JPH0831357A - Ion beam generating device - Google Patents

Ion beam generating device

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Publication number
JPH0831357A
JPH0831357A JP18292094A JP18292094A JPH0831357A JP H0831357 A JPH0831357 A JP H0831357A JP 18292094 A JP18292094 A JP 18292094A JP 18292094 A JP18292094 A JP 18292094A JP H0831357 A JPH0831357 A JP H0831357A
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JP
Japan
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anode electrode
ion
ion beam
filament
carrier gas
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Application number
JP18292094A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Sugimura
伸一 杉村
Hidetoshi Iida
英敏 飯田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH0831357A publication Critical patent/JPH0831357A/en
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Abstract

PURPOSE:To widen the variety of types of impurities which can be ion implanted, by ionizing even a substance having a high sublimating temp. in a high degree of vacuum, and emitting the generated ion beam. CONSTITUTION:A filament 3 for formation of plasma and an anode electrode 4 confronting the filament are installed in an arc chamber 1 where a carrier gas passes through. and there a magnetic field is generated so that a plasma is produced, and ions produced in the arc chamber 1 are drawn out by the electric field from a slit 2. In this ion beam generating device, an anode electrode 4a is made of a material including at least ion species to be used as an ion source so that the ion species is beaten out by sputtering from the surface of the anode electrode 4a. A surface unevenness is provided on the filament side of the anode electrode. The carrier gas should be of such a type as making chemical reaction with the anode electrode.

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、イオンビーム発生装
置、特にアークチャンバ内にプラズマ形成用のフィラメ
ントとそれに対向するアノード電極を設け、該アークチ
ャンバ内にキャリアガスを通し、該アークチャンバ内に
磁場を生ぜしめることにより該キャリアガスによるプラ
ズマを発生させ、アークチャンバ内に生じたイオンを外
部へ電界により引き出すイオンビーム発生装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion beam generator, and in particular, an arc chamber is provided with a filament for plasma formation and an anode electrode facing the filament, a carrier gas is passed through the arc chamber, The present invention relates to an ion beam generator which generates a plasma by the carrier gas by generating a magnetic field and draws out ions generated in the arc chamber to the outside by an electric field.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の製造において、半導体領域
形成のための半導体基板表面部への不純物の注入、導体
膜形成のための半導体基板表面上のポリシリコン膜への
不純物の注入等、不純物の注入は不可欠であり、これは
イオン注入により行うのが主流になっている。そして、
そのイオン注入はイオンビーム発生装置により行われ
る。図3(A)、(B)はイオンビーム発生装置の従来
例を示し、(A)は縦断面図、(B)はB−B線視断面
図である。図面において、1はアークチャンバ、2は該
アークチャンバ1の上面中央部に形成されたスリット
で、ここからイオンビームが引き出される。3はフィラ
メントで、例えばタングステンWからなり、電流の供給
を受けてジュール熱により高温になり熱電子を発生す
る。該フィラメント3はアークチャンバ1の一つの内側
面に取り付けられている。
2. Description of the Related Art In manufacturing a semiconductor device, impurities such as an impurity is injected into a surface of a semiconductor substrate for forming a semiconductor region and an impurity is injected into a polysilicon film on a surface of a semiconductor substrate for forming a conductor film. Implantation is indispensable, and this is mainly done by ion implantation. And
The ion implantation is performed by an ion beam generator. 3 (A) and 3 (B) show a conventional example of an ion beam generator, FIG. 3 (A) is a vertical sectional view, and FIG. 3 (B) is a sectional view taken along line BB. In the drawings, 1 is an arc chamber, and 2 is a slit formed in the center of the upper surface of the arc chamber 1, from which an ion beam is extracted. Reference numeral 3 denotes a filament, which is made of, for example, tungsten W and is supplied with an electric current to be heated to a high temperature by Joule heat and generate thermoelectrons. The filament 3 is attached to one inner surface of the arc chamber 1.

【0003】4はアノード電極で、アークチャンバ1の
フィラメント3が取り付けられた上記内側面に対向する
内側面にフィラメント3と対向するように取り付けられ
ており、上記フィラメント3に対してプラスの電位が与
えられている。このアノード電極4はフィラメント3か
ら生じた熱電子を加速するものであり、これにより加速
された熱電子はアークチャンバ1内に供給されたキャリ
アガス例えばアルゴンガスArに衝突しこれを電離す
る。このアークチャンバ1内には強い磁場が形成され、
その結果、電離が促進され、アルゴンによるプラズマが
形成される。5はそのプラズマの中で特に高いプラズマ
密度を有する高密度プラズマ領域である。6は磁力線を
示す。このアークチャンバ1の図示しない別室で固体砒
素Asを加熱して昇華させ、これをイオンソースとし、
上記キャリアガスによりアークチャンバ1内に供給する
る。
Reference numeral 4 denotes an anode electrode, which is attached to the inner side surface of the arc chamber 1 opposite to the inner side surface to which the filament 3 is attached so as to face the filament 3 and has a positive potential with respect to the filament 3. Has been given. The anode electrode 4 accelerates the thermoelectrons generated from the filament 3, and the accelerated thermoelectrons collide with the carrier gas such as the argon gas Ar supplied into the arc chamber 1 and ionize it. A strong magnetic field is formed in this arc chamber 1,
As a result, ionization is promoted and a plasma due to argon is formed. 5 is a high density plasma region having a particularly high plasma density in the plasma. Reference numeral 6 indicates magnetic lines of force. In a separate chamber (not shown) of the arc chamber 1, solid arsenic As is heated and sublimated, and this is used as an ion source.
The carrier gas is supplied into the arc chamber 1.

【0004】アークチャンバ1内に供給されたイオンソ
ースである例えば砒素Asは、アルゴンによるプラズマ
5中においてイオン化する。すると、イオン化した砒素
As+ は外部に設けられた図示しない引き出し電極によ
りつくられた電界により上記スリット2から引き出され
てイオンビームとなり、偏向、加速等をされて半導体ウ
ェハ表面に注入される。
Arsenic As, which is an ion source supplied into the arc chamber 1, is ionized in the plasma 5 by argon. Then, the ionized arsenic As + is extracted from the slit 2 by the electric field created by an extraction electrode (not shown) provided outside to be an ion beam, which is deflected, accelerated, etc., and injected into the surface of the semiconductor wafer.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来におい
てイオンビーム発生装置によりイオン注入できる不純物
は、危険性の少ないガスの形でイオンソースとなるもの
か、或いは、10-6Torr程度の真空度下で250〜
400℃で昇華する固体を成すものに限られていた。例
えば、リンP、ほう素B等はガスの形でイオンソースと
してアークチャンバ1内に供給することができる。ま
た、アンチモンSb、砒素Asは固体の形でイオンソー
スとして用い、それを昇華させてキャリアガスによりア
ークチャンバ1内に供給することができる。しかし、イ
ンジウムIn、ガリウムGa等は真空度10-6Torr
の下では昇華温度が400℃より高く、室温で液体にな
るという金属系物質であるので、ガスの形でそのままイ
オンソースにすることができないし、昇華させてキャリ
アガス中に含ませるという形でイオンソースにすること
もできない。
However, the impurities that can be ion-implanted by the ion beam generator in the related art serve as ion sources in the form of gas with less danger, or under a vacuum degree of about 10 -6 Torr. 250 ~
It was limited to those that formed a solid that sublimated at 400 ° C. For example, phosphorus P, boron B, etc. can be supplied into the arc chamber 1 as an ion source in the form of gas. Moreover, antimony Sb and arsenic As can be used as an ion source in a solid form, and can be sublimated and supplied into the arc chamber 1 by a carrier gas. However, the degree of vacuum of indium In, gallium Ga, etc. is 10 −6 Torr.
Since it is a metal-based substance whose sublimation temperature is higher than 400 ° C and becomes liquid at room temperature, it cannot be directly used as an ion source in the form of gas, or it can be sublimated and contained in a carrier gas. It cannot be used as an ion source.

【0006】そのため、含浸型金属イオンソースの形に
して使用せざるを得なかった。これは、母体材料にイン
ジウムIn、ガリウムGa等の不純物を含浸させること
が必要であり、非常に面倒であるばかりでなく、目的と
する不純物以外のイオン種がイオンビームに混ざり易く
なるという問題があり、非常に扱いにくく、良好なイオ
ン注入が難しい。このように、良好にイオン注入ができ
る不純物ができる物質が特定のものに限定されること
は、半導体技術、特に化合物半導体技術の発達に伴って
強くなっているところの不純物として半導体ウェハに注
入すべき物質の多様化の要請を阻むことになり、デバイ
ス開発の自由度を制約するので打破すべき課題になって
いる。
Therefore, it has been unavoidable to use it in the form of an impregnated metal ion source. This is because it is necessary to impregnate the base material with impurities such as indium In and gallium Ga, which is not only very troublesome, but also causes a problem that ion species other than the intended impurities are easily mixed in the ion beam. Yes, it is very difficult to handle, and good ion implantation is difficult. As described above, the fact that the substances capable of producing impurities capable of favorable ion implantation are limited to specific ones is that impurities are implanted into a semiconductor wafer as impurities that are becoming stronger with the development of semiconductor technology, particularly compound semiconductor technology. This will prevent the demand for diversification of materials that should be used, and will limit the degree of freedom in device development, which is an issue that must be overcome.

【0007】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、アークチャンバ内にプラズマ形成用
のフィラメントとそれに対向するアノード電極を設け、
該アークチャンバ内にキャリアガスを通し、該アークチ
ャンバ内に磁場を生ぜしめることにより該キャリアガス
によるプラズマを発生させ、アークチャンバ内に生じた
イオンを外部へ電界により引き出すイオンビーム発生装
置において、高真空度下で昇華温度が高い物質であって
もイオン化してイオンビームを発生することができるよ
うにし、イオン注入することのできる不純物の種類を多
くする、即ちイオン種の多様化を可能にすることを目的
とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and a filament for plasma formation and an anode electrode facing the filament are provided in the arc chamber.
A carrier gas is passed through the arc chamber, a magnetic field is generated in the arc chamber, plasma is generated by the carrier gas, and ions generated in the arc chamber are extracted to the outside by an electric field. Enables ionization of a substance with a high sublimation temperature under vacuum to generate an ion beam, increasing the number of impurities that can be ion-implanted, that is, diversifying ion species The purpose is to

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1のイオンビーム
発生装置は、アノード電極を、イオン種を少なくとも含
む材料で形成したことを特徴とする。請求項2のイオン
ビーム発生装置は、請求項1記載のイオンビーム発生装
置において、アノード電極のフィラメント側の表面に凹
凸が形成されたことを特徴とする。請求項3のイオンビ
ーム発生装置は、請求項1又は2記載のイオンビーム発
生装置において、キャリアガスがアノード電極に対して
化学反応性を有することを特徴とする。
An ion beam generator according to a first aspect of the invention is characterized in that the anode electrode is formed of a material containing at least ionic species. An ion beam generator according to a second aspect is the ion beam generator according to the first aspect, characterized in that unevenness is formed on a surface of the anode electrode on a filament side. An ion beam generator according to a third aspect is the ion beam generator according to the first or second aspect, wherein the carrier gas has chemical reactivity with the anode electrode.

【0009】[0009]

【作用】請求項1のイオンビーム発生装置によれば、プ
ラズマがサイクロトン運動を行いアノード電極表面にも
衝突してそのアノード電極からその構成物質を叩き出す
が、アノード電極がイオン種からなるので、結局、イオ
ン種を叩き出すことになり、そして、その叩き出された
イオン種はプラズマ中でイオン化しイオンビームとなっ
て外部に引き出される。従って、アノード電極がそのま
まイオンソースとなり、インジウムIn、ガリウムGa
の如き高真空度化であっても昇華温度が高いものでも支
障なくイオン種とすることができる。
According to the ion beam generator of the present invention, the plasma performs cycloton motion and collides with the surface of the anode electrode to knock out its constituent substances, but the anode electrode is made of ionic species. Eventually, the ion species will be ejected, and the ion species ejected will be ionized in the plasma to be an ion beam, which will be extracted to the outside. Therefore, the anode electrode is used as it is as an ion source, and indium In and gallium Ga are used.
Even if the degree of vacuum is increased or the sublimation temperature is high, the ion species can be used without any trouble.

【0010】請求項2のイオンビーム発生装置によれ
ば、アノード電極のフィラメント側の表面に凹凸が形成
されているので、該アノード電極の表面積が広くなる。
従って、イオン生成効率が高くなり、イオンビーム電流
を大きくすることができる。請求項3のイオンビーム発
生装置によれば、キャリアガスがアノード電極に対して
化学反応性を有するので、キャリアガスのプラズマがイ
オン種からなるアノード電極の表面に衝突したとき、物
理的にイオン種を叩き出すだけでなく、アノード電極表
面と化学反応を起こしてそれを脆くする。依って、イオ
ン種の叩き出し効果が強くなり、物理的衝突と化学反応
との相乗効果によってイオン生成効率が高くなり、イオ
ンビーム電流を大きくすることができる。
According to the second aspect of the ion beam generator, since the surface of the anode electrode on the filament side is uneven, the surface area of the anode electrode is increased.
Therefore, the ion generation efficiency is increased and the ion beam current can be increased. According to the ion beam generator of claim 3, since the carrier gas has chemical reactivity with the anode electrode, when the plasma of the carrier gas collides with the surface of the anode electrode made of the ion species, the ion species is physically generated. Not only is it knocked out, but it also causes a chemical reaction with the surface of the anode electrode to make it brittle. Therefore, the effect of ejecting ion species is strengthened, the synergy effect of physical collision and chemical reaction increases the ion generation efficiency, and the ion beam current can be increased.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明イオンビーム発生装置を図示実
施例に従って詳細に説明する。図1(A)、(B)はイ
オンビーム発生装置の従来例を示し、(A)は縦断面
図、(B)はB−B線視断面図であり、図2(A)、
(B)はイオンソースとしても機能するアノード電極の
斜視図である。本イオンビーム発生装置は、図3に示し
た従来のイオンビーム発生装置とは、アノード電極がイ
オン種からなる点と、キャリアガスがそのアノード電極
に対して化学反応性を有する点で大きく相違するが、そ
れ以外の点では共通し、その共通点については既に説明
済みであるので、その説明は省略し相違する点について
のみ説明することとする。また、全図を通して共通する
部分には共通の符号を付した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The ion beam generator of the present invention will be described in detail below with reference to the illustrated embodiments. 1 (A) and 1 (B) show a conventional example of an ion beam generator, (A) is a vertical sectional view, (B) is a sectional view taken along line BB, and FIG.
(B) is a perspective view of an anode electrode which also functions as an ion source. The present ion beam generator differs greatly from the conventional ion beam generator shown in FIG. 3 in that the anode electrode is made of an ion species and that the carrier gas has a chemical reactivity with the anode electrode. However, since the other points are common and the common points have already been described, the description thereof will be omitted and only different points will be described. Further, common parts are denoted by common reference numerals throughout the drawings.

【0012】4aはアノード電極であるが、イオンソー
スでもあり、例えばインジウムIn或いはガリウムGa
等、半導体ウェハの表面部等に注入すべきイオン種によ
り形成されている。該アノード電極4aは、アノード電
極としての機能を果たすべくフィラメントに対してプラ
スの電位が与えられているが、イオンソースとしてして
の機能も果たすので、その機能をより有効に果たすべく
フィラメント3を向いた皿状に形成され、更にそのフィ
ラメント3側の面には襞(凹凸)が形成されて表面積が
より広くなるようにされている。というのは、アノード
電極4aのフィラメント3側の面の表面積を広くするこ
とによってイオン生成効率を高くし、イオンビーム電流
を大きくすることができるからである。
Although 4a is an anode electrode, it is also an ion source, for example, indium In or gallium Ga.
Etc. are formed by ion species to be implanted into the surface portion of the semiconductor wafer. The anode electrode 4a is given a positive potential with respect to the filament so as to function as the anode electrode, but since it also functions as an ion source, the filament 3 should be made more effective to fulfill its function. It is formed in the shape of a facing plate, and folds (concavities and convexities) are formed on the surface of the filament 3 side so that the surface area becomes wider. This is because it is possible to increase the ion generation efficiency and increase the ion beam current by increasing the surface area of the surface of the anode electrode 4a on the filament 3 side.

【0013】本イオンビーム発生装置においてもアーク
チャンバ1内にキャリアガスが供給されることはいうま
でもないが、このキャリアガスとしては従来のようにア
ルゴンガスArではなく、化学的に活性なガス、例えば
フッ素系ガス(例えば、CF3 或いはBF3 、PF3
等)を用いている。このように化学的に活性なガスをキ
ャリアガスとして用いるのは、キャリアガスのプラズマ
が単に物理的にアノード電極4a表面からイオン種を叩
き出すのみならずキャリアガスがアノード電極4aの表
面と化学的に反応してこれを脆くし、イオン種の叩き出
しがより有効に行われるようにするためである。尚、必
ずしもキャリアガスはアノード電極4aに対して化学反
応性を有するものでなければならないということはな
く、不活性なガスを用いても良いが、その場合にはキャ
リアガスによりアノード電極4aの表面を侵して脆くす
るという効果については期待することができない。
Needless to say, the carrier gas is supplied into the arc chamber 1 also in the present ion beam generator, but the carrier gas is not the argon gas Ar as in the conventional case but a chemically active gas. , For example, fluorine-based gas (for example, CF 3 or BF 3 , PF 3
Etc.) are used. When the chemically active gas is used as the carrier gas, the plasma of the carrier gas not only physically ejects ionic species from the surface of the anode electrode 4a, but also the carrier gas chemically reacts with the surface of the anode electrode 4a. To make it brittle so that the ionic species can be more effectively ejected. The carrier gas does not necessarily have to have chemical reactivity with the anode electrode 4a, and an inert gas may be used, but in that case, the carrier gas causes the surface of the anode electrode 4a to change. We cannot expect the effect of attacking and making it brittle.

【0014】このようなイオンビーム発生装置によれ
ば、アノード電極4aを注入しようとするイオン種によ
り形成したので、これがいわばスパッタターゲットとし
ても機能する。即ち、アークチャンバ1内に流入したキ
ャリアガスは、フィラメント3から発生しアノード電極
4aに印加された電圧による電界により加速された熱電
子に衝突されてイオン化する。また、そのイオン化が磁
場により促進され、キャリアガスのプラズマができ、こ
のプラズマはその磁場によりサイクロトン運動を行いラ
ンダムな方向に強い勢いで飛び回り、その一部がアノー
ド電極4aの表面に衝突する。すると、アノード電極4
aの表面にイオン種がそのプラズマにより叩き出され
る。叩き出されたイオン種はアークチャンバ1内にてプ
ラズマ化し、そして、そのイオン、即ちイオン種の陽イ
オンがアークチャンバ1外部に設けられたところの図示
しない引き出し電極により上記スリット2から引き出さ
れてイオンビームとなる。
According to such an ion beam generator, since the anode electrode 4a is formed by the ion species to be implanted, it also functions as a sputtering target. That is, the carrier gas flowing into the arc chamber 1 collides with the thermoelectrons accelerated by the electric field generated from the filament 3 and applied to the anode electrode 4a to be ionized. Further, the ionization thereof is promoted by the magnetic field to generate carrier gas plasma, and the plasma causes cycloton motion to fly around in a random direction with strong force, and a part of the plasma collides with the surface of the anode electrode 4a. Then, the anode electrode 4
Ion species are knocked out by the plasma on the surface of a. The knocked out ion species are plasmatized in the arc chamber 1, and the ions, that is, the cations of the ion species are extracted from the slit 2 by an extraction electrode (not shown) provided outside the arc chamber 1. It becomes an ion beam.

【0015】また、アノード電極4aの表面に衝突した
プラズマは、単に物理的にアノード電極4aの表面のイ
オン種を叩き出すに止まらず、化学的にイオン種と反応
してアノード電極4aを侵し、脆くするので、叩き出し
がより有効に行われるようになる。つまり、物理的衝突
と化学反応との相乗効果によってイオン生成効率が高く
なり、イオンビーム電流を大きくすることができる。
Further, the plasma that has collided with the surface of the anode electrode 4a does not merely physically eject the ionic species on the surface of the anode electrode 4a, but chemically reacts with the ionic species to attack the anode electrode 4a. Since it becomes brittle, the hitting out will be performed more effectively. That is, the synergistic effect of the physical collision and the chemical reaction increases the ion generation efficiency, and the ion beam current can be increased.

【0016】そして、アノード電極4aはフィラメント
3側を向いた皿状に形成され、更にそのフィラメント3
側の面には襞(凹凸)が形成されてフィラメント3側の
面の表面積がより広くなるようにされているのでイオン
生成効率を高くし、イオンビーム電流を大きくすること
ができる。尚、図2(B)はイオンソースを成すアノー
ド電極の別の例4bを示す。本例4bは内周面の縦断面
形状が直線になっており、その点でそれが凹曲線になっ
ている図2(B)に示すアノード電極4aと異なってい
る。
The anode electrode 4a is formed in a dish shape facing the filament 3 side, and the filament 3
Since the folds (irregularities) are formed on the side surface and the surface area on the side of the filament 3 is made wider, the ion generation efficiency can be increased and the ion beam current can be increased. Incidentally, FIG. 2B shows another example 4b of the anode electrode forming the ion source. This example 4b is different from the anode electrode 4a shown in FIG. 2B in which the vertical cross-sectional shape of the inner peripheral surface is a straight line, which is a concave curve.

【0017】[0017]

【発明の効果】請求項1のイオンビーム発生装置は、ア
ノード電極を、イオン種を少なくとも含む材料で形成し
たことを特徴とする。従って、請求項1のイオンビーム
発生装置によれば、プラズマがサイクロトン運動を行い
アノード電極表面にも衝突してそのアノード電極からそ
の構成物質を叩き出すが、アノード電極がイオン種から
なるので、結局、イオン種を叩き出すことになり、そし
て、その叩き出されたイオン種はプラズマ中でイオン化
しイオンビームとなって外部に引き出される。依って、
アノード電極がそのままイオンソースとなり、インジウ
ムIn、ガリウムGaの如き昇華温度が高真空度下であ
っても相当に高い物質でも支障なくイオン種とすること
ができ、デバイスの開発の自由度を高めることができ
る。
The ion beam generator according to the present invention is characterized in that the anode electrode is formed of a material containing at least ionic species. Therefore, according to the ion beam generator of claim 1, the plasma performs cycloton motion and collides with the surface of the anode electrode to knock out the constituent substance from the anode electrode. However, since the anode electrode is made of ionic species, Eventually, the ion species will be ejected, and the ejected ion species will be ionized in the plasma and become an ion beam, which will be extracted to the outside. Therefore,
The anode electrode can be used as an ion source as it is, and even if the sublimation temperature such as indium In and gallium Ga is at a high vacuum degree, a substance having a considerably high sublimation temperature can be used as an ion species without any trouble, and the degree of freedom in device development can be increased. You can

【0018】請求項2のイオンビーム発生装置は、アノ
ード電極のフィラメント側の表面に凹凸が形成されたこ
とを特徴とする。従って、請求項2のイオンビーム発生
装置によれば、アノード電極のフィラメント側の表面に
凹凸が形成されているので、該アノード電極の表面積が
広くなる。依って、イオン生成効率が高くなり、イオン
ビーム電流を大きくすることができる。
The ion beam generator according to a second aspect of the invention is characterized in that unevenness is formed on the surface of the anode electrode on the filament side. Therefore, according to the ion beam generator of the second aspect, since the surface of the anode electrode on the filament side is uneven, the surface area of the anode electrode is increased. Therefore, the ion generation efficiency is increased and the ion beam current can be increased.

【0019】請求項3のイオンビーム発生装置は、キャ
リアガスがアノード電極に対して化学反応性を有するこ
とを特徴とする。従って、請求項3のイオンビーム発生
装置によれば、キャリアガスがアノード電極に対して化
学反応性を有するので、キャリアガスのプラズマがイオ
ン種からなるアノード電極の表面に衝突したとき、物理
的にイオン種を叩き出すだけでなく、アノード電極表面
と化学反応を起こしてそれを脆くするので、イオン種の
叩き出し効果が強くなり、物理的衝突と化学反応との相
乗効果によってイオン生成効率が高くなり、延いては、
イオンビーム電流を大きくすることができる。
The ion beam generator of claim 3 is characterized in that the carrier gas has chemical reactivity with the anode electrode. Therefore, according to the ion beam generator of the third aspect, since the carrier gas has a chemical reactivity with the anode electrode, when the plasma of the carrier gas collides with the surface of the anode electrode made of the ion species, the carrier gas physically appears. In addition to knocking out ionic species, it causes a chemical reaction with the anode electrode surface and makes it brittle, so the ionic species hammering out effect becomes stronger, and the ion generation efficiency is high due to the synergistic effect of physical collision and chemical reaction. And, by extension,
The ion beam current can be increased.

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

【図1】図1(A)、(B)はイオンビーム発生装置の
従来例を示し、(A)は縦断面図、(B)はB−B線視
断面図である。
1A and 1B show a conventional example of an ion beam generator, wherein FIG. 1A is a vertical sectional view and FIG. 1B is a sectional view taken along line BB.

【図2】図2(A)、(B)はイオンソースとしても機
能するアノード電極の斜視図である。
FIGS. 2A and 2B are perspective views of an anode electrode that also functions as an ion source.

【図3】図3(A)、(B)はイオンビーム発生装置の
従来例を示し、(A)は縦断面図、(B)はB−B線視
断面図である。
3A and 3B show a conventional example of an ion beam generator, FIG. 3A is a vertical sectional view, and FIG. 3B is a sectional view taken along line BB.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アークチャンバ 2 スリット 3 フィラメント 4a、4b アノード電極 5 高プラズマ領域 6 磁場 1 arc chamber 2 slit 3 filament 4a, 4b anode electrode 5 high plasma region 6 magnetic field

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アークチャンバ内にプラズマ形成用のフ
ィラメントとそれに対向するアノード電極を設け、該ア
ークチャンバ内にキャリアガスを通し、該アークチャン
バ内に磁場を生ぜしめることにより該キャリアガスによ
るプラズマを発生させ、アークチャンバ内に生じたイオ
ンを外部へ電界により引き出すイオンビーム発生装置に
おいて、 上記アノード電極をイオン種を少なくとも含む材料で形
成したことを特徴とするイオンビーム発生装置
1. A filament for plasma formation and an anode electrode facing the filament are provided in an arc chamber, a carrier gas is passed through the arc chamber, and a magnetic field is generated in the arc chamber to generate plasma by the carrier gas. An ion beam generator for generating and extracting ions generated in an arc chamber to the outside by an electric field, wherein the anode electrode is made of a material containing at least an ion species.
【請求項2】 アノード電極のフィラメント側の表面に
凹凸が形成されたことを特徴とする請求項1記載のイオ
ンビーム発生装置
2. The ion beam generator according to claim 1, wherein irregularities are formed on the surface of the anode electrode on the filament side.
【請求項3】 キャリアガスがアノード電極に対して化
学反応性を有することを特徴とする請求項1又は2記載
のイオンビーム発生装置
3. The ion beam generator according to claim 1, wherein the carrier gas has chemical reactivity with the anode electrode.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015149279A (en) * 2005-01-14 2015-08-20 金子 博之 Plasma source, ion source and method of ion generation

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