JPS6338429B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6338429B2 JPS6338429B2 JP20408184A JP20408184A JPS6338429B2 JP S6338429 B2 JPS6338429 B2 JP S6338429B2 JP 20408184 A JP20408184 A JP 20408184A JP 20408184 A JP20408184 A JP 20408184A JP S6338429 B2 JPS6338429 B2 JP S6338429B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ionization
- filament
- ion
- filaments
- evaporation source
- 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.)
- Expired
Links
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 21
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 21
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 36
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 21
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 5
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 3
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001617 migratory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、例えば蒸着や結晶成長等に用いられ
るクラスタイオンビームを発生するのに使用され
得るイオン化装置に関するものである。
るクラスタイオンビームを発生するのに使用され
得るイオン化装置に関するものである。
従来の技術
例えば絶縁膜や半導体膜を形成する場合には、
原子状、分子状粒子をイオン化して打込む代りに
多数の原子が互いに緩く結合したクラスタ（塊状
原子集団）を蒸発源の前方に配置された加速電極
組立体における電子放出フイラメントからの電子
の衝撃によつてイオン化し、クラスタイオンを形
成することによつて空間電荷による影響なしに数
＋eV以下の低速大容量のイオンビームを打込む
ことのできる、いわゆるクラスタイオン源が有利
に用いられている。このクラスタイオンビームを
用いた蒸着装置ではクラスタは基板に打込まれる
とき個々の原子状粒子に分裂し、基板上を転がる
マイブレーシヨン効果によつて基板上における蒸
着粒子の表面拡散エネルギが強められしかもそれ
を加速電圧によつて自由に制御することができ
る。従つて高い蒸着速度で付着力の強くしかも表
面平担度の高い膜形成や結晶成長が得られる。
原子状、分子状粒子をイオン化して打込む代りに
多数の原子が互いに緩く結合したクラスタ（塊状
原子集団）を蒸発源の前方に配置された加速電極
組立体における電子放出フイラメントからの電子
の衝撃によつてイオン化し、クラスタイオンを形
成することによつて空間電荷による影響なしに数
＋eV以下の低速大容量のイオンビームを打込む
ことのできる、いわゆるクラスタイオン源が有利
に用いられている。このクラスタイオンビームを
用いた蒸着装置ではクラスタは基板に打込まれる
とき個々の原子状粒子に分裂し、基板上を転がる
マイブレーシヨン効果によつて基板上における蒸
着粒子の表面拡散エネルギが強められしかもそれ
を加速電圧によつて自由に制御することができ
る。従つて高い蒸着速度で付着力の強くしかも表
面平担度の高い膜形成や結晶成長が得られる。
ところで蒸発源等から発生したイオン化すべき
蒸気流にイオン化部においてフイラメントより発
生した熱電子を引出し加速させて衝突させ、蒸気
