JPS62237652A - デユオプラズマトロンイオン源 - Google Patents
デユオプラズマトロンイオン源Info
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- JPS62237652A JPS62237652A JP61081717A JP8171786A JPS62237652A JP S62237652 A JPS62237652 A JP S62237652A JP 61081717 A JP61081717 A JP 61081717A JP 8171786 A JP8171786 A JP 8171786A JP S62237652 A JPS62237652 A JP S62237652A
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- Japan
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- ion
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- ions
- duoplasmatoron
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- Pending
Links
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Landscapes
- 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】
（産業上の利用分野）
本発明は、二次イオン質量分析装置に用いられる一次イ
オン源に関するものである。
オン源に関するものである。
（従来の技術と発明が解決しようとする問題点）二次イ
オン質量分析装置は固体試料に１０ＫｅＶ程度に加速し
た一次イオンを入射して固体試料からスパッタされた二
次イオンを電磁マグネットで質量分析を行ない、物質中
の元素の固定、あるいは深さ方向での不純物元素の分布
測定を行なう装置であり、現有の物理分析機器の中でも
最も感度の高いものである。二次イオン質量分析装置（
Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｙ
ｏｍｅｔｅｒ以下ＳＩＭＳと記す）の微量不純物に対す
る感度が高い理由は一次イオン照射に対する二次イオン
の放出効率がイオン化ポテンシャルの低い元素において
Ｘ線量子効率や、オーシュ電子放出効率に比べて高い事
に帰因する。
オン質量分析装置は固体試料に１０ＫｅＶ程度に加速し
た一次イオンを入射して固体試料からスパッタされた二
次イオンを電磁マグネットで質量分析を行ない、物質中
の元素の固定、あるいは深さ方向での不純物元素の分布
測定を行なう装置であり、現有の物理分析機器の中でも
最も感度の高いものである。二次イオン質量分析装置（
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る感度が高い理由は一次イオン照射に対する二次イオン
の放出効率がイオン化ポテンシャルの低い元素において
Ｘ線量子効率や、オーシュ電子放出効率に比べて高い事
に帰因する。
しかしながら二次イオン放出効率、特に正イオンの放出
効率は試料物質のイオン化ポテンシャルのみによって決
まる事ではなく、−次イオン種によって大きな差異があ
る事が知られている。即ち、試料物質から発生する正イ
オンは直接固体中からスパッターされるものばかりでな
く中性原子として発生したものが試料表面近傍で電子を
１ケ失なって正の１価イオンとして観測されるものも含
まれる。従って一次イオンとして電気陰性度の高いイオ
ン種を用いた場合中性原子から電子を奪う働きがあるた
め、より高い正イオン放出効率が得られる。実際、Ａｒ
＋イオンを一次イオンとして用いるよりもＯ＋イオンを
一次イオンを用いた方が同じ−次イオン電流密度におい
てより感度の良い測定が出来る事は周知の事実である。
効率は試料物質のイオン化ポテンシャルのみによって決
まる事ではなく、−次イオン種によって大きな差異があ
る事が知られている。即ち、試料物質から発生する正イ
オンは直接固体中からスパッターされるものばかりでな
く中性原子として発生したものが試料表面近傍で電子を
１ケ失なって正の１価イオンとして観測されるものも含
まれる。従って一次イオンとして電気陰性度の高いイオ
ン種を用いた場合中性原子から電子を奪う働きがあるた
め、より高い正イオン放出効率が得られる。実際、Ａｒ
＋イオンを一次イオンとして用いるよりもＯ＋イオンを
一次イオンを用いた方が同じ−次イオン電流密度におい
てより感度の良い測定が出来る事は周知の事実である。
一方、負イオンの検出においても同様の現象がみちれ、
Ａｒ＋イオンを用いるよりも全元素中通もイオン化ポテ
ンシャルの低い物質Ｃｓを一次イオンに用いる事が負イ
オンの放出効率を高めるのに効果的である事が知られて
いる。
Ａｒ＋イオンを用いるよりも全元素中通もイオン化ポテ
ンシャルの低い物質Ｃｓを一次イオンに用いる事が負イ
オンの放出効率を高めるのに効果的である事が知られて
いる。
これらの事から正イオン放出効率は酸素よりも更に電気
