DE2025987B2 - Ionenquelle - Google Patents

Ionenquelle

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DE2025987B2 DE19702025987 DE2025987A DE2025987B2 DE 2025987 B2 DE2025987 B2 DE 2025987B2 DE 19702025987 DE19702025987 DE 19702025987 DE 2025987 A DE2025987 A DE 2025987A DE 2025987 B2 DE2025987 B2 DE 2025987B2
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    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02Details
    • H01J49/10Ion sources; Ion guns
    • H01J49/105Ion sources; Ion guns using high-frequency excitation, e.g. microwave excitation, Inductively Coupled Plasma [ICP]
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Description

5. Ionenquelle nach einem der Ansprüche 1 Bei einer weiteren, aus der britischen Patentschrift bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hoch- 829 783 bekannten Ionenquelle dient zur Erzeugung frequenzspannung zwischen dem Träger (8, 10) 33 des Plasmas keine Hochfrequenz, sondern eine des Targets (12) und der Erde liegt. Gleichspannung von beispielsweise —100 V, welche
6. Ionenquelle nach einem der Ansprüche 1 an eine dem Target gegenüberliegende Glühkathode bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für das angelegt ist. Hierbei sind jedoch zur Ionisation und Target zwei der genannten Träger vorgesehen Extraktion von geladenen Ionen wiederum inssind und daß die Hochfrequenzspannung zwi- 40 gesamt mindestens drei Elektrr»' -n mit zwei gesehen die beiden Träger geschaltet ist. trennten Stromquellen erfordern
7. Ionenquelle nach Anspruch 6, dadurch ge- Durch die Erfindung soll die . . _abe gelöst werkennzeichnet, daß das Target beide Träger mit- den, bei einer Ionenquelle der eingangs genannten einander verbindet und einen sehr hohen elek- Art auf einfache Weise einen besseren Wirkungsgrad irischen Widerstand aufweist. 45 zu erzielen.
8. Ionenquelle nach Anspruch 6, dadurch ge- Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch kennzeichnet, daß jeder der beiden Träger ein gelöst, daß die zur Erzeugung der Gasentladung gesondertes Target trägt. dienende Hochfrequenzspannung zwischen dem
9. Ionenquelle nach einem der Ansprüche 1 Target oder dessen Träger und dem Gehäuse oder bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber 50 einer weiteren im Gehäuse angeordneten oder in dem Target im Gehäuse ein Glühfaden ange- dieses hineinragenden Elektrode angelegt ist.
ordnet ist, welcher auf einem gegenüber dem Ge- Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß zur Ionisation häuse negativen Potential liegt. und zur Extraktion von geladenen Ionen insgesamt
10. Ionenquelle nach einem der Ansprüche 1 nur noch zwei Elektroden, nämlich das Target und bis 9, gekennzeichnet durch eine das Gehäuse (2) 55 mindestens eine Ionenextraktionselektrode, sowie umgebende Wicklung (25), welche das genannte eine einzige Stromquelle erforderlich sind. Somit magnetische Feld erzeugt, welches die zu dem weist die vorliegende Ionenquelle auch einen einTarget (12) hin- und von diesem wegwandernden fächeren Aufbau und einen geringeren Energiegeladenen Teilchen bündelt. verbrauch auf.
60 Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind
in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Ionen-Die Erfindung betrifft eine Ionenquelle mit einem quelle,
in einem Gehäuse untergebrachten oder in ein 65 F i g. 2 eine schematische Darstellung einer solches hineinragenden Träger für ein Festkörper- weiteren Ausführungsform der Ionenquelle,
Target aus einem zu ionisierenden Material, Mitteln F i g. 3 einen schematischen Teil-Axialschnitt einer
zur Erzeugung einer Hochfrequenzgasentladung in besonderen Targetanordnung und
Flg. 4 einen schematischenTell-Axlalschnitt einer wehren Ausfllhrungsform einer Targetanordnung.
Die in Fig. 1 dargestellte Ionenquelle weist ein Gehäuse 2 auf, in welchem ein Glühfaden 4 untergebracht ist, der durch den Strom winer Schwachstiom-Gleichspannungsquelle El erwärmt werden kann.
