JPS61239186A - Non-contact ionic current measuring device - Google Patents

Non-contact ionic current measuring device

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Publication number
JPS61239186A
JPS61239186A JP60080183A JP8018385A JPS61239186A JP S61239186 A JPS61239186 A JP S61239186A JP 60080183 A JP60080183 A JP 60080183A JP 8018385 A JP8018385 A JP 8018385A JP S61239186 A JPS61239186 A JP S61239186A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion
secondary electron
neutral target
ion current
particle detector
Prior art date
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Pending
Application number
JP60080183A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoto Shigenaka
尚登 茂中
Eiichi Nishimura
栄一 西村
Kazumichi Suzuki
鈴木 一道
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP60080183A priority Critical patent/JPS61239186A/en
Publication of JPS61239186A publication Critical patent/JPS61239186A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To measure exactly and easily an ionic current in no contact with an ionic beam, by supplying a neutral target atom to an ionic beam line, making an ion collide with the neutral target atom, and counting a generated secondary electron by a particle detector. CONSTITUTION:By supplying a neutral target atom 2 to an ionic beam line from a neutral target atom supply device 13, an area where an ion 1 and the neutral target atom 2 collide with each other is provided, a secondary electron 3 generated by its collision is counted by a particle detector 4, and an ionic current value is derived from its value. That is to say, a true ionic current value is measured in advance by a Faraday cup 7 which has been installed from of a secondary electron generating zone, also a secondary electron counting value corresponding to its current value is derived by the particle detector 4, and its calibration table is made beforehand. In this way, on the contrary, the ionic current can be derived from the counting value.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、イオン注入装置及び木型加速器に係シ、特に
、イオンビームに接触することなくイオンビーム電流を
測定することに好適な非接触イオ゛ンビーム電流測定装
置に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an ion implantation device and a wooden accelerator, and in particular to a non-contact ion implanter suitable for measuring ion beam current without contacting the ion beam. This invention relates to a beam current measuring device.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

真空中で各種元素をイオン化し、これらのイオンを電界
によって加速すれば、高い運動エネルギーを有するイオ
ンが得られる。イオン注入はこれらのイオンを固体表面
に照射し、固体表面の性質改善と機能を付与することが
主な目的である。理学的な目的のイオン照射研究は、古
くから行なわれていたが、最近では、イオン照射の工学
的利用が活発となってきた。特に不純物注入技術として
の半導体製造への応用は、既に実用化され、更に、金属
への応用として耐食性向上、新材料の合成、原子炉材料
における照射損傷のシミュレーションと、その利用分野
は、ますます拡大の傾向にある。
Ions with high kinetic energy can be obtained by ionizing various elements in a vacuum and accelerating these ions with an electric field. The main purpose of ion implantation is to irradiate the solid surface with these ions to improve the properties and impart functions to the solid surface. Ion irradiation research for scientific purposes has been conducted for a long time, but recently, ion irradiation has been actively used for engineering purposes. In particular, its application to semiconductor manufacturing as impurity injection technology has already been put into practical use, and its application to metals is increasing, such as improving corrosion resistance, synthesizing new materials, and simulating irradiation damage in nuclear reactor materials. There is a trend of expansion.

これらのイオン注入は、その目的からいって、はとんど
の場合、定量的に行なわれなければならないが、そのた
めには、イオン照射量を正確に把握しなければならない
。照射tt測測定るためには、ターゲットに照射される
イオンの電流測定が必要であるが、従来は以下の方法が
採られていた。
Considering the purpose of these ion implantations, in most cases they must be performed quantitatively, and for this purpose, the amount of ion irradiation must be accurately determined. In order to perform the irradiation tt measurement, it is necessary to measure the current of ions irradiated onto the target, and conventionally the following method has been adopted.

(1)  ターゲラトラ他と電気的に絶縁することによ
り、そこへ照射されるイオンの電流測定が可能となる。
(1) By electrically insulating the target from the target, it becomes possible to measure the current of ions irradiated there.

つまり、ターゲットにイオン電流測定器(以後、7アラ
デーカツプと呼ぶ)の役割を負わせる。
In other words, the target is given the role of an ion current measuring device (hereinafter referred to as a 7Araday cup).

