Development of multi-charged ion microbeam system for high-mix low-volume production of power semiconductors

开发用于功率半导体高混合小批量生产的多电荷离子微束系统

• 批准号: 20K04219
• 负责人: 浅地 豊久
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Niihama National College of Technology (2021-2022)National Institute of Technology, Toyama College (2020)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04219/
• 关键词: ECRイオン源; イオンビーム; マグネシウム; 電子サイクロトロン共鳴; マイクロ波; ウィーンフィルタ; マイクロビーム

2022年度の計画としては、１．アルミニウム多価イオン生成、２．マイクロビーム生成、３．ガラスキャピラリーの最適化を行う予定であった。しかしながら、機械棟の改修工事のため新居浜高専での実験はほぼ進捗なしであった。そのため、１．大島商船高専での実験結果、２．シミュレーションによる装置の改善検討および３．イオン源改造について報告する。１．大島商船高専では昨年開発した管状炉を用いた蒸発源を使用して、マグネシウムイオンビームの生成実験を行った。計画ではアルミニウムであるが、本蒸発源では1000℃を超える蒸発は厳しいことが分かったため、マグネシウムで最適化を進めた。バイアスディスクに約50Vの電圧を印加することによって、2価イオンが3倍となり、1.4μAまで増加した。また、プラズマ生成ガスをArおよびHeで検討した結果、Heの方が2倍以上の多価イオン生成が可能となり、4価のマグネシウムイオンを約1.6μA確認することができた。800℃程度までであれば本蒸発源が有効であることが分かった。２．新居浜高専のイオン源について、イオンビーム引き出し電極間隔を変えたときのビーム軌道計算の再検討を行った。引出電圧3kVの場合は間隔14mmが最大ビーム電流となり、確認実験ではそれに近い17mmで最大値となった。また、ウィーンフィルタの磁場のシミュレーションを行い、磁石の形状を凹型にすることで均一性が向上することが分かった。３．マイクロ波アンテナを軸方向から入れるとアンテナ温度が上昇し、長時間の実験ができなかった。アンテナを径方向から入れることで昇温を抑えることができ、連続運転が可能となった。

2022年的计划是1。铝多价离子产生，2。微束生成，3。计划优化玻璃毛细管。但是，由于机械建筑的翻新，尼哈玛理工学院的实验几乎没有被培养。因此，1。在奥赛马商业和工业技术研究所的实验结果，2。3。通过模拟和改进设备研究设备的改进。报告有关离子源的修改。 1。Oshima技术研究所进行了一项实验，使用去年开发的管状炉使用蒸发源来生成镁离子束。尽管该计划是用铝制定的，但发现蒸发源很严重以在1000°C以上蒸发，因此使用镁进行了优化。在偏置磁盘上施加约50V的电压将二价离子增加了两倍，并增加到1.4μA。此外，由于使用AR研究了质量生产的气体，因此他能够产生的两倍以上的多价离子，并且可以证实约1.6μa的四位镁离子。发现这种蒸发源可在约800°C时有效。 2。当更改离子束提取电极的间隔时，我们已经重新审查了Niihama技术学院离子源的光束轨迹计算。对于3kV提取电压，最大束电流的间隔为14mm，在确认实验中，最大值为17mm，接近该实验。此外，发现可以通过模拟维也纳滤波器的磁场并制造磁铁凹面来提高均匀性。 3。从轴向插入微波天线时，天线温度升高，并且不可能进行长期实验。通过从径向方向插入天线，可以抑制温度升高，从而可以连续运行。

项目成果

PRODUCTION OF MULTI-CHARGED ALUMINUM IONS DUE TO THE DIFFERENCE IN BUFFER GAS USING AN SUPPTER SOURCE IN ECR ION SOURCE

ECR 离子源中使用补充源由于缓冲气体差异而产生多电荷铝离子

• 发表时间: 2020
• 作者: Seitatsu ONOSAKA;Syotaro OUE;Taku SHINOHARA;Tsubasa Nakamura;Daichi Ishii;Syo Itimiya;Shiori Kobayashi;Hiroya Uyama;Ayumu Inagaki;Toyohiro Asaji;Kazumasa Takahashi;Toru Sasaki;Takashi Kikuchi
• 通讯作者: Takashi Kikuchi

小型 ECR イオン源の引出電極改良によるイオンビーム電流量の向上

通过改进小型ECR离子源的引出电极来提高离子束电流

• 发表时间: 2023
• 作者: 石原 慎太郎;浅地 豊久;中村 翼
• 通讯作者: 中村 翼

小型ECRイオンビーム装置用ウィーンフィルタの開発

小型ECR离子束装置用维恩滤波器的研制

• 发表时间: 2023
• 作者: 坂本 和輝;渡辺 唯斗;松友 真哉;浅地 豊久;中村 翼
• 通讯作者: 中村 翼

デスクトップ型2.45GHz ECRイオンビーム装置の開発

桌面型2.45GHz ECR离子束装置的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: 川村時代;井上雄太;浅地豊久;中村翼
• 通讯作者: 中村翼

CHANGE IN TOTAL ION BEAM CURRENT OF ECR ION SOURCE BY EACH PARAMETERS

ECR 离子源的总离子束电流随每个参数的变化

• 发表时间: 2020
• 作者: Taku SHINOHARA;Syotaro OUE;Seitatsu ONOSAKA;Tsubasa NAKAMURA;Daichi ISHII;Tsukasa ITIMIYA;Shiori KOBAYASHI;Hiroya UYAMA;Ayumu INAGAKI;Toyohisa ASAJI;Kazumasa TAKAHASHI;Toru SASAKI;Takashi KIKUCHI
• 通讯作者: Takashi KIKUCHI