JPH02250238A - 液体金属イオン源 - Google Patents
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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）
本発明はホウ素を含む合金を加熱して溶融し、高電界を
印加して高輝度のホウ素イオンビームを放射させる液体
金属イオン源に関する。
印加して高輝度のホウ素イオンビームを放射させる液体
金属イオン源に関する。
（従来の技術）
液体金属イオン源を用いた集束イオンビーム技術は、直
径０．１μｍ程度の非常に細いイオンビームを得ること
が可能であることから、フォトマスクの修正、マスクレ
スイオン注入、イオンビーム露光等の半導体分野での応
用が期待されている。
径０．１μｍ程度の非常に細いイオンビームを得ること
が可能であることから、フォトマスクの修正、マスクレ
スイオン注入、イオンビーム露光等の半導体分野での応
用が期待されている。
マスクレスイオン注入の分野ではイオン種としてホウ素
は必須である。ホウ素は単体では融点が高く、溶融させ
ることが困難であるため、通常はＰｄ−ＢＳＰｔ−Ｂ、
Ｐｄ−Ｎ１−Ｂ、 Ａｕ−Ｇｅ−Ｐｔ−Ｂなどの合金
にして使用される（特開昭５７−１３２６５３号公報、
特公昭５Ｂ −４４２４号公報）。
は必須である。ホウ素は単体では融点が高く、溶融させ
ることが困難であるため、通常はＰｄ−ＢＳＰｔ−Ｂ、
Ｐｄ−Ｎ１−Ｂ、 Ａｕ−Ｇｅ−Ｐｔ−Ｂなどの合金
にして使用される（特開昭５７−１３２６５３号公報、
特公昭５Ｂ −４４２４号公報）。
ホウ素含有合金を液体で支持し、電界の作用でホウ素イ
オンを放射させるために針状電極が用いられる。ホウ素
含有合金の場合、針状電極の材料としてはクロム、モリ
ブデンおよびタングステンから選ばれた元素の炭化物ま
たは硼化物が適することが知られている（特開昭６１−
２３７３２８号公報）。
オンを放射させるために針状電極が用いられる。ホウ素
含有合金の場合、針状電極の材料としてはクロム、モリ
ブデンおよびタングステンから選ばれた元素の炭化物ま
たは硼化物が適することが知られている（特開昭６１−
２３７３２８号公報）。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、ホウ素含有合金は融点が比較的高く、６
かつ反応性が激しいので、針状電極が侵食され、長時間
の使用に耐えない。たとえば、ホウ素含有合金がＰｄ−
Ｂのとき、この合金の共晶組成はＰｄが７３原子％、Ｂ
が２７原子％であり、この合金の融点は８４５°Ｃであ
る。合金の反応性を低下させようとしてホウ素の含有率
を下げると、融点が高くなるので針状電極の侵食は減少
せず、イオン源の寿命は長くならない。このことはホウ
素含有合金がＰｔ−Ｂのときも同様である。このように
ホウ素含有合金は反応性、融点および共晶性のいずれも
満足する組成を見出すことは困難であり、ホウ素のイオ
ンビームが安定で、寿命が長い液体金属イオン源を得る
ことができなかった。本発明は実用的な寿命を有し、か
つ安定なホウ素イオンビームが得られる液体金属イオン
源を提供することを目的どする。
かつ反応性が激しいので、針状電極が侵食され、長時間
の使用に耐えない。たとえば、ホウ素含有合金がＰｄ−
Ｂのとき、この合金の共晶組成はＰｄが７３原子％、Ｂ
が２７原子％であり、この合金の融点は８４５°Ｃであ
る。合金の反応性を低下させようとしてホウ素の含有率
を下げると、融点が高くなるので針状電極の侵食は減少