流をイオン化させる従来の三極管式のクラスタイ
オン源ではイオン化効率が充分とはいえない。イ
オン化効率を十分に上げるには一般に高周波や電
磁場を与えたり、或いは多段に構成したりしてい
る。そのためイオン化部の構成が複雑となる欠点
がある。
蒸気流にイオン化部においてフイラメントより発
生した熱電子を引出し加速させて衝突させ、蒸気
流をイオン化させる従来の三極管式のクラスタイ
オン源ではイオン化効率が充分とはいえない。イ
オン化効率を十分に上げるには一般に高周波や電
磁場を与えたり、或いは多段に構成したりしてい
る。そのためイオン化部の構成が複雑となる欠点
がある。
ここでクラスタイオン源の基本設計について考
察してみると、イオン化装置においては中性クラ
スタの一価イオン数Ｇへの変換を大きくすること
である。
察してみると、イオン化装置においては中性クラ
スタの一価イオン数Ｇへの変換を大きくすること
である。
即ち、
Ｇ＝Ne・Ng・Ｑ・Ve〔cm-3／sec〕 (4)
ここでNe：電子密度〔cm-3〕、
Ng：中性分子密度〔cm-3〕、
Ｑ ：一価イオン化衝突断面積〔cm-2〕、
Ve：電子の速度〔cm／sec〕。
そこでＧを大きくする為には、上式より
(i) 蒸着速度を大きくすること、
(ii) イオン化室内の中性ビームの軌道中の電子密
度を高かく、且均一にすること、 (iii) クラスタの衝突断面積を大きくすること、 (iv) イオン化加速電圧（Ve）を大きくすること が必要である。
度を高かく、且均一にすること、 (iii) クラスタの衝突断面積を大きくすること、 (iv) イオン化加速電圧（Ve）を大きくすること が必要である。
またＲ＝Ng・Ｑ・νiτ (5)
ここでＲ ：電離能率＝aP（Ve−Vi）、
Ｐ ：中性ガス圧、
Ｑ ：離離断面積、
Vi：電離電圧、
νi：電離周波数、
ａ ：曲線勾配、
τ ：イオン生成室内に電子が存在する時
間、 Ｖ ：電子速度、 Ve：電子エネルギ。
間、 Ｖ ：電子速度、 Ve：電子エネルギ。
νiτ＝γ＝Ｒ／Ng・Ｑ (6)
＜γ＞＝１／Ng∫∞ 0νiτf（ｖ）dV3 (7)
ここでγ：原子密度で規格化した原子の単位密
度当りの電離能率、 ＜γ＞：イオン生成室内の全電子について
γの平均値、 ｆ（ｖ）：電子の速度分布函数、 dV3：全速度空間における単位面積。
度当りの電離能率、 ＜γ＞：イオン生成室内の全電子について
γの平均値、 ｆ（ｖ）：電子の速度分布函数、 dV3：全速度空間における単位面積。
(5)〜(7)式よりＲを大きくするには圧力を一定と
したとき、イオン化室のクラスタと電子との衝突
空間を適当に大きくとり、そしてその空間の平均
電子密度を高めることになる。
したとき、イオン化室のクラスタと電子との衝突
空間を適当に大きくとり、そしてその空間の平均
電子密度を高めることになる。
さらにイオン放出面（引出電極）でのイオン電
流密度はLangmuir―childの式が適用でき、 Ji＝４／9ε0（2e／mi）3/2 Vext／d2〔Ａ／m2〕 (8) ＝１／4eN（kTe／mi）1/2＝Jp〔Ａ／m2〕 (9) ｄ＝４／３（2ε2 0ekTe）1/4Vext／N1/2〔ｍ〕 (10) ここでJi：イオン電離密度、 mi：イオン質量、 ｄ ：イオン放出面と引出電極までの距
離、 Jp：イオンの熱運動による電流、 Te：プラズマの電子温度、 Ｎ ：プラズマ内のイオン密度、 Vext：イオン引出電圧。
流密度はLangmuir―childの式が適用でき、 Ji＝４／9ε0（2e／mi）3/2 Vext／d2〔Ａ／m2〕 (8) ＝１／4eN（kTe／mi）1/2＝Jp〔Ａ／m2〕 (9) ｄ＝４／３（2ε2 0ekTe）1/4Vext／N1/2〔ｍ〕 (10) ここでJi：イオン電離密度、 mi：イオン質量、 ｄ ：イオン放出面と引出電極までの距
離、 Jp：イオンの熱運動による電流、 Te：プラズマの電子温度、 Ｎ ：プラズマ内のイオン密度、 Vext：イオン引出電圧。
Jiを大きくするには、
(i) Vextを適当に大きくすること、
(ii) ｄを小さくするその為にはTeを高かくする
こと、 (iii) Ｎを大きくすること、 が必要である。
こと、 (iii) Ｎを大きくすること、 が必要である。
