JPH0473896A - プラズマ発生装置 - Google Patents
プラズマ発生装置Info
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- JPH0473896A JPH0473896A JP2184080A JP18408090A JPH0473896A JP H0473896 A JPH0473896 A JP H0473896A JP 2184080 A JP2184080 A JP 2184080A JP 18408090 A JP18408090 A JP 18408090A JP H0473896 A JPH0473896 A JP H0473896A
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- anode
- plasma
- filament
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- Pending
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- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 6
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000002784 hot electron Substances 0.000 description 1
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- Plasma Technology (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、高電離、高密度のプラズマを発生するプラズ
マ発生装置に関する。
マ発生装置に関する。
［従来の技術］
プラズマ発生装置として、十分な運動エネルギーを有す
る電子（熱電子）で動作ガスをイオン化させてプラズマ
を発生させる装置が知られている。
る電子（熱電子）で動作ガスをイオン化させてプラズマ
を発生させる装置が知られている。
この場合、動作ガス中のイオン化効率を上げるには、動
作ガス中における熱電子の有効飛行長を増加させる必要
がある。
作ガス中における熱電子の有効飛行長を増加させる必要
がある。
ところで、熱電子の有効飛行長を増加させる方法として
、（ａ）電界及び磁界を利用する方法、及び（ｂ）電界
のみを利用する方法がある。
、（ａ）電界及び磁界を利用する方法、及び（ｂ）電界
のみを利用する方法がある。
（ａ）の電磁場を用いるプラズマ発生装置では、動作ガ
ス雰囲気中で電界と磁界との外積方向の駆動力を熱電子
に加えて熱電子をトロコイド運動させる。これによって
、動作ガスを電磁場内で直流放電させ、プラズマ化させ
ている。
ス雰囲気中で電界と磁界との外積方向の駆動力を熱電子
に加えて熱電子をトロコイド運動させる。これによって
、動作ガスを電磁場内で直流放電させ、プラズマ化させ
ている。
ところが、（ａ）の電磁場を利用するプラズマ発生装置
では、電磁場によって効率良くプラズマを発生させるこ
とができるが、磁場を用いているから、プラズマ密度が
不均一となり、更に、電場及び磁場の作用により、プラ
ズマがドリフトしてノイズが発生するという欠点がある
。
では、電磁場によって効率良くプラズマを発生させるこ
とができるが、磁場を用いているから、プラズマ密度が
不均一となり、更に、電場及び磁場の作用により、プラ
ズマがドリフトしてノイズが発生するという欠点がある
。
次に、（ｂ）の電界のみを利用するプラズマ発生装置に
ついて、第６図を参照して、説明する。
ついて、第６図を参照して、説明する。
この種のプラズマ発生装置は、負電位に保たれ、しかも
、加熱されると熱電子を放出するフィラメント１（第１
のカソード）と、フィラメント１の近傍に設けられ、正
電位に保たれたアノード２と、アノード２と対向する位
置に設けられフィラメント１と同電位に保たれたカソー
ド３（第２のカソード）とを備えている。尚、アノード
２は、メツシュ状の穴を有している。
、加熱されると熱電子を放出するフィラメント１（第１
のカソード）と、フィラメント１の近傍に設けられ、正
電位に保たれたアノード２と、アノード２と対向する位
置に設けられフィラメント１と同電位に保たれたカソー
ド３（第２のカソード）とを備えている。尚、アノード
２は、メツシュ状の穴を有している。
使用に際しては、まず、真空容器（図示せず）内を排気
する。プラズマ化しようとする動作ガスを真空容器内に
注入する。アノード２とカソード３との間に電圧を印加
して電場を構成し、フィラメント１からの熱電子をその
