JPS61193334A - 表面電離型イオン源 - Google Patents
表面電離型イオン源Info
- Publication number
- JPS61193334A JPS61193334A JP3264585A JP3264585A JPS61193334A JP S61193334 A JPS61193334 A JP S61193334A JP 3264585 A JP3264585 A JP 3264585A JP 3264585 A JP3264585 A JP 3264585A JP S61193334 A JPS61193334 A JP S61193334A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion source
- emitter
- surface ionization
- ion
- compound
- 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.)
- Granted
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)
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〕
本発明は表面電離型イオン源に係り、特に二次イオン質
量分析法および微細構造製作を目的とした表面電離型イ
オン源に関する。
量分析法および微細構造製作を目的とした表面電離型イ
オン源に関する。
従来の多孔質エミッタ材を用いた表面電離型イオン源は
、エッチ、ニー、ストームス（Ｈ，Ａ。
、エッチ、ニー、ストームス（Ｈ，Ａ。
Ｓ ｔｏｒｍｓ ）ら、アナリテイカルケミストリ−（
Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ） ４９
、 Ｐ、２０２３〜２０３０ に示すように（第１図
参考）、Ｗの多孔質エミッタを用い、イオン源材料とし
て、セシラム（Ｃｓ）を用いている。しかしこの金属Ｃ
ｓは空気中では安定に存在することができず、激しい発
熱反応をするため、危険な物質であり、取り扱いには十
分な注量が必要である。そのためＣｓのイオン源への供
給方法が複雑となったり、イオン源の保守のため機構が
複雑となったりする。他のイオン種でも単元素物質では
空気中で活性なものは同様な問題が生じる。
Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ） ４９
、 Ｐ、２０２３〜２０３０ に示すように（第１図
参考）、Ｗの多孔質エミッタを用い、イオン源材料とし
て、セシラム（Ｃｓ）を用いている。しかしこの金属Ｃ
ｓは空気中では安定に存在することができず、激しい発
熱反応をするため、危険な物質であり、取り扱いには十
分な注量が必要である。そのためＣｓのイオン源への供
給方法が複雑となったり、イオン源の保守のため機構が
複雑となったりする。他のイオン種でも単元素物質では
空気中で活性なものは同様な問題が生じる。
本発明の目的は、化合物であるイオン源材料の構成元素
のイオンビームが得られ、取り扱い上の危険がなく、構
造が簡単な表面電離型イオン源を提供することにある。
のイオンビームが得られ、取り扱い上の危険がなく、構
造が簡単な表面電離型イオン源を提供することにある。
本発明の特徴は、上記の目的を達成するためにイオン源
材料として化合物を用い、イオンエミッタチップにイオ
ン源材料に対して還元性のある物質の多孔質体もしくは
還元性物質を混合した多孔質体を用いて、これらの保持
体外より加熱することにより上記イオン源材料として用
いた化合物が上記多孔質エミッタチップを通過する際に
還元されて単元素としてエミッタ表面に供給され、表面
電離機構によりイオンビームを形成させることにある。
材料として化合物を用い、イオンエミッタチップにイオ
ン源材料に対して還元性のある物質の多孔質体もしくは
還元性物質を混合した多孔質体を用いて、これらの保持
体外より加熱することにより上記イオン源材料として用
いた化合物が上記多孔質エミッタチップを通過する際に
還元されて単元素としてエミッタ表面に供給され、表面
電離機構によりイオンビームを形成させることにある。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。本発
明の表面電離型イオン源は、イオン源材料３を貯蔵する
イオン源材料溜１、スリーブ２の先端に本発明のイオン
エミッタ６（拡大図を第２図に示す）、イオン源材料３
およびイオンエミッタ６を加熱するための電子線加熱用
フィラメント５、フィラメント５より放出される電子ビ
ームを制御するためのウェネルト電極４、イオンビーム
制御用制御電極７およびイオン引き出し電極８より構成
されている。イオンエミッタ６は１粒径が５μｍ〜５０
μｍのＷの粉体に同程度の粒径のＺｒＨ２の粉体を１０
％混合したものを焼結した多孔質体を用いた。ＺｒＨ２
は焼結の際、活性化され還元剤として働く。焼結体の空
孔率は５〜３０％の範囲で調整した０ 本イオン源の動作原理は次の通りである。イオン源材料
にＣｓＣ−を用いた場合を説明する。第１図においてイ
オン源の１．２．３ζこイオン源材料を充填し、真空排
気を行い、フィラメント５を加熱し、電子放出状態ζこ
保ち、フィラメント５およびウェネルト電極４とイオン
エミッタ２，６との間に電子加速電圧を印加し、イオン
エミッタ６１スリーブ２およびイオン源材料３を電子衝
撃により約１０００°０１こ加熱する。これによりイオ
ン源材料３であるＣ５Ｃｊを気化させイオンエミッタ内
に供給する。そして通過する際にＣｓＣｇは還元されて
Ｃｓがイオンエミッタ６の表面に供給され、表面電離機
構によりＣｓイオンとして放出される。
明の表面電離型イオン源は、イオン源材料３を貯蔵する
イオン源材料溜１、スリーブ２の先端に本発明のイオン
エミッタ６（拡大図を第２図に示す）、イオン源材料３
およびイオンエミッタ６を加熱するための電子線加熱用
フィラメント５、フィラメント５より放出される電子ビ
ームを制御するためのウェネルト電極４、イオンビーム
制御用制御電極７およびイオン引き出し電極８より構成
されている。イオンエミッタ６は１粒径が５μｍ〜５０
μｍのＷの粉体に同程度の粒径のＺｒＨ２の粉体を１０
