JPH0441458B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0441458B2 JPH0441458B2 JP6689684A JP6689684A JPH0441458B2 JP H0441458 B2 JPH0441458 B2 JP H0441458B2 JP 6689684 A JP6689684 A JP 6689684A JP 6689684 A JP6689684 A JP 6689684A JP H0441458 B2 JPH0441458 B2 JP H0441458B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- laser beam
- substance
- ion beam
- state
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 30
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 22
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 14
- 230000005283 ground state Effects 0.000 claims description 8
- 239000003574 free electron Substances 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 21
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 11
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 11
- 238000000752 ionisation method Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 aluminum ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 1
- 230000001443 photoexcitation Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/24—Ion sources; Ion guns using photo-ionisation, e.g. using laser beam
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
- H01J37/08—Ion sources; Ion guns
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、半導体加工装置をはじめ材料改質、
材料合成等に使われるイオンビーム発生装置に関
するものである。
材料合成等に使われるイオンビーム発生装置に関
するものである。
従来、イオンビーム発生装置によるイオン発生
方法としては、種々の手法が考えられ実用化され
て来た。その大部分は放電を利用したものであつ
たが、近年レーザ光を使つたイオン源が考え出さ
れて来ている。このレーザ光等の光を使つた方式
には２つあり、１つはレーザ光を金属等の固体に
照射してそのプラズマをイオン源として使つた
り、レーザ光を集光して気体、液体に照射してプ
ラズマを作り、これをイオン源としたりするもの
であり、他の１つは波長の可変な光源を使い、レ
ーザ光等の単一波長を対象とするイオン化される
べき物質のエネルギ準位に共鳴させて該物質をイ
オン化させるものであり、本発明は後者に関する
ものである。
方法としては、種々の手法が考えられ実用化され
て来た。その大部分は放電を利用したものであつ
たが、近年レーザ光を使つたイオン源が考え出さ
れて来ている。このレーザ光等の光を使つた方式
には２つあり、１つはレーザ光を金属等の固体に
照射してそのプラズマをイオン源として使つた
り、レーザ光を集光して気体、液体に照射してプ
ラズマを作り、これをイオン源としたりするもの
であり、他の１つは波長の可変な光源を使い、レ
ーザ光等の単一波長を対象とするイオン化される
べき物質のエネルギ準位に共鳴させて該物質をイ
オン化させるものであり、本発明は後者に関する
ものである。
本発明は、上記共鳴光励起、イオン化方式のイ
オンビーム発生装置において、イオン化させる物
質の共鳴光励起にてイオン化させる直前の状態と
して、該物質の自動電離状態
（Autoionizationlevel）を使うことにより、従来
の共鳴光励起、イオン化方式に比べ入力光エネル
ギに対するイオン化効率を２桁以上向上でき、か
つ選択イオン化における選択性に優れたイオンビ
ーム発生装置を提供することを目的としている。
オンビーム発生装置において、イオン化させる物
質の共鳴光励起にてイオン化させる直前の状態と
して、該物質の自動電離状態
（Autoionizationlevel）を使うことにより、従来
の共鳴光励起、イオン化方式に比べ入力光エネル
ギに対するイオン化効率を２桁以上向上でき、か
つ選択イオン化における選択性に優れたイオンビ
ーム発生装置を提供することを目的としている。
まず本発明装置におけるイオン化方法をアルミ
ニウムイオンビームを発生する場合を例にとつて
従来の方法と比較しつつ説明する。第１図はアル
ミニウム中性原子のエネルギ準位図である。
ニウムイオンビームを発生する場合を例にとつて
従来の方法と比較しつつ説明する。第１図はアル
ミニウム中性原子のエネルギ準位図である。
従来のイオン化方法は、例えば波長が3082Å、
6200Åの２本のレーザビームＢ１，Ｂ２をイオン
化させたいアルミニウム蒸気に照射する方法であ
り、即ち基底状態3p（2P0）にあるアルミニウム原
子をまず3082ÅのレーザビームＢ１により第１励
起状態3d（2D）に共鳴励起し、その後6200Åのレ
ーザビームＢ２により光電離させるものである。
6200Åの２本のレーザビームＢ１，Ｂ２をイオン
化させたいアルミニウム蒸気に照射する方法であ
り、即ち基底状態3p（2P0）にあるアルミニウム原
子をまず3082ÅのレーザビームＢ１により第１励
起状態3d（2D）に共鳴励起し、その後6200Åのレ
ーザビームＢ２により光電離させるものである。
この従来のイオン化方法に対し、本発明装置に
おけるイオン化方法は、イオン化させるべき物質
をその基底状態から自動電離状態に１本のレーザ
ビームにより直接共鳴励起させるか又は２本以上
のレーザビームにより段階状に共鳴励起せしめる
ものである。上記アルミニウム蒸気をイオン化せ
しめる場合は、波長3440ÅのレーザビームＢ３に
より基底状態から２電子励起状態3s3p24pに共鳴
励起し、同時に波長3050ÅのレーザビームＢ４に
より該２電子励起状態3s3p24pから自動電離状態
3s3p4s4p0に励起させ、該自動電離状態3s3p4s
（4pc）において、所定の遷移確率でもつて自動
電離、イオン化させるものである。
おけるイオン化方法は、イオン化させるべき物質
をその基底状態から自動電離状態に１本のレーザ
ビームにより直接共鳴励起させるか又は２本以上
のレーザビームにより段階状に共鳴励起せしめる
ものである。上記アルミニウム蒸気をイオン化せ
しめる場合は、波長3440ÅのレーザビームＢ３に
より基底状態から２電子励起状態3s3p24pに共鳴
励起し、同時に波長3050ÅのレーザビームＢ４に
より該２電子励起状態3s3p24pから自動電離状態
3s3p4s4p0に励起させ、該自動電離状態3s3p4s
（4pc）において、所定の遷移確率でもつて自動
電離、イオン化させるものである。
この発明装置におけるイオン化方法の場合、波
長3050Åのレーザ光による２電子励起状態3s3p2
から自動電離状態3s3p4sへの光励起断面積はσi＝
0.8×10-15cm2であり、従つてその励起速度はレー
ザ光強度をＩとするとＷ＝1.22×103I（Ｗ／cm2）
sec-1となる。このような自動電離状態は、
1012sec-1以上の速い速度で自発的にイオンと電
子とに分離するため、この励起速度Ｗを２電子励
起状態3s3p2の波長3050Åのレーザ光による自動
電離状態3s3p4sを経由しての電離速度とすること
ができる。一方、従来のイオン化方法に従う一例
である該２電子励起状態3s3p2から直接に光イオ
ン化する場合、その光電離断面積は、σi＝1.35×
10-28［λ2（Å）］3cm2であり、従つてその電離速度は
Ｗ＝6.82×10-14［λ2（Å）］4I（Ｗ／cm2）sec-1とな
る。ここで、レーザ光波長λ2は、電離限界を越え
るためλ2＜5205Åである必要がある。第５図はこ
の電離速度Ｗをレーザ光波長λ2の関数として色々
なレーザ光強度Ｉに対して示す。図示のようにあ
る一定のレーザ光強度において波長λ2を変化させ
ると電離度Ｗは連続的に変化するが、λ2が２電子
励起状態3s3p2と自動電離状態3s3p4sとの間の共
鳴波長3050Åの個所では不連続的に２桁以上高く
なる。
長3050Åのレーザ光による２電子励起状態3s3p2
から自動電離状態3s3p4sへの光励起断面積はσi＝
0.8×10-15cm2であり、従つてその励起速度はレー
ザ光強度をＩとするとＷ＝1.22×103I（Ｗ／cm2）
sec-1となる。このような自動電離状態は、
1012sec-1以上の速い速度で自発的にイオンと電
子とに分離するため、この励起速度Ｗを２電子励
起状態3s3p2の波長3050Åのレーザ光による自動
電離状態3s3p4sを経由しての電離速度とすること
ができる。一方、従来のイオン化方法に従う一例
である該２電子励起状態3s3p2から直接に光イオ
ン化する場合、その光電離断面積は、σi＝1.35×
10-28［λ2（Å）］3cm2であり、従つてその電離速度は
Ｗ＝6.82×10-14［λ2（Å）］4I（Ｗ／cm2）sec-1とな
る。ここで、レーザ光波長λ2は、電離限界を越え
るためλ2＜5205Åである必要がある。第５図はこ
の電離速度Ｗをレーザ光波長λ2の関数として色々
なレーザ光強度Ｉに対して示す。図示のようにあ
る一定のレーザ光強度において波長λ2を変化させ
ると電離度Ｗは連続的に変化するが、λ2が２電子
励起状態3s3p2と自動電離状態3s3p4sとの間の共
鳴波長3050Åの個所では不連続的に２桁以上高く
なる。
従つて、この発明におけるイオン化方法の場
合、従来の共鳴光励起、イオン化方式に比べ、入
力光エネルギーに対するイオン化効率が２桁以上
高くなり、しかも完全に共鳴のみを使うためレー
ザビームの波長を不純物原子のエネルギ準位と一
致しないように選択すればイオン化させたい物質
のみをイオン化でき、しかも純度の高いものがで
きる。
合、従来の共鳴光励起、イオン化方式に比べ、入
力光エネルギーに対するイオン化効率が２桁以上
高くなり、しかも完全に共鳴のみを使うためレー
ザビームの波長を不純物原子のエネルギ準位と一
致しないように選択すればイオン化させたい物質
のみをイオン化でき、しかも純度の高いものがで
きる。
また上記レーザイオンの波長を変えることによ
り、容易に他種の物質のイオンビームを発生する
ことができ、この場合イオン化される多種の物質
を前もつてイオンビーム発生容器内に導入してお
いても良い。このように発生するイオンビームの
種類を容易に変えることができる本発明の手法は
従来の方法にないものであり、イオンビームで処
理する２つ以上の行程を連続して行なうことがで
きる利点がある。
り、容易に他種の物質のイオンビームを発生する
ことができ、この場合イオン化される多種の物質
を前もつてイオンビーム発生容器内に導入してお
いても良い。このように発生するイオンビームの
種類を容易に変えることができる本発明の手法は
従来の方法にないものであり、イオンビームで処
理する２つ以上の行程を連続して行なうことがで
きる利点がある。
次にこの発明の実施例を図について説明する。
第２図は本発明の第１の実施例を示す。図にお
いて、１はイオン化されるべき物質が導入される
容器、１ａは上記物質を該容器１内に導入するた
めのガス導入孔、１ｂはガス排出孔、３ａ，３ｂ
は図示しないレーザビーム発生部からのレーザビ
ームＢ３，Ｂ４を上記容器１内に導入する窓であ
り、該容器１内のレーザビームＢ３，Ｂ４が交差
する空間はイオン生成空間４となつている。な
お、上記レーザビーム発生部としては、波長可変
レーザ又は自由電子レーザ等のレーザが用いられ
る。
いて、１はイオン化されるべき物質が導入される
容器、１ａは上記物質を該容器１内に導入するた
めのガス導入孔、１ｂはガス排出孔、３ａ，３ｂ
は図示しないレーザビーム発生部からのレーザビ
ームＢ３，Ｂ４を上記容器１内に導入する窓であ
り、該容器１内のレーザビームＢ３，Ｂ４が交差
する空間はイオン生成空間４となつている。な
お、上記レーザビーム発生部としては、波長可変
レーザ又は自由電子レーザ等のレーザが用いられ
る。
６は電極、６ａは該電極６に電圧を印加する端
子、８は試料、８ａは該試料８を保持する試料台
であり、該試料台８ａと上記電極６との間には直
流電圧が印加され、これによりイオン化された物
質をイオンビームとして引き出すための電界が発
生される。
子、８は試料、８ａは該試料８を保持する試料台
であり、該試料台８ａと上記電極６との間には直
流電圧が印加され、これによりイオン化された物
質をイオンビームとして引き出すための電界が発
生される。
次に動作について説明する。
本実施例装置により、アルミニウムのイオンビ
ームを発生する場合を考える。まず容器１にガス
導入孔１ａよりアルミニウム蒸気１０を導入す
る。そして上記レーザビーム発生部を発振させ
る。すると波長3440ÅのレーザビームＢ３が窓３
ａを介して上記容器１に導入され、また3050Åの
レーザビームＢ４が窓３ｂを介して同様に導入さ
れ、両ビームＢ３，Ｂ４が容器１内のイオン生成
空間４において交差し、これにより上記アルミニ
ウム蒸気１０は、3440ÅのレーザビームＢ３によ
り基底状態から２電子励起状態3s3p24pに共鳴励
起され、さらに3050ÅのレーザビームＢ４により
上記２電子励起状態3s3p24pから自動電離状態
3s3p4s4p0に段階状に共鳴励起され、これにより
該励起蒸気は所定の遷移確率でもつてイオン状態
となる。
ームを発生する場合を考える。まず容器１にガス
導入孔１ａよりアルミニウム蒸気１０を導入す
る。そして上記レーザビーム発生部を発振させ
る。すると波長3440ÅのレーザビームＢ３が窓３
ａを介して上記容器１に導入され、また3050Åの
レーザビームＢ４が窓３ｂを介して同様に導入さ
れ、両ビームＢ３，Ｂ４が容器１内のイオン生成
空間４において交差し、これにより上記アルミニ
ウム蒸気１０は、3440ÅのレーザビームＢ３によ
り基底状態から２電子励起状態3s3p24pに共鳴励
起され、さらに3050ÅのレーザビームＢ４により
上記２電子励起状態3s3p24pから自動電離状態
3s3p4s4p0に段階状に共鳴励起され、これにより
該励起蒸気は所定の遷移確率でもつてイオン状態
となる。
また上記電極６と試料台８ａとの間には直流電
圧が印加されており、これにより上記イオン化さ
れたアルミニウム蒸気１０はアルミニウムのイオ
ンのみからなるビーム９として引き出され、該イ
オンビーム９は上記試料８に照射される。
圧が印加されており、これにより上記イオン化さ
れたアルミニウム蒸気１０はアルミニウムのイオ
ンのみからなるビーム９として引き出され、該イ
オンビーム９は上記試料８に照射される。
以上の動作説明における本実施例の特徴を示す
と、まず第１に本実施例は完全に共鳴のみを用い
て選択イオン化を行なうものであるので、上記容
器１内にイオン化させるべき物質、この場合アル
ミニウム、以外の不純物、酸素、窒素、炭素、水
素等が含まれていて、しかもその量がアルミニウ
ムより多くても、レーザビームの波長を不純物原
子のエネルギ準位と一致させないようにして希望
の元素、この場合はアルミニウム、のみがイオン
化された純粋なアルミニウムイオンビームが得ら
れる。
と、まず第１に本実施例は完全に共鳴のみを用い
て選択イオン化を行なうものであるので、上記容
器１内にイオン化させるべき物質、この場合アル
ミニウム、以外の不純物、酸素、窒素、炭素、水
素等が含まれていて、しかもその量がアルミニウ
ムより多くても、レーザビームの波長を不純物原
子のエネルギ準位と一致させないようにして希望
の元素、この場合はアルミニウム、のみがイオン
化された純粋なアルミニウムイオンビームが得ら
れる。
第２に本実施例は上述のとおり、選択イオン化
を行なうものであり、かつ共鳴光励起によるイオ
ン化を行なうものであるので、電子や他の元素が
励起されたり、エネルギ吸収により温度上昇した
りすることはなく、その結果イオンビームを照射
する対象試料８、例えば半導体の場合は基板、の
温度を上昇させることはなく、低温処理ができ
る。
を行なうものであり、かつ共鳴光励起によるイオ
ン化を行なうものであるので、電子や他の元素が
励起されたり、エネルギ吸収により温度上昇した
りすることはなく、その結果イオンビームを照射
する対象試料８、例えば半導体の場合は基板、の
温度を上昇させることはなく、低温処理ができ
る。
第３にイオンビームの種類や特性を変える場合
はレーザビームの波長及び印加電圧を変えれば良
く、従来のような試料を取り出したり、イオン源
部を交換するために容器を開閉したりする必要は
なく、従つて、イオン注入とアニーリング等の連
続動作が容易にできる。
はレーザビームの波長及び印加電圧を変えれば良
く、従来のような試料を取り出したり、イオン源
部を交換するために容器を開閉したりする必要は
なく、従つて、イオン注入とアニーリング等の連
続動作が容易にできる。
第３図は本発明の第２の実施例を示す。図にお
いて、第２図の同一符号は同一又は相当部分を示
し、１３はイオン化させるべき物質１２を収容す
るオーブン、１３ａは上記オーブン１３の外周に
設けられたヒータ、１１はイオン化されたアルミ
ニウム蒸気１０を容器１の軸心に収束せしめるマ
グネツト、１４は上記集束されたアルミニウム蒸
気１０をイオンビーム９として引き出す引き出し
電極である。
いて、第２図の同一符号は同一又は相当部分を示
し、１３はイオン化させるべき物質１２を収容す
るオーブン、１３ａは上記オーブン１３の外周に
設けられたヒータ、１１はイオン化されたアルミ
ニウム蒸気１０を容器１の軸心に収束せしめるマ
グネツト、１４は上記集束されたアルミニウム蒸
気１０をイオンビーム９として引き出す引き出し
電極である。
次に動作について説明する。
オーブン１３内にイオン化させる物質であるア
ルミニウム１２を入れ、ヒータ１３ａによりオー
ブン１３を加熱すると上記アルミニウム１２が溶
融、気化してアルミニウム蒸気１０が発生し、該
蒸気１０はガス導入孔１ａの通つて容器１内に導
入される。そして3440ÅのレーザビームＢ３と
3050ÅのレーザビームＢ４が各々窓３ａ，３ｂを
介して上記容器１内に導入されて上記蒸気１０に
照射される。するとこれにより蒸気１０は基底状
態から２電子励起状態3s3p24pを経て自動電離状
態3s3p4s4p0に階段状に励起され、その結果該励
起蒸気が所定の遷移確率で自動電離されてイオン
生成空間４にアルミニウムイオンが生成され、該
アルミニウムイオンはマグネツト１１により軸心
に集束された後、引き出し電極１４によつてイオ
ンビーム９として放出される。
ルミニウム１２を入れ、ヒータ１３ａによりオー
ブン１３を加熱すると上記アルミニウム１２が溶
融、気化してアルミニウム蒸気１０が発生し、該