電場内において運動させる。即ち、真空容器内ではフィ
ラメント１から放出された熱電子がアノード２の穴を介
してフィラメント１とカソード３とで規定された空間内
で熱電子が往復運動（振動）する。この際、熱電子は動
作ガスと衝突して動作ガスをイオン化させプラズマ化さ
せる。
する。プラズマ化しようとする動作ガスを真空容器内に
注入する。アノード２とカソード３との間に電圧を印加
して電場を構成し、フィラメント１からの熱電子をその
電場内において運動させる。即ち、真空容器内ではフィ
ラメント１から放出された熱電子がアノード２の穴を介
してフィラメント１とカソード３とで規定された空間内
で熱電子が往復運動（振動）する。この際、熱電子は動
作ガスと衝突して動作ガスをイオン化させプラズマ化さ
せる。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、この種のプラズマ発生装置では、各電極
が互いに対面しているため、各電極間に発生するプラズ
マが空間的に不均一となり、不安定となってプラズマ発
生効率が良くないという欠点があった。
が互いに対面しているため、各電極間に発生するプラズ
マが空間的に不均一となり、不安定となってプラズマ発
生効率が良くないという欠点があった。
そこで、本発明の技術的課題は、空間的に均一で安定し
て効率よくプラズマを発生するプラズマ発生装置を提供
することにある。
て効率よくプラズマを発生するプラズマ発生装置を提供
することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明によれば、熱電子を放出する第１のカソードと、
該第１のカソードと間隔をおいて設置されたアノードと
、該アノードと間隔をおいて設置された第２のカソード
とを備え、前記第１のカソードと前記第２のカソードと
で規定される空間で前記熱電子を振動させて該熱電子と
動作ガスとの相互作用によってプラズマを発生させるプ
ラズマ発生装置において、前記アノードは前記第１のカ
ソードを囲むように配され、前記アノードを囲むように
前記第２のカソードが配されていることを特徴とするプ
ラズマ発生装置が得られる。
該第１のカソードと間隔をおいて設置されたアノードと
、該アノードと間隔をおいて設置された第２のカソード
とを備え、前記第１のカソードと前記第２のカソードと
で規定される空間で前記熱電子を振動させて該熱電子と
動作ガスとの相互作用によってプラズマを発生させるプ
ラズマ発生装置において、前記アノードは前記第１のカ
ソードを囲むように配され、前記アノードを囲むように
前記第２のカソードが配されていることを特徴とするプ
ラズマ発生装置が得られる。
［実施例］
以下、本発明の実施例のプラズマ発生装置について図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
第１図及び第２図を参照して、本発明に係るプラズマ発
生装置は、加熱されると熱電子を放出するフィラメント
１（ｊｉ！１のカソード）と、フィラメント１を囲む円
筒状のアノード２と、アノード２を囲む円筒状のカソー
ド３（第２のカソード）とを備えている。これらフィラ
メント１、アノード２、カソード３は、真空容器１０内
に収納されている。フィラメント１とカソード３とは、
負の同電位に保たれおり、アノード２は正電位に保たれ
ている。真空容器１０には、リード端子６．７及び８が
設けられており、フィラメント１、アノード２、及びカ
ソード３は、図示のようにリード端子６．７及び８を介
してフィラメント電源４及び放電電源５に接続されてい
る。また、真空容器１０には、注入管９が設けられてい
る。注入管９は、プラズマ化しようとする動作ガスを真
空容器１０内に注入する際に使用される。
生装置は、加熱されると熱電子を放出するフィラメント
１（ｊｉ！１のカソード）と、フィラメント１を囲む円
筒状のアノード２と、アノード２を囲む円筒状のカソー
ド３（第２のカソード）とを備えている。これらフィラ
メント１、アノード２、カソード３は、真空容器１０内
に収納されている。フィラメント１とカソード３とは、
負の同電位に保たれおり、アノード２は正電位に保たれ
ている。真空容器１０には、リード端子６．７及び８が
設けられており、フィラメント１、アノード２、及びカ
ソード３は、図示のようにリード端子６．７及び８を介
してフィラメント電源４及び放電電源５に接続されてい
る。また、真空容器１０には、注入管９が設けられてい
る。注入管９は、プラズマ化しようとする動作ガスを真
空容器１０内に注入する際に使用される。
尚、円筒状のアノード２には、メツシュ状に多数の穴が
形成されており、これら穴は、例えば、スリット状、格
子状等に形成されている。
