JPS62278733A - イオン源用電源装置 - Google Patents
イオン源用電源装置Info
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- JPS62278733A JPS62278733A JP12128586A JP12128586A JPS62278733A JP S62278733 A JPS62278733 A JP S62278733A JP 12128586 A JP12128586 A JP 12128586A JP 12128586 A JP12128586 A JP 12128586A JP S62278733 A JPS62278733 A JP S62278733A
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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】
３、発明の詳細な説明
（産業上の利用分野）
本発明は、イオン注入装置、イオンマイクロアナライザ
その他の装置に使用されるイオン源の電源装置に関する
。
その他の装置に使用されるイオン源の電源装置に関する
。
（従来の技術〕
従来１代表的なイオン源としてタングステンフィラメン
トを使用してプラズマを発生させるフリーマン型イオン
源が知られている。このイオン源は、タングステンフィ
ラメントがイオンによりスノξツタされ、或は化学的に
活性なガスを放雷ガスとして使用するとフィラメントが
化学反応してその損耗が甚だしく、フィラメントの交換
のためにイオン源の作動と停止しなければならない。こ
れに伴ない該イオン源を使用する装置の停止も要求され
、装置の稼動効率が低下する不都合がある、 そこで出願人等は、先に、イオン源の放電室を、細孔を
備えた隔壁電極によυ主放電室と副放電室に区画し、フ
ィラメント’を投けた副放電室ＶＣは希ガスを導入し、
また主放電室には所望のイオンと発生する放電ガスを導
入し、副放電室の圧力を主放電室の圧力よシも高め、フ
ィラメントと隔壁電極と主放電室の陽極との間で複合放
電を行なうことによりイオンを発生させ。
トを使用してプラズマを発生させるフリーマン型イオン
源が知られている。このイオン源は、タングステンフィ
ラメントがイオンによりスノξツタされ、或は化学的に
活性なガスを放雷ガスとして使用するとフィラメントが
化学反応してその損耗が甚だしく、フィラメントの交換
のためにイオン源の作動と停止しなければならない。こ
れに伴ない該イオン源を使用する装置の停止も要求され
、装置の稼動効率が低下する不都合がある、 そこで出願人等は、先に、イオン源の放電室を、細孔を
備えた隔壁電極によυ主放電室と副放電室に区画し、フ
ィラメント’を投けた副放電室ＶＣは希ガスを導入し、
また主放電室には所望のイオンと発生する放電ガスを導
入し、副放電室の圧力を主放電室の圧力よシも高め、フ
ィラメントと隔壁電極と主放電室の陽極との間で複合放
電を行なうことによりイオンを発生させ。
フィラメントの寿命を長くするようＫしたものを提案し
た（特開昭６０−１８９８４１，１゜（発明が解決しよ
うとする問題点り 前記提案のものは、副放電室に放電させるための電源と
してＳ ＫＷ８度の比較的大型の定電源を使用していた
が、実際には放電開始のスタートアップ用にｌ ＫＶ程
度の７圧を必要とするも。
た（特開昭６０−１８９８４１，１゜（発明が解決しよ
うとする問題点り 前記提案のものは、副放電室に放電させるための電源と
してＳ ＫＷ８度の比較的大型の定電源を使用していた
が、実際には放電開始のスタートアップ用にｌ ＫＶ程
度の７圧を必要とするも。
放電発生後は４０Ｖ−１００Ｖ程度の電圧で足りること