発明が解決しようとする問題点
本発明は以上のような理論的考察を考慮して新
しいイオン化装置を提供しようとするものであ
り、従つて本発明の目的はイオン化すべき蒸気流
を発生する蒸発源、および蒸発源の前方に同軸に
配置され、蒸発源からの蒸気流にイオン化用の電
子を照射してイオン化するイオン化用電子放出フ
イラメントとグリツドとを備えたイオン化部から
成るイオン化装置において、イオン化部の構成を
複雑にすることなしにイオン化効率を十分に上げ
ることにある。
しいイオン化装置を提供しようとするものであ
り、従つて本発明の目的はイオン化すべき蒸気流
を発生する蒸発源、および蒸発源の前方に同軸に
配置され、蒸発源からの蒸気流にイオン化用の電
子を照射してイオン化するイオン化用電子放出フ
イラメントとグリツドとを備えたイオン化部から
成るイオン化装置において、イオン化部の構成を
複雑にすることなしにイオン化効率を十分に上げ
ることにある。
問題点を解決するための手段
上記目的を達成するために、本発明によるイオ
ン化装置は、蒸発源からの蒸気流を囲んで設けら
れたグリツドの外側における、装置の軸線をはさ
んだ対称位置の一方の位置のみに、背にリペラを
配した少なくとも一つのフイラメントを設けたこ
とを特徴としている。
ン化装置は、蒸発源からの蒸気流を囲んで設けら
れたグリツドの外側における、装置の軸線をはさ
んだ対称位置の一方の位置のみに、背にリペラを
配した少なくとも一つのフイラメントを設けたこ
とを特徴としている。
作 用
フイラメントとしては熱変形のないフイラメン
トが用いられ、その本数を任意に選定してイオン
化部に配置されたグリツドの周囲に装置の軸線
（蒸発源と基板とを結ぶ中心軸線）をはさんだ対
称位置の一方の位置のみに設けるだけでよく、高
周波或いは電磁場印加手段を設けたり、多段構造
にする必要なしに所望のイオン電流および従つて
イオン化効率を得ることができる。
トが用いられ、その本数を任意に選定してイオン
化部に配置されたグリツドの周囲に装置の軸線
（蒸発源と基板とを結ぶ中心軸線）をはさんだ対
称位置の一方の位置のみに設けるだけでよく、高
周波或いは電磁場印加手段を設けたり、多段構造
にする必要なしに所望のイオン電流および従つて
イオン化効率を得ることができる。
実施例
以下添附図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。
て説明する。
第１図には本発明を実施しているクラスタイオ
ン源の構成を概略的に示し、１は蒸発源でその周
囲に蒸発源（ルツボ）加熱用コイル２が配列され
ている。そして蒸発源１および加熱用ヒーター２
の外側には符号３で示すリフレクタと冷却装置の
組立体が設けられている。
ン源の構成を概略的に示し、１は蒸発源でその周
囲に蒸発源（ルツボ）加熱用コイル２が配列され
ている。そして蒸発源１および加熱用ヒーター２
の外側には符号３で示すリフレクタと冷却装置の
組立体が設けられている。
蒸発源１の噴出ノズル１ａの前方にはイオン化
部４が設けられ、このイオン化部４は図示したよ
うに蒸発源１からのクラスタの通路を囲んでイオ
ン化用電子引出しグリツド５、イオン化用電子放
出フイラメント６および各フイラメント６の外側
に配置されたリペラ７を備えている。また第１図
において８は加速電極、９は処理（蒸着）すべき
基板１０を支持している基板ホルダである。ブロ
ツク１１は蒸発源１を加熱するための電源で、加
熱用ヒーター２に接続され、この加熱用電源１１
は例えば13.5V、430Aの交流電源であり得る。ブ
ロツク１２はグリツド５にイオン化加速電流Iex、
イオン化加速電圧Vexを供給するイオン化加速電
源で、例えばVex：０〜2KV、Iex：500mAの直
流電源から成り得る。ブロツク１３はイオン化用
電子放出フイラメント６を付勢するフイラメント
電流If、フイラメント電圧Vf供給電源で、Vf：
０〜60V、If：35Aの交流電源である。そしてブ
ロツク１４は加速電極８にイオン加速電圧Vaお
よびイオン加速電流Iaを供給するイオン加速電源
であり、０〜10KV、3mAの直流電源から成り得
る。
部４が設けられ、このイオン化部４は図示したよ
うに蒸発源１からのクラスタの通路を囲んでイオ
ン化用電子引出しグリツド５、イオン化用電子放
出フイラメント６および各フイラメント６の外側
に配置されたリペラ７を備えている。また第１図
において８は加速電極、９は処理（蒸着）すべき
基板１０を支持している基板ホルダである。ブロ
ツク１１は蒸発源１を加熱するための電源で、加
熱用ヒーター２に接続され、この加熱用電源１１
は例えば13.5V、430Aの交流電源であり得る。ブ
ロツク１２はグリツド５にイオン化加速電流Iex、
イオン化加速電圧Vexを供給するイオン化加速電
源で、例えばVex：０〜2KV、Iex：500mAの直
流電源から成り得る。ブロツク１３はイオン化用
電子放出フイラメント６を付勢するフイラメント
電流If、フイラメント電圧Vf供給電源で、Vf：
０〜60V、If：35Aの交流電源である。そしてブ
ロツク１４は加速電極８にイオン加速電圧Vaお
よびイオン加速電流Iaを供給するイオン加速電源
であり、０〜10KV、3mAの直流電源から成り得
る。
第２〜５図には本発明の装置の要部を成すイオ
ン化用電子放出フイラメントの配置例を概略的に
示し、第２図は三つのフイラメント６ａをグリツ
ド５の周囲に等間隔に配置した場合を示し、第３
図は三つのフイラメント６ｂをグリツド５の周囲
のほぼ半分にわたつて配置した場合を示す。また
第４図は二つのフイラメント６ｃを用いた場合、
そして第５図は五つのフイラメント６ｄを用いた
場合を示す。いずれの場合においても各フイラメ
ントは装置の軸線すなわち蒸発源１と基板１０と
を結ぶ中心軸線をはさんだ対称位置の一方の位置
のみに設けるべきである。即ち、各フイラメント
は装置の軸線をはさんで互いに対向しない位置に
設けるべきである。なお図面には２本、３本、５
本のフイラメントを用いた例を示したが、当然例
示していない１本、４本または５本以上のフイラ
メントを用いてもよい。しかし非対向配置の観点
から寄数本のフイラメントを用いるのが有用であ
ろう。また使用されるフイラメントとしては熱変
形のないものが望ましい。
ン化用電子放出フイラメントの配置例を概略的に
示し、第２図は三つのフイラメント６ａをグリツ
ド５の周囲に等間隔に配置した場合を示し、第３
図は三つのフイラメント６ｂをグリツド５の周囲
のほぼ半分にわたつて配置した場合を示す。また
第４図は二つのフイラメント６ｃを用いた場合、
そして第５図は五つのフイラメント６ｄを用いた
場合を示す。いずれの場合においても各フイラメ
ントは装置の軸線すなわち蒸発源１と基板１０と
を結ぶ中心軸線をはさんだ対称位置の一方の位置
のみに設けるべきである。即ち、各フイラメント
は装置の軸線をはさんで互いに対向しない位置に
設けるべきである。なお図面には２本、３本、５
本のフイラメントを用いた例を示したが、当然例
示していない１本、４本または５本以上のフイラ
メントを用いてもよい。しかし非対向配置の観点
から寄数本のフイラメントを用いるのが有用であ
ろう。また使用されるフイラメントとしては熱変
形のないものが望ましい。
このように構成したイオン化装置の動作におい
て、蒸発源１は加熱用ヒーター２の付勢によつて
所望の温度まで加熱される。それにより蒸発源１
内の金属または非金属材料は蒸発してその蒸気が
噴出ノズル１ａから高真空（例えば1.3×10-3Pa）
に保たれたイオン化部４へ噴出される。そして断
熱膨張によつてクラスタが形成され、こうして形
成されたクラスタはイオン化用電子放出フイラメ
ント６（６ａ〜６ｄ）から放出されグリツド５に
よつて引き出された熱電子によつてイオン化され
る。このようにして生成されたクラスタイオンは
加速電極８によつて加速され、そして負電位に保
たれた基板１０に引き付けられ、基板１０上に蒸
着される。
て、蒸発源１は加熱用ヒーター２の付勢によつて
所望の温度まで加熱される。それにより蒸発源１
内の金属または非金属材料は蒸発してその蒸気が
噴出ノズル１ａから高真空（例えば1.3×10-3Pa）
に保たれたイオン化部４へ噴出される。そして断
熱膨張によつてクラスタが形成され、こうして形
成されたクラスタはイオン化用電子放出フイラメ
ント６（６ａ〜６ｄ）から放出されグリツド５に
よつて引き出された熱電子によつてイオン化され
る。このようにして生成されたクラスタイオンは
加速電極８によつて加速され、そして負電位に保
