JPH01189838A - イオン源 - Google Patents
イオン源Info
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- JPH01189838A JPH01189838A JP63014203A JP1420388A JPH01189838A JP H01189838 A JPH01189838 A JP H01189838A JP 63014203 A JP63014203 A JP 63014203A JP 1420388 A JP1420388 A JP 1420388A JP H01189838 A JPH01189838 A JP H01189838A
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- Pending
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Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、イオン源に関し、特に高融点金属イオンビ
ームを含む多種類のイオンビームの引出しを可能にした
イオン源に関する。
ームを含む多種類のイオンビームの引出しを可能にした
イオン源に関する。
第２図は、従来のイオン源の一例を示す要部断面図であ
る。このイオン源は、熱陰極ＰＩＧ型イオン源の内、イ
オンビームを棒状のフィラメントの側面方向に引き出す
方式のフリーマン型イオン源と呼ばれるものである。
る。このイオン源は、熱陰極ＰＩＧ型イオン源の内、イ
オンビームを棒状のフィラメントの側面方向に引き出す
方式のフリーマン型イオン源と呼ばれるものである。
即ち、スリット２ｓを有するアノード兼用のプラズマ生
成容器２内を、スリン）２ｓに沿ってカソードとしての
棒状のフィラメント４が貫通しており、その両端部は絶
縁物６によって絶縁支持されている。またプラズマ生成
容器２の背面には、イオン源物質１０を導入するための
ガス導入口２ａが設けられている。尚、スリット２ｓの
前方には、通常は幾つかの引出し電極が設けられるが、
ここでは図示を省略している。
成容器２内を、スリン）２ｓに沿ってカソードとしての
棒状のフィラメント４が貫通しており、その両端部は絶
縁物６によって絶縁支持されている。またプラズマ生成
容器２の背面には、イオン源物質１０を導入するための
ガス導入口２ａが設けられている。尚、スリット２ｓの
前方には、通常は幾つかの引出し電極が設けられるが、
ここでは図示を省略している。
動作例を説明すると、所定の真空雰囲気中において、フ
ィラメント４を加熱すると共にそれとプラズマ生成容器
２間にアーク電圧を印加し、かつガス導入口２ａからガ
スあるいはオーブン（図示省略）からの金属、蒸気をイ
オン源物質１０として導入すると、フィラメント４とプ
ラズマ生成容器２間にアーク放電が生じてプラズマ生成
容器２内にイオン源物ｆ１０のプラズマが生成され、そ
れからスリット２ｓを経由して静電引出しでイオンビー
ム１２が引き出される。
ィラメント４を加熱すると共にそれとプラズマ生成容器
２間にアーク電圧を印加し、かつガス導入口２ａからガ
スあるいはオーブン（図示省略）からの金属、蒸気をイ
オン源物質１０として導入すると、フィラメント４とプ
ラズマ生成容器２間にアーク放電が生じてプラズマ生成
容器２内にイオン源物ｆ１０のプラズマが生成され、そ
れからスリット２ｓを経由して静電引出しでイオンビー
ム１２が引き出される。
このようなフリーマン型イオン源は、−船釣に、イオン
ビーム１２の安定度が良い、イオンビーム１２のビーム
量の可変範囲が広い、シート状のイオンビーム１２が容
易に引き出せる、メンテナンスが容易である等の優れた
緒特性を有している。
ビーム１２の安定度が良い、イオンビーム１２のビーム
量の可変範囲が広い、シート状のイオンビーム１２が容
易に引き出せる、メンテナンスが容易である等の優れた
緒特性を有している。
ところが、上記イオン源では、イオン源物質１０にはガ
ス状のものか、あるいはオーブンの加熱限界から１００
０°Ｃ程度以下の加熱で十分な蒸気が得られる物質しか
使えないことから、イオンビーム１２として引出し可能
なイオン種が限られており、特に高融点金属イオンビー
ムについては、フッ化物、塩化物等の化合物ガス物質を
使用できるものを除いて引出しが不可能であった。
ス状のものか、あるいはオーブンの加熱限界から１００
０°Ｃ程度以下の加熱で十分な蒸気が得られる物質しか
使えないことから、イオンビーム１２として引出し可能
なイオン種が限られており、特に高融点金属イオンビー
ムについては、フッ化物、塩化物等の化合物ガス物質を
使用できるものを除いて引出しが不可能であった。