が分った。前記のような大型の定電源を使用することは
、不必要に過剰のパワーを作動させることになって合理
的でな（＋ｔた電源の設置スペースが非常に大きくなっ
て設備上不便である。
が分った。前記のような大型の定電源を使用することは
、不必要に過剰のパワーを作動させることになって合理
的でな（＋ｔた電源の設置スペースが非常に大きくなっ
て設備上不便である。
本発明は、前記提案のイオン源を小型の電源で作動出来
るように改良することを目的とするものである。
るように改良することを目的とするものである。
（問題点を解決するための手段ノ
本発明では、前記問題点の解決のために、放電室を、隔
壁により主放電室とフィラメントを設けた副放電室とに
区画すると共にこれら両室を該隔壁に設けたアノード電
極の細孔を介して連通させ、該副放電室〈希ガスを導入
すると共に主放電室に所望のイオンを発生させる放電ガ
スを導入し、該副放電室の圧力を主放電室の圧力よシも
高く保持するようにしたものに於て。
壁により主放電室とフィラメントを設けた副放電室とに
区画すると共にこれら両室を該隔壁に設けたアノード電
極の細孔を介して連通させ、該副放電室〈希ガスを導入
すると共に主放電室に所望のイオンを発生させる放電ガ
スを導入し、該副放電室の圧力を主放電室の圧力よシも
高く保持するようにしたものに於て。
前記アノ−Ｉ′電極に、抵抗を介して高電圧小電流の第
１電源と低電圧大電流の第２′ＦＬ源とを直列に接続し
１両ＷＪｌ、第２電源を結ぶ回路をダイオードを介して
該アノード電極に接続するようにし次。
１電源と低電圧大電流の第２′ＦＬ源とを直列に接続し
１両ＷＪｌ、第２電源を結ぶ回路をダイオードを介して
該アノード電極に接続するようにし次。
（ＩＩＦ−用ノ
副放電室に入ｒガス等の希ガスを導入すると共に主放電
室に０２ガス等の化学活性の高い放電ガスを導入し、核
副放電室の圧力を主放電室の圧力よりも高める。そして
副放電室内のフィラメントへ通電すると共に細孔が形成
されたアノード電極及び主放電室にアノード電圧を印加
すると、副放電室内ではフィラメントからの熱電子の供
給を得てアノード電極との間でプラズマが発生する。こ
のプラズマは副放電室の圧力が高いのでアノ−１′電極
忙形成した細孔から主放電室内へと噴き出し、この噴出
プラズマと主放電室との間で放電ガスが電離し、イオン
が発生する。発生したイオンは主放電室の側方のイオン
ビーム引き出し口から引き出し電極によりビーム状に引
き出される。この場合、副放電室内でプラズマが発生す
るまでは、アノ−１′電極に直列の第１．第２電源から
高電圧が作用するが。
室に０２ガス等の化学活性の高い放電ガスを導入し、核
副放電室の圧力を主放電室の圧力よりも高める。そして
副放電室内のフィラメントへ通電すると共に細孔が形成
されたアノード電極及び主放電室にアノード電圧を印加
すると、副放電室内ではフィラメントからの熱電子の供
給を得てアノード電極との間でプラズマが発生する。こ
のプラズマは副放電室の圧力が高いのでアノ−１′電極
忙形成した細孔から主放電室内へと噴き出し、この噴出
プラズマと主放電室との間で放電ガスが電離し、イオン
が発生する。発生したイオンは主放電室の側方のイオン
ビーム引き出し口から引き出し電極によりビーム状に引
き出される。この場合、副放電室内でプラズマが発生す
るまでは、アノ−１′電極に直列の第１．第２電源から
高電圧が作用するが。
プラズマが発生するようＫなると電圧が下がり大電流が
流れ始めるので自動的に第１電源は不作動状態になり、
専ら第２１！源からダイオードを介して低電工大を流が
該アノード電極に供給され、ノセワーの小さい第１．第
２電源により副放電室の放電の発生と持続と行なえる。
流れ始めるので自動的に第１電源は不作動状態になり、
専ら第２１！源からダイオードを介して低電工大を流が