Die elektrischen Anschlußleitungen des Glühfadens 4 sind über Isolatoren δ durch die Gehäusewandungen hiudurchgeführt. Durch die Gehäuse- xo wandungen ist außerdem eine Metallelektrode 10 hindurchgeführt, welche mittels einer Buchse 8 aus dielektrischem Material gegenüber den Gehäusewandungen elektrisch isoliert ist. Die Metallelektrode 10 trägt ein Target 12 aus dielektrischem oder elektrisch nur schwach leitendem Material. An die Elektrode 10 ist eine Hochfrequenzquelle 14 angeschlossen. Die untere Grenze des Hochfrequenzbandes liegt normalerweise bei etwa 1OkHz1 jedoch kann diese Frequenz in bestimmten Fällen für die Ionenquelle 7u klein sein. In der Praxis liegt die niedrigste noch verwendbare Frequenz bei etwa 5 MHz und die höchste Frequenz bei etwa 14 MHz.
Das Gehäuse 2 ist mit einem Auslaß 16 zum Anschluß einer Vakuumpumpe und mit einem Einlaß 18 versehen, welch letzterer ein Ventil aufweist, so daß in das Gehäuse in dem Maße eine bestimmte Gasmenge je Zeiteinheit eingelassen werden kann, wie aus dem Gehäuse Gas abgezogen wird, wobei die Zusammensetzung der in dem Gehäuse herrsehenden Atmosphäre und deren Druck im wesentlichen konstant gehalten werden.
Zwischen das Gehäuse 2 und den Glühfaden 4 ist eine Hochspannungs-Gleichstromquelle El geschaltet, wobei deren Pole in der in Fig. 1 dargestellten Weise angeschlossen sind. Das Gehäuse 2 ist geerdet, so daß der Glühfaden 4 an einem wesentlich negativen Potential liegt. Die Hochfrequenzquelle 14 ist mit ihrem einen Anschluß an Erde und mit ihrem anderen Anschluß an die Elektrode 10 angeschlossen, so daß am hinteren Ende des Targets 12 ein sich mit bestimmter Frequenz änderndes Potential anliegt. Wenn der Glühfaden 4 nach dem Anlegen einer entsprechenden Spannung eine bestimmte Temperatur erreicht hat, so emittiert er Elektronen, welche zu dem Anodengehäuse hingezogen und beschleunigt werden. Die energiereichen Elektronen ionisieren beim Aufschlagen auf Gasteilchen das im Gehäuse 2 befindliche Gas, so daß ein Plasma gebildet wird, welches im wesentlichen gleiche elektrische Ladungsdichten an Elektronen und an positiven Ionen aufweist, mit Ausnahme des Bereiches, in welchem Elektronen auf die Ionisierspannung beschleunigt werden, und des Bereiches, wo sich eine negative Raumladung ausbilden kann.
Wenn das an der Elektrode 10 des Targets 12 anliegende Hochfrequenzpotential mit Bezug auf das Plasma positiv ist, so fliegen die Elektronen mit großer Geschwindigkeit zur Targetoberfläche, wo sie eine negative, dem angelegten Feld entgegenwirkende Ladung bilden, wenn das Target ein Isolator oder ein schlechter Leiter ist. Unter dem Einfluß der negativen Oberflächenladung strömen positive Ionen selbst dann zum Target, wenn das angelegte Hochfrequenzpotential positiv ist. Demzufolge können, wenn das Hochfrequenzfeld umgekehrt und an der tragenden Elektrode 8 ein negatives Potential erzeuet wird, bereits positive Ionen zum Target fliegen und demzufolge zu diesem Targel hin welter beschleunigt werden. Die positive lonenströmung gibt Sekundärelektronen frei und nimmt Elektronen zur Ladungsneutralisation auf, so daß die Targetelektrode dazu neigt, einen Teil der zuvor erlangten negativen Ladung wieder zu verlieren, wenn das positive Feld von ihrer Oberfläche Elektronen abzieht.
Wenn die Feldumkehrung jeweils ausreichend schnell stattfindet, d. h. mit Hochfrequenz, so werden die Elektronen zu dem Target gezogen, bevor die lonenströmung in der Lage ist, die gesammelte negative Ladung zu beseitigen. Die hierfür erforderliche Frequenz hängt von der Stromdichte (zeitliche Ladungsströmungsmenge je Flächeneinheit) und der Kapazität je Flächeneinheit des Targets ab. Jedoch ist im allgemeinen eine Frequenz von etwa 10 MHz ausreichend, die Targetoberfläche auf einem negativen Potential zu halten, wenn das Target nur wenige Millimeter dick ist und aus einem Material, wie z. B. Tonerde oder Kieselerde, besteht. Hierbei ist zu bemerken, daß die Hochfrequenzquelle eine Quelle elektromagnetischer Strahlung ist, jedoch im allgemeinen für den Betrieb von Industriegeräten geeignete Frequenz von 13,6 MHz aufweisen kann.
Durch ein sich mit Hochfrequenz änderndes Feld erreichen Elektronen viel größere Energien als positive Ionen. So haben bei Hochfrequenzen die Elektronen eine große Durchschnittsenergie, während die positiven Ionen Durchschnittsenergien aufweisen, welche dem Wert der umgebenden Temperatur nahekommen. Die Anordnung gleicht einem Gemisch von zwei Gasen, deren Temperaturen verschieden groß geblieben sind. Außerdem bewegen sich die Elektronen mit äußerst hohen Geschwindigkeiten zu der Targetelektrode, da sie viel leichter sind als die postiven Ionen, während die trägen postiven Ionen den Änderungen des angelegten Feldes kaum folgen können und sich nur auf Grund der Kontinuität des negativ angelegten Feldes und der durch die Elektronen hervorgerufenen negativen Ladung in Richtung zum Target hin bewegen. Der negative Zustand neigt zur Bildung einer Kathodenelektrode, und vor der isolierenden Targetelektrode bildet sich ein postiver Raumladungsmantel. Ionen werden quer über diesen Raumladungsmantel hinweg beschleunigt und mit besonderer Energie gegen das Target geschossen. Um ein anliegendes Feld zur Ionisation zu bilden und eine Raumladungsmantelspannung aufrechtzuerhalten, welcne für die kathodische Zerstäubung erforderlich ist, muß die angelegte Hochfrequenzspannung eine Spitzenspannung von etwa 1 kV, d. h. eine Spitze-zu-Spitze-Spannung von 2 kV, haben.
Wenn die geerdete Elektrode aub einem elektrischen Leiter besteht, dann bilden die unter der Einwirkung eines postiven Feldes zu der Elektrode hinströmenden Elektronen an der Elektrodenoberfläche keine negative Oberflächenladung, da diese Ladung jeweils beseitigt werden würde. In diesem Falle wird also der Ionenbeschuß der geerdeten Elektrode wesentlich eingeschränkt, da die Ionen zu der geerdeten Elektrode hin nicht fortlaufend beschleunigt werden. Außerdem ergibt sich eine kleinere Raumladungsmantelspannung, wenn der fließende Strom auf eine im Querschnitt großflächige Elektrode verteilt wird.
Aus obigem folgt, daß ein bei Hochfrequenz die
kathodische Zerstäubung bewirkendes Material Aufschlagkraft ist so stark, daß aus dem Target zweckmäßigerweise dadurch hergestellt werden kann, durch kathodische Zerstäubung Materialteilchen herdaß man ein entsprechendes Element als eine ausgeschlagen werden. Diese Materialteilchen kolli-Komponente einer Zusammensetzung verwendet, dieren wiederum mit Elektronen des Glühfadens 4, welche ein elektrisch schwach leitendes Material 5 so daß aus diesen Materialteilchen wiederum Elekbildet. Falls das Material in reiner oder in gemischter tronen herausgeschlagen und diese Teilchen ionisiert Form ein elektrischer Leiter ist, dann kann an die werden. Die sich hierdurch ergebenden Ionen ge-Ausgangsklemmen der Hochfrequenzquelle eine langen in das magnetische Feld des elektromagneti-Kapazität angeschlossen werden. Diese letztgenannte sehen Linsensystems 22 und werden durch die Möglichkeit ist dann gegeben, wenn zwischen die io Öffnung 20 aus dem Gehäuse 2 herausgeleitet.
Hochfrequenzquelle und das Target eine kapazitive Bei einer Betriebsart der in F i g. 1 dargestellten
Kopplung geschaltet wird. Ionenquelle wird über den Einlaß 18 in das GeWenn die beiden Anschlüsse der Hochfrequenz- häuse 2 Argon eingeleitet und in diesem Gehäuse auf quelle an zwei Elektroden angeschlossen werden, einem im wesentlichen konstanten Druck gehalten, welche entweder Isolatoren oder elektrische Leiter 15 obwohl das Gehäuse über den Auslaß 16 ununter-(kapazitiv an die Hochfrequenzquelle angekoppelt) brochen evakuiert wird. Die von dem Glühfaden 4 tragen, so bildet sich vor jeder der Targetelektroden emittierenden Elektronen erzeugen ein Plasma aus ein positiver Ionenmantel. Hierdurch ist jedes Target- ionisiertem Gas, welchem die für die kathodische Oberflächenpotential mit Bezug auf das Plasma im Zerstäubung dienenden Ionen entzogen und zum wesentlichen während der ganzen Hochfrequenz- 20 Target hin beschleunigt werden. Die Bildung des periode negativ, mit Ausnahme einer kurzen Periode, Plasmas wird durch das angelegte Hochfrequenzfeld wenn die Elektronen schnell zu den betreffenden noch unterstützt. Der weitere Vorgang zur Bildung Oberflächen hingezogen werden. des Ionenstrahls 24 entspricht dem bereits weiter
In der einen Wandung des Gehäuses 2 ist eine oben beschriebenen Vorgang.
Öffnung 20 gebildet, welche mit einem elektro- 25 Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform statischen Linsensystem 22 fluchtet, welch letzteres der Ionenquelle dient die Hochfrequenzquelle 14 zur der Deutlichkeit wegen in der Zeichnung nur Erzeugung eines Plasmas, welches in F i g. 2 durch schematisch angedeutet ist. Das Linsensystem 22 ent- einen kreuzweise schraffierten Bereich 26 angedeutet nimmt dem Inneren des Gehäuses 2 positiv geladene ist, ohne daß hierfür eine besondere Elektronenquelle Teilchen, d. h. Ionen, welche in den Einflußbereich 30 erforderlich ist. Die Einzelteile der in F i g. 2 dardieses Linsensystems gelangen, welches eine solche gestellten Ausführungsform, welche auch in Fig. 1 Geometrie aufweist, daß die aus dem Gehäuse her- dargestellt sind und mit Bezug auf diese bereits beausgeführten Ionen einen Ionenstrahl 24 bekannter schrieben wurden, sind wiederum mit den gleichen Gestalt bilden. Bezugszahlen bezeichnet. Die in F i g. 2 dargestellte
Das Gehäuse 2 ist von einem Elektromagneten 25 35 Ionenquelle ist sowohl in ihrem Aufbau als auch in umgeben, welcher ein magnetisches Feld erzeugt, das ihrer Betriebsweise einfacher als die in F i g. 1 dardie zwischen dem Glühfaden 4 und dem Target 12 gestellte Ionenquelle, jedoch erreicht man mit ihr vorhandenen geladenen Teilchen zusammendrängt. bei gleicher Eingangsleistung auch nur eine geringere Mit »Zusammendrängen« ist gemeint, daß die ge- Ionenausbeute.
ladenen Teilchen durch das magnetische Feld ge- 4η Die in F i g. 3 dargestellte Targetanordnung weist zwungen werden, zwischen dem Glühfaden 4 und ein »schwimmendes«, d. h. nicht geerdetes, volldem Target 12 einem bestimmten Weg zu folgen. ständig abgeglichenes Hochfrequenzsystem auf, bei Von diesem Weg abweichende Teilchen werden welchem zwei Elektroden 10 mit einem gemeinsamen durch das magnetische Feld jeweils wieder auf diesen Target 12 verbunden sind. Eine hiervon abweichende Weg zurückgelenkt. Bei einer anderen Ausführungs- 45 Ausführungsform ist in Fig. 4 dargestellt, bei form der Erfindung weist der Glühfaden 4 eine welcher das Target die Form von zwei voneinander schneckenförmige oder eine entsprechende andere getrennten Targetteilen hat. Bei diesen Anordnun-Gestalt auf, durch welche der durch den Glühfaden gen ergibt sich vor den Targets jeder Hochfrequenzhindurchfließende Strom ein magnetisches Feld er- elektrode je ein positiver Dunkelraummantel. Infolge zeugt, welches in der gewünschten Weise das ge- 50 des Unterschieds der Beweglichkeiten der positiven nannte Zusammendrängen bewirkt. Ionen und der Elektronen und infolge des Erforder-
Der Vorgang der Ionenerzeugung ist in Fig. 1 nisses einer Ladungsneutralisation behalten die schematisch durch eingekreiste Symbole dargestellt. Targets an ihren Oberflächen jeweils während eines Hierbei bedeuten die Minussymbole»—« Elektronen, merklichen Zeitabschnittes der Hochfrequenzdie Symbole »g« Gasmoleküle, die Plussymbole »+« 55 Perioden eine negative Ladung bei. Demzufolge hat ionisierte Teilchen und die Symbole »iV« Material- das abgeglichene Hochfrequenzsystem die Neigung, teilchen, welche durch die kathodische Zerstäubung wie eine Anordnung mit Doppeltargetkathode zu von dem Target 12 emittieren bzw. frei werden. arbeiten.