たれた基板１０に引き付けられ、基板１０上に蒸
着される。
次に第６〜１３図を参照して本発明に従つて構
成した装置の作用効果について説明する。
成した装置の作用効果について説明する。
第６図には、蒸発源の噴射ノズル１ａから基板
１０までの距離をＨ＝150mmとし、120mm2の寸法の
ステンレス基板を用い、２本、３本、４本のフイ
ラメントを用いた場合について圧力1.3×10-3Pa、
フイラメント電圧：6.9V、フイラメント電流：
30Aとしてイオン加速電圧Vaを０〜6KVの範囲
で変えたときのイオン化加速電圧Ve―イオン化
加速電流Ie特性を示す。第６図においてグラフ群
はフイラメントの数が１本の場合、グラフは
２本の場合、そしてグラフは３本の場合であ
り、グラフは４本の場合、グラフは６本の場
合を示めす。この図からVe―Ie特性はフイラメ
ントの数が増すに従つてグリツド電流Ieが大きく
なることが認められる。これらVe―Ie特性はイ
オン加速電圧０〜10KVにおいて変わらないこと
が確認されている。
１０までの距離をＨ＝150mmとし、120mm2の寸法の
ステンレス基板を用い、２本、３本、４本のフイ
ラメントを用いた場合について圧力1.3×10-3Pa、
フイラメント電圧：6.9V、フイラメント電流：
30Aとしてイオン加速電圧Vaを０〜6KVの範囲
で変えたときのイオン化加速電圧Ve―イオン化
加速電流Ie特性を示す。第６図においてグラフ群
はフイラメントの数が１本の場合、グラフは
２本の場合、そしてグラフは３本の場合であ
り、グラフは４本の場合、グラフは６本の場
合を示めす。この図からVe―Ie特性はフイラメ
ントの数が増すに従つてグリツド電流Ieが大きく
なることが認められる。これらVe―Ie特性はイ
オン加速電圧０〜10KVにおいて変わらないこと
が確認されている。
第７図は、種々のフイラメント数における槽内
圧力Ｐと基板１０に入るイオン電流Ｉとの関係を
示し、N2ガスを用いVa＝−4KV、Ve＝500V、
If＝30A、Ｈ＝150mm、基板の寸法120mm2の場合に
おいてフイラメントの数１本のときのグラフを
（Ie＝60mA）、２本のときのグラフを（Ie＝
140mA）、第２図に示すように配置した３本のと
きのグラフを（Ie＝220mA）、第３図のように
配置した３本のときをグラフ（Ie＝240mA）、
４本のときのグラフを（Ie＝190mA）、また６
本のときのグラフを（Ie＝415mA）でそれぞ
れ表わす。これらのグラフにおいてグラフの場
合にイオン電流Ｉが一番大きくなつているが、Ie
が他に比べて非常に大きい。できるだけ小さなエ
ネルギで大きなイオン電流Ｉの得られること即わ
ちイオン化効率大となるには、この図から見る
と、グラフ、すなわち３本のフイラメントを
第２，３図に示すように配置した場合がよいこと
がわかる。
圧力Ｐと基板１０に入るイオン電流Ｉとの関係を
示し、N2ガスを用いVa＝−4KV、Ve＝500V、
If＝30A、Ｈ＝150mm、基板の寸法120mm2の場合に
おいてフイラメントの数１本のときのグラフを
（Ie＝60mA）、２本のときのグラフを（Ie＝
140mA）、第２図に示すように配置した３本のと
きのグラフを（Ie＝220mA）、第３図のように
配置した３本のときをグラフ（Ie＝240mA）、
４本のときのグラフを（Ie＝190mA）、また６
本のときのグラフを（Ie＝415mA）でそれぞ
れ表わす。これらのグラフにおいてグラフの場
合にイオン電流Ｉが一番大きくなつているが、Ie
が他に比べて非常に大きい。できるだけ小さなエ
ネルギで大きなイオン電流Ｉの得られること即わ
ちイオン化効率大となるには、この図から見る
と、グラフ、すなわち３本のフイラメントを
第２，３図に示すように配置した場合がよいこと
がわかる。
第８図はVa＝−4KV、Ie＝100mA、槽内圧力
×10-3Paのときの種々のフイラメント配列にお
けるイオン化加速電圧Veとイオン電流Ｉと関係
を示す。グラフはフイラメント１本の場合、グ
ラフは２本の場合、グラフは３本（第２図配
置）の場合、グラフは３本（第３図配置）の場
合、グラフは４本の場合、グラフは６本の場
合をそれぞれ表わし、各グラフに付記された数値
はフイラメント電流Ifの値を示す。
