JPH0557748U - 負イオン源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セシウムの引出し電極支持絶縁フランジへの
付着を防止すること。 【構成】 プラズマスパッタ型負イオン源の真空チャン
バ１にセシウムリザーバ７からセシウム蒸気を供給し、
スパッタターゲット５にセシウムを付着させることによ
り負イオンを発生させる。チャンバのイオン出口部に引
出し電極９を支持する絶縁フランジ８の表面には高抵抗
の導電膜１１が形成されている。導電膜にはチャンバと
引出し電極間に印加された高電圧によって微小電流が流
れ、導電膜を加熱し、セシウムの付着を防ぐ。絶縁フラ
ンジの局部放電、チャンバと引出し電極間の印加電圧の
低下が発生せず、イオン源から大きな負イオンビームを
安定して引出せる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、セシウムを用いる負イオンを生成するイオン源に関し、特に、引出 し電極支持用絶縁フランジにセシウムが付着するのを防止した負イオン源に関す る。

【０００２】

【従来の技術】

セシウムを用いて負イオンを生成するイオン源には、例えばプラズマスパッタ 型、セシウムスパッタ型、マイクロ波型等、いろいろなタイプのものがあるが、 ここでは、プラズマスパッタ型負イオン源の構成図を図２に示す。真空チャンバ １にガス導入口２からキセノンガスを導入し、フィラメント３から放出される熱 電子と衝突させ、キセノンプラズマを生成し、永久磁石４の磁場によって真空チ ャンバ１内に閉じ込める。真空チャンバ内には、発生させたい目的元素を含む材 質のスパッタターゲット５が冷却用軸体６によって支持配置されており、同ター ゲット５を真空チャンバ１に対して負電位にバイアスすることにより、キセノン プラズマがターゲット５をスパッタリングする。この際、ターゲット５の表面に セシウムが付着しているとターゲット５がスパッタリングされたときに負イオン が発生する確率が大きくなる。そこで、セシウムリザーバ７からセシウム蒸気を 真空チャンバ１内に供給し、ターゲット５に付着させることにより負イオンを発 生させている。真空チャンバ１のイオン出口部にアルミナ等でできた絶縁フラン ジ８によって引出し電極９が支持配置されており、引出し電極９に対して真空チ ャンバ１を負の高電位（〜数１０ｋＶ）とすることにより、真空チャンバ１内に 発生した負イオンはビームとして引出される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

負イオン源、真空チャンバ１の内部に大量の負イオンを発生させるためには、 同チャンバ内に大量のセシウムを導入しなければならない。ところで、負イオン 源及び負イオンビームの輸送路は真空排気口１０に接続された真空ポンプで排気 されており、これに伴いセシウムの一部は、真空チャンバ１のイオン出口部から 排気され、絶縁フランジ８の表面に付着する。このセシウム付着はフランジ８の 表面に均一に生ずるものではなく、この付着に伴い、絶縁フランジ８の絶縁が悪 化し、絶縁フランジ８の表面において局部的放電が発生する。そして、かかる局 部的放電の発生時、真空チャンバ１と引出し電極９間に所定の電位、電圧を与え るバイアス電源における内部抵抗により、その出力電圧したがって真空チャンバ １と引出し電極９間の印加電圧がパルス状に低下し、負イオンビームが安定に引 出せないという状態が生ずる。

【０００４】 本考案は、負イオン発生のためにイオン源の真空チャンバ内に導入したセシウ ムの絶縁フランジへの付着、フランジの絶縁悪化を防止し、真空チャンバと引出 し電極間の印加電圧低下を防ぐことができる負イオン源を提供することを目的と するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、負イオン源において、イオン出口部に設けられて引出し電極を支持 する絶縁フランジの表面に高抵抗の導電膜が形成されていることを特徴とするも のである。

【０００６】

【作用】

絶縁フランジ表面の高抵抗の導電膜の存在によりフランジ表面の絶縁抵抗は均 一に低下し、真空チャンバと引出し電極間に加えられたバイアス電圧によって高 抵抗導電膜に微小電流が流れ、導電膜従って絶縁フランジ表面が加熱されてセシ ウムの付着を防ぐ。高抵抗の導電膜によりフランジ表面の絶縁抵抗は低下するが 、表面全体が均一に低下するから、絶縁フランジの絶縁機能、真空チャンバと引 出し電極間の高電圧担保機能は低下しない。

【０００７】

【実施例】

本考案の一実施例を図面を参照して説明する。図１は図２と同じくプラズマス パッタ型負イオン源についての実施例の構成図であり、図２と同一符号は同等部 分を示す。真空チャンバ１のイオン出口部に設けられて引出し電極９を支持する 例えばアルミナ製の絶縁フランジ８の表面に高抵抗の導電膜１１が形成されてい る。この導電膜１１は、絶縁フランジ８の表面にＭｎ、Ｔｉ、Ｃｒ等をメタライ ズすることにより、フランジ表面を被覆し形成される。導電膜１１の存在により 絶縁フランジ８の表面の絶縁抵抗は低下するが、導電膜１１は高抵抗であり、導 電膜１１をフランジ表面に均一に形成することにより、絶縁フランジ８の絶縁機 能、真空チャンバ１と引出し電極９との間に印加される高電圧の担保機能自体は 維持することができ、低下しない。真空チャンバ１と引出し電極９との間に印加 される高電圧によって高抵抗の導電膜１１に微小電流が流れ、これに伴い、導電 膜１１は加熱されるから、絶縁フランジ８の表面、導電膜１１にセシウムが付着 するのを防ぐことができる。

【０００８】

【考案の効果】

本考案は以上説明したように構成したので、真空チャンバ１と引出し電極９と の間の絶縁フランジ７のセシウム付着を防止できるから、負イオン源内に大量に セシウムを導入しても安定にイオンビームを引出すことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のプラズマスパッタ型負イオン源につい
ての実施例の構成図である。

【図２】従来のプラズマスパッタ型負イオン源の構成図
である。

【符号の説明】

1 真空チャンバ 3 フィラメント 5 スパッタターゲット 7 セシウムリザーバ 8 絶縁フランジ 9 引出し電極 10 真空排気口 11 高抵抗導電膜

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 イオン出口部に設けられて引出し電極を
   支持する絶縁フランジの表面に高抵抗の導電膜が形成さ
   れていることを特徴とする負イオン源。