せず、イオン源の寿命は長くならない。このことはホウ
素含有合金がＰｔ−Ｂのときも同様である。このように
ホウ素含有合金は反応性、融点および共晶性のいずれも
満足する組成を見出すことは困難であり、ホウ素のイオ
ンビームが安定で、寿命が長い液体金属イオン源を得る
ことができなかった。本発明は実用的な寿命を有し、か
つ安定なホウ素イオンビームが得られる液体金属イオン
源を提供することを目的どする。
（課題を解決するための手段）
本発明者らは前記課題を解決するために、まず針状電極
の材料としてホウ化タングステンについて詳しく検討を
行なった結果、ＷとＢの比率について優れた特性を示す
範囲を見出した。
の材料としてホウ化タングステンについて詳しく検討を
行なった結果、ＷとＢの比率について優れた特性を示す
範囲を見出した。
すなわち、本発明の第１は針状電極の表面にホウ素含有
合金を液体で支持し、電界の作用で前記針状電極の先端
からホウ素イオンを放射させる液体金属イオン源におい
て、前記針状電極がタングステンを４０〜７０原子％含
むホウ化タングステンからなることを特徴とする液体金
属イオン源である。
合金を液体で支持し、電界の作用で前記針状電極の先端
からホウ素イオンを放射させる液体金属イオン源におい
て、前記針状電極がタングステンを４０〜７０原子％含
むホウ化タングステンからなることを特徴とする液体金
属イオン源である。
また、本発明者らはホウ素含有合金の組成についても種
々検討を行なった。その結果、ホウ素含有合金に硅素を
添加することにより、ホウ素含有合金の反応性を低下さ
せるとともに、融点も低下し、針状電極の侵食がいちじ
るしく減少することがわかった。本発明者らは硅素を添
加したホウ素含有合金について更に検討を行ない、すぐ
れた特性を有する２種の合金を見出し、本発明を完成さ
せた。
々検討を行なった。その結果、ホウ素含有合金に硅素を
添加することにより、ホウ素含有合金の反応性を低下さ
せるとともに、融点も低下し、針状電極の侵食がいちじ
るしく減少することがわかった。本発明者らは硅素を添
加したホウ素含有合金について更に検討を行ない、すぐ
れた特性を有する２種の合金を見出し、本発明を完成さ
せた。
すなわち、本発明の第２は針状電極の表面にホウ素含有
合金を液体で支持し、電界の作用で前記針状電極の先端
からホウ素イオンを放射させる液体金属イオン源におい
て、前記ホウ素含有合金がＰｄ−５ｉ−Ｂ合金およびＰ
ｔ−５ｉ−Ｂ合金から選ばれたものを主成分とすること
を特徴とする液体金属イオン源である。
合金を液体で支持し、電界の作用で前記針状電極の先端
からホウ素イオンを放射させる液体金属イオン源におい
て、前記ホウ素含有合金がＰｄ−５ｉ−Ｂ合金およびＰ
ｔ−５ｉ−Ｂ合金から選ばれたものを主成分とすること
を特徴とする液体金属イオン源である。
本発明の第１の発明において、ホウ素含有合金とはＰｄ
−ＢＳＰｔ−Ｂ、、Ｎ１−Ｂ、、Ｐｄ−５ｉ−Ｂ、 Ｐ
ｄ −Ｎｉ−Ｂ、 Ｐｔ−５ｉ−ＢＳ Ａｕ−Ｓｉ−
Ｂ、 Ｎｉ−八ｕ−Ｓｉ−Ｂ、 Ｐｄ−Ｎｉ−Ｓｉ−
Ｂ−Ｂｅなどホウ素を含む合金である。これらの合金の
中でもＰｄ−５ｉ−Ｂおよびｐｔ−Ｓｔ−Ｂがとくに針
状電極に対する侵食性が小さいので好ましい。本発明の
第１の発明においては針状電極はタングステンを４０〜
７０原子％含むホウ化タングステンである。このような
組成のホウ化タングステンの代表的化合物は一２Ｂおよ
び−Ｂであるが、単一物質でなくて混晶であってもよく
、また不定比化合物であってもよい。タングステンの原
子比が７０％を越えるホウ化タングステンはホウ素合金
と反応しやすくなるので好ましくない。
−ＢＳＰｔ−Ｂ、、Ｎ１−Ｂ、、Ｐｄ−５ｉ−Ｂ、 Ｐ
ｄ −Ｎｉ−Ｂ、 Ｐｔ−５ｉ−ＢＳ Ａｕ−Ｓｉ−
Ｂ、 Ｎｉ−八ｕ−Ｓｉ−Ｂ、 Ｐｄ−Ｎｉ−Ｓｉ−
Ｂ−Ｂｅなどホウ素を含む合金である。これらの合金の
中でもＰｄ−５ｉ−Ｂおよびｐｔ−Ｓｔ−Ｂがとくに針
状電極に対する侵食性が小さいので好ましい。本発明の
第１の発明においては針状電極はタングステンを４０〜
７０原子％含むホウ化タングステンである。このような
組成のホウ化タングステンの代表的化合物は一２Ｂおよ
び−Ｂであるが、単一物質でなくて混晶であってもよく
、また不定比化合物であってもよい。タングステンの原
子比が７０％を越えるホウ化タングステンはホウ素合金
と反応しやすくなるので好ましくない。
また、ＷＪｓなどタングステンの原子比が４０％未満の
ものは、焼結体の場合には相対密度が低い（通常９０％
以下）ので針状電極の材料には適さず、また、単結晶に
おいてはフローティングゾーン法による単結晶製造時の
化学的安定性に問題があり、単結晶の質が良くない。
ものは、焼結体の場合には相対密度が低い（通常９０％
以下）ので針状電極の材料には適さず、また、単結晶に
おいてはフローティングゾーン法による単結晶製造時の
化学的安定性に問題があり、単結晶の質が良くない。
ホウ化タングステンの針状電極としてはホウ化タングス
テンの焼結体を針状に加工したもの、ホウ化タングステ
ンの単結晶を針状に加工したもの、あるいはタングステ
ン、タンタル、モリブデンなどの高融点金属を針状に加
工し、その表面にホウ化タングステンを被覆したもので
もよい。
テンの焼結体を針状に加工したもの、ホウ化タングステ
ンの単結晶を針状に加工したもの、あるいはタングステ
ン、タンタル、モリブデンなどの高融点金属を針状に加
工し、その表面にホウ化タングステンを被覆したもので
もよい。
これらの針状電極の製造方法を説明する。まず、ホウ化
タングステンの焼結体の場合、ホウ化タングステンの粉
末に必要に応じてバインダーとして少１の鉄、ニッケル
、コバルトなどの金属粉末を加え、ホットプレス成型機
により圧力１００ｋｇ／Ｃ艷以上、温度１６００〜２１
００°Ｃで焼結成型する。なお、バインダーを多く添加
しすぎると、焼結体を針状電極として使用するときに白
金・硅素合金による粒界腐食の問題が生ずるのでバイン
ダーの使用量は必要最小限にとどめることが望ましい。
タングステンの焼結体の場合、ホウ化タングステンの粉
末に必要に応じてバインダーとして少１の鉄、ニッケル
、コバルトなどの金属粉末を加え、ホットプレス成型機
により圧力１００ｋｇ／Ｃ艷以上、温度１６００〜２１
００°Ｃで焼結成型する。なお、バインダーを多く添加
しすぎると、焼結体を針状電極として使用するときに白
金・硅素合金による粒界腐食の問題が生ずるのでバイン
ダーの使用量は必要最小限にとどめることが望ましい。
ホウ化タングステンの単結晶はフローティングゾーン法
等により製造される。ホウ化タングステンの焼結体また
は単結晶から針状に加工するには、まず必要に応じて放
電加工法により針状に加工し、次に機械研摩または電解
研摩により先端を尖らせ、先端の曲率半径を１〜２μｍ
以下にする。ホウ化タングステンで被覆された針状電極
を製造するには、あらかじめ先端の曲率半径を１〜２μ
ｍ以下に研摩した高融点金属の表面にホウ化タングステ
ンをＣＶＤ法、プラズマ溶射法等で被覆すればよい。
等により製造される。ホウ化タングステンの焼結体また
は単結晶から針状に加工するには、まず必要に応じて放