×10-3Paのときの種々のフイラメント配列にお
けるイオン化加速電圧Veとイオン電流Ｉと関係
を示す。グラフはフイラメント１本の場合、グ
ラフは２本の場合、グラフは３本（第２図配
置）の場合、グラフは３本（第３図配置）の場
合、グラフは４本の場合、グラフは６本の場
合をそれぞれ表わし、各グラフに付記された数値
はフイラメント電流Ifの値を示す。
第９図は、第８図のVe＝200Vにおける（Va
＝−4KV、槽内圧力1.3×10-3Pa（N2ガス）、蒸発
源１から基板１０までの距離150mm、基板の寸法
120mm2）種々のフイラメント配例におけるイオン
化加速電流Ieとイオン電流Ｉとの関係を示す。グ
ラフはフイラメント２本の場合、グラフは３
本を第２図に示すように配置した場合、グラフ
は３本を第３図に示すように配置した場合、グラ
フは４本の場合、グラフは６本の場合をそれ
ぞれ表わす。
＝−4KV、槽内圧力1.3×10-3Pa（N2ガス）、蒸発
源１から基板１０までの距離150mm、基板の寸法
120mm2）種々のフイラメント配例におけるイオン
化加速電流Ieとイオン電流Ｉとの関係を示す。グ
ラフはフイラメント２本の場合、グラフは３
本を第２図に示すように配置した場合、グラフ
は３本を第３図に示すように配置した場合、グラ
フは４本の場合、グラフは６本の場合をそれ
ぞれ表わす。
第１０図はCuをクラスタイオンとしてVa＝−
4KV、Ie＝100mA、槽内圧力1.3〜1.6×10-3Pa、
Ｈ＝150mm、基板寸法120mm2のとき、３本のフイラ
メントを第２図に示すように配置した場合の種々
の加熱温度Tc（すなわち加熱電流Ic）におけるイ
オン化加速電圧Veとイオン電流Ｉとの関係を示
し、加熱温度Tcの依存性を示すがVe＝200V以上
では基板に入るイオン電流は変らないことが認め
られる。
4KV、Ie＝100mA、槽内圧力1.3〜1.6×10-3Pa、
Ｈ＝150mm、基板寸法120mm2のとき、３本のフイラ
メントを第２図に示すように配置した場合の種々
の加熱温度Tc（すなわち加熱電流Ic）におけるイ
オン化加速電圧Veとイオン電流Ｉとの関係を示
し、加熱温度Tcの依存性を示すがVe＝200V以上
では基板に入るイオン電流は変らないことが認め
られる。
なお図示実施例は単に本発明を例示したものに
すぎず、各部の構成部材の形状、構造、配置は実
際の設計に応じて種々に変形、変更することがで
き、例えばグリツトを多角形配列としてその周囲
にフイラメントを直線状に配置することができ
る。
すぎず、各部の構成部材の形状、構造、配置は実
際の設計に応じて種々に変形、変更することがで
き、例えばグリツトを多角形配列としてその周囲
にフイラメントを直線状に配置することができ
る。
次に第１１図および第１２図を参照して本発明
によるイオン化装置で得られるイオン化効率の効
果について従来のものと対比して説明する。
によるイオン化装置で得られるイオン化効率の効
果について従来のものと対比して説明する。
第１１図のイ，ロには２本のフイラメントを対
向配置した従来構造のものにおける基板に入つた
イオン化部位と加速電圧との関係を示し、イは加
速電圧Va＝−3KV、ロは加速電圧Va＝−5KV
の場合であり、その他の条件はいずれの場合も
Ve＝200V、Ie＝200mA、Ｈ＝150mmである。
向配置した従来構造のものにおける基板に入つた
イオン化部位と加速電圧との関係を示し、イは加
速電圧Va＝−3KV、ロは加速電圧Va＝−5KV
の場合であり、その他の条件はいずれの場合も
Ve＝200V、Ie＝200mA、Ｈ＝150mmである。
第１２図には第２図のフイラメント３本構造に
よる基板に入つたイオン化部位と加速電圧との関
係を示す。
よる基板に入つたイオン化部位と加速電圧との関
係を示す。
第１１図と第１２図との比較から明らかのよう
に、第１１図の従来のものではイオン化室の電子
密度の分布が中央に線状に集中し、それがイオン
化されて基板上に投映されているのに対して、第
１２図に示す本発明によるものではイオン化室内
の電子分布密度が広くかつ大きく、それがイオン
化されるため、基板に入るイオン電流域も図示し
たように円形の広い面積で一様なイオン電流密度
の得られていることが認められる。
