JPS602745B2 - イオン源装置 - Google Patents
イオン源装置Info
- Publication number
- JPS602745B2 JPS602745B2 JP52055091A JP5509177A JPS602745B2 JP S602745 B2 JPS602745 B2 JP S602745B2 JP 52055091 A JP52055091 A JP 52055091A JP 5509177 A JP5509177 A JP 5509177A JP S602745 B2 JPS602745 B2 JP S602745B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filament
- ionized
- ion source
- source device
- heat
- Prior art date
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- Expired
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はイオン注入装置などに用いられるイオン源装
置に関する。
置に関する。
高温形ホローカソードィオン源として知られているイオ
ン源装置は、イオン化物質を高温で加熱して気化させ、
その気化ガスに熱鰭子を衝突させてイオン化し、これを
外部に引出すようにしていることは周知である。
ン源装置は、イオン化物質を高温で加熱して気化させ、
その気化ガスに熱鰭子を衝突させてイオン化し、これを
外部に引出すようにしていることは周知である。
しかし従来装置は、イオン化物質の加熱のために、これ
を熱オーブン内に収納し、ヒータによって加熱するよう
にしていた。このような構成によればホー素、燐、ヒツ
素などのようなイオン化物質については、上記したよう
な熱オーブンによって気化させることができるが、モリ
ブデンなどのように前記したイオン化物質よりも融点、
沸点が高く、蒸気圧の低いイオン化物質については従来
から使用されている熱オーブンによっては気化すること
が極めて困難とされていた。すなわちこの種熱オーブン
は、チッ化ポロンのような耐熱絶縁材料で機成されてい
るが、モリブデンのようなイオン化物質を気化蒸発させ
るためには１８００こ○以上の温度で加熱することが必
要であるにもかかわらず、この程度まで温度上昇させる
と、熱オーブン自体が溶解したり、或いは不純物を放出
したりするなどの不都合が生じ、事実上これらのイオン
物質を気化蒸発させることはできなかった。又仮りに気
化し得たとしてもこれが熱電子と衝突する個所に到達す
るまでに室壁に附着してしまうことが多く、そのため室
壁の温度を気化したときの温度以上にあげない限り電離
する機会が少なくなって、イオン化され難くなる。この
発明は、イオン化物質の加熱を容易にすることを目的と
する。この発明では、イオン化物質に直接電流を流して
発熱させることを特徴とするものである。この発明を図
面に塞いて説明すると、第１図において、１はイオン引
出口ＩＡを有する引出キャップ、２はしャーキヤツプ、
３はアノード電極、４，５は耐熱絶縁材料からなるリン
グ、６は組立枠、７はコイル状のヒラメント（たとえば
タングステン製）、８はオーブンで、この実施例ではイ
オン化物質をコイル状に巻回してヒラメント９とし「
これをオーブン８内に収納してある。このような構成に
おいて、ヒラメント７に電流を流すと発熱し熱電子を放
射する。又ヒラメント９にも電流を流すと、ヒラメント
７と同じようにジュール熱によって発熱する。この熱に
よってヒラメント９のイオン化物質は気化し、蒸発する
ようになる。このときの温度は１８００〜２０００００
以上になり得るので、イオン化物質、特にモリブデン、
ニオブのようなイオン化物質でも容易に気化、蒸発する
ようになる。アノード電極３としャーキャップ２との間
に電圧（普通ＤＣ２００〜３００Ｖ程度）をかけるとと
もに、両者間に放電用ガス（たとえばアルゴン、水素等
）を供給すると、アノード電極３としャーキャップ２と
の間で安定した放電が起りプラズマが生成される。上記
のようにして加熱されたことによってイオン化物質が蒸
発し気体となってアノ−ド電極３としャーキャツプ２と
の間に引かれてくると、これがさきのヒラメント７の発
熱によってこれからとび出てきた熱電子にたたかれて電
離しイオンとなる。引出キャップ１の外側に設置された
引出電極（図示しない。）とハウジングとの間に引出用
の直流電圧（通常５〜３皿Ｖ程度）が印加されているの
で、上記のように生成されたイオンはヒラメント７内を
通ってイオン引出口ＩＡから外部に引出されるようにな
る。上記のようにイオン化物質はこれに直接電流を流す
ことによって発熱させているので、従釆のようにイオン
化物質を熱オーブン内に収納し、この熱オ−ブンを加熱
することによって間接的にイオン化物質を加熱する方式
に比較すれば、加熱効率を充分高めることができ、熱オ
ーブンでは困難視されていたモリブデンのような物質も
充分気化させることができるし、又純度の良いイオンが
得られるようになる。
を熱オーブン内に収納し、ヒータによって加熱するよう
にしていた。このような構成によればホー素、燐、ヒツ
素などのようなイオン化物質については、上記したよう
な熱オーブンによって気化させることができるが、モリ
ブデンなどのように前記したイオン化物質よりも融点、