電加工法により針状に加工し、次に機械研摩または電解
研摩により先端を尖らせ、先端の曲率半径を１〜２μｍ
以下にする。ホウ化タングステンで被覆された針状電極
を製造するには、あらかじめ先端の曲率半径を１〜２μ
ｍ以下に研摩した高融点金属の表面にホウ化タングステ
ンをＣＶＤ法、プラズマ溶射法等で被覆すればよい。
本発明の第２の発明において、針状電極とはタングステ
ン単結晶、ホウ化タングステン、ホウ化チタン、ホウ化
ジルコニウム、ホウ化タンタルなどの材料からなるもの
である。これらの材料の中でもタングステンの原子比が
４０〜７０％のホウ化タングステンを用いるとイオン源
の寿命がより一層長くなるのでとくに好ましい。本発明
の第２の発明において、ホウ素含有合金はＰｄ−９ｉ−
Ｂ合金およびＰｔ−５ｉ−Ｂ合金から選ばれたものを主
成分とする。これら合金の組成はホウ素を５〜２０原子
％含み、硅素を５〜２０原子％含み、残部がパラジウム
または白金を主成分とするものがとくに優れている。ホ
ウ素の含有率が２０原子％を越えると該合金の反応性が
高くなるので好ましくなく、また、ホウ素の含有率が５
％未満では針状電極の先端から放出される全イオンビー
ムのうちホウ素イオンビームの割合が少なくなり、実用
性が小さくなる。また１、必要により前記合金にヒ素、
リンなどの元素を加えてもよい。なお、ホウ素含有合金
にニッケルが含まれていると針状電極との反応性が出現
し、またビームの安定性がやや悪くなるので、ニッケル
の添加は差し控えることが好ましい。
ン単結晶、ホウ化タングステン、ホウ化チタン、ホウ化
ジルコニウム、ホウ化タンタルなどの材料からなるもの
である。これらの材料の中でもタングステンの原子比が
４０〜７０％のホウ化タングステンを用いるとイオン源
の寿命がより一層長くなるのでとくに好ましい。本発明
の第２の発明において、ホウ素含有合金はＰｄ−９ｉ−
Ｂ合金およびＰｔ−５ｉ−Ｂ合金から選ばれたものを主
成分とする。これら合金の組成はホウ素を５〜２０原子
％含み、硅素を５〜２０原子％含み、残部がパラジウム
または白金を主成分とするものがとくに優れている。ホ
ウ素の含有率が２０原子％を越えると該合金の反応性が
高くなるので好ましくなく、また、ホウ素の含有率が５
％未満では針状電極の先端から放出される全イオンビー
ムのうちホウ素イオンビームの割合が少なくなり、実用
性が小さくなる。また１、必要により前記合金にヒ素、
リンなどの元素を加えてもよい。なお、ホウ素含有合金
にニッケルが含まれていると針状電極との反応性が出現
し、またビームの安定性がやや悪くなるので、ニッケル
の添加は差し控えることが好ましい。
ホウ素含有合金は針状電極の表面を覆う程度の。
量で足りるが、長時間使用するためには該合金を貯蔵す
るリザーバを針状電極に併設することが好ましい、リザ
ーバはＴａ、 Ｗ、 Ｍｏなどの高融点金属、Ｔｉｃ、
ＺｒＣ，ＴａＣ５ＷＣなどの炭化物、ＴｉＢｚ、Ｚｒ
Ｂｚ、ＴａＢｚ、ＷＢＳＣｒＢ、などのホウ化物、Ｔｉ
Ｎ５ＴａＮなどの窒化物の成形体が用いられる。これら
の材料の中でもホウ化タングステンはホウ素含有合金に
対する耐食性に優れるので好ましい。とくにタングステ
ンの原子比が４０〜７０％のホウ化タングステンが前記
の理由で好ましい。リザーバの構造は前記合金を液体で
貯蔵するとともに、針状電極に安定に供給できるもので
あればよいが、針状電極の基部外形に合わせた内面を有
する基部と前記合金を貯蔵する凹部を備えたものが好ま
しい。
るリザーバを針状電極に併設することが好ましい、リザ
ーバはＴａ、 Ｗ、 Ｍｏなどの高融点金属、Ｔｉｃ、