Im Betrieb der in F i g. 1 dargestellten Ionenquelle Im folgenden werden einige Vorteile erörtert,
werden von dem Heizfaden 4 Elektronen emittiert, 60 welche sich durch die Verwendung eines Hochwenn dieser Heizfaden erhitzt wird. Diese Elektronen frequenzfeldes an Stelle eines konstanten Feldes erkollidieren mit Gasmolekülen bzw. stehen mit diesen geben.
Gasmolekülen in Wechselwirkung und schlagen aus Oft ist es schwierig, zu ionisierendes Material in
diesen Gasmolekülen weitere Elektronen, so daß sich reiner Form zu erhalten. Wenn das Material in Form ionisierte Teilchen ergeben, welche von dem be- 65 einer Zusammensetzung (z. B. Bor in B2O8) vorliegt, schleunigenden Feld zwischen dem Heizfaden 4 und dann besteht durch die Verwendung eines aus dieser dem Target 12 so angezogen werden, daß sie mit Zusammensetzung bestehenden Targets die Möglichmerklicher Wucht auf das Target aufschlagen. Die keit, unter Ausnutzung einer kathodischen Zer-
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stäubung Atome und Moleküle frei zu machen. und Unreinheiten zu entdecken, z. B. in Massivstoff Diese Atome bzw. Moleküle können ionisiert werden, vorhandene gasförmige Komponenten, und zwar im und wenn die ausgesprühten Teilchen vorwiegend in Verhältnis zu ihren Konzentrationen. Wenn bei der Molekularform vorliegen, können diese in weitere Temperatur der kathodischen Zerstäubung keine Atome geteilt werden. Wenn das sich ergebende 5 Diffusion der Komponenten auftritt, dann wird die-Potential der frei gemachten Teilchenarten, welches Matrix schichtweise weggenommen, und jede Komzur Bildung eines Ionenstrahls erforderlich ist, ponente wird in lediglich von ihrer Konzentration kleiner ist als das Potential von anderen emittierten abhängigen Mengen freigesetzt, d. h. nicht selektiv, Teilchenarten, dann kann das die Elektronen be- wie dies normalerweise infolge von Diffusionsschleunigende Potential so eingestellt werden, daß io vorgängen bei der thermischen Verdampfung der man die erforderlichen Ionen erhält, vorausgesetzt, Fall ist. Wenn jedoch eine Diffusion stattfindet, so daß keine Ionisation durch andere Kollisions- daß eine Komponente mit einem größeren Zervorgänge auftritt. Oft ist es zweckmäßig, die Ionen stäubungsvermögen sich bevorzugt zu der betreffender einzelnen Materialkomponenten der eine katho- den Fläche hinbewegt, so zerstäuben nach einer entdische Zerstäubung ergebenden Zusammensetzung 15 sprechenden Induktionsperiode die Komponenten in und die Ionen des ionisierten Gases der Ionenquelle ihren Konzentrationen entsprechenden Anteilen, zu entnehmen und diese Ionen anschließend durch wenn der Konzentrationsgradient die Diffusions-TDestimmte Techniken voneinander zu trennen, z. B. strömung des Materials in dem betreffenden Festdurch Techniken, wie sie bei Ionenstrahlsepara- stoff begrenzt.
