JPH04262350A - 液体金属イオン源 - Google Patents
液体金属イオン源Info
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- JPH04262350A JPH04262350A JP2312191A JP2312191A JPH04262350A JP H04262350 A JPH04262350 A JP H04262350A JP 2312191 A JP2312191 A JP 2312191A JP 2312191 A JP2312191 A JP 2312191A JP H04262350 A JPH04262350 A JP H04262350A
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- Japan
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- ion beam
- liquid metal
- ion source
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- metal ion
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオンマイクロアナラ
イザの液体金属イオン源にかかわり、特にイオン源で発
生したイオン量がイオン量の設定値に対し、常に安定と
なるように、前述のイオン化物質溶融用熱源を、自動的
に調節するに好適な液体金属イオン源。
イザの液体金属イオン源にかかわり、特にイオン源で発
生したイオン量がイオン量の設定値に対し、常に安定と
なるように、前述のイオン化物質溶融用熱源を、自動的
に調節するに好適な液体金属イオン源。
【０００２】
【従来の技術】図２は液体金属イオン源と、電源の関係
を示す簡略図である。図２において、１はイオン化物質
、２はため部、３はヒータ、４はチップ、５は引出電極
、６はヒータ電源、７は加速電源、８は引出電源、９は
イオンビームである。図２において、従来の液体金属イ
オン源の動作状態を説明する。従来の液体金属イオン源
では、イオン化物質１のため部２を設け、イオン源を超
寿命化し、ため部２の外側をヒータ３で巻、ヒータ３に
ヒータ電源６より電力を供給し、イオン化物質１を溶融
する。また溶融したイオン化物質１には、チップ４が埋
め込まれており、チップ４には加速電源７が接続されて
いる。一方引出電極５には、引出電源８が接続されてい
る。いまヒータ電源６より加熱され溶融したイオン化物
質は、加速電源７の印加電圧によりイオン化し、イオン
ビーム９となり、チップ４より放出される。ここで引出
電極５と、引出電源８はイオンビーム９が安定にチップ
４より放出されるように動作する。引出電源８は、自己
バイアス方式であり、外部直流信号（図２のＶ）より、
イオンビーム９の放出量を制御可能である。以上説明し
たように従来の液体金属イオン源では、イオンビーム９
の安定性確保は、引出電極５と、引出電源８のみで行わ
れている。この主の装置として関連するものには、例え
ば、特許公報（Ｂ２）平２−７４９９ 号にあげられた
液体金属イオン源がある。
を示す簡略図である。図２において、１はイオン化物質
、２はため部、３はヒータ、４はチップ、５は引出電極
、６はヒータ電源、７は加速電源、８は引出電源、９は
イオンビームである。図２において、従来の液体金属イ
オン源の動作状態を説明する。従来の液体金属イオン源
では、イオン化物質１のため部２を設け、イオン源を超
寿命化し、ため部２の外側をヒータ３で巻、ヒータ３に
ヒータ電源６より電力を供給し、イオン化物質１を溶融
する。また溶融したイオン化物質１には、チップ４が埋
め込まれており、チップ４には加速電源７が接続されて
いる。一方引出電極５には、引出電源８が接続されてい
る。いまヒータ電源６より加熱され溶融したイオン化物
質は、加速電源７の印加電圧によりイオン化し、イオン
ビーム９となり、チップ４より放出される。ここで引出
電極５と、引出電源８はイオンビーム９が安定にチップ
４より放出されるように動作する。引出電源８は、自己
バイアス方式であり、外部直流信号（図２のＶ）より、
イオンビーム９の放出量を制御可能である。以上説明し
たように従来の液体金属イオン源では、イオンビーム９
の安定性確保は、引出電極５と、引出電源８のみで行わ
れている。この主の装置として関連するものには、例え
ば、特許公報（Ｂ２）平２−７４９９ 号にあげられた
液体金属イオン源がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術で述べた
液体金属イオン源の動作状態から、従来技術には、以下
の問題点がある。図２において、本来イオンビーム９は
、前記自己バイアス方式の引出電源５の作用により、チ
ップ４より安定に放出されるはずである。上記の仮定は
、下記の理由による。
液体金属イオン源の動作状態から、従来技術には、以下
の問題点がある。図２において、本来イオンビーム９は
、前記自己バイアス方式の引出電源５の作用により、チ
ップ４より安定に放出されるはずである。上記の仮定は
、下記の理由による。
【０００４】引出電極５はスリット形状となっており、
引出電極５を通りぬけられなかったイオンビームは、電
流となり引出電源８のＰに到達する。引出電源８は、お
もに、高電圧制御ビーム３極管（以下３極管と略す）と
オペアンプより構成されており、外部直流電圧Ｖにより
、３極管に流れ込むＰ（プレート）電流（引出電極５に
照射されたイオンビーム９の電流値に相当）を、制御可
能となっている。一般的に、引出電極５に流れ込む電流
と、引出電極を通りぬけるイオンビームは、１：１にな
っており、従って引出電極５に流れ込む電流を安定にす
れば、引出電極を通りぬけるイオンビームも安定するこ
とになる。ここで、３極管のＰ（プレート）電流の安定
度ΔＩＰは（１）式で示される。
引出電極５を通りぬけられなかったイオンビームは、電
流となり引出電源８のＰに到達する。引出電源８は、お
もに、高電圧制御ビーム３極管（以下３極管と略す）と
オペアンプより構成されており、外部直流電圧Ｖにより
、３極管に流れ込むＰ（プレート）電流（引出電極５に
照射されたイオンビーム９の電流値に相当）を、制御可
能となっている。一般的に、引出電極５に流れ込む電流
と、引出電極を通りぬけるイオンビームは、１：１にな
っており、従って引出電極５に流れ込む電流を安定にす
れば、引出電極を通りぬけるイオンビームも安定するこ
とになる。ここで、３極管のＰ（プレート）電流の安定
度ΔＩＰは（１）式で示される。
【０００５】
ΔＩＰ＝Ｇｍ・ΔＶｇ
…（１）
ここで
Ｇｍ：相互コンダクタンス
ΔＶｇ：グリッド電圧の変動今、従来
技術では、Ｇｍ＝２００×１０−６，ΔＶｇ＝１×１０
−４であるので、（１）式よりΔＩＰ＝２×１０−８と
なる。したがって、イオンビーム９も、２×１０−８程
度の安定性を、保つはずである。実際の従来技術では、
イオンビーム９の安定度は、２×１０−３程度であり、
時にはイオンビーム９が検出されぬ場合もある。これは
、図２のイオン化物質１のイオンビーム９の放出に供な
う、量の変化、並びにチップ４の鋭端面（イオンビーム
９の放出面）における溶融したイオン化物質１のぬれ性
の変化などに起因する。以上説明したように従来技術に
おいては、液体金属イオン源より放出されるイオンビー
ム９が、不安定である問題点があった。本発明の目的は
、イオン化物質溶融用熱源（図２におけるヒータ３及び
ヒータ電源６）を、液体金属イオン源で発生したイオン
量が常に安定かつ最大となるように自動的に調節するこ
とを提供することにある。
…（１）
ここで
Ｇｍ：相互コンダクタンス
ΔＶｇ：グリッド電圧の変動今、従来
技術では、Ｇｍ＝２００×１０−６，ΔＶｇ＝１×１０
−４であるので、（１）式よりΔＩＰ＝２×１０−８と
なる。したがって、イオンビーム９も、２×１０−８程
度の安定性を、保つはずである。実際の従来技術では、
イオンビーム９の安定度は、２×１０−３程度であり、
時にはイオンビーム９が検出されぬ場合もある。これは
、図２のイオン化物質１のイオンビーム９の放出に供な
う、量の変化、並びにチップ４の鋭端面（イオンビーム
９の放出面）における溶融したイオン化物質１のぬれ性
の変化などに起因する。以上説明したように従来技術に
おいては、液体金属イオン源より放出されるイオンビー
ム９が、不安定である問題点があった。本発明の目的は
、イオン化物質溶融用熱源（図２におけるヒータ３及び
ヒータ電源６）を、液体金属イオン源で発生したイオン
量が常に安定かつ最大となるように自動的に調節するこ
とを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前述の問題点を解決する
ための手段は、イオン化物質溶融用熱源においてイオン
源で発生したイオン量が常に安定かつ、最大となるよう
にイオン化物質溶融用熱源の熱量を自動的に調節する手
段を設けることにより達成される。
ための手段は、イオン化物質溶融用熱源においてイオン
源で発生したイオン量が常に安定かつ、最大となるよう
にイオン化物質溶融用熱源の熱量を自動的に調節する手
段を設けることにより達成される。
【０００７】
【作用】図２において、前述の技術手段を用いると、イ
オン化物質１，ため部２，チップ４の温度がイオンビー
ム９の増減により、制御される。従ってイオン化物質１
の量の変化並びにチップ４の鋭端面における溶融物質の
ぬれ性などの影響を受けず、常に一定量のイオン化物質
がチップ４の鋭端面に供給され、引出電極５との相乗効
果により、従来より安定したイオンビームを供給するこ
とができる。
オン化物質１，ため部２，チップ４の温度がイオンビー
ム９の増減により、制御される。従ってイオン化物質１
の量の変化並びにチップ４の鋭端面における溶融物質の
ぬれ性などの影響を受けず、常に一定量のイオン化物質
がチップ４の鋭端面に供給され、引出電極５との相乗効
果により、従来より安定したイオンビームを供給するこ
とができる。
【０００８】
【実施例】以下本発明の一実施例を、図１により説明す
る。同図において、１はイオン化物質、２はため部、３
はヒータ、４はチップ、５は引出電極、６はヒータ電源
、７は加速電源、８は引出電源、９はイオンビーム、１
０は調節手段である。本実施例の液体金属イオン源では
、イオン化物質１のため部２を設け、イオン源１を長寿
命化し、ため部２の外側をヒータ３で巻、ヒータ３にヒ
ータ電源６より電力を供給し、イオン化物質１を溶融す
る。ここでヒータ電源６は調節手段１０によって制御可
能であり、調節手段１０には、切り替え手段が設けてあ
る。また、調節手段１０は外部直流電圧Ｖ２によって制
御可能である。一方、引出電極５には、引出電源８が接
続されており、引出電源８は前述の発明が解決しようと
する課題で説明したように動作する。今、図１において
、調節手段１０の切り替え手段（図１のＳ１）をＭＡＮ
ＵＡＬの状態にすると、イオンビーム９は、従来の技術
で説明したようにチップ４より放出され、イオンビーム
９の安定性確保は、引出電極５と、引出電源８のみで行
われる。ここで、調節手段１０の切り替え手段（図１の
Ｓ１）をＡＵＴＯとする。すると、調節手段１０は、引
出電源８の外部直流電圧Ｖにより制御される、３極管に
流れ込むＰ（プレート）電流（引出電極５に照射された
イオンビーム９の電流値に相当。）と、比例した制御信
号をヒータ電源６に送る。従って、ヒータ電源６は引出
電源８の外部直流電圧Ｖによって設定された前記Ｐ（プ
レート）電流に比例した電力をヒータ３に送る。ここで
、前記３極管に流れ込むＰ（プレート）電流の値は、発
明が解決しようとする課題で説明したように、引出電極
５を通りぬけるイオンビーム９の値と１：１の関係とな
っている。
る。同図において、１はイオン化物質、２はため部、３
はヒータ、４はチップ、５は引出電極、６はヒータ電源
、７は加速電源、８は引出電源、９はイオンビーム、１
０は調節手段である。本実施例の液体金属イオン源では
、イオン化物質１のため部２を設け、イオン源１を長寿
命化し、ため部２の外側をヒータ３で巻、ヒータ３にヒ
ータ電源６より電力を供給し、イオン化物質１を溶融す
る。ここでヒータ電源６は調節手段１０によって制御可
能であり、調節手段１０には、切り替え手段が設けてあ
る。また、調節手段１０は外部直流電圧Ｖ２によって制
御可能である。一方、引出電極５には、引出電源８が接
続されており、引出電源８は前述の発明が解決しようと
する課題で説明したように動作する。今、図１において
、調節手段１０の切り替え手段（図１のＳ１）をＭＡＮ
ＵＡＬの状態にすると、イオンビーム９は、従来の技術
で説明したようにチップ４より放出され、イオンビーム
９の安定性確保は、引出電極５と、引出電源８のみで行
われる。ここで、調節手段１０の切り替え手段（図１の
Ｓ１）をＡＵＴＯとする。すると、調節手段１０は、引
出電源８の外部直流電圧Ｖにより制御される、３極管に
流れ込むＰ（プレート）電流（引出電極５に照射された
イオンビーム９の電流値に相当。）と、比例した制御信
号をヒータ電源６に送る。従って、ヒータ電源６は引出
電源８の外部直流電圧Ｖによって設定された前記Ｐ（プ
レート）電流に比例した電力をヒータ３に送る。ここで
、前記３極管に流れ込むＰ（プレート）電流の値は、発
明が解決しようとする課題で説明したように、引出電極
５を通りぬけるイオンビーム９の値と１：１の関係とな
っている。
【０００９】上記の動作によって、加熱されたイオン化
物質１は、溶融するわけであるが、チップ４の鋭端面に
おけるイオン化物質１のぬれ性は、イオン化物質１の粘
性、すなわちイオン化物質１の溶融した状態の温度に依
存する。従ってイオン化物質１のチップ４の鋭端面にお
けるぬれ性は、引出電源８の外部直流電圧Ｖによって設
定されたイオンビーム９の値となるように、調節手段１
０によって制御されるところのヒータ電源６により、常
に変化することになる。以上の動作状態から、本実施例
におけるイオンビーム９の安定性は、２×１０−６を得
ることができた。
物質１は、溶融するわけであるが、チップ４の鋭端面に
おけるイオン化物質１のぬれ性は、イオン化物質１の粘
性、すなわちイオン化物質１の溶融した状態の温度に依
存する。従ってイオン化物質１のチップ４の鋭端面にお
けるぬれ性は、引出電源８の外部直流電圧Ｖによって設
定されたイオンビーム９の値となるように、調節手段１
０によって制御されるところのヒータ電源６により、常
に変化することになる。以上の動作状態から、本実施例
におけるイオンビーム９の安定性は、２×１０−６を得
ることができた。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明に依ればイオンビーム９の変化に比例して溶融し
たイオン化物質１の温度、すなわちイオン化物質１のぬ
れ性が変化することになる。従って、本発明を用いれば
、チップ４の鋭端面におけるイオン化物質１のぬれ性の
変化の影響を受けずに、従来よりも極めて安定したイオ
ンビームを得ることができる効果がある。
本発明に依ればイオンビーム９の変化に比例して溶融し
たイオン化物質１の温度、すなわちイオン化物質１のぬ
れ性が変化することになる。従って、本発明を用いれば
、チップ４の鋭端面におけるイオン化物質１のぬれ性の
変化の影響を受けずに、従来よりも極めて安定したイオ
ンビームを得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す簡略図である。
【図２】従来の技術を示す簡略図である。
１…イオン化物質、２…ため部、３…ヒータ、４…チッ
プ、５…引出電極、６…ヒータ電源、７…加速電源、８
…引出電源、９…イオンビーム、１０…調節手段。
プ、５…引出電極、６…ヒータ電源、７…加速電源、８
…引出電源、９…イオンビーム、１０…調節手段。
Claims (1)
- 【請求項１】イオン化物質ため部，イオン化物質溶融用
熱源，イオン放出用チップ，イオン引出用電極よりなる
液体金属イオン源において、イオン化物質より放出され
るイオン量が、常に安定かつ最大となるように、前記イ
オン化物質溶融用熱源を、自動的に可変できる調節手段
を設けた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 |
|---|---|---|---|
| JP2312191A JPH04262350A (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 液体金属イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2312191A JPH04262350A (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 液体金属イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04262350A true JPH04262350A (ja) | 1992-09-17 |
Family
ID=12101675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2312191A Pending JPH04262350A (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 液体金属イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04262350A (ja) |
-
1991
- 1991-02-18 JP JP2312191A patent/JPH04262350A/ja active Pending
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