陰性度の高いハロゲン元素を一次イオンに用いれば、更
に飛躍的な正イオン検出感度の向上が期待される。特に
陰性度の高いＦやＣＩにはその効果が強い事が予想され
る。しかし現状ではＦやＣ１を一次イオンガスソースに
使用した報告例はない。その理由はＦやＣＩを、待にＦ
が通常のステンレス綱に対して腐蝕性をもつことにある
。
陰性度の高いハロゲン元素を一次イオンに用いれば、更
に飛躍的な正イオン検出感度の向上が期待される。特に
陰性度の高いＦやＣＩにはその効果が強い事が予想され
る。しかし現状ではＦやＣ１を一次イオンガスソースに
使用した報告例はない。その理由はＦやＣＩを、待にＦ
が通常のステンレス綱に対して腐蝕性をもつことにある
。
本発明の目的は二次イオン質量分析装置において効率の
よい正の二次イオン検出感度を得るためにＦあるいはＣ
Ｉを一次イオンとして使用可能な耐腐蝕性をもつ材料で
製作されたデュオプラズマトロンイオン源を提供するこ
とにある。
よい正の二次イオン検出感度を得るためにＦあるいはＣ
Ｉを一次イオンとして使用可能な耐腐蝕性をもつ材料で
製作されたデュオプラズマトロンイオン源を提供するこ
とにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明によるデュオプラズマトロンイオン源は耐腐蝕性
材料、たとえばモネル合金（Ｎｉ６５〜７５％Ｃｕ２５
〜３５％Ｆｅ１％Ｍｎ微量）を用いたホローカソード型
のものであり、Ｆ２あるいはＣ１２をガスソースとして
使用できる事を特徴とする。
材料、たとえばモネル合金（Ｎｉ６５〜７５％Ｃｕ２５
〜３５％Ｆｅ１％Ｍｎ微量）を用いたホローカソード型
のものであり、Ｆ２あるいはＣ１２をガスソースとして
使用できる事を特徴とする。
本発明の上記構成を説明するにあたり、デュオプラズマ
トロンの機能を簡単に説明する。高密度大電流のイオン
ビームを得るために高密度プラズマを得る必要がある。
トロンの機能を簡単に説明する。高密度大電流のイオン
ビームを得るために高密度プラズマを得る必要がある。
このため種々工夫されたものがデュオプラズマトロンで
ある。プラズマ生成室より取出孔を通してビームを取り
出す際この部分に軸方向磁界を加え磁気的ピンチ効果を
用いてビームを細くする様に設計されている。ホローカ
ソードとアノードの間には低気圧アーク放電によりプラ
ズマが形成され、中間＠極とアノード間に磁気回路が形
成され上記磁気的ピンチ効果を起させるわけである。
ある。プラズマ生成室より取出孔を通してビームを取り
出す際この部分に軸方向磁界を加え磁気的ピンチ効果を
用いてビームを細くする様に設計されている。ホローカ
ソードとアノードの間には低気圧アーク放電によりプラ
ズマが形成され、中間＠極とアノード間に磁気回路が形
成され上記磁気的ピンチ効果を起させるわけである。
本発明の要点はハロゲンガスをガスソースとする事であ
るからデュオプラズマトロンにおけるプラズマ狭窄部の
構成部品が耐腐蝕性でありかつ強磁性である事が必要で
あり、前記モネル合金はその条件を満足する。
るからデュオプラズマトロンにおけるプラズマ狭窄部の
構成部品が耐腐蝕性でありかつ強磁性である事が必要で
あり、前記モネル合金はその条件を満足する。
（実施例）
次に本発明の実施例の構成を素面に基づいて説明する。
第１図は本実施例の構成図である。
本実施例はハロゲンガスとしてＣＩ２を用いた場合につ
いて説明する。Ｆ２ガスについてもソースとしてフッ化
物を用いる事により同様に実行できる。
いて説明する。Ｆ２ガスについてもソースとしてフッ化
物を用いる事により同様に実行できる。
Ｃ１２を発生させるためのソースとしてＢＣｌ３ボンベ
１を用いた。ＢＣｌ３は常圧下で沸点は１２．５°Ｃで
あるから充分量の気体流量を得るために加熱蛇管３を通
して加熱しデュオプラズマトロンイオン源１３へ導く。
１を用いた。ＢＣｌ３は常圧下で沸点は１２．５°Ｃで
あるから充分量の気体流量を得るために加熱蛇管３を通
して加熱しデュオプラズマトロンイオン源１３へ導く。
途中の配管６もモネル合金で作製されている。
流量はボンベ出口の流量計２ヒーター４の加熱温度で調
節されリザーバー５に貯蔵された後一定量をニードルバ
ルブ７でイオン源１３に導入される。ホローカソード９
のガス導入口８からイオン源１３に導入されたガスはカ
ソード９とアノード間１２に印加されたアーク電圧によ
ってアーク放電を開始する。
節されリザーバー５に貯蔵された後一定量をニードルバ
ルブ７でイオン源１３に導入される。ホローカソード９
のガス導入口８からイオン源１３に導入されたガスはカ
ソード９とアノード間１２に印加されたアーク電圧によ
ってアーク放電を開始する。
その際の圧力はｌＸｌ０−５ＴＯＲＲ程度である。アー
ク放電によって発生したプラズマ中のイオンは引出電極
１４によって〜ｌ０ＫＶ程度の正電圧負荷によって陰イ
オンのみが引き出される。その１祭アノードアパチヤ１
５と中間電極１０に存在する磁場によってピンチ効果を
受は細いビームに変形され高密度化する。磁場は励磁コ
イル１１によって外部電流により規制される。
ク放電によって発生したプラズマ中のイオンは引出電極
１４によって〜ｌ０ＫＶ程度の正電圧負荷によって陰イ
オンのみが引き出される。その１祭アノードアパチヤ１
５と中間電極１０に存在する磁場によってピンチ効果を
