JP2644747B2 - 液体金属イオン源 - Google Patents

液体金属イオン源

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JP2644747B2
JP2644747B2 JP7741387A JP7741387A JP2644747B2 JP 2644747 B2 JP2644747 B2 JP 2644747B2 JP 7741387 A JP7741387 A JP 7741387A JP 7741387 A JP7741387 A JP 7741387A JP 2644747 B2 JP2644747 B2 JP 2644747B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はイオン源に係り、特に小型、低コストの制御
部を有する液体金属イオン源に関する。
〔従来の技術〕
従来の集束イオンビーム装置の一例として「プローシ
ーデイングズ・オブ、ナインス・シンボジウム・オン・
アイシヤツト85、トーキヨウ（1985年）第66頁から第72
頁（Proc.9th Symp.On ISIAT′85,Tokyo（1985）PP65−
72）」において論じられているイオン源の構成図を第２
図に示す。この集束イオンビーム装置はGaを搭載したイ
オン放出部１、引出し電極２、シールド電極３よりなる
液体金属イオン源とビームを集束する静電レンズ８とビ
ームを偏向する８重極静電偏向器９を有している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術は放出イオン電流量を制御する制御電源
６が加速電源５により高電圧に浮いており制御電源６へ
のエネルギー供給のために絶縁トランスが必要であり、
絶縁性確保のため装置が大型化する傾向があつた。ま
た、液体金属イオン源は第３図に示すようにスレツシヨ
ルド電圧Vthから急激に電流が立ち上るVe−Ｉ特性を有
するため、放出イオン電流Ｉを決定するには制御電圧と
Vthの和を引出し電極に印加する必要があり高電圧仕様
の制御電源６が必要であつた。本発明は上述したような
問題点を解決し、装置の小型化や低コスト化に適した液
体金属イオン源の提供を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は引出し電極と制御電源の間にレベルシフタ
を設けることによつて達成される。
〔作用〕
レベルシフタの負極電位を変化させる事で、高電圧に
レベルシフタした正極電位（引出し電極電位）を変化さ
せられるため、制御電源を接地電位基準で動作させるこ
とができる。また、引き出しスレツシヨルド電圧Vthを
も含めてシフト電圧を設定することで制御電源に必要な
出力電圧範囲が小さくできる。
〔実施例〕
以下、発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図は本発明の一実施例になる液体金属イオン源の
構成図である。イオン放出部１にはステンレス製のチツ
プにGaInSn合金を搭載したものを用い、レベルシフタ７
にはツエナーダイオードを直列接続したものを用いた。
ツェナーダイオード等の受動型定電圧素子に定電圧を発
生させるには、素子内に電流を流す必要があるが、本実
施例の場合、引出電極２に流入するイオン電流を利用し
ている。加速電源５の電圧を15KVとし、レベルシフタ７
の電圧降下を8KVに設定した場合、制御電源６の出力電
圧を０〜2KV変化させる事で放出イオン電流を１〜50μ
Ａ変化させることができた。この実施例では制御電源６
が接地電位基準で動作できるため、絶縁トランスが不要
となつており、制御電源６も０〜2KVと出力電圧範囲の
狭いもので十分であるため、装置を小型低コストに構成
できた。
第４図は引出し電極電位を固定し、シールド電極３の
電位を変えて放出イオン電流量を変化させた例で、制御
電源６の出力電圧を０〜1KV変化させることで、放出イ
オン電流を０〜50μＡ変化させることができた。この場
合も第１図に示した例と同様の効果を得ることができ
た。
本実施例では制御電源６に一般的な可変電圧電源を用
いたが、回路の特質上吸込み電流を制御できれば良いた
め、トランジスタのオープンコレクタや真空管のオープ
ンアノード回路が使用でき、かかる構成をとれば、更に
回路を簡略化することができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、高電圧に浮いた制御回路を無くし、
かつ絶縁トランスも省略でき、制御電源に必要とされる
電圧も低くでき、装置の小型化、低コスト化に多大の効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図および第４図は本発明の一実施例を示す構成図、
第２図は従来装置の構成図、第３図は液体金属イオン源
特有のVe−Ｉ特性を示すグラフである。 １……イオン放出部、２……引出し電極、３……シール
ド電極、５……加速電源、６……制御電源、７……レベ
ルシフタ、８……静電レンズ、９……偏向器。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】溶離金属により構成されたイオン放出部
    と、イオン放出部からイオンビームを引き出すための引
    出電極と、該引出電極と前記イオン放出部間にシールド
    電極を備えた液体金属イオン源において、前記引出電極
    にはレベルシフタを介して制御電源が接続されることを
    特徴とする液体金属イオン源
  2. 【請求項２】溶離金属により構成されたイオン放出部
    と、イオン放出部からイオンビームを引き出すための引
    出電極と、該引出電極と前記イオン放出部間にシールド
    電極を備えた液体金属イオン源において、前記シールド
    電極にはレベルシフタを介して制御電源が接続されるこ
    とを特徴とする液体金属イオン源
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