JP5822767B2 - イオン源装置及びイオンビーム生成方法 - Google Patents
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Description
図1において、本イオン源装置は、プラズマ形成用空間を持つアークチャンバー10を備える。アークチャンバー10は、筒状、ここでは円筒状のものを横向きとし、中心軸方向の一端側(背面側)に電子源を構成している。図3で説明した電子源と同様、本イオン源装置における電子源もフィラメント11、カソード12を含む。カソード12は、その熱電子放出面から、中性分子を電離するビーム電子を生成するための熱電子を放出する。アークチャンバー10の中心軸方向の他端側(正面側)の内部には、プラズマ形成用空間を間においてカソード12の熱電子放出面と対向するようにリペラ13を設置している。アークチャンバー10の中心軸方向の他端の中心には、イオンビームの出口開口10−1が設けられている。このほか、アークチャンバー10にはプラズマ形成用空間内にソースガスを導入するためのガス導入部が設けられるが、図示は省略している。
次に、開口部13−1の作用について説明する。
10−1 出口開口
11、21 フィラメント
12、22 カソード
13、23 リペラ
13−1 開口部
14−1、24 サプレッション電極
14−2、25 GND電極
16、26 フィラメント電源
17、27 カソード電源
18、28 アーク電源
19 ヒートシールド
30 ソース磁場装置
30−1 ソレノイドコイル
40 蓋部材
45 リペラ位置調整装置
46 軸部材
Claims (8)
- プラズマ形成用空間を持つアークチャンバーの一端側に中性分子を電離するビーム電子を生成するための熱電子を放出するカソードを設け、他端側にはイオンビームの出口開口を設けると共に、前記アークチャンバーの他端側の内部には前記プラズマ形成用空間を間において前記カソードの熱電子放出面に対向するようにリペラを配置した構成を備え、
前記プラズマ形成用空間に、前記カソードと前記リペラを結ぶ軸と平行な方向にソース磁場装置により誘起される外部磁場Bを印加するよう構成し、
前記リペラのうち、前記プラズマ形成用空間に形成されたプラズマ中の最もプラズマ密度の高い部分に対応する箇所に開口部を設け、該開口部からイオンビームを引き出すよう構成し、
前記リペラは電位をかけずにフローティングとするか、又は、前記リペラに、アークチャンバーに対して負の定電位あるいは負の可変電位を印加する構成としたことを特徴とするイオンビーム生成用のイオン源装置。 - 前記イオンビームの引出方向が前記カソードと前記リペラを結ぶ軸と平行であることを特徴とする請求項1に記載のイオン源装置。
- 前記開口部は、前記アークチャンバーにおけるイオンビームの出口開口と対向する箇所に設けられ、前記開口部の形状、前記イオンビームの出口開口の形状がそれぞれ円形であることを特徴とする請求項1又は2に記載のイオン源装置。
- 前記開口部は、前記イオンビームの出口開口と同じ大きさかあるいは小さく、しかも前記プラズマ形成用空間に形成されたプラズマの密度を低下させない大きさであることを特徴とする請求項3に記載のイオン源装置。
- 前記リペラを前記カソードと前記リペラを結ぶ軸の方向に可動とし、前記イオンビームの出口開口と前記リペラとの間のギャップを可変とする手段を備えたことを特徴とする請求項3又は4に記載のイオン源装置。
- 前記アークチャンバーは筒状であってその中心軸方向の一端側に前記カソードを含む電子源が設置されると共に、他端側に前記リペラが設置され、前記アークチャンバーの周囲に該アークチャンバーの筒壁を包囲するように前記ソース磁場装置が配置されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のイオン源装置。
- プラズマ形成用空間を持つアークチャンバーの一端側に中性分子を電離するビーム電子を生成するための熱電子を放出するカソードを設け、他端側にはイオンビームの出口開口を設けると共に、前記アークチャンバーの他端側の内部には前記プラズマ形成用空間を間において前記カソードの熱電子放出面に対向するようにリペラを配置した構成を備えるイオン源装置によるイオンビームの生成方法であって、
前記プラズマ形成用空間に、前記カソードと前記リペラを結ぶ軸と平行な方向にソース磁場装置により誘起される外部磁場Bを印加し、
前記リペラのうち、前記プラズマ形成用空間に形成されたプラズマ中の最もプラズマ密度の高い部分に対応する箇所に設けた開口部からイオンビームを引き出すようにし、
前記リペラは電位をかけずにフローティングとするか、又は、前記リペラに、アークチャンバーに対して負の定電位あるいは負の可変電位を印加することを特徴とするイオンビーム生成方法。 - 前記イオンビームの引出方向が前記カソードと前記リペラを結ぶ軸と平行であることを特徴とする請求項7に記載のイオンビーム生成方法。
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