JP2009059628A - イオン源 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係るイオン源10は、微小開孔22を有し、内部に原料ガスが供給される容器20と、ビーム軸K方向に沿って延びると共に先端が尖り、この先端を微小開孔22に向けて容器20内に配置される電界電離電極23と、を備え、ビーム軸K方向と直交する共通の平面上での微小開孔22の開孔面積22sと電界電離電極23の断面積23sとの差であるガス噴出面積Gsが電界電離電極23の先端又は前記先端よりも僅かに基部側で最小になると共に他の位置では前記最小の面積よりも大きくなるように、容器20の微小開孔22を規定する内周面22aが形成されることを特徴とする。
【選択図】図2
Description
従って、電界電離型イオン源においてイオンビーム電流Iを大きくして放出イオンの輝度を高める、即ち、高輝度なイオンビームを得るためには、針状電極先端近傍の温度を下げる構成、又は針状電極先端近傍のガス圧を高くする構成、の少なくとも一方が必要となる。
ただし、θはK軸に対する観測位置の座標と微小開孔22とを結ぶ線のなす角度、rはビーム軸Kと直交する方向への当該ビーム軸Kからの距離、zはビーム軸K上の微小開孔22出口からの距離、aは係数である。
20 容器
22 微小開孔
22a 内周面
22s 開孔面積
23 ニードル電極(電界電離電極)
23s ニードル電極の断面積
30 引出電極
40 印加用電源
Gs ガス噴出面積
K ビーム軸
Claims (8)
- イオンビームを照射するためのイオン源であって、
微小開孔を有し、内部に原料ガスが供給される容器と、
前記イオンビームのビーム軸方向に沿って延びると共に先端が尖り、この先端を前記微小開孔に向けて前記容器内に配置される電界電離電極と、
前記微小開孔を介して前記電界電離電極と対向するように前記容器の外部に配置される引出電極と、
前記引出電極と電界電離電極との間に電界電離電圧を印加する印加用電源と、を備え、
前記ビーム軸方向と直交する共通の平面上での前記微小開孔の開孔面積と前記電界電離電極の断面積との差であるガス噴出面積が前記電界電離電極の先端又は前記先端よりも僅かに基部側で最小になると共に他の位置では前記最小の面積よりも大きくなるように、前記容器の微小開孔を規定する内周面が形成されることを特徴とするイオン源。 - 請求項1に記載のイオン源において、
前記容器のうち少なくとも前記微小開孔の周辺部が絶縁物であることを特徴とするイオン源。 - 請求項1又は2に記載のイオン源において、
前記ガス噴出面積が前記内周面の前記イオンビームの照射方向側端部において最小となるように前記電界電離電極の外周面及び前記容器の微小開孔を規定する内周面の形状並びにこれら電界電離電極の外周面と容器の微小開孔を規定する内周面との相対位置が決められていることを特徴とするイオン源。 - 請求項3に記載のイオン源において、
前記容器の微小開孔を規定する内周面は、前記イオンビームの照射方向に沿って開孔面積が一定の割合で減少する形状を有することを特徴とするイオン源。 - 請求項4に記載のイオン源において、
前記電界電離電極先端は、前記イオンビームの照射方向に沿って、当該照射方向と直交する断面積が減少する形状を有し、
前記開孔面積の減少する割合よりも前記断面積の減少する割合の方が小さいことを特徴とするイオン源。 - 請求項3乃至5のいずれか一項に記載のイオン源において、
前記電界電離電極先端が前記微小開孔から前記イオンビームの照射方向側に突出することを特徴とするイオン源。 - 請求項1又は2に記載のイオン源において、
前記内周面は、前記ガス噴出面積が前記電界電離電極の基部側端部で最小となり又は前記ビーム軸方向における中間部で最小となり、この最小となった位置から前記イオンビームの照射方向に向かって前記ガス噴出面積が大きくなるように形成されることを特徴とするイオン源。 - 請求項1乃至7のいずれか一項に記載のイオン源において、
前記容器は、真空チャンバー内に設置されることを特徴とするイオン源。
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