(2)第2図に示すよう々嘩!tを用いることにより、
イオン電流を非接触で測定することができる。これはフ
ェライト円環140輪の中央にイオン1を通過させるこ
とにより、イオンビームの周囲に磁場を発生、つまシあ
る大きさの磁場を発生させるという磁場の変化をおこし
、それに応じてフェライト円環に巻いたコイル16に発
生する電流を測定し、その値からイオン電流を算定する
ものである(熊谷宏夫著「加速器J p590共立出版
)。
(2) The fight shown in Figure 2! By using t,
Ion current can be measured without contact. By passing ions 1 through the center of 140 ferrite rings, a magnetic field is generated around the ion beam, and a magnetic field of a certain size is generated. The current generated in the coil 16 wound around the coil 16 is measured, and the ion current is calculated from that value (Hiroo Kumagai, Accelerator J p590, Kyoritsu Shuppan).

しかし、これらの方法は、それぞれ下記に示す問題点を
有する。
However, each of these methods has the following problems.

上記(1)の方法では、ターゲラ)1−他と電気的に絶
縁しなければならないため、絶縁方法が困難な、大型あ
るいは複雑な形状のターゲットへの照射は難しい。更に
、ターゲットに照射された際に放出される2次電子のた
めに、実際のイオン電流値より大きな値として測定され
、このため、ターゲットの前方に放出された2次電子を
再びターゲットへ追い返すための装置(以後サプレッサ
ーと呼ぶ)を設置しなければならない。そのため、サプ
レッサーを設置できる空間的余裕のある場所にしか、タ
ーゲットを取シ付けることはできない。
In the method (1) above, since it is necessary to electrically insulate the target from other targets, it is difficult to irradiate a large or complex-shaped target that is difficult to insulate. Furthermore, due to the secondary electrons emitted when the target is irradiated, the measured ion current value is larger than the actual ion current value. A device (hereinafter referred to as a suppressor) must be installed. Therefore, targets can only be installed in locations where there is sufficient space to install a suppressor.

上記(2)の方法では、イオン電流の連続測定ができな
い。これは、照射を開始した瞬間あるいは終了した瞬間
という磁場が変化したときのみ、コイルに電流が発生す
るtめである。
The method (2) above does not allow continuous measurement of ion current. This is because current is generated in the coil only when the magnetic field changes, either at the moment the irradiation starts or at the moment it ends.

つまり従来のイオン電流測定方法は、今後ますます利用
分野が拡大していくであろうイオン注入技術において制
約条件が大きい。そのため、これらの間哨点を根本的に
解決できる新しいイオン電流測定装置の開発が要求され
る。
In other words, the conventional ion current measurement method has significant limitations in ion implantation technology, which is expected to be used in more and more fields in the future. Therefore, there is a need to develop a new ion current measurement device that can fundamentally solve these sentinel problems.

1、〔発明の目的〕 本発明の目的は、イオンビームに非接触で、正確かつ容
易にイオン電流の測定を可能ならしめる装置を提供する
ことにある。
1. [Object of the Invention] An object of the present invention is to provide an apparatus that enables accurate and easy measurement of ion current without contacting the ion beam.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、イオンビームラインに中性標的原子を供給す
ることにより、イオンと中性標的原子を衝突させる領域
(以後、2次電子発生帯とよぶ)を設け、そこでの衝突
により発生する電子(以後、2次電子とよぶ)を、2次
電子発生帯の後方に設置した核子検出器で計数し、その
値から、イオン電流値を求めるものである。つまり、あ
らかじめ、真のイオン電流値を2次電子発生帯前方に設
置したファラデー・カップにより測定し、更にその電流
値と対応する2次電子計数値を粒子検出器で求め、その
較正表を作っておく。そうしておけば、逆に計数値から
イオン電流金求め°ることかできる。
The present invention provides a region (hereinafter referred to as a secondary electron generation zone) where ions and neutral target atoms collide by supplying neutral target atoms to an ion beam line, and electrons ( Hereinafter referred to as secondary electrons) are counted by a nucleon detector installed behind the secondary electron generation zone, and the ion current value is determined from the counted value. In other words, the true ion current value is measured in advance with a Faraday cup installed in front of the secondary electron generation zone, and the secondary electron count value corresponding to that current value is determined using a particle detector, and a calibration table is created. I'll keep it. By doing so, you can conversely calculate the ion current from the counted values.

