JP3529007B2 - DC plasma generator - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、気体の電離に基づ
いてアノード近傍にプラズマを発生させる直流プラズマ
生成装置に関し、特に、プラズマ状態にされた複数の反
応性気体の気相反応を促すと共に、電場や磁場の補助力
を借りて反応物を被蒸着物の表面に化学的・物理的に堆
積させて薄膜を形成させることができるChemical Vapor
Deposition成膜法(CVDと略す)において、アノー
ドとカソード間に印加された直流電場によって、プラズ
マ状態にされた反応性気体を発生させるために用いられ
る直流プラズマ生成装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a direct current plasma generator for generating plasma in the vicinity of an anode based on ionization of gas, and particularly to promote a gas phase reaction of a plurality of reactive gases in a plasma state, Chemical Vapor that can form a thin film by chemically and physically depositing reactants on the surface of the object to be evaporated with the help of electric and magnetic fields
The present invention relates to a direct-current plasma generation device used for generating a reactive gas in a plasma state by a direct-current electric field applied between an anode and a cathode in a deposition method (abbreviated as CVD).
【0002】[0002]
【従来の技術】従来この種の直流プラズマ生成装置とし
ては、例えば、特開平6−163190号公報に示すよ
うなものがある(図4参照)。2. Description of the Related Art A conventional DC plasma generating apparatus of this type is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-163190 (see FIG. 4).
【0003】すなわち、密閉空間内に円筒形状のアノー
ド2をより大きな直径の筒型カソード1で囲んで同軸的
に配置し、アノード2とカソード1との間に直流電圧を
印加するように構成されていた。That is, a cylindrical anode 2 is surrounded by a cylindrical cathode 1 having a larger diameter and arranged coaxially in a closed space, and a DC voltage is applied between the anode 2 and the cathode 1. Was there.
【0004】また熱陰極としての筒型カソード1は、図
4に示すように、2個の対向した円環状電極1a(材質
はステンレス)の間に、複数の発熱電極1b(材質はタ
ングステン合金等)を張渡して筒型に形成したものが用
いられていた。但し、図中では、一本のみを代表的に記
載している。このような構成の筒型カソード1の2個の
対向した円環状電極1a間に加熱電流を印加すると、加
熱電流によって高温に加熱された発熱電極1bの表面か
ら熱電子が放出され、この放出された熱電子によって反
応性気体がプラズマ状態にされていた。Further, as shown in FIG. 4, a tubular cathode 1 as a hot cathode has a plurality of heat generating electrodes 1b (made of a tungsten alloy or the like) between two opposed annular electrodes 1a (made of stainless steel). ) Was used to form a tubular shape. However, in the figure, only one is shown as a representative. When a heating current is applied between the two opposed annular electrodes 1a of the tubular cathode 1 having such a structure, thermoelectrons are emitted from the surface of the heat generating electrode 1b heated to a high temperature by the heating current, and these are emitted. The reactive gas was made into a plasma state by thermionic electrons.
【0005】この様にプラズマ状態にされた反応性気体
は、気相反応すると共に、電場や磁場の補助力を借りて
被蒸着物の表面に化学的・物理的に堆積して薄膜を形成
していた。The reactive gas in the plasma state undergoes a gas phase reaction and is chemically and physically deposited on the surface of the object to be vapor deposited with the aid of an electric field or a magnetic field to form a thin film. Was there.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の熱陰極型の直流プラズマ生成装置では、筒型
カソード1の円環状電極1a間に加熱電流を印加する毎
に、熱電子が反応性気体をプラズマ状態にする際に発生
する熱や加熱電流によるジュール熱によって、発熱電極
1bが膨張して、膨張・収縮に依って断線しやすいタン
グステン等でできている発熱電極1bに熱応力が発生
し、その結果、構造上の変形や機械的破壊が筒型カソー
ド1に発生していた。更に、このような構造上の変形や
機械的破壊に起因して、筒型カソード1の寿命が短くな
る可能性があるという技術的課題があった。However, in such a conventional hot cathode type direct current plasma generator, thermoelectrons become reactive every time a heating current is applied between the annular electrodes 1a of the tubular cathode 1. The heat generation electrode 1b expands due to the heat generated when the gas is brought into a plasma state or the Joule heat due to the heating current, and thermal stress is generated in the heat generation electrode 1b made of tungsten or the like which is easily broken due to expansion and contraction. As a result, structural deformation and mechanical breakage occurred in the tubular cathode 1. Further, there is a technical problem that the life of the cylindrical cathode 1 may be shortened due to such structural deformation and mechanical breakage.
【0007】同様の主旨で、従来の冷陰極型の直流プラ
ズマ生成装置では、筒型カソード1の円環状電極1aか
ら電界放出電子を電界放出させるために必要な電界放出
電圧を印加する毎に、電界放出電子が反応性気体をプラ
ズマ状態にする際に発生する熱によって、発熱電極1b
が膨張して、発熱電極1bに熱応力が発生し、その結
果、構造上の変形や機械的破壊が筒型カソード1に発生
していた。更に、このような構造上の変形や機械的破壊
に起因して、筒型カソード1の寿命が短くなる可能性が
あるという技術的課題があった。With the same gist, in the conventional cold cathode type direct current plasma generator, each time a field emission voltage necessary for field emission of field emission electrons is applied from the annular electrode 1a of the cylindrical cathode 1, The heat generation electrode 1b is generated by the heat generated when the field emission electrons turn the reactive gas into a plasma state.
Expands and thermal stress is generated in the heat generating electrode 1b, and as a result, structural deformation and mechanical destruction occur in the tubular cathode 1. Further, there is a technical problem that the life of the cylindrical cathode 1 may be shortened due to such structural deformation and mechanical breakage.
【0008】本発明は、このような従来の技術的課題を
解決することを目的としており、中心軸上に設けられ中
心軸に対して回転対称な形状を有するアノードと、この
アノードを囲んだ状態でアノードの中心軸に対して螺旋
中心軸が同軸的に設けられアノードの直径よりも大きな
筒直径の筒形螺旋形状を有するカソードとを設けること
により、熱電子が反応性気体をプラズマ状態にする際に
発生する熱や加熱電流によるジュール熱によって熱陰極
型のカソードが膨張した場合であっても、螺旋形状によ
ってカソードに熱応力が発生することを抑制でき、その
結果、構造上の変形や機械的破壊がカソードに発生する
ことを抑制できる直流プラズマ生成装置を提供すること
を技術的課題とし、更に、このような構造上の変形や機
械的破壊に起因してカソードの寿命が短くなることを防
ぐことができる直流プラズマ生成装置を提供することを
技術的課題としている。An object of the present invention is to solve such a conventional technical problem, and an anode provided on a central axis and having a rotationally symmetrical shape with respect to the central axis, and a state surrounding the anode. By providing a cathode having a cylindrical spiral shape with a spiral central axis coaxial with the central axis of the anode and having a cylindrical diameter larger than the diameter of the anode, thermoelectrons turn the reactive gas into a plasma state. Even if the hot cathode type cathode expands due to the heat generated at that time or the Joule heat due to the heating current, it is possible to suppress the thermal stress from being generated in the cathode due to the spiral shape. It is a technical issue to provide a direct current plasma generation device capable of suppressing the occurrence of mechanical breakdown in the cathode. Furthermore, due to such structural deformation and mechanical breakdown, Cathode life is a technical problem to provide a direct current plasma generating apparatus can prevent the shortened.
