JPH03114122A - 蒸気及びイオン源 - Google Patents
蒸気及びイオン源Info
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- JPH03114122A JPH03114122A JP1310466A JP31046689A JPH03114122A JP H03114122 A JPH03114122 A JP H03114122A JP 1310466 A JP1310466 A JP 1310466A JP 31046689 A JP31046689 A JP 31046689A JP H03114122 A JPH03114122 A JP H03114122A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H3/00—Production or acceleration of neutral particle beams, e.g. molecular or atomic beams
- H05H3/02—Molecular or atomic beam generation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/08—Ion sources; Ion guns using arc discharge
- H01J27/14—Other arc discharge ion sources using an applied magnetic field
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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- Particle Accelerators (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
本発明は蒸気及びイオン源、特に金属蒸気及びイオン源
に係る。
に係る。
従来の技術
従来技術において、金属蒸気及びイオン源は電子ビーム
によるターゲットへの衝突を用いる。それから高真空（
１０−３パスカルの範囲内の）状況下で動作し寿命の限
られた複雑で脆弱な装置しか得られない。
によるターゲットへの衝突を用いる。それから高真空（
１０−３パスカルの範囲内の）状況下で動作し寿命の限
られた複雑で脆弱な装置しか得られない。
問題点を解決するための手段
従って、本発明の目的は、非常に単純な構造で長寿命の
他の型の蒸気及びイオン源を提供するにある。
他の型の蒸気及びイオン源を提供するにある。
この目的を達成する為、本発明は、陽極（接地）、陰極
及び磁界を印加する手段を低圧室に有する蒸気及びイオ
ン源を提供する。陰極は前板にに孔を設けた等電位空洞
を構成する。磁界は該前板の面に直角に印加される。イ
オン化されるべき物質は陰極・空洞内に配置される。
及び磁界を印加する手段を低圧室に有する蒸気及びイオ
ン源を提供する。陰極は前板にに孔を設けた等電位空洞
を構成する。磁界は該前板の面に直角に印加される。イ
オン化されるべき物質は陰極・空洞内に配置される。
このイオン源を動作させる為、低圧キャリヤーガスは、
初めに室内、特に陰極空洞内に導入され、陰極は陽極（
接地）に関して数百ボルトの範囲内の負の電位に接続さ
れる。従って、キャリヤーガスのイオン化及び陰極の加
熱を生じる。陰極に配置された、イオン化されるべき物
質は気化され、イオン化される。物質の蒸気及びイオン
は、次にプラズマ電位に関連した負の電位でターゲット
に向って射出され勝ちである。−旦現象が始まれば、ボ
ンピングは、次に不用であるキャリヤーガスの量を減少
する為設けられる。
初めに室内、特に陰極空洞内に導入され、陰極は陽極（
接地）に関して数百ボルトの範囲内の負の電位に接続さ
れる。従って、キャリヤーガスのイオン化及び陰極の加
熱を生じる。陰極に配置された、イオン化されるべき物
質は気化され、イオン化される。物質の蒸気及びイオン
は、次にプラズマ電位に関連した負の電位でターゲット
に向って射出され勝ちである。−旦現象が始まれば、ボ
ンピングは、次に不用であるキャリヤーガスの量を減少
する為設けられる。
実施例
図に示す如く、本発明による源は、内部空洞に設けられ
た陰極１０と空洞壁の前板に設けられた出力孔１１とよ
りなる。この陰極は、この室が陰極１０に関連した陽極
を構成するので以下に接地又は陽極のいずれかで呼ばれ
る接地に接続された導体室Ｍの如き室内に囲まれて０る
。ポンプ手段１３及び例えばヘリウム、アルゴン等のガ
スを導く手段１４が設けられる。
た陰極１０と空洞壁の前板に設けられた出力孔１１とよ
りなる。この陰極は、この室が陰極１０に関連した陽極
を構成するので以下に接地又は陽極のいずれかで呼ばれ
