Источник ионов с поверхностной ионизацией Советский патент 1989 года по МПК H01J27/24 

фиг.5

см

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.1 приведен источник ионов, .продольный разрез; на фиг.2 - рабо- чий канал ионизатора, продольный раз рез; на фиг.З - вид по стрелке А на фиг.2 (на эмиттер ионов); на фиг.4- источник ионов вместе с системой фор

мирования и ускорения ионов; на фиг.З - пример выполнения канала ионизатора; на фиг.6 - пример выполнения системы формирования пучка ионов; на фиг.7 - схема формирования пучка ионов.

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

Центральная часть 11 элемента 9 образует эмиттер ионов, расположенный напротив эмиссионного отверстия 4. Ионизируемое вещество, например, в виде сублимируемого соединения 12 размещено внутри системы подачи паров. В случае получения ионов цезия могут использоваться его соли типа йодистого цезия или алюмосиликат цезия. Система формирования и ускорения ионов, например, в виде извлекающего заземленного электрода 13 с отверстием 14 может содержать изолированный от извлекающего электрода 1 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. Межд 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.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Источник ионов работает следующим образом.

Ионизатор 3 тем или иным способом нагревается до температуры 1000- 1500 С, обеспечивающей эффективную поверхностную ионизацию локализуемого вещества, поступающего в рабочий канал ионизатора, образованный элементами 6-9 (фиг.З).

В большинстве случаев может использоваться сублимируемое соединение ионизируемого вещества, размещенного в твердом состоянии в системе I 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 1I элемента 9 выпуклой (фиг.З) повышает эффективность.

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

При высоких энергиях ионов (порядка 10 кэВ) возникает проблема управления вторичными электронами, выбитыми ионами из извлекающего электрода 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) формируется пучок электронов с траекторий- ми 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 Ojl-1 мм.

В источнике могут быть получены как положительные, так и отрицатель

,-JL- -

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.

//////S///A

А

Вид/1

фи&.З

г

ff.fv/y

зяял -

Л

/;

Фиг г

щ

&Щ м

nL4L

fy гпф

j

У////////7/

/

1k

/

гъ

Y/////////S////

фае.7