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JPS6040659B2 - ion generator - Google Patents
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JPS6040659B2 - ion generator - Google Patents

ion generator

Info

Publication number
JPS6040659B2
JPS6040659B2 JP3872777A JP3872777A JPS6040659B2 JP S6040659 B2 JPS6040659 B2 JP S6040659B2 JP 3872777 A JP3872777 A JP 3872777A JP 3872777 A JP3872777 A JP 3872777A JP S6040659 B2 JPS6040659 B2 JP S6040659B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion
ion extraction
extraction port
ion beam
small holes
Prior art date
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Expired
Application number
JP3872777A
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Japanese (ja)
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JPS53123798A (en
Inventor
俊宜 高木
哲良 加藤
耕自 松田
康次 林
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.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明はイオン発生装置に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to an ion generator.

たとえばPIG型のイオン発生装置は、イオン加速装置
などに広く使用されているが、これは高真空下で陽極と
陰極とを相対して配置し、両者間で放電を発生させて内
部に供給されたガスをイオン化してイオンを発生させる
ものである。
For example, PIG type ion generators are widely used in ion accelerators, etc., but they have an anode and a cathode placed opposite each other under high vacuum, and a discharge is generated between the two to supply the inside. This method generates ions by ionizing the gas.

発生したイオンは通常外部電極と陽極との間に印加した
電圧に基〈電界によって外部に引出すようにしているが
、一般にはイオン引出し部に形成されたイオン引出し口
を通って外部に引出される。ところで近時イオン電流の
増大化が要望されており、そのためのひとつの対策とし
て、イオン引出し口の形状を、点状のような小孔に代え
て長円形とすることが考えられている。これによれば小
孔に比較して多量のビームがイオン引出し口を通過する
ことになって都合がよい。しかしこのような長円形のイ
オン引出し口を使用すると、ここを通過するイオンビー
ムの断面積もイオン引出し口の断面に応じて広くなるの
で、小孔のイオン引出し口を用いた場合に比較すればイ
オン密度が低くなってしまい、良質なイオンビームは得
られない。イオン密度を高めるためには、イオン引出し
口を通過したイオンビームを集東すればよいにしても、
前述のように断面積が大きいイオンビームはしンズによ
る収束効果はあまり期待できない。この発明はイオン電
流の増大化を図ると同時にイオンビームの高密度化をも
図ることを目的とする。
The generated ions are usually extracted to the outside by an electric field based on the voltage applied between the external electrode and the anode, but generally they are extracted to the outside through an ion extraction port formed in the ion extraction part. . Incidentally, there has recently been a demand for an increase in the ion current, and as one measure to this end, it has been considered that the shape of the ion extraction port should be oval instead of a dot-like small hole. According to this, a larger amount of beam passes through the ion extraction port than through the small hole, which is convenient. However, when such an oval ion extraction port is used, the cross-sectional area of the ion beam passing through it also becomes wider according to the cross section of the ion extraction port, compared to when a small-hole ion extraction port is used. The ion density becomes low, making it impossible to obtain a high-quality ion beam. Even though it is sufficient to concentrate the ion beam that has passed through the ion extraction port in order to increase the ion density,
As mentioned above, an ion beam with a large cross-sectional area cannot be expected to have much of a convergence effect due to the beam. The object of this invention is to increase the ion current and at the same time increase the density of the ion beam.

この発明は小面積の小孔状の複数をもってイオン引出し
口とし、これらを細長状のイオン引出し口形成領域内に
形成してなることを特徴とする。
The present invention is characterized in that a plurality of small holes having a small area are used as ion extraction ports, and these are formed in an elongated ion extraction port formation region.

この場合、全小孔の形成領域を、前記したようにイオン
ビーム電流の増大化を図るために形成した長円状のイオ
ン引出し口の面積にほぼ等しい程度とするとよく、これ
によれば各小孔を通るイオンビーム電流の総和は、前記
した長円形状のイオン引出し口を通るイオンビーム電流
と量的において何ら劣ることはない。これによって長円
形状のイオン引出し口を用いた場合と同機にイオンビー
ム電流の増大化を図ることができるようになる。又各小
孔を通るイオンビームの断面積は、その小孔の面積に応
じて小さくなるとともに、引出用の電界は各小孔につい
て一様な分布を示すため、1個の小孔の場合に得られる
と同程度の均質なビームが小孔の総和に相当する量だけ
得られるため、長円形状のイオン引出し口の場合のそれ
に比較して質の良い(発散の少ない)大量のビームが得
られることになる。すなわちイオンビーム電流は高密度
化されるのである。各小孔を通過したイオンビームはそ
の後互いに合流して標的に衝突される。以下この発明を
図面に基し、て説明する。
In this case, the formation area of all the small holes should be approximately equal to the area of the oval ion extraction port formed in order to increase the ion beam current as described above. The total amount of ion beam current passing through the hole is not inferior in quantity to the ion beam current passing through the elliptical ion extraction port described above. This makes it possible to increase the ion beam current in the same way as when using an oval ion extraction port. In addition, the cross-sectional area of the ion beam passing through each small hole decreases according to the area of the small hole, and the electric field for extraction shows a uniform distribution for each small hole. Since the same homogeneous beam can be obtained in an amount equivalent to the total number of small holes, a large amount of beam with better quality (less divergence) can be obtained than with an oval shaped ion extraction port. It will be done. In other words, the ion beam current is highly concentrated. The ion beams that pass through each small hole then merge with each other and collide with the target. The present invention will be explained below based on the drawings.

第1図において、1は陰極、2は陽極で、陰極1の後方
から供給されたイオン物質のガスが、陰極1と陽極2と
の間に印加される電圧に基いて発生する放電によってイ
オン化されるし、又陽極2と外部電極(図示しない。)
との間に形成される電界によって前記のように発生した
イオンを、イオン引出し部3のイオン引出し口を通して
引出す。なお陽極2の断面形状は長円形状とされてある
。しかしこの発明にしたがい、第1図に示すイオン引出
し部3のイオン引出し口はイオン引出し部3に向うイオ
ンビームの細長の断面領域内に形成される。
In FIG. 1, 1 is a cathode and 2 is an anode, in which an ionic gas supplied from behind the cathode 1 is ionized by a discharge generated based on the voltage applied between the cathode 1 and the anode 2. Also, the anode 2 and the external electrode (not shown)
The ions generated as described above by the electric field formed between the ions and the ions are extracted through the ion extraction port of the ion extraction section 3. Note that the cross-sectional shape of the anode 2 is an oval shape. However, according to the present invention, the ion extraction port of the ion extraction section 3 shown in FIG.

イオン引出し口は複数の小孔4によって構成されるので
、前記断面領域内に横に長く一列に並べて形成される。
このように構成すると、既述のようにひとつの長円形状
のイオン引出し口Sのみを形成したイオン引出し都Aを
用いる場合では、第2図に示すようにイオン引出しのた
めの電界の等電位面Pが中央において凹状に形成される
のに対し、第3図に示すように4・孔4の数に等しい数
だけピ−ク状を呈する等電位面Pが形成されるようにな
る。なお図中矢印はイオンの引出方向を示す。第3図の
場合、隣接する小孔4の間に向うイオンは、4・孔4に
向かってあたかも引きこまれるようにして小孔4内を通
過していく。したがつて隣接する小孔4間に位置するイ
オン引出し郡部分の存在は、イオンビームの通過に対し
て何ら邪魔になる存在とはならない。換言すればこのよ
うな構成によってもイオンビーム電流を減少させる原因
とはならない。一方第3図の場合は、前記のように隣接
する小孔4の間に向うイオンが小孔4に引きこまれてい
くので、ひとつの4・孔4を通った一本のイオンビーム
についてはその密度(単位断面積当りのイオン量)は第
2図の場合に比較して大きくなることは当然である。そ
して第3図のように等電位面が規則的な形状になり、単
位小孔による電界の重ね合わせのようになるので、第2
図の構成では起りうるビームの不均一な発散角又は大き
な発散角を持って引出されることはなくなることになる
。又イオン引出し口を小孔としたので、供給されたイオ
ン物質のガスがイオン引出し口を通って外部に流出しに
くくなり、それだけガスの流れが遅くなるので、陰、腸
両極間における放電条件が安定するようになって都合が
よい。第1図に示す小孔4は〜列に並べられているが、
第4図に示すように二列に並べて形成してもよい。又第
5図、第6図、第7図のように方形伏或いは三角形状の
小孔4でもよいし、更に第8図のように千鳥状に配列し
てもよい。第9図は小孔4として細い溝状とし、これを
複数並設したものを示す。いずれにしても、複数の小孔
からなるイオン引出し口は、イオンビームの細長状の断
面領域内に形成すればよい。以上詳述したように、この
発明によれば、イオンビーム電流を量的に増し得るとと
もに、その密度を高めることができ、更にイオン発生の
ための放電条件を安定させることができる効果がある。
Since the ion extraction port is constituted by a plurality of small holes 4, they are formed in a long horizontal line in the cross-sectional area.
With this configuration, when using the ion extraction cap A in which only one oval ion extraction port S is formed as described above, the equipotential of the electric field for ion extraction is reduced as shown in FIG. While the surface P is formed in a concave shape at the center, the equipotential surfaces P exhibiting a peak shape are formed in a number equal to the number of holes 4, as shown in FIG. Note that the arrow in the figure indicates the direction of ion extraction. In the case of FIG. 3, ions traveling between adjacent small holes 4 pass through the small holes 4 as if being drawn toward the holes 4. Therefore, the existence of the ion extraction group located between the adjacent small holes 4 does not become an obstacle to the passage of the ion beam. In other words, such a configuration does not cause a decrease in the ion beam current. On the other hand, in the case of Fig. 3, as mentioned above, ions directed between adjacent small holes 4 are drawn into the small holes 4, so for one ion beam passing through one hole 4, It is natural that the density (the amount of ions per unit cross-sectional area) is greater than that in the case of FIG. Then, as shown in Figure 3, the equipotential surface becomes a regular shape, similar to the superposition of electric fields due to unit holes, so the second
The arrangement shown eliminates the possibility of a beam being drawn out with non-uniform or large divergence angles. In addition, since the ion extraction port is made into a small hole, it becomes difficult for the gas of the supplied ionic substance to flow out through the ion extraction port, and the gas flow is slowed accordingly, so the discharge conditions between the negative and intestinal poles are improved. It's good that it's stabilized now. The small holes 4 shown in FIG. 1 are arranged in ~ rows,
They may be formed in two rows as shown in FIG. Further, the small holes 4 may be rectangular or triangular as shown in FIGS. 5, 6, and 7, or may be arranged in a staggered manner as shown in FIG. 8. FIG. 9 shows a structure in which the small holes 4 are formed in the shape of thin grooves and a plurality of these are arranged in parallel. In any case, the ion extraction port consisting of a plurality of small holes may be formed within the elongated cross-sectional area of the ion beam. As described in detail above, according to the present invention, the ion beam current can be increased quantitatively, the density of the ion beam can be increased, and the discharge conditions for ion generation can be stabilized.

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

第1図はこの発明の実施例を示す斜視図、第2図、第3
図は動作説明用の断面図、第4図乃至第9図はイオン引
出部の実施態様を示す図である。 1・・・・・・陰極、2・・・・・・陽極、3・・・・
・・イオン引出し部、4・・・・・・小孔。 弟′図 第2図 美3図 弟仏図 弟タ図 寿o図 案7図 第8図 弟q図
Figure 1 is a perspective view showing an embodiment of the invention, Figures 2 and 3.
The figure is a sectional view for explaining the operation, and FIGS. 4 to 9 are diagrams showing embodiments of the ion extracting section. 1... cathode, 2... anode, 3...
...Ion extraction part, 4...Small hole. Younger brother' figure 2 figure beauty 3 younger brother Buddha figure younger brother Ta figure longevity o design 7 figure 8 younger brother q figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 陽極電極及び陰極電極と、前記両電極間の放電によ
つてイオン化されたイオンが通過する複数の孔からなる
イオン引出し口を有するイオン引出し部とを備え、前記
陽極電極から前記イオン引出し部に向うイオンビームを
その断面が細長の長方形状となるように前記陽極電極の
内面を細長の直方形に形成するとともに、前記イオン引
出し口を前記イオン引出し部に向う前記イオンビームの
断面領域内に形成してなるイオン発生装置。
1 comprising an anode electrode, a cathode electrode, and an ion extraction section having an ion extraction port consisting of a plurality of holes through which ions ionized by the discharge between the two electrodes pass, and from the anode electrode to the ion extraction section. The inner surface of the anode electrode is formed into an elongated rectangular parallelepiped so that the ion beam facing toward the ion beam has an elongated rectangular cross section, and the ion extraction port is formed within a cross-sectional area of the ion beam facing the ion extraction portion. An ion generator.
JP3872777A 1977-04-05 1977-04-05 ion generator Expired JPS6040659B2 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6070278A (en) * 1983-09-28 1985-04-22 清水建設株式会社 Support apparatus of film end in air film structure
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