JPH0766873B2 - 高速原子線源 - Google Patents
高速原子線源Info
- Publication number
- JPH0766873B2 JPH0766873B2 JP19292286A JP19292286A JPH0766873B2 JP H0766873 B2 JPH0766873 B2 JP H0766873B2 JP 19292286 A JP19292286 A JP 19292286A JP 19292286 A JP19292286 A JP 19292286A JP H0766873 B2 JPH0766873 B2 JP H0766873B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、SiO2,Al2O3などの絶縁物の構成原子や分子を
高速原子線あるいは高速分子線として放出するための線
源に関するものである。
高速原子線あるいは高速分子線として放出するための線
源に関するものである。
高速原子とは、常温熱運動をしている気体分子より遥か
に大きな速度を有する原子の総称である。常温熱運動原
子は0.05eV前後の運動エネルギーを有するから、1eV以
上の運動エネルギーで飛翔する原子はすべて高速原子の
範疇に入る。この程度のエネルギーの原子が一方向に飛
翔する場合に高速原子線と呼ぶ。また、この程度のエネ
ルギーを有する分子線も便宜上高速原子線の中に入れ
る。
に大きな速度を有する原子の総称である。常温熱運動原
子は0.05eV前後の運動エネルギーを有するから、1eV以
上の運動エネルギーで飛翔する原子はすべて高速原子の
範疇に入る。この程度のエネルギーの原子が一方向に飛
翔する場合に高速原子線と呼ぶ。また、この程度のエネ
ルギーを有する分子線も便宜上高速原子線の中に入れ
る。
［従来の技術］ 従来、SiO2,Al2O3などの絶縁物の構成原子，分子を高速
原子線として放出させるには、例えば、RFスパッタ装置
が用いられている。
原子線として放出させるには、例えば、RFスパッタ装置
が用いられている。
第３図はかかるRFスパッタ装置の一例の概略を示す。第
３図において、21および22は平行平板電極、23は絶縁物
平板であって、平板電極22の上に載せてある。24は高周
波電源、25は正電荷イオンビーム、26は電子、27はスパ
ッターした原子または分子である。
３図において、21および22は平行平板電極、23は絶縁物
平板であって、平板電極22の上に載せてある。24は高周
波電源、25は正電荷イオンビーム、26は電子、27はスパ
ッターした原子または分子である。
この装置は以下のように動作する。
高周波電源24以外の部分を真空中に設置し、アルゴン等
のガスを、圧力が0.1〜10-3Torrになるまで導入する。
この状態で高周波電源24より電極21と22との間に高周波
電界を印加する。これによって、電極21と22との間に
は、グロー放電が発生しプラズマが形成される。
のガスを、圧力が0.1〜10-3Torrになるまで導入する。
この状態で高周波電源24より電極21と22との間に高周波
電界を印加する。これによって、電極21と22との間に
は、グロー放電が発生しプラズマが形成される。
今、平板電極22が電極21に対して負電位の場合を考え
る。このとき、プラズマ中の正電荷イオンはビーム25と
なって平板電極22に向けて加速され、電子は平板電極21
に向けて加速される。そして、正電荷イオンビーム25は
絶縁物平板23を衝撃して、その表面から絶縁物の構成原
子，分子をスパッターさせる。表面からのスパッターし
た原子，分子27は、絶縁物平板23の表面に入射する正電
荷イオンビーム25の運動エネルギーに殆ど関係なく数eV
の運動エネルギーを有している。結局、運動エネルギー
数eVの高速原子線が得られることになる。
る。このとき、プラズマ中の正電荷イオンはビーム25と
なって平板電極22に向けて加速され、電子は平板電極21
に向けて加速される。そして、正電荷イオンビーム25は
絶縁物平板23を衝撃して、その表面から絶縁物の構成原
子，分子をスパッターさせる。表面からのスパッターし
た原子，分子27は、絶縁物平板23の表面に入射する正電
荷イオンビーム25の運動エネルギーに殆ど関係なく数eV
の運動エネルギーを有している。結局、運動エネルギー
数eVの高速原子線が得られることになる。
正電荷イオンビーム25の衝撃をうけた絶縁物平板23は帯
電し、その表面の電位が瞬時に上昇するので、後続のイ
オンビームの入射が阻まれて高速原子線27の放出が停止
する。しかし、高周波電源24の次の半周期で電極22は電
極21に対して正電位になるから、プラズマ中の電子26が
電極22に向けて加速されて絶縁物平板23に入射し、その