その結果、イオンビームに非接触で正確かつ容易にイオ
ン電流の測定が可能となる。
As a result, it becomes possible to accurately and easily measure the ion current without contacting the ion beam.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を、第1図、第3図〜第5図を
用いて詳細に説明する。まず本発明による非接触イオン
ビーム電流測定装置の構成について説明する。第1図は
、その構成について示したものである。本実施例は、中
性標的原子供給系、ガス圧制御系、2次電子検出系およ
びイオン電流値校正系から構成され、それぞれイオンビ
ーム通過経路に沿って設置される。中性標的原子供給系
は、中性標的原子供給装置13より得られた中性標的原
子2を、イオンビーム通過経路に供給する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail using FIGS. 1 and 3 to 5. First, the configuration of a non-contact ion beam current measurement device according to the present invention will be explained. FIG. 1 shows its configuration. This embodiment is composed of a neutral target atom supply system, a gas pressure control system, a secondary electron detection system, and an ion current value calibration system, each of which is installed along the ion beam passage path. The neutral target atom supply system supplies the neutral target atoms 2 obtained from the neutral target atom supply device 13 to the ion beam passage path.

ガス圧制御系は、ガス圧力計12によって、中性標的原
子のガス圧を測定しつつ、ニードルパルプ9を開閉して
ガス圧を一定に保持する。2次電子検出系は、2次電子
発生帯16において発生した2次電子3t−1その後方
に設置した粒子検出器4によって検出する。イオン電流
値校正系は、粒子検出器から得られた2次電子の計数値
からイオン電流値を校正するときに必要なファラデーカ
ップ7を有する。
The gas pressure control system keeps the gas pressure constant by opening and closing the needle pulp 9 while measuring the gas pressure of the neutral target atoms using the gas pressure gauge 12. The secondary electron detection system detects secondary electrons 3t-1 generated in the secondary electron generation zone 16 by a particle detector 4 installed behind the secondary electrons 3t-1. The ion current value calibration system includes a Faraday cup 7 necessary for calibrating the ion current value from the secondary electron count obtained from the particle detector.

次に本実施例の基本的な原理について説明する。Next, the basic principle of this embodiment will be explained.

一般に荷電にのイオンAが、中性標的原子Bに電離衝突
すると、次の反応がおこる。
Generally, when a charged ion A collides with an ionizing target atom B, the following reaction occurs.

Ak+B=A’″十B”+(m+n−k)e−・”−(
1)つまりイオンAが電子捕獲や電子損失を受けて荷電
状態mになる一方、中性標的原子Bは、荷電状態nにな
るが、その際(m−)−n−k)個の電子e−が放出さ
れる。本実施例はここで発生しt2次電子を、2次電子
発生帯後方に設置した粒子検2、       出量に
よって検出し、その計数値からイオン電流値を導くもの
である。
Ak+B=A'″10B”+(m+n-k)e-・”-(
1) In other words, ion A undergoes electron capture and electron loss and becomes charged state m, while neutral target atom B becomes charged state n, but at that time, (m-)-n-k) electrons e − is released. In this embodiment, the t secondary electrons generated here are detected by the particle detector 2 installed behind the secondary electron generation zone, and the ion current value is derived from the counted value.

2次電子発生帯において発生する2次電子の数は、その
領域における中性標的原子と加速イオン粒子との衝突数
に依存する。2次電子発生帯における単位体積当りの衝
突数(以後、衝突密度とよぶ。)n、は、中性標的原子
密度nos イオンビーム中のイオン密度n l 、イ
オンの平均速度vi用い次のように表わすことができる
The number of secondary electrons generated in the secondary electron generation zone depends on the number of collisions between neutral target atoms and accelerated ion particles in that region. The number of collisions per unit volume in the secondary electron generation band (hereinafter referred to as collision density), n, is the neutral target atom density nos, the ion density in the ion beam nl, and the average velocity of ions vi, as follows: can be expressed.