に、第１１図の従来のものではイオン化室の電子
密度の分布が中央に線状に集中し、それがイオン
化されて基板上に投映されているのに対して、第
１２図に示す本発明によるものではイオン化室内
の電子分布密度が広くかつ大きく、それがイオン
化されるため、基板に入るイオン電流域も図示し
たように円形の広い面積で一様なイオン電流密度
の得られていることが認められる。
効 果
以上説明したきたように、本発明によれば少な
くとも一つのフイラメントをイオン化部のイオン
化用引き出しグリツドの周囲における、装置の軸
線をはさんだ対称位置の一方の位置のみに設ける
だけで、従来のように高周波、電磁場印加手段や
多段構造等を用いずに大きなイオン電流を得るこ
とができ、その結果構造の簡単なイオン化装置を
提供することができる。
くとも一つのフイラメントをイオン化部のイオン
化用引き出しグリツドの周囲における、装置の軸
線をはさんだ対称位置の一方の位置のみに設ける
だけで、従来のように高周波、電磁場印加手段や
多段構造等を用いずに大きなイオン電流を得るこ
とができ、その結果構造の簡単なイオン化装置を
提供することができる。
第１図は本発明を実施しているクラスタイオン
源の構成を概略的に示し、第２〜５図はフイラメ
ントの種々の配置例を示し、第６〜１０図は本発
明のイオン化装置における種々の特性を例示する
グラフであり、第１１図は２本のフイラメントを
対向配置した従来のイオン化装置による基板への
イオンの入射状態を示し、第１２図は本発明にお
ける３本非対向配置によつて得られた基板へのイ
オンの入射状態を示す。 図中、１…蒸発源、２…加熱用ヒーター、４…
イオン化部、５…イオン化用電子引出しグリツ
ド、６…イオン化用電子放出フイラメント、８…
加速電極。
源の構成を概略的に示し、第２〜５図はフイラメ
ントの種々の配置例を示し、第６〜１０図は本発
明のイオン化装置における種々の特性を例示する
グラフであり、第１１図は２本のフイラメントを
対向配置した従来のイオン化装置による基板への
イオンの入射状態を示し、第１２図は本発明にお
ける３本非対向配置によつて得られた基板へのイ
オンの入射状態を示す。 図中、１…蒸発源、２…加熱用ヒーター、４…
イオン化部、５…イオン化用電子引出しグリツ
ド、６…イオン化用電子放出フイラメント、８…
加速電極。
Claims (1)
- １ イオン化すべき蒸気流を発生する蒸発源、お
よび蒸発源の前方に同軸に配置され、蒸発源から
の蒸気流にイオン化用の電子を照射してイオン化
するイオン化用電子放出フイラメントとグリツド
とを備えたイオン化部から成るイオン化装置にお
いて、蒸発源からの蒸気流を囲んで設けられたグ
リツドの外側における、装置の軸線をはさんだ対
称位置の一方の位置のみに、背にリペラを配した
少なくとも一つのフイラメントを設けたことを特
徴とするイオン化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20408184A JPS6184369A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | イオン化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20408184A JPS6184369A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | イオン化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6184369A JPS6184369A (ja) | 1986-04-28 |
| JPS6338429B2 true JPS6338429B2 (ja) | 1988-07-29 |
Family