表面の帯電が中和され、つづく半周期で再び正電荷イオ
ンビーム25の絶縁物平板23への衝撃が再開して高速原子
線25の放出が行われる。結局、高速原子線25が高速周期
で間歇的に放出されることになる。
電し、その表面の電位が瞬時に上昇するので、後続のイ
オンビームの入射が阻まれて高速原子線27の放出が停止
する。しかし、高周波電源24の次の半周期で電極22は電
極21に対して正電位になるから、プラズマ中の電子26が
電極22に向けて加速されて絶縁物平板23に入射し、その
表面の帯電が中和され、つづく半周期で再び正電荷イオ
ンビーム25の絶縁物平板23への衝撃が再開して高速原子
線25の放出が行われる。結局、高速原子線25が高速周期
で間歇的に放出されることになる。
［発明が解決しようとする問題点］ 上述したように、従来の高速原子線発生法においては、
高速原子線は絶縁物平板から、無指向的に発散して放出
されるので、充分な線量密度の高速原子線を得ることは
困難であった。
高速原子線は絶縁物平板から、無指向的に発散して放出
されるので、充分な線量密度の高速原子線を得ることは
困難であった。
そこで、本発明の目的は、絶縁物から放出する高速原子
線ひ指向性を持たせることによって、高い線量密度を有
する高速原子線を発生させることのできる線源を提供す
ることにある。
線ひ指向性を持たせることによって、高い線量密度を有
する高速原子線を発生させることのできる線源を提供す
ることにある。
［問題点を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明は、金属円筒
と、金属円筒の内側に接して嵌め合された絶縁物円筒
と、金属円筒および絶縁物円筒の中心軸上で、かつこれ
ら円筒から離れて配設された陰極と、陰極と円筒との中
間において、陰極に接近して配設されたグリッド陽極
と、グリッド陽極と円筒との中間において、円筒に接近
して配設された遮蔽板と、グリッド陽極に正電位、陰極
に負電位を印加するように接続された直流電源と、グリ
ッド陽極と金属円筒との間に接続された高周波電源とを
具え、高速原子線あるいは高速分子線を放出するように
したことを特徴とする。
と、金属円筒の内側に接して嵌め合された絶縁物円筒
と、金属円筒および絶縁物円筒の中心軸上で、かつこれ
ら円筒から離れて配設された陰極と、陰極と円筒との中
間において、陰極に接近して配設されたグリッド陽極
と、グリッド陽極と円筒との中間において、円筒に接近
して配設された遮蔽板と、グリッド陽極に正電位、陰極
に負電位を印加するように接続された直流電源と、グリ
ッド陽極と金属円筒との間に接続された高周波電源とを
具え、高速原子線あるいは高速分子線を放出するように
したことを特徴とする。
［作 用］ 本発明によれば、絶縁物表面にイオンビームを斜め入射
させ、しかも、グリッド陽極を陰極と円筒との間に配置
し、グリッド陽極と金属円筒との間に高周波電源を設
け、この高周波電源によって、これら両電極の極性を高
速度で交互に変えるようにしたので、絶縁物円筒表面の
チャージアップが防止され、したがって、スパッターす
る原子あるいは分子が指向性を有し、しかも線量密度の
高い高速原子線あるいは分子線を得ることができる。
させ、しかも、グリッド陽極を陰極と円筒との間に配置
し、グリッド陽極と金属円筒との間に高周波電源を設
け、この高周波電源によって、これら両電極の極性を高
速度で交互に変えるようにしたので、絶縁物円筒表面の
チャージアップが防止され、したがって、スパッターす
る原子あるいは分子が指向性を有し、しかも線量密度の
高い高速原子線あるいは分子線を得ることができる。
［実施例］ 以下、図面の参照して本発明を詳細に説明する。
本発明の一実施例を第１図に示す。
第１図において、１は陰極、２はグリッド陽極、３は金
属円筒、４は絶縁物円筒、５は遮蔽板である。６はイオ
ンビーム、７は高速原子線、８は直流電源、９は高周波
電源である。
属円筒、４は絶縁物円筒、５は遮蔽板である。６はイオ
ンビーム、７は高速原子線、８は直流電源、９は高周波
電源である。
陰極１は金属円筒３の中心軸上に、金属円筒３から離れ
て配置され、グリッド陽極２は、陰極１に接近して配設
されている。遮蔽板５は金属円筒３の中心軸に沿って金
属円筒３に近接して配置されている。絶縁物円筒４は金
属円筒３の内側に接して嵌め合されている。
て配置され、グリッド陽極２は、陰極１に接近して配設
されている。遮蔽板５は金属円筒３の中心軸に沿って金
属円筒３に近接して配置されている。絶縁物円筒４は金
属円筒３の内側に接して嵌め合されている。
電源８と９以外の部分を真空雰囲気中に配置して、アル
ゴン等のガスを圧力が0.1〜10-3Torrになるまで導入す
る。この状態において陰極１とグリッド陽極２との間に
直流電源８を接続し、グリッド陽極２と金属円筒３との
