JP2003317640A - イオン源 - Google Patents
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- JP2003317640A JP2003317640A JP2002120072A JP2002120072A JP2003317640A JP 2003317640 A JP2003317640 A JP 2003317640A JP 2002120072 A JP2002120072 A JP 2002120072A JP 2002120072 A JP2002120072 A JP 2002120072A JP 2003317640 A JP2003317640 A JP 2003317640A
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- 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, ion-optical arrangement
- H01J37/08—Ion sources; Ion guns
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 原料ガスを構成する元素がフィラメントの組
織内に浸透してフィラメントを劣化させることを抑制し
て、フィラメントの寿命を延ばす。 【解決手段】 フィラメント１２の一部分であって、少
なくとも原料ガス４を構成する元素５（例えばホウ素）
が液相で存在する温度になる部分１３の周りを、フィラ
メント１２との間に隙間をあけて囲む鞘２２を備えてい
る。
織内に浸透してフィラメントを劣化させることを抑制し
て、フィラメントの寿命を延ばす。 【解決手段】 フィラメント１２の一部分であって、少
なくとも原料ガス４を構成する元素５（例えばホウ素）
が液相で存在する温度になる部分１３の周りを、フィラ
メント１２との間に隙間をあけて囲む鞘２２を備えてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばイオン注
入装置、イオンドーピング装置等に用いられるものであ
って、原料ガスが導入されるプラズマ生成容器内に熱電
子放出用のフィラメントを有するイオン源に関し、より
具体的には、原料ガスを構成する元素によるフィラメン
トの劣化を抑制してフィラメントの寿命を延ばす手段に
関する。
入装置、イオンドーピング装置等に用いられるものであ
って、原料ガスが導入されるプラズマ生成容器内に熱電
子放出用のフィラメントを有するイオン源に関し、より
具体的には、原料ガスを構成する元素によるフィラメン
トの劣化を抑制してフィラメントの寿命を延ばす手段に
関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のイオン源の従来例を電源と共に
図３に示す。このイオン源は、原料ガス４が導入される
プラズマ生成容器２内に、二つの電流導入端子８を用い
て、熱電子放出用のＵ字状をしたフィラメント１２を、
その脚部１２ｂで支持した構造をしている。各電流導入
端子８とプラズマ生成容器２との間は、絶縁物１０によ
って絶縁されている。プラズマ生成容器２の開口部付近
には、プラズマ生成容器２内のプラズマ６から電界の作
用でイオンビーム１６を引き出す引出し電極系１４が設
けられている。
図３に示す。このイオン源は、原料ガス４が導入される
プラズマ生成容器２内に、二つの電流導入端子８を用い
て、熱電子放出用のＵ字状をしたフィラメント１２を、
その脚部１２ｂで支持した構造をしている。各電流導入
端子８とプラズマ生成容器２との間は、絶縁物１０によ
って絶縁されている。プラズマ生成容器２の開口部付近
には、プラズマ生成容器２内のプラズマ６から電界の作
用でイオンビーム１６を引き出す引出し電極系１４が設
けられている。
【０００３】フィラメント１２は、通常は高融点金属か
ら成る。例えば、タングステンまたはタングステン合金
等のタングステン系材料から成る。
ら成る。例えば、タングステンまたはタングステン合金
等のタングステン系材料から成る。
【０００４】原料ガス４は、イオンビーム１６として引
き出したい元素を含むガスである。例えば、ホウ素また
はその化合物（即ちホウ化物。例えばＢ2Ｈ6 、ＢＦ3
等）のようなホウ素を含むガスである。なお、この明細
書で「ガス」は、蒸気を含む広い意味で使用している。
き出したい元素を含むガスである。例えば、ホウ素また
はその化合物（即ちホウ化物。例えばＢ2Ｈ6 、ＢＦ3
等）のようなホウ素を含むガスである。なお、この明細
書で「ガス」は、蒸気を含む広い意味で使用している。
【０００５】このイオン源の動作例を説明すると、真空
に排気されるプラズマ生成容器２内に原料ガス４を導入
しながら、フィラメント電源１８によってフィラメント
１２に電流を流してフィラメント１２を高温に加熱する
と共に、フィラメント１２の一端側とプラズマ生成容器
２との間にアーク電源２０からアーク放電電圧を印加す
ると、フィラメント１２から放出された熱電子がプラズ
マ生成容器２に向けて加速される間に原料ガス４と衝突
してそれを電離させて、プラズマ生成容器２内に原料ガ
ス４のプラズマ６が生成される。そしてこのプラズマ６
から、引出し電極系１４によって、イオンビーム１６が
引き出される。原料ガス４が上記例の場合は、ホウ素を
含むイオンビーム１６が引き出される。
に排気されるプラズマ生成容器２内に原料ガス４を導入
しながら、フィラメント電源１８によってフィラメント
１２に電流を流してフィラメント１２を高温に加熱する
と共に、フィラメント１２の一端側とプラズマ生成容器
２との間にアーク電源２０からアーク放電電圧を印加す
ると、フィラメント１２から放出された熱電子がプラズ
マ生成容器２に向けて加速される間に原料ガス４と衝突
してそれを電離させて、プラズマ生成容器２内に原料ガ
ス４のプラズマ６が生成される。そしてこのプラズマ６
から、引出し電極系１４によって、イオンビーム１６が
引き出される。原料ガス４が上記例の場合は、ホウ素を
含むイオンビーム１６が引き出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記イオン源において
は、その運転に伴って（より具体的にはプラズマ６の生
成に伴って）、（ａ）各電流導入端子８のプラズマ６と
の接触部分、および（ｂ）フィラメント１２の電流導入
端子８による支持部近傍に、図３に示す例のように、原
料ガス４を構成する元素５（例えばホウ素）が堆積す
る。この堆積した元素５は、その大部分は固相である
が、フィラメント側先端部分は液相である。
は、その運転に伴って（より具体的にはプラズマ６の生
成に伴って）、（ａ）各電流導入端子８のプラズマ６と
の接触部分、および（ｂ）フィラメント１２の電流導入
端子８による支持部近傍に、図３に示す例のように、原
料ガス４を構成する元素５（例えばホウ素）が堆積す
る。この堆積した元素５は、その大部分は固相である
が、フィラメント側先端部分は液相である。
【０００７】これを上記元素５としてホウ素を例に詳述
すると、フィラメント１２の熱はそれを支える電流導入
端子８を通して逃げるため、フィラメント１２から電流
導入端子８にかけては、フィラメント１２の先端付近１
２ａで一番高く（例えば３０００℃以上）、そこから両
電流導入端子８に向けて温度が低下する温度勾配が存在
する。そして、フィラメント１２の電流導入端子８によ
る支持部近傍には、原料ガス４を構成するホウ素（５）
が液相で存在する温度になる部分１３が存在する。この
部分１３は、換言すれば、ホウ素の融点（２０８０℃）
近傍の温度になる部分である。この部分１３よりもフィ
ラメント先端側は、その温度がホウ素の融点よりも高
く、特に先端付近１２ａでは遙かに高いので、ホウ素は
堆積することができない。当該部分１３よりも電流導入
端子８側は、その温度がホウ素の融点よりも低いのでホ
ウ素は固相で堆積する。
すると、フィラメント１２の熱はそれを支える電流導入
端子８を通して逃げるため、フィラメント１２から電流
導入端子８にかけては、フィラメント１２の先端付近１
２ａで一番高く（例えば３０００℃以上）、そこから両
電流導入端子８に向けて温度が低下する温度勾配が存在
する。そして、フィラメント１２の電流導入端子８によ
る支持部近傍には、原料ガス４を構成するホウ素（５）
が液相で存在する温度になる部分１３が存在する。この
部分１３は、換言すれば、ホウ素の融点（２０８０℃）
近傍の温度になる部分である。この部分１３よりもフィ
ラメント先端側は、その温度がホウ素の融点よりも高
く、特に先端付近１２ａでは遙かに高いので、ホウ素は
堆積することができない。当該部分１３よりも電流導入
端子８側は、その温度がホウ素の融点よりも低いのでホ
ウ素は固相で堆積する。
【０００８】上記部分１３ではホウ素は液相であり、こ
の液相のホウ素がフィラメント１２の組織内に浸透（換
言すれば侵入）して、フィラメント１２を劣化させる。
それによって、フィラメント１２の寿命が短くなる。な
お、上記部分１３よりも電流導入端子８側の部分ではホ
ウ素は固相で堆積するため、フィラメント１２への浸透
の原因になることはない。液相のホウ素の付着が問題な
のである。
の液相のホウ素がフィラメント１２の組織内に浸透（換
言すれば侵入）して、フィラメント１２を劣化させる。
それによって、フィラメント１２の寿命が短くなる。な
お、上記部分１３よりも電流導入端子８側の部分ではホ
ウ素は固相で堆積するため、フィラメント１２への浸透
の原因になることはない。液相のホウ素の付着が問題な
のである。
【０００９】上記のような原料ガス４を構成する元素５
がフィラメント１２に液相で付着してフィラメント１２
の組織内に浸透してフィラメント１２を劣化させる問題
は、上記元素５としてホウ素、フィラメント１２の材料
としてタングステン系材料の組み合わせの場合が特に大
きいけれども、それ以外の組み合わせの場合にも存在す
る。
がフィラメント１２に液相で付着してフィラメント１２
の組織内に浸透してフィラメント１２を劣化させる問題
は、上記元素５としてホウ素、フィラメント１２の材料
としてタングステン系材料の組み合わせの場合が特に大
きいけれども、それ以外の組み合わせの場合にも存在す
る。
【００１０】そこでこの発明は、原料ガスを構成する元
素がフィラメントの組織内に浸透してフィラメントを劣
化させることを抑制して、フィラメントの寿命を延ばす
ことを主たる目的とする。
素がフィラメントの組織内に浸透してフィラメントを劣
化させることを抑制して、フィラメントの寿命を延ばす
ことを主たる目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明のイオン源は、
前記フィラメントの一部分であって、少なくとも前記原
料ガスを構成する元素が液相で存在する温度になる部分
の周りを、フィラメントとの間に隙間をあけて囲む鞘を
備えていることを特徴としている。
前記フィラメントの一部分であって、少なくとも前記原
料ガスを構成する元素が液相で存在する温度になる部分
の周りを、フィラメントとの間に隙間をあけて囲む鞘を
備えていることを特徴としている。
【００１２】原料ガスは、例えばホウ素を含むガスであ
り、その場合は上記原料ガスを構成する元素はホウ素で
ある。フィラメントは、例えばタングステン系材料から
成る。
り、その場合は上記原料ガスを構成する元素はホウ素で
ある。フィラメントは、例えばタングステン系材料から
成る。
【００１３】上記構成によれば、少なくとも原料ガスを
構成する元素（例えばホウ素）が液相で存在する温度に
なる部分の周りは鞘で囲まれているので、この鞘が障害
となって、プラズマ生成容器内で生成されたプラズマ中
の上記元素は、上記液相温度になる部分には到達しにく
くなり、そこに付着しにくくなる。その結果、フィラメ
ントに液相で付着する上記元素を減少させることができ
るので、当該元素がフィラメントの組織内に浸透してフ
ィラメントを劣化させることを抑制して、フィラメント
の寿命を延ばすことができる。
構成する元素（例えばホウ素）が液相で存在する温度に
なる部分の周りは鞘で囲まれているので、この鞘が障害
となって、プラズマ生成容器内で生成されたプラズマ中
の上記元素は、上記液相温度になる部分には到達しにく
くなり、そこに付着しにくくなる。その結果、フィラメ
ントに液相で付着する上記元素を減少させることができ
るので、当該元素がフィラメントの組織内に浸透してフ
ィラメントを劣化させることを抑制して、フィラメント
の寿命を延ばすことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、この発明に係るイオン源
の一例を電源と共に示す概略断面図である。図３に示し
た従来例と同一または相当する部分には同一符号を付
し、以下においては当該従来例との相違点を主に説明す
る。
の一例を電源と共に示す概略断面図である。図３に示し
た従来例と同一または相当する部分には同一符号を付
し、以下においては当該従来例との相違点を主に説明す
る。
【００１５】ここでは、主として、原料ガス４は前述し
たようなホウ素を含むガスであり、フィラメント１２は
前述したようなタングステン系材料から成る場合を例に
説明する。
たようなホウ素を含むガスであり、フィラメント１２は
前述したようなタングステン系材料から成る場合を例に
説明する。
【００１６】このイオン源では、前記フィラメント１２
の両脚部１２ｂをそれぞれ支持する各電流導入端子８の
先端から、当該先端近傍にあって原料ガス４を構成する
元素（ホウ素）５が液相で存在する温度（換言すればホ
ウ素の融点近傍の温度）になる前記部分１３（図中に丸
で囲んだ部分）およびそれよりも少し先の部分にかけて
のフィラメント１２を、当該フィラメント１２との間に
隙間をあけてそれぞれ囲む二つの鞘２２を備えている。
この例で、各鞘２２を、上記部分１３の周りを囲むだけ
でなく、上記のような長い構造にしている理由は後述す
る。
の両脚部１２ｂをそれぞれ支持する各電流導入端子８の
先端から、当該先端近傍にあって原料ガス４を構成する
元素（ホウ素）５が液相で存在する温度（換言すればホ
ウ素の融点近傍の温度）になる前記部分１３（図中に丸
で囲んだ部分）およびそれよりも少し先の部分にかけて
のフィラメント１２を、当該フィラメント１２との間に
隙間をあけてそれぞれ囲む二つの鞘２２を備えている。
この例で、各鞘２２を、上記部分１３の周りを囲むだけ
でなく、上記のような長い構造にしている理由は後述す
る。
【００１７】各鞘２２がフィラメント１２との間に隙間
をあけて囲むのは、仮に各鞘２２がフィラメント１２に
接触していると、当該鞘２２を通してフィラメント１２
の熱が逃げるので、単に各電流導入端子８を延長したの
と大差がなくなり、上記部分１３が各鞘２２の先端より
も更に先の方へ移動して当該部分１３を鞘２２で囲むこ
とが困難になるからである。
をあけて囲むのは、仮に各鞘２２がフィラメント１２に
接触していると、当該鞘２２を通してフィラメント１２
の熱が逃げるので、単に各電流導入端子８を延長したの
と大差がなくなり、上記部分１３が各鞘２２の先端より
も更に先の方へ移動して当該部分１３を鞘２２で囲むこ
とが困難になるからである。
【００１８】各鞘２２は、筒状のもの、より具体例とし
ては円筒状のものである。即ち、各鞘２２は、換言すれ
ば、筒、より具体例としては円筒である。各鞘２２の材
質は、フィラメント１２による加熱に耐えるものにす
る。例えば、各鞘２２は、加熱時のフィラメント１２の
最高温度よりも融点の高い高融点金属で形成するのが好
ましい。そのようなものの一例としてタンタルが挙げら
れる。あるいは、セラミックス等の絶縁物で形成しても
良い。各鞘２２は、導電物製か絶縁物製かは問わない。
ては円筒状のものである。即ち、各鞘２２は、換言すれ
ば、筒、より具体例としては円筒である。各鞘２２の材
質は、フィラメント１２による加熱に耐えるものにす
る。例えば、各鞘２２は、加熱時のフィラメント１２の
最高温度よりも融点の高い高融点金属で形成するのが好
ましい。そのようなものの一例としてタンタルが挙げら
れる。あるいは、セラミックス等の絶縁物で形成しても
良い。各鞘２２は、導電物製か絶縁物製かは問わない。
【００１９】このイオン源によれば、少なくとも原料ガ
ス４を構成するホウ素（５）が液相で存在する温度にな
る部分１３の周りは鞘２２で囲まれているので、この鞘
２２が障害となって、プラズマ生成容器２内で生成され
たプラズマ６中のホウ素は、上記液相温度になる部分１
３には到達しにくくなり、そこに付着しにくくなる。そ
の結果、フィラメント１２に液相で付着するホウ素を減
少させることができる。
ス４を構成するホウ素（５）が液相で存在する温度にな
る部分１３の周りは鞘２２で囲まれているので、この鞘
２２が障害となって、プラズマ生成容器２内で生成され
たプラズマ６中のホウ素は、上記液相温度になる部分１
３には到達しにくくなり、そこに付着しにくくなる。そ
の結果、フィラメント１２に液相で付着するホウ素を減
少させることができる。
【００２０】これを詳述すると、プラズマ６中のホウ素
（５）は、例えば図１に示す例のように、各電流導入端
子８のプラズマ６との接触部分および各鞘２２の外面に
は、温度が低いこともあって、固相で堆積する。しか
し、各鞘２２の中には、フィラメント１２との間の隙間
を通る経路しかないので、プラズマ６中のホウ素は入り
込みにくく、各鞘２２の奥にある上記部分１３にはホウ
素は殆ど到達しない。この理由から、各鞘２２は、上記
部分１３の周りだけでなく、この実施例のように、上記
部分１３よりもある程度先の部分まで囲む長さのものに
しておくのが好ましい。また、各鞘２２の内壁とフィラ
メント１２との間の隙間は、あまり大きくしない方が好
ましい。例えば、１〜２ｍｍ程度にするのが好ましい。
（５）は、例えば図１に示す例のように、各電流導入端
子８のプラズマ６との接触部分および各鞘２２の外面に
は、温度が低いこともあって、固相で堆積する。しか
し、各鞘２２の中には、フィラメント１２との間の隙間
を通る経路しかないので、プラズマ６中のホウ素は入り
込みにくく、各鞘２２の奥にある上記部分１３にはホウ
素は殆ど到達しない。この理由から、各鞘２２は、上記
部分１３の周りだけでなく、この実施例のように、上記
部分１３よりもある程度先の部分まで囲む長さのものに
しておくのが好ましい。また、各鞘２２の内壁とフィラ
メント１２との間の隙間は、あまり大きくしない方が好
ましい。例えば、１〜２ｍｍ程度にするのが好ましい。
【００２１】また、各電流導入端子８の先端と各鞘２２
との間は離れていても良いけれども、そうすると両者
８、２２間の空間を通して上記部分１３にホウ素が到達
しやすくなるので、この実施例のように、両者８、２２
を接続して両者８、２２間に空間が生じないようにして
おくのが好ましい。しかもそのようにすると、各電流導
入端子８によって各鞘２２を支持することができるの
で、各鞘２２の支持も容易になる。
との間は離れていても良いけれども、そうすると両者
８、２２間の空間を通して上記部分１３にホウ素が到達
しやすくなるので、この実施例のように、両者８、２２
を接続して両者８、２２間に空間が生じないようにして
おくのが好ましい。しかもそのようにすると、各電流導
入端子８によって各鞘２２を支持することができるの
で、各鞘２２の支持も容易になる。
【００２２】このイオン源によれば、上記のような作用
によって、フィラメント１２に液相で付着するホウ素を
減少させることができるので、当該ホウ素がフィラメン
ト１２の組織内に浸透してフィラメント１２を劣化させ
ることを抑制して、フィラメント１２の寿命を延ばすこ
とができる。その結果、イオン源の保守サイクルを延ば
すと共に、イオン源の性能の安定性が向上する。ひいて
は、当該イオン源を用いたイオン注入装置やイオンドー
ピング装置等の運転コストの低減および性能安定性の向
上が可能になる。
によって、フィラメント１２に液相で付着するホウ素を
減少させることができるので、当該ホウ素がフィラメン
ト１２の組織内に浸透してフィラメント１２を劣化させ
ることを抑制して、フィラメント１２の寿命を延ばすこ
とができる。その結果、イオン源の保守サイクルを延ば
すと共に、イオン源の性能の安定性が向上する。ひいて
は、当該イオン源を用いたイオン注入装置やイオンドー
ピング装置等の運転コストの低減および性能安定性の向
上が可能になる。
【００２３】図２に、図１中の鞘２２付近のより具体例
を拡大して示す。この例では、電流導入端子８の先端部
には、フィラメント１２の脚部１２ｂをつかんで保持す
るチャック部９が形成されており、その外周部は雄ねじ
になっている。９ａはスリット（割り）である。このチ
ャック部９に螺合させてフィラメント１２を固定するナ
ット部２４と、円筒状の前記鞘２２とを一体で形成して
いる。
を拡大して示す。この例では、電流導入端子８の先端部
には、フィラメント１２の脚部１２ｂをつかんで保持す
るチャック部９が形成されており、その外周部は雄ねじ
になっている。９ａはスリット（割り）である。このチ
ャック部９に螺合させてフィラメント１２を固定するナ
ット部２４と、円筒状の前記鞘２２とを一体で形成して
いる。
【００２４】電流導入端子８（チャック部９を含む）の
材質はモリブデン、鞘２２およびナット部２４の材質は
タンタル、フィラメント１２の材質はタングステンであ
る。チャック部９とナット部２４とを異種金属にして、
焼き付きを防止している。使用する原料ガス４は、例え
ばＢ2Ｈ6 、ＢＦ3 等のホウ化物を含むガスである。
材質はモリブデン、鞘２２およびナット部２４の材質は
タンタル、フィラメント１２の材質はタングステンであ
る。チャック部９とナット部２４とを異種金属にして、
焼き付きを防止している。使用する原料ガス４は、例え
ばＢ2Ｈ6 、ＢＦ3 等のホウ化物を含むガスである。
【００２５】この例の場合、ホウ素が液相で存在する温
度になる部分１３の中心とチャック部９の先端との間の
距離Ｌ1 は、約２ｍｍである。但し、この距離Ｌ1 は、
フィラメント１２の加熱温度や支持構造等によって、２
ｍｍから上下することもある。鞘２２の長さは、約１５
ｍｍである。正確には、チャック部９の先端と鞘２２の
先端との間の距離Ｌ2 が約１５ｍｍである。但しこの距
離Ｌ2 は、１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度にしても良い。フィ
ラメント１２の直径Ｄ1 は１ｍｍである。鞘２２の内径
Ｄ2 は４ｍｍであるが、３ｍｍ程度にしても良い。
度になる部分１３の中心とチャック部９の先端との間の
距離Ｌ1 は、約２ｍｍである。但し、この距離Ｌ1 は、
フィラメント１２の加熱温度や支持構造等によって、２
ｍｍから上下することもある。鞘２２の長さは、約１５
ｍｍである。正確には、チャック部９の先端と鞘２２の
先端との間の距離Ｌ2 が約１５ｍｍである。但しこの距
離Ｌ2 は、１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度にしても良い。フィ
ラメント１２の直径Ｄ1 は１ｍｍである。鞘２２の内径
Ｄ2 は４ｍｍであるが、３ｍｍ程度にしても良い。
【００２６】上記のような鞘２２を有していないのが従
来のイオン源であり、その場合のフィラメント１２が折
れる（あるいは切れる）までの寿命は約３０〜５０時間
であった。これに対して、図２に示すような鞘２２を設
けたこの発明に係るイオン源では、フィラメント１２の
寿命は約３００時間であり、従来の５〜１０倍というよ
うに、フィラメント１２の寿命が著しく延びた。
来のイオン源であり、その場合のフィラメント１２が折
れる（あるいは切れる）までの寿命は約３０〜５０時間
であった。これに対して、図２に示すような鞘２２を設
けたこの発明に係るイオン源では、フィラメント１２の
寿命は約３００時間であり、従来の５〜１０倍というよ
うに、フィラメント１２の寿命が著しく延びた。
【００２７】なお、原料ガス４の種類およびフィラメン
ト１２の材質等は、上記例以外のものでも良い。また、
フィラメント１２の形状も、上記例以外のものでも良
い。例えば、直線状のフィラメント１２の両端部を電流
導入端子８でそれぞれ支持した構造等でも良い。
ト１２の材質等は、上記例以外のものでも良い。また、
フィラメント１２の形状も、上記例以外のものでも良
い。例えば、直線状のフィラメント１２の両端部を電流
導入端子８でそれぞれ支持した構造等でも良い。
【００２８】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、上記の
ような鞘を備えているので、原料ガスを構成する元素が
フィラメントの組織内に浸透してフィラメントを劣化さ
せることを抑制して、フィラメントの寿命を延ばすこと
ができる。
ような鞘を備えているので、原料ガスを構成する元素が
フィラメントの組織内に浸透してフィラメントを劣化さ
せることを抑制して、フィラメントの寿命を延ばすこと
ができる。
【図１】この発明に係るイオン源の一例を電源と共に示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
【図２】図１中の鞘付近のより具体例を拡大して示す断
面図である。
面図である。
【図３】従来のイオン源の一例を電源と共に示す概略断
面図である。
面図である。
２ プラズマ生成容器
４ 原料ガス
５ 原料ガスを構成する元素
８ 電流導入端子
１２ フィラメント
１３ 液相で存在する温度になる部分
２２ 鞘（さや）
Claims (2)
- 【請求項１】 原料ガスが導入されるプラズマ生成容器
内に、電流導入端子を用いて、熱電子放出用のフィラメ
ントを支持しているイオン源において、前記フィラメン
トの一部分であって、少なくとも前記原料ガスを構成す
る元素が液相で存在する温度になる部分の周りを、フィ
ラメントとの間に隙間をあけて囲む鞘を備えていること
を特徴とするイオン源。 - 【請求項２】 ホウ素を含む原料ガスが導入されるプラ
ズマ生成容器内に、電流導入端子を用いて、熱電子放出
用のタングステン系材料から成るフィラメントを支持し
ているイオン源において、前記フィラメントの一部分で
あって、少なくとも前記原料ガスを構成するホウ素が液
相で存在する温度になる部分の周りを、フィラメントと
の間に隙間をあけて囲む鞘を備えていることを特徴とす
るイオン源。
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