JP2894171B2 - イオン源装置 - Google Patents
イオン源装置Info
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- JP2894171B2 JP2894171B2 JP22825893A JP22825893A JP2894171B2 JP 2894171 B2 JP2894171 B2 JP 2894171B2 JP 22825893 A JP22825893 A JP 22825893A JP 22825893 A JP22825893 A JP 22825893A JP 2894171 B2 JP2894171 B2 JP 2894171B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱フィラメントを用い
たバケット型のイオン源装置に関する。
たバケット型のイオン源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のイオン源装置のプラズマ生成部
は、図３に示すようになっている。同図において、１は
アークチャンバー、２はアークチャンバー１を貫通した
２個の電流導入端子、３は両端が両端子２に接続された
Ｕ字状のフィラメント、４は両端が両端子２に接続され
たフィラメント電源、５はアーク電源であり、プラス極
がアークチャンバー１に接続され、マイナス極がフィラ
メント電源４のマイナス極に接続されている。
は、図３に示すようになっている。同図において、１は
アークチャンバー、２はアークチャンバー１を貫通した
２個の電流導入端子、３は両端が両端子２に接続された
Ｕ字状のフィラメント、４は両端が両端子２に接続され
たフィラメント電源、５はアーク電源であり、プラス極
がアークチャンバー１に接続され、マイナス極がフィラ
メント電源４のマイナス極に接続されている。
【０００３】そして、フィラメント電源４によりフィラ
メント３にフィラメント加熱電流が供給され、アーク電
源５によりアーク電圧が印加され、フィラメント３から
放出された熱電子が加速され、アークチャンバー１内の
ガスを電離し、プラズマ６が生成される。
メント３にフィラメント加熱電流が供給され、アーク電
源５によりアーク電圧が印加され、フィラメント３から
放出された熱電子が加速され、アークチャンバー１内の
ガスを電離し、プラズマ６が生成される。
【０００４】そして、フィラメント３は、図４に示すよ
うに、カスプ磁場を構成する磁石７と磁石７との間に装
着された電流導入端子２に支持されている。しかし、こ
の場合、カスプ磁場がフィラメント電流による磁場に与
える影響が考慮されておらず、各フィラメント３を流れ
る電流の方向は、全て同一方向である。
うに、カスプ磁場を構成する磁石７と磁石７との間に装
着された電流導入端子２に支持されている。しかし、こ
の場合、カスプ磁場がフィラメント電流による磁場に与
える影響が考慮されておらず、各フィラメント３を流れ
る電流の方向は、全て同一方向である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の前記イオン源装
置の場合、カスプ磁場がフィラメント電流による磁場に
与える影響が考慮されていないため、フィラメントを流
れる電流の方向によっては、効率よくプラズマを生成で
きないという問題点がある。
置の場合、カスプ磁場がフィラメント電流による磁場に
与える影響が考慮されていないため、フィラメントを流
れる電流の方向によっては、効率よくプラズマを生成で
きないという問題点がある。
【０００６】ここで、フィラメント電流の方向と、その
フィラメント電流による磁場と、カスプ磁場の関係を、
図５及び図６を参照して説明する。両図のａは正面図、
ｂはａのＳ断面図、ｃはａのＴ断面図であり、Ｂはカス
プ磁場を示す。
フィラメント電流による磁場と、カスプ磁場の関係を、
図５及び図６を参照して説明する。両図のａは正面図、
ｂはａのＳ断面図、ｃはａのＴ断面図であり、Ｂはカス
プ磁場を示す。
【０００７】フィラメント電流の流れる方向が図５に示
す方向である場合、同図ｂに示すａのＳの部分におい
て、フィラメント３の上方，即ちアークチャンバー１の
壁側では、フィラメント電流による磁場とカスプ磁場Ｂ
とが弱め合った弱い磁場であり、熱電子が飛び出し易
く、フィラメント３の下方，即ちプラズマ６の生成され
る側では、フィラメント電流による磁場とカスプ磁場Ｂ
とが重畳して強め合った強い磁場であり、熱電子が飛び
出し難い。
す方向である場合、同図ｂに示すａのＳの部分におい
て、フィラメント３の上方，即ちアークチャンバー１の
壁側では、フィラメント電流による磁場とカスプ磁場Ｂ
とが弱め合った弱い磁場であり、熱電子が飛び出し易
く、フィラメント３の下方，即ちプラズマ６の生成され
る側では、フィラメント電流による磁場とカスプ磁場Ｂ
とが重畳して強め合った強い磁場であり、熱電子が飛び
出し難い。
【０００８】また、同図ｃに示すａのＴの部分におい
て、フィラメント３の折り返し部の内側では、フィラメ
ント電流による磁場とカスプ磁場Ｂとが弱め合った弱い
磁場であり、フィラメント３の折り返し部の外側，即ち
プラズマ６の生成される側では、フィラメント電流によ
る磁場とカスプ磁場とが重畳して強め合った強い磁場で
ある。即ち、図５の場合、プラズマ６の生成される側へ
は熱電子が飛び出し難く、効率よくプラズマ６を生成す
ることができない。