受は細いビームに変形され高密度化する。磁場は励磁コ
イル１１によって外部電流により規制される。
（発明の効果）
本装置によるイオン源を用いたＳＩＭＳによる半導体結
晶中の不純物の分析では前述した様に正の二次イオン分
析に対して有効であり、例えばＧｎＡｓ中のＣｒの分析
では〜１０１３ｃｍ−３が測定限界であり、従来の磁素
イオンを一次イオンとした場合よりも−桁以上低い測定
下限が得られた。
晶中の不純物の分析では前述した様に正の二次イオン分
析に対して有効であり、例えばＧｎＡｓ中のＣｒの分析
では〜１０１３ｃｍ−３が測定限界であり、従来の磁素
イオンを一次イオンとした場合よりも−桁以上低い測定
下限が得られた。
第１図は本発明の一実施例の構成図である。
１・・・ＢＣｌ３ボンベ
２・・・流量計
３・・・加熱蛇管
４・・・ヒーター
５・・・リザーバー
６・・・配管
７・・・ニードルパルプ
８・・・ガス導入口
９・・・ホローカソード
１０・・・中間電極
１１・・・励磁コイル
１２・・・アノード
１３・・・デュオプラズマトロンイオン源１４・・・引
き出し電極 １５・・・アパーチャー
き出し電極 １５・・・アパーチャー
Claims (1)
- ハロゲンガスをガスソースとしハロゲンガスに対して耐
腐蝕性を有する合金を材料とすることを特徴とするデュ
オプラズマトロンイオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61081717A JPS62237652A (ja) | 1986-04-08 | 1986-04-08 | デユオプラズマトロンイオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61081717A JPS62237652A (ja) | 1986-04-08 | 1986-04-08 | デユオプラズマトロンイオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62237652A true JPS62237652A (ja) | 1987-10-17 |
Family
ID=13754158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61081717A Pending JPS62237652A (ja) | 1986-04-08 | 1986-04-08 | デユオプラズマトロンイオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62237652A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0449447U (ja) * | 1990-08-30 | 1992-04-27 | ||
| KR100242995B1 (ko) * | 1996-12-30 | 2000-02-01 | 김영환 | 이온 주입장비의 이온 생성장치 |
| JP2006147554A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-08 | General Electric Co <Ge> | 放射線検出のための楕円形ガス封入式検出器 |
| KR100690447B1 (ko) * | 2005-07-28 | 2007-03-09 | (주)인텍 | 이온 발생 장치 및 이를 이용한 박막 증착 장치 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60195853A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-04 | Hitachi Ltd | マイクロ波イオン源 |
-
1986
- 1986-04-08 JP JP61081717A patent/JPS62237652A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60195853A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-04 | Hitachi Ltd | マイクロ波イオン源 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0449447U (ja) * | 1990-08-30 | 1992-04-27 | ||
| KR100242995B1 (ko) * | 1996-12-30 | 2000-02-01 | 김영환 | 이온 주입장비의 이온 생성장치 |
| JP2006147554A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-08 | General Electric Co <Ge> | 放射線検出のための楕円形ガス封入式検出器 |
| KR100690447B1 (ko) * | 2005-07-28 | 2007-03-09 | (주)인텍 | 이온 발생 장치 및 이를 이용한 박막 증착 장치 |
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