る接地に接続された導体室Ｍの如き室内に囲まれて０る
。ポンプ手段１３及び例えばヘリウム、アルゴン等のガ
スを導く手段１４が設けられる。
磁界を印加する磁石Ａ又は他の手段は、陰極の孔１１で
その前板の面に直交して磁界Ｂを印加する。空洞１０内
に、イオン化されるべき物質、例えば棚、棒、チップ等
の形状を有する金属１５が配置される。
その前板の面に直交して磁界Ｂを印加する。空洞１０内
に、イオン化されるべき物質、例えば棚、棒、チップ等
の形状を有する金属１５が配置される。
初めに、室Ｍは真空排気され、十分の数から数十パスカ
ルの範囲の圧を有するキャリヤーガスが導入される。陰
極が数百ボルトの範囲の負の電位である場合、電界が現
れ、空洞の存在により、空洞内に向って彎曲した電界線
１６が、図示の如く前板の孔のレベルで現われる。かく
て、電界線の彎曲による電界Ｅは印加された磁界Ｂに垂
直である領域がある。従って、プラズマは、かかる交差
電界及び磁界が存在しない場合より低い、非常に低いガ
ス圧で生成される。事実、それはプラズマ生成の始めで
ある場所で交差磁界に関連したエツジ効果（空洞の前板
の孔の存在による電界の彎曲）である。従って、十分の
数パスカルより高いキャリヤーガスの圧力で、プラズマ
領域は、図の点線により実質的に示す如く、開口１１の
近傍に生ずる。
ルの範囲の圧を有するキャリヤーガスが導入される。陰
極が数百ボルトの範囲の負の電位である場合、電界が現
れ、空洞の存在により、空洞内に向って彎曲した電界線
１６が、図示の如く前板の孔のレベルで現われる。かく
て、電界線の彎曲による電界Ｅは印加された磁界Ｂに垂
直である領域がある。従って、プラズマは、かかる交差
電界及び磁界が存在しない場合より低い、非常に低いガ
ス圧で生成される。事実、それはプラズマ生成の始めで
ある場所で交差磁界に関連したエツジ効果（空洞の前板
の孔の存在による電界の彎曲）である。従って、十分の
数パスカルより高いキャリヤーガスの圧力で、プラズマ
領域は、図の点線により実質的に示す如く、開口１１の
近傍に生ずる。
このプラズマは、空洞の壁１０及び（直接又は液化を介
して）気化される物質１５を加熱する。
して）気化される物質１５を加熱する。
従って、物質の気化が生ずる。それらの蒸気は空洞の孔
１１を通って出、その実質的部分はプラズマ電子により
イオン化され：それにより物質１５のイオンが生成され
、接地に対して負の電位で、空洞孔の前に配置された極
板２０により収集されうる。この極板は、従って物質の
イオン及び蒸気を受け、一方電了は接地に対する負電位
により押し戻される。
１１を通って出、その実質的部分はプラズマ電子により
イオン化され：それにより物質１５のイオンが生成され
、接地に対して負の電位で、空洞孔の前に配置された極
板２０により収集されうる。この極板は、従って物質の
イオン及び蒸気を受け、一方電了は接地に対する負電位
により押し戻される。
プラズマ電位は陰極１０の電位ではないが、この陰極の
電位が例えば−５００ボルトである場合、プラズマ電位
が数十ボルトになることが考えられる。従って、極板２
０上のイオンに与えられる衝撃エネルギーによれば、こ
れは、約百から千ボルトの間で変化する電位である。
電位が例えば−５００ボルトである場合、プラズマ電位
が数十ボルトになることが考えられる。従って、極板２
０上のイオンに与えられる衝撃エネルギーによれば、こ
れは、約百から千ボルトの間で変化する電位である。
空洞内の物質の蒸気圧が約１パスカルの圧力まで増えた
場合、プラズマの生成を起こすガス１４の導入は止めら
れ、一方、ポンプ１３によるボンピングは続けられる。
場合、プラズマの生成を起こすガス１４の導入は止めら
れ、一方、ポンプ１３によるボンピングは続けられる。
それらの状況において、始動ガスの機能に置き換えられ
る物質１５の蒸気になるので、放電は維持される。従っ
て、自続プラズマは空洞内で存在する。
る物質１５の蒸気になるので、放電は維持される。従っ
て、自続プラズマは空洞内で存在する。
上述の如く、持続蒸気及びイオン源は物質１５の存在に
より得られ、この源は十分の数から数十パスカルの真空
下で動作する。
より得られ、この源は十分の数から数十パスカルの真空
下で動作する。
物質１５は、例えば金属である。陰極が一５００ボルト
の電位に、また極板２０が約−１、２００ボルトの電位
にある場合、本発明者は、５０ＣＩｉの面上に１ 、２
００ボルトの状況下で加速された３アンペアのＣｕ＋イ
オンを得た。極板２０上の銅原子の析出速度は２０ミク
ロンメータ／分であった。それにより、蒸気・銅原子の
２５％がイオン化されると考えられうる。
の電位に、また極板２０が約−１、２００ボルトの電位
にある場合、本発明者は、５０ＣＩｉの面上に１ 、２
００ボルトの状況下で加速された３アンペアのＣｕ＋イ
オンを得た。極板２０上の銅原子の析出速度は２０ミク
ロンメータ／分であった。それにより、蒸気・銅原子の
２５％がイオン化されると考えられうる。
金属の存在により真空（キャリヤーガスは存在しない）
下にある持続源を得ることの可能性は、約６０％の公知
の金属（陰極空洞内で通常発生する温度である１、６０
０−１，７００℃より低い温度で数パスカルより高い飽
和蒸気圧である金屈）に対し存在する。
下にある持続源を得ることの可能性は、約６０％の公知
の金属（陰極空洞内で通常発生する温度である１、６０
０−１，７００℃より低い温度で数パスカルより高い飽
和蒸気圧である金屈）に対し存在する。
本発明による方法は、下記に示す技術の状態で多数の利
点を有するニ ー真空スパッタリングにより得られたのに対応したｍ蒸
着速度。
点を有するニ ー真空スパッタリングにより得られたのに対応したｍ蒸
着速度。
一金属蒸気の高イオン化率〈２５％まで従来のイオン析
出方法は１から２％までのイオン化率を得るのが可能で
ある）。
出方法は１から２％までのイオン化率を得るのが可能で
ある）。
一６０％の金属に対してヤヤリャーガスなしに動作する
可能性。これは公害率を減らす。
可能性。これは公害率を減らす。
それは、ターゲット２０に植込まれるイオン数。
析出の高密着性から起こる。
その大きな簡素化により、本発明による装置は長寿命を
有する。加えて、基本的問題は装置の寸法を制限せず、
孔１２が組長溝である場合、大きな長さのターゲット２
０の射突を予測することは可能である。
有する。加えて、基本的問題は装置の寸法を制限せず、
孔１２が組長溝である場合、大きな長さのターゲット２
０の射突を予測することは可能である。
本発明は幾多の変形が可能である。陰極及び接地室を構
成する金属は、例えばタングステンのような動作温度で
反応しないよう選ばれる。室は、多くの形を有し、プラ
ズマの始動を改善するよう孔１１の前に配置された接地
グリッドを関連しうる。種々の電位の種々のグリッド及
び孔システムはターゲットに向ってイオンを加速又は収
束させるよう設けられうる。
成する金属は、例えばタングステンのような動作温度で
反応しないよう選ばれる。室は、多くの形を有し、プラ
ズマの始動を改善するよう孔１１の前に配置された接地
グリッドを関連しうる。種々の電位の種々のグリッド及
び孔システムはターゲットに向ってイオンを加速又は収
束させるよう設けられうる。
図は本発明の１実施例の概略説明図である。
１０・・・空洞、１１・・・孔、１３．１４・・・ボン
ピング手段、１５・・・物質、１６・・・電界線、２０
・・・極板、Ａ・・・磁石、Ｂ・・・磁界、Ｅ・・・電
界、Ｋ・・・陰極、Ｍ・・・陽極。
ピング手段、１５・・・物質、１６・・・電界線、２０
・・・極板、Ａ・・・磁石、Ｂ・・・磁界、Ｅ・・・電
界、Ｋ・・・陰極、Ｍ・・・陽極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）陽極（Ｍ）、陰極（Ｋ）及び磁界を印加する手段
を低圧室に有し： 該陰極（Ｋ）は、前板に孔（１１）を設けた等電位空洞
（１０）からなり、 孔板に直交する磁界（Ｂ）がこれに印加され、イオン化
されるべき物質（１５）が陰極空洞内に配置されること
を特徴とする蒸気及びイオン源。 （２）イオン化される物質は金属であることを特徴とす
る請求項１記載のイオン源。 （３）室圧が十分の数パスカルの範囲にあり、この圧力
が初めにキャリアーガスによりそれ自体イオン化される
物質により与えられることを特徴とする請求項１記載の
イオン源。（４）陰極は数百ボルトの負の電位にあるこ
とを特徴とする請求項１記載のイオン源。 （５）該孔は細長い溝であることを特徴とする請求項１
記載のイオン源。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8816012 | 1988-11-30 | ||
| FR8816012A FR2639756B1 (fr) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | Source de vapeurs et d'ions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03114122A true JPH03114122A (ja) | 1991-05-15 |
Family
ID=9372645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1310466A Pending JPH03114122A (ja) | 1988-11-30 | 1989-11-29 | 蒸気及びイオン源 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5025194A (ja) |
| EP (1) | EP0371894B1 (ja) |
| JP (1) | JPH03114122A (ja) |