蒸気１０はガス導入孔１ａの通つて容器１内に導
入される。そして3440ÅのレーザビームＢ３と
3050ÅのレーザビームＢ４が各々窓３ａ，３ｂを
介して上記容器１内に導入されて上記蒸気１０に
照射される。するとこれにより蒸気１０は基底状
態から２電子励起状態3s3p24pを経て自動電離状
態3s3p4s4p0に階段状に励起され、その結果該励
起蒸気が所定の遷移確率で自動電離されてイオン
生成空間４にアルミニウムイオンが生成され、該
アルミニウムイオンはマグネツト１１により軸心
に集束された後、引き出し電極１４によつてイオ
ンビーム９として放出される。
第４図は本発明の第３の実施例によるイオンビ
ーム発生装置におけるレーザ発振装置の構成例で
ある。
ーム発生装置におけるレーザ発振装置の構成例で
ある。
本発明において階段状に元素を励起させるため
には複数の各々特定周波数のレーザビームが必要
であり、該複数のレーザビームを同期させる必要
がある訳であるが、第４図はその同期方法の一例
を示すものである。
には複数の各々特定周波数のレーザビームが必要
であり、該複数のレーザビームを同期させる必要
がある訳であるが、第４図はその同期方法の一例
を示すものである。
本レーザー発振装置２０は、３台の波長可変の
ダイレーザー２２，２３，２４と、該各ダイレー
ザー２２〜２４を励起するための励起源レーザー
２１と、ハーフミラー２５，２６、全反射ミラー
２７とから構成されている。このように励起源を
１台のレーザ１で構成したことにより、発振する
レーザビームω1、ω2、ω3は時間的に同期された
ものとなる。
ダイレーザー２２，２３，２４と、該各ダイレー
ザー２２〜２４を励起するための励起源レーザー
２１と、ハーフミラー２５，２６、全反射ミラー
２７とから構成されている。このように励起源を
１台のレーザ１で構成したことにより、発振する
レーザビームω1、ω2、ω3は時間的に同期された
ものとなる。
このように、本発明に係るイオンビーム発生装
置によれば、イオン化されるべき物質をレーザビ
ームの照射によりその基底状態から自動電離状態
に共鳴光励起し、該励起蒸気が所定の遷移確率で
自動電離してイオン状態になるようにしたので、
イオンの選択性に優れ、かつ従来の共鳴光励起、
イオン化方式に比べ、入力エネルギーに対するイ
オン化効率を２桁以上向上できる効果がある。
置によれば、イオン化されるべき物質をレーザビ
ームの照射によりその基底状態から自動電離状態
に共鳴光励起し、該励起蒸気が所定の遷移確率で
自動電離してイオン状態になるようにしたので、
イオンの選択性に優れ、かつ従来の共鳴光励起、
イオン化方式に比べ、入力エネルギーに対するイ
オン化効率を２桁以上向上できる効果がある。
第１図はアルミニウム中性原子ののエネルギ状
態図、第２図は本発明の第１の実施例によるシヤ
ワー型イオンビーム発生装置の概略構成図、第３
図は本発明の第２の実施例による集束型イオンビ
ーム発生装置の概略構成図、第４図は本発明の第
３の実施例によるイオンビーム発生装置のレーザ
ビーム発振器のブロツク図、第５図はアルミニウ
ム中性原子の励起状態3s3p2における光電離速度
の波長依存性を示す状態図である。 １……容器、２０……レーザビーム発生部、Ｂ
１〜Ｂ４……レーザビーム。なお図中同一符号は
同一又は相当部分を示す。
態図、第２図は本発明の第１の実施例によるシヤ
ワー型イオンビーム発生装置の概略構成図、第３
図は本発明の第２の実施例による集束型イオンビ
ーム発生装置の概略構成図、第４図は本発明の第
３の実施例によるイオンビーム発生装置のレーザ
ビーム発振器のブロツク図、第５図はアルミニウ
ム中性原子の励起状態3s3p2における光電離速度
の波長依存性を示す状態図である。 １……容器、２０……レーザビーム発生部、Ｂ
１〜Ｂ４……レーザビーム。なお図中同一符号は
同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ イオン化されるべき物質を収容する容器と、
該容器内の上記物質にレーザビームを照射するレ
ーザビーム発生部とを備え、上記物質のイオンビ
ームを発生する装置において、上記レーザビーム
発生部は上記物質をエネルギ準位の基底状態から
自動電離状態に共鳴励起するような波長を有する
レーザビームを発生するものであることを特徴と
するイオンビーム発生装置。 ２ 上記レーザビーム発生部は、上記物質を基底
状態から中間状態を経て上記自動電離状態に段階
状に共鳴光励起するような波長の異なる複数のレ
ーザビームを発生するものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のイオンビーム発生
装置。 ３ 上記レーザビーム発生部として、波長可変レ
ーザを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項又は第２項記載のイオンビーム発生装置。 ４ 上記レーザビーム発生部として、自由電子レ
ーザを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項又は第２項記載のイオンビーム発生装置。 ５ 上記レーザビーム発生部は、１つの励起源レ
ーザと、該励起源レーザからのレーザビームで励
起される相互に時間同期可能な複数の色素レーザ
とからなることを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載のイオンビーム発生装置。 ６ 上記物質は、固体又は液体の物質を加熱気化
して生成された蒸気として上記容器に導入される
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
５項のいずれかに記載のイオンビーム発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6689684A JPS60208036A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | イオンビ−ム発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6689684A JPS60208036A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | イオンビ−ム発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60208036A JPS60208036A (ja) | 1985-10-19 |
| JPH0441458B2 true JPH0441458B2 (ja) | 1992-07-08 |
Family
ID=13329141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6689684A Granted JPS60208036A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | イオンビ−ム発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60208036A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3914655A (en) * | 1973-06-28 | 1975-10-21 | Ibm | High brightness ion source |
-
1984
- 1984-04-02 JP JP6689684A patent/JPS60208036A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60208036A (ja) | 1985-10-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4692627A (en) | Ion beam generator | |
| JPH0441458B2 (ja) | ||
| US4716295A (en) | Ion beam generator | |
| JPH0527211B2 (ja) | ||
| JPH0441459B2 (ja) | ||
| JPS60235346A (ja) | イオンビ−ム発生装置 | |
| JPH0512813B2 (ja) | ||
| JPS60208038A (ja) | イオンビ−ム発生装置 | |
| JPH0441460B2 (ja) | ||
| JPS60235347A (ja) | イオンビ−ム発生装置 | |
| JPS6127038A (ja) | イオンビ−ム発生装置 | |
| JPS60211752A (ja) | イオンビ−ム発生装置 | |
| JPH0441461B2 (ja) | ||
| JPH0518220B2 (ja) | ||
| JPS60235345A (ja) | イオンビ−ム発生装置 | |
| JPS60235339A (ja) | イオンビ−ム発生装置 | |
| JPS60235338A (ja) | イオンビ−ム発生装置 | |
| JP3324052B2 (ja) | 同位体分離方法および装置 | |
| JPS60235341A (ja) | イオンビ−ム発生装置 | |
| JPS60208033A (ja) | イオンビ−ム発生装置 | |
| JPS6127040A (ja) | イオンビ−ム発生装置 | |
| JPS60235342A (ja) | イオンビ−ム発生装置 | |
| JPH0527213B2 (ja) | ||
| JPS6127037A (ja) | イオンビ−ム発生装置 | |
| JPS6127036A (ja) | イオンビ−ム発生装置 |