toren oder bei Massenspektrometern Verwendung 20 Es ist bekannt, daß zerstäubende Materialien finden. Ionen enthalten können, welche während des Zer-Die Ionenquelle kann zusammen mit einem stäubungsvorganges gebildet werden. Jedoch ist es Massenspektrometer für chemische Analysen ver- infolge des sehr großen Ertrages an neutralen Teilwendet werden, wenn es erforderlich ist, die Zu- chen im Verhältnis zu ionisierten Teilchen normalersammensetzung eines Feststoffes zu kennen, welcher as weise erforderlich, das freigesetzte Material einer mittels anderer Techniken nicht auf zweckmäßige Ionisationsquelle auszusetzen. Wenn jedoch eine Weise in die Ionenquelle des Massenspektrometer Hochfrequenzquelle verwendet wird, so kann die hinein verdampft werden kann. Wenn z.B. Metall- Bildung des Plasmas, des Zerstäubungseffektes und oxydmischungen (wie z. B. Glas) oder Metallkeramik der Ionisation des zu zerstäubenden Materials beanalysiert werden soll, dann können hierfür aus dem 30 reits durch eine einzige solche Hochfrequenzquelle betreffenden Material bestehende massive Targets in erreicht werden, obwohl es zur Erzielung eines einem Hochfrequenzplasma dem Beschüß von Ionen großen Ertrages an ionisiertem Material zweckmäßig ausgesetzt werden und ihre Komponenten in eine werden kann, zusätzlich auch noch eine Hilfs-Ionenquelle zur Ionisation, Extraktion und Analyse Ionisationsquelle zu verwenden. Zusätzlich hierzu freigelassen werden. Ein weiterer Vorteil dieser 35 kann noch ein Hilfsmagnetfeld zur Erzielung einer Technik ist die Möglichkeit, flüchtige Komponenten stärkeren Plasmadichte verwendet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

dem Gehäuse, Mitteln zur kathodischen Zerstäubung Patentansprüche: des Targetmaterials mittels Ionen aus dem Gas entladungsplasma, einer Einrichtung zur Erzeugung
1. Ionenquelle mit einem in einem Gehäuse eines auf die zum Target hin- und von diesem weguntergebrachten oder in ein solches hineinragen- 5 wandernden geladenen Teilchen einwirkenden ma-
• den Träger für ein Festkörper-Target aus einem gnetischen Feldes und mit Ionenextraktionsslekzu ionisierenden Material, Mitteln zur Erzeugung trocien außerhalb des Gehäuses zur Extraktion der einer Hochfrequenzgasentladung in dem Gehäuse, Ionen aus dem Gasentladungsplasma durch eine Mitteln zur kathodischen Zerstäubung des Target- Gehäuseöflaung hindurch,
materials mittels Ionen aus dem Gasentladungs- ία Bei einer solchen aus der britischen Patentschrift plasma, einer Einrichtung zur Erzeugung eines 829 783 bekannten Ionenquelle ist eine zur Erauf die zum Target hin- und von diesem weg- ze»gung der Gasentladung dienende Hochfrequenzwandernden geladenen Teilchen einwirkenden spannung an die beiden Enden einer in dem gemagnetischen Feldes und mit lonenextraktions- nannten Gehäuse untergebrachten Wicklung angelegt elektroden außerhalb des Gehäuses zur Extrak- 15 und weist eine Frequenz von 100 MHz auf. Art das tion der Ionen aus dem Gasentladungsplasma Festkörper-Target, welches die Form einer auf die durch eine Gehäuseöffnung hindurch, dadurch Innenwandung des Gehäuses aufgebrachten Schicht gekennzeichnet, daß die zur Erzeugung hat, ist ein Spannungspotential von —200 bis der Gasentladung dienende Hochfrequenz- —1000 V angelegt. Die genannten Ionenextraktionsspannung zwischen dem Target (12) oder dessen ao elektroden außerhalb des Gehäuses sind an eine Träger (10) und dem Gehäuse (2) oder einer Spannung von —10 000 bis —50 000 V angelegt, weiteren im Gehäuse (2) angeordneten oder in während an das Gehäuse eine Spannung von V = O dieses hineinragenden Elektrode angelegt ist. angelegt sein kann. Durch diese Ausbildung der be-
2. Ionenquelle nach Anspruch 1, dadurch ge- kannten Ionenquelle benötigt diese also zur Ionisakennzeichnet, daß die Frequenz der Hoch- 25 tion und Extraktion von geiadenen Teilchen drei frequenzspannung nicht kleiner als 1 MHz ist. Elektroden, nämlich das Target, die Wicklung zur
3. Ionenquelle nach Anspruch 2, dadurch ge- Erzeugung des Plasmas und die Ionenextraktionskennzeichnet, daß die Frequenz der Hoch- elektrode, sowie zwei getrennte Stromquellen,
frequenzspannung größer als 5 MHz ist. Zur Erzeugung des auf die zum Target hin- und
4. Ionenquelle nach Anspruch 3, dadurch ge- 30 von diesem wegwandernden geladenen Teilchen einkennzeichnet, daß die genannte Frequenz wirkenden magnetischen Feldes dient bei der be-13,6 MHz beträgt. kannten Ionenquelle ein Elektromagnet.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2146170B (en) * 1983-08-18 1988-08-10 Jeol Ltd Ion source for mass spectrometer or the like
GB2178225B (en) * 1985-07-16 1990-01-24 English Electric Valve Co Ltd Improvements in or relating to ignitron devices
GB2211020A (en) * 1987-10-10 1989-06-21 Wallach Eric Robert Microprobe mass analyser
GB2269934B (en) * 1992-08-19 1996-03-27 Toshiba Cambridge Res Center Spectrometer

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