JPH06295693A - Ion source device - Google Patents

Ion source device

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Publication number
JPH06295693A
JPH06295693A JP10756193A JP10756193A JPH06295693A JP H06295693 A JPH06295693 A JP H06295693A JP 10756193 A JP10756193 A JP 10756193A JP 10756193 A JP10756193 A JP 10756193A JP H06295693 A JPH06295693 A JP H06295693A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filament
cover
potential
source device
ion source
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.)
Pending
Application number
JP10756193A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Okumura
正彦 奥村
Norio Okamoto
紀夫 岡本
Shuichi Nogawa
修一 野川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
Priority to JP10756193A priority Critical patent/JPH06295693A/en
Publication of JPH06295693A publication Critical patent/JPH06295693A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

PURPOSE:To achieve a long life of a thermal filament by setting a potential of a cover disposed close to as the filament to be the same potential of a minus terminal of a filament. CONSTITUTION:A cover 19 comprising a high-fusing point material of tungsten, tantalum, etc., is disposed close to a thermal filament 5, and a potential of the cover 19 is set to be the same potential of a minus terminal 4 of the filament 5. The potential of the cover 19 is thus set to be lower than the potential at any position in the filament 5, ions in plasma are easy to flow to the cover 19, the ions flowing to the filament 5 are dispersed in the cover 19, and partial consumption of the filament 5 can be reduced, thereby its life can be elongated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、熱フィラメントを用い
たイオン源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion source device using a hot filament.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のイオン源装置は図6に示す構成に
なっている。同図において、1は円筒状の筐体、2は筐
体1内に形成されたアークチャンバ、3は筐体1の一端
を閉塞した蓋板、4は蓋板3を貫通しアークチャンバ2
内に導入された2個の電流導入端子、5は両端が両電流
導入端子4の先端に装着された熱フィラメントであり、
カソードとしての熱電子放出源となる。6は両電源導入
端子4の基部に接続され,フィラメント5を加熱するた
めのフィラメント電源、7はアークチャンバ2内に配設
された円筒状のアノード、8はアークチャンバ2内にア
ルゴン等の希ガスのイオン化ガスを導入するガス導入口
である。
2. Description of the Related Art A conventional ion source device has a structure shown in FIG. In the figure, 1 is a cylindrical housing, 2 is an arc chamber formed in the housing 1, 3 is a cover plate closing one end of the housing 1, 4 is an arc chamber 2 penetrating the cover plate 3.
Two current introducing terminals 5 introduced into the inside are hot filaments whose both ends are attached to the tips of both current introducing terminals 4,
It becomes a thermionic emission source as a cathode. Reference numeral 6 is a filament power supply for heating the filament 5 connected to the bases of both power supply introduction terminals 4, 7 is a cylindrical anode arranged in the arc chamber 2, and 8 is a rare anode such as argon in the arc chamber 2. It is a gas inlet for introducing an ionized gas of gas.

【0003】9は筐体1の他端に取り付けられ,イオン
ビームを引き出す多孔電極系であり、アークチャンバ2
側の加速電極10と,中間の減速電極11と,外側の接
地電極12とからなる。
The reference numeral 9 designates a porous electrode system attached to the other end of the housing 1 for extracting an ion beam, and the arc chamber 2
It is composed of a side acceleration electrode 10, a middle deceleration electrode 11, and an outer ground electrode 12.

【0004】13はマイナス極がフィラメント電源7の
マイナス極に接続され,アノード7にアノード電圧を印
加するアーク電源、14は抵抗15を介して加速電極1
0に正の加速電圧を印加する加速電源、15は減速電極
11に負の電圧を印加する減速電源である。
Reference numeral 13 denotes an arc power supply whose negative pole is connected to the negative pole of the filament power supply 7 and applies an anode voltage to the anode 7. Reference numeral 14 denotes a resistor 15 through a resistor 15.
An acceleration power supply for applying a positive acceleration voltage to 0, and a deceleration power supply for applying a negative voltage to the deceleration electrode 11.

【0005】そして、フィラメント5がフィラメント電
源6による抵抗加熱により高温に保持されて熱電子eを
放出し、カソードであるフィラメント5とアノード7と
の間の放電によりガス導入口8よりアークチャンバ2内
に導入されたイオン化ガスのプラズマ17が生成され、
多孔電極系9のビーム引き出し作用により、プラズマ1
7中のイオンガスがイオンビームとなって引き出され
る。
The filament 5 is held at a high temperature by resistance heating by the filament power source 6 and emits thermoelectrons e, and the discharge between the cathode filament 5 and the anode 7 causes the gas inlet 8 to enter the arc chamber 2. Plasma 17 of the ionized gas introduced into the
Plasma 1 is generated by the beam extraction action of the porous electrode system 9.
The ion gas in 7 becomes an ion beam and is extracted.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の前記装置の場
合、フィラメント5が陰極となるため、常にプラズマ1
7中のイオンの衝撃を受け、フィラメント原子がスパッ
タされ、フィラメント5が細くなり、細くなった部分の
抵抗値が増え、温度が上昇し、融点に達すると溶断す
る。特にフィラメント5のマイナス側はその電位差のた
め消耗が激しい。
In the case of the above-mentioned conventional apparatus, since the filament 5 serves as the cathode, the plasma 1 is always used.
When the filament atoms are sputtered by the impact of the ions in 7, the filament 5 becomes thin, the resistance value of the thin portion increases, the temperature rises, and the filament 5 melts when it reaches the melting point. In particular, the minus side of the filament 5 is greatly consumed due to the potential difference.

【0007】さらに、大電流密度のイオンビームを引き
出す場合、高いプラズマ密度が必要となるため、フィラ
メント5の消耗が激しく、フィラメント5の寿命が短く
なるという問題点がある。本発明は、前記の点に留意
し、フィラメントの長寿命化を図るようにしたイオン源
装置を提供することを目的とする。
Further, in order to extract an ion beam having a large current density, a high plasma density is required, so that there is a problem that the filament 5 is heavily consumed and the life of the filament 5 is shortened. The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to provide an ion source device designed to extend the life of a filament.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のイオン源装置は、熱フィラメントを用いた
イオン源装置において、フィラメントの近傍にタングス
テン,タンタル等の高融点材料からなるカバーを配設
し、カバーの電位をフィラメントのマイナス端子と同電
位にしたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the ion source device of the present invention is an ion source device using a hot filament, and a cover made of a high melting point material such as tungsten or tantalum is provided in the vicinity of the filament. And the potential of the cover is set to the same potential as the minus terminal of the filament.

【0009】[0009]

【作用】前記のように構成された本発明のイオン源装置
は、熱フィラメントの近傍にタングステン,タンタル等
の高融点材料からなるカバーを配設し、カバーの電位を
フィラメントのマイナス端子と同電位にしたため、カバ
ーの電位がフィラメントのどの位置の電位よりも低く、
プラズマ中のイオンがカバーの方に流入し易くなり、フ
ィラメントに流入するイオンをカバーに分散することが
でき、フィラメントが受ける衝撃が軽減され、フィラメ
ントの部分的な消耗を少なくすることができ、長寿命化
を図ることができる。
In the ion source device of the present invention constructed as described above, a cover made of a high melting point material such as tungsten or tantalum is provided in the vicinity of the hot filament, and the potential of the cover is the same as that of the minus terminal of the filament. Therefore, the electric potential of the cover is lower than the electric potential of any position of the filament,
Ions in the plasma can easily flow into the cover, the ions flowing into the filament can be dispersed in the cover, the impact on the filament can be reduced, and the partial wear of the filament can be reduced. The life can be extended.

【0010】さらに、カバーがフィラメントの近傍に配
置されているため、フィラメントからの熱輻射及び流入
するイオンのエネルギを受けて温度が上昇し、カバーか
らも熱電子を放出することができる。したがって従来に
比して同じフィラメント電流でより多くの熱電子を放出
し、より高密度のプラズマを生成することができ、フィ
ラメント電流を少なくすることができ、フィラメント線
径がより細くなるまで使用可能となり、長寿命化が図ら
れる。
Further, since the cover is arranged in the vicinity of the filament, the temperature rises due to the heat radiation from the filament and the energy of the inflowing ions, and thermions can be emitted from the cover. Therefore, more thermoelectrons can be emitted with the same filament current than before, plasma with higher density can be generated, filament current can be reduced, and it can be used until the filament wire diameter becomes thinner. Therefore, the life can be extended.

【0011】[0011]

【実施例】実施例について図1ないし図5を参照して説
明する。それらの図において図6と同一符号は同一もし
くは相当するものを示す。まず、実施例1を示した図1
及び図2において、18は電流導入端子4の先端面に形
成された螺孔、19はタングステン,タンタル等の高融
点金属からなり直角に折曲された帯状のカバー、20は
カバー19の基部に形成された挿通孔、21はスペー
サ、22はねじであり、フィラメント5の一端のわん状
部,スペーサ21,挿通孔20に挿通し、マイナス側の
端子4の螺孔18に螺合し、端子4にフィラメント5及
びカバー19を装着し、カバー19をマイナス側の端子
4と同電位にし、かつ、カバー19がフィラメント5の
内側に位置し、カバー19の先端部をフィラメント5の
折り返し部の間に差し込むように配設している。
EXAMPLES Examples will be described with reference to FIGS. 1 to 5. In these figures, the same symbols as those in FIG. 6 indicate the same or corresponding ones. First, FIG. 1 showing the first embodiment.
In FIG. 2, 18 is a screw hole formed on the tip end surface of the current introducing terminal 4, 19 is a band-shaped cover made of high melting point metal such as tungsten or tantalum and bent at a right angle, and 20 is a base part of the cover 19. The formed through hole, 21 is a spacer, and 22 is a screw, which is inserted through the trapezoidal portion at one end of the filament 5, the spacer 21, and the through hole 20 and is screwed into the screw hole 18 of the terminal 4 on the minus side, 4, the filament 5 and the cover 19 are mounted, the cover 19 is set to the same potential as the negative side terminal 4, the cover 19 is located inside the filament 5, and the tip of the cover 19 is placed between the folded portions of the filament 5. It is arranged so that it can be inserted into.

【0012】なお、スペーサ21はフィラメント5とカ
バー19との間に介在し、カバー19がフィラメント5
の中間部等に接触するのを防止している。また、プラス
側の端子4のねじ22は、フィラメント5の他端のわん
状部に挿通し、プラス側の端子4の螺孔18に螺合して
いる。
It should be noted that the spacer 21 is interposed between the filament 5 and the cover 19, and the cover 19 serves as the filament 5.
It prevents contact with the middle part of the. Further, the screw 22 of the positive side terminal 4 is inserted into the bowl-shaped portion at the other end of the filament 5 and screwed into the screw hole 18 of the positive side terminal 4.

【0013】つぎに、実施例2を示した図3において、
図1及び図2と異なる点は、カバー19がフィラメント
5の外側に配設され、ねじ22がカバー19の挿通孔2
0,スペーサ21を経てフィラメント5のわん状部に挿
通されている点である。
Next, referring to FIG. 3 showing the second embodiment,
1 and 2, the cover 19 is disposed outside the filament 5 and the screw 22 is provided in the insertion hole 2 of the cover 19.
0, through the spacer 21 and inserted into the dough-like portion of the filament 5.

【0014】つぎに、実施例3を示した図4は、カバー
19の形状が大幅に異なったものであり、上下方向に位
置した逆L字状の板体の基部に、折曲により水平部23
が形成され、その水平部23に挿通孔20が形成され、
カバー19がフィラメント5の側方に配設されている。
Next, in FIG. 4 showing the third embodiment, the shape of the cover 19 is drastically different, and a horizontal portion is formed by bending the base portion of the inverted L-shaped plate located in the vertical direction. 23
Is formed, and the insertion hole 20 is formed in the horizontal portion 23,
A cover 19 is arranged on the side of the filament 5.

【0015】つぎに実施例4を示した図5は、スペーサ
21を用いず、カバー19に段差を形成し、カバー19
とフィラメント5の中間部との接触を防止したものであ
る。なお、1点鎖線に示すように、フィラメント5に段
差を形成するようにしてもよい。
Next, in FIG. 5 showing the fourth embodiment, a step is formed in the cover 19 without using the spacer 21 and the cover 19 is formed.
This prevents contact between the filament 5 and the intermediate portion of the filament 5. A step may be formed on the filament 5 as shown by the one-dot chain line.

【0016】また、前記実施例では、カバー19をフィ
ラメント5とともに端子4にねじ止めしたが、これに限
らず別の手段でカバー19を支持し、マイナス端子4と
同電位にするようにしてもよい。さらに、カバー19は
板状ではなく、線状であってもよい。
Further, in the above embodiment, the cover 19 is screwed to the terminal 4 together with the filament 5, but the present invention is not limited to this, and the cover 19 may be supported by another means so as to have the same potential as the minus terminal 4. Good. Furthermore, the cover 19 may have a linear shape instead of a plate shape.

【0017】また、フィラメント5のマイナス側付近に
カバー19を配置することにより、フィラメント5のマ
イナス側へのイオンの流入を減少させることができる。
そのイオンの流入する量はカバー19の面積により調整
できるため、フィラメント5のプラス側,マイナス側に
それぞれ流入するイオンの量を同程度に調整することが
できる。したがって、フィラメント5全体にわたってほ
ぼ均等に消耗させることができ、フィラメント5の部分
的な消耗による部分的な温度上昇を避けることができ、
フィラメント5の長寿命化を図ることができる。
Further, by disposing the cover 19 near the minus side of the filament 5, the inflow of ions into the minus side of the filament 5 can be reduced.
Since the amount of ions flowing in can be adjusted by the area of the cover 19, the amount of ions flowing into the plus side and minus side of the filament 5 can be adjusted to the same degree. Therefore, the entire filament 5 can be consumed almost uniformly, and the partial temperature rise due to the partial consumption of the filament 5 can be avoided,
The life of the filament 5 can be extended.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、つぎに記載する効果を奏する。本発明のイ
オン源装置は、熱フィラメント5の近傍にタングステ
ン,タンタル等の高融点材料からなるカバー19を配設
し、カバー19の電位をフィラメント5のマイナス端子
4と同電位にしたため、カバー19の電位がフィラメン
ト5のどの位置の電位よりも低く、プラズマ中のイオン
がカバー19の方に流入し易くなり、フィラメント5に
流入するイオンをカバー19に分散することができ、フ
ィラメント5が受ける衝撃が軽減され、フィラメント5
の部分的な消耗を少なくすることができ、長寿命化を図
ることができる。
Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects. In the ion source device of the present invention, the cover 19 made of a high melting point material such as tungsten or tantalum is provided in the vicinity of the hot filament 5, and the potential of the cover 19 is set to the same potential as the minus terminal 4 of the filament 5. Is lower than the electric potential at any position of the filament 5, ions in the plasma can easily flow into the cover 19, and the ions flowing into the filament 5 can be dispersed in the cover 19, and the impact on the filament 5 Is reduced, filament 5
It is possible to reduce the partial consumption of, and to prolong the service life.

【0019】さらに、カバー19がフィラメント5の近
傍に配置されているため、フィラメント5からの熱輻射
及び流入するイオンのエネルギを受けて温度が上昇し、
カバー19からも熱電子を放出することができる。した
がって従来に比して同じフィラメント電流でより多くの
熱電子を放出し、より高密度のプラズマ17を生成する
ことができ、フィラメント電流を少なくすることがで
き、フィラメント線径がより細くなるまで使用可能とな
り、長寿命化を図ることができる。
Further, since the cover 19 is arranged in the vicinity of the filament 5, the temperature rises due to the heat radiation from the filament 5 and the energy of the inflowing ions,
Thermal electrons can also be emitted from the cover 19. Therefore, more thermoelectrons can be emitted with the same filament current as compared with the conventional one, a higher density plasma 17 can be generated, the filament current can be reduced, and it can be used until the filament wire diameter becomes thinner. It becomes possible and the life can be extended.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の一部の切断正面図である。FIG. 2 is a partially cutaway front view of FIG.

【図3】本発明の実施例2の一部の切断正面図である。FIG. 3 is a partial cutaway front view of a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例3の一部の切断正面図である。FIG. 4 is a partial cutaway front view of a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例4の一部の切断正面図である。FIG. 5 is a partial cutaway front view of Embodiment 4 of the present invention.

【図6】イオン源装置の概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an ion source device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 端子 5 フィラメント 19 カバー 4 terminal 5 filament 19 cover

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱フィラメントを用いたイオン源装置に
おいて、 前記フィラメントの近傍にタングステン,タンタル等の
高融点材料からなるカバーを配設し、前記カバーの電位
を前記フィラメントのマイナス端子と同電位にしたイオ
ン源装置。
1. An ion source device using a hot filament, wherein a cover made of a high melting point material such as tungsten or tantalum is provided in the vicinity of the filament, and the potential of the cover is set to the same potential as the negative terminal of the filament. Ion source device.
JP10756193A 1993-04-08 1993-04-08 Ion source device Pending JPH06295693A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10756193A JPH06295693A (en) 1993-04-08 1993-04-08 Ion source device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10756193A JPH06295693A (en) 1993-04-08 1993-04-08 Ion source device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06295693A true JPH06295693A (en) 1994-10-21

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ID=14462299

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JP10756193A Pending JPH06295693A (en) 1993-04-08 1993-04-08 Ion source device

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JP (1) JPH06295693A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6525482B2 (en) 2000-11-09 2003-02-25 Nissin Electric Co., Ltd. Ion source and operation method thereof
JP2006054108A (en) * 2004-08-11 2006-02-23 Doshisha Cathode for arc discharge and ion source
JP2006147269A (en) * 2004-11-18 2006-06-08 Nissin Electric Co Ltd Ion irradiating device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6525482B2 (en) 2000-11-09 2003-02-25 Nissin Electric Co., Ltd. Ion source and operation method thereof
JP2006054108A (en) * 2004-08-11 2006-02-23 Doshisha Cathode for arc discharge and ion source
JP4534078B2 (en) * 2004-08-11 2010-09-01 学校法人同志社 Arc discharge cathode and ion source
JP2006147269A (en) * 2004-11-18 2006-06-08 Nissin Electric Co Ltd Ion irradiating device

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