【0009】同様の主旨で、電界放出電子が反応性気体
をプラズマ状態にする際に発生する熱によって、冷陰極
型のカソードが膨張した場合であっても、螺旋形状によ
ってカソードに熱応力が発生することを抑制でき、その
結果、構造上の変形や機械的破壊がカソードに発生する
ことを抑制できる直流プラズマ生成装置を提供すること
を技術的課題とし、更に、このような構造上の変形や機
械的破壊に起因してカソードの寿命が短くなることを防
ぐことができる直流プラズマ生成装置を提供することを
技術的課題としている。For the same reason, even when the cold cathode type cathode expands due to the heat generated when the field emission electrons turn the reactive gas into the plasma state, thermal stress is generated in the cathode due to the spiral shape. It is a technical object to provide a direct current plasma generation device that can suppress the occurrence of structural deformation and mechanical breakdown in the cathode as a result, and further, such a structural deformation and It is a technical subject to provide a direct current plasma generation device that can prevent the life of the cathode from being shortened due to mechanical breakdown.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
依れば、気体の電離に基づいてアノード近傍にプラズマ
を発生させる直流プラズマ生成装置において、中心軸1
42に対して回転対称な形状を有する筒形網状のアノー
ド14と、前記アノード14を囲んだ状態で、当該アノ
ード14の中心軸142に対して筒中心軸121が同軸的
に設けられ、当該筒形網状のアノード14の筒直径14
4よりも大きな筒直径の筒形螺旋形状を有するカソード
12と、を有することを特徴とする直流プラズマ生成装
置10である。According to the invention as set forth in claim 1, in the direct current plasma generating apparatus for generating plasma in the vicinity of the anode based on the ionization of gas, the central axis 1
42. A cylindrical net-like anode 14 having a rotationally symmetric shape with respect to 42, and a cylinder central axis 121 provided coaxially with the central axis 142 of the anode 14 in a state of surrounding the anode 14. Cylinder diameter 14 of reticulated reticulated anode 14
A cathode 12 having a tubular spiral shape with a tubular diameter larger than 4, and a direct current plasma generation device 10.
【0011】則ち、反応性気体をプラズマ状態にする際
に発生する熱や加熱電流107によるジュール熱によっ
てカソード12が膨張した場合であっても、螺旋形状に
よるバネ弾性によって、カソード12に熱応力が発生す
ることを抑制でき、その結果、構造上の変形や機械的破
壊がカソード12に発生することを抑制できる。更に、
このような構造上の変形や機械的破壊に起因してカソー
ド12の寿命が短くなることを防ぐことができる。In other words, even when the cathode 12 expands due to the heat generated when the reactive gas is brought into the plasma state or the Joule heat due to the heating current 107, the spring elasticity due to the spiral shape causes thermal stress on the cathode 12. Can be suppressed, and as a result, structural deformation and mechanical breakdown can be suppressed from occurring in the cathode 12. Furthermore,
It is possible to prevent the life of the cathode 12 from being shortened due to such structural deformation and mechanical breakdown.
【0012】請求項2に記載の発明に依れば、気体の電
離に基づいてアノード近傍にプラズマ102を発生させ
る直流プラズマ生成装置において、ワイヤ形状を有する
アノード14と、前記アノード14を囲んだ状態で、当
該アノード14の中心軸142に対して筒中心軸121が
同軸的に設けられ、当該ワイヤ形状のアノード14のワ
イヤ直径145よりも大きな筒直径の筒形螺旋形状を有
するカソード12と、を有することを特徴とする直流プ
ラズマ生成装置10である。According to the second aspect of the present invention, in the direct current plasma generation apparatus for generating the plasma 102 in the vicinity of the anode based on the ionization of the gas, the wire-shaped anode 14 and the state in which the anode 14 is surrounded. And the cylindrical central axis 121 is provided coaxially with the central axis 142 of the anode 14, and the cathode 12 has a cylindrical spiral shape having a cylindrical diameter larger than the wire diameter 145 of the wire-shaped anode 14. It is a direct current plasma generation device 10 characterized by having.
【0013】則ち、反応性気体をプラズマ状態にする際
に発生する熱や加熱電流107によるジュール熱によっ
てカソード12が膨張した場合であっても、螺旋形状に
よるバネ弾性によって、カソード12に熱応力が発生す
ることを抑制でき、その結果、構造上の変形や機械的破
壊がカソード12に発生することを抑制できる。更に、
このような構造上の変形や機械的破壊に起因してカソー
ド12の寿命が短くなることを防ぐことができる。That is, even when the cathode 12 expands due to the heat generated when the reactive gas is brought into the plasma state or the Joule heat due to the heating current 107, the spring elasticity due to the spiral shape causes the thermal stress on the cathode 12. Can be suppressed, and as a result, structural deformation and mechanical breakdown can be suppressed from occurring in the cathode 12. Furthermore,
It is possible to prevent the life of the cathode 12 from being shortened due to such structural deformation and mechanical breakdown.
【0014】請求項3に記載の発明すなわち、請求項1
または請求項2に記載の筒形螺旋形状のカソード12
は、線状又は棒状の導体が、前記筒直径に従って螺旋状
に巻回されて構成されている、ことを特徴とする直流プ
ラズマ生成装置である。 則ち、反応性気体をプラズマ状
態にする際に発生する熱や加熱電流107によるジュー
ル熱によってカソード12が膨張した場合であっても、
線状又は棒状の導体を螺旋形状に形成して大きなバネ弾
性を実現することによって、カソード12に熱応力が発
生することを抑制でき、その結果、構造上の変形や機械
的破壊がカソード12に発生することを抑制できる。更
に、このような構造上の変形や機械的破壊に起因してカ
ソード12の寿命が短くなることを防ぐことができる。 The invention according to claim 3, that is, claim 1
Alternatively, the cylindrical spiral cathode 12 according to claim 2.
Is a linear or rod-shaped conductor that spirals according to the cylinder diameter
It is configured by being wound around
It is a plasma generation device. That is, the reactive gas is plasma-like
Generated by heat and heating current 10 7
Even if the cathode 12 expands due to
A large spring bullet is formed by forming a linear or rod-shaped conductor into a spiral shape.
Thermal stress is generated in the cathode 12 by realizing the
Can be suppressed, resulting in structural deformation and mechanical
It is possible to prevent the catastrophic breakdown from occurring in the cathode 12. Change
Due to such structural deformation and mechanical destruction.
It is possible to prevent the life of the sword 12 from being shortened.
【0015】請求項4に記載の発明に依れば、気体の電
離に基づいてアノード近傍にプラズマ102を発生させ
る直流プラズマ生成装置において、円筒形状を有するア
ノード14と、前記円筒形状のアノード14を囲んだ状
態で、当該円筒形状のアノード14の中心軸142に対
して螺旋中心軸が同軸的に設けられ、前記円筒形状のア
ノード14の円筒直径146よりも大きな螺旋直径122
の螺旋形状を有するカソード12と、を有することを特
徴とする直流プラズマ生成装置10である。 則ち、反応
性気体をプラズマ状態にする際に発生する熱や加熱電流
107によるジュール熱によってカソード12が膨張し
た場合であっても、螺旋形状によるバネ弾性によって、
カソード12に熱応力が発生することを抑制でき、その
結果、構造上の変形や機械的破壊がカソード12に発生
することを抑制できる。更に、このような構造上の変形
や機械的破壊に起因してカソード12の寿命が短くなる
ことを防ぐことができる。 According to the fourth aspect of the invention, the electric charge of gas is
Plasma 102 is generated near the anode based on the separation.
In a direct current plasma generator that has a cylindrical shape,
A shape surrounding the node 14 and the cylindrical anode 14
In this state, the cylindrical anode 14 is connected to the central axis 142 of
And the central axis of the spiral is provided coaxially,
Helical diameter 122 larger than cylinder diameter 146 of node 14
And a cathode 12 having a spiral shape.
It is a direct current plasma generation device 10 which is a characteristic. That is, reaction
Heat and heating current generated when a volatile gas is put into a plasma state
The cathode 12 expands due to Joule heat generated by 107
Even in the case of
It is possible to suppress the generation of thermal stress in the cathode 12,
As a result, structural deformation and mechanical breakdown occur in the cathode 12.
Can be suppressed. Furthermore, such structural variations
And shortens the life of the cathode 12 due to mechanical breakdown
Can be prevented.
【0016】請求項5に記載の発明に依れば、請求項4
に記載の螺旋形状のカソード12は、線状又は棒状の導
体が、前記螺旋直径122に従って螺旋状に巻回されて
構成されている、ことを特徴とする直流プラズマ生成装
置である。 According to the invention of claim 5 , claim 4
The spiral-shaped cathode 12 described in 1. is a linear or rod-shaped conductor.
The body is spirally wound according to the spiral diameter 122
A direct current plasma generation device characterized in that
It is a place.
【0017】則ち、反応性気体をプラズマ状態にする際
に発生する熱や加熱電流107によるジュール熱によっ
てカソード12が膨張した場合であっても、線状又は棒
状の導体を螺旋形状に形成して大きなバネ弾性を実現す
ることによって、カソード12に熱応力が発生すること
を抑制でき、その結果、構造上の変形や機械的破壊がカ
ソード12に発生することを抑制できる。更に、このよ
うな構造上の変形や機械的破壊に起因してカソード12
の寿命が短くなることを防ぐことができる。[0017] Sokuchi, even when the cathode 12 is expanded by Joule heat due to the heat and the heating current 107 for generating a reactive gas when a plasma state to form a conductor of a linear or rod in a spiral shape By realizing large spring elasticity, it is possible to suppress the occurrence of thermal stress in the cathode 12, and as a result, it is possible to suppress structural deformation and mechanical breakdown in the cathode 12. Further, due to such structural deformation and mechanical destruction, the cathode 12
It is possible to prevent the life of the product from being shortened.
【0018】請求項6に記載の発明に依れば、前記カソ
ード12が冷陰極構造を有することを特徴とする請求項
3または請求項5に記載の直流プラズマ生成装置10で
ある。According to a sixth aspect of the present invention, the cathode 12 has a cold cathode structure.
3 or the DC plasma generator 10 according to claim 5 .
【0019】則ち、請求項3または請求項5に記載の効
果に加えて、電界放出電子105が反応性気体をプラズ
マ状態にする際に発生する熱によって、冷陰極型のカソ
ード12が膨張した場合であっても、線状又は棒状の導
体を螺旋形状に形成して大きなバネ弾性を実現すること
によって、カソード12に熱応力が発生することを抑制
でき、その結果、構造上の変形や機械的破壊がカソード
12に発生することを抑制できる。更に、このような構
造上の変形や機械的破壊に起因してカソード12の寿命
が短くなることを防ぐことができる。That is, in addition to the effect described in claim 3 or 5 , the cold cathode type cathode 12 expands by the heat generated when the field emission electrons 105 turn the reactive gas into the plasma state. even if, by implementing a large spring elasticity to form a linear or rod-shaped guide <br/> body in a spiral shape, it is possible to suppress the thermal stress is generated in the cathode 12, as a result, the structure It is possible to prevent the cathode 12 from being deformed or mechanically broken. Furthermore, it is possible to prevent the life of the cathode 12 from being shortened due to such structural deformation and mechanical destruction.
【0020】請求項7に記載の発明に依れば、前記螺旋
形状のカソード12から電子を電界放出させるために必
要な電界放出電圧104を前記アノード14と当該カソ
ード12との間に印加して、当該電界放出電子105を
用いた冷陰極放電による気体の電離に基づいて当該アノ
ード14近傍にプラズマ102を発生させることを特徴
とする請求項6に記載の直流プラズマ生成装置10であ
る。According to the seventh aspect of the present invention, the field emission voltage 104 required for field emission of electrons from the spiral cathode 12 is applied between the anode 14 and the cathode 12. 7. The DC plasma generator 10 according to claim 6 , wherein the plasma 10 2 is generated in the vicinity of the anode 14 based on ionization of gas by cold cathode discharge using the field emission electrons 105.
【0021】則ち、請求項6に記載の効果と同様に、電
界放出電子105が反応性気体をプラズマ状態にする際
に発生する熱によって、冷陰極型のカソード12が膨張
した場合であっても、線状又は棒状の導体を螺旋形状に
形成して大きなバネ弾性を実現することによって、カソ
ード12に熱応力が発生することを抑制でき、その結
果、構造上の変形や機械的破壊がカソード12に発生す
ることを抑制できる。更に、このような構造上の変形や
機械的破壊に起因してカソード12の寿命が短くなるこ
とを防ぐことができる。That is, similar to the effect described in claim 6 , when the cold cathode cathode 12 is expanded by the heat generated when the field emission electrons 105 turn the reactive gas into the plasma state, cathode also by implementing a large spring elasticity by forming a conductor of a linear or rod in a spiral shape, the cathode 12 can suppress the thermal stress is generated, is a result, deformation or mechanical disruption of the structural 12 can be suppressed. Furthermore, it is possible to prevent the life of the cathode 12 from being shortened due to such structural deformation and mechanical destruction.
【0022】請求項8に記載の発明に依れば、前記カソ
ード12が熱陰極構造を有することを特徴とする請求項
3または請求項5に記載の直流プラズマ生成装置10で
ある。According to the invention of claim 8 , the cathode 12 has a hot cathode structure.