て、フィラメント３の折り返し部の内側では、フィラメ
ント電流による磁場とカスプ磁場Ｂとが弱め合った弱い
磁場であり、フィラメント３の折り返し部の外側，即ち
プラズマ６の生成される側では、フィラメント電流によ
る磁場とカスプ磁場とが重畳して強め合った強い磁場で
ある。即ち、図５の場合、プラズマ６の生成される側へ
は熱電子が飛び出し難く、効率よくプラズマ６を生成す
ることができない。
【０００９】つぎに、フィラメント電流の流れる方向が
図６に示す方向である場合、同図ｂに示すａのＳの部分
において、フィラメント３の上方，即ちアークチャンバ
ー１の壁側では、フィラメント電流による磁場とカスプ
磁場Ｂとが強め合った強い磁場であり、熱電子が飛び出
し難く、フィラメント３の下方，即ちプラズマ６の生成
される側では、フィラメント電流による磁場とカスプ磁
場Ｂとが弱め合った弱い磁場であり、熱電子が飛び出し
易い。
図６に示す方向である場合、同図ｂに示すａのＳの部分
において、フィラメント３の上方，即ちアークチャンバ
ー１の壁側では、フィラメント電流による磁場とカスプ
磁場Ｂとが強め合った強い磁場であり、熱電子が飛び出
し難く、フィラメント３の下方，即ちプラズマ６の生成
される側では、フィラメント電流による磁場とカスプ磁
場Ｂとが弱め合った弱い磁場であり、熱電子が飛び出し
易い。
【００１０】また、同図ｃに示すａのＴの部分におい
て、フィラメント３の折り返し部の内側では、フィラメ
ント電流による磁場とカスプ磁場Ｂとが強め合った強い
磁場であり、フィラメント３の折り返し部の外側，即ち
プラズマ６の生成される側では、フィラメント電流によ
る磁場とカスプ磁場とが弱め合った弱い磁場である。
て、フィラメント３の折り返し部の内側では、フィラメ
ント電流による磁場とカスプ磁場Ｂとが強め合った強い
磁場であり、フィラメント３の折り返し部の外側，即ち
プラズマ６の生成される側では、フィラメント電流によ
る磁場とカスプ磁場とが弱め合った弱い磁場である。
【００１１】即ち、図６の場合、図５の場合とは全く逆
となり、プラズマ６の生成される側へは熱電子が飛び出
し易く、効率よくプラズマ６を生成することができる。
本発明は、前記の点に留意し、プラズマの生成される側
へ熱電子を飛び出し易くし、効率よくプラズマを生成で
きるイオン源装置を提供することを目的とする。
となり、プラズマ６の生成される側へは熱電子が飛び出
し易く、効率よくプラズマ６を生成することができる。
本発明は、前記の点に留意し、プラズマの生成される側
へ熱電子を飛び出し易くし、効率よくプラズマを生成で
きるイオン源装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のイオン源装置は、フィラメント取付部に，
隣接する極が互いに異なりカスプ磁場を形成する磁石を
配設し、隣接する前記磁石間にそれぞれフィラメントを
設け、隣接する前記各フィラメントを流れる電流の方向
を逆方向にし、フィラメントのプラズマの生成される側
でフィラメント電流による磁場とカスプ磁場とが弱め合
うようにしたものである。
に、本発明のイオン源装置は、フィラメント取付部に，
隣接する極が互いに異なりカスプ磁場を形成する磁石を
配設し、隣接する前記磁石間にそれぞれフィラメントを
設け、隣接する前記各フィラメントを流れる電流の方向
を逆方向にし、フィラメントのプラズマの生成される側
でフィラメント電流による磁場とカスプ磁場とが弱め合
うようにしたものである。
【００１３】
【作用】前記のように構成された本発明のイオン源装置
は、フィラメントのアークチャンバーの壁側及びフィラ
メントの折り返し部の内側では、フィラメント電流によ
る磁場とカスプ磁場とが強め合った強い磁場となり、熱
電子が飛び出し難く、一方、フィラメントのプラズマの
生成される側では、フィラメント電流による磁場とカス
プ磁場とが弱め合った弱い磁場となり、熱電子が飛び出
し易く、効率よくプラズマが生成される。
は、フィラメントのアークチャンバーの壁側及びフィラ
メントの折り返し部の内側では、フィラメント電流によ
る磁場とカスプ磁場とが強め合った強い磁場となり、熱
電子が飛び出し難く、一方、フィラメントのプラズマの
生成される側では、フィラメント電流による磁場とカス
プ磁場とが弱め合った弱い磁場となり、熱電子が飛び出
し易く、効率よくプラズマが生成される。
【００１４】
【実施例】実施例について図１及び図２を参照して説明
する。それらの図において図３ないし図６と同一符号は
同一もしくは相当するものを示す。まず、実施例１を示
した図１は、円形バケット型イオン源装置のフィラメン
トが２本の場合の下面図，即ちアークチャンバーの内側
から見た図であり、隣接する各磁石７の極が互いに異な
り、磁石７間のフィラメント３は、隣接するフィラメン
ト３の間では逆方向であり、フィラメント３のプラズマ
の生成される側で、フィラメント電流による磁場とカス
プ磁場とが弱め合うようになっており、フィラメント３
から熱電子が飛び出し易くなっている。
する。それらの図において図３ないし図６と同一符号は
同一もしくは相当するものを示す。まず、実施例１を示
した図１は、円形バケット型イオン源装置のフィラメン
トが２本の場合の下面図，即ちアークチャンバーの内側
から見た図であり、隣接する各磁石７の極が互いに異な
り、磁石７間のフィラメント３は、隣接するフィラメン
ト３の間では逆方向であり、フィラメント３のプラズマ
の生成される側で、フィラメント電流による磁場とカス
