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JPS5852295B2 - metal ion source - Google Patents
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JPS5852295B2 - metal ion source - Google Patents

metal ion source

Info

Publication number
JPS5852295B2
JPS5852295B2 JP7513176A JP7513176A JPS5852295B2 JP S5852295 B2 JPS5852295 B2 JP S5852295B2 JP 7513176 A JP7513176 A JP 7513176A JP 7513176 A JP7513176 A JP 7513176A JP S5852295 B2 JPS5852295 B2 JP S5852295B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
ion source
plasma
cathode
metal ion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP7513176A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS53397A (en
Inventor
克博 塚本
和夫 堀江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS53397A publication Critical patent/JPS53397A/en
Publication of JPS5852295B2 publication Critical patent/JPS5852295B2/en
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明はイオン加速装置などに使用する金属イオンを
発生する金属イオン源に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a metal ion source that generates metal ions used in ion accelerators and the like.

第1図は従来の金属イオン源を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a conventional metal ion source.

同図において、1は器体、2は陰極、3は陽極、4はプ
ラズマ励起用ソレノイド、5はプラズマとなる気体の導
入口、6はプラズマ中の金属イオンを引き出す開口部、
7は上記陽極3に電力を供給するための端子、8は金属
を蒸発させる容器、9は目的とするイオン種を放出する
ための金属粒、10はこの金属粒を加熱し、その金属粒
子を蒸発させるためのヒータである。
In the figure, 1 is a container body, 2 is a cathode, 3 is an anode, 4 is a solenoid for plasma excitation, 5 is an inlet for gas that becomes plasma, 6 is an opening for drawing out metal ions in the plasma,
7 is a terminal for supplying power to the anode 3; 8 is a container for evaporating metal; 9 is metal grains for emitting the desired ion species; 10 is for heating the metal grains to release the metal particles. This is a heater for evaporation.

次に、上記構成による金属イオン源の動作について説明
する。
Next, the operation of the metal ion source with the above configuration will be explained.

まず、ヒータ10を加熱し、容器8内の金属粒子9を高
温に加熱して、金属の蒸気を発生宮せる。
First, the heater 10 is heated to heat the metal particles 9 in the container 8 to a high temperature to generate metal vapor.

そして、陰極2と陽極3間に高電圧を印加すると共にプ
ラズマ励起用ソレノイド4を駆動し導入口5からプラズ
マとなる気体を入れると、上記陰極2と、陽極3間にプ
ラズマが発生する。
Then, when a high voltage is applied between the cathode 2 and the anode 3 and the plasma excitation solenoid 4 is driven to introduce gas to become plasma from the inlet 5, plasma is generated between the cathode 2 and the anode 3.

そして、上記発生した金属蒸気は陰極2と陽極3で構成
されるプラズマの励起される領域に導入すると、プラズ
マによシ、金属蒸気がイオン化して、その金属イオンは
イオン引出し口6から外方に放出される。
When the generated metal vapor is introduced into the plasma excited region composed of the cathode 2 and the anode 3, the metal vapor is ionized by the plasma, and the metal ions are released outward from the ion extraction port 6. is released.

しかしながら、金属蒸気の発生と、発生した金属蒸気の
イオン化という2段階の過程を必要とするため、常温で
気体である物質のイオン源に比べて、その構造が複雑に
なり、装置全体が大型化する。
However, because it requires a two-step process of generating metal vapor and ionizing the generated metal vapor, the structure is more complex and the entire device becomes larger than an ion source using a substance that is a gas at room temperature. do.

すなわち、金属蒸気の発生には通常500℃ないし20
00℃という非常な高温を必要とするため、融点の高い
物質からなる蒸発容器を必要とし、しかも、非常な高温
を効率よく発生させる加熱ヒータ、および加熱ヒータ用
電源、蒸発容器内の温度を計測し、調整するための温度
計、温度調節器、卦よび蒸発容器の高温から、その周辺
装置を保護するための図示しない断熱材と冷却装置など
を必要とする。
That is, the temperature is usually between 500°C and 20°C for the generation of metal vapor.
Since the extremely high temperature of 00°C is required, an evaporation container made of a substance with a high melting point is required, and a heater that efficiently generates extremely high temperatures, a power source for the heater, and a temperature measurement inside the evaporation container are required. However, it requires a thermometer for adjustment, a temperature controller, a heat insulator and a cooling device (not shown) to protect peripheral equipment from the high temperature of the hexagram and evaporation vessel.

さらに、気体によるイオンを必要とするときに、必ず真
空を破ってイオン源を交換する作業を必要とし、非常に
面倒であるなどの欠点があった。
Furthermore, when gaseous ions are required, it is necessary to break the vacuum and replace the ion source, which is extremely troublesome.

したがって、本発明の目的は金属蒸気を発生させるため
の装置を一切必要とせず、しかも構造が簡単で、装置を
小型化することができる金属イオン源を提供するもので
ある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a metal ion source that does not require any equipment for generating metal vapor, has a simple structure, and can be made compact.

このような目的を達成するため、本発明は上記陰極ある
いは陽極の少なくとも一方の電極を目的とする金属イオ
ンを放出しつる金属で形成、あるいはその金属を含有す
るようにしたもので、以下実施例を用いて詳細に説明す
る。
In order to achieve such an object, the present invention is such that at least one of the cathode and anode is made of or contains a metal that releases the desired metal ions. This will be explained in detail using .

第2図は本発明に係る金属イオン源の一実施例を示す縦
断面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the metal ion source according to the present invention.

同図において、11は目的とする金属イオンを放出しう
る陰極で、例えばその金属イオンを放出することができ
る金属で構成してもよいし、その金属を含有するもので
構成してもよい。
In the figure, reference numeral 11 denotes a cathode capable of releasing a target metal ion, and may be made of, for example, a metal capable of releasing the metal ion, or may be made of a material containing the metal.

次に、上記構成による金属イオン源の動作について説明
する。
Next, the operation of the metal ion source with the above configuration will be explained.

まず、陰極11と陽極3との間に、例えばIKV〜3K
Vの高電圧を印加すると共にプラズマ励起用ソレノイド
4を付勢すると、円筒軸に平行な4磁界が発生する。
First, between the cathode 11 and the anode 3, for example, IKV to 3K
When a high voltage of V is applied and the plasma excitation solenoid 4 is energized, four magnetic fields parallel to the cylinder axis are generated.

そして、気体導入口5からアルゴンあるいはキセノンな
どの比較的質量の大キい不活性ガスを導入すると、高電
圧、磁界中で不活性ガスのプラズマが発生する。
When an inert gas having a relatively large mass, such as argon or xenon, is introduced from the gas inlet 5, an inert gas plasma is generated under high voltage and a magnetic field.

このプラズマ中に発生した不活性ガスのイオンは陽極3
釦よヒ壌極11間の高電圧により加速されて、陰極11
の。
The inert gas ions generated in this plasma are transferred to the anode 3.
Accelerated by the high voltage between the button and the pole 11, the cathode 11
of.

表面に衝突する。Collision with a surface.

したがって、陰極11表面の金属原子は不活性ガスイオ
ンによってスパッタされ、プラズマ中に飛び出し、そこ
でイオン化される。
Therefore, metal atoms on the surface of the cathode 11 are sputtered by inert gas ions, eject into the plasma, and are ionized there.

そして、イオン化された不活性ガスイオンおよび金属原
子イオンの一部は開口部6より引き出される。
Then, some of the ionized inert gas ions and metal atom ions are extracted from the opening 6.

なお、以上は陰極11を目的とする金属イオンが放出し
うるように構成したが、陽極を、あるいは陽極と陰極の
双方を同様に構成してもよいことはもちろんである。
In addition, although the cathode 11 is configured so as to be able to emit the intended metal ions, it goes without saying that the anode or both the anode and the cathode may be configured in the same manner.

以上、詳細に説明したように、本発明に係る金属イオン
によれば金属蒸気を発生する蒸発器一式を必要とせず、
簡単な構造により、金属イオンを容易に発生することが
できる。
As explained above in detail, the metal ions according to the present invention do not require a set of evaporators that generate metal vapor,
The simple structure allows metal ions to be easily generated.

さらに、気体用としても使用することが出来るので、金
属イオンから気体によるイオンまたはその逆の切換えが
極めて簡単で、作業時間を短縮することができるなど経
済的な利点が大きいなどの効果がある。
Furthermore, since it can be used for gas, it is extremely easy to switch from metal ions to gas ions or vice versa, and it has great economic advantages such as shortening work time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の金属イオン源を示す縦断面図、第2図は
本発明に係る金属イオン源の一実施例を示す縦断面図で
ある。 1・・・・・・器体、2・・・・・・陰極、3・・・・
・・陽極、4・・・・・・プラズマ励起用ソレノイド、
5・・・・・・導入口、6・・・・・・開口部、7・・
・・・一端子、8・・・・・・容器、9・・・・・・金
属粒、10・・・・・・ヒータ、11・・パ°僕極 な
お、同一〇 符号は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a conventional metal ion source, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the metal ion source according to the present invention. 1... vessel body, 2... cathode, 3...
...anode, 4... solenoid for plasma excitation,
5...Inlet, 6...Opening, 7...
...one terminal, 8...container, 9...metal particles, 10...heater, 11...pak pole Note that the same 〇 symbol indicates the same or A considerable portion is shown.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 一端にプラズマとなる気体の導入口を設けると共に
他端にプラズマ中の金属イオンを引き出す開口部を設け
た器体と、この器体の内部に対向して配置した陰極およ
び陽極と、上記器体の外周部に設けたプラズマ励起用ソ
レノイドとを備えた金属イオン源において、上記陰極お
よび陽極の少なくとも一方の電極を目的とする金属イオ
ンを放出しうる金属で形成あるいはその金属を含有する
ことを特徴とする金属イオン源。
1 A container provided with an inlet for introducing gas to become plasma at one end and an opening for drawing out metal ions in the plasma at the other end, a cathode and an anode arranged facing each other inside this container, and the above-mentioned container. In a metal ion source equipped with a solenoid for plasma excitation provided on the outer periphery of the body, at least one of the cathode and the anode is made of or contains a metal capable of emitting the intended metal ions. Characteristic metal ion source.
JP7513176A 1976-06-24 1976-06-24 metal ion source Expired JPS5852295B2 (en)

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JP7513176A JPS5852295B2 (en) 1976-06-24 1976-06-24 metal ion source

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JP7513176A JPS5852295B2 (en) 1976-06-24 1976-06-24 metal ion source

Publications (2)

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JPS53397A JPS53397A (en) 1978-01-05
JPS5852295B2 true JPS5852295B2 (en) 1983-11-21

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JP4578798B2 (en) * 2003-11-17 2010-11-10 俊夫 後藤 Metal ion supply device

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JPS53397A (en) 1978-01-05

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