RU2796652C1 - Device for forming a beam of cluster or atomic ions of gas - Google Patents
Device for forming a beam of cluster or atomic ions of gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2796652C1 RU2796652C1 RU2022135467A RU2022135467A RU2796652C1 RU 2796652 C1 RU2796652 C1 RU 2796652C1 RU 2022135467 A RU2022135467 A RU 2022135467A RU 2022135467 A RU2022135467 A RU 2022135467A RU 2796652 C1 RU2796652 C1 RU 2796652C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cluster
- cathode
- anode
- ions
- housing
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Изобретение относится к ускорительной технике, в частности, к источникам ионов, и может быть использовано для получения стабильного направленного потока ускоренных кластерных или атомарных ионов. Изобретение может найти применение для решения практических задач оптики, микро- и наноэлектроники, при исследовании поверхности с использованием вторичной ионной масс-спектрометрии (ВИМС) и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС). В частности, устройство может быть использовано для обработки и модифицирования поверхности твердых материалов, включая травление, бездефектную очистку, сглаживание неровностей поверхности без тенденции к более глубокому повреждению приповерхностного слоя, сверхточную полировку поверхностного слоя деталей, для ионной имплантации примеси в полупроводники на сверхмалые глубины, формирования тонких пленок на поверхности изделий, в качестве источника анализирующего пучка кластерных ионов при осуществлении вторичной ионной масс-спектрометрии (ВИМС) органических соединений и биологических материалов. Изобретение также может найти применение в медицине для повышения биосовместимости различного рода медицинских имплантов.The invention relates to accelerator technology, in particular to ion sources, and can be used to obtain a stable directed flow of accelerated cluster or atomic ions. The invention can find application for solving practical problems of optics, micro- and nanoelectronics, in the study of the surface using secondary ion mass spectrometry (SIMS) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). In particular, the device can be used for processing and modifying the surface of solid materials, including etching, defect-free cleaning, smoothing surface irregularities without a tendency to deeper damage to the near-surface layer, ultra-precise polishing of the surface layer of parts, for ion implantation of impurities into semiconductors at ultra-shallow depths, formation thin films on the surface of products, as a source of an analyzing beam of cluster ions in the implementation of secondary ion mass spectrometry (SIMS) of organic compounds and biological materials. The invention can also find application in medicine to improve the biocompatibility of various types of medical implants.
Уровень техникиState of the art
Ионные пучки находят свое применение в микро- и наноэлектронике как средство обработки и модификации поверхности, а также для диагностики состава и структуры материалов. В связи с минитюаризацией электронных компонент и развитием микро-наноинженерии остро стоит задача по разработке новых методов и подходов для работы с такими объектами. Особенности взаимодействия кластерных ионов с поверхностью твердого тела позволяют эффективно применять кластерные пучки для сглаживания рельефа поверхности различных материалов, имплантации на сверхмалые глубины (в том числе высоких доз), а также в качестве высокоточного средства диагностики поверхности и структуры материалов. При этом использование атомарных ионов позволяет комбинировать классические ионно-пучковые методики с кластерными технологиями, а также создавать одноатомные структуры в рамках единого технологического цикла. В связи с этим для высокоточной полировки поверхностей, имплантации на сверхмалые глубины, для улучшения качества тонких пленок, получаемых осаждением, необходимо получение пучков кластерных ионов газа до 10 мкА/см2 со средним размером 800-1200 атомов в кластере или атомарных ионов газа с 1 пА/см2-6 мкА/см2 с использованием различных рабочих газов.Ion beams are used in micro- and nanoelectronics as a means of surface treatment and modification, as well as for diagnosing the composition and structure of materials. In connection with the miniaturization of electronic components and the development of micro-nanoengineering, the task of developing new methods and approaches for working with such objects is urgent. The features of the interaction of cluster ions with the surface of a solid body make it possible to effectively use cluster beams for smoothing the surface relief of various materials, implantation at ultra-small depths (including high doses), and also as a high-precision means for diagnosing the surface and structure of materials. At the same time, the use of atomic ions makes it possible to combine classical ion-beam techniques with cluster technologies, as well as to create single-atom structures within a single technological cycle. In this regard, for high-precision polishing of surfaces, implantation to ultra-shallow depths, and to improve the quality of thin films obtained by deposition, it is necessary to obtain beams of cluster gas ions up to 10 μA/ cm2 with an average size of 800–1200 atoms per cluster or atomic gas ions with 1 pA / cm 2 -6 μA / cm 2 using various working gases.
Из уровня техники известна конструкция высокочастотного (ВЧ) источника электронов для ионизирующих газовых кластеров (US20090166555A1), способного генерировать газовые пучки кластерных ионов с очень низким содержанием металлических примесей благодаря использованию для создания плазмы вместо нити накала радиочастотных или микроволновых электромагнитных волн. Этот электромагнитный источник электронов с индуктивной связью содержит плазменную камеру, которая состоит из боковых стенок, диэлектрической пластины и апертурной пластины. Однако данное устройство не позволяет получать пучки атомарных ионов газа, необходимые для решения большого ряда прикладных задач. Кроме того, данное устройство основано на использовании плазмы, в которой происходит ионизация рабочего газа с получением на выходе пучка кластерных ионов, при этом для предотвращения повреждающего действия плазмы на поверхность деталей в устройстве электромагнитный источник и апертурная пластина выполнены с покрытием боковых стенок специальными неметаллическими материалами: карбидом кремния или графитом, что вызывает определенные технологические сложности, а также нарушает чистоту получаемых ионов. В области ионизации протяженные внешние стенки, отражающие электроны, будут распыляться ионами, загрязняя продуктами распыления пучок, а также повышая давление остаточных газов.The construction of a high-frequency (HF) electron source for ionizing gas clusters (US20090166555A1) is known in the art, capable of generating gas beams of cluster ions with a very low content of metal impurities by using radio-frequency or microwave electromagnetic waves instead of a filament to create a plasma. This electromagnetic source of electrons with inductive coupling contains a plasma chamber, which consists of side walls, a dielectric plate and an aperture plate. However, this device does not allow one to obtain beams of atomic gas ions, which are necessary for solving a large number of applied problems. In addition, this device is based on the use of plasma, in which the working gas is ionized to produce a beam of cluster ions at the output, while to prevent the damaging effect of the plasma on the surface of parts in the device, the electromagnetic source and the aperture plate are made with side walls coated with special non-metallic materials: silicon carbide or graphite, which causes certain technological difficulties, and also violates the purity of the resulting ions. In the ionization region, extended outer walls reflecting electrons will be sputtered with ions, contaminating the beam with sputtering products and also increasing the pressure of the residual gases.
Из уровня техники известен ионизатор для формирования газово-кластерного ионного пучка (US20060097185A1), включающий линейные термоэлектронные нити, расположенные, по существу, параллельно оси газовой струи. Данное устройство характеризуется конструктивной сложностью и низкой надежностью, а также низкой эффективностью ионизации кластерных и атомарных ионов. Перечисленные недостатки известного устройства связаны с использованием большого количества термоэлектронных нитей, которые являются менее надежными и имеют меньшую эффективную зону выхода термоэлектронов по сравнению с термоэлектронными пластинами, что снижает эмиссию электронов и, соответственно, вероятность ионизации атомов рабочего газа. An ionizer for forming a gas-cluster ion beam (US20060097185A1) is known from the prior art, which includes linear thermionic filaments located essentially parallel to the axis of the gas jet. This device is characterized by structural complexity and low reliability, as well as low efficiency of ionization of cluster and atomic ions. The listed disadvantages of the known device are associated with the use of a large number of thermionic filaments, which are less reliable and have a smaller effective exit zone for thermionic electrons compared to thermionic plates, which reduces the emission of electrons and, accordingly, the probability of ionization of atoms of the working gas.
Из уровня техники известен ионизатор для формирования пучка кластерных ионов газа (US6629508B2), включающий источник электронов и ионизирующую область цилиндрической формы, практически свободную от магнитных полей. В одном варианте осуществления изобретения пучок представляет собой газовый кластерный пучок, а источник электронов выполнен в виде нити накаливания сложной формы, позволяющей компенсировать магнитного поле, возникающее в области ионизации из-за тока нагрева нити при работе источника электронов. В другом варианте осуществления изобретения в устройстве для ионизации цилиндрическая ионизирующая область включает пару софокусных цилиндрических электродов, расположенных с возможностью перемещения испускаемых электронов по спирали вокруг оси луча. Однако данное устройство является сложным в исполнении и характеризуется низким сроком службы в связи с использованием в конструкции нитей накаливания, которые обладают низкой устойчивостью к воздействию ионной и электронной бомбардировки. Кроме того, при использовании нитей накаливания эмиссия электронов происходит в относительно малом объеме, что снижает эффективность получаемого пучка атомарных или кластерных ионов.From the prior art an ionizer for forming a beam of cluster ions of gas (US6629508B2), including an electron source and an ionizing region of a cylindrical shape, practically free from magnetic fields. In one embodiment of the invention, the beam is a gas cluster beam, and the electron source is made in the form of an incandescent filament of a complex shape, which makes it possible to compensate for the magnetic field that arises in the ionization region due to the filament heating current during the operation of the electron source. In another embodiment of the invention, in the ionization device, the cylindrical ionizing region includes a pair of confocal cylindrical electrodes arranged to move the emitted electrons in a spiral around the beam axis. However, this device is complex in execution and is characterized by a low service life due to the use of filaments in the design, which have low resistance to ion and electron bombardment. In addition, when using incandescent filaments, electron emission occurs in a relatively small volume, which reduces the efficiency of the resulting beam of atomic or cluster ions.
Наиболее близким решением к заявляемому изобретению является устройство для ионизации кластерных ионов (RU2728513C1), которое включает корпус, выполненный в виде отражателя электронов, анод, катод. Анод и катод закреплены на керамическом основании. Анод выполнен в виде полого цилиндра, на радиально противоположных стенках которого по всей его высоте вырезаны части поверхностей под углом 30°-90°, которые закрыты металлической сеткой. Отражатель электронов расположен вокруг катода и анода и закреплен на керамическом основании соосно с анодом. Катод расположен между анодом и отражателем электронов на расстоянии от анода не менее 1,1 внешнего радиуса анода. Отражатель электронов имеет потенциал не менее -600 В относительно катода. Однако данное устройство характеризуется относительно низким сечением вакуумной откачки, что снижает срок службы устройства из-за повышенных тепловых нагрузок на узел ионизации, и тем самым приводит к неконтролируемому изменению размера кластерных ионов и низкому току на выходе ионизатора.The closest solution to the claimed invention is a device for ionization of cluster ions (RU2728513C1), which includes a housing made in the form of an electron reflector, an anode, a cathode. The anode and cathode are fixed on a ceramic base. The anode is made in the form of a hollow cylinder, on the radially opposite walls of which, along its entire height, parts of the surfaces are cut out at an angle of 30°-90°, which are covered with a metal mesh. The electron reflector is located around the cathode and anode and is fixed on a ceramic base coaxially with the anode. The cathode is located between the anode and the electron reflector at a distance from the anode not less than 1.1 of the anode outer radius. The electron reflector has a potential of at least -600 V relative to the cathode. However, this device is characterized by a relatively low vacuum pumping cross section, which reduces the service life of the device due to increased thermal loads on the ionization unit, and thus leads to an uncontrolled change in the size of cluster ions and a low current at the ionizer output.
Кроме того, все вышеперечисленные устройства предназначены для работы с благородными газами, преимущественно гелием, неоном, аргоном, ксеноном. При этом существует необходимость использования химически активных газов, таких как диборан, декаборан, аммиак, хлориды, и др., для решения задач микроэлектроники (включая повышение качества обработки поверхности, высокодозное легирование приповерхностных слоев при создании новых электронных компонент), которые оказывают негативное воздействие на конструктивные элементы устройства при формировании пучка кластерных или атомарных ионов газа и ухудшают эксплуатационные параметры устройства.In addition, all of the above devices are designed to work with noble gases, mainly helium, neon, argon, xenon. At the same time, there is a need to use reactive gases such as diborane, decaborane, ammonia, chlorides, etc., to solve problems in microelectronics (including improving the quality of surface treatment, high-dose doping of near-surface layers when creating new electronic components), which have a negative impact on structural elements of the device during the formation of a beam of cluster or atomic gas ions and degrade the operational parameters of the device.
Таким образом, технической проблемой, решаемой заявляемым изобретением, является устранение перечисленных выше недостатков, и разработка устройства для формирования пучка кластерных или атомарных ионов газа с улучшенными эксплуатационными характеристиками, простого при производстве и использовании.Thus, the technical problem solved by the claimed invention is the elimination of the above disadvantages, and the development of a device for forming a beam of cluster or atomic gas ions with improved performance, easy to manufacture and use.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
Техническим результатом изобретения является разработка устройства с возможностью использования химически активных газов (включая диборан, декаборан, аммиак, хлоридов) для получения ускоренных кластерных или атомарных ионов с улучшенными эксплуатационными характеристиками, включая: рабочую температуру катода (650 – 900°С), при которой происходит эмиссия электронов; срок службы катода до 800 часов при работе с химически активными газами; эффективность ионизации ионов, характеризующаяся плотностью ионного тока для пучка атомарных ионов 1 пА/см2-6 мкА/см2 и до 10 мкА/см2 кластерных ионов, со средним размером 800-1200 атомов; получение стабильного направленного пучка атомарных или кластерных ионов. При этом конструкция устройства является надежной, простой в изготовлении и эксплуатации.The technical result of the invention is the development of a device with the possibility of using reactive gases (including diborane, decaborane, ammonia, chlorides) to obtain accelerated cluster or atomic ions with improved performance, including: cathode operating temperature (650 - 900 ° C), at which electron emission; cathode service life up to 800 hours when working with reactive gases; ion ionization efficiency, characterized by the ion current density for an
Технический результат достигается устройством для получения кластерных и атомарных ионов, содержащим корпус с выходным отверстием для пучка кластерных или атомарных ионов; расположенные в корпусе анод и катод, закрепленные на керамических изоляторах; электромагнит, установленный между корпусом и анодом, выполненный с возможностью формирования магнитного поля с индукцией не менее 5 мТл; The technical result is achieved by a device for producing cluster and atomic ions, containing a housing with an outlet for a beam of cluster or atomic ions; located in the body of the anode and cathode, mounted on ceramic insulators; an electromagnet installed between the housing and the anode, configured to form a magnetic field with an induction of at least 5 mT;
при этом катод выполнен из металлосплавного материала с температурой эмиссии не более 900°С; корпус выполнен с отверстиями для вакуумной откачки и снабжен колпаком, выполняющим функцию электрода, где внутренняя поверхность корпуса и колпака в области ионизации выполнены с покрытием из аморфного оксида кремния толщиной до 100 нм, а часть поверхности колпака вокруг отверстия выполнена конусообразной.while the cathode is made of metal-alloy material with an emission temperature of not more than 900°C; the body is made with openings for vacuum evacuation and is provided with a cap that acts as an electrode, where the inner surface of the body and the cap in the ionization region are coated with amorphous silicon oxide up to 100 nm thick, and part of the cap surface around the hole is made cone-shaped.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения образующая конусообразной поверхности корпуса расположена под углом 65-70 градусов к оси пучка.In a preferred embodiment of the invention, the generatrix of the cone-shaped surface of the housing is located at an angle of 65-70 degrees to the axis of the beam.
Корпус ионизатора является несущей конструкцией с площадью не менее 60 см2 в зоне ионизации, закреплен на отдельном керамическом изоляторе, и снабжен по меньшей мере четырьмя отверстиями с суммарной площадью сечения вакуумной откачки не менее 25 см2. Колпак корпуса может быть выполнен съемным.The ionizer housing is a supporting structure with an area of at least 60 cm 2 in the ionization zone, fixed on a separate ceramic insulator, and equipped with at least four holes with a total vacuum pumping cross-sectional area of at least 25 cm 2 . The housing cap can be made removable.
Устройство снабжено вытягивающими электродами, внутренняя поверхность которых также может быть выполнена с покрытием из аморфного оксида кремния толщиной до 100 нм.The device is equipped with drawing electrodes, the inner surface of which can also be coated with amorphous silicon oxide up to 100 nm thick.
В одном из вариантов осуществления изобретения катод выполнен в форме цилиндра, анод выполнен в виде сектора цилиндрической сетки при этом катод, анод и корпус имеют соосное расположение, где оси пучка ионов, катода и анода лежат в одной плоскости.In one of the embodiments of the invention, the cathode is made in the form of a cylinder, the anode is made in the form of a sector of a cylindrical grid, while the cathode, anode and housing have a coaxial arrangement, where the axes of the ion beam, cathode and anode lie in the same plane.
В отдельных вариантах осуществления изобретения расстояние между катодом и анодом может варьироваться от 0,15 до 0,45 расстояния между анодом и ионооптической осью, а расстояние между корпусом и ионооптической осью составляет не менее 3 расстояний между анодом и ионооптической осью.In some embodiments of the invention, the distance between the cathode and the anode can vary from 0.15 to 0.45 of the distance between the anode and the ion-optical axis, and the distance between the housing and the ion-optical axis is at least 3 distances between the anode and the ion-optical axis.
В области ионизации протяженные внешние стенки распыляются ионами, загрязняя продуктами распыления формируемый пучок ускоренных кластерных или атомарных ионов, а также повышая давление остаточных газов. Выполнение в стенках корпуса устройства отверстий площадью не менее 25 см2 увеличивает сечение вакуумной откачки при выполнении минимального размера корпуса устройства площадью 60 см2 в зоне ионизации, снижая, тем самым, давление остаточных газов внутри корпуса устройства. В результате катод приобретает большую устойчивость к воздействию ионной и электронной бомбардировки, что увеличивает срок службы катода и способствует более стабильному направленному пучку атомарных или кластерных ионов, повышению эффективности ионизации ионов, в т.ч. за счет уменьшения степени разрушения кластерных ионов, что влечет увеличение среднего размера кластерных ионов и плотности формируемого потока кластерных ионов.In the ionization region, extended outer walls are sputtered with ions, contaminating the formed beam of accelerated cluster or atomic ions with the products of sputtering, as well as increasing the pressure of the residual gases. Making holes in the walls of the device housing with an area of at least 25 cm 2 increases the vacuum pumping cross section while making the minimum size of the device housing with an area of 60 cm 2 in the ionization zone, thereby reducing the pressure of residual gases inside the device housing. As a result, the cathode becomes more resistant to ion and electron bombardment, which increases the service life of the cathode and contributes to a more stable directed beam of atomic or cluster ions, an increase in the efficiency of ion ionization, incl. by reducing the degree of destruction of cluster ions, which leads to an increase in the average size of cluster ions and the density of the generated cluster ion flux.
Эффективность ионизации ионов повышается также и за счет снижения температуры узлов ионизатора, что достигается за счет уменьшения рабочей температуры катода, составляющей 650–900°С, и тока эмиссии I=60 мА при напряжении между катодом и анодом 300 В, откуда происходит эмиссия электронов. Разогрев поверхности металлических деталей в результате работы катода ведет к выделению газов, повышая давление остаточных газов. Предпочтительным в конструкции устройства является использование цилиндрических катодов с закрепленными на их поверхности со стороны, обращенной к аноду, пластинами, полученными прессованием композиции из порошка металла с примесью порошка интерметаллида от 1.5 до 7.0 масс. %. Например, такие пластины могут быть выполнены из PdBa сплава или PtBa сплава, характеризующихся зернистой, пористой структурой со значительно увеличенной площадью поверхности зерен. Использование таких катодов направлено на снижение работы выхода электронов, на увеличение эффективной зоны выхода термоэлектронов (по сравнению с нитями накаливания), на увеличение эмиссии электронов и, соответственно, вероятности ионизации атомов рабочего газа. При этом снижается риск перегорания катода и, соответственно, выхода из строя заявленного устройства. Данные типы катодов имеют большую устойчивость к ионной и электронной бомбардировке, в результате чего увеличивается срок службы устройства.The efficiency of ion ionization is also increased by lowering the temperature of the ionizer nodes, which is achieved by reducing the operating temperature of the cathode, which is 650–900°C, and the emission current I = 60 mA at a voltage between the cathode and anode of 300 V, from which electron emission occurs. The heating of the surface of metal parts as a result of the operation of the cathode leads to the release of gases, increasing the pressure of the residual gases. It is preferable in the design of the device to use cylindrical cathodes with plates fixed on their surface from the side facing the anode, obtained by pressing a composition of metal powder with an admixture of intermetallic powder from 1.5 to 7.0 wt. %. For example, such plates can be made of PdBa alloy or PtBa alloy, characterized by a granular, porous structure with a significantly increased grain surface area. The use of such cathodes is aimed at reducing the work function of electrons, at increasing the effective exit zone of thermionic electrons (compared to incandescent filaments), at increasing the electron emission and, accordingly, the probability of ionization of atoms of the working gas. This reduces the risk of cathode burnout and, accordingly, failure of the claimed device. These types of cathodes are more resistant to ion and electron bombardment, resulting in longer device life.
Эффективность ионизации повышается также за счет подбора взаимного расположения катода и анода. Установка катода соосно с анодом на расстояние от анода в пределах от 0,15 до 0,45 расстояния между анодом и ионооптической осью позволяет электронам взаимодействовать во всей области вблизи оптический оси устройства. Электроны эмитируются в сторону анода в ограниченный телесный угол. С уменьшением расстояния часть электронов не охватывает всю область, где происходит ионизация рабочего газа. С увеличением расстояния взаимодействие электронов с рабочим газом происходит в ограниченной области вблизи оптической оси.The efficiency of ionization is also increased by selecting the mutual arrangement of the cathode and anode. Installing the cathode coaxially with the anode at a distance from the anode in the range from 0.15 to 0.45 of the distance between the anode and the ion-optical axis allows electrons to interact in the entire region near the optical axis of the device. Electrons are emitted towards the anode in a limited solid angle. As the distance decreases, some of the electrons do not cover the entire region where the ionization of the working gas occurs. As the distance increases, the interaction of electrons with the working gas occurs in a limited region near the optical axis.
Эффективность ионизации ионов повышается также и за счет использования в конструкции устройства металлических деталей, расположенных в зоне ионизации, с покрытием из аморфного оксида кремния толщиной до 100 нм. Таким покрытием снабжены, по меньшей мере две детали - корпус и колпак, при этом покрытие выполнено со стороны их внутренней поверхности. Дополнительно с покрытием могут быть выполнены вытягивающие электроды (со стороны внутренней поверхности), и в некоторых случаях – аноды. Использование деталей с покрытием из аморфного оксида кремния стало возможным в связи с использованием катодов с рабочей температурой не выше 900°С. Покрытие может быть выполнено осаждением из газовой фазы, например через проведение реакции SiHCl3 → Si + Cl2 + HCl. Данный вид покрытия существенно (не менее чем в 10 раз) уменьшает газовыделение из металлов в рабочей области, что уменьшает давление остаточных газов. Кроме того, устройство характеризуется антикоррозионными свойствами, позволяющими использовать в технологическом процессе химически активные газы при обеспечении высокого срока службы катода и устройства в целом.The ionization efficiency of ions is also increased due to the use in the design of the device of metal parts located in the ionization zone, coated with amorphous silicon oxide up to 100 nm thick. At least two parts are provided with such a coating - a body and a cap, while the coating is made from the side of their inner surface. Additionally, drawing electrodes (from the inner surface side) and, in some cases, anodes can be made with a coating. The use of parts coated with amorphous silicon oxide has become possible in connection with the use of cathodes with an operating temperature not higher than 900°C. The coating can be performed by vapor deposition, for example through the reaction SiHCl 3 → Si + Cl 2 + HCl. This type of coating significantly (at least 10 times) reduces gas emission from metals in the working area, which reduces the pressure of residual gases. In addition, the device is characterized by anti-corrosion properties that allow the use of reactive gases in the technological process while ensuring a long service life of the cathode and the device as a whole.
Плотность потока кластерных частиц на выходе из корпуса ионизатора повышается за счет использования конусообразной поверхности корпуса, расположенной под углом к оси корпуса α=65÷70 градусов. Пространственный заряд пучка неизбежно приводит к расширению пучка по мере его распространения и, соответственно, к уменьшению плотности потока пучка ионов. Использование конусообразной формы приводит к появлению радиального электрического поля, которое компенсирует поле пространственного заряда пучка. Таким образом, указанная форма колпака корпуса, выполняющего функцию электрода, позволяет получить распределение потенциала, компенсирующее поле пространственного заряда на границе формируемого пучка.The flux density of cluster particles at the outlet of the ionizer housing is increased by using a cone-shaped surface of the housing, located at an angle to the housing axis α=65÷70 degrees. The space charge of the beam inevitably leads to beam expansion as it propagates and, accordingly, to a decrease in the ion beam flux density. The use of a conical shape leads to the appearance of a radial electric field, which compensates for the beam space charge field. Thus, the indicated shape of the housing cap, which acts as an electrode, makes it possible to obtain a potential distribution that compensates for the space charge field at the boundary of the formed beam.
Таким образом, улучшение эксплуатационных характеристик устройства и повышение эффективности ионизации атомарных и кластерных ионов при возможности использования для ионизации химически активных газов достигается за счет использования комплекса признаков, включающего: конструктивное решение корпуса устройства с колпаком, выполняющим функцию электрода и имеющим скошенные края вокруг выходного отверстия для пучка атомарных или кластерных ионов; соосное расположение корпуса, анода, катода; наличие магнита между корпусом и анодом, позволяющего увеличить длину свободного пробега электронов в области ионизации между анодами; наличие отверстий в корпусе устройства, позволяющих увеличить сечение вакуумной откачки; использование металлического катода с примесью порошка интерметаллида, а также деталей устройства, расположенных в области ионизации, с покрытием из аморфного оксида кремния толщиной до 100 нм.Thus, improving the performance of the device and increasing the efficiency of ionization of atomic and cluster ions, if it is possible to use reactive gases for ionization, is achieved through the use of a set of features, including: a beam of atomic or cluster ions; coaxial arrangement of the housing, anode, cathode; the presence of a magnet between the body and the anode, which makes it possible to increase the free path of electrons in the ionization region between the anodes; the presence of holes in the body of the device, allowing to increase the vacuum pumping cross section; the use of a metal cathode with an admixture of intermetallic powder, as well as device parts located in the ionization region, coated with amorphous silicon oxide up to 100 nm thick.
Для управления процессом получения кластерных или атомарных ионов, а также контроля среднего размера кластерных ионов сопло для подачи рабочего газа снабжено датчиком давления. To control the process of obtaining cluster or atomic ions, as well as to control the average size of cluster ions, the nozzle for supplying the working gas is equipped with a pressure sensor.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 - 3 представлено заявляемое устройство, вид спереди, продольный разрез, поперечный разрез, соответственно, на фиг. 4 представлена 3D модель устройства для получения кластерных или атомарных ионов. Позициями на чертежах обозначены: 1 – основание, 2, 9 – стойки, 3 – изолятор, 4 – корпус, 5 – колпак корпуса, 6 – первый вытягивающий электрод, 7 – второй вытягивающий электрод, 8 – третий вытягивающий электрод, 10, 12 – аноды, 11, 13 – катоды (два диаметрально расположенных катода относительно оси анода), 14 – магнит, 15 – сопло для подачи газа с датчиком давления, 16 – отверстия в корпусе.The invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 - 3 shows the claimed device, front view, longitudinal section, cross section, respectively, in Fig. 4 shows a 3D model of a device for obtaining cluster or atomic ions. The positions in the drawings indicate: 1 - base, 2, 9 - racks, 3 - insulator, 4 - housing, 5 - housing cap, 6 - first pulling electrode, 7 - second pulling electrode, 8 - third pulling electrode, 10, 12 - anodes, 11, 13 - cathodes (two diametrically located cathodes relative to the anode axis), 14 - magnet, 15 - nozzle for gas supply with a pressure sensor, 16 - holes in the housing.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Устройство выполнено в виде цельного изделия (см. фиг.1 – 4), установленного на основании 1. Устройство включает керамические высоковольтные изоляторы 3, корпус 4, установленную в корпусе систему из двух катодов 11, 13, двух анодов 10, 12 и магнита 14. Корпус 4 расположен вокруг катодов 11, 13 и анодов 10, 12, имеет преимущественно цилиндрическую форму, снабжен колпаком 5, и закреплен на основании 1 на керамических изоляторах 3. Устройство также содержит вытягивающие электроды, 6, 7, 8, при этом электроды 6 и 8 удерживаются стойками 2 и 9, закрепленными на основании 1. Электрод 7 установлен на электрод 6 с помощью керамических изоляторов 3. The device is made in the form of a single piece (see Fig.1 - 4), installed on the
Катоды в одном из вариантов осуществления изобретения могут быть выполнены из палладий-бариевого сплава с температурой эмиссии электронов Т=900°С и током эмиссии I=60 мА, и расположены в корпусе с возможностью эмиссии электронов в направлении анодов. Катод представляет собой тонкую металлическую пластину с интерметаллидами, закреплённую на цилиндрической трубке, к которой подведены контакты пластины. Катод расположен соосно с анодом, при этом расстояние между катодом и анодом варьируется от 0,15 до 0,45 расстояния между анодом и ионооптической осью. Минимальное расстояние между катодом и анодом может составлять 4 мм, максимальное – до 10 мм. Катод и анод размещены с расположением их осей в одной плоскости с ионооптической осью. Аноды выполнены в виде металлической сетки в форме сектора цилиндра. Электромагнит обмотан вокруг рабочей зоны ионизатора и закреплен на корпусе.The cathodes in one of the embodiments of the invention can be made of a palladium-barium alloy with an electron emission temperature T=900°C and an emission current I=60 mA, and are located in the housing with the possibility of electron emission in the direction of the anodes. The cathode is a thin metal plate with intermetallic compounds, fixed on a cylindrical tube, to which the contacts of the plate are connected. The cathode is located coaxially with the anode, while the distance between the cathode and the anode varies from 0.15 to 0.45 of the distance between the anode and the ion-optical axis. The minimum distance between the cathode and the anode can be 4 mm, the maximum - up to 10 mm. The cathode and anode are placed with the location of their axes in the same plane with the ion-optical axis. The anodes are made in the form of a metal mesh in the form of a cylinder sector. The electromagnet is wound around the working area of the ionizer and fixed on the body.
Система из катодов 11, 13 и анодов 10, 12, находящаяся в магнитном поле магнита 14 (фиг.3), осуществляет ионизацию кластеров, которые оказываются в области ионизации. Размер отверстия, находящегося между анодами 10, 12, а также расстояние между ними, и количество катодов с анодами может варьироваться в зависимости от необходимого тока кластерных ионов и диаметра пучка. Расстояние между катодом и анодом варьируется от 0,15 до 0,45 расстояния между анодом и ионооптической осью, а расстояние между корпусом и ионооптической осью составляет не менее 3 расстояний между анодом и ионооптической осью для получения кластерного пучка 1-10 мкА/см2 со средним размером кластера N=500-1200. Например, для получения кластерного пучка с током 10 мкА/см2 и со средним размером кластера N=800-1200 размер отверстия составляет 10 мм, а расстояние между катодом и анодом - 0,3 расстояния между анодом и ионооптической осью. Вся эта система в корпусе 4 закреплена на керамическом изоляторе. The system of
Колпак 5 корпуса 4 имеет в центральной части выходное отверстие, ось которого совпадает с оптической осью устройства, обеспечивающее выход сформированного в корпусе пучка кластерных или атомарных ионов газа. Часть поверхности колпака корпуса, прилегающая к отверстию, выполнена конусообразной. Образующая конусообразной поверхности корпуса расположена под углом к оси корпуса α=65÷70 градусов. Диаметр выходного отверстия может составлять не менее 3 мм. В процессе ионизации пространственный заряд пучка неизбежно приводит к расширению пучка по мере его распространения и, соответственно, к уменьшению плотности потока пучка ионов. Форма корпуса ионизатора приводит к появлению радиального электрического поля, которое компенсируется полем пространственного заряда пучка. Таким образом, указанная форма колпака корпуса, выполняющего функцию электрода, позволяет получить распределение потенциала, компенсирующее поле пространственного заряда на границе формируемого пучка. Колпак корпуса выполнен съемным для обеспечения возможности замены расположенных в корпусе катодов.The
Вытягивающие электроды 6, 7 и 8 выполнены в виде металлических цилиндров.Pulling
Подача газа в ионизатор осуществляется через сопло 15, которое совмещено с датчиком давления (на чертеже не показан). Изменением давления подаваемого газа можно варьировать размер кластеров вплоть до атомарных ионов.The gas supply to the ionizer is carried out through the
Пучок атомарных ионов может быть получен при давлении рабочего газа в диапазоне от 10-5 атм до 2 атм. Область применения атомарных ионов – ионная имплантация и модификация рельефа поверхности, например, создание поверхностных наноструктур. Пучок газовых кластерных ионов может быть получен при давлении рабочего газа (Ar, Xe, Kr, Ne) в диапазоне от 2 атм до 5.5 атм.A beam of atomic ions can be obtained at a working gas pressure in the range from 10 -5 atm to 2 atm. The field of application of atomic ions is ion implantation and modification of the surface relief, for example, the creation of surface nanostructures. A beam of gaseous cluster ions can be obtained at a working gas pressure (Ar, Xe, Kr, Ne) in the range from 2 atm to 5.5 atm.
С палладий-бариевого (PdBa) цилиндрического катода с помощью низкотемпературной термоэлектронной эмиссии эмитируются электроны, которые ускоряются в направлении сетчатого анода. Эмитированные электроны электронным ударом ионизируют атомы либо кластеры рабочего газа. Для увеличения длины свободного пробега электронов и, соответственно, вероятности взаимодействия с кластерами, в устройстве установлен электромагнит 14 между корпусом 4 и катодами 11, 13, позволяющий получать магнитное поле с индукцией не менее 5 мТл.Electrons are emitted from a palladium-barium (PdBa) cylindrical cathode using low-temperature thermionic emission, which are accelerated towards the grid anode. The emitted electrons ionize atoms or clusters of the working gas by electron impact. To increase the free path of electrons and, accordingly, the probability of interaction with clusters, an
Эмитированные с катода под действием ионной бомбардировки электроны захватываются магнитным полем, им сообщается циклоидальное движение по спирали по замкнутым траекториям в зазоре между магнитными полюсами магнита, анодом и катодом.The electrons emitted from the cathode under the action of ion bombardment are captured by the magnetic field, they are given a cycloidal movement in a spiral along closed trajectories in the gap between the magnetic poles of the magnet, the anode and the cathode.
где r — радиус движения электрона в поле, 
Электроны удерживаются, с одной стороны, магнитным полем, возвращающим ионы на катод, с другой – самим катодом, который, обладая отрицательным зарядом, отталкивает электроны. Электроны циркулируют в ловушке до тех пор, пока не произойдет несколько столкновений с кластерами. При столкновении электронов с кластерами или атомами рабочего газа происходит их ионизация. The electrons are held, on the one hand, by the magnetic field, which returns the ions to the cathode, and, on the other hand, by the cathode itself, which, having a negative charge, repels the electrons. Electrons circulate trapped until several cluster collisions occur. When electrons collide with clusters or atoms of the working gas, they are ionized.
В заявленном устройстве в отличие от прототипа корпус устройства не используется как отражатель электронов. Экспериментально показано, что плотность ионного тока не зависит от величины потенциала, поданного на корпус устройства. При магнитном поле с индукцией 7 мТл ток пучка может изменяться в пределах 3 % в зависимости от поданного напряжения на корпус ионизатора (от 0 до -700 В).In the claimed device, unlike the prototype, the body of the device is not used as an electron reflector. It has been experimentally shown that the ion current density does not depend on the magnitude of the potential applied to the device case. In a magnetic field with an induction of 7 mT, the beam current can vary within 3% depending on the voltage applied to the ionizer body (from 0 to -700 V).
Ионизированные кластеры вытягиваются через отверстие в колпаке корпуса 5 вдоль оптической оси в направлении электродов 6, 7, 8, которые выполняют функцию электростатической линзы, фокусирующей кластерный пучок на мишень.The ionized clusters are pulled out through the hole in the
Для снижения давления остаточных газов и, соответственно, увеличения сечения откачки, в корпусе предусмотрены не менее 4 отверстий 16, с суммарной площадью отверстий не менее 25 см2, расположенных в проекции рабочей камеры устройства, в которой происходит ионизация ионов.To reduce the pressure of residual gases and, accordingly, increase the pumping cross section, at least 4
Длина свободного пробега частицы 
Закон Менделеева-Клайперона 
Уменьшая давление остаточных газов, увеличивается длина свободного пробега кластерных ионов и, соответственно, уменьшается вероятность их разрушения. By reducing the pressure of the residual gases, the mean free path of cluster ions increases and, accordingly, the probability of their destruction decreases.
При выполнении корпуса устройства без отверстий полученная плотность ионного тока для кластерного пучка составила 0,5 мкА/см2. При наличии в корпусе ионизатора отверстий с площадью не менее 25 см2 плотность ионного тока для кластерного пучка составила 6-10 мкА/см2 со средним размером кластера N=800-1200. Плотность ионного тока для атомарного пучка составила 1 пА/см2-6 мкА/см2 при наличии отверстий и, соответственно, 100 пА/см2-0,1 мкА/см2 без них.When the device case was made without holes, the obtained ion current density for the cluster beam was 0.5 μA/cm 2 . If there are holes in the ionizer housing with an area of at least 25 cm 2, the ion current density for the cluster beam was 6-10 μA/cm 2 with an average cluster size N=800-1200. The ion current density for the atomic beam was 1 pA/cm 2 -6 μA/cm 2 with holes and, accordingly, 100 pA/cm 2 -0.1 μA/cm 2 without them.
Для получения кластерного пучка 10 мкА/см2 со средним размером кластера N=800-1200, в качестве рабочего газа использовался Ar, давление рабочего газа устанавливалось на уровне 5 атм. По достижении давления в камере ионизатора на уровне 2×10-6 Торр включали катод. Рабочий ток катода, равный 3.5 А, устанавливается постепенно, по 0.5 через каждые 5 минут. Затем между катодом и анодом устанавливалась разность потенциалов 300 В. На оптической оси магнитное поле с индукцией не менее 10 мТл.To obtain a cluster beam of 10 μA/cm 2 with an average cluster size N=800-1200, Ar was used as the working gas, and the pressure of the working gas was set at 5 atm. Upon reaching the pressure in the ionizer chamber at the level of 2×10 -6 Torr, the cathode was switched on. The operating current of the cathode, equal to 3.5 A, is set gradually, by 0.5 every 5 minutes. Then, a potential difference of 300 V was established between the cathode and anode. A magnetic field with an induction of at least 10 mT was on the optical axis.
Изменение напряжения вытягивающих электродов позволяет фокусировать пучок, что дает возможность варьировать значение плотности ионного тока пучка. Типичное напряжение фокусировки пучка, как правило, устанавливают равным половине напряжения, используемого для ускорения ионов. При ускоряющем напряжении, равном 10 кВ, плотность ионного кластерного пучка составляет до 10 мкА/см2.Changing the voltage of the extracting electrodes makes it possible to focus the beam, which makes it possible to vary the value of the beam ion current density. A typical beam focusing voltage is typically set to half the voltage used to accelerate the ions. At an accelerating voltage of 10 kV, the density of the ion cluster beam is up to 10 μA/ cm2 .
Пример 1. Example 1
Изготовленные опытные образцы устройства имели следующие параметры: расстояние от сопла до области ионизации 42-53 мм, расстояние между анодами 16-18 мм, расстояние между катодом и анодом 6 мм, длина области ионизации (высота анода) – 40 мм, электромагнит, позволяющий подучать магнитное поле с индукцией 5-7 мТл по оптической оси, отверстие в колпаке корпуса для вытягивания ионов диаметром 10 мм, вытягивающие электроды представляли собой электростатические линзы с длиной электрода 40 мм и шириной 40 мм, расстояние между электродами составляло 5 мм, причем первый электрод был выполнен симметрично с колпаком корпуса для создания эквипотенциальной поверхности. В качестве катода была использована палладий-бариевая пластина толщиной 1 – 5 мкм.The manufactured prototypes of the device had the following parameters: the distance from the nozzle to the ionization region was 42-53 mm, the distance between the anodes was 16-18 mm, the distance between the cathode and the anode was 6 mm, the length of the ionization region (anode height) was 40 mm, an electromagnet that allowed a magnetic field with an induction of 5-7 mT along the optical axis, a hole in the housing cap for extracting ions with a diameter of 10 mm, the extraction electrodes were electrostatic lenses with an electrode length of 40 mm and a width of 40 mm, the distance between the electrodes was 5 mm, and the first electrode was is made symmetrically with the housing cap to create an equipotential surface. A palladium-
Напряжение на катоде определялось током эмиссии, типом катода и принимало значения до 3.5 А. Напряжение между анодом и катодом составляло 300 В. Напряжение на электроде 2 составляло 0.8 от энергии пучка. Все остальные элементы находились под потенциалом земли.The cathode voltage was determined by the emission current and cathode type and took values up to 3.5 A. The voltage between the anode and cathode was 300 V. The voltage at
В проведенных экспериментах был использован рабочий газ Ar в диапазоне давлений 3-5 атм. Энергия кластерных ионов варьировалась в диапазоне от 1 до 30 кэВ. При этом плотность ионного кластерного пучка составила до 10 мкА/см2 при давлении 5 атм. и энергии 10 кэВ, средний размер кластерного иона составил 1200 атомов, диаметр пучка – 5 мм.In the experiments carried out, the working gas Ar was used in the pressure range of 3–5 atm. The energy of cluster ions varied in the range from 1 to 30 keV. In this case, the density of the ion cluster beam was up to 10 μA/ cm2 at a pressure of 5 atm. and an energy of 10 keV, the average size of a cluster ion was 1200 atoms, and the beam diameter was 5 mm.
Рабочая температура катода составила 650°С. Стабильность пучка контролировалась с помощью осциллографа и времяпролетной методики.The operating temperature of the cathode was 650°C. The beam stability was monitored using an oscilloscope and a time-of-flight technique.
Таким образом, плотность потока на выходе устройства в 6,2 раза была выше по сравнению с прототипом, в котором отсутствовал магнит, корпус был выполнен в виде отражающего электрода, без отверстий.Thus, the flux density at the output of the device was 6.2 times higher compared to the prototype, in which there was no magnet, the body was made in the form of a reflective electrode, without holes.
Пример 2. Example 2
Геометрические параметры устройства: расстояние от сопла до области ионизации 45-55 мм, расстояние между анодами 16-18 мм, расстояние между катодом и анодом 5 мм, длина области ионизации (высота анода) – 40 мм, магнитное поле с индукцией 6 мТл, отверстие для вытягивания ионов 10 мм. В устройстве использованы три электрода, представляющие из себя электростатическую линзу с параметрами длины электрода 40 мм и шириной 40 мм с расстояниями между ними 5 мм, причем первый электрод выполнен симметрично с колпаком корпуса для создания эквипотенциальной поверхности. Слой кремнийсодержащего покрытия был выполнен толщиной 80 нм. В качестве катода была использована палладий-бариевая пластина.Geometric parameters of the device: distance from nozzle to ionization region 45-55 mm, distance between anodes 16-18 mm, distance between cathode and
Напряжение на катоде определялось током эмиссии, типом катода и принимало значения до 3.7 А. Напряжение между анодом и катодом составляло 300 В. Напряжение на электроде 2 составляло значения 0.8 от энергии пучка. Все остальные элементы находились под потенциалом земли.The cathode voltage was determined by the emission current and cathode type and took values up to 3.7 A. The voltage between the anode and cathode was 300 V. The voltage at
В качестве рабочего газа использовался декаборан в диапазоне давлений 3-5 атм. Энергия кластерных ионов варьировалась от 1 до 30 кэВ. При этом плотность ионного кластерного пучка составляла до 4 мкА/см2 при давлении 3.5 атм. и энергии 10 кэВ, наиболее вероятный размер кластерного иона составил 1000 атомов. Диаметр пучка – 5 мм.Decaborane was used as a working gas in the pressure range of 3–5 atm. The energy of cluster ions varied from 1 to 30 keV. In this case, the density of the ion cluster beam was up to 4 μA/ cm2 at a pressure of 3.5 atm. and an energy of 10 keV, the most probable size of the cluster ion was 1000 atoms. The beam diameter is 5 mm.
Рабочая температура катода составила 900°С.The operating temperature of the cathode was 900°C.
Конструкция позволяет получать пучки борных кластеров (из химически активных газов). Стабильность пучка контролировалась с помощью осциллографа и времяпролетной методики.The design makes it possible to obtain beams of boron clusters (from reactive gases). The beam stability was monitored using an oscilloscope and a time-of-flight technique.
Таким образом, данное устройство позволяет получать ускоренные кластерные или атомарные ионы (как химически активных газов, так и инертных), при этом увеличивается срок службы анода, уменьшаются токи, при которых происходит эмиссия, при этом получается стабильный направленный поток пучка ионов на выходе ионизатора.Thus, this device makes it possible to obtain accelerated cluster or atomic ions (both reactive gases and inert ones), while the anode service life increases, the currents at which emission occurs decrease, and a stable directed ion beam flow at the ionizer output is obtained.
Claims (12)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2796652C1 true RU2796652C1 (en) | 2023-05-29 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2824942C1 (en) * | 2023-12-28 | 2024-08-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Ионоскоп" | Ion fragmentation device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9799488B2 (en) * | 2010-08-23 | 2017-10-24 | Exogenesis Corporation | Method and apparatus for neutral beam processing based on gas cluster ion beam technology |
| RU2688865C2 (en) * | 2016-11-02 | 2019-05-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов Российской академии наук (ИПТМ РАН) | Method of modifying nanostructures of electronic engineering materials with gas cluster ions |
| RU2728513C1 (en) * | 2020-02-12 | 2020-07-30 | Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" | Device for cluster ion ionisation |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9799488B2 (en) * | 2010-08-23 | 2017-10-24 | Exogenesis Corporation | Method and apparatus for neutral beam processing based on gas cluster ion beam technology |
| RU2688865C2 (en) * | 2016-11-02 | 2019-05-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов Российской академии наук (ИПТМ РАН) | Method of modifying nanostructures of electronic engineering materials with gas cluster ions |
| RU2728513C1 (en) * | 2020-02-12 | 2020-07-30 | Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" | Device for cluster ion ionisation |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2824942C1 (en) * | 2023-12-28 | 2024-08-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Ионоскоп" | Ion fragmentation device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5022977A (en) | Ion generation apparatus and thin film forming apparatus and ion source utilizing the ion generation apparatus | |
| US7586101B2 (en) | Ion sources for ion implantation apparatus | |
| JP5212760B2 (en) | Ion source for ion implanter and repeller therefor | |
| US8357912B2 (en) | Techniques for providing a multimode ion source | |
| US9865422B2 (en) | Plasma generator with at least one non-metallic component | |
| JPH0132627B2 (en) | ||
| WO2015017635A1 (en) | Improved lifetime ion source | |
| JP2018519649A (en) | Repeller for ion implanter, cathode, chamber wall, slit member, and ion generator including the same | |
| KR20010061987A (en) | Diamond-like coated components in an ion implanter for reducing x-ray emissions | |
| JP2664094B2 (en) | Metal ion source and metal ion generation method | |
| RU2796652C1 (en) | Device for forming a beam of cluster or atomic ions of gas | |
| US20090166555A1 (en) | RF electron source for ionizing gas clusters | |
| JP2009283459A (en) | Multimode ion source | |
| WO2016092368A2 (en) | Plasma generator with at least one non-metallic component | |
| WO2001093293A1 (en) | Plasma ion source and method | |
| US6388385B1 (en) | Corrugated style anode element for ion pumps | |
| US6071595A (en) | Substrate with low secondary emissions | |
| US12051560B2 (en) | Ion gun and ion milling machine | |
| Dudnikov et al. | Compact surface plasma sources for heavy negative ion production | |
| JP2002540563A (en) | Muffin-shaped electrode element for diode sputter ion pump. | |
| JPS594045Y2 (en) | Ionization device for thin film production | |
| JPH04236774A (en) | Plasma source | |
| Gavrilov | High current gaseous ion sources | |
| CN118712037A (en) | Charged particle beam extraction device and method | |
| JPH0160888B2 (en) |