ＺｒＣ，ＴａＣ５ＷＣなどの炭化物、ＴｉＢｚ、Ｚｒ
Ｂｚ、ＴａＢｚ、ＷＢＳＣｒＢ、などのホウ化物、Ｔｉ
Ｎ５ＴａＮなどの窒化物の成形体が用いられる。これら
の材料の中でもホウ化タングステンはホウ素含有合金に
対する耐食性に優れるので好ましい。とくにタングステ
ンの原子比が４０〜７０％のホウ化タングステンが前記
の理由で好ましい。リザーバの構造は前記合金を液体で
貯蔵するとともに、針状電極に安定に供給できるもので
あればよいが、針状電極の基部外形に合わせた内面を有
する基部と前記合金を貯蔵する凹部を備えたものが好ま
しい。
前記合金量液体に保つためにヒーターを併設することが
好ましい。ヒ・−ターはグラッシーカーボンまたは熱分
解カーボン等カーボンのブロックを針状電極に圧接して
カーボンブロックに通電する構造にするとよい。とくに
リザーバをホウ化タングステンなどの導電性の高い材料
で製作し、針状電極、リザーバおよびヒーターをこの順
序で圧接すると、ヒーターへの通電が容易で、かつ安定
した構造の液体金属イオン源になる。なお、この場合に
、リザーバとヒーターの間にカーボン板など液体合金と
の漏れ性が小さく、かつ導電性の材ネ！ｌからなる隔壁
を設けると、液体合金のヒーターへの浸透が防止できる
。
好ましい。ヒ・−ターはグラッシーカーボンまたは熱分
解カーボン等カーボンのブロックを針状電極に圧接して
カーボンブロックに通電する構造にするとよい。とくに
リザーバをホウ化タングステンなどの導電性の高い材料
で製作し、針状電極、リザーバおよびヒーターをこの順
序で圧接すると、ヒーターへの通電が容易で、かつ安定
した構造の液体金属イオン源になる。なお、この場合に
、リザーバとヒーターの間にカーボン板など液体合金と
の漏れ性が小さく、かつ導電性の材ネ！ｌからなる隔壁
を設けると、液体合金のヒーターへの浸透が防止できる
。
（実施例）
以下、実施例１〜１２および比較例１〜５により本発明
を具体的に説明する。針状電極の材料は表１および表２
に示す通り金属ホウ化物とタングステン単結晶を用いた
。金属ホウ化物の場合にはホウ化物の粉末をホットプレ
スにより、温度２０００°Ｃ１圧力１５０ｋｇ／ｃａの
条件で３０分間加圧焼結・して、ホウ化物の成型体を製
造した。いずれのホウ化物成型体も相対密度は９５％以
上あった。ボウ化物成型体をワイヤカット放電加工機に
より０、５ ｔｒｔｎ Ｘ ０．５ ｕ Ｘ ５薗の棒
状に切断した。その先端を機械研摩して、先端が円錐形
の針状電極にした。該円錐の円錐角は３０度とし、円錐
先端の曲率半径は２μｍにした。針状電極の材料がタン
グステン単結晶の場合には、直径０．１５ ｍｍ、長さ
１０謔、軸方位＜１００＞のタングステン単結晶線の先
端を電解研摩を行なうことによって尖らせ、先端の曲率
半径を２μｍにした。
を具体的に説明する。針状電極の材料は表１および表２
に示す通り金属ホウ化物とタングステン単結晶を用いた
。金属ホウ化物の場合にはホウ化物の粉末をホットプレ
スにより、温度２０００°Ｃ１圧力１５０ｋｇ／ｃａの
条件で３０分間加圧焼結・して、ホウ化物の成型体を製
造した。いずれのホウ化物成型体も相対密度は９５％以
上あった。ボウ化物成型体をワイヤカット放電加工機に
より０、５ ｔｒｔｎ Ｘ ０．５ ｕ Ｘ ５薗の棒
状に切断した。その先端を機械研摩して、先端が円錐形
の針状電極にした。該円錐の円錐角は３０度とし、円錐
先端の曲率半径は２μｍにした。針状電極の材料がタン
グステン単結晶の場合には、直径０．１５ ｍｍ、長さ
１０謔、軸方位＜１００＞のタングステン単結晶線の先