該アノード電極に供給され、ノセワーの小さい第１．第
２電源により副放電室の放電の発生と持続と行なえる。
（実施例ノ
本発明の実施例を別紙図面につき説明すると。
第１図に於て、符号（１ノは円筒形室内を有する放電室
、（２）は該放電室（１）？上方の主放電室（３）と下
方の副放電室（４）とに区画する隔壁を示し１図示のも
のでは該隔壁（２）ト副放ヱ室（４１の天板（５）と中
間にアノード電極（６）を介在させたセラミック板（７
）（７）とで構成した。
、（２）は該放電室（１）？上方の主放電室（３）と下
方の副放電室（４）とに区画する隔壁を示し１図示のも
のでは該隔壁（２）ト副放ヱ室（４１の天板（５）と中
間にアノード電極（６）を介在させたセラミック板（７
）（７）とで構成した。
主放電室（３）は、内面にセラミック板（３）を設けた
フロート電位の第２アノード電極（９］と、前記隔壁（
２）と１円筒形空室を有する第３アノード電極（ＩＱと
で構成するようにし、第３アノード電極００に、上下方
向の＠２間、長さ２５ｍ５のスリット状のイオン引き出
し口αηと、その反対側に位置してＡｓ Ｆ ｓガス、
０２ガス等の活性ガスやＡ、ガス等の不活性ガスの放電
ガス？導入する放電ガス導入孔＠とを形成した。
フロート電位の第２アノード電極（９］と、前記隔壁（
２）と１円筒形空室を有する第３アノード電極（ＩＱと
で構成するようにし、第３アノード電極００に、上下方
向の＠２間、長さ２５ｍ５のスリット状のイオン引き出
し口αηと、その反対側に位置してＡｓ Ｆ ｓガス、
０２ガス等の活性ガスやＡ、ガス等の不活性ガスの放電
ガス？導入する放電ガス導入孔＠とを形成した。
Ｑ３はアノード電極（５）釦形成した細孔で、天板（５
）及びセラミック板（７） （７）にも該細孔側に連ら
なる延長孔σ荀σ４を形成し、主放電室（３）と副放電
室（４１とか連通ずるようＫした。該細孔α３及び延長
孔ａ４）ａ＜は隔壁（２ンに＠線状に開孔形成し、しか
もイオン引き出し口０１）に接近させて形成するこ七が
好ましい。
）及びセラミック板（７） （７）にも該細孔側に連ら
なる延長孔σ荀σ４を形成し、主放電室（３）と副放電
室（４１とか連通ずるようＫした。該細孔α３及び延長
孔ａ４）ａ＜は隔壁（２ンに＠線状に開孔形成し、しか
もイオン引き出し口０１）に接近させて形成するこ七が
好ましい。
ｑりは副放′、ニ室（４）Ｋ形成したＡｒガス等の希ガ
スの導入孔、Ｏ１３は副放電室（４）に開孔する延長孔
σくの前方に設けたフィラメント、αηは主放電室（３
）の第２アノード電極（９）の前方のセラミック板（８
）Ｋ延長孔α荀と対向させて形成した放電用の小孔。
スの導入孔、Ｏ１３は副放電室（４）に開孔する延長孔
σくの前方に設けたフィラメント、αηは主放電室（３
）の第２アノード電極（９）の前方のセラミック板（８
）Ｋ延長孔α荀と対向させて形成した放電用の小孔。
（至）α１はイオン引出口α刀の前方に設けた引出し電
極である。放電室（１）を構成する主放電室（３）の上
方と副放電室（４）の下方には、アノード電極（５）の
細孔（至）の軸方向にほぼ沿った磁場勾を与えるように
磁石な］）勾が設けられる、 第２図は第１図示の実施例に於ける電気配線を示すもの
で、勾はアノード電源（６）に副放電室（４］内での放
電のための電位を与える副放電用電源、（至）は第３ア
ノードを極００に主放電室（３）内での放電の乏めの電
位を与える主放電用電源、（ハ）はフィラメントＯｆｌ
の発熱用のフィラメントを源。
極である。放電室（１）を構成する主放電室（３）の上
方と副放電室（４）の下方には、アノード電極（５）の
細孔（至）の軸方向にほぼ沿った磁場勾を与えるように
磁石な］）勾が設けられる、 第２図は第１図示の実施例に於ける電気配線を示すもの
で、勾はアノード電源（６）に副放電室（４］内での放
