JPS60115122A - 液体金属イオン源 - Google Patents
液体金属イオン源Info
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- JPS60115122A JPS60115122A JP58222033A JP22203383A JPS60115122A JP S60115122 A JPS60115122 A JP S60115122A JP 58222033 A JP58222033 A JP 58222033A JP 22203383 A JP22203383 A JP 22203383A JP S60115122 A JPS60115122 A JP S60115122A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
- H01J37/08—Ion sources; Ion guns
-
- 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
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、イオン打込み機、イオンマイクロビーム描画
装置などのイオン源、特に高蒸気圧イオン種Ｐを単元素
イオンとして効率よく安定に長時間引出せる液体金属イ
オン源に関する。
装置などのイオン源、特に高蒸気圧イオン種Ｐを単元素
イオンとして効率よく安定に長時間引出せる液体金属イ
オン源に関する。
〔発明の背景〕
マイクロ・ドライ・プロセス（イオンビーム露光、ドラ
イ現像、マイクロドーピング等）、サブミクロン表面分
析等の分野における高性能化と共に、高輝度の液体金属
イオン源の開発が強く要望されている。特に、エレク）
Ｅｌ・デバイスの分野においては、ドープイオン種とし
てａａｅ ５ｉｒＢｅ等の液体金属イオン源を用いて、
直接半導体材料にドーピング（打込み、注入）する試み
がなされている。
イ現像、マイクロドーピング等）、サブミクロン表面分
析等の分野における高性能化と共に、高輝度の液体金属
イオン源の開発が強く要望されている。特に、エレク）
Ｅｌ・デバイスの分野においては、ドープイオン種とし
てａａｅ ５ｉｒＢｅ等の液体金属イオン源を用いて、
直接半導体材料にドーピング（打込み、注入）する試み
がなされている。
この液体金属イオン源の動作原理は次の如くである。先
ず、タングステンＷ１タンタルＴａ１カーボンＣ等から
成るエミッターに、抵抗加熱あるいは、電子線衝撃、レ
ーザ光などにより溶融させたイオン化すべき物質を供給
し、エミッター先端に強電界を印加し、エミッター先端
よりイオン化すべき物質のイオンを電界電離によって引
出す。
ず、タングステンＷ１タンタルＴａ１カーボンＣ等から
成るエミッターに、抵抗加熱あるいは、電子線衝撃、レ
ーザ光などにより溶融させたイオン化すべき物質を供給
し、エミッター先端に強電界を印加し、エミッター先端
よりイオン化すべき物質のイオンを電界電離によって引
出す。
従って、イオン源としては長時間、安定して目的とする
イオンビームを引き出せることが重要である。
イオンビームを引き出せることが重要である。
ところで、シリコン半導体に対するｎｍ不純物元素のう
ちで最も重要とされているものの１つにＰｌ一方、ｐｍ
にはＢがあるが、これまで、液体金属イオン源からのＰ
イオンの放出に関する報告はない。
ちで最も重要とされているものの１つにＰｌ一方、ｐｍ
にはＢがあるが、これまで、液体金属イオン源からのＰ
イオンの放出に関する報告はない。
Ｐ単体は、融点が４４． Ｉ Ｃで、その温度での蒸気
圧が０．１８１ｍｍＨｇと高蒸気圧のために、Ｐ単体を