端を電解研摩を行なうことによって尖らせ、先端の曲率
半径を２μｍにした。
第１図および第２図は本発明の液体金属イオン源の正面
図である。針状電極に金属ホウ化物を用いたときには第
１図に示す構造（以下、構造Ｉという）とし、針状電極
にタングステン単結晶を用いたときには第２図に示す構
造（以下、構造■という）にした。
図である。針状電極に金属ホウ化物を用いたときには第
１図に示す構造（以下、構造Ｉという）とし、針状電極
にタングステン単結晶を用いたときには第２図に示す構
造（以下、構造■という）にした。
構造Ｉの場合、針状電極と同じホウ化物の成型体をワイ
ヤカット放電加工法によって加工して、先端が湾曲した
スプーン状のリザーバを製作した。
ヤカット放電加工法によって加工して、先端が湾曲した
スプーン状のリザーバを製作した。
第１図に示すとおり、針状電極ｌの両側にリザーバ２Ａ
、２Ｂ、グラジーカーボン製の隔壁３Ａ。
、２Ｂ、グラジーカーボン製の隔壁３Ａ。
３Ｂ、熱分解カーボン製のヒーター４Ａ、４Ｂおよびス
テンレス製の電極５Ａ、５Ｂを配置し、ボルト６、絶縁
座金７Ａ、７Ｂおよびナラ）８Ａ、。
テンレス製の電極５Ａ、５Ｂを配置し、ボルト６、絶縁
座金７Ａ、７Ｂおよびナラ）８Ａ、。
８Ｂにより締め付けてこれらの部品を固定した。
ナオ、１Ｈｉ５Ａ、５Ｂは金属ｖｉ９Ａ、９Ｂを経て端
子１０Ａ、ＩＯＢに接続され、端子は碍子１１に固定さ
れる。
子１０Ａ、ＩＯＢに接続され、端子は碍子１１に固定さ
れる。
構造Ｈの場合は、第２図に示すとおりタングステン製の
伝熱性支持部材１２に針状電極１と半球状のりザーバ１
３を固定し、前記構造Ｉの場合と同様にグラッシーカー
ボン製の隔壁３Ａ、３Ｂ。
伝熱性支持部材１２に針状電極１と半球状のりザーバ１
３を固定し、前記構造Ｉの場合と同様にグラッシーカー
ボン製の隔壁３Ａ、３Ｂ。
熱分解カーボン製のヒーター４Ａ、４Ｂ、およびステン
レス製の電極５Ａ、５Ｂを配置し、ボルト６、絶縁座金
７Ａ、７Ｂおよびナツト８Ａ、８Ｂにより締め付けてこ
れらの部品を固定した。金属板９Ａ、９Ｂ、端子１０Ａ
、ＩＯＢおよび碍子１１の固定方法も構造Ｉの場合と同
じである。
レス製の電極５Ａ、５Ｂを配置し、ボルト６、絶縁座金
７Ａ、７Ｂおよびナツト８Ａ、８Ｂにより締め付けてこ
れらの部品を固定した。金属板９Ａ、９Ｂ、端子１０Ａ
、ＩＯＢおよび碍子１１の固定方法も構造Ｉの場合と同
じである。
このようにして得られた液体金属イオン源を真空装置内
に取付け、圧力２ Ｘ １０−６Ｔｏｒｒの真空にした
。この真空装置内にはあらかじめ表１、表２に示すホウ
素含有合金を満たした窒化ホウ素類のルツボを入れてお
き、ルツボを加熱して該合金を溶融させておいた。液体
金属イオン源のヒーターに通電して針状電極を加熱しな
がら、針状電極の先端をルツボ中の溶融合金に浸すこと
によって溶融合金を針状電極に沿って上昇させ、針状電
極とリザーバの間に合金を溜めた。
に取付け、圧力２ Ｘ １０−６Ｔｏｒｒの真空にした
。この真空装置内にはあらかじめ表１、表２に示すホウ
素含有合金を満たした窒化ホウ素類のルツボを入れてお
き、ルツボを加熱して該合金を溶融させておいた。液体
金属イオン源のヒーターに通電して針状電極を加熱しな
がら、針状電極の先端をルツボ中の溶融合金に浸すこと
によって溶融合金を針状電極に沿って上昇させ、針状電
極とリザーバの間に合金を溜めた。
このようにして作製された液体金属イオン源を別の真空
装置に取付け、装置内を圧力８Ｘ１０−’Ｔｏｒｒの真
空にした。液体金属イオン源のヒーターに通電して加熱