沸点が高く、蒸気圧の低いイオン化物質については従来
から使用されている熱オーブンによっては気化すること
が極めて困難とされていた。すなわちこの種熱オーブン
は、チッ化ポロンのような耐熱絶縁材料で機成されてい
るが、モリブデンのようなイオン化物質を気化蒸発させ
るためには１８００こ○以上の温度で加熱することが必
要であるにもかかわらず、この程度まで温度上昇させる
と、熱オーブン自体が溶解したり、或いは不純物を放出
したりするなどの不都合が生じ、事実上これらのイオン
物質を気化蒸発させることはできなかった。又仮りに気
化し得たとしてもこれが熱電子と衝突する個所に到達す
るまでに室壁に附着してしまうことが多く、そのため室
壁の温度を気化したときの温度以上にあげない限り電離
する機会が少なくなって、イオン化され難くなる。この
発明は、イオン化物質の加熱を容易にすることを目的と
する。この発明では、イオン化物質に直接電流を流して
発熱させることを特徴とするものである。この発明を図
面に塞いて説明すると、第１図において、１はイオン引
出口ＩＡを有する引出キャップ、２はしャーキヤツプ、
３はアノード電極、４，５は耐熱絶縁材料からなるリン
グ、６は組立枠、７はコイル状のヒラメント（たとえば
タングステン製）、８はオーブンで、この実施例ではイ
オン化物質をコイル状に巻回してヒラメント９とし「
これをオーブン８内に収納してある。このような構成に
おいて、ヒラメント７に電流を流すと発熱し熱電子を放
射する。又ヒラメント９にも電流を流すと、ヒラメント
７と同じようにジュール熱によって発熱する。この熱に
よってヒラメント９のイオン化物質は気化し、蒸発する
ようになる。このときの温度は１８００〜２０００００
以上になり得るので、イオン化物質、特にモリブデン、
ニオブのようなイオン化物質でも容易に気化、蒸発する
ようになる。アノード電極３としャーキャップ２との間
に電圧（普通ＤＣ２００〜３００Ｖ程度）をかけるとと
もに、両者間に放電用ガス（たとえばアルゴン、水素等
）を供給すると、アノード電極３としャーキャップ２と
の間で安定した放電が起りプラズマが生成される。上記
のようにして加熱されたことによってイオン化物質が蒸
発し気体となってアノ−ド電極３としャーキャツプ２と
の間に引かれてくると、これがさきのヒラメント７の発
熱によってこれからとび出てきた熱電子にたたかれて電
離しイオンとなる。引出キャップ１の外側に設置された
引出電極（図示しない。）とハウジングとの間に引出用
の直流電圧（通常５〜３皿Ｖ程度）が印加されているの
で、上記のように生成されたイオンはヒラメント７内を
通ってイオン引出口ＩＡから外部に引出されるようにな
る。上記のようにイオン化物質はこれに直接電流を流す
ことによって発熱させているので、従釆のようにイオン
化物質を熱オーブン内に収納し、この熱オ−ブンを加熱
することによって間接的にイオン化物質を加熱する方式
に比較すれば、加熱効率を充分高めることができ、熱オ
ーブンでは困難視されていたモリブデンのような物質も
充分気化させることができるし、又純度の良いイオンが
得られるようになる。
第２図に示す実施態様は第１図に示すようなアノード電
極３の使用に代えて、イオン化物質よりなるヒラメント
９にアノード電位を与えた構成である。
極３の使用に代えて、イオン化物質よりなるヒラメント
９にアノード電位を与えた構成である。
これによると、ヒラメント７から放出された熱電子はア
ノード電位に引かれてヒラメント９に向かって飛散する
ようになっているので、この熱電子は直接イオン化物質
に衝突し、イオン化が促進される。又これによって生じ
たイオンは第１図の場合のようにアノード電極３内を通
過することなく、直ちにヒラメント７内を通るので、ア
ノード電極３による冷却作用は全く起らず、これによっ
てイオン化効率は充分高められるようになる。第３図は
ヒラメント７内にヒラメント９を置いた構成を示し、こ
の場合も、この発明にしたがい、両ヒラメント７，９に
それぞれ電流を流して発熱させるのであるが、ヒラメン
ト９はこの発熱のみならず、ヒラメント９の発熱による
加熱効果が加わって更に温度上昇し、これにより効率よ
くイオン化物質を気化し、イオン化することができる。
ノード電位に引かれてヒラメント９に向かって飛散する
ようになっているので、この熱電子は直接イオン化物質
に衝突し、イオン化が促進される。又これによって生じ
たイオンは第１図の場合のようにアノード電極３内を通
過することなく、直ちにヒラメント７内を通るので、ア
ノード電極３による冷却作用は全く起らず、これによっ
てイオン化効率は充分高められるようになる。第３図は
ヒラメント７内にヒラメント９を置いた構成を示し、こ
の場合も、この発明にしたがい、両ヒラメント７，９に
それぞれ電流を流して発熱させるのであるが、ヒラメン
ト９はこの発熱のみならず、ヒラメント９の発熱による
加熱効果が加わって更に温度上昇し、これにより効率よ
くイオン化物質を気化し、イオン化することができる。
又上記のように生成したイオンが外部に引出されるとき
に、ヒラメント９に衝突するので、スパッタリング効果
により、ヒラメント９から直接イオンがとび出るように
なって、更にイオン化効率を高めることができるように
なる。なお第３図中１０，１１は耐熱絶縁製のりング、
１２はヒラメントキャツプを示す。この構成において、
両ヒラメント７，９はその片端は同一電位になっている