no ”=6 (El) ” n6 @nl e V 
    ・”・(2)σ(g)は、全電離断面積で、イ
オンの持つエネルギーE1に依存する。またイオン電流
密度iは、i=に、enloV  (eU素tl  ・
−−−−−(3)と表わすことができ、また粒子検出器
における、2次電子計数値Nが近似的に衝突密度に比例
するとすれば(2)式より次の関係が得られる。
no ”=6 (El) ” n6 @nl e V
・”・(2) σ(g) is the total ionization cross section and depends on the energy E1 of the ion.The ion current density i is expressed as i=, enloV (eU element tl ・
---(3), and assuming that the secondary electron count value N in the particle detector is approximately proportional to the collision density, the following relationship can be obtained from equation (2).

Ωは、2次電子発生帯を点とした場合の粒子検゛出量の
検出面をあおぐ立体角である。つまり(4)式は次のこ
とを示す。イオン、中性標的原子のある組み合わせにお
いて、中性標的原子のガス圧、2次電子発生帯と粒子検
出器の位置関係を一定に保持すれば、人はイオンの持つ
エネルギーE t %この場合、加速電圧Vにのみ依存
する項となる。本実施例において、あらかじめ、イオン
、中性標的原子それぞれの組み合わせにおいて、各加速
電圧での人の値を求めておけば、粒子検出器の計数値か
らイオン電流値を校正することができる。そして、その
校正は、まずイオンビーム校正系におけるファラデーカ
ップにより、イオン電流を正確に測定した後、粒子検出
器の2次電子の計数値と比較する。その結果から、それ
ぞれのイオン、中性標的原子における、各加速電圧に対
する人の値をプロットした校正曲線を求めることにより
、2次電子の計数値から容易にイオン電流値が求められ
る。
Ω is a solid angle that tilts the detection surface of the detected amount of particles when the secondary electron generation band is set as a point. In other words, equation (4) shows the following. For a certain combination of ions and neutral target atoms, if the gas pressure of the neutral target atoms and the positional relationship between the secondary electron generation band and the particle detector are held constant, one can estimate the energy of the ions E t %. This is a term that depends only on the acceleration voltage V. In this embodiment, if the human value at each acceleration voltage is determined in advance for each combination of ions and neutral target atoms, the ion current value can be calibrated from the count value of the particle detector. The calibration is performed by first accurately measuring the ion current using a Faraday cup in the ion beam calibration system, and then comparing it with the secondary electron count of the particle detector. From the results, by obtaining a calibration curve in which human values for each acceleration voltage are plotted for each ion and neutral target atom, the ion current value can be easily obtained from the secondary electron count value.

次に本実施例のイオン電流検出感度について説な値であ
るかを検討すればよい。
Next, it is sufficient to examine whether the ion current detection sensitivity of this embodiment is a reasonable value.

今、微小イオン電流密度i = lμA/z” ′t−
検出するために必要な中性標的原子のガス圧Pt−求め
でみる。まず2次電子発生帯における単位面積(1cr
nり当シ、1秒間に通過するイオンの数n 、 /は、
次のように求められる。
Now, the minute ion current density i = lμA/z"'t-
The gas pressure Pt of the neutral target atom required for detection is determined. First, unit area (1 cr
The number of ions passing per second, n, / is
It is calculated as follows.

nl’ =−=6X10” (個/i)これだけのイオ
ンが1秒間に2次電子発生体の単位体積(1m”)中で
、中性標的原子と衝突の可能性を持つ(但し、今は1電
荷のイオンを考えている)。また衝突する確率を示す全
離断面積の値は次のように求めることができる。今、水
素イオンと水素原子の場合を例にとる。第4図は300
KeV のエネルギーを持つ水素イオンが水素原子に衝
突するとき、種々のエネルギーを持つ2次電子について
、2重微分断面積(全電離断面積σ(fi:I)e2次
電子放出角度と2次電子エネルギーE、で微分し友もの
(、pσ(Et)/dΩ・d(E、))  に対して、
2次電子の放出角度をプロットしたものである。この図
より、2次′電子を多く噴出するためには、放出角度を
小さくした方が有利であることがわかる。特に高エネル
ギー2次電子となると、前方にしか放出されない。そこ
で、粒子検出器を2次電子発生帯に対して20°の位置
に設置することにした。第5図は、100〜1500K
eVのエネルギーを有する水素イオンが水素原子に衝突
した際、200に放出された2次電子エネルギーを、2
重微分断面積に対してプロットしたものである。この図
より、たとえば300kVで加速されたイオンが衝突し
た際、20°の方dσ(El) 向に放出されるときの微分断面積(、)は、三角形近似
により、次のように求まる。
nl'=-=6 (We are considering an ion with a single charge). Further, the value of the total separated cross-sectional area, which indicates the probability of collision, can be determined as follows. Now, let's take the case of hydrogen ions and hydrogen atoms as an example. Figure 4 is 300
When a hydrogen ion with an energy of KeV collides with a hydrogen atom, the double differential cross section (total ionization cross section σ(fi:I)e secondary electron emission angle and secondary electron Differentiating with the energy E, we have (,pσ(Et)/dΩ・d(E,)),
This is a plot of the emission angle of secondary electrons. From this figure, it can be seen that in order to eject a large number of secondary 'electrons, it is more advantageous to make the emission angle smaller. In particular, high-energy secondary electrons are only emitted forward. Therefore, it was decided to install the particle detector at a position of 20° with respect to the secondary electron generation band. Figure 5 shows 100-1500K
When a hydrogen ion with an energy of eV collides with a hydrogen atom, the energy of the secondary electron emitted at 200 is expressed as 2
It is plotted against the heavy differential cross section. From this figure, the differential cross section (, ) when ions accelerated at 300 kV collide and are emitted in the 20° direction dσ(El) can be determined as follows by triangular approximation.

ここで不等号を付けたのは、実際には、微分電離断面、
嘴は更に大きくなるが、本実施例の検出感度を知る上で
、粒子検出器の計数値を少なめに見積るためである。今
求めた微分電離断面積に1粒子検出器が、2次電子発生
帯に対して作る微小立体角dΩをかけ算することにより
、今求めたい放出角20°の2次電子を発生させる電離
断面積σ(Hl)zel’求めることができる。この場
合、2次電子発生帯を点に近似し、粒子検出器の2次電
子検出面積Sを1m”、2次電子発生帯までの距離t 
t−5cmとすると、dΩは、次のように求ま””パ□
       る。
The inequality sign here is actually the differential ionization cross section,
Although the beak becomes larger, this is because the count value of the particle detector is estimated to be a small value in order to know the detection sensitivity of this example. The ionization cross section that generates the secondary electrons with the emission angle of 20° that you want to find now by multiplying the differential ionization cross section that you just found by multiplying it by the minute solid angle dΩ that the single-particle detector makes with respect to the secondary electron generation band. σ(Hl)zel' can be obtained. In this case, the secondary electron generation band is approximated to a point, the secondary electron detection area S of the particle detector is 1 m'', and the distance to the secondary electron generation band is t.
If t-5cm, dΩ is found as follows.
Ru.

故に、今求めたい電離断面積σ(HI)2o は、次の
通シである。
Therefore, the ionization cross section σ(HI)2o that we want to find now is the following formula.

今、仮に中性標的原子のガス圧を、10″5Torrと
すれば、その中に含まれる中性標的原子密度は、次のよ
うに求まる。                   
   4(A:アボガドロ数、几:ガス定数、T:温度
)(4)式を用いて、粒子検出器における計数値は、N
=σ (Et72o*n6  *flt’==5X10
’  (flipし/S)となる。つまり、ビームダク
トの真空度t 10−?TOrrだとすれば、それに対
して2次電子発生チャンバ内の真空eを2オーダー悪く
すれば、1μAという微小電流を測定することが可能で
あることがわかる。
Now, if the gas pressure of the neutral target atoms is 10''5 Torr, the density of the neutral target atoms contained therein can be determined as follows.
4 (A: Avogadro's number, 几: gas constant, T: temperature) Using equation (4), the count value in the particle detector is N
=σ (Et72o*n6 *flt'==5X10
' (flip/S). In other words, the degree of vacuum in the beam duct is t 10-? If it is TOrr, it is understood that if the vacuum e in the secondary electron generation chamber is made two orders of magnitude worse, it is possible to measure a minute current of 1 μA.

本実施例においては、イオンと中性標的原子の組み合わ
せとして、2次電子を多く発生させる核種の方が有利で
あることは言うまでもない。またイオンと中性標的原子
が衝突する際に、2次電子と同時KX線が発生するが、
これは、測定上のノイズとなるために、X線が発生しに
くい核種め組み合わせが有利である。
In this example, it goes without saying that a nuclide that generates a large number of secondary electrons is more advantageous as a combination of ions and neutral target atoms. Also, when an ion collides with a neutral target atom, secondary electrons and KX-rays are generated at the same time.
This causes measurement noise, so it is advantageous to use a combination of nuclides that are less likely to generate X-rays.

本実施例では、イオンに中性標的原子を衝突させること
によりビーム電流を測定するため、厳密には非接触とは
いえないが、イオンが2次電子発”    IF。、ヤ
19.あ〜イー41、ゎオフ、3゜UT+7)*af5
・5質的7意味7非接触″″あ6・次に本発明の他の2
つの実施例について説明す”    、fKff り、
−J−20’kWttlL−f)bthVcよ1.2次
電子発生帯以外から飛んでくる電子19e除外すること
ができ、それにより、イオン電流の測定精度を向上させ
ることができる。
In this example, the beam current is measured by colliding neutral target atoms with ions, so although it cannot be said to be strictly non-contact, the ions emit secondary electrons. 41, ゎoff, 3゜UT+7)*af5
・5 Qualitative 7 Meaning 7 Non-contact''A6 ・Next, other 2 of the present invention
We will explain two embodiments”, fKff,
-J-20'kWttlL-f)bthVc 1. Electrons 19e flying from outside the secondary electron generation band can be excluded, thereby improving the measurement accuracy of the ionic current.

本発明の第3の実施例を第7図を用いて説明する。本実
施例においては、中性標的原子の供給源、   ′″″
″r′4i1i(HiL4m1231に:ffl#Ll
!”222>hlp−、、蒸発する原子2を中性標的原
子として利用するも、1      のである。この中
性標的原子供給装置を用いれば、゛       2次
電子発生チャンバの圧力を常に使用液体の類5ヨ71 
      気圧に保つことができ、イオン電流の測定
精度を−向上させることができる。
A third embodiment of the present invention will be described using FIG. 7. In this example, the source of neutral target atoms, ′″″
″r′4i1i (to HiL4m1231:ffl#Ll
! ``222>hlp-,'' ``It is possible to use the evaporated atoms 2 as neutral target atoms.'' If this neutral target atom supply device is used, ``the pressure of the secondary electron generation chamber can always be maintained at the same level as the type of liquid being used.'' 5yo71
It can be maintained at atmospheric pressure, and the accuracy of measuring ion current can be improved.

なお、イオンと中性標的原子が衝突する際、測定上のノ
イズとなる特性X線が発生するが、逆にそれを用いてイ
オン電流を測定することもできる。
Note that when ions and neutral target atoms collide, characteristic X-rays are generated that cause measurement noise, but they can also be used to measure the ion current.

つまシ、粒子検出器の前方にバイアスとして負電極を設
けることにより、2次電子を追い返し、特性X線だけを
粒子検出器によって検出すれば、これもまた正確にイオ
ン電流t−測定することができ       ゛る。
Finally, by providing a negative electrode in front of the particle detector as a bias, the secondary electrons are repelled and only the characteristic X-rays are detected by the particle detector, which also makes it possible to accurately measure the ionic current t. I can do it.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、加速イオンをターゲットへ照射しつつ
、同時に非接触でイオン電流を正確かっ容易に測定する
ことができるので、ターゲットを他と・電気的に絶縁す
る必要がない。その念め、電気的絶縁の確保による、タ
ーゲットの大きさ、あるいは形状に対する制約が解消さ
れ、また、ターゲットの前方にサプレッサーを設置する
必要もないため、ターゲット取り付は位置に対する制約
をも解消できる効果がある。
According to the present invention, it is possible to accurately and easily measure the ion current without contact while irradiating the target with accelerated ions, so there is no need to electrically insulate the target from others. With that in mind, by ensuring electrical insulation, restrictions on the size or shape of the target are eliminated, and there is no need to install a suppressor in front of the target, so the target installation can also eliminate restrictions on position. effective.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明・の一実施例を説明する概略図、第2
図は、本発明に最も近い公知例を示す図、第3図は、本
発明の基本的な原理を説明する図、第4図は、エネルギ
ー300 KeVの水素イオンが水素原子に衝突すると
き、種々のエネルギーの2次電子に対する角度分布を示
しt線図、第5図は、エネルギー100〜1500Ke
Vの水素イオンがi47図は本発明の第3の実施例を説
明するための概略図である。 1・・・イオン、2・・・中性橿原子、3・・・2次電
子、4・・・粒子検出器、5・・・ビームダクト、6・
・・2次電子発生チャンバー、7・・・ファラデーカッ
プ、8・・・スリット、9・・・ニードルバルブ、10
・・・真空ポンプ、11・・・温度調整用冷却パイプ、
12・・・ガス圧力計、13・・・中性標的原子供給装
置、14・・・フェライト円環、15・・・増幅器、1
6・・・コイル、17・・・2次電子発生帯、18・・
・2次電子検出面、19・・・2次電子発生帯以外で発
生した2次電子、20・・・コリメーター、21・・・
中性標的原子供給チャ/バー、22・・・中性標的原子
供給用液体、23・・・極低温槽、第1♂ @ tfJ
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an embodiment of the present invention, and FIG.
The figure shows a known example closest to the present invention, Figure 3 is a diagram explaining the basic principle of the present invention, and Figure 4 shows that when a hydrogen ion with an energy of 300 KeV collides with a hydrogen atom, The t-diagram showing the angular distribution for secondary electrons at various energies, Figure 5, shows the angle distribution for secondary electrons of various energies.
Figure 47 is a schematic diagram for explaining the third embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Ion, 2... Neutral radial atom, 3... Secondary electron, 4... Particle detector, 5... Beam duct, 6...
...Secondary electron generation chamber, 7...Faraday cup, 8...Slit, 9...Needle valve, 10
...Vacuum pump, 11...Cooling pipe for temperature adjustment,
12... Gas pressure gauge, 13... Neutral target atom supply device, 14... Ferrite ring, 15... Amplifier, 1
6... Coil, 17... Secondary electron generation band, 18...
・Secondary electron detection surface, 19...Secondary electrons generated outside the secondary electron generation zone, 20...Collimator, 21...
Neutral target atom supply chamber/bar, 22... Liquid for neutral target atom supply, 23... Cryogenic chamber, 1st♂ @ tfJ

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、非接触イオン電流測定装置において、イオンビーム
ラインに中性標的原子を供給し、イオンと中性標的原子
の衝突により発生する2次電子を粒子検出器で計数する
ことにより、イオン電流を測定することを特徴とする非
接触イオン電流測定装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の非接触イオン電流測定
装置において、粒子検出器の前方にコリメーターを設け
たことを特徴とする非接触イオン電流測定装置。 3、特許請求の範囲第1項記載の非接触イオン電流測定
装置において、極低温槽中に単一核種から成る液体を保
持し、その液体より蒸発する原子をもって、中性標的原
子とする中性標的原子供給装置を設けたことを特徴とす
る非接触イオン電流測定装置。
[Claims] 1. In a non-contact ion current measurement device, neutral target atoms are supplied to the ion beam line, and secondary electrons generated by collisions between ions and neutral target atoms are counted by a particle detector. A non-contact ion current measuring device characterized by measuring an ion current. 2. A non-contact ion current measuring device according to claim 1, characterized in that a collimator is provided in front of the particle detector. 3. In the non-contact ion current measuring device according to claim 1, a liquid consisting of a single nuclide is held in a cryogenic chamber, and atoms evaporated from the liquid are used as neutral target atoms. A non-contact ion current measuring device characterized by being provided with a target atom supply device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2394290A (en) * 2002-10-14 2004-04-21 Boris Zachar Gorbunov Method and apparatus for counting ions in a sample

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2394290A (en) * 2002-10-14 2004-04-21 Boris Zachar Gorbunov Method and apparatus for counting ions in a sample
US7372020B2 (en) 2002-10-14 2008-05-13 Boris Zachar Gorbunov Ion counter

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