間に高周波電源９を接続する。
ゴン等のガスを圧力が0.1〜10-3Torrになるまで導入す
る。この状態において陰極１とグリッド陽極２との間に
直流電源８を接続し、グリッド陽極２と金属円筒３との
間に高周波電源９を接続する。
これにより、陰極１とグリッド陽極２との間にグロー放
電が発生して、プラズマが形成される。そのプラズマ中
の電子はグリッド陽極２に向けて加速され、アルゴンガ
スと衝突し、グリッド陽極２の付近に多量のアルゴンの
正電荷イオンを生成させる。
電が発生して、プラズマが形成される。そのプラズマ中
の電子はグリッド陽極２に向けて加速され、アルゴンガ
スと衝突し、グリッド陽極２の付近に多量のアルゴンの
正電荷イオンを生成させる。
このアルゴンの正電荷イオンは、高周波電源９の出力極
性が、金属円筒３が負電位、グリッド陽極２が正電位の
ときに、金属円筒３に向けて加速され、正電荷のイオン
ビーム６となって絶縁物円筒４に衝突する。この衝突に
よって絶縁物円筒４の表面の構成原子，分子はスパッタ
ーされ、運動エネルギーが数eVの高速原子線７が放出さ
れる。
性が、金属円筒３が負電位、グリッド陽極２が正電位の
ときに、金属円筒３に向けて加速され、正電荷のイオン
ビーム６となって絶縁物円筒４に衝突する。この衝突に
よって絶縁物円筒４の表面の構成原子，分子はスパッタ
ーされ、運動エネルギーが数eVの高速原子線７が放出さ
れる。
一般に、イオンビーム31の衝突を受けた固体32の表面か
らスパッターする原子あるいは分子33は、第２図に示す
ような指向性を有する。
らスパッターする原子あるいは分子33は、第２図に示す
ような指向性を有する。
したがって、第１図の本発明実施例の場合にも、イオン
ビーム６の斜め入射によって絶縁物円筒４の表面からス
パッターする原子あるいは分子は、指向性を持って放出
し収束性のある高速原子線７が得られることになる。
ビーム６の斜め入射によって絶縁物円筒４の表面からス
パッターする原子あるいは分子は、指向性を持って放出
し収束性のある高速原子線７が得られることになる。
さて、正電荷イオンビーム６の衝撃を受けた絶縁物円筒
４の表面は瞬時に帯電し、その電位が上昇して後続のイ
オンビーム６の入射を阻むので、高速原子線７の放出は
停止する。
４の表面は瞬時に帯電し、その電位が上昇して後続のイ
オンビーム６の入射を阻むので、高速原子線７の放出は
停止する。
しかし、高周波電源９の次の半周期では、金属円筒３は
グリッド陽極２に対して正電位となるから、グリッド電
極２の網の目をくぐりぬけて電子が金属円筒３に向けて
加速され、絶縁物円筒４に衝突して表面の帯電を中和
し、以て絶縁物円筒４の裏面のチャージアップが防止さ
れる。
グリッド陽極２に対して正電位となるから、グリッド電
極２の網の目をくぐりぬけて電子が金属円筒３に向けて
加速され、絶縁物円筒４に衝突して表面の帯電を中和
し、以て絶縁物円筒４の裏面のチャージアップが防止さ
れる。
これによって、引き続く半同期では、イオンビーム６の
絶縁物円筒４への入射が再開されて、再び高速原子線７
が放出されるようになる。
絶縁物円筒４への入射が再開されて、再び高速原子線７
が放出されるようになる。
なお、金属円筒３の電位が負のときにグリッド陽極２か
ら放出するイオンビーム６が、絶縁物円筒４に衝突しな
いで直進して高速原子線７に混入するのを防ぐと共に、
金属円筒３の電位が正のときに、グリッド陽極２の網の
目をくぐりぬけた電子が絶縁物円筒４に衝突しないで直
進して高速原子線７に混入することがないようにするた
めに、遮蔽板５を設けてある。
ら放出するイオンビーム６が、絶縁物円筒４に衝突しな
いで直進して高速原子線７に混入するのを防ぐと共に、
金属円筒３の電位が正のときに、グリッド陽極２の網の
目をくぐりぬけた電子が絶縁物円筒４に衝突しないで直
進して高速原子線７に混入することがないようにするた
めに、遮蔽板５を設けてある。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、絶縁物表面にイ
オンビームを斜め入射させ、しかも、グリッド陽極をグ
リッド陽極と金属円筒との間に配置し、これら陰極と円
筒との間に高周波電源を設け、この高周波電源によっ
て、これら両電極の極性を高速度で交互に変えるように
したので、絶縁物円筒表面のチャージアップが防止さ
れ、したがって、スパッターする原子あるいは分子が指
向性を有し、しかも線量密度の高い高速原子線あるいは
分子線を得ることができる。
オンビームを斜め入射させ、しかも、グリッド陽極をグ
リッド陽極と金属円筒との間に配置し、これら陰極と円
筒との間に高周波電源を設け、この高周波電源によっ
て、これら両電極の極性を高速度で交互に変えるように
したので、絶縁物円筒表面のチャージアップが防止さ
れ、したがって、スパッターする原子あるいは分子が指
向性を有し、しかも線量密度の高い高速原子線あるいは
分子線を得ることができる。
このような高速原子線を基板に照射してそこに堆積させ
ることによって、密着性を良い薄膜を形成することがで
きるほか、基板表層の改質にも有効に用いることができ
る。
ることによって、密着性を良い薄膜を形成することがで
きるほか、基板表層の改質にも有効に用いることができ
る。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、 第２図は固体表面をイオンビームで斜め入射衝撃した場
合のスパッター原子あるいは分子の指向性を説明する
図、 第３図は従来のRFスパッタ装置を用いて高速原子線を取
り出す一例を示す構成図である。 １……陰極、 ２……グリッド陽極、 ３……金属円筒、 ４……絶縁物円筒、 ５……遮蔽板、 ６……イオンビーム、 ７……高速原子線、 ８……直流電源、 ９……高周波電源、 21,22……平行平板電極、 23……絶縁物平板、 24……高周波電源、 25……正電荷イオンビーム、 26……電子、 27……スパッターした原子あるいは分子、 31……イオンビーム、 32……固体、 33……スパッター原子あるいは分子。
合のスパッター原子あるいは分子の指向性を説明する
図、 第３図は従来のRFスパッタ装置を用いて高速原子線を取
り出す一例を示す構成図である。 １……陰極、 ２……グリッド陽極、 ３……金属円筒、 ４……絶縁物円筒、 ５……遮蔽板、 ６……イオンビーム、 ７……高速原子線、 ８……直流電源、 ９……高周波電源、 21,22……平行平板電極、 23……絶縁物平板、 24……高周波電源、 25……正電荷イオンビーム、 26……電子、 27……スパッターした原子あるいは分子、 31……イオンビーム、 32……固体、 33……スパッター原子あるいは分子。
Claims (1)
- 【請求項１】金属円筒と、 該金属円筒の内側に接して嵌め合された絶縁物円筒と、 前記金属円筒および前記絶縁物円筒の中心軸上で、かつ
これら円筒から離れて配設された陰極と、 該陰極と前記円筒との中間において、前記陰極に接近し
て配設されたグリッド陽極と、 該グリッド陽極と前記円筒との中間において、前記円筒
に接近して配設された遮蔽板と、 前記グリッド陽極に正電位、前記陰極に負電位を印加す
るように接続された直流電源と、 前記グリッド陽極と前記金属円筒との間に接続された高
周波電源と を具え、高速原子線あるいは高速分子線を放出するよう
にしたことを特徴とする高速原子線源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19292286A JPH0766873B2 (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 高速原子線源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19292286A JPH0766873B2 (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 高速原子線源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6351099A JPS6351099A (ja) | 1988-03-04 |
| JPH0766873B2 true JPH0766873B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=16299213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19292286A Expired - Fee Related JPH0766873B2 (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 高速原子線源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766873B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0320147U (ja) * | 1989-07-04 | 1991-02-27 |
-
1986
- 1986-08-20 JP JP19292286A patent/JPH0766873B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6351099A (ja) | 1988-03-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |