JPS62290054A - マイクロ波によるガスのイオン化方法およびイオン源装置 - Google Patents

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。

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〕 コノ発明は、薄膜形成などに供用されるマイクロ波によ
るガスのイオン化方法およびイオン源装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

第２図は１例えば、第ｑ６回応物学会ｒｉｑｇｓ年秋期
’）＊演予稿集、３４４０頁に発表されたマイクロ波イ
オン源による薄膜形成装置ｒＥｃＦｔ式プラズマＣＶＤ
装置）の断面図であり、イオン源部分は。

マイクロ波導入部（／／）、励磁コイル（１２）および
イオン化室（／、７）、試料室（ハ０よりなり、イオン
化室（１３）内でのマイクロ波共振モードは’ｐＥ／／
Ｊである。

以上の構成により、イオン化室（／３）内に入射される
マイクロ波電力により、イオン化室（１３）内に導入さ
れるガスを励起およびイオン化する。

イオン化室（／Ｊ）を囲む励磁コイル（／２）は、イオ
ン化室（／３）での電子サイクロトロン共鳴ｒＥｃＲ）
を生じさせ、イオン化の効率を高める作用をする。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のような従来のマイクロ波によるガスのイオン化方
法およびイオン源装置では、イオン化室（／３）の周囲
に励磁コイル（／２）を設けなければならず、装置が複
雑かつ高価になるという問題薇があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、単純化され、かつ、安価に提供できるマイク
ロ波によるガスのイオン化方法およびイオン源装置を得
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るマイクロ波によるガスのイオン化方法は
、ガスの励起およびイオン化を、マイクロ波のＴＭモー
ドおよびＴＥＭモードの双方を用いて行う。

この発明の別の発明に係るマイクロ波イオン源装置は、
マイクロ波が供給される開口が設けられた空胴共振器を
ガスが通る石英管が貫通しており。

空胴共振器とともにマイクロ波のＴＭモードおよびＴＥ
Ｍモードそれぞれの周波数調整を担持する各／対の対向
する金属ノーズおよび円板とが、空胴共振器内に収納さ
れている。

〔作　用〕

この発明においては、イオン化室内に導入されるガスが
励起される以前は、マイクロ波のＴＭモードによりマイ
クロ波電力をイオン化室内に供給し、ガスが十分励起、
イオン化されてプラズマ状態になって後は、マイクロ波
のＴＥＭモードによりマイクロ波電力をイオン化室内に
供給することにより、マイクロ波の両モードを利用して
ガスの励起、イオン化が行われる。

この発明の別の発明にＢいては、マイクロ波のＴＭモー
ドの周波数調整を、主として空胴共振器と金属ノーズに
より、ＴＫＭモードの周波数調整は。

主として空胴共振器と円板により行うことにより。

マイクロ波の両モードを利用して、石英管内に導入され
るガスを効率よく励起、イオン化する。

〔実施例〕

第７図はこの発明のイオン源装置の一実施例を示し１図
において、空胴共振器（イオン化室）（ハ内に／対の円
板（２＋が対向しており、それぞれの円板（コ）には金
属ノーズ（Ｊｌが設けられている。空胴共振器（ハには
開口（ｐｉが形成されている。空胴共振器１／１、円板
（２１，金属ノーズ（３）を貫通して石英管（ｓ）が設
けられている。矢印（６１はガスの流れを示している。

次に動作について説明する。空胴共振器（ハ内に開口（
ｐｉを通して１例えばコ４Ｉｓ６ＭＦＩＺのマイクロ波
が供給される。このマイクロ波電力により１石英管（５
）を通して空胴共振器Ｃハ内に導入されるガス（６１が
、最初はマイクロ波のＴＭモードにより効率よく励起、
イオン化される。十分イオン化が進み。

ガス（６１がプラズマ状態Ｃ半導通状態）になった後。

マイクロ波のＴＥＭモードが主流モードとなり、このＴ
ＥＭモードにより、ガス（６１中に効率よくマイクロ波
電力が供給され、プラズマ状態を保つ。このマイクロ波
のＴＭモードの周波数ＪＦ、ｔＡＭＨ２の調整は主とし
て、空胴共振器Ｃハと金属ノーズ（Ｊｌの寸法諸元によ
り行われ、ＴＥＭモードの周波数調整は。

主として空胴共振器（ハと円板（，２１０寸法諸元によ
り行われる。このようにして、マイクロ波のＴＭ。

ＴＥＭ両モードを効率よく用いることにより、励磁コイ
ルを使用せずに、効率よくガス（６）の励起、イオン化
ができる。

なお、この発明は、イオン源装置としてのみではなく、
ガスおよび固体、液体の熱分解装置および加熱装置、変
質装置にも応用することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、マイクロ波のＴＭモ
ード、ＴＥＭモード双方を効率よく利用できるようにし
たので、励磁コイルを用いずに、単純、安価にでき、か
つ、効率を向上することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の別の発明の一実施例の側断面図、第
一図は従来のマイクロ波イオン源による薄膜形成装置の
側断面図である、 ｆハ・・空胴共振器、（２）・拳円板、　（３１、・金
属）−ス５（ｙ）・・開口、（ｊ）・・石英管、（６１
・・ガス。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）空胴共振器にマイクロ波を供給して前記空胴共振
   器内のガスをイオン化する方法において、前記ガスの励
   起およびイオン化を、前記マイクロ波のＴＭモードおよ
   びＴＥＭモードの双方を用いて行うことを特徴とするマ
   イクロ波によるガスのイオン化方法。
2. （２）マイクロ波が供給される開口が形成されている空
   胴共振器と、この空胴共振器を貫通して配置されガスが
   導入される石英管と、前記空胴共振器に収納されて前記
   空胴共振器とともに前記マイクロ波のＴＭモードおよび
   ＴＥＭモードそれぞれの周波数調整を担持する各１対の
   対向する金属ノーズおよび円板とを備えてなるマイクロ
   波イオン源装置。