CN1453818A - 离子源 - Google Patents
离子源 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1453818A CN1453818A CN03123232A CN03123232A CN1453818A CN 1453818 A CN1453818 A CN 1453818A CN 03123232 A CN03123232 A CN 03123232A CN 03123232 A CN03123232 A CN 03123232A CN 1453818 A CN1453818 A CN 1453818A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- long filament
- ion source
- mentioned
- coating member
- unstripped gas
- 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.)
- Granted
Links
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 37
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 9
- 239000002784 hot electron Substances 0.000 claims description 5
- 230000008676 import Effects 0.000 claims description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 21
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 8
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 6
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 4
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 1
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 150000001638 boron Chemical class 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229940090044 injection Drugs 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
Images
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
一种离子源，其是长丝12的一部分，其具有覆盖部件22，该覆盖部件22把至少在构成原料气4的元素5(例如硼)达到液相存在温度的部分13的周围与长丝12之间空开间隙并加以包围。
Description
技术领域
本发明涉及在用于注入离子或离子掺杂的装置使用的，在导入原料气的等离子体生成容器内具有放出热电子用的长丝的离子源。具体地说，涉及抑制原料气中所含元素造成长丝的劣化、用于延长长丝寿命的离子源。
背景技术
现有的这种离子源的例子和电源一同示于图3。所述离子源的结构是：在导入原料气4的等离子体生成容器2内，采用两个导电端子，用其端部12b把U字状放出热电子用的长丝12加以支撑。各导电端子8和所述等离子体生成容器2之间，用绝缘物10加以绝缘。在所述等离子体生成容器2的开口部附近设置电极系14，其在电场作用下，从等离子体生成容器2内的等离子体6引出离子束16。长丝12，通常由高熔点金属制成。例如，由钨或钨合金等钨系材料制成。
原料气4是含有从作为离子束16的离子源引出的元素的气体。例如是硼或硼的化合物(即，硼化物)。例如，含B2H6、BF3等硼素的气体。还有，在本申请中，“气体”使用的是包括蒸气在内的广义气体。下面对该离子源的工作实例加以说明。在往排至真空的等离子体生成容器2内导入原料气4的同时采用长丝电源18使电流流至长丝12。在高温加热长丝12的同时，在长丝12的一端和等离子体生成容器2之间施加来自电孤电源20的电孤放电电压。从长丝12放出的热电子在对着等离子体生成容器2的加速空间内与原料气4碰撞。所述热电子碰撞的原料气4电离，在等离子体生成容器2内生成原料气4的等离子体6。而且，从所述等离子体6，通过上述引出电极系14，把离子束16引出。原料气4的硼或硼化物，含硼的离子束16引出。
在上述离子源中，伴随着其运行(更具体地说，伴随着等离子体6的生成)，在与各导电端子8的等离子体6接触部分(a)及在长丝12的导电端子8的支撑部附近(b)，如图3所示，构成原料气4的元素5(例如硼)发生堆集。该堆集的元素5其大部分为固相。在长丝侧的先端部分上述堆集的元素5为液相。
