JPS5838906B2 - 金属イオン源 - Google Patents

金属イオン源

Info

Publication number
JPS5838906B2
JPS5838906B2 JP56139093A JP13909381A JPS5838906B2 JP S5838906 B2 JPS5838906 B2 JP S5838906B2 JP 56139093 A JP56139093 A JP 56139093A JP 13909381 A JP13909381 A JP 13909381A JP S5838906 B2 JPS5838906 B2 JP S5838906B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gallium
tip
filament
ion source
reservoir
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
Application number
JP56139093A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5840744A (ja
Inventor
紀道 穴沢
昌彦 奥貫
龍三 相原
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.)
Jeol Ltd
Original Assignee
Nihon Denshi KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nihon Denshi KK filed Critical Nihon Denshi KK
Priority to JP56139093A priority Critical patent/JPS5838906B2/ja
Priority to US06/412,215 priority patent/US4488045A/en
Publication of JPS5840744A publication Critical patent/JPS5840744A/ja
Publication of JPS5838906B2 publication Critical patent/JPS5838906B2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J27/00—Ion beam tubes
    • H01J27/02—Ion sources; Ion guns
    • H01J27/26—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field effect ion sources, thermionic ion sources

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属イオン源に関し、特に長時間安定にイオン
ビームを発生すれことができるイオン源に関する。
第１図は従来の金属イオン源を示しても・す、Ｆは例え
ばタングステン製のフィラメントであり、該フイラメン
）Ｆの略中心部分にタングステン製のエミッターＥがス
ポット溶接されている。
該エミッターＥの先端は針状にされ、又フイラメンＦの
Ｖ字状とされている部分には例えばガリウムＧが保持さ
れる。
ここでＣは接地電位の陰極であり、該工□ツタ−Ｅに正
の高電圧を印加すれば、該先端部のガリウムは電界蒸発
し、ガリウムイオンとなって引出される。
ここでガリウムの温度がある温度以上に保持されていな
いと、安定なイオンビームの発生が困難となる。
すなわちガリウムの温度が低いと、エミッターＥの表面
を先端部に向けて移送される通路の移送抵抗が高くなり
、先端部より電界蒸発に供されるガリウムの流れが不安
定、不連続となり、結果としてイオンビームの不安定性
を招くことになる。
このため、フィラメントＦからの伝導熱によってガリウ
ムＧ及びエミッターＥを加熱し、安定に連続してガリウ
ムがエミッターの先端部に移送されるようにしている。
しかしながら、フィラメントＦの一部がガリウムＧのリ
ザーバとして使用されているため、保持するガリウムの
量に応じフィラメントＦ全体の実効電気抵抗が変化し、
加熱温度もそれにつれて変化する。
従って液体金属の湿度も変化し、エミッター先端に移送
されるガリウムの量が変動する。
更にエミッターＥにはイオンビーム発生中、正の高電圧
が印加されるため、フィラメントに保持されている玉状
のガリウムは静電力により図中点線で示す如くエミッタ
ー先端側に移動する。
その結果エミッター先端の電界強度が緩和され、そのた
め該先端部で電界蒸発し、イオン化されるガリウムの量
が減少する。
該静電力によって移動した後の玉状のガリウムの形状は
その量によって異り、従ってエミッター先端部の電界強
度の緩和の程度も該ガリウムの量に応じて変化する。
このようなことから第１図に示したイオン源では長時間
安定したイオンビームを得ることができない。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、イオン化
すべき金属を貯蔵する底部に細孔を有した容器と、該細
孔を貫通して配置されその一端が該容器に固定されその
他端が針状に形成された部材と、該針状先端部に強電界
を形成するための手段と、該容器に取り付けられ該容器
を支持するためのフィラメントとを備え、該フィラメン
トに加熱電流を供給するように構成し、長時間安定にイ
オンビームを発生することができるイオン源を提供する
。
以下本発明の一実施例を図面に基づき詳述する。
第２図にむいて１は底部に細孔２が設けられたタンタル
あるいはタングステン等の金属で形成されたリザーバで
あり、該リザーバ１内部には液体金属例えばガリウム３
が入れられている。
該リザーバ底部の細孔２を貫通してタングステン製の針
状部材４が配置され該針状部材の一端は該リザーバ側面
に例えばスポット溶接によって固着されてち・す、電解
研磨により針状にされた他端は接地電位の陰極５に対向
して配置される。
該リザーバ１にはタングステン製のフィラメント６がス
ポット溶接されて釦り、該フィラメント６には電源７か
ら支持体９を介して加熱電流が供給される。
更に該リザーバ１、針状部材４には電源８から正の高電
圧が印加されている。
上述したイオン源において針状部材４の先端部には強電
界が印加され、その結果リザーバ内部のガリウムは該強
電界によって底部の細孔２を通り、針状部材４先端部に
１で引出される。
該先端部のガリウムは強電界によってテーラ−の円錐（
Ｔａｙｌｒ Ｃｏｎｅ）と称される円錐突起を形成する
。
この円錐突起の先端部には電界が集中し、先端部のガリ
ウムは電界蒸発し、更にイオン化してガリウムイオンと
なって引出される。
このようなイオン源は非常に輝度が高いがガリウムの温
度がある温度に保持されていないと安定なイオンビーム
の発生が困難となる。
すなわち、ガリウムの温度が低いと、針状部材４の表面
を先端部に向けて移送される通路の移送抵抗が高くなり
先端部より電界蒸発に供されるガリウムの流れが不安定
、不連続となり、結果としてイオンビームの不安定性を
招くことになる。
このためフィラメント６に電流を供給して加熱し、該フ
ィラメント６からの伝導熱によってリザーバ１、針状部
材４、ガリウムを加熱し、安定に連続してリザーバ内の
ガリウムが針状部材の先端部に移送されるようにしてい
る。
このように本発明に耘いてはガリウム等の液状金属をリ
ザーバ内に入れ、該リザーバにフィラメントを取り付け
、該フィラメントの加熱によって該リザーバ更には液状
金属を加熱するように構成しているため、液状金属の量
によってフィラメントの実効電気抵抗が変動することは
なく、常に加熱温度を一定に維持し得、安定に連続して
リザーバ内のガリウムを針状部材の先端部に移送するこ
とができる。
更に本発明の構成においては部材４の先端に強電界が形
成されてもリザーバ内の大部分の液状金属は該強電界に
よってその位置が変動せず、該部材４の先端部の強電界
は緩和されず安定している。
従って本発明に基づくイオン源は長時間安定なイオンビ
ームを発生し得る。
以上本発明を詳述したが本発明は上述した実施例に限定
されることなく幾多の変形が可能である。
例えば、液状金属としてガリウムを用いたが、セシウム
等信の金属を使用しても良い。
又リザーバ内に例えば粉末状のセシウム化合物を入れ該
粉末状のセシウム化合物を加熱して液状とする型のイオ
ン源にも本発明を適用し得る。
又フィラメントリザー２バの材質はタングステン、タン
タルに限定されず、他の材質を使用し得る。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のイオン源を示す図、第２図は本発明の一
実施例であるイオン源を示す図である。 １：リザーバ、２：細孔、３：ガリウム、４：針状部材
、５：陰極、６：フィラメント、７：加熱電源、８：高
圧電源、９：支持体。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 底部に細孔を有しイオン化すべき金属を貯蔵する容
    器と、該細孔を貫通して配置されその一端が該容器に固
    定されその他端が針状に形成された部材と、該針状先端
    部に強電界を形成するための手段と、該容器に取り付け
    られ該容器を支持するためのフィラメントとを備え、該
    フィラメントに加熱電流を供給するように構成した金属
    イオン源。
JP56139093A 1981-09-03 1981-09-03 金属イオン源 Expired JPS5838906B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56139093A JPS5838906B2 (ja) 1981-09-03 1981-09-03 金属イオン源
US06/412,215 US4488045A (en) 1981-09-03 1982-08-27 Metal ion source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56139093A JPS5838906B2 (ja) 1981-09-03 1981-09-03 金属イオン源

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5840744A JPS5840744A (ja) 1983-03-09
JPS5838906B2 true JPS5838906B2 (ja) 1983-08-26

Family

ID=15237324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56139093A Expired JPS5838906B2 (ja) 1981-09-03 1981-09-03 金属イオン源

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4488045A (ja)
JP (1) JPS5838906B2 (ja)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6056342A (ja) * 1983-09-08 1985-04-01 Anelva Corp イオンビ−ム発生装置
US4762975A (en) * 1984-02-06 1988-08-09 Phrasor Scientific, Incorporated Method and apparatus for making submicrom powders
US4629931A (en) * 1984-11-20 1986-12-16 Hughes Aircraft Company Liquid metal ion source
JPS61142645A (ja) * 1984-12-17 1986-06-30 Hitachi Ltd 正，負兼用イオン源
EP0204297B1 (en) * 1985-06-04 1991-01-23 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Charged particle emission source structure
JPH02501964A (ja) * 1987-05-22 1990-06-28 オレゴン、グラデュエイト、センター 高められたぬれ特性のホウ素基液状金属イオンソースおよび方法
US4755683A (en) * 1987-10-05 1988-07-05 Oregon Graduate Center Liquid-metal ion beam source substructure
US5121286A (en) * 1989-05-04 1992-06-09 Collins Nelson H Air ionizing cell
US5449968A (en) * 1992-06-24 1995-09-12 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Thermal field emission cathode
JP3176348B2 (ja) 1999-01-07 2001-06-18 電気化学工業株式会社 ガリウムイオン源
US6661014B2 (en) * 2001-03-13 2003-12-09 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Methods and apparatus for oxygen implantation
GB0308021D0 (en) * 2003-04-07 2003-05-14 Aerstream Technology Ltd Spray electrode
JP4359131B2 (ja) * 2003-12-08 2009-11-04 株式会社日立ハイテクノロジーズ 液体金属イオン銃、及びイオンビーム装置
EP1622182B1 (en) 2004-07-28 2007-03-21 ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Emitter for an ion source and method of producing same
FR2918790A1 (fr) * 2007-07-09 2009-01-16 Orsay Physics Sa Source micronique d'emission ionique
JP5919049B2 (ja) * 2011-09-26 2016-05-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電界放出型電子源
JP6879908B2 (ja) * 2014-10-13 2021-06-02 アリゾナ ボード オブ リージェンツ ア ボディ コーポレート オブ ザ ステイト オブ アリゾナ アクティング フォー アンド オン ビハーフ オブ アリゾナ ステイト ユニバーシティーＡｒｉｚｏｎａ Ｂｏａｒｄ Ｏｆ Ｒｅｇｅｎｔｓ， Ａ Ｂｏｄｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｅ Ｏｆ Ｔｈｅ Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ａｒｉｚｏｎａ Ａｃｔｉｎｇ Ｆｏｒ Ａｎｄ Ｏｎ Ｂｅｈａｌｆ Ｏｆ Ａｒｉｚｏｎａ Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 二次イオン質量分析計のためのセシウム一次イオン源

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1248820B (ja) * 1962-04-02
GB1574611A (en) * 1976-04-13 1980-09-10 Atomic Energy Authority Uk Ion sources
US4328667A (en) * 1979-03-30 1982-05-11 The European Space Research Organisation Field-emission ion source and ion thruster apparatus comprising such sources
US4318029A (en) * 1980-05-12 1982-03-02 Hughes Aircraft Company Liquid metal ion source
US4318030A (en) * 1980-05-12 1982-03-02 Hughes Aircraft Company Liquid metal ion source
US4367429A (en) * 1980-11-03 1983-01-04 Hughes Aircraft Company Alloys for liquid metal ion sources

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5840744A (ja) 1983-03-09
US4488045A (en) 1984-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5838906B2 (ja) 金属イオン源
US2960457A (en) Apparatus for vaporizing coating materials
EP0037455B1 (en) Ion source
US5936251A (en) Liquid metal ion source
JPH0415574B2 (ja)
JPS6329373B2 (ja)
JPS5838905B2 (ja) 金属イオン源
JPH1064438A (ja) 液体金属イオン源
JP2000173531A (ja) 真空形成方法及び高融点金属用ゲッタポンプ
JPS5842143A (ja) 金属イオン源
JP3554030B2 (ja) 小型熱電子真空アーク蒸発源
JPH0228221B2 (ja)
JPS5835828A (ja) 金属イオン源
JPH0160891B2 (ja)
JP2656067B2 (ja) 負電荷発生装置
JPH0542094B2 (ja)
JPS58137943A (ja) イオン源
JPS60249234A (ja) 液体イオン源
JPH02247951A (ja) 電界放出型イオン源
JPS61214330A (ja) 液体金属イオン源
JPH1092362A (ja) 液体金属イオン源
JPS60216432A (ja) イオンビーム形成方法および液体金属イオン源
JPS639339B2 (ja)
JPS59160941A (ja) イオン源
JPS62176030A (ja) イオンビ−ム加工装置の液体金属イオン源