| AT (1) | ATE103106T1 (ja) |
| DE (1) | DE68913920T2 (ja) |
| FR (1) | FR2639756B1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6271529B1 (en) | 1997-12-01 | 2001-08-07 | Ebara Corporation | Ion implantation with charge neutralization |
| DE20023972U1 (de) | 2000-12-15 | 2008-04-10 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Magnetventil für einen Kältemittelkreislauf |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1209092A (fr) * | 1958-05-03 | 1960-02-29 | Commissariat Energie Atomique | Nouvelle source d'ions |
| US3223885A (en) * | 1963-04-29 | 1965-12-14 | Gen Electric | Stabilization circuit for electron beam apparatus |
| US3414702A (en) * | 1965-05-28 | 1968-12-03 | Gen Electric | Nonthermionic electron beam apparatus |
| US3411035A (en) * | 1966-05-31 | 1968-11-12 | Gen Electric | Multi-chamber hollow cathode low voltage electron beam apparatus |
| FR2595868B1 (fr) * | 1986-03-13 | 1988-05-13 | Commissariat Energie Atomique | Source d'ions a resonance cyclotronique electronique a injection coaxiale d'ondes electromagnetiques |
| US4894546A (en) * | 1987-03-11 | 1990-01-16 | Nihon Shinku Gijutsu Kabushiki Kaisha | Hollow cathode ion sources |
| FR2618602B1 (fr) * | 1987-07-22 | 1990-01-05 | Centre Nat Rech Scient | Source d'electrons |
-
1988
- 1988-11-30 FR FR8816012A patent/FR2639756B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-11-27 EP EP89420467A patent/EP0371894B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1989-11-27 DE DE68913920T patent/DE68913920T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-11-27 AT AT89420467T patent/ATE103106T1/de not_active IP Right Cessation
- 1989-11-29 JP JP1310466A patent/JPH03114122A/ja active Pending
- 1989-11-29 US US07/442,796 patent/US5025194A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5025194A (en) | 1991-06-18 |
| ATE103106T1 (de) | 1994-04-15 |
| DE68913920D1 (de) | 1994-04-21 |
| FR2639756B1 (fr) | 1994-05-13 |
| EP0371894A1 (fr) | 1990-06-06 |
| EP0371894B1 (fr) | 1994-03-16 |
| FR2639756A1 (fr) | 1990-06-01 |
| DE68913920T2 (de) | 1994-11-03 |
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