Источник ионов с поверхностной ионизацией

 

Изобретение относится к источникам ионов, основанных на принципе поверхностной ионизации, и может быть использовано в электронной технологии. Целью изобретения является повышение яркости источника. Источник содержит систему подачи паров ионизируемого вещества и ионизатор. Ионизатор выполнен в виде набора элементов. В одном из элементов выполнена центральная часть 11, являющаяся эмиттером ионов. Эмиттер ионов расположен напротив эмиссионного отверстия. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 01 J 27/24

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3901400/24-25 ,(22) 15.05.85

{31) 8407606 (32) 16.05.84 (33) FR (46) 15.04.89. Бюл. N 14 (7l) Оффис Насьональ д Этюд э де Решерш Аэроспасьадь О.Н.Э.P.À. (FR) (72) Жорж Слодзиан, Бернар Дэнь и Франсуа Жирард (РЗ) (53) 625 ° 538 (088,8) (56) Зандерберг Э.Я. и Попов Г.И. По- верхностная ионизация. M,: Наука, 1969, с. 246.

Авторское свидетельство СССР

N- 221848, кл . Н 01 J 37/08, 1967.

„,Я0„„1473724 А 3 (54) ИСТОЧНИК ИОНОВ С ПОВЕРХНОСТНОЙ

ИОНИЗАЦИЕЙ (57) Изобретение относится к источникам ионов, основанных на принципе по,верхностной ионизации, и может быть использовано в электронной технологии. Целью изобретения является повышение яркости источника. Источник содержит систему подачи паров ионизируемого вещества и ионизатор. Иони затор выполнен в виде набора элементов. В одном из элементов выполнена центральная часть ll, являющаяся.. эмиттером ионов. Эмиттер ионов рас" положен напротив эмиссионного отверстия. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1473724

Изобретение относится к источникам ионов, основанных на принципе поверхностной ионизации, и может быть использовано в электронной технологии.

Целью изобретения является повышение яркости источника.

На фиг.l приведен источник ионов,,продольный разрез; на фиг.2 — рабочий канал ионизатора, продольный раз рез; на фиг.3 — вид по стрелке А на фиг.2 (на эмиттер ионов); на фиг.4— источник ионов вместе с системой формирования и ускорения ионов; на 15 фиг.5 — пример выполнения канала ионизатора; на фиг.6 — пример выпол" нения системы формирования пучка ионов; на фиг. 7 — схема формирования пучка ионов. 20

Источник ионов содержит систему 1 подачи паров ионизируемого вещества в канал 2 подвода паров к конденсатору 3, частично перекрытому диафрагмой с эмиссионным отверстием 4 25 диаметром 0,1-1 мм. Ианизатор выполнен в виде системы 5 наложенных дру r на друга проводящих элементов 6-8 с отверстиями, формируюшими цилиндрический канал, и одного элемента 9 в 30 виде диафрагмы с отверстиями 10 на периферии, вписывающимися в цилиндрический канал.

Центральная часть 11 элемента 9 образует эмиттер ионов, расположен-. ный напротив эмиссионного отверстия

4. Ионизируемое вещество, например, в виде сублимируемого соединения 12 размещено внутри системы подачи па" ров. В случае получения ионов цезия 4О могут использоваться его соли типа иодистого цезия или алюмосиликат цезия. Система формирования и ускоре.ния ионов, например, в виде извлекающего заземленного электрода 13 с 45 отверстием 14 может содержать изолированный от извлекающего электрода 13 дополнительный электрод 15, на который может быть подан отрицательный относительно электрода 13 потенциал.

Система формирования пучка может быть также снабжена теплозащитным экраном 16 например, из тантала. Между системой элементов 6-9 и торцовой стенкой ионизатора 3 может быть установлен элемент 17 из гексаборида лантана. На фиг.1-7 показаны также . траектории ионов 18 и вторичных электронов 19.

Источник ионов работает следующим образом.

Ионизатор 3 тем или иным способом нагревается до температуры 1000о

1500 С, обеспечивающей эффективную поверхностную ионизацию локализуемого вещества, поступаюшего в рабочий канал ионизатора, образованный элементами 6-9 (фиг.3).

В большинстве случаев может использоваться сублимируемое соединение ионизируемого вещества, размещенного в твердом состоянии в системе 1 подачи. Выполнение ионизатора описанным способом обеспечивает высокую вероятность столкновения атомов со стенками канала и их ионизацию.