電のための電位を与える副放電用電源、（至）は第３ア
ノードを極００に主放電室（３）内での放電の乏めの電
位を与える主放電用電源、（ハ）はフィラメントＯｆｌ
の発熱用のフィラメントを源。
（ハ）は引出し電ｆｆｌ ＯＡ Ｑｌにイオン引き出し
用の電位を与える引出し電源、＠は減速電源である。ま
た（７）はイオン引出し日東から引き出されるビーム状
イオンのイオン電流を測定するためにイオン引き出し口
α〃から３０ｃｒｎ離して設は念７７２デーカップであ
る。
用の電位を与える引出し電源、＠は減速電源である。ま
た（７）はイオン引出し日東から引き出されるビーム状
イオンのイオン電流を測定するためにイオン引き出し口
α〃から３０ｃｒｎ離して設は念７７２デーカップであ
る。
該副放電用電源（イ）はアノード電極（６）Ｋ抵抗（至
）を介して高電圧小電流の第１電源（２２ａ）と低電圧
大電流の第２電源（２２ｂ）と？直列に接続し。
）を介して高電圧小電流の第１電源（２２ａ）と低電圧
大電流の第２電源（２２ｂ）と？直列に接続し。
更に両筒１． 第２′Ｎ、源（２２ａ）（２２ｂ）を結
ぶ回路（ホ）をダイオード（７）を介して該アノード電
極（６）に接続して構成した。該第１電源（２２ａ）に
例えばＩＫＶ、 ０．５ Ａ Ｏ電源？使用し、ｔ２１
！源（２２ｂ、ｌ Ｋ例えば１６０７．５人の電源が使
用される。
ぶ回路（ホ）をダイオード（７）を介して該アノード電
極（６）に接続して構成した。該第１電源（２２ａ）に
例えばＩＫＶ、 ０．５ Ａ Ｏ電源？使用し、ｔ２１
！源（２２ｂ、ｌ Ｋ例えば１６０７．５人の電源が使
用される。
以上の構成のものに於ける作動は次の通シである。
まず、副放電室（４）内の真空度が１〜Ｑ、１Ｔｏｒｒ
となるようＫＡｒガスを導入口（至）から流し込み。
となるようＫＡｒガスを導入口（至）から流し込み。
主放電室（３］の真空度が１０−２〜１０”” Ｔｏｒ
ｒとなるように放電ガス導入口ｑａからＡ ｓ Ｆ ５
ガスを流し１放電室（１）の外部の真空度を１０−４〜
１Ｏ−５Ｔｏｒｒとした。次で各電源（２）の（財）（
ハ）を作動させると。
ｒとなるように放電ガス導入口ｑａからＡ ｓ Ｆ ５
ガスを流し１放電室（１）の外部の真空度を１０−４〜
１Ｏ−５Ｔｏｒｒとした。次で各電源（２）の（財）（
ハ）を作動させると。
フィラメントＱｆ９からの電子の供給を受け、これとア
ノード電極（６）との間で放電し、 ｌ’ｔｒガスの
プラズマが発生する。該フィラメントＱＱは直径０．６
簡で２チのトリウム入りタングステン線をステンレスの
コネクターＣ（Ｉを介して絶縁物の台（イ）に固定して
構成した。
ノード電極（６）との間で放電し、 ｌ’ｔｒガスの
プラズマが発生する。該フィラメントＱＱは直径０．６
簡で２チのトリウム入りタングステン線をステンレスの
コネクターＣ（Ｉを介して絶縁物の台（イ）に固定して
構成した。
この放電は、具体的にはアノード電極（６）の細孔（至
）の内面ンζ於て行なわれる副放電であシ、そのプラズ
マが主放電室（３）と副放電室（４）の圧力差により細
孔（至）及び延長孔α（から主放電室（３）内へと流れ
込むと、これと第３７ノーｌ′電極ＣＩＧとの間で生ず
る生放＠を誘起し、 ＡｓＦ５ガスのプラズマが生ず
る。副放電ヱ（４）から主放電室（３）に流れ込むプラ
ズマは、主放電を起すためのフィラメントの役目？営む
が主副放電室（３）（４）間の圧力差のみに頼ると主放
電室（３］内で拡散希釈化し。
）の内面ンζ於て行なわれる副放電であシ、そのプラズ
マが主放電室（３）と副放電室（４）の圧力差により細
孔（至）及び延長孔α（から主放電室（３）内へと流れ
込むと、これと第３７ノーｌ′電極ＣＩＧとの間で生ず
る生放＠を誘起し、 ＡｓＦ５ガスのプラズマが生ず
る。副放電ヱ（４）から主放電室（３）に流れ込むプラ
ズマは、主放電を起すためのフィラメントの役目？営む
が主副放電室（３）（４）間の圧力差のみに頼ると主放
電室（３］内で拡散希釈化し。
Ａｓ Ｆ ５ガスの多くを電離させ得ないので、更に磁
石やυＱυを設けて細孔■の方向の磁場ωを発生させ、
これにつって副放電によるプラズマが光軸状に主放電室
（３）に犬きく噴出してＡｓ Ｐ ５ガスの多くと電離
するよってした。電離したＡｓイオン等は引出し電極側
ＨＫよシイオン引き出し口（６）からビー°ム状に引き
出される。
石やυＱυを設けて細孔■の方向の磁場ωを発生させ、
これにつって副放電によるプラズマが光軸状に主放電室
（３）に犬きく噴出してＡｓ Ｐ ５ガスの多くと電離
するよってした。電離したＡｓイオン等は引出し電極側
ＨＫよシイオン引き出し口（６）からビー°ム状に引き
出される。
副放電用電源四は、副放電室（４）内で放電が発生する
までは、アノ−に電極（６）へ直列の第１゜第２電源（
２２ａ）（２２Ｊ）からこれらの合計電圧の１１６０Ｖ
が与えられるが、放電発生後は電圧が下がり消費電流が
犬きくなるので抵抗＠全介在させた第１電源（２２ａ）
からよりも回路−及びダイオード（７）を介して１６０
ｖの低電圧の第２宅源Ｃ２２ｂ）からアノード電極（６
）に大電流が流れ。
までは、アノ−に電極（６）へ直列の第１゜第２電源（
２２ａ）（２２Ｊ）からこれらの合計電圧の１１６０Ｖ
が与えられるが、放電発生後は電圧が下がり消費電流が
犬きくなるので抵抗＠全介在させた第１電源（２２ａ）
からよりも回路−及びダイオード（７）を介して１６０
ｖの低電圧の第２宅源Ｃ２２ｂ）からアノード電極（６
）に大電流が流れ。
副放電室（４）の放電が維持される。
以上の実施例に於て、フィラメント（至）Ｋはその電源
（財）から２０．５ Ａの？流を供給し、アノード電極
、極（６）にＢ１放電中は３．ＯＡ、第３アノード電極
ｑＱに１．１ Ａの電流を夫々供給した場合、ファラデ
ーカップ（１）に於て測定されたイオン電流は４０ ｍ
Ａ／洲であつ念。
（財）から２０．５ Ａの？流を供給し、アノード電極
、極（６）にＢ１放電中は３．ＯＡ、第３アノード電極
ｑＱに１．１ Ａの電流を夫々供給した場合、ファラデ
ーカップ（１）に於て測定されたイオン電流は４０ ｍ
Ａ／洲であつ念。
（発明の効果）
以上のように６本発明では、希ガスのプラズマが形成さ
れる副放電室と、これよりも低圧でしかも細孔全弁して
該プラズマが導入される主放電室を設けたイオン源に於
て、副放電室内での放電を生じさせるアノード電極への
電源ヲ。
れる副放電室と、これよりも低圧でしかも細孔全弁して
該プラズマが導入される主放電室を設けたイオン源に於
て、副放電室内での放電を生じさせるアノード電極への
電源ヲ。
高電圧小電流の第１ｍ源と低電圧大電流の第２π源？抵
抗と介して直列に接続し、両電源を結ぶ回路をダイオー
ド？介して該アノード電極〈接続する構成としたので、
高電圧大電流の大型の電源を用意する必要がなく、小型
の電源を２台設備すれば足り、設置スペースが小さく、
イオン源全体を小形化出来、過剰のパワーを設備する無
駄を排除出来て経済的である等の効果がある。
抗と介して直列に接続し、両電源を結ぶ回路をダイオー
ド？介して該アノード電極〈接続する構成としたので、
高電圧大電流の大型の電源を用意する必要がなく、小型
の電源を２台設備すれば足り、設置スペースが小さく、
イオン源全体を小形化出来、過剰のパワーを設備する無
駄を排除出来て経済的である等の効果がある。
第１図は本発明の実施例の半裁斜視図、第２図は第１図
示のものの配線図である。 （１）・・・放電室 （２）・・・隔壁（３）
・・・主放電室 （４１・・・副放電室（６）・
・・アノード電極 ＠・・細孔Ｏｆｊ・・・フィラメ
ント （イ）・・・副放電用電源Ｃ２２ａ） ・・
・第 １ 電源 （２２ｂＪ ・・・第 ２