％混合したものを焼結した多孔質体を用いた。ＺｒＨ２
は焼結の際、活性化され還元剤として働く。焼結体の空
孔率は５〜３０％の範囲で調整した０ 本イオン源の動作原理は次の通りである。イオン源材料
にＣｓＣ−を用いた場合を説明する。第１図においてイ
オン源の１．２．３ζこイオン源材料を充填し、真空排
気を行い、フィラメント５を加熱し、電子放出状態ζこ
保ち、フィラメント５およびウェネルト電極４とイオン
エミッタ２，６との間に電子加速電圧を印加し、イオン
エミッタ６１スリーブ２およびイオン源材料３を電子衝
撃により約１０００°０１こ加熱する。これによりイオ
ン源材料３であるＣ５Ｃｊを気化させイオンエミッタ内
に供給する。そして通過する際にＣｓＣｇは還元されて
Ｃｓがイオンエミッタ６の表面に供給され、表面電離機
構によりＣｓイオンとして放出される。
放出したＣｓイオンは、引き出し電極８と制御電極７き
のつくる電界によりイオンビーム９として引き出される
。本イオン源により、全放出イオン電流として数ｍＡが
得られ、実用化が達成できた。
のつくる電界によりイオンビーム９として引き出される
。本イオン源により、全放出イオン電流として数ｍＡが
得られ、実用化が達成できた。
本発明によれば、単体としては危険な元素の安定な化合
物をイオン源材料として用いているので取り扱い時の安
全性が保証され、イオン源の交換再生が容易であり、ま
た還元剤をイオンエミッタの中に少なくとも混入させる
ことによって、極めて構造が簡単な表面電離型イオン源
を提供することができる。
物をイオン源材料として用いているので取り扱い時の安
全性が保証され、イオン源の交換再生が容易であり、ま
た還元剤をイオンエミッタの中に少なくとも混入させる
ことによって、極めて構造が簡単な表面電離型イオン源
を提供することができる。
第１図は、本発明の一実施例の縦断面図、第２図は、イ
オンエミッタの斜視図である。 ｌ・・・イオン源材料溜、２・・・スリーブ、３・・・
イオン源材料、４・・・ウェネルト電極、５・・・フィ
ラメント、６・・・イオンエミッタ、７・・・イオンビ
ーム制御用制御電極、８・・・イオン引き出し電極、９
・・・イオンビーム。
オンエミッタの斜視図である。 ｌ・・・イオン源材料溜、２・・・スリーブ、３・・・
イオン源材料、４・・・ウェネルト電極、５・・・フィ
ラメント、６・・・イオンエミッタ、７・・・イオンビ
ーム制御用制御電極、８・・・イオン引き出し電極、９
・・・イオンビーム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、表面電離機構によってイオンを放出するべき多孔質
エミッタ材、イオン源材料溜、イオン源材料溜とエミッ
タ部を加熱するための加熱手段、イオン引き出し電極お
よびイオン源材料からなる表面電離型イオン源において
、イオン源材料として少なくとも２種類以上の元素から
なる化合物を用い、この化合物とエミッタ材との反応に
より化合物の少なくとも１つの構成元素を多孔質エミッ
タ材内で発生させ、この元素のイオンビームを形成させ
ることを特徴とする表面電離型イオン源。 ２、前記多孔質エミッタ材として表面電離機構によりイ
オンを形成するための物質とイオン源材料に対して還元
性の物質の粉体を混合し焼結した多孔質体とすることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の表面電離型イオ
ン源。 ３、前記イオン源材料がセシウム化合物で、前記多孔質
エミッタ材料がタングステン単体もしくはタングステン
とセシウム化合物の還元剤との混合物であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の表面電離
型イオン源。 ４、前記イオン源材料がセシウム化合物で、前記多孔質
エミッタ材が、タングステンと水素化ジルコニウムの粉
体を混合し焼結した多孔質体とすることを特徴とする特
許請求の範囲第１項又は第２項記載の表面電離型イオン
源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60032645A JPH0760651B2 (ja) | 1985-02-22 | 1985-02-22 | 表面電離型イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60032645A JPH0760651B2 (ja) | 1985-02-22 | 1985-02-22 | 表面電離型イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61193334A true JPS61193334A (ja) | 1986-08-27 |
| JPH0760651B2 JPH0760651B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=12364585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60032645A Expired - Lifetime JPH0760651B2 (ja) | 1985-02-22 | 1985-02-22 | 表面電離型イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760651B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5842149A (ja) * | 1981-09-04 | 1983-03-11 | Jeol Ltd | セシウムイオン源 |
-
1985
- 1985-02-22 JP JP60032645A patent/JPH0760651B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5842149A (ja) * | 1981-09-04 | 1983-03-11 | Jeol Ltd | セシウムイオン源 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0760651B2 (ja) | 1995-06-28 |
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