JPS61148739A - 表面電離型イオン源 - Google Patents
表面電離型イオン源Info
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- JPS61148739A JPS61148739A JP59270889A JP27088984A JPS61148739A JP S61148739 A JPS61148739 A JP S61148739A JP 59270889 A JP59270889 A JP 59270889A JP 27088984 A JP27088984 A JP 27088984A JP S61148739 A JPS61148739 A JP S61148739A
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- Japan
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- ion
- ion source
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- surface ionization
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- Pending
Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/26—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field effect ion sources, thermionic ion sources
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は表面電離型イオン源に係り、特に負イオン、を
効率よく得るのに好；＾な表面ＷｖｌＩＩＩＩ型イオン
源に関する。
効率よく得るのに好；＾な表面ＷｖｌＩＩＩＩ型イオン
源に関する。
従来の装置としては正イオンを取り出す表面電離型のイ
オン源が広く用いられている。Ａｎａｌ。
オン源が広く用いられている。Ａｎａｌ。
Ｃｈｅ＋ｓ、±９ （１９７７）２０２３に示されてい
るように、これは、高温にされた仕事−関数の大きい金
属（Ｗ。
るように、これは、高温にされた仕事−関数の大きい金
属（Ｗ。
Ｉｒ、Ｏｓ等）の表面に、アルカリ金属（Ｃｓ、。
Ｎａ等）のように電離エネルギの低い蒸気を供給するこ
とにより、供給された元素の正イオンを得るものである
。このイオン源ではもちろん負イオンは得られない、負
イオンを得るためにはイオンエミッタとして仕事関数の
低い金属を選ばなくてはならない。従来このため、Ｈｆ
、Ｔｈ、Ｖなどの金属が用いられていたがまだ十分でな
く、実用的なイオン源としてはほとんどなかった。
とにより、供給された元素の正イオンを得るものである
。このイオン源ではもちろん負イオンは得られない、負
イオンを得るためにはイオンエミッタとして仕事関数の
低い金属を選ばなくてはならない。従来このため、Ｈｆ
、Ｔｈ、Ｖなどの金属が用いられていたがまだ十分でな
く、実用的なイオン源としてはほとんどなかった。
本発明の目的は、微細加工および材料評価を指向し、負
イオンビームが効率よく得られる表面電離型イオン源を
供給することにある。
イオンビームが効率よく得られる表面電離型イオン源を
供給することにある。
負イオンを発生させる表面電離機構の基本原理は次の通
りである。低い仕事関数を有する加熱表面に、高い電子
親和力をもつ原子が吸着、脱離していく過程で放出粒子
に電子を与えることにより負イオンが発生する。
りである。低い仕事関数を有する加熱表面に、高い電子
親和力をもつ原子が吸着、脱離していく過程で放出粒子
に電子を与えることにより負イオンが発生する。
負イオン発生効率は、イオンエミッタの温度。
仕事関数および負イオンとなるべき元素の電子親和力等
によって決まるが、イオンエミッタの仕事関数が低いほ
ど負イオン発生効率は高い０本発明の基本的な考え方は
仕事関数が２．６ ｅＶと低いＬａＢ、をイオンエミ
ッタとして用いて、負イオンを効率よく得ることにある
。
によって決まるが、イオンエミッタの仕事関数が低いほ
ど負イオン発生効率は高い０本発明の基本的な考え方は
仕事関数が２．６ ｅＶと低いＬａＢ、をイオンエミ
ッタとして用いて、負イオンを効率よく得ることにある
。
本発明の表面電離型イオン源は、上記発明の目的を達成
するために、次のような構成をとる。すなわち、負イオ
ンを放出するためのイオンエミッタと、そのイオンエミ
ッタにイオン原料を供給するためにそのイオンエミッタ
の一端に接続されたイオン源原料供給手段と、そのイオ
ンエミッタとそのイオン源原料を加熱するためにそのイ
オンエミッタ近傍に配置した加熱手段と、そのイオンエ
ミッタの他端より負イオンを放出させるためのイオン引
出し電極よりなる表面電離型イオン源において、そのイ
オンエミッタの材料としてＬａＢ、を用いる構成とした
。
するために、次のような構成をとる。すなわち、負イオ
ンを放出するためのイオンエミッタと、そのイオンエミ
ッタにイオン原料を供給するためにそのイオンエミッタ
の一端に接続されたイオン源原料供給手段と、そのイオ
ンエミッタとそのイオン源原料を加熱するためにそのイ
オンエミッタ近傍に配置した加熱手段と、そのイオンエ
ミッタの他端より負イオンを放出させるためのイオン引
出し電極よりなる表面電離型イオン源において、そのイ
オンエミッタの材料としてＬａＢ、を用いる構成とした
。
以下１本発明の一実施例を第１図により説明する０本−
明の表面電離型イオン源は、イオン源原料３を貯蔵する
と共にイオンエミッタ６にイオン源原料を供給するため
のイオン源原料溜１、スリーブ２（イオン源原料溜１と
スリーブ２でイオン源原料供給手段を構成する）の先端
に本発明のイオンエミッタ６、イオン源原料３およびイ
オンエミッタ６を加熱するための加熱手段としての電子
線加熱用フィラメント５、フィラメント５より放出され
る電子ビームを制御するためのウェネルト電極４．イオ
ンビーム制御用制御電極７およびイオン引き出し電極８
より構成されている。イオンエミッタ６は、粒径が５μ
ｍ〜５０１ＬｍのＬａＢ。
明の表面電離型イオン源は、イオン源原料３を貯蔵する
と共にイオンエミッタ６にイオン源原料を供給するため
のイオン源原料溜１、スリーブ２（イオン源原料溜１と