プ磁場とが弱め合うようになっており、フィラメント３
から熱電子が飛び出し易くなっている。
【００１５】つぎに、実施例２を示した図２は、角形バ
ケット型イオン源装置のフィラメントが４本の場合であ
り、図１の場合と同様、フィラメント３のプラズマの生
成される側でフィラメント３から熱電子が飛び出し易く
なっている。
ケット型イオン源装置のフィラメントが４本の場合であ
り、図１の場合と同様、フィラメント３のプラズマの生
成される側でフィラメント３から熱電子が飛び出し易く
なっている。
【００１６】なお、フィラメントの本数，アークチャン
バーの形状にかかわらず、フィラメントのプラズマの生
成される側で、フィラメント電流による磁場とカスプ磁
場とが弱め合うように配置すればよい。また、図１の円
形バケット型のフィラメントが２本の場合につき、本発
明の場合と図３の関係にある場合とを実験した結果、同
じビーム引出し電流を得るのに必要なアーク電源の電流
は、本発明の方が約１５％少なかった。
バーの形状にかかわらず、フィラメントのプラズマの生
成される側で、フィラメント電流による磁場とカスプ磁
場とが弱め合うように配置すればよい。また、図１の円
形バケット型のフィラメントが２本の場合につき、本発
明の場合と図３の関係にある場合とを実験した結果、同
じビーム引出し電流を得るのに必要なアーク電源の電流
は、本発明の方が約１５％少なかった。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載する効果を奏する。本発明のイ
オン源装置は、フィラメントのアークチャンバーの壁側
及びフィラメントの折り返し部の内側では、フィラメン
ト電流による磁場とカスプ磁場とが強め合った強い磁場
となり、熱電子が飛び出し難く、一方、フィラメントの
プラズマの生成される側では、フィラメント電流による
磁場とカスプ磁場とが弱め合った弱い磁場となり、熱電
子が飛び出し易く、効率よくプラズマを生成することが
できる。
ているので、以下に記載する効果を奏する。本発明のイ
オン源装置は、フィラメントのアークチャンバーの壁側
及びフィラメントの折り返し部の内側では、フィラメン
ト電流による磁場とカスプ磁場とが強め合った強い磁場
となり、熱電子が飛び出し難く、一方、フィラメントの
プラズマの生成される側では、フィラメント電流による
磁場とカスプ磁場とが弱め合った弱い磁場となり、熱電
子が飛び出し易く、効率よくプラズマを生成することが
できる。
【図１】本発明の実施例１の下面図である。
【図２】本発明の実施例２の下面図である。
【図３】イオン源装置の正面図である。
【図４】図３の一部の側面図である。
【図５】ａ，ｂ，ｃは磁場説明用の正面図，Ｓ断面図，
Ｔ断面図である。
Ｔ断面図である。
【図６】ａ，ｂ，ｃは他の磁場説明用の正面図，Ｓ断面
図，Ｔ断面図である。
図，Ｔ断面図である。
３ フィラメント ７ 磁石
Claims (1)
- 【請求項１】 フィラメント取付部に，隣接する極が互
いに異なりカスプ磁場を形成する磁石を配設し、隣接す
る前記磁石間にそれぞれフィラメントを設け、隣接する
前記各フィラメントを流れる電流の方向を逆方向にし、
前記各フィラメントのプラズマの生成される側でフィラ
メント電流による磁場とカスプ磁場とが弱め合うように
したイオン源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22825893A JP2894171B2 (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | イオン源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22825893A JP2894171B2 (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | イオン源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0757674A JPH0757674A (ja) | 1995-03-03 |
| JP2894171B2 true JP2894171B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=16873655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22825893A Expired - Fee Related JP2894171B2 (ja) | 1993-08-19 | 1993-08-19 | イオン源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2894171B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4111186B2 (ja) * | 2004-11-18 | 2008-07-02 | 日新電機株式会社 | イオン照射装置 |
-
1993
- 1993-08-19 JP JP22825893A patent/JP2894171B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0757674A (ja) | 1995-03-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |