JPS585985B2 - イオン化方法 - Google Patents
イオン化方法Info
- Publication number
- JPS585985B2 JPS585985B2 JP52110974A JP11097477A JPS585985B2 JP S585985 B2 JPS585985 B2 JP S585985B2 JP 52110974 A JP52110974 A JP 52110974A JP 11097477 A JP11097477 A JP 11097477A JP S585985 B2 JPS585985 B2 JP S585985B2
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- Japan
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- anode
- cathode
- electrons
- magnetic field
- gaseous substance
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、電子を引き出す電極の構造と電力印加手段
とにより、磁界を形成して電子にらせん運動を与え、イ
オン化しようとする気体状物質を効率よくイオン化する
とともに、その気体状物質が、イオン化しようとする物
質の雰囲気に浸された電極に付着するのを防止するよう
に子るイオン化方法に関する。
とにより、磁界を形成して電子にらせん運動を与え、イ
オン化しようとする気体状物質を効率よくイオン化する
とともに、その気体状物質が、イオン化しようとする物
質の雰囲気に浸された電極に付着するのを防止するよう
に子るイオン化方法に関する。
一般に、室温で固体または液体の物質を蒸気化し、電子
衝撃によってイオン化して正イオンとし、あるいは電子
の付着によって負イオンさするためには、電子に積極的
にらせん運動を与え、蒸気化物質粒子との衝突確率を増
してやることがのぞましい。
衝撃によってイオン化して正イオンとし、あるいは電子
の付着によって負イオンさするためには、電子に積極的
にらせん運動を与え、蒸気化物質粒子との衝突確率を増
してやることがのぞましい。
この場合、ガス状気体を効率よくイオン化するためには
、外部にマグネットコイルなどを設けて直交電磁界を構
成し、電子にらせん運動を与える方法が用いられている
。
、外部にマグネットコイルなどを設けて直交電磁界を構
成し、電子にらせん運動を与える方法が用いられている
。
ところで、イオン注入に使用されるイオン源のごとく、
限られた空間。
限られた空間。
すなわちイオン生成室の内部のみで電子と蒸気化物質粒
子とを相互作用させる場合は、外部にマグネットコイル
をおくことは容易である。
子とを相互作用させる場合は、外部にマグネットコイル
をおくことは容易である。
しかし、イオンブレーティングのように、るつぼの一端
から真空領域中へ流出または噴出している蒸気状の気体
状物質をイオン化するために、その気体状物質を取りま
くようにイオン化電極をおき、さらにその外側、多くの
場合、真空ペルジャー外部にマグネットコイルをおくこ
とは、実用上不都合である。
から真空領域中へ流出または噴出している蒸気状の気体
状物質をイオン化するために、その気体状物質を取りま
くようにイオン化電極をおき、さらにその外側、多くの
場合、真空ペルジャー外部にマグネットコイルをおくこ
とは、実用上不都合である。
また真空ペルジャー内にマグネットコイルをおくとして
も、イオン化しようとする気体状物質が、マグネットコ
イル表面に蒸着するのを防止しなければならず、るつぼ
加熱電力などによるコイルの温度上昇を防止するため、
熱遮蔽を設けなければならない。
も、イオン化しようとする気体状物質が、マグネットコ
イル表面に蒸着するのを防止しなければならず、るつぼ
加熱電力などによるコイルの温度上昇を防止するため、
熱遮蔽を設けなければならない。
この発明は、前記の点に留意し、簡単な構造と、電力印
加手段とにより、これらの欠点を解決するものであり、
つぎにこの発明をその実施例を示した図面とともに、詳
細に説明する。
加手段とにより、これらの欠点を解決するものであり、
つぎにこの発明をその実施例を示した図面とともに、詳
細に説明する。
第１図において、蒸気化しイオン化しようとする物質１
は、たとえば通常の真空蒸着用るつぼ２から蒸気化され
、この発明にかかわるイオン化電極３に導入される。
は、たとえば通常の真空蒸着用るつぼ２から蒸気化され
、この発明にかかわるイオン化電極３に導入される。
なお、イオン化しようとする物質１の気体状物質４は、
噴射形るつぼから噴射されてもよく、また、他の方法で
送られてきてもよい。
噴射形るつぼから噴射されてもよく、また、他の方法で
送られてきてもよい。
そして、前記イオン化電極３は、気体状物質４の雰囲気
中または気体状物質４をとりかこむように設置され、環
状に配設された電子を発生する陰極５と、その内側に設
けたほぼ環状またはらせん状の陽極６とからなり、必要
に応じ、断面コ字型の環状の遮蔽電極７を陰極５を囲む
ように設ける。
中または気体状物質４をとりかこむように設置され、環
状に配設された電子を発生する陰極５と、その内側に設
けたほぼ環状またはらせん状の陽極６とからなり、必要
に応じ、断面コ字型の環状の遮蔽電極７を陰極５を囲む
ように設ける。
そして、陰極５は、陰極５の両端に接続された陰極加熱
用電源８によって電子を放出するに適した温度に加熱さ
れ、陰極５の一端と陽極６の一端との間に接続された電
子加速用電源９により、陰極５からの電子引き出し用の
電界が形成される。
用電源８によって電子を放出するに適した温度に加熱さ
れ、陰極５の一端と陽極６の一端との間に接続された電
子加速用電源９により、陰極５からの電子引き出し用の
電界が形成される。
この電子加速用電源９の電圧は、適当な電圧、すなわち
負イオンを発生させるときは、イオン化しようとする物
質の電離電圧以下の低電圧であり、また正イオンを発生
させるときは、電離電圧以上の電圧、主として数十ｖ〜
数千ボルトの電圧である。
負イオンを発生させるときは、イオン化しようとする物
質の電離電圧以下の低電圧であり、また正イオンを発生
させるときは、電離電圧以上の電圧、主として数十ｖ〜
数千ボルトの電圧である。
この電圧によって陰極５から放出される電子１０は、環
状またはらせん状−極６の間隙を通過してイオン化しよ
うとする気体状物質４の存在する作用空間１１に侵入す
る。
状またはらせん状−極６の間隙を通過してイオン化しよ
うとする気体状物質４の存在する作用空間１１に侵入す
る。
そして、陽極６は、電子加速用電源９の電圧により、陰
極５に対し正の電位に保持されると同時に、陽極６の両
端に接続された磁界形成用電源１２により電流が流れ、
作用空間１１に陽極６の軸方向、すなわち侵入してくる
電子の運動とほぼ直角方向の磁界が形成され、この磁界
により電子１０は作用空間１１でらせん運動を生じ、効
率よく気体状物質４と衝突してイオン化をおこなう。
極５に対し正の電位に保持されると同時に、陽極６の両
端に接続された磁界形成用電源１２により電流が流れ、
作用空間１１に陽極６の軸方向、すなわち侵入してくる
電子の運動とほぼ直角方向の磁界が形成され、この磁界
により電子１０は作用空間１１でらせん運動を生じ、効
率よく気体状物質４と衝突してイオン化をおこなう。
つぎに、前記作用を概念的に平面図で示すと、第２図の
ようになる。
ようになる。
すなわち、陰極５から放出された電子１０は、陽極６の
間を通過して作用空間１１に侵入する。
間を通過して作用空間１１に侵入する。
この作用空間１１には、陽極６の両端に流れる電流によ
って形成された磁界Ｂが、図示のように生ずるから、電
子１０は図示のようにらせん運動を生ずる。
って形成された磁界Ｂが、図示のように生ずるから、電
子１０は図示のようにらせん運動を生ずる。
また、陽極６の両端に流れる電流を供給する磁界形成用
電源１２は、一般には２〜ＩＯＶ、１０〜５０Ａという
ような低電圧大電流となる。
電源１２は、一般には２〜ＩＯＶ、１０〜５０Ａという
ような低電圧大電流となる。
なお、直流ばかりでなく、必要に応じて交流を印加する
ようにしてもよい。
ようにしてもよい。
そして、前記磁界Ｂは、陽極６を流れる電流工とらせん
捲数Ｎ（はぼ環状のときは略１）との積ＮＩに比例して
生じ、数十ガラスル数百ガウスの値に選ぶのが適当であ
る。
捲数Ｎ（はぼ環状のときは略１）との積ＮＩに比例して
生じ、数十ガラスル数百ガウスの値に選ぶのが適当であ
る。
さらに、通常陽極６には、イオン化しようとする気体状
物質４が衝突して付着することが多く、陽極６は、その
気体状物質４の蒸着によって実用上使用不能となり、あ
るいは陽極６に堆積した粒が飛びちって不具合を発生す
ることがある。
物質４が衝突して付着することが多く、陽極６は、その
気体状物質４の蒸着によって実用上使用不能となり、あ
るいは陽極６に堆積した粒が飛びちって不具合を発生す
ることがある。
しかしこの発明においては、磁界形成用電源１２による
電流により、陽極６が常時高温に加熱され、陽極６への
気体状物質４の蒸着が防止され、また時に応じて蒸着し
たものを加熱して再蒸発させ、除去される。
電流により、陽極６が常時高温に加熱され、陽極６への
気体状物質４の蒸着が防止され、また時に応じて蒸着し
たものを加熱して再蒸発させ、除去される。
なお、陰極５の形状は、図示のものに限定されなく、環
状またはらせん状にし、陰極加熱用電源によって生ずる
磁界を、併用するようにしてもよいことは勿論である。
状またはらせん状にし、陰極加熱用電源によって生ずる
磁界を、併用するようにしてもよいことは勿論である。
また、陽極６の両端に流す電流は、連続的のほか、間欠
的に大電流を重量するようにしてもよくまた、パルス的
に印加するようにしてもよい。
的に大電流を重量するようにしてもよくまた、パルス的
に印加するようにしてもよい。
さらに、陽極６の形状は、この発明の主旨が活かされれ
ば特に限定されるものではなく、たとえば環状またはら
せん状陽極６の保持として、補助的なメツシュや棒状部
品が付属していてもよく、要は、電流が環状またはらせ
ん状に流れて磁界が有効にできればよい。
ば特に限定されるものではなく、たとえば環状またはら
せん状陽極６の保持として、補助的なメツシュや棒状部
品が付属していてもよく、要は、電流が環状またはらせ
ん状に流れて磁界が有効にできればよい。
以上のように、この発明のイオン化方法によると、特殊
な電極構造と電力印加手段とにより、磁界を形成して電
子にらせん運動を与え、イオン化しようとする気体状物
質を効率よくイオン化することができ、かつ、その気体
状物質が陽極に付着するのが防止され、また−極に付着
した物質が除去され、さらに、はぼ環状またはらせん状
に形成された陽極の外側に、環状の陰極が配設されてい
るため、電子放射に必要な陰極の表面積を、気体状物質
の噴射やイオン化の空間を邪魔することなく設定するこ
とができ、また、陰極の温度を電子放射に必要な温度に
保つために陰極に流す電流を、そのまま磁界の形成に共
用することができ、しかも構造もきわめて簡単であり、
安価なイオン化方法を提供するものである。
な電極構造と電力印加手段とにより、磁界を形成して電
子にらせん運動を与え、イオン化しようとする気体状物
質を効率よくイオン化することができ、かつ、その気体
状物質が陽極に付着するのが防止され、また−極に付着
した物質が除去され、さらに、はぼ環状またはらせん状
に形成された陽極の外側に、環状の陰極が配設されてい
るため、電子放射に必要な陰極の表面積を、気体状物質
の噴射やイオン化の空間を邪魔することなく設定するこ
とができ、また、陰極の温度を電子放射に必要な温度に
保つために陰極に流す電流を、そのまま磁界の形成に共
用することができ、しかも構造もきわめて簡単であり、
安価なイオン化方法を提供するものである。
第１図は、この発明のイオン化方法の１実施例を示した
切断斜視図、第２図は第１図の説明用平面図である。 ４・・・気体状物質、５・・・陰極、６・・・陽極、８
・・・陰極加熱用電源、９・・・電子加速用電源、１２
・・・磁界形成用電源。
切断斜視図、第２図は第１図の説明用平面図である。 ４・・・気体状物質、５・・・陰極、６・・・陽極、８
・・・陰極加熱用電源、９・・・電子加速用電源、１２
・・・磁界形成用電源。
Claims (1)
- １電子を放出する環状に配設された陰極の内側に、はぼ
環状またはらせん状に形成された陽極を設け、前記陽極
に前記陰極よりの電子を引き出すための電圧を印加し１
．前記陰極より放出する電子を前記陽極の内側に導入し
、同時に、前記陽極の両端間に磁界形成用の電流を流し
、前記電流によって形成される磁界により、前記陽極の
内側に導入された電子にらせん運動を与え、前記陽極の
内側にあるイオン化しようとする気体状物質を効率よく
イオン化し、かつ前記陽極を流れる電流による陽極の加
熱により、前記イオン化しようとする気体状物質が陽極
に付着するのを防止または付着した物質を除去するよう
にすることを特徴とするイオン化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52110974A JPS585985B2 (ja) | 1977-09-12 | 1977-09-12 | イオン化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52110974A JPS585985B2 (ja) | 1977-09-12 | 1977-09-12 | イオン化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5443187A JPS5443187A (en) | 1979-04-05 |
| JPS585985B2 true JPS585985B2 (ja) | 1983-02-02 |
Family
ID=14549204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52110974A Expired JPS585985B2 (ja) | 1977-09-12 | 1977-09-12 | イオン化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS585985B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5996261A (ja) * | 1982-11-22 | 1984-06-02 | Agency Of Ind Science & Technol | 薄膜作成装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5236317Y2 (ja) * | 1974-10-23 | 1977-08-18 |
-
1977
- 1977-09-12 JP JP52110974A patent/JPS585985B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5443187A (en) | 1979-04-05 |
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