作为上述元素5以硼为例对其加以详细说明。长丝12的热通过导电端子8散失。从而，在长丝12先端附近12a温度最高(例如3000C°以上)形成由此向两导电端子8温度降低的温度梯度。而且，在长丝12的导电端子8的支撑部附近构成原料气4的硼(5)存在达到液相存在温度的部分13。在该部分13温度达到硼的熔点(2080C°)附近。从该部分13至长丝的先端一侧温度比硼的熔点高。特别是，在长丝的先端附近12a温度远比硼熔点高，所以硼不发生堆集。与长丝12的导电端子8的支撑部附近的上述部分13相比，在导电端子8一侧由于其温度比硼的熔点低，所以硼以固相堆集。
在上述部分13硼为液相。所述液相的硼渗透到长丝12的组织内(换言之，侵入)，使长丝12劣化。因此，长丝12的寿命缩短。还有，在从上述部分13到导电端子8一侧的部分硼以固相堆集。从而，硼向长丝12进行渗透，长丝不发生劣化。液相硼附着在长丝上是本申请必须解决的问题。如上所述，由于构成原料气4的元素5以液相附着在长丝12上，元素5渗透至长丝12的组织内。由此引起长丝12的劣化问题在作为上述元素5的硼和作为长丝12材料的钨系材料组合时特别大，在其他的组合场合也存在。
发明内容
本发明的目的是把原料气中所含元素渗透至长丝组织内对长丝劣化加以抑制，从而延长长丝的寿命。
本发明的离子源，是所述长丝的一部分，具有至少使在构成上述原料气的元素存在于液相温度的部分的周围与长丝之间空开间隙并覆盖的覆盖部件。
原料气例如是含硼的气体。此时在上述原料气中所含的元素是硼。长丝例如由钨系材料制成。
按照上述构成，构成原料气的元素(例如硼)在达到以液相存在的温度的部分周围，由于至少由覆盖部件覆盖，所以，该覆盖部件变成障碍，在等离子体生成容器内生成的等离子体中的上述元素难以到成为上述液相温度的部分，在其上难以附着。结果，由于可以减少以液相在长丝上附着的上述元素，所以该元素渗透至长丝组织内，可以抑制长丝的劣化，使长丝的寿命延长。
附图说明
图1是一同表示本发明涉及的离子源之一例和电源的示意剖面图；
图2是表示图1中覆盖部件22附近的更详细的放大图；
图3是一起表示现有的这种离子源的一例和电源的图。
具体实施方式
图1是一起表示本发明涉及的离子源之一例和电源的示意剖面图。
与图3中示出的现有例相同或相当的部分采用相同的符号。下面，主要对与该现有例的不同点加以说明。这里，主要对原料气4为含上述硼素的气体、长丝12为由上述钨系材料制成的实例加以说明。
在该离子源中，从分别支撑上述长丝12两端部12b的各导电端子8的先端，到该先端附近的构成原料气4的元素(硼)5达到液相存在温度(换言之，硼熔点附近的温度)的上述部分13(图中以圆包围的部分)以及从该部分到稍前的部分的长丝12，与该长丝12之间空开间隙，并具有分别覆盖的两个覆盖部件22。在该例中，各覆盖部件22不仅围绕上述部分13的周围，而且构成上述长结构的理由将在下面加以介绍。
各覆盖部件22在与长丝12之间空开间隙加以覆盖时，假定当各覆盖部件22接触长丝12时，通过该覆盖部件22使长丝12的热散失，所以与只延长各导电端子8没有很大差别，上述部分13从各覆盖部件22的先端更向前方移动，用该覆盖部件22覆盖该部分13变得困难。
各覆盖部件22为筒状，更具体的为圆筒状。各覆盖部件22采用可承受长丝12加热的材质。例如，各覆盖部件22最好采用熔点比长丝12加热的最高温度高的金属。作为这种金属之一例可以举出钨。或者，也可用陶瓷等绝缘物形成。各覆盖部件22既可以用电导体制造也可用绝缘体制造。
按这种离子源，至少构成原料气4的硼(5)达到以液相存在温度的部分13的周围由覆盖部件22覆盖。从而，该覆盖部件22成为障碍，在等离子体生成容器2内生成的等离子体6中的硼，难以到达处于上述液相温度的部分13，难以在其上附着。结果可以明显减少以液相附着在长丝12上的硼。
若详细介绍，等离子体6中的硼(5)，如图1所示，在与各导电端子8的等离子体6的接触部分以及各覆盖部件22的外面，由于温度低而以固相堆集。然而，在各覆盖部件22中，只有通过与长丝22之间的间隙的通路，所以等离子体6中的硼难以进入。另外，硼几乎不能到达处于覆盖部件22深处的上述部分13。因此，覆盖部件22不仅在上述部分13的周围，而如该实施例那样，最好做成长度从上述部分13至某种程度的前面的部分围绕。另外，覆盖部件22的内壁和长丝12之间的间隙最好例如达到1ˉ2mm左右。
另外，各导电端子8的前端和覆盖部件22之间也可分离，但是这样一来通过两者8、22之间的空间硼易于到达上述部分13，所以最好像该实施例那样，连接两者8、22，使在两者8、22之间不产生空间。这样由于可以用各导电端子8支撑各覆盖部件22，所以各覆盖部件22的支撑也变得容易。
在这种离子源，通过上述作用可以减少以液相附着在长丝12上的硼。从而，该硼渗透至长丝12的组织内可以抑制长丝12的劣化，延长长丝12的寿命。结果在延长离子源的保守循环的同时，可以提高离子源性能的稳定性。进而，可以降低采用该离子源的离子注入及用于离子掺杂的装置等的运行成本及提高性能稳定性。
图2示出图1中覆盖部件22附近的更详细的放大图。在该例中，在导电端子8的前端部分形成把长丝12的端部12b加以固定并保持的突起部9，其外周部制成阳螺纹。9a是裂缝(裂纹)。在该突起部9上螺合，把固定长丝12的螺母24和圆筒状的上述覆盖部件22形成整体。