１！源に）・・抵抗 四・・・回路（７）・
・ダイオード 第１図 第２図
示のものの配線図である。 （１）・・・放電室 （２）・・・隔壁（３）
・・・主放電室 （４１・・・副放電室（６）・
・・アノード電極 ＠・・細孔Ｏｆｊ・・・フィラメ
ント （イ）・・・副放電用電源Ｃ２２ａ） ・・
・第 １ 電源 （２２ｂＪ ・・・第 ２
１！源に）・・抵抗 四・・・回路（７）・
・ダイオード 第１図 第２図
Claims (1)
- 放電室を、隔壁により主放電室とフィラメントを設けた
副放電室とに区画すると共にこれら両室を該隔壁に設け
たアノード電極の細孔を介して連通させ、該副放電室に
希ガスを導入すると共に主放電室に所望のイオンを発生
させる放電ガスを導入し、該副放電室の圧力を主放電室
の圧力よりも高く保持するようにしたものに於て、前記
アノード電極に、抵抗を介して高電圧小電流の第１電源
と低電圧大電流の第２電源とを直列に接続し、両第１、
第２電源を結ぶ回路をダイオードを介して該アノード電
極に接続したことを特徴とするイオン源用電源装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12128586A JPS62278733A (ja) | 1986-05-28 | 1986-05-28 | イオン源用電源装置 |
| US07/055,804 US4841197A (en) | 1986-05-28 | 1987-05-27 | Double-chamber ion source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12128586A JPS62278733A (ja) | 1986-05-28 | 1986-05-28 | イオン源用電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62278733A true JPS62278733A (ja) | 1987-12-03 |
| JPH0535533B2 JPH0535533B2 (ja) | 1993-05-26 |
Family
ID=14807473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12128586A Granted JPS62278733A (ja) | 1986-05-28 | 1986-05-28 | イオン源用電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62278733A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4870284A (en) * | 1987-11-17 | 1989-09-26 | Hitachi, Ltd. | Ion source and method of drawing out ion beam |
-
1986
- 1986-05-28 JP JP12128586A patent/JPS62278733A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4870284A (en) * | 1987-11-17 | 1989-09-26 | Hitachi, Ltd. | Ion source and method of drawing out ion beam |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0535533B2 (ja) | 1993-05-26 |
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