を行ない、針状電極先端の温度を光高温計で測定した。
装置に取付け、装置内を圧力８Ｘ１０−’Ｔｏｒｒの真
空にした。液体金属イオン源のヒーターに通電して加熱
を行ない、針状電極先端の温度を光高温計で測定した。
針状電極先端より１．５ ｒｒｒｍ離れたところに穴あ
き金属円板からなる引出し電極を設け、引出し電極に印
加する電圧の調節により電流１０μＡのイオンビームを
放出させた。定電流モードでイオンビームの放出を続け
、引出し電圧の変動を測定し、下記の式でイオンビーム
変動率を求めた。
き金属円板からなる引出し電極を設け、引出し電極に印
加する電圧の調節により電流１０μＡのイオンビームを
放出させた。定電流モードでイオンビームの放出を続け
、引出し電圧の変動を測定し、下記の式でイオンビーム
変動率を求めた。
（実施例３〜６）を比べると、前者の場合には寿命が圧
倒的に長く、またイオンビーム変動率が概して小さい。
倒的に長く、またイオンビーム変動率が概して小さい。
また、ホウ素含有合金がＰｄ−５ｉ−Ｂ合金またはＰｔ
−Ｓｉ−Ｂ合金を用いたとき（例えば、実施例１゛、８
）と、それ以外のとき（実施例９．１１．１２）を比べ
ると、前者は融点が低いため使用温度が低く、イオンビ
ーム変動率が小さく寿命が長い。とくに実施例１および
実施例２においてはリザーバ中のホウ素含有合金がすべ
て消費さＥｓａｘ：１０分間の引出し電圧の最大値Ｅ、
ｉ、、：ｉｏ分間の引出し電圧の最小値表１および表２
から明らかなように、針状電極の材料がタングステンを
４０〜７０原子％含むホウ化タングステン、すなわち、
Ｈ８またはＷ！Ｂのとき（例えば、実施例１．２）と、
それ以外のときおりイオンビームの変動率が概して太き
（、寿命は２０時間以下であった。真空装置から取り出
し観察を行なったところ、針状電極とリザーバはホウ素
含有合金と反応して侵食され、針状電極先端の曲率半径
が１０μｍ以上に大きくなっていた。
−Ｓｉ−Ｂ合金を用いたとき（例えば、実施例１゛、８
）と、それ以外のとき（実施例９．１１．１２）を比べ
ると、前者は融点が低いため使用温度が低く、イオンビ
ーム変動率が小さく寿命が長い。とくに実施例１および
実施例２においてはリザーバ中のホウ素含有合金がすべ
て消費さＥｓａｘ：１０分間の引出し電圧の最大値Ｅ、
ｉ、、：ｉｏ分間の引出し電圧の最小値表１および表２
から明らかなように、針状電極の材料がタングステンを
４０〜７０原子％含むホウ化タングステン、すなわち、
Ｈ８またはＷ！Ｂのとき（例えば、実施例１．２）と、
それ以外のときおりイオンビームの変動率が概して太き
（、寿命は２０時間以下であった。真空装置から取り出
し観察を行なったところ、針状電極とリザーバはホウ素
含有合金と反応して侵食され、針状電極先端の曲率半径
が１０μｍ以上に大きくなっていた。
（発明の効果）
の侵食がなく、長時間安定に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図と第２図は本発明の液体金属イオン源の正面図で
ある。 符号 １・−・針状電極、 ２人・２Ｂ−リザーバ
、３Ａ・３Ｂ−・・隔壁、 ４Ａ・４Ｂ−ヒータ
ー５Ａ・５Ｂ・・−電極、 ６−・・ボルト、７Ａ
・７Ｂ−・絶縁座金、 ８Ａ・８Ｂ−ナツト、９Ａ・９
Ｂ−金属板、 ＩＯＡ・ｌ０Ｂ一端子、１１・・・碍
子、 １２−・伝熱性支持部材、１３・−
・リザーバ。 特許出願人 電気化学工業株式会社
ある。 符号 １・−・針状電極、 ２人・２Ｂ−リザーバ
、３Ａ・３Ｂ−・・隔壁、 ４Ａ・４Ｂ−ヒータ
ー５Ａ・５Ｂ・・−電極、 ６−・・ボルト、７Ａ