が、これを完全に絶縁して適当な電圧を加えるようにす
ればイオン発生量が増加するようになって都合がよい。
なおイオン化物質はヒラメント状に限らず紬線、板状で
あってもよい。以上詳述したように、この発明によれば
極めて簡単にしかも高温度をもつてイオン化物質を気化
蒸発させ得る程度に加熱することができ、特に従来装置
では困難視されていたモリブデンなどのような高融点、
高沸点、低蒸気圧のイオン化物質をも簡単に気化蒸発さ
せ得る程度に加熱することができる効果を奏する。
に、ヒラメント９に衝突するので、スパッタリング効果
により、ヒラメント９から直接イオンがとび出るように
なって、更にイオン化効率を高めることができるように
なる。なお第３図中１０，１１は耐熱絶縁製のりング、
１２はヒラメントキャツプを示す。この構成において、
両ヒラメント７，９はその片端は同一電位になっている
が、これを完全に絶縁して適当な電圧を加えるようにす
ればイオン発生量が増加するようになって都合がよい。
なおイオン化物質はヒラメント状に限らず紬線、板状で
あってもよい。以上詳述したように、この発明によれば
極めて簡単にしかも高温度をもつてイオン化物質を気化
蒸発させ得る程度に加熱することができ、特に従来装置
では困難視されていたモリブデンなどのような高融点、
高沸点、低蒸気圧のイオン化物質をも簡単に気化蒸発さ
せ得る程度に加熱することができる効果を奏する。
第１図乃至第３図はこの発明の実施態様を示す断面図で
ある。 １……引出キャップ、２……レヤーキヤツプ、３・・・
・・・アノード電極、７・・…・ヒラメント、９・・・
・・・イオン化物質よりなるヒラメント。 弟′図 崇２図 票３図
ある。 １……引出キャップ、２……レヤーキヤツプ、３・・・
・・・アノード電極、７・・…・ヒラメント、９・・・
・・・イオン化物質よりなるヒラメント。 弟′図 崇２図 票３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ イオン化物質を気化蒸発させて、これにヒラメント
の発熱によって発生した熱電子を衝突させてイオン化す
るイオン源装置において、前記イオン化物質に直接電流
を流して気化蒸発し得る程度に発熱させてなるイオン源
装置。 ２ イオン化物質をコイル状に巻回してヒラメントとし
てなる特許請求の範囲第１項記載のイオン源装置。 ３ イオン化物質がアノード電極に兼用させてなる特許
請求の範囲第１項記載のイオン源装置。 ４ イオン化物質はヒラメントの内部に設置してなる特
許請求の範囲第１項記載のイオン源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52055091A JPS602745B2 (ja) | 1977-05-12 | 1977-05-12 | イオン源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52055091A JPS602745B2 (ja) | 1977-05-12 | 1977-05-12 | イオン源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53140498A JPS53140498A (en) | 1978-12-07 |
| JPS602745B2 true JPS602745B2 (ja) | 1985-01-23 |
Family
ID=12989050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52055091A Expired JPS602745B2 (ja) | 1977-05-12 | 1977-05-12 | イオン源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS602745B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62299641A (ja) * | 1986-06-19 | 1987-12-26 | Hazama Gumi Ltd | クリ−ンル−ムの気流方式 |
| JPS6310335U (ja) * | 1986-07-05 | 1988-01-23 | ||
| JPH0587442U (ja) * | 1990-12-06 | 1993-11-26 | 株式会社間組 | クリーンルーム |
-
1977
- 1977-05-12 JP JP52055091A patent/JPS602745B2/ja not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62299641A (ja) * | 1986-06-19 | 1987-12-26 | Hazama Gumi Ltd | クリ−ンル−ムの気流方式 |
| JPS6310335U (ja) * | 1986-07-05 | 1988-01-23 | ||
| JPH0587442U (ja) * | 1990-12-06 | 1993-11-26 | 株式会社間組 | クリーンルーム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53140498A (en) | 1978-12-07 |
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