形成されており、これら穴は、例えば、スリット状、格
子状等に形成されている。
使用に際しては、まず、真空容器１０内を排気して高真
空（例えば、１０−’Ｔｏ ｒ ｒ以下）にする。その
後、動作ガスの圧力を注入管９を介して真空容器１０内
に注入して真空容器１０内を５×１０−５〜Ｉ Ｘ １
０−２Ｔ ｏ ｒ ｒとする。そして、アノード２とカ
ソード３との間にアノード電源５から放電（直流）電圧
１１０Ｖを印加して放電電流３０Ａを流し、一方フィラ
メント電源４からフィラメント電圧３５Ｖを印加してフ
ィラメント電流３０Ａを流してフィラメント１を加熱す
る。フィラメント１から放出された熱電子は、アノード
２に対して放射線状に飛び出しアノード２の穴を通過し
てカソード３に近付く。そして、熱電子は、カソード３
で反発され、反転してアノード２に向かう。このように
してフィラメント１とカソード３とで規定される空間内
でアノード２の穴を介して熱電子が往復運動を繰り返す
ことにより、注入管９から注入された動作ガスはこの熱
電子と作用して、電離してイオンとなりプラズマ化され
る。
空（例えば、１０−’Ｔｏ ｒ ｒ以下）にする。その
後、動作ガスの圧力を注入管９を介して真空容器１０内
に注入して真空容器１０内を５×１０−５〜Ｉ Ｘ １
０−２Ｔ ｏ ｒ ｒとする。そして、アノード２とカ
ソード３との間にアノード電源５から放電（直流）電圧
１１０Ｖを印加して放電電流３０Ａを流し、一方フィラ
メント電源４からフィラメント電圧３５Ｖを印加してフ
ィラメント電流３０Ａを流してフィラメント１を加熱す
る。フィラメント１から放出された熱電子は、アノード
２に対して放射線状に飛び出しアノード２の穴を通過し
てカソード３に近付く。そして、熱電子は、カソード３
で反発され、反転してアノード２に向かう。このように
してフィラメント１とカソード３とで規定される空間内
でアノード２の穴を介して熱電子が往復運動を繰り返す
ことにより、注入管９から注入された動作ガスはこの熱
電子と作用して、電離してイオンとなりプラズマ化され
る。
第３図を参照して、従来例と本願発明の実施例とを比較
すると、本願発明の実施例では、従来に比べて小さい放
電電圧でも従来より電子温度が大きく、しかも高密度の
プラズマを発生できることがわかる。
すると、本願発明の実施例では、従来に比べて小さい放
電電圧でも従来より電子温度が大きく、しかも高密度の
プラズマを発生できることがわかる。
このような本願発明の構成により、従来よりプラズマを
発生する効率が良くなって、動作ガス圧が、最高で５ｘ
１０−’Ｔｏ ｒ ｒの高真空でも放電を起こすこと
が可能となる。
発生する効率が良くなって、動作ガス圧が、最高で５ｘ
１０−’Ｔｏ ｒ ｒの高真空でも放電を起こすこと
が可能となる。
上述の実施例では、円筒状のアノード及びカソードを用
いたけれども、第４図（ａ）、（ｂ）、及び（Ｃ）に示
すようなアノード及びカソードを用いてもよい。
いたけれども、第４図（ａ）、（ｂ）、及び（Ｃ）に示
すようなアノード及びカソードを用いてもよい。
第４図（ａ）では三角筒状のアノード及びカソード、第
４図（ｂ）では四角筒状のアノード及びカソード、第４
図（Ｃ）では八角筒状のアノード及びカソードを用いて
いる。いずれにしても、フィラメントを囲むように筒状
のアノードを配置してこのアノードの周りに筒状のカソ
ードを配置すればよい。又、第５図（ａ）、（ｂ）に示
すように半円筒状のアノード及びカソードを用いてもよ
い。
４図（ｂ）では四角筒状のアノード及びカソード、第４
図（Ｃ）では八角筒状のアノード及びカソードを用いて
いる。いずれにしても、フィラメントを囲むように筒状
のアノードを配置してこのアノードの周りに筒状のカソ
ードを配置すればよい。又、第５図（ａ）、（ｂ）に示
すように半円筒状のアノード及びカソードを用いてもよ
い。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、第１のカソード
を囲むように複数の穴を有するアノードを設けて、更に
このアノードを囲むように筒状の第２のカソードを設け
ているから、第１のカソードと第２のカソードとで規定
される空間に熱電子を閉じ込めることができる。この結
果、小さい電源容量で空間的に均一で安定して効率よく
プラズマを発生できるという効果がある。
を囲むように複数の穴を有するアノードを設けて、更に
このアノードを囲むように筒状の第２のカソードを設け
ているから、第１のカソードと第２のカソードとで規定
される空間に熱電子を閉じ込めることができる。この結
果、小さい電源容量で空間的に均一で安定して効率よく
プラズマを発生できるという効果がある。
第１図は本発明の実施例のプラズマ発生装置を示す図、
第２図は第１図のＡＡ線に沿って切断した要部の断面図
、第３図は従来例と本願発明の実施例との比較図、第４
図（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は第２図の他の実施例を
示すの図、第５図（ａ）、（ｂ）は、第２図の更に他の
実施例を示す図１、第６図は従来のプラズマ発生装置を
示す図である。 １・・・フィラメント（第１のカソード）、２・・・ア
ノード、３・・・カソード（第２のカソード）、４・・
・フィラメント電源、５・・・放電電源、６．７．８・
・・リード端子、９・・・注入管、１０・・・真空容器
。 第１ 図 第２図 第３図 第４図 （ＣＬ）
第２図は第１図のＡＡ線に沿って切断した要部の断面図
、第３図は従来例と本願発明の実施例との比較図、第４
図（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は第２図の他の実施例を
示すの図、第５図（ａ）、（ｂ）は、第２図の更に他の
実施例を示す図１、第６図は従来のプラズマ発生装置を
示す図である。 １・・・フィラメント（第１のカソード）、２・・・ア
ノード、３・・・カソード（第２のカソード）、４・・
・フィラメント電源、５・・・放電電源、６．７．８・
・・リード端子、９・・・注入管、１０・・・真空容器
。 第１ 図 第２図 第３図 第４図 （ＣＬ）
Claims (1)
- （１）熱電子を放出する第１のカソードと、該第１のカ
ソードと間隔をおいて設置されたアノードと、該アノー
ドと間隔をおいて設置された第２のカソードとを備え、
前記第１のカソードと前記第２のカソードとで規定され
る空間で前記熱電子を振動させて該熱電子と動作ガスと
の相互作用によってプラズマを発生させるプラズマ発生
装置において、前記アノードは前記第１のカソードを囲
むように配され、前記アノードを囲むように前記第２の
カソードが配されていることを特徴とするプラズマ発生
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2184080A JPH0473896A (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | プラズマ発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2184080A JPH0473896A (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | プラズマ発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0473896A true JPH0473896A (ja) | 1992-03-09 |
Family
ID=16147045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2184080A Pending JPH0473896A (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | プラズマ発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0473896A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000226658A (ja) * | 1999-02-02 | 2000-08-15 | Mitsubishi Chemicals Corp | Ｃｖｄ装置および磁気記録媒体の製造方法 |
| JP2007035623A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Sandvik Intellectual Property Ab | プラズマ活性を向上させる装置 |
-
1990
- 1990-07-13 JP JP2184080A patent/JPH0473896A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000226658A (ja) * | 1999-02-02 | 2000-08-15 | Mitsubishi Chemicals Corp | Ｃｖｄ装置および磁気記録媒体の製造方法 |
| JP2007035623A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Sandvik Intellectual Property Ab | プラズマ活性を向上させる装置 |
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