液体金属イオン源のイオン化物質として用いることは困
難である。そこで、Ｐ以外の金属とＰとの合金の形にし
て、上記難点を軽減し、高温下でＰ含有の液体金属を形
成せしめて、高電界下でこの合金をイオン化物質として
合金成分元素のイオンを引出し、質量分離によってＰイ
オンのみを得る方法が有効となる。従って、Ｐを含むイ
オン化物質、つまり、安定に且つ長時間Ｐイオンを引き
出せることのできるような合金を探索することが重要な
ポイントとなる。
圧が０．１８１ｍｍＨｇと高蒸気圧のために、Ｐ単体を
液体金属イオン源のイオン化物質として用いることは困
難である。そこで、Ｐ以外の金属とＰとの合金の形にし
て、上記難点を軽減し、高温下でＰ含有の液体金属を形
成せしめて、高電界下でこの合金をイオン化物質として
合金成分元素のイオンを引出し、質量分離によってＰイ
オンのみを得る方法が有効となる。従って、Ｐを含むイ
オン化物質、つまり、安定に且つ長時間Ｐイオンを引き
出せることのできるような合金を探索することが重要な
ポイントとなる。
本発明の目的は、安定で、且つ長寿命のＰイオンビーム
、または、ＰイオンビームおよびＢイオンビームを引き
出せる液体金属イオン源を提供することにある。
、または、ＰイオンビームおよびＢイオンビームを引き
出せる液体金属イオン源を提供することにある。
本発明の特徴は、イオン化物質を溶融して保持する溜め
部と、この溜め部から供給される溶融イオン化物質のイ
オンをその先端から放出するように配置されたエミッタ
ーと、このエミッターとの間に高電界を印加して工ばツ
タ−先端からイオンを引き出す引出し電極とから構成さ
れる液体金属イオン源において、イオン化物質が、一般
式ＣｕｘＰｙで示される組成を有し、かつ、ｏ＜ｙ≦２
５゜（ＰがＯａｔ％を越え２５ａｔ％以下を意味し、以
下同様に解する）７５≦Ｘ（１００望ましくはＸ＝ｉｏ
ｏ−ｙである合金を用いるか、または、イオン化物質が
、一般式ＣｕｘＰｙＢｚで示される組成を有し、かつ、
０（Ｙ≦２５．０（Ｚ≦１５．６０≦Ｘ（１００望まし
くはＸ十Ｙ＋Ｚ＝１００である合金を用いたことにある
。
部と、この溜め部から供給される溶融イオン化物質のイ
オンをその先端から放出するように配置されたエミッタ
ーと、このエミッターとの間に高電界を印加して工ばツ
タ−先端からイオンを引き出す引出し電極とから構成さ
れる液体金属イオン源において、イオン化物質が、一般
式ＣｕｘＰｙで示される組成を有し、かつ、ｏ＜ｙ≦２
５゜（ＰがＯａｔ％を越え２５ａｔ％以下を意味し、以
下同様に解する）７５≦Ｘ（１００望ましくはＸ＝ｉｏ
ｏ−ｙである合金を用いるか、または、イオン化物質が
、一般式ＣｕｘＰｙＢｚで示される組成を有し、かつ、
０（Ｙ≦２５．０（Ｚ≦１５．６０≦Ｘ（１００望まし
くはＸ十Ｙ＋Ｚ＝１００である合金を用いたことにある
。
かかる本発明の特徴によって、これまで液体金属イオン
源からの放出が困難とされてきたＰイオンを、または、
ＰイオンおよびＢイオンを安定に、かつ、長時間放出す
る′ことが可能となり、その結果、Ｐイオン放出用の液
体金属イオン源の提供が可能となった。
源からの放出が困難とされてきたＰイオンを、または、
ＰイオンおよびＢイオンを安定に、かつ、長時間放出す
る′ことが可能となり、その結果、Ｐイオン放出用の液
体金属イオン源の提供が可能となった。
以下、本発明の一実施例を図を用いて詳細に説明する。
実施例１
第１図は本発明に係る液体金属イオン源の基本構成を示
す図である。このイオン源のイオン化物質５の溶融の仕
方は通電加熱型である。エミッター１は支持部２に接続
され支持されている。この支持部２は特願昭５７−６１
０６３号「液体金属イオン源」Ｋて開示した如き上下微
動機構にて真空容器１３外から上下に微動させることが
できる。この上下の微動によってエミッター１を濡らし
ているイオン化物質５のエミッタ−１の先端への流れを
制御することができる。イオン化物質５を溶融するため
の通電加熱ヒーターを兼ねた溜め部３は、その両端で電
流導入端子４，４′に固定されている。溜め部３の中央
には溶融したイオン化物ｌＸ５で濡れたエミッター１が
通る円孔６が設けられている。第１図は、溶融イオン化
物質５で濡れたエミッター１が溜め部３にある円孔６か
ら突出た状態を示している。７は引出し電極であり、こ
の引出し電極７とエミッター１との間に数ＫＶの電界を
印加することにより、エミッター１の先端から電界電離
したイオンビーム８盆、引出し電極７にあけた貫通孔９
を介して下方に引出すことができる。本実施例の場合、
エミッター１として直径９．５ ｍｍのタングステンＷ
でアシ、その先端は電解研磨により、曲率半径を数μｍ
以下に鋭く尖がらせである。ヒーターを兼ねた溜め部３
は、厚さＱ、１ｍｍのニオブ（Ｎｂ ）板製で、中央部
にある凹部は、イオン化物質５が約５ｍｍ” 溜めるこ
とができるように加工されている。この溜め部３の中央
に設けられた円孔６の直径は約１．５ ｍｍである。
す図である。このイオン源のイオン化物質５の溶融の仕
方は通電加熱型である。エミッター１は支持部２に接続
され支持されている。この支持部２は特願昭５７−６１
０６３号「液体金属イオン源」Ｋて開示した如き上下微
動機構にて真空容器１３外から上下に微動させることが
できる。この上下の微動によってエミッター１を濡らし
ているイオン化物質５のエミッタ−１の先端への流れを
制御することができる。イオン化物質５を溶融するため
の通電加熱ヒーターを兼ねた溜め部３は、その両端で電
流導入端子４，４′に固定されている。溜め部３の中央
には溶融したイオン化物ｌＸ５で濡れたエミッター１が
通る円孔６が設けられている。第１図は、溶融イオン化
物質５で濡れたエミッター１が溜め部３にある円孔６か
ら突出た状態を示している。７は引出し電極であり、こ
の引出し電極７とエミッター１との間に数ＫＶの電界を
印加することにより、エミッター１の先端から電界電離
したイオンビーム８盆、引出し電極７にあけた貫通孔９
を介して下方に引出すことができる。本実施例の場合、
エミッター１として直径９．５ ｍｍのタングステンＷ
でアシ、その先端は電解研磨により、曲率半径を数μｍ
以下に鋭く尖がらせである。ヒーターを兼ねた溜め部３
は、厚さＱ、１ｍｍのニオブ（Ｎｂ ）板製で、中央部
にある凹部は、イオン化物質５が約５ｍｍ” 溜めるこ
とができるように加工されている。この溜め部３の中央
に設けられた円孔６の直径は約１．５ ｍｍである。
イオン化物質５については、本発明の重要なポイントで
あるためここで詳述する。
あるためここで詳述する。
イオン化物質５に要求される条件は、その融点が高くて
も１０００Ｃ程度までであること、その温度での蒸気圧
が低いこと、また、エミッター材料として高温長時間の
使用可能なグラッシー・カー−ボンあるいはｗ、ｓｔｃ
系、ＷＣ系、ＴｉＣ系、１ａＢＢ系材料を用いた時にそ
れとの反応が皆無か、あるいはあっても少ないこと、さ
らに濡れ性も良好であることである。
も１０００Ｃ程度までであること、その温度での蒸気圧
が低いこと、また、エミッター材料として高温長時間の
使用可能なグラッシー・カー−ボンあるいはｗ、ｓｔｃ
系、ＷＣ系、ＴｉＣ系、１ａＢＢ系材料を用いた時にそ
れとの反応が皆無か、あるいはあっても少ないこと、さ
らに濡れ性も良好であることである。
具体的に述べると、イオン化物質５を適切に選択しなけ
れば以下に示すような問題が生じ、Ｐイオンビームを引
き出せないかまたは、引き出すことができたとしても放
出されたイオン電流が不安定であったシ、イオン源の寿
命が１時間以下と極めて短いという致命的な欠点が生じ
てくる。つまり、その問題とは、 １）溶融イオン化物質の蒸気圧が高いために、蒸発が激
しく、目的とする引出し元素イオンが短時間で枯渇して
しまう。
れば以下に示すような問題が生じ、Ｐイオンビームを引
き出せないかまたは、引き出すことができたとしても放
出されたイオン電流が不安定であったシ、イオン源の寿
命が１時間以下と極めて短いという致命的な欠点が生じ
てくる。つまり、その問題とは、 １）溶融イオン化物質の蒸気圧が高いために、蒸発が激
しく、目的とする引出し元素イオンが短時間で枯渇して
しまう。
２）エミッターチップと溶融したイオン化物質が激しく
反応し、短時間でイオンビームの引出しが停止する。
反応し、短時間でイオンビームの引出しが停止する。
３）溶融イオン化物質の粘性が高すぎる、あるいは、エ
ミッターチップとの濡れ性が悪い等の理由によシイオン
ビームの引き出しが困難である。
ミッターチップとの濡れ性が悪い等の理由によシイオン
ビームの引き出しが困難である。
などである。
上記のような問題点を考慮対象とし、Ｐを含む種々の合
金を検討した結果、Ｃｕ−Ｐ系合金、Ｃ０−Ｐ−１３系
合金が本目的を達することができるイオン化物質５でお
ることが明らかとなった。
金を検討した結果、Ｃｕ−Ｐ系合金、Ｃ０−Ｐ−１３系
合金が本目的を達することができるイオン化物質５でお
ることが明らかとなった。
本実施例１で用いたイオン化すべき物質５はｃｕａ４］
Ｐｔａである。Ｃｕ−Ｐの状態図を第２図に示す。（参
考文献： Ｍｅｔａ ｌ ｓ ＢＪｅｆｅｒｅｎｃｅ
ＢＯＯＫ＋ＦＩＦＴＨＥＤＩＴＩＯＮ 、 Ｅｄｉ ｔ
ｏｒ Ｃ０ＬＩＮ Ｊ、 ８ＭＩＴＨＥＬＬＳ ；ＢＵ
ＴＴＥＲＷＯＲＴＨ８） この図かられかるようにこの
物質の融点は７１４Ｃである。
Ｐｔａである。Ｃｕ−Ｐの状態図を第２図に示す。（参
考文献： Ｍｅｔａ ｌ ｓ ＢＪｅｆｅｒｅｎｃｅ
ＢＯＯＫ＋ＦＩＦＴＨＥＤＩＴＩＯＮ 、 Ｅｄｉ ｔ
ｏｒ Ｃ０ＬＩＮ Ｊ、 ８ＭＩＴＨＥＬＬＳ ；ＢＵ
ＴＴＥＲＷＯＲＴＨ８） この図かられかるようにこの
物質の融点は７１４Ｃである。
実際に、約７５０Ｃでこのイオン源を動作させたところ
、安定なイオンビーム８の放出を得ることができた。こ
のイオンビーム８を質量分離し、質量スペクトルの一例
を見たものが第３図である。
、安定なイオンビーム８の放出を得ることができた。こ
のイオンビーム８を質量分離し、質量スペクトルの一例
を見たものが第３図である。
ただし、横軸は質量電荷比であり、縦軸はイオン 。
強度（任意単位）を示している。この時の引出し電圧は
６．３ Ｋ Ｖで、トータルイオン電流は約（資）μＡ
であった。このイオン源から得た放出イオン電流の大部
分がＣｕ０イオ／であシ、約ｌｏチがＰ”イオン、その
他、Ｐ２°、Ｃｕ”・・・・・・等のイオンも得られる
ことが質量分析実験結果かられかったまた、このイオン
源寿命として５０時間以上を達成している。
６．３ Ｋ Ｖで、トータルイオン電流は約（資）μＡ
であった。このイオン源から得た放出イオン電流の大部
分がＣｕ０イオ／であシ、約ｌｏチがＰ”イオン、その
他、Ｐ２°、Ｃｕ”・・・・・・等のイオンも得られる
ことが質量分析実験結果かられかったまた、このイオン
源寿命として５０時間以上を達成している。
ＣｕＸＰＹ合金の組成については、第２図の平衡状態図
かられかるように、ｏくＹ≦２５（たタシ、Ｘ＝１００
−Ｙ）のものが適用でき、この範囲にある種々の組成の
合金に対しても安定なＰ９イオンが引出せることを呻認