导电端子8(包括突起部9)的材质是钼，覆盖部件22及螺母24的材质是钽，长丝12的材质是钨。突起部9和螺母24用不同种金属以防止烧结。所用的的原料气24，例如是含有B2H6、BF3等硼化物的气体。
在该例中，硼达到以液相存在温度的部分13的中心和突起部9的先端之间的距离L1约为2mm。但是，该距离L1，根据长丝12的加热温度及支撑结构有时也在2mm上下。覆盖部件22的长度约为15mm。正确地说，突起部9的先端和覆盖部件22的先端之间的距离L2约为15mm。但是，该距离L2达到10ˉ20mm左右也可。长丝12的直径D1为1mm。覆盖部件2的内径D2为4mm，也可以3mm左右。
不具有上述覆盖部件22的是现有离子源，此时长丝12发生折弯(或折断)的寿命为约30ˉ50小时。反之，设置图2所示覆盖部件22的本发明离子源，长丝12的寿命约300小时，是现有离子源的5ˉ10倍，长丝12的寿命显著延长。
还有，原料气4的种类及长丝12的材质等也可以是上述例子以外的材质。另外，长丝12的形状也可以是上述例子以外的形状。例如，也可以作成把直线状长丝12的两端部用导电端子8分别固定的结构等。按照本发明，由于具有上述覆盖部件，构成原料气的元素渗透至长丝组织内，可以抑制长丝的劣化，延长长丝的寿命。
Claims (7)
1.一种离子源，其特征在于，具有：
导入原料气的等离子体生成容器，
在上述等离子体生成容器内，具有用于向所述等离子体生成容器导入电流的端子及由该端子支撑的放出热电子用的长丝，
还具有，至少在使上述原料气中所含的元素达到液相存在温度的上述长丝部分周围，与上述长丝之间空开规定的间隙覆盖长丝的覆盖部件。
2.如权利要求1所述的离子源，其特征在于，所述长丝是由钨系材料制造的。
3.如权利要求1所述的离子源，其特征在于，所述原料气是至少含有硼的原料气。
4.如权利要求1所述的离子源，其特征在于，所述原料气是至少含有硼的原料气。
5.如权利要求1所述的离子源，其特征在于，所述端子还具有突起部，其具有用于在所述端子的前端部固定长丝端部的裂缝，在该突起部的外周面形成阳螺纹，另外，所述覆盖部件与螺合在上述突起部的螺母部形成整体。
6.如权利要求5所述的离子源，所述端子是由钼制成的。
7.如权利要求5所述的离子源，所述覆盖部件是由钽制成的，所述长丝是由钨制成的。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP120072/2002 | 2002-04-23 | ||
| JP2002120072A JP3575472B2 (ja) | 2002-04-23 | 2002-04-23 | イオン源 |
| JP120072/02 | 2002-04-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1453818A true CN1453818A (zh) | 2003-11-05 |
| CN1263080C CN1263080C (zh) | 2006-07-05 |
Family
ID=29267353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB031232329A Expired - Fee Related CN1263080C (zh) | 2002-04-23 | 2003-04-22 | 离子源 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3575472B2 (zh) |
| KR (1) | KR100548930B1 (zh) |
| CN (1) | CN1263080C (zh) |
| TW (1) | TWI225658B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8110814B2 (en) | 2003-10-16 | 2012-02-07 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
| WO2007067296A2 (en) * | 2005-12-02 | 2007-06-14 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
| US8028653B2 (en) | 2007-12-06 | 2011-10-04 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. | System, method and apparatus for filament and support used in plasma-enhanced chemical vapor deposition for reducing carbon voids on media disks in disk drives |