ID=16484462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20408184A Granted JPS6184369A (ja) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | イオン化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6184369A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01318434A (ja) * | 1988-06-20 | 1989-12-22 | Nec Corp | マイクロ波受信装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63125672A (ja) * | 1986-11-13 | 1988-05-28 | Mitsubishi Electric Corp | 薄膜形成装置 |
| JPH0682611B2 (ja) * | 1988-06-06 | 1994-10-19 | 工業技術院長 | 薄膜形成装置 |
-
1984
- 1984-10-01 JP JP20408184A patent/JPS6184369A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01318434A (ja) * | 1988-06-20 | 1989-12-22 | Nec Corp | マイクロ波受信装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6184369A (ja) | 1986-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3583361A (en) | Ion beam deposition system | |
| US4419203A (en) | Apparatus and method for neutralizing ion beams | |
| US4213844A (en) | Ion plating apparatus | |
| WO1982004350A1 (en) | Filament dispenser cathode | |
| US5354445A (en) | Thin film-forming apparatus | |
| JPH0397854A (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPH01501353A (ja) | 動電子放出装置 | |
| JP2501828B2 (ja) | 薄膜蒸着装置 | |
| JPS6338429B2 (ja) | ||
| US3517240A (en) | Method and apparatus for forming a focused monoenergetic ion beam | |
| JPH0227432B2 (ja) | Ionkakiko | |
| JPS63472A (ja) | 真空成膜装置 | |
| Gilleo et al. | Propulsion by composite beams of negative and positive ions | |
| JPS6365067A (ja) | 薄膜形成法 | |
| JPS594045Y2 (ja) | 薄膜生成用イオン化装置 | |
| JPH05339720A (ja) | 薄膜形成装置 | |
| Sattler | Clusters in beams | |
| JPH04120271A (ja) | クラスタイオンビーム発生方法およびクラスタイオンビーム発生装置 | |
| JP2566602B2 (ja) | イオン源 | |
| JP2575375B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
| US4058667A (en) | Ion protected linear electron beam metal evaporator | |
| JPS6280263A (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JP2702235B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPS63282257A (ja) | イオンプレ−ティング装置 | |
| JPS63179060A (ja) | 薄膜形成装置 |