Особенно эффективно использование эмиттера ионов, выполненного в виде центральной части элемента 9 . Форма поверхности эмиттера должна выбираться с учетом действия извлекающего электрического поля и поля пространственного заряда ионов. Выполнение центральной части 11 элемента 9 выпуклой (фиг.5) повышает эффективность.

Пространственный заряд ионов мо жет быть вызван электронами, эмиттируемыми специально установленным эле- . ментом 17 из гексаборида лантана,Это . позволяет повысить интенсивность ионного пучка и яркость источника.

При высоких энергиях ионов (порядка .10 кэВ) возникает проблема уп- равления вторичными электронами, вы-. битыми ионами из извлекающего элект-. рода 13, с помощью,.дополнительного электрода 15, на который подается управляющий.вторичными электронами потенциал. В случае отрицательного по отношению к извлекающему электроду потенциала (-320 В) вторичные электроды отсекаются. При подаче положительного потенциала (+320 В) форми-: руется пучок электронов с траекторийми 19, сфокусированный на эмиттере, ионов. Это также повышает интенсивность пучка ионов 18 и яркость источника.

Особенно эффективно использование данного источника для формирования ионного зонда, для чего и используется эмиссионное отверстие диаметром

0 1-1 мм.

В источнике могут быть получены как положительные, так и отрицатель! 473724

i 10л8 ные ионы в соответствии с известными

1 законами поверхностной ионизации.

Изобретение позволяет повысить яркость ионного пучка при формировании системы типа ионный зонд

Формула из об рет ения

1. Источник ионов с поверхностной ионизацией, содержащий систему. подачи паров ионизируемого вещества в канал подвода паров к иоыизатору,включающему эмиттер ионов,.частично перекрывающий канал, при этом с выходно- 15

ro торца канал перекрыт стенкой с эмиссионным отверстием, за которой установлена. система формирования и ускорения пучка ионов, включающая извлекающий электрод, о т л и ч à е- 2р шийся тем, что, с целью повышения яркости источника, ионизатор вы" полнен в виде системы наложенных друг на друга проводящих элементов с отверстиями, формирующими в центре 25 цилиндрический канал с .поперечным сечением, меньшим сечения канала под/ вода паров к ионизатору, и одного элемента в виде диафрагмы с отверс- . тиями на периферии, вписывающимися в 3р упомянутый цилиндрический канал, центральная часть упомянутого элемента, расположенного напротив эмиссионного отверстия, формирует эмиттер ионов, при этом эмиссионное отверстие имеет характерный размер, удовлетворяющий условию 0,1 мм < с1 < (1 мм и выполнено с расширением наружу °

2. Источник ионов по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что ионизируемое вещество содержится в сублимирующем химическом соединении.

3. Источник ионов по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что эмиттер ионов выполнен выпуклым в сторону эмиссионного отверстия.

4. Источник ионов по п.2, о т л и ч а ю шийся тем, что между стенкой с эмиссионным отверстием и системой проводящих элементов с отверстиями установлен диск из гексаборида лантана с отверстием, соосным с эмиссионным отверстием и равным с его диаметром.

5. Источник ионов по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что между стенкой с эмиссионным отверстием и извлекающим электродом установлен дополнительный электрод и введено средство подцержания на нем управляющего потенциала по отношению к извлекающему электроду.

1473 724!

473724

1473724

Составитель Н. Грабчак

Редактор А.Лежнина Техред Л.Олийнык Корректор С.Е@кмар

Заказ I 732/59 Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по чзобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Источник ионов с поверхностной ионизацией Источник ионов с поверхностной ионизацией Источник ионов с поверхностной ионизацией Источник ионов с поверхностной ионизацией Источник ионов с поверхностной ионизацией Источник ионов с поверхностной ионизацией 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ионно-пучковой инженерии и может быть использовано в качестве ключевого элемента как существующих, так и новых промышленных технологий наноэлектроники

Изобретение относится к ядерной и экспериментальной физике и может быть использовано в физике и технике прямого зажигания мишеней инерциального термоядерного синтеза

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается способа генерации широкополосного оптического излучения с высокой спектральной яркостью. Способ включает в себя создание начальной ионизации в камере, заполненной газовой смесью высокого давления, и освещение камеры сфокусированным лазерным лучом. Освещение проводят импульсно-периодическим лазерным излучением с длительностью отдельного импульса, превышающей D/v, где D - поперечный размер излучающего объема, а v - скорость звука в газе при температуре излучающего объема. Промежутки между последовательными импульсами не превышают D2/χ, где χ - температуропроводность газа в области излучающего объема. Технический результат заключается в повышении спектральной яркости источника излучения. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх