつてフイラ
メント４からイオン化物質であるモリブデンが蒸
発し気体となつてアノード電極３とレヤーキヤツ
プ２との間にひかれてくると、これがフイラメン
ト４の発熱によつてこれからとび出してきた熱電
子との衝突により電離し、イオンとなる。モリブ
デンからなる引出キヤツプ１の外側に設置された
引出電極（図示しない）とハウジングとの間に引
出用の直流電圧（普通５〜30KV）が印加されて
いるので、上記のようにして生成されたイオンは
フイラメント４内を通つて、イオン引出口１Ａか
ら外部に引出される。この過程でイオンは必要に
応じて設けられたイオン化物質８やイオン発生部
Ａを構成するフイラメント４に衝突することもあ
るが、これらはいずれも高温に加熱されているの
で、これらに付着し補促されることは少ない。
そしてこの発明によれば引出キヤツプ１、レヤ
ーキヤツプ２、アノード電極３およびフイラメン
ト４からなるイオン発生部Ａを構成するイオン源
部品が所要イオン発生に使用する融点が1800℃以
上の高融点金属であるモリブデンより形成してい
るので、イオン源部品自らが加熱されて気化し蒸
発すると共に、発生したイオンがこれらイオン源
部品に衝突してスパツタリング効果によりイオン
化効率が高められることとなり、従来装置に比し
てイオン化が大巾に容易となる。
ーキヤツプ２、アノード電極３およびフイラメン
ト４からなるイオン発生部Ａを構成するイオン源
部品が所要イオン発生に使用する融点が1800℃以
上の高融点金属であるモリブデンより形成してい
るので、イオン源部品自らが加熱されて気化し蒸
発すると共に、発生したイオンがこれらイオン源
部品に衝突してスパツタリング効果によりイオン
化効率が高められることとなり、従来装置に比し
てイオン化が大巾に容易となる。
なお、図示例のようにイオン化物質８を用い、
これをフイラメント４のスプリング作用によつて
はさみつけるように取付けると、イオン化物質８
が直接加熱されるようになり、その気化蒸発がき
わめて容易となり都合がよい。
これをフイラメント４のスプリング作用によつて
はさみつけるように取付けると、イオン化物質８
が直接加熱されるようになり、その気化蒸発がき
わめて容易となり都合がよい。
また、本発明によればイオン源部品そのものの
一部を気化蒸発生させているので、使用時間とと
もにその形状が崩れるが、使用に耐えなくなれば
それらを新しい部品と交換すればよい。通常、フ
イラメント４の消耗が早いが本発明者の実験によ
れば、直径１mmのフイラメントで、数十時間使用
できることが確認されている。
一部を気化蒸発生させているので、使用時間とと
もにその形状が崩れるが、使用に耐えなくなれば
それらを新しい部品と交換すればよい。通常、フ
イラメント４の消耗が早いが本発明者の実験によ
れば、直径１mmのフイラメントで、数十時間使用
できることが確認されている。
以上詳述したように、この発明による装置では
金属イオン化物質の気化蒸発が、熱電子を発生
し、しかも動作する部分で行なわれるので、その
イオン化が容易となり従来のものでは得られなか
つた融点が1800℃以上の高融点金属からなる金属
イオン化物質によるイオン発生を容易に実現する
ことが可能となつた。
金属イオン化物質の気化蒸発が、熱電子を発生
し、しかも動作する部分で行なわれるので、その
イオン化が容易となり従来のものでは得られなか
つた融点が1800℃以上の高融点金属からなる金属
イオン化物質によるイオン発生を容易に実現する
ことが可能となつた。
第１図はこの発明の１実施例を示す断面図、第
２図は一部の拡大断面図である。 １……引出しキヤツプ、２……レヤーキヤツ
プ、３……アノード電極、４……フイラメント、
８……イオン化物質、Ａ……イオン発生部。
２図は一部の拡大断面図である。 １……引出しキヤツプ、２……レヤーキヤツ
プ、３……アノード電極、４……フイラメント、
８……イオン化物質、Ａ……イオン発生部。
Claims (1)
- １ イオン化物質を気化蒸発させ、これにフイラ
メントの発熱によつて発生した熱電子を衝突させ
てイオン化するイオン源装置において、イオン発
生部を構成する引出キヤツプ、レヤーキヤツプ、
アノード電極およびフイラメントからなるイオン
源部品を、所望イオン発生に使用する融点が1800
℃以上の高融点金属からなる金属イオン化物質に
より形成してなるイオン源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11931977A JPS5452461A (en) | 1977-10-03 | 1977-10-03 | Ion source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11931977A JPS5452461A (en) | 1977-10-03 | 1977-10-03 | Ion source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5452461A JPS5452461A (en) | 1979-04-25 |
| JPS6262020B2 true JPS6262020B2 (ja) | 1987-12-24 |
Family
ID=14758501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11931977A Granted JPS5452461A (en) | 1977-10-03 | 1977-10-03 | Ion source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5452461A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0276218U (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-12 |
-
1977
- 1977-10-03 JP JP11931977A patent/JPS5452461A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0276218U (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-12 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5452461A (en) | 1979-04-25 |
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