JPH1031963A - Ion generating device - Google Patents
Ion generating deviceInfo
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- JPH1031963A JPH1031963A JP8185917A JP18591796A JPH1031963A JP H1031963 A JPH1031963 A JP H1031963A JP 8185917 A JP8185917 A JP 8185917A JP 18591796 A JP18591796 A JP 18591796A JP H1031963 A JPH1031963 A JP H1031963A
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- atom
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- neutral gas
- ion beam
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体へ不
純物をドーピングする時に使用されるイオンを発生する
イオン発生装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion generator for generating ions used, for example, when doping a semiconductor with impurities.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のイオン発生装置のイオン源を図2
の断面図を参照して説明する。2. Description of the Related Art FIG. 2 shows an ion source of a conventional ion generator.
This will be described with reference to the sectional view of FIG.
【0003】図示するように、イオン源は、内部に電気
的に中性の中性気体分子・原子4を満たし、アノード電
極であるアークチャンバ3と、アークチャンバ3内に設
けられたカソード電極であるフィラメント1と、アーク
チャンバ3内で発生したイオン化分子・原子5をアーク
チャンバ3から引出す引出電極6とを有する。[0003] As shown in the figure, an ion source is filled with an electrically neutral neutral gas molecule / atom 4 and includes an arc chamber 3 as an anode electrode and a cathode electrode provided in the arc chamber 3. It has a certain filament 1 and an extraction electrode 6 for extracting ionized molecules and atoms 5 generated in the arc chamber 3 from the arc chamber 3.
【0004】フィラメント1は加熱され、それによりフ
ィラメント1から発する熱電子2が、アークチャンバ3
とフィラメント1との間の直流電圧により50〜100
eVに加速され、中性気体分子・原子4に衝突する。こ
の衝突によって、中性気体分子・原子4はプラス極性に
イオン化し、イオン化気体分子・原子5に変わる。イオ
ン化気体分子・原子5は、アークチャンバ3に対して負
の電位を有する引出し電極6によりアークチャンバ3の
イオンビーム口3kからイオンビーム7として引出され
る。[0004] The filament 1 is heated, so that thermions 2 emanating from the filament 1 are generated by the arc chamber 3.
50 to 100 depending on the DC voltage between
It is accelerated to eV and collides with a neutral gas molecule / atom 4. Due to this collision, the neutral gas molecules / atoms 4 are ionized to a positive polarity and are converted into ionized gas molecules / atoms 5. The ionized gas molecules and atoms 5 are extracted as an ion beam 7 from an ion beam port 3 k of the arc chamber 3 by an extraction electrode 6 having a negative potential with respect to the arc chamber 3.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来用いられ
ているイオン源では、アークチャンバ内の中性の気体分
子・原子に、フィラメントからの熱電子が衝突する確率
は、フィラメントから発生する全ての熱電子の10〜2
0%足らずであるといわれている。この衝突しなかった
熱電子はアークチャンバに到達したままイオンビームと
して引出されない。このため、大電流のイオンビームを
得ることが困難であった。However, in the conventionally used ion source, the probability of thermionic electrons from the filament colliding with the neutral gas molecules / atoms in the arc chamber is all that is generated from the filament. Thermionic 10-2
It is said to be less than 0%. The non-colliding thermoelectrons reach the arc chamber and are not extracted as an ion beam. For this reason, it was difficult to obtain a large current ion beam.
【0006】そこで、大電流のイオンビームを得るため
には、一定量のイオン化された気体分子や原子を確保す
るために最低限必要とされる熱電子の数の十数倍もの熱
電子を発生さなければならない。そのためフィラメント
に高い電圧を印加する必要がある。このため、フィラメ
ントの寿命が短くなり、フィラメントの交換を頻繁に行
わなければならず、生産性や経済性が悪化する。Therefore, in order to obtain a high-current ion beam, the number of thermionic electrons generated is ten and several times the minimum number of thermionic electrons required to secure a certain amount of ionized gas molecules and atoms. Have to do. Therefore, it is necessary to apply a high voltage to the filament. For this reason, the life of the filament is shortened, and the filament needs to be replaced frequently, and productivity and economic efficiency deteriorate.
【0007】そこで本発明の目的は、イオン源のフィラ
メントを劣化させずに、大電流のイオンビームを得るこ
とができるイオン発生装置を提供することにある。It is an object of the present invention to provide an ion generator capable of obtaining a high-current ion beam without deteriorating a filament of an ion source.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明のイオン発生装置
は、ガスを充満した箱の内部で、加速した電子を前記ガ
スに衝突させてイオンを発生する電子衝撃形のものであ
って、箱を囲み、内部にガスを充満した外箱を備えたこ
とを特徴とする。The ion generating apparatus according to the present invention is of an electron impact type in which accelerated electrons collide with a gas inside a box filled with gas to generate ions. And an outer box filled with gas inside.
【0009】また、本発明のイオン発生装置は、箱に複
数の穴が設けられていることを特徴とする。Further, the ion generator of the present invention is characterized in that the box is provided with a plurality of holes.
【0010】また、本発明のイオン発生装置は、外箱を
2重以上に備えたことを特徴とする。[0010] The ion generator of the present invention is characterized in that the outer case is provided in two or more layers.
【0011】このように、熱電子と箱との衝突により発
生し箱を透過するX線を、外箱内の中性気体分子・原子
に衝突させることにより、イオンを生成するため、イオ
ン源のフィラメントを劣化させずに、大電流のイオンビ
ームを得ることができる。As described above, the X-rays generated by the collision between the thermoelectrons and the box and passing through the box are caused to collide with the neutral gas molecules and atoms in the outer box to generate ions. A high-current ion beam can be obtained without deteriorating the filament.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態によるイオン
発生装置のイオン源を、図1の断面図を参照して説明す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An ion source of an ion generator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the sectional view of FIG.
【0013】図示するように、イオン源は、内部に電気
的に中性の中性気体分子・原子4を満たし、アノード電
極である内部アークチャンバ3と、内部に電気的に中性
の中性気体分子・原子4を満たし、アークチャンバ3を
囲む外部チャンバ8と、内部アークチャンバ3内に設け
られたカソード電極であるフィラメント1と、内部内部
アークチャンバ3及び外部チャンバ8内で発生したイオ
ン分子・原子5をアークチャンバ3から引出す引出し電
極6とを有する。外部チャンバ8とアークチャンバ3と
の間には、通気口10がいくつか設けられており、その
ため、気体はこの通気口10を通じて両アークチャンバ
3,8を出入りできる。As shown in the figure, the ion source is filled with an electrically neutral neutral gas molecule / atom 4 and has an internal arc chamber 3 as an anode electrode and an electrically neutral neutral gas inside. An outer chamber 8 filled with gas molecules and atoms 4 and surrounding the arc chamber 3; a filament 1 serving as a cathode electrode provided in the inner arc chamber 3; and ion molecules generated in the inner inner arc chamber 3 and the outer chamber 8 An extraction electrode 6 for extracting atoms 5 from the arc chamber 3; Several vents 10 are provided between the outer chamber 8 and the arc chamber 3, so that gas can enter and exit the arc chambers 3, 8 through the vents 10.
【0014】フィラメント1から発する熱電子2の一部
は、内部アークチャンバ3とフィラメント1との間の直
流電圧により50〜100eVに加速され、内部アーク
チャンバ3内の中性気体分子・原子4に衝突する。この
衝突によって、中性気体分子・原子4はプラス極性にイ
オン化され、イオン化気体分子・原子5に変わる。イオ
ン化気体分子・原子5は、内部アークチャンバ3に対し
て負の電位を有する引出し電極6によりイオンビーム口
3kからイオンビーム7として引出される。Some of the thermoelectrons 2 emitted from the filament 1 are accelerated to 50 to 100 eV by the DC voltage between the inner arc chamber 3 and the filament 1, and are converted into neutral gas molecules / atoms 4 in the inner arc chamber 3. collide. Due to this collision, the neutral gas molecule / atom 4 is ionized to a positive polarity, and is converted into an ionized gas molecule / atom 5. The ionized gas molecules and atoms 5 are extracted as an ion beam 7 from an ion beam port 3k by an extraction electrode 6 having a negative potential with respect to the internal arc chamber 3.
【0015】他方、アークチャンバ3内の中性気体分子
・原子4に衝突しなかった熱電子2は内部アークチャン
バ3に到達し衝突する。この衝突により連続X線及び特
別X線9(以下、まとめてX線と呼ぶ)が発生する。On the other hand, the thermoelectrons 2 which have not collided with the neutral gas molecules / atoms 4 in the arc chamber 3 reach the internal arc chamber 3 and collide. This collision generates continuous X-rays and special X-rays 9 (hereinafter collectively referred to as X-rays).
【0016】特性X線は電子が衝突した陽極物質、すな
わち内部アークチャンバ3の材質に固有の波長を有す
る。他方、連続X線は、内部アークチャンバ3を構成す
る物質原子の原子核付近を高速度の電子が通過するとき
に、原子核の陽電荷によるクローンの力を受けて放出さ
れるもので、連続スペクトルを有する。The characteristic X-ray has a wavelength specific to the anode material hit by the electrons, that is, the material of the inner arc chamber 3. On the other hand, continuous X-rays are emitted by high-speed electrons passing near the nuclei of material atoms constituting the internal arc chamber 3 under the influence of clones due to the positive charge of the nuclei, and have a continuous spectrum. Have.
【0017】このX線9の中で内部アークチャンバ3を
透過したものは、、外部チャンバ8内の中性気体分子・
原子4に衝突し、中性気体分子・原子4をプラス極性に
イオン化する。この外部アークチャンバ8内でイオン化
したイオン化気体分子・原子5は、内部アークチャンバ
3の通気口10を通過して、内部アークチャンバ3に対
して負の電位を有する引出し電極6によりイオンビーム
口3kからイオンビーム7として引出される。The X-rays 9 transmitted through the inner arc chamber 3 are converted into neutral gas molecules in the outer chamber 8.
It collides with the atom 4 and ionizes the neutral gas molecule / atom 4 to a positive polarity. The ionized gas molecules / atoms 5 ionized in the outer arc chamber 8 pass through a vent 10 of the inner arc chamber 3 and are drawn by an extraction electrode 6 having a negative potential with respect to the inner arc chamber 3 to an ion beam port 3k. Is extracted as an ion beam 7.
【0018】このように、熱電子と内部アークチャンバ
との衝突により発生し、内部アークチャンバを透過する
X線を、外部アークチャンバ内の中性気体分子・原子に
衝突させることにより、内部アークチャンバ内の中性気
体分子・原子と衝突せずに内部アークチャンバに衝突す
る熱電子を、イオンの生成のために利用することができ
る。As described above, the X-rays generated by the collision between the thermoelectrons and the internal arc chamber and transmitted through the internal arc chamber are made to collide with the neutral gas molecules and atoms in the external arc chamber, thereby forming the internal arc chamber. Thermionic electrons that do not collide with the neutral gas molecules / atoms in the inner arc chamber can be used for ion generation.
【0019】なお、外部アークチャンバを更に2重以上
に備えてもかまわない。The external arc chamber may be further provided in two or more layers.
【0020】これによって、イオン源のフィラメントの
長寿命化を図ることが可能になり、フィラメントの定期
交換の頻度を減少させ、生産性、経済性の向上が図るこ
とができる。As a result, the life of the filament of the ion source can be extended, the frequency of regular replacement of the filament can be reduced, and productivity and economy can be improved.
【0021】[0021]
【発明の効果】本発明によれば、イオン源のフィラメン
トを劣化させずに、大電流のイオンビームを得ることが
できるイオン発生装置を提供できる。According to the present invention, it is possible to provide an ion generator capable of obtaining a high-current ion beam without deteriorating the filament of the ion source.
【図1】本発明に係る実施の形態によるイオン発生装置
のイオン源を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing an ion source of an ion generator according to an embodiment of the present invention.
【図2】従来の技術によるイオン発生装置のイオン源を
示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing an ion source of an ion generator according to a conventional technique.
1 フィラメント 2 熱電子 3 アークチャンバ 4 中性気体分子・原子 5 イオン化気体分子・原子 6 引出電極 7 イオンビーム 8 外部アークチャンバ 9 X線 10 通気口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Filament 2 Thermoelectron 3 Arc chamber 4 Neutral gas molecule / atom 5 Ionized gas molecule / atom 6 Extraction electrode 7 Ion beam 8 External arc chamber 9 X-ray 10 Vent
Claims (3)
を前記ガスに衝突させてイオンを発生する電子衝撃形の
イオン発生装置において、 前記箱を囲み、内部に前記ガスを充満した外箱を備えた
ことを特徴とするイオン発生装置。1. An electron bombardment type ion generator for generating ions by colliding accelerated electrons with said gas inside a gas-filled box, wherein said box is surrounded by said gas-filled outside. An ion generator comprising a box.
特徴とする請求項1に記載のイオン発生装置。2. The ion generator according to claim 1, wherein the box is provided with a plurality of holes.
する請求項1又は請求項2に記載のイオン発生装置。3. The ion generator according to claim 1, wherein the outer case is provided in two or more layers.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8185917A JPH1031963A (en) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | Ion generating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8185917A JPH1031963A (en) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | Ion generating device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1031963A true JPH1031963A (en) | 1998-02-03 |
Family
ID=16179145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8185917A Pending JPH1031963A (en) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | Ion generating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1031963A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10361058B2 (en) | 2017-03-06 | 2019-07-23 | Sumitomo Heavy Industries Ion Technology Co., Ltd. | Ion generator |
-
1996
- 1996-07-16 JP JP8185917A patent/JPH1031963A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10361058B2 (en) | 2017-03-06 | 2019-07-23 | Sumitomo Heavy Industries Ion Technology Co., Ltd. | Ion generator |
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