・７Ｂ−・絶縁座金、 ８Ａ・８Ｂ−ナツト、９Ａ・９
Ｂ−金属板、 ＩＯＡ・ｌ０Ｂ一端子、１１・・・碍
子、 １２−・伝熱性支持部材、１３・−
・リザーバ。 特許出願人 電気化学工業株式会社
Claims (2)
- （１）針状電極の表面にホウ素含有合金を液体で支持し
、電界の作用で前記針状電極の先端からホウ素イオンを
放射させる液体金属イオン源において、前記針状電極が
タングステンを４０〜７０原子％含むホウ化タングステ
ンからなることを特徴とする液体金属イオン源。 - （２）針状電極の表面にホウ素含有合金を液体で支持し
、電界の作用で前記針状電極の先端からホウ素イオンを
放射させる液体金属イオン源において、前記ホウ素含有
合金がＰｄ−Ｓｉ−Ｂ合金およびＰｔ−Ｓｉ−Ｂ合金か
ら選ばれたものを主成分とすることを特徴とする液体金
属イオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1072462A JPH02250238A (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 液体金属イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1072462A JPH02250238A (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 液体金属イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02250238A true JPH02250238A (ja) | 1990-10-08 |
Family
ID=13489994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1072462A Pending JPH02250238A (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 液体金属イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02250238A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61237328A (ja) * | 1985-04-11 | 1986-10-22 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 液体硼素含有合金イオン源構造体 |
| JPS62139227A (ja) * | 1985-12-13 | 1987-06-22 | Hitachi Ltd | 液体金属イオン源 |
-
1989
- 1989-03-24 JP JP1072462A patent/JPH02250238A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61237328A (ja) * | 1985-04-11 | 1986-10-22 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 液体硼素含有合金イオン源構造体 |
| JPS62139227A (ja) * | 1985-12-13 | 1987-06-22 | Hitachi Ltd | 液体金属イオン源 |
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