した。ただし、融点は組成によって異なる。例えば、９
ｏｏｃでの１′オン源の動作に対しては Ｐの含有率（
原子パーセント）Ｙが、はぼ１０（Ｙ（２０のものの合
金が用いることができた。
かられかるように、ｏくＹ≦２５（たタシ、Ｘ＝１００
−Ｙ）のものが適用でき、この範囲にある種々の組成の
合金に対しても安定なＰ９イオンが引出せることを呻認
した。ただし、融点は組成によって異なる。例えば、９
ｏｏｃでの１′オン源の動作に対しては Ｐの含有率（
原子パーセント）Ｙが、はぼ１０（Ｙ（２０のものの合
金が用いることができた。
実施例２
本実施例２では、エミッター１、ヒーターを兼ねた溜め
部３およびイオン化物質５を除いて実施例１で用いた液
体金属イオン源と同じ構成であり、本実施例２で用いた
イオン化物質５は、Ｃｕｓ４Ｒｏ−Ｂｓで、エミッター
１および溜め部３は高温動作時にＢとの反応をさけるた
めに、エミッター１にＳｉＣ。
部３およびイオン化物質５を除いて実施例１で用いた液
体金属イオン源と同じ構成であり、本実施例２で用いた
イオン化物質５は、Ｃｕｓ４Ｒｏ−Ｂｓで、エミッター
１および溜め部３は高温動作時にＢとの反応をさけるた
めに、エミッター１にＳｉＣ。
溜め部３にはＣを用いた。
約９００Ｃでこのイオン源を動作させることにより、安
定なイオンビーム８の放出を得ることができた。このイ
オンビーム８を質量分離して得た質量スペクトルの一例
を第４図に示す。この時の引出し電圧は７．５ＫＶであ
り、トータルイオン′亀流は約７０μＡであった。この
イオン源から得た放出イオン電流の大部分がＣｕ＋イオ
ンであるが、数チから約１０％程度Ｐ４イオンとＢ１イ
オンが放出されていることが確認できる。・したがって
、このイオン源からは、シリコン半導体に対するｎ型不
純物であるＰイオンと、ｎ型不純物であるＢイオンを引
出すことができるのが特徴である。また、このイオン源
の寿命として３０時間以上を達成している。
定なイオンビーム８の放出を得ることができた。このイ
オンビーム８を質量分離して得た質量スペクトルの一例
を第４図に示す。この時の引出し電圧は７．５ＫＶであ
り、トータルイオン′亀流は約７０μＡであった。この
イオン源から得た放出イオン電流の大部分がＣｕ＋イオ
ンであるが、数チから約１０％程度Ｐ４イオンとＢ１イ
オンが放出されていることが確認できる。・したがって
、このイオン源からは、シリコン半導体に対するｎ型不
純物であるＰイオンと、ｎ型不純物であるＢイオンを引
出すことができるのが特徴である。また、このイオン源
の寿命として３０時間以上を達成している。
実施例３
本実施例３では、イオン化物質５を除いて実施例１で用
いた液体金属イオン源と同じ構成であり、本実施例３で
用いたイオン化物質５は、一般式ＣｕＸＰＹＭＡ（ただ
し、ＭはＡｇ、Ｃ，’Ｓ ｉ（Ｄ’）ちの１元素を示す
）においてＭをＡｇとした場合で、Ｃｕ ｓａ ＰＩ３
Ａｇ４ｆ Ｉ） ル。
いた液体金属イオン源と同じ構成であり、本実施例３で
用いたイオン化物質５は、一般式ＣｕＸＰＹＭＡ（ただ
し、ＭはＡｇ、Ｃ，’Ｓ ｉ（Ｄ’）ちの１元素を示す
）においてＭをＡｇとした場合で、Ｃｕ ｓａ ＰＩ３
Ａｇ４ｆ Ｉ） ル。
このイオン源を約７５０Ｃで動作させることにより、安
定なイオンビーム８の放出を得ることができた。このイ
オンビーム８を質量分離しテ得た質量スペクトルの一例
を図５に示す。このイオン源から得た放出イオン電流の
大部分がＣｕ４″イオンであるが、所望のＰ＋イオンは
このイオン源からも数多程度放出されていることが確認
できる。
定なイオンビーム８の放出を得ることができた。このイ
オンビーム８を質量分離しテ得た質量スペクトルの一例
を図５に示す。このイオン源から得た放出イオン電流の
大部分がＣｕ４″イオンであるが、所望のＰ＋イオンは
このイオン源からも数多程度放出されていることが確認
できる。
本実施例３の最大の効果は、溶融点については実施例１
および２と大差ないが、流動性が実施例１および２と比
較して非常に良好であるため、溶融したイオン化物質５
のエミッター１先端への流れが安定している。これによ
り、イオンビーム８の放出の安定性も非常に良好となる
ことである。
および２と大差ないが、流動性が実施例１および２と比
較して非常に良好であるため、溶融したイオン化物質５
のエミッター１先端への流れが安定している。これによ
り、イオンビーム８の放出の安定性も非常に良好となる
ことである。
なお、本実施例３ではＭとしてＡｇを用いたが、Ａ、
ｇの代わりにＣまたはＳｉを用いても同様の効果が得ら
れた。
ｇの代わりにＣまたはＳｉを用いても同様の効果が得ら
れた。
実施例４
本実施例４では、イオン化物質５を除いて実施例２で用
いた液体金属イオン源と同じ構成であり、本実施例４で
用いたイオン化物質５は、一般式、ＣｕＸＰＹＢＺＭＡ
（ただし、ＭはＡｇ、Ｃ，およびＳｊのうぢの１元素
を示す。）において、ＭをＡｇとした場合で、Ｃ”７９
ＰＩＯＢ６ Ａｇｓである。
いた液体金属イオン源と同じ構成であり、本実施例４で
用いたイオン化物質５は、一般式、ＣｕＸＰＹＢＺＭＡ
（ただし、ＭはＡｇ、Ｃ，およびＳｊのうぢの１元素
を示す。）において、ＭをＡｇとした場合で、Ｃ”７９
ＰＩＯＢ６ Ａｇｓである。
このイオン源を約９３０Ｃで動作さぜることによシ、安
定なイオンビーム８の放出を得ることができた。このイ
オンビーム８を質量分離して得た質量スペクトルの一例
を第６図に示す。この時の引出し電圧は８．ＯｋＶで、
トータルイオン電流は約８０μＡである。このイオン源
から得た放出イオン電流は、大部分がＣｕ９イオンであ
るが、数チ程度Ｐ＋イオンおよび約１（１％程度のＢ′
″イオンが放出されているのが確認できる。本実施例４
の効果としては、このイオン源からはシリコン半導体に
対するｎｉｌ不純物であるＰ２イオンとｎ型不純物であ
るＢ＋イオンを引出すことができ、また、流動性は良好
で安定した放出イオン電流を得ることができることであ
る。また、このイオン源の寿命として１０時間以上を達
成している。
定なイオンビーム８の放出を得ることができた。このイ
オンビーム８を質量分離して得た質量スペクトルの一例
を第６図に示す。この時の引出し電圧は８．ＯｋＶで、
トータルイオン電流は約８０μＡである。このイオン源
から得た放出イオン電流は、大部分がＣｕ９イオンであ
るが、数チ程度Ｐ＋イオンおよび約１（１％程度のＢ′
″イオンが放出されているのが確認できる。本実施例４
の効果としては、このイオン源からはシリコン半導体に
対するｎｉｌ不純物であるＰ２イオンとｎ型不純物であ
るＢ＋イオンを引出すことができ、また、流動性は良好
で安定した放出イオン電流を得ることができることであ
る。また、このイオン源の寿命として１０時間以上を達
成している。
上記実施例では、エミッター１材料として針状に加工し
たタングステンＷを用いたが、その他、タンタルＴａ、
カーボンＣ等で構成しても同様な効果を得ている。ヒー
ターを兼ねた溜め部３についても、本実施例ではニオブ
（Ｎｂ）板であったが、タンタル（Ｔａ）、モリブデン
（Ｍｏ）、カーボン（Ｃ）でも良好な結果を得た。
たタングステンＷを用いたが、その他、タンタルＴａ、
カーボンＣ等で構成しても同様な効果を得ている。ヒー
ターを兼ねた溜め部３についても、本実施例ではニオブ
（Ｎｂ）板であったが、タンタル（Ｔａ）、モリブデン
（Ｍｏ）、カーボン（Ｃ）でも良好な結果を得た。
また、上記実施例では、エミッター１として針状エミッ