そこでこの発明は、高融点金属イオンビームを含む多種
類のイオンビームの引出しを可能にしたイオン源を提供
することを目的とする。
類のイオンビームの引出しを可能にしたイオン源を提供
することを目的とする。
この発明のイオン源は、前述したようなプラズマ生成容
器内に、それに対して負電圧が印加されるスパッタ電極
を設け、それによってスパッタ電極構成物質のイオンビ
ームの引出しを可能にしたことを特徴とする。
器内に、それに対して負電圧が印加されるスパッタ電極
を設け、それによってスパッタ電極構成物質のイオンビ
ームの引出しを可能にしたことを特徴とする。
プラズマ生成容器内に不活性ガスを導入してこれをプラ
ズマ化すると共に、スパッタ電極に負電圧を印加してお
くと、不活性ガスイオンがスパッタ電極に衝突してスパ
ッタ電極構成物質をプラズマ生成容器内に叩き出し、こ
れがプラズマ中で電子インパクトによりイオン化され、
更にはイオンビームとして引き出される。
ズマ化すると共に、スパッタ電極に負電圧を印加してお
くと、不活性ガスイオンがスパッタ電極に衝突してスパ
ッタ電極構成物質をプラズマ生成容器内に叩き出し、こ
れがプラズマ中で電子インパクトによりイオン化され、
更にはイオンビームとして引き出される。
従って、スパッタ電極の材質を高融点金属等の所要のも
のにしてお（ことにより、高融点金属イオンビームを含
む多種類のイオンビームの引出しが可能になる。
のにしてお（ことにより、高融点金属イオンビームを含
む多種類のイオンビームの引出しが可能になる。
第１図は、実施例に係るイオン源を示す要部断面図であ
る。第２図の例と同一または相当する部分には同一符号
を付し、以下においては従来例との相違点を主に説明す
る。
る。第２図の例と同一または相当する部分には同一符号
を付し、以下においては従来例との相違点を主に説明す
る。
この実施例においては、前述したようなプラズマ生成容
器２のガス導入口２ａを利用して、そこの内側にスパッ
タ電極１４を絶縁保持している。
器２のガス導入口２ａを利用して、そこの内側にスパッ
タ電極１４を絶縁保持している。
１６および１８はそのためのボルトおよびナツト、２０
は絶縁物、２２は座金である。
は絶縁物、２２は座金である。
このスパッタ電極１４の材質は、イオンビーム１２とし
て引き出そうとする元素を含む、あるいはその元素から
成るものとし、例えばＦｅ 、 Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｐ
ｄ等の金属あるいは合金とする。
て引き出そうとする元素を含む、あるいはその元素から
成るものとし、例えばＦｅ 、 Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｐ
ｄ等の金属あるいは合金とする。
ちなみに、このＦｅＸＮｉ等はいずれも融点が１０００
”Ｃ以上であるため、従来例のイオン源ではそれらのイ
オンビームを引き出すことはできなかった。
”Ｃ以上であるため、従来例のイオン源ではそれらのイ
オンビームを引き出すことはできなかった。
そして、座金２２とプラズマ生成容器２間に直流のスパ
ッタ電源２４を接続して、これからスパッタ電極１４に
プラズマ生成容器２に対して負電圧が印加できるように
している。このときの負電圧の大きさは、後述する不活
性ガスイオンによるスパッタ電極１４のスパッタ率が大
きい値にするのが好ましく、例えばアルゴンイオンを利
用する場合は一５００Ｖ〜−２０００Ｖ程度にする。
ッタ電源２４を接続して、これからスパッタ電極１４に
プラズマ生成容器２に対して負電圧が印加できるように
している。このときの負電圧の大きさは、後述する不活
性ガスイオンによるスパッタ電極１４のスパッタ率が大
きい値にするのが好ましく、例えばアルゴンイオンを利
用する場合は一５００Ｖ〜−２０００Ｖ程度にする。
また、プラズマ生成容器２の適当な壁面に、不活性ガス
を導入するためのガス導入口２ｂを設けている。このと
き使用する不活性ガスは、アルゴン等のスパッタ率の大
きいものが好ましい。
を導入するためのガス導入口２ｂを設けている。このと
き使用する不活性ガスは、アルゴン等のスパッタ率の大
きいものが好ましい。
このイオン源の動作例を説明すると、フィラメント４を
加熱すると共にそれとプラズマ生成容器２間にアーク電
圧を印加し、かつガス導入口２ｂからアルゴン等の不活
性ガスを導入してフィラメント４とプラズマ生成容器２
間にアーク放電を起こさせると、プラズマ生成容器２内
に不活性ガスプラズマが生成される。
加熱すると共にそれとプラズマ生成容器２間にアーク電
圧を印加し、かつガス導入口２ｂからアルゴン等の不活
性ガスを導入してフィラメント４とプラズマ生成容器２
間にアーク放電を起こさせると、プラズマ生成容器２内
に不活性ガスプラズマが生成される。
このときスパッタ電極１４に例えば−５００Ｖ〜−２０
００Ｖ程度の負電圧を印加しておくと、プラズマ中の不
活性ガスイオンが５００ｅＶ〜２０００ｅＶ程度のエネ
ルギーでスパッタ電極１４に衝突してそれを構成する原
子をプラズマ生成容器２内に叩き出す。叩き出された原
子は、プラズマ生成容器２内でプラズマ中の電子インパ
クトにより電離され・て所要イオンとなる。そしてこれ
が、スリット２ｓからイオンビーム１２として引き出さ
れる。
００Ｖ程度の負電圧を印加しておくと、プラズマ中の不
活性ガスイオンが５００ｅＶ〜２０００ｅＶ程度のエネ
ルギーでスパッタ電極１４に衝突してそれを構成する原
子をプラズマ生成容器２内に叩き出す。叩き出された原
子は、プラズマ生成容器２内でプラズマ中の電子インパ
クトにより電離され・て所要イオンとなる。そしてこれ
が、スリット２ｓからイオンビーム１２として引き出さ
れる。
従ってこのイオン源においては、スパッタ電極１４の材
質を種々選定することによって、従来のフリーマン型イ
オン源では引出し得なかったイオン種のイオンビーム１
２を容易に引き出すことができ、高融点イオンビームを
含む多種類のイオンビームの引出しが可能になる。しか
もフリーマン型イオン源の持つ前述したようなビーム安
定性、メンテナンス性等の良好な緒特性を失うこともな
い。
質を種々選定することによって、従来のフリーマン型イ
オン源では引出し得なかったイオン種のイオンビーム１
２を容易に引き出すことができ、高融点イオンビームを
含む多種類のイオンビームの引出しが可能になる。しか
もフリーマン型イオン源の持つ前述したようなビーム安
定性、メンテナンス性等の良好な緒特性を失うこともな
い。
また、スパッタ電極１４を使用せずに、プラズマ生成容
器２内にガス導入口２ｂから不活性ガスの代わりに所要
のガスや金属蒸気を導入しても良く、そのようにすれば
従来例のイオン源と同様の動作をさせることもできる。
器２内にガス導入口２ｂから不活性ガスの代わりに所要
のガスや金属蒸気を導入しても良く、そのようにすれば
従来例のイオン源と同様の動作をさせることもできる。
従ってこのイオン源は、従来のものよりも多岐の用途に
使用可能となる。
使用可能となる。
尚、スパッタ電極１４の取付けは、この実施例のように
従来からプラズマ生成容器２の背面にあるガス導入口２
ａを利用すれば、簡単な改造で済むと共に、スパッタ電
極１４の位置がスパッタ等に好ましいものになるが、必
ずしもそれに限定されるものではない。
従来からプラズマ生成容器２の背面にあるガス導入口２
ａを利用すれば、簡単な改造で済むと共に、スパッタ電
極１４の位置がスパッタ等に好ましいものになるが、必
ずしもそれに限定されるものではない。
以上のようにこの発明によれば、プラズマ生成容器内に
スパッタ電極を設けてそれを構成する物質のイオンビー
ムの引出しを可能にしたので、高融点金属イオンビーム
を含む多種類のイオンビームの引出しが可能になる。
スパッタ電極を設けてそれを構成する物質のイオンビー
ムの引出しを可能にしたので、高融点金属イオンビーム
を含む多種類のイオンビームの引出しが可能になる。
第１図は、実施例に係るイオン源を示す要部断面図であ
る。第２図は、従来のイオン源の一例を示す要部断面図
である。 ２・・・プラズマ生成容器、４・・・フィラメント、１
２・・・イオンビーム、１４・・・スパッタ電極、２４
・・・スパッタ電源。
る。第２図は、従来のイオン源の一例を示す要部断面図
である。 ２・・・プラズマ生成容器、４・・・フィラメント、１
２・・・イオンビーム、１４・・・スパッタ電極、２４
・・・スパッタ電源。
Claims (1)
- （１）プラズマ生成容器内に気体を導入してそれを放電
によってプラズマ化するよう構成したイオン源において
、前記プラズマ生成容器内に、それに対して負電圧が印
加されるスパッタ電極を設け、それによってスパッタ電
極構成物質のイオンビームの引出しを可能にしたことを
特徴とするイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63014203A JPH01189838A (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63014203A JPH01189838A (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01189838A true JPH01189838A (ja) | 1989-07-31 |
Family
ID=11854551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63014203A Pending JPH01189838A (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01189838A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0439220A2 (en) * | 1990-01-23 | 1991-07-31 | Consorzio per la Ricerca sulla Microelettronica nel Mezzogiorno - CoRiMMe | Device for the ionization of metals having a high melting point, which may be used on ion implanters of the type using ion sources of Freeman or similar type |
| JPH0449448U (ja) * | 1990-08-30 | 1992-04-27 | ||
| JPH04503889A (ja) * | 1989-10-24 | 1992-07-09 | フラウンホーファー―ゲゼルシャフト・ツア・フォルデルング・デア・アンゲヴァンテン・フォルシュング・エー・ファウ | 金属イオン源および金属イオン生成方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5842150A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | Toshiba Corp | イオン注入装置用イオン源 |
| JPS58157034A (ja) * | 1982-03-12 | 1983-09-19 | Toshiba Corp | イオン発生装置 |
| JPS61290629A (ja) * | 1985-06-18 | 1986-12-20 | Rikagaku Kenkyusho | 電子ビ−ム励起イオン源 |
| JPS6231857B2 (ja) * | 1979-11-09 | 1987-07-10 | Sony Corp | |
| JPS62272440A (ja) * | 1986-05-21 | 1987-11-26 | Mitsubishi Electric Corp | イオン注入装置のイオン源 |
-
1988
- 1988-01-25 JP JP63014203A patent/JPH01189838A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6231857B2 (ja) * | 1979-11-09 | 1987-07-10 | Sony Corp | |
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| EP0439220A2 (en) * | 1990-01-23 | 1991-07-31 | Consorzio per la Ricerca sulla Microelettronica nel Mezzogiorno - CoRiMMe | Device for the ionization of metals having a high melting point, which may be used on ion implanters of the type using ion sources of Freeman or similar type |
| US5144143A (en) * | 1990-01-23 | 1992-09-01 | Consorzio Per La Ricerca Sulla Microelettronica Nel Mezzogiorno | Device for the ionization of metals having a high melting point, which may be used on ion implanters of the type using ion sources of freeman or similar type |
| JPH06349431A (ja) * | 1990-01-23 | 1994-12-22 | Consorzio Per La Ric Sulla Microelettronica Nel Mezzogiorno | フリーマン又はこれに類似のイオンソースを使用する形式のイオン注入器に使用される高融点を有する金属のイオン化装置 |
| JPH0449448U (ja) * | 1990-08-30 | 1992-04-27 |
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