3 or the DC plasma generator 10 according to claim 5 .
【0023】則ち、請求項3または請求項5に記載の効
果に加えて、熱電子109が反応性気体をプラズマ状態
にする際に発生する熱や加熱電流107によるジュール
熱によって熱陰極型のカソード12が膨張した場合であ
っても、線状又は棒状の導体を螺旋形状に形成して大き
なバネ弾性を実現することによって、カソード12に熱
応力が発生することを抑制でき、その結果、構造上の変
形や機械的破壊がカソード12に発生することを抑制で
きる。更に、このような構造上の変形や機械的破壊に起
因してカソード12の寿命が短くなることを防ぐことが
できる。In other words, in addition to the effect described in claim 3 or claim 5 , the thermoelectrons of the hot cathode type are generated by the heat generated by the thermoelectrons 109 when the reactive gas is brought into a plasma state and the Joule heat by the heating current 107. even when the cathode 12 is inflated, by implementing a large spring elasticity by forming a conductor of a linear or rod in a spiral shape, it is possible to suppress the thermal stress is generated in the cathode 12, as a result, the structure It is possible to prevent the cathode 12 from being deformed or mechanically broken. Furthermore, it is possible to prevent the life of the cathode 12 from being shortened due to such structural deformation and mechanical destruction.
【0024】請求項9に記載の発明に依れば、前記螺旋
形状のカソード12から熱電子109を放出させるため
に必要な加熱電流107を当該カソード12に印加する
と共に、前記アノード14と当該カソード12との間に
熱電子109を加速するための加速電圧108を印加し、
当該放出された熱電子109を用いた熱陰極放電による
気体の電離に基づいて当該アノード14近傍にプラズマ
102を発生させることを特徴とする請求項8に記載の
直流プラズマ生成装置10である。According to the invention of claim 9 , the heating current 10 7 necessary for emitting thermionic electrons 10 9 from the spiral cathode 12 is applied to the cathode 12, and the anode 14 and the cathode are connected. An acceleration voltage 108 for accelerating thermoelectrons 109 is applied between 12 and
9. The DC plasma generator 10 according to claim 8 , wherein plasma 102 is generated in the vicinity of the anode 14 based on ionization of gas by hot cathode discharge using the emitted thermoelectrons 109.
【0025】則ち、請求項8に記載の効果と同様に、熱
電子109が反応性気体をプラズマ状態にする際に発生
する熱や加熱電流107によるジュール熱によって熱陰
極型のカソード12が膨張した場合であっても、線状又
は棒状の導体を螺旋形状に形成して大きなバネ弾性を実
現することによって、カソード12に熱応力が発生する
ことを抑制でき、その結果、構造上の変形や機械的破壊
がカソード12に発生することを抑制できる。更に、こ
のような構造上の変形や機械的破壊に起因してカソード
12の寿命が短くなることを防ぐことができる。That is, similarly to the effect described in claim 8 , the hot cathode type cathode 12 expands by the heat generated when the thermoelectrons 109 make the reactive gas into a plasma state and the Joule heat by the heating current 107. even when, by achieving a large spring elasticity by forming a conductor of a linear or rod in a spiral shape, the cathode 12 can suppress the thermal stress is generated, as a result, Ya deformation of structural It is possible to prevent mechanical breakdown from occurring in the cathode 12. Furthermore, it is possible to prevent the life of the cathode 12 from being shortened due to such structural deformation and mechanical destruction.
【0026】[0026]
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態を説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0027】図1は本発明の一実施形態にかかる直流プ
ラズマ生成装置10を示す斜視図である。図2は図1の
直流プラズマ生成装置10における中心軸142に沿っ
た断面図である。図3は図1の直流プラズマ生成装置1
0におけるカソード12の螺旋形状を示した斜視図であ
る。FIG. 1 is a perspective view showing a DC plasma generator 10 according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along the central axis 142 of the DC plasma generator 10 of FIG. FIG. 3 is a DC plasma generator 1 of FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a spiral shape of a cathode 12 at 0.
【0028】本実施形態の直流プラズマ生成装置10
は、気体の電離に基づいてアノード14近傍にプラズマ
102を発生させる直流プラズマ生成装置10であり、
特に、プラズマ状態にされた複数の反応性気体の気相反
応を促すと共に、電場や磁場の補助力を借りて反応物を
被蒸着物の表面に化学的・物理的に堆積させて薄膜を形
成させることができる前述のCVDにおいて、アノード
14とカソード12間に印加された直流電場によって、
プラズマ状態にされた反応性気体を発生させるために用
いられる直流プラズマ生成装置10であって、反応性気
体をプラズマ状態にする際に発生する熱や加熱電流10
7によるジュール熱によってカソード12が膨張した場
合であっても、螺旋形状によるバネ弾性によって、カソ
ード12に熱応力が発生することを抑制し、熱応力に起
因すると思考される構造上の変形や機械的破壊がカソー
ド12に発生することを抑制する機能を有する。DC plasma generator 10 of this embodiment
Is a direct current plasma generator 10 for generating plasma 102 in the vicinity of the anode 14 based on the ionization of gas,
In particular, it promotes the gas-phase reaction of multiple reactive gases in the plasma state, and with the help of electric and magnetic fields, the reactants are chemically and physically deposited on the surface of the material to be deposited to form a thin film. In the aforementioned CVD, which can be performed, by a DC electric field applied between the anode 14 and the cathode 12,
A direct-current plasma generation device 10 used for generating a reactive gas in a plasma state, wherein heat and heating current 10 generated when the reactive gas is brought into a plasma state.
Even if the cathode 12 expands due to Joule heat due to 7, the spring elasticity due to the spiral shape suppresses the generation of thermal stress in the cathode 12, and the structural deformation and mechanical damage that are considered to be caused by the thermal stress are suppressed. It has the function of suppressing the occurrence of mechanical breakdown in the cathode 12.
【0029】本実施形態のアノード14は、図1又は図
2に示すように、中心軸142上に設けられ、中心軸1
42に対して回転対称な円筒形状を有する。As shown in FIG. 1 or 2, the anode 14 of the present embodiment is provided on the central shaft 142, and the central shaft 1
It has a cylindrical shape that is rotationally symmetric with respect to 42.
【0030】具体的には、図1に示すように、カソード
12に用いた螺旋直径122より小径の円環体2aを対
向させ、その間に導電性繊維の網状体2bを巻き付けて
筒形に形成したものなどを用いることができる。またア
ノード14を構成する材料の材質は特に限定されない
が、CVDに用いる場合には使用する原料ガスに対して
耐食性を有する金属から形成されることが望ましい。Specifically, as shown in FIG. 1, a circular ring body 2a having a diameter smaller than the spiral diameter 122 used for the cathode 12 is opposed, and a mesh 2b of conductive fibers is wound between them to form a tubular shape. What was done can be used. The material forming the anode 14 is not particularly limited, but when used for CVD, it is preferably formed of a metal having corrosion resistance to the raw material gas used.
【0031】なお、円筒形状のアノード14に代えて、
ワイヤ形状を有するアノード14を用いても同様の機能
が実現でき、この機能に起因した同様の効果を得ること
ができる。円筒形状のアノード14に代えて、棒形状を
有するアノード14を用いても同様の機能が実現でき、
この機能に起因した同様の効果を得ることができる。こ
こで、ワイヤ形状を有するアノード14とは、タングス
テンワイヤー等の高融点金属を用いた線材(具体的に
は、0.1mm乃至2mm程度の直径)によって実現で
きる。棒形状を有するアノード14は、ワイヤ形状を有
するアノード14と材質的には共通であり、タングステ
ン等の高融点金属を用いた棒材(線材よりも直径が大き
き、具体的には、数mm乃至数センチ)によって実現で
きる。なお、タングステンワイヤーを用いる代わりに導
電性炭素繊維(日本石油、グラノックスXN40)を同
様に円筒形状となるよう均等に張り渡して形成したカソ
ード12を用いることもできる。Instead of the cylindrical anode 14,
The same function can be realized by using the wire-shaped anode 14, and the same effect due to this function can be obtained. The same function can be realized by using a rod-shaped anode 14 instead of the cylindrical anode 14.
Similar effects resulting from this function can be obtained. Here, the anode 14 having a wire shape can be realized by a wire material using a high melting point metal such as a tungsten wire (specifically, a diameter of about 0.1 mm to 2 mm). The rod-shaped anode 14 is common in material to the wire-shaped anode 14, and is a rod made of a refractory metal such as tungsten (having a diameter larger than that of the wire, specifically, several mm). To several centimeters). Instead of using the tungsten wire, it is possible to use the cathode 12 formed by evenly spreading the conductive carbon fiber (Granox XN40, Nippon Oil Co., Ltd.) into a cylindrical shape.
【0032】本実施形態のカソード12は、アノード1
4を囲んだ状態で、前述のアノード14の中心軸142
に対して筒中心軸121が同軸的に設けられ、前述の円
筒形状のアノード14の筒直径144よりも大きな螺旋
直径122の螺旋形状(図3参照)を有する。具体的に
は、2本のタングステン合金ワイヤを2ターン、位相を
180度ずらして巻くことにより構成されている。な
お、90度の位相で4本のタングステン合金ワイヤを巻
くことによりカソード12を構成することも可能であ
る。これに依り、大きな発熱量を得られ、また、電極の
小径化が実現できる。The cathode 12 of this embodiment is the anode 1
The central axis 142 of the above-mentioned anode 14 in a state of surrounding 4
On the other hand, a cylinder center axis 121 is provided coaxially, and has a spiral shape (see FIG. 3) having a spiral diameter 122 larger than the cylinder diameter 144 of the cylindrical anode 14 described above. Specifically, it is configured by winding two tungsten alloy wires for two turns with a phase shift of 180 degrees. The cathode 12 can be formed by winding four tungsten alloy wires in a phase of 90 degrees. As a result, a large amount of heat can be obtained, and the diameter of the electrode can be reduced.
【0033】この際のアノード14とカソード12の間
隔は、放電用電源16の印加電圧に適合するように適宜
選択することができ、通常はアノード14等の円筒直径
146(又は、筒直径144、ワイヤ直径145)に関係
なく5〜10mm程度とすることができる。カソード用ヒ
ータ電源18は、カソード12に加熱用の電力を供給す
る電源である。また、放電用電源16は、アノード14
とカソード12との間でプラズマ放電を生成するための
電力を供給する電源である。At this time, the distance between the anode 14 and the cathode 12 can be appropriately selected so as to match the voltage applied to the discharge power source 16. Normally, the cylinder diameter 146 (or the cylinder diameter 144, It can be about 5 to 10 mm regardless of the wire diameter 145). The cathode heater power supply 18 is a power supply that supplies heating power to the cathode 12. In addition, the discharge power source 16 includes the anode 14
Is a power supply for supplying electric power for generating plasma discharge between the cathode and the cathode 12.
【0034】螺旋形状のカソード12は、図1に示すよ
うに、2個の対向した円環状電極1aの間に、線状又は
棒状の導体が、螺旋直径122に従って螺旋状(本実施
形態の螺旋状は、渦巻き形状、バネ形状と均等形状であ
る)に巻回されて構成されている。The cathode 12 of the spiral shape, as shown in FIG. 1, between the two opposing annular electrodes 1a, the conductor of the linear or rod-like, according to threadedly handed diameter 122 spiral (in this embodiment The spiral shape is a spiral shape, which is equivalent to a spring shape).
【0035】螺旋形状のカソード12は、加熱電流10
7による磁界が方位角方向に発生し、ローレンズ力が筒
中心軸121方向に発生するため、アノード14の近傍
でプラズマ状態にされた反応性気体のプラズマ102を
効率よくCVDに供給できる。The spiral cathode 12 has a heating current of 10
Since the magnetic field generated by 7 is generated in the azimuth direction and the low lens force is generated in the direction of the cylinder central axis 121, the plasma 102 of the reactive gas in the plasma state near the anode 14 can be efficiently supplied to the CVD.
【0036】例えば本実施形態では、カソード12は、
径70mmのステンレス鋼の円環状電極1a,1aの間
に、線径0.2mmで長さ50mmのタングステンワイヤー
を用いて円筒形状となるように形成した図1のような構
造を有する。またアノード14は、径50mmのステンレ
ス鋼の円環体2a、2aの間に60メッシュのステンレ
ス鋼の金網2bを長さ50mmとなるよう巻き付けて形成
した図1のような構造を有する。For example, in this embodiment, the cathode 12 is
It has a structure as shown in FIG. 1, which is formed into a cylindrical shape by using a tungsten wire having a diameter of 0.2 mm and a length of 50 mm between annular electrodes 1a of stainless steel having a diameter of 70 mm. Further, the anode 14 has a structure as shown in FIG. 1 in which a 60-mesh stainless steel wire mesh 2b is wound around a 50-mm diameter stainless steel annular body 2a, 2a so as to have a length of 50 mm.
【0037】CVDは、直流プラズマ生成装置10から
供給された反応性気体のプラズマ102を用いた気相反
応を促すと共に、電場や磁場の補助力を借りて反応物を
被蒸着物の表面に化学的・物理的に堆積させて薄膜を形
成させることができる前述のCVDプラズマを発生させ
ることができる。The CVD promotes the gas phase reaction using the plasma 102 of the reactive gas supplied from the direct current plasma generator 10, and chemically assists the reactant on the surface of the object to be deposited with the help of an electric field or a magnetic field. The aforementioned CVD plasma that can be physically and physically deposited to form a thin film can be generated.
【0038】またCVDにおいては、少なくも10-6To
rr以下の真空圧に耐えることができる密閉容器内に、ア
ノード14の中心軸142の位置にアノード14の基体
を支持する部材が設けてあり、更にCVD成膜用の反応
性気体材料を導入する手段を備えている。CVDの装置
を構成する部品は、反応性気体に対して充分な耐食性を
有する材料で形成されていることが望ましい。In CVD, at least 10 −6 To
A member for supporting the substrate of the anode 14 is provided at the position of the central axis 142 of the anode 14 in a closed container capable of withstanding a vacuum pressure of rr or less, and a reactive gas material for CVD film formation is further introduced. Equipped with means. It is desirable that the components constituting the CVD apparatus be made of a material having sufficient corrosion resistance against a reactive gas.
【0039】則ち本実施形態に依れば、線状又は棒状の
導体を螺旋形状に形成して大きなバネ弾性を実現するこ
とによって、反応性気体をプラズマ状態にする際に発生
する熱や加熱電流107によるジュール熱によってカソ
ード12が膨張した場合であっても、カソード12に熱
応力が発生することを抑制でき、その結果、熱応力に起
因すると思考される構造上の変形や機械的破壊がカソー
ド12に発生することを抑制できる。更に、このような
構造上の変形や機械的破壊に起因すると思考されるカソ
ード12の短寿命化を防ぐことができる。[0039] According to Sokuchi present embodiment, by realizing the large spring elasticity by forming a <br/> conductor of linear or rod into a helical shape, occurs when a reactive gas to a plasma state Even if the cathode 12 expands due to the heat generated or the Joule heat due to the heating current 107, it is possible to suppress the thermal stress from being generated in the cathode 12, and as a result, the structural deformation or It is possible to prevent mechanical breakdown from occurring in the cathode 12. Furthermore, it is possible to prevent the life of the cathode 12 from being shortened, which is considered to be caused by such structural deformation and mechanical destruction.
【0040】またカソード12における陰極構造として
は、冷陰極構造又は熱陰極構造の何れも用いることがで
きる。As the cathode structure of the cathode 12, either a cold cathode structure or a hot cathode structure can be used.
【0041】カソード12が熱陰極であるときには、カ
ソード12が高融点の発熱電線を備えたものであること
が好ましい。導体の径、螺旋回数、螺旋ピッチ等は、用
いるカソード12電源の容量に合わせて適宜選択するこ
とができる。また発熱電線の材質は、通常タングステ
ン、タングステン合金、炭素などを用いることができる
が、特に限定されない。When the cathode 12 is a hot cathode, it is preferable that the cathode 12 has a high melting point heating wire. The diameter of the conductor, the number of spirals, the spiral pitch, and the like can be appropriately selected according to the capacity of the cathode 12 power supply used. The material of the heating wire can be usually tungsten, tungsten alloy, carbon or the like, but is not particularly limited.
【0042】冷陰極構造を有するカソード12を用いた
直流プラズマ生成装置10は、螺旋形状のカソード12
から電子を電界放出させるために必要な電界放出電圧1
04をアノード14と前述のカソード12との間に印加
して、前述の電界放出電子105を用いた冷陰極放電に
よる気体の電離に基づいて前述のアノード14の近傍に
プラズマ102を発生させることができる。The direct current plasma generator 10 using the cathode 12 having the cold cathode structure has a spiral cathode 12.
Field emission voltage required to emit electrons from the field 1
04 is applied between the anode 14 and the cathode 12 to generate the plasma 102 in the vicinity of the anode 14 based on the ionization of the gas by the cold cathode discharge using the field emission electrons 105. it can.
【0043】則ち本実施形態に依れば、線状又は棒状の
導体を螺旋形状に形成して大きなバネ弾性を実現するこ
とによって、冷陰極型のカソード12が膨張した場合で
あっても、電界放出電子105が反応性気体をプラズマ
状態にする際に発生する熱によって、カソード12に熱
応力が発生することを抑制でき、その結果、熱応力に起
因すると思考される構造上の変形や機械的破壊がカソー
ド12に発生することを抑制できる。更に、このような
構造上の変形や機械的破壊に起因すると思考されるカソ
ード12の短寿命化を防ぐことができる。[0043] According to Sokuchi present embodiment, by realizing the large spring elasticity by forming a <br/> conductor of linear or rod in a spiral shape, in the case where the cathode 12 of the cold cathode is inflated Even if there is, it is possible to suppress the generation of thermal stress in the cathode 12 by the heat generated when the field emission electrons 105 turn the reactive gas into a plasma state, and as a result, the structure considered to be caused by the thermal stress is considered. It is possible to suppress the deformation and mechanical destruction of the cathode 12 from occurring. Furthermore, it is possible to prevent the life of the cathode 12 from being shortened, which is considered to be caused by such structural deformation and mechanical destruction.
【0044】熱陰極構造を有するカソード12を用いた
直流プラズマ生成装置10は、螺旋形状のカソード12
から熱電子109を放出させるために必要な加熱電流1
07を前述の2個の対向した円環状電極1a間に印加す
ると共に、アノード14と前述のカソード12との間に
熱電子109を加速するための加速電圧108を印加し、
前述の放出された熱電子109を用いた熱陰極放電によ
る気体の電離に基づいて前述のアノード14と前述のカ
ソード12間にプラズマ102を発生させることができ
る。The direct current plasma generator 10 using the cathode 12 having the hot cathode structure has a spiral cathode 12.
Heating current 1 required to emit thermoelectrons 10 9 from
07 is applied between the two opposing annular electrodes 1a, and an acceleration voltage 108 for accelerating thermoelectrons 109 is applied between the anode 14 and the cathode 12.
Plasma 102 can be generated between the anode 14 and the cathode 12 based on the ionization of gas by the hot cathode discharge using the emitted thermoelectrons 109.
【0045】例えば本実施形態では、容器内を真空とし
たのち水素を導入して0.06Torrとし、カソード12
に20A程度の電流を流してタングステンワイヤーを約
2500℃まで加熱するとともに、カソード12に対し
て25Vの正電圧をアノード14に印加して、アノード
14の内部空間に良好なプラズマ102を発生させてい
る。具体的には、ラングミュア探針法によって中心軸1
42の位置に生成されたプラズマ102のプラズマ密度を
測定したところ、1立方センチメータあたり、10の9
乗の値が得られている。なお、同様の評価実験を冷陰極
構造をを有するカソード12を用いた直流プラズマ生成
装置10において実行したところ、放電用電源16が供
給する放電電流200mA、放電電圧500Vの電力条
件下で、中心軸142の位置に1立方センチメータあた
り、10の9乗程度のプラズマ密度が得られている(ラ
ングミュア探針法を使用)。カソード用ヒータ電源18
は、カソード12に加熱用の電力を供給する電源であ
る。また、放電用電源16は、アノード14とカソード
12との間でプラズマ放電を生成するための電力を供給
する電源である。For example, in the present embodiment, the inside of the container is evacuated, and then hydrogen is introduced to make it 0.06 Torr.