ターであったが、毛細管を用いて、その中にイオン化物
質５を溜める方式であったシ、毛細管の中に細い針状エ
ミッターを通し、毛細管と針状エミッターの間にイオン
化物質５を溜める方式のエミッターであってもよい。
ターであったが、毛細管を用いて、その中にイオン化物
質５を溜める方式であったシ、毛細管の中に細い針状エ
ミッターを通し、毛細管と針状エミッターの間にイオン
化物質５を溜める方式のエミッターであってもよい。
さらに、ヒーターは通電加熱方式以外で、電子衝撃やレ
ーザ光によってもよい。
ーザ光によってもよい。
本発明は、以上述べてきた如く、ｃ■にＰｌ もしくは
ＰおよびＢを含有させる所の液体金属をイオン源とする
ものであるが、上記実施例から明らかなように、これら
の成分に対して、更に異種元素を添加して、液体金属を
安定化させたものにも有効であることは自明である。
ＰおよびＢを含有させる所の液体金属をイオン源とする
ものであるが、上記実施例から明らかなように、これら
の成分に対して、更に異種元素を添加して、液体金属を
安定化させたものにも有効であることは自明である。
以上説明したところから明らかなように、本発明の液体
金属イオン源は、従来、高蒸気圧性という短所を有して
おり液体金属イオン源からの放出は困難とされてきた、
シリコン半導体に対するｎ型不純物元素として重要な元
素のＰを、または、ｎｇ不純物元素のＰおよびｐ型不純
物元素のＢを単元素イオンとして効率よく安定に、長時
間引き出すことのできる液体金属イオン源を提供するこ
とができる。
金属イオン源は、従来、高蒸気圧性という短所を有して
おり液体金属イオン源からの放出は困難とされてきた、
シリコン半導体に対するｎ型不純物元素として重要な元
素のＰを、または、ｎｇ不純物元素のＰおよびｐ型不純
物元素のＢを単元素イオンとして効率よく安定に、長時
間引き出すことのできる液体金属イオン源を提供するこ
とができる。
第１図は、本発明による液体金属イオン源の縦断面図、
第２図は、本発明の一実施例においてイオン化物質とし
て用いたＣｕ−Ｐ合金の平衡状態図、第３図は、実施例
１における質量スペクトルの説明図、第４図は、実施例
２における質量スペクトルの説明図、第５図は実施例３
における質量スペクトルの説明図、第６図は実施例４に
おける質量スペクトルの説明図である。 １・・・工εツタ−１２・・・支持部、３・・・ヒータ
ー、４゜４′・・・電流導入端子、５・・・イオン化物
質、６・・・円孔、７・・・引出し電極、８・・・イオ
ン、９・・・貫通孔、１゜・・・加熱電源、１１・・・
イオン引出し電源、１２・・・イ兇 １ 図 ル、鰺Ｐ １３ 目 ″に− 第 ４−図 ａ／ε □ 第 ５ 口
第２図は、本発明の一実施例においてイオン化物質とし
て用いたＣｕ−Ｐ合金の平衡状態図、第３図は、実施例
１における質量スペクトルの説明図、第４図は、実施例
２における質量スペクトルの説明図、第５図は実施例３
における質量スペクトルの説明図、第６図は実施例４に
おける質量スペクトルの説明図である。 １・・・工εツタ−１２・・・支持部、３・・・ヒータ
ー、４゜４′・・・電流導入端子、５・・・イオン化物
質、６・・・円孔、７・・・引出し電極、８・・・イオ
ン、９・・・貫通孔、１゜・・・加熱電源、１１・・・
イオン引出し電源、１２・・・イ兇 １ 図 ル、鰺Ｐ １３ 目 ″に− 第 ４−図 ａ／ε □ 第 ５ 口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、イオン化すべき物質を溶融して保持する溜め部と、
この溜め部から供給される上記溶融イオン化物質のイオ
ンをその先端から放射するように配置されるエミッター
と、このエミッターとの間に高電界を印加してエミッタ
ー先端からイオンを引出す引出し電極とから構成される
液体金属イオン源において、上記イオン化すべき物質が
、一般式ＣｕＸＰＹ で示される組成を有し、かつ、Ｏ
＜Ｙ≦２５．７５≦Ｘく１ｏｏである合金を用いたこと
を特徴とする液体金属イオン源。 ２、イオン化すべき物質を溶融して保持する溜め部と、
この溜め部から供給される上記溶融イオン化物質のイオ
ンをその先端から放射するように配置されるエミッター
と、とのエミッターとの間に高電界を印加してエミッタ
ー先端からイオンを引出す引出し電極とから構成される
液体金属イオン源において、上記イオン化すべき物質が
、一般式ＣｕｘＰｙＢｚで示される組成を有し、且つ、
Ｏ＜Ｙ≦２５．０（Ｚ≦１５．６０≦ｘ＜ｉｏｏである
合金を用いたことを特徴とする液体金属イオン源。 ３、イオン化すべき物質を溶融して保持する溜め部と、
この溜め部から供給される上記溶融イオン化物質のイオ
ンをその先端から放射するように配置されるエミッター
と、このエミッターとの間に高電界を印加してエミッタ
ー先端からイオンを引き出す引出し電極とから構成され
る液体金属イオン源において、上記イオン化すべき物質
が、ＭをＡｇ、ＣおよびＳｉからなる群より選択した１
元素とするとき、一般式 ＣｕｘＰｙＭＡで示される組成を有し、且つ、５９≦Ｘ
（１００，Ｏ（Ｙ≦２５．０（Ａ≦１６゜Ｘ＋Ｙ＋Ａ＝
１００である合金を用いたことを特徴とする液体金属イ
オン源。 ４、イオン化すべき物質を溶融して保持する溜め部と、
この溜め部から供給される上記溶融イオン化物質のイオ
ンをその先端から放射するように配置されるエミッター
と、このエミッターとの間に高電界を印加してエミッタ
ー先端からイオンを引き出す引出し電極とから構成され
る液体金属イオン源において、上記イオン化すべき物質
がＭｔ−Ａｇ、ＣおよびＳｉからなる群よシ選択した１
元素とするとき、一般式 ＣｕｚＰｙＢｚＭｈで示される組成を有し、且つ、７０
≦Ｘ（１００，０（Ｙ≦２５．０（ｚ≦１５゜０＜Ａ≦
１０ 、 Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＋Ａ＝１００、でおる合金を用い
たことを特徴とする液体金属イオン源。
Priority Applications (4)
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| JP58222033A JPH0622094B2 (ja) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | 液体金属イオン源 |
| GB08429617A GB2150745B (en) | 1983-11-28 | 1984-11-23 | Liquid metal ion source |
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|---|---|---|---|
| JP58222033A JPH0622094B2 (ja) | 1983-11-28 | 1983-11-28 | 液体金属イオン源 |
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| JPH0622094B2 JPH0622094B2 (ja) | 1994-03-23 |
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|---|---|---|---|
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