スリーブ２でイオン源原料供給手段を構成する）の先端
に本発明のイオンエミッタ６、イオン源原料３およびイ
オンエミッタ６を加熱するための加熱手段としての電子
線加熱用フィラメント５、フィラメント５より放出され
る電子ビームを制御するためのウェネルト電極４．イオ
ンビーム制御用制御電極７およびイオン引き出し電極８
より構成されている。イオンエミッタ６は、粒径が５μ
ｍ〜５０１ＬｍのＬａＢ。
を焼結したもの（多孔質焼結体）を用いた。焼結体の空
孔率は、５〜３０％の範囲で調整した。
孔率は、５〜３０％の範囲で調整した。
本イオン源の動作原理は次の通りである。第１図におい
て・イオン源のイオン原料溜”１゛およびスリーブ２に
イオン源原料を充填し、真空排気を行い。
て・イオン源のイオン原料溜”１゛およびスリーブ２に
イオン源原料を充填し、真空排気を行い。
フィラメント５を加熱し、電子放出状態に保ち、フィラ
メント５およびウェネルト電極４をイオンエミッタ２，
６との間電子加速電圧を印加し、゛イオンエミッタ６、
スリーブ２およびイオン源原料３を電子？Ｒ幣に止り加
熱する。−これによりイオン源原料３を溶融または気化
させ、イオンエミッタ６の表面に供給し、表面電離機構
により負イオンとして放出させる。放出した負イオンは
、引き出し電極８ど制御電極７とのつくる電界によりイ
オンビーム９として引き出される。本イオン源よりＣＱ
−ビー１ｚ、Ｆ−ビームが引き出せることがわかり且つ
、全放出イオン電流どして数ｍＡが得られ、実用化力専
−成できた。
メント５およびウェネルト電極４をイオンエミッタ２，
６との間電子加速電圧を印加し、゛イオンエミッタ６、
スリーブ２およびイオン源原料３を電子？Ｒ幣に止り加
熱する。−これによりイオン源原料３を溶融または気化
させ、イオンエミッタ６の表面に供給し、表面電離機構
により負イオンとして放出させる。放出した負イオンは
、引き出し電極８ど制御電極７とのつくる電界によりイ
オンビーム９として引き出される。本イオン源よりＣＱ
−ビー１ｚ、Ｆ−ビームが引き出せることがわかり且つ
、全放出イオン電流どして数ｍＡが得られ、実用化力専
−成できた。
なお上述の実施例において加熱手段として電子衝撃加熱
法を採用したが、表面電離機構による負イオン発生のた
めの十分な温度に加熱可能なものであれば、赤外線加熱
法、抵抗加熱法、マイクロ波加熱等の一般の加熱法でよ
い。
法を採用したが、表面電離機構による負イオン発生のた
めの十分な温度に加熱可能なものであれば、赤外線加熱
法、抵抗加熱法、マイクロ波加熱等の一般の加熱法でよ
い。
本発明によれば、ＣＱ−、Ｆ−等の負イオンビームが効
率よく得られる。また本イオンビームはイオン放出機構
から考えて極めて純度が高い。またイオンのエネルギー
幅が小さくビームを細束化する場合有利である。
率よく得られる。また本イオンビームはイオン放出機構
から考えて極めて純度が高い。またイオンのエネルギー
幅が小さくビームを細束化する場合有利である。
第１図は、本発明の一実施例である表面電離型イオン□
源の縦断面図である。 １・・・イオン源原料溜、２・・・スリーブ、３・・・
イオン源原料、４・・・ウェネルト電極、５・・・フィ
ラメント。
源の縦断面図である。 １・・・イオン源原料溜、２・・・スリーブ、３・・・
イオン源原料、４・・・ウェネルト電極、５・・・フィ
ラメント。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、イオンを放出するためのイオンエミッタと、前記イ
オンエミッタにイオン源原料を供給するために前記イオ
ンエミッタの一端に接続されたイオン源原料供給手段と
、前記イオンエミッタと前記イオン源原料を加熱するた
めに前記イオンエミッタ近傍に配置した加熱手段と、前
記イオンエミッタよりイオンを放出させるためのイオン
引出し電極よりなる表面電離型イオン源において、前記
イオンエミッタの材料として ＬａＢ＿６を用いることを特徴とする表面電離型イオン
源。 ２、前記イオンエミッタが多孔質焼結体で形成されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の表面電
離型イオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59270889A JPS61148739A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 表面電離型イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59270889A JPS61148739A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 表面電離型イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61148739A true JPS61148739A (ja) | 1986-07-07 |
Family
ID=17492376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59270889A Pending JPS61148739A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 表面電離型イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61148739A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2460664A (en) * | 2008-06-04 | 2009-12-09 | Hiden Analytical Ltd | A surface ionization ion source |
-
1984
- 1984-12-24 JP JP59270889A patent/JPS61148739A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2460664A (en) * | 2008-06-04 | 2009-12-09 | Hiden Analytical Ltd | A surface ionization ion source |
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