| US7999479B2 (en) * | 2009-04-16 | 2011-08-16 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Conjugated ICP and ECR plasma sources for wide ribbon ion beam generation and control |
| JP7197245B2 (ja) * | 2017-01-12 | 2022-12-27 | キヤノン電子管デバイス株式会社 | Ｘ線管及びｘ線管の製造方法 |
| JP7197927B2 (ja) * | 2020-02-20 | 2022-12-28 | 株式会社 プラズマテック | 電子ビーム発生装置及びアタッチメント部材 |
-
2002
- 2002-04-23 JP JP2002120072A patent/JP3575472B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-04-21 KR KR1020030024993A patent/KR100548930B1/ko active IP Right Grant
- 2003-04-22 CN CNB031232329A patent/CN1263080C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-04-23 TW TW092109457A patent/TWI225658B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW200402749A (en) | 2004-02-16 |
| KR20030084630A (ko) | 2003-11-01 |
| TWI225658B (en) | 2004-12-21 |
| KR100548930B1 (ko) | 2006-02-02 |
| CN1263080C (zh) | 2006-07-05 |
| JP3575472B2 (ja) | 2004-10-13 |
| JP2003317640A (ja) | 2003-11-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101661862B (zh) | 离子源 | |
| JP3758667B1 (ja) | イオン源 | |
| CN102097271B (zh) | 反射电极结构件和离子源 | |
| CN102024635B (zh) | 电子发射体及电子发射元件 | |
| CN1263080C (zh) | 离子源 | |
| US7750313B2 (en) | Ion source | |
| CN1891851A (zh) | 溅射离子泵 | |
| JP2003132837A (ja) | ショートアーク型水銀ランプ | |
| CN102024636B (zh) | 电子发射体及电子发射元件 | |
| CN1594649A (zh) | 一种金属离子源 | |
| JP4636082B2 (ja) | カソード保持構造およびそれを備えるイオン源 | |
| JP5321234B2 (ja) | イオン源 | |
| US6323586B1 (en) | Closed drift hollow cathode | |
| CN102024639B (zh) | 一种电子发射体的制备方法 | |
| CN213340285U (zh) | 一种超导ecr离子源的低温电极组件 | |
| CN105679596B (zh) | 一种超高电压真空绝缘装置 | |
| CN2758967Y (zh) | 一种离子源悬浮反射电极 | |
| RU2598857C2 (ru) | Малогабаритная автоэмиссионная электронная пушка | |
| US20240290569A1 (en) | Modular getters and getters with different materials in vacuum enclosures | |
| CN100533642C (zh) | 具有改进气体传输的离子源 | |
| EP1435641A2 (en) | Gas discharge lamp with a cathode shield, germicidal lamp comprising the same and method of increasing current load in a gas discharge lamp | |
| JP2747288B2 (ja) | 熱陰極構造体 | |
| Parashar | Designing the vacuum interrupter for applications at 72.5 kV and above | |
| CN109301693A (zh) | 一种碳纤维脉冲功率开关 | |
| CN110556279A (zh) | 一种阴极电子枪灯丝装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20060705 Termination date: 20140422 |