A current of about 20 A is applied to heat the tungsten wire to about 2500 ° C., and a positive voltage of 25 V is applied to the anode 14 with respect to the cathode 12 to generate good plasma 102 in the internal space of the anode 14. There is. Specifically, the central axis 1 by the Langmuir probe method
The plasma density of the plasma 102 generated at the position 42 was measured to be 9 of 10 per cubic centimeter.
The squared value is obtained. In addition, when the same evaluation experiment was performed in the DC plasma generation device 10 using the cathode 12 having the cold cathode structure, the central axis was obtained under the power condition of the discharge current 200 mA and the discharge voltage 500 V supplied by the discharge power supply 16. A plasma density of about 10 9 is obtained per cubic centimeter at the position of 142 (using the Langmuir probe method). Cathode heater power supply 18
Is a power supply for supplying electric power for heating the cathode 12. The discharge power supply 16 is a power supply that supplies electric power for generating plasma discharge between the anode 14 and the cathode 12.
【0046】則ち本実施形態に依れば、線状又は棒状の
導体を螺旋形状に形成して大きなバネ弾性を実現するこ
とによって、熱電子109が反応性気体をプラズマ状態
にする際に発生する熱や加熱電流107によるジュール
熱によって熱陰極型のカソード12が膨張した場合であ
っても、カソード12に熱応力が発生することを抑制で
き、その結果、熱応力に起因すると思考される構造上の
変形や機械的破壊がカソード12に発生することを抑制
できる。更に、このような構造上の変形や機械的破壊に
起因すると思考されるカソード12の短寿命化を防ぐこ
とができる。According to [0046] Sokuchi present embodiment, by realizing the large spring elasticity by forming a <br/> conductor of linear or rod in a spiral shape, a thermionic 109 reactive gas to a plasma state Even when the hot cathode type cathode 12 expands due to the heat generated at the time of heating or the Joule heat due to the heating current 107, it is possible to suppress the generation of thermal stress in the cathode 12, and as a result, it is considered that the thermal stress is caused. It is possible to prevent the considered structural deformation and mechanical destruction from occurring in the cathode 12. Furthermore, it is possible to prevent the life of the cathode 12 from being shortened, which is considered to be caused by such structural deformation and mechanical destruction.
【0047】[0047]
【発明の効果】請求項1、2、あるいは4に記載の発明
に依れば、反応性気体をプラズマ状態にする際に発生す
る熱や加熱電流107によるジュール熱によってカソー
ド12が膨張した場合であっても、螺旋形状によるバネ
弾性によって、カソード12に熱応力が発生することを
抑制でき、その結果、構造上の変形や機械的破壊がカソ
ード12に発生することを抑制できる。更に、このよう
な構造上の変形や機械的破壊に起因してカソード12の
寿命が短くなることを防ぐことができるという効果を奏
する。According to the invention described in claim 1, 2 or 4 , in the case where the cathode 12 is expanded by the heat generated when the reactive gas is brought into the plasma state or the Joule heat by the heating current 107. Even if there is, it is possible to suppress the generation of thermal stress in the cathode 12 due to the spring elasticity due to the spiral shape, and as a result, it is possible to suppress the structural deformation and mechanical destruction of the cathode 12. Furthermore, it is possible to prevent the life of the cathode 12 from being shortened due to such structural deformation and mechanical destruction.
【0048】請求項3または5に記載の発明に依れば、
反応性気体をプラズマ状態にする際に発生する熱や加熱
電流107によるジュール熱によってカソード12が膨
張した場合であっても、線状又は棒状の導体を螺旋形状
に形成して大きなバネ弾性を実現することによって、カ
ソード12に熱応力が発生することを抑制でき、その結
果、構造上の変形や機械的破壊がカソード12に発生す
ることを抑制できる。更に、このような構造上の変形や
機械的破壊に起因してカソード12の寿命が短くなるこ
とを防ぐことができるという効果を奏する。According to the invention of claim 3 or 5 ,
Also the cathode 12 by Joule heat due to the heat and the heating current 107 that occurs when a reactive gas to a plasma state in a case where it is inflated, realize a large spring elasticity by forming a conductor of a linear or rod in a spiral shape By doing so, it is possible to suppress the generation of thermal stress in the cathode 12, and as a result, it is possible to prevent structural deformation and mechanical destruction from occurring in the cathode 12. Furthermore, it is possible to prevent the life of the cathode 12 from being shortened due to such structural deformation and mechanical destruction.
【0049】請求項6又は7に記載の発明に依れば、請
求項3または5に記載の効果に加えて、電界放出電子1
05が反応性気体をプラズマ状態にする際に発生する熱
によって、冷陰極型のカソード12が膨張した場合であ
っても、線状又は棒状の導体を螺旋形状に形成して大き
なバネ弾性を実現することによって、カソード12に熱
応力が発生することを抑制でき、その結果、構造上の変
形や機械的破壊がカソード12に発生することを抑制で
きる。更に、このような構造上の変形や機械的破壊に起
因してカソード12の寿命が短くなることを防ぐことが
できるという効果を奏する。According to the invention of claim 6 or 7 , in addition to the effect of claim 3 or 5 , the field emission electron 1
By heat 05 is generated when the reactive gas to a plasma state, even when the cathode 12 of the cold cathode is inflated, realize a large spring elasticity by forming a conductor of a linear or rod in a spiral shape By doing so, it is possible to suppress the generation of thermal stress in the cathode 12, and as a result, it is possible to prevent structural deformation and mechanical destruction from occurring in the cathode 12. Furthermore, it is possible to prevent the life of the cathode 12 from being shortened due to such structural deformation and mechanical destruction.
【0050】請求項8又は9に記載の発明に依れば、請
求項3または5に記載の効果に加えて、熱電子109が
反応性気体をプラズマ状態にする際に発生する熱や加熱
電流107によるジュール熱によって熱陰極型のカソー
ド12が膨張した場合であっても、線状又は棒状の断面
形状を有する導体を螺旋形状に形成して大きなバネ弾性
を実現することによって、カソード12に熱応力が発生
することを抑制でき、その結果、構造上の変形や機械的
破壊がカソード12に発生することを抑制できる。更
に、このような構造上の変形や機械的破壊に起因してカ
ソード12の寿命が短くなることを防ぐことができると
いう効果を奏する。According to the invention of claim 8 or 9 , in addition to the effect of claim 3 or 5 , the heat or heating current generated when the thermoelectrons 10 9 turn the reactive gas into a plasma state. Even if the hot cathode type cathode 12 expands due to Joule heat generated by 107, the conductor having a linear or rod-shaped cross-section is formed in a spiral shape to realize a large spring elasticity, so that the cathode 12 is heated. It is possible to suppress the generation of stress, and as a result, it is possible to suppress the structural deformation and mechanical breakdown of the cathode 12. Furthermore, it is possible to prevent the life of the cathode 12 from being shortened due to such structural deformation and mechanical destruction.
【0051】[0051]
【図1】本発明の一実施形態にかかる直流プラズマ生成
装置を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a DC plasma generation device according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1の直流プラズマ生成装置における中心軸に
沿った断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the central axis of the DC plasma generation device of FIG.
【図3】図1の直流プラズマ生成装置におけるカソード
の螺旋形状を示した斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a spiral shape of a cathode in the DC plasma generator of FIG.
【図4】従来の直流プラズマ生成装置におけるカソード
の形状を示した斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing the shape of a cathode in a conventional DC plasma generation device.
【0053】[0053]
10 直流プラズマ生成装置 102 プラズマ 104 電界放出電圧 105 電界放出電子 107 加熱電流 108 加速電圧 109 熱電子 12 カソード 121 筒中心軸 122 螺旋直径 14 アノード 142 中心軸 144 筒直径 145 ワイヤ直径 146 円筒直径 10 DC plasma generator 102 plasma 104 Field emission voltage 105 Field emission electrons 10 7 Heating current 10 8 Accelerating voltage 10 9 thermoelectrons 12 cathode 121 Cylinder center axis 122 spiral diameter 14 Anode 142 central axis 144 cylinder diameter 145 wire diameter 146 cylinder diameter
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−195498(JP,A) 特開 平6−163190(JP,A) 特開 平4−73896(JP,A) 特開 昭60−88955(JP,A) 特開 平5−239616(JP,A) 特開 平5−339733(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05H 1/24 C23C 16/50 H05H 1/46 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-11-195498 (JP, A) JP-A-6-163190 (JP, A) JP-A-4-73896 (JP, A) JP-A-60-88955 (JP , A) JP 5-239616 (JP, A) JP 5-339733 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H05H 1/24 C23C 16/50 H05H 1/46
Claims (9)
ラズマを発生させる直流プラズマ生成装置において、 中心軸に対して回転対称な形状を有する筒形網状のアノ
ードと、 前記アノードを囲んだ状態で、当該アノードの中心軸に
対して筒中心軸が同軸的に設けられ、当該筒形網状のア
ノードの筒直径よりも大きな筒直径の筒形螺旋形状を有
するカソードと、 を有することを特徴とする直流プラズマ生成装置。1. A probe is formed in the vicinity of the anode based on the ionization of gas.
In a DC plasma generator that generates plasma, Cylindrical reticulated ano with a rotationally symmetric shape about the central axis
And the With the anode surrounded, the central axis of the anode
On the other hand, the central axis of the cylinder is provided coaxially, and
Has a cylindrical spiral shape with a diameter larger than the diameter of the node.
A cathode to A direct current plasma generation device comprising:
ラズマを発生させる直流プラズマ生成装置において、 ワイヤ形状を有するアノードと、 前記アノードを囲んだ状態で、当該アノードの中心軸に
対して筒中心軸が同軸的に設けられ、当該ワイヤ形状の
アノードのワイヤ直径よりも大きな筒直径の筒形螺旋形
状を有するカソードと、 を有することを特徴とする直流プラズマ生成装置。2. A probe is formed in the vicinity of the anode based on the ionization of gas.
In a DC plasma generator that generates plasma, An anode having a wire shape, With the anode surrounded, the central axis of the anode
On the other hand, the cylinder center axis is provided coaxially, and the wire shape
Cylindrical spiral with a diameter larger than the wire diameter of the anode
A cathode having a shape, A direct current plasma generation device comprising:
旋形状のカソードは、線状又は棒状の導体が、前記筒直
径に従って螺旋状に巻回されて構成されていることを特
徴とする直流プラズマ生成装置。 3. The cylindrical screw according to claim 1 or 2.
The spiral cathode has a linear or rod-shaped conductor
A special feature is that it is spirally wound according to the diameter.
DC plasma generator as a characteristic.
ラズマを発生させる直流プラズマ生成装置において、 円筒形状を有するアノードと、 前記円筒形状のアノードを囲んだ状態で、当該円筒形状
のアノードの中心軸に対して螺旋中心軸が同軸的に設け
られ、前記円筒形状のアノードの円筒直径よりも大きな
螺旋直径の螺旋形状を有するカソードと、 を有することを特徴とする直流プラズマ生成装置。 4. Based on the ionization of the gas, the plasma is generated near the anode.
In a direct current plasma generation device for generating plasma , an anode having a cylindrical shape and the cylindrical shape is surrounded by the cylindrical anode.
The spiral central axis is coaxial with the central axis of the anode of
Larger than the cylindrical diameter of the cylindrical shaped anode
And a cathode having a spiral shape with a spiral diameter .
は、線状又は棒状の導体が、前記螺旋直径に従って螺旋
状に巻回されて構成されている、 ことを特徴とする直流プラズマ生成装置。 5. The spiral cathode according to claim 4.
Is a linear or rod-shaped conductor that spirals according to the spiral diameter.
A direct current plasma generation device characterized in that the direct current plasma generation device is configured by being wound into a shape .
を特徴とする請求項3または請求項5に記載の直流プラ
ズマ生成装置。 6. The cathode has a cold cathode structure.
A DC plastic according to claim 3 or 5, characterized in that
Zuma generation device.
放出させるために必要な電界放出電圧を前記アノードと
当該カソードとの間に印加して、当該電界放出電子を用
いた冷陰極放電による気体の電離に基づいて当該アノー
ド近傍にプラズマを発生させることを特徴とする請求項
6に記載の直流プラズマ生成装置。 7. An electric field for electrons from the spiral cathode.
The field emission voltage required to emit the
Apply between the cathode and the field emission electron
The annoyed gas based on the ionization of the gas due to the cold cathode discharge.
A plasma is generated in the vicinity of the magnetic field.
6. The DC plasma generator according to item 6.
を特徴とする請求項3または請求項5に記載の直流プラ
ズマ生成装置。 8. The cathode has a hot cathode structure.
A DC plastic according to claim 3 or 5, characterized in that
Zuma generation device.
出させるために必要な加熱電流を当該カソードに印加す
ると共に、前記アノードと当該カソードとの間に熱電子
を加速するための加速電圧を印加し、当該放出された熱
電子を用いた熱陰極放電による気体の電離に基づいて当
該アノード近傍にプラズマを発生させることを特徴とす
る請求項8に記載の直流プラズマ生成装置。 9. A thermoelectron is emitted from the spiral cathode.
Apply the heating current required for the cathode to emit
The thermoelectrons between the anode and the cathode.
Applying an accelerating voltage to accelerate the
Based on the ionization of gas by hot cathode discharge using electrons,
Characterized in that plasma is generated in the vicinity of the anode
The DC plasma generation device according to claim 8.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27034696A JP3529007B2 (en) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | DC plasma generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP27034696A JP3529007B2 (en) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | DC plasma generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10116698A JPH10116698A (en) | 1998-05-06 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119383814B (en) * | 2024-12-30 | 2025-06-17 | 昆山普乐斯电子科技有限公司 | Coaxial metal electrode plasma discharge device |
-
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- 1996-10-11 JP JP27034696A patent/JP3529007B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
| JPH10116698A (en) | 1998-05-06 |
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