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

基本信息

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

项目摘要

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.多价铝离子的产生，2。微束产生，3。计划优化玻璃毛细管。然而，由于机械大楼的改造工程，新居滨工业大学的实验进展甚微。因此，1。大岛海洋技术大学的实验结果，2。 3.通过模拟检查设备改进情况。我们将报告离子源的修改情况。 1.大岛海洋技术大学去年开发了管式炉，进行了利用蒸发源产生镁离子束的实验。计划使用铝，但发现这种蒸发源难以在超过1000°C的温度下蒸发，因此我们继续使用镁进行优化。通过向偏置盘施加大约 50 V 的电压，双电荷离子的电流增加了两倍，达到 1.4 μA。此外，对作为等离子体生成气体的Ar和He进行了研究，结果发现He能够生成两倍以上的多价离子，并且能够确认约1.6μA的四价镁离子。发现该蒸发源在高达800℃左右的温度下仍有效。 2.对于新居滨工业大学的离子源，我们重新检查了改变离子束引出电极间距时的束流轨迹计算。当引出电压为3 kV时，在14 mm间距处获得最大束流，并且在验证实验中，在17 mm间距处达到最大值。另外，对维恩滤波器的磁场进行了模拟，发现通过使磁体形状为凹形可以提高均匀性。 3.如果微波天线从轴向插入，天线温度会升高，无法进行长期实验。通过从径向插入天线，可以抑制温度上升并实现连续运行。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ECRイオン源による外付けの蒸発源を用いた金属イオン生成の検証

使用 ECR 离子源验证使用外部蒸发源生成金属离子

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
小野坂成龍;中村翼;浅地豊久
通讯作者：
浅地豊久

ウィーンフィルタにおける荷電粒子の軌道シミュレーションと可視化

维恩滤波器中带电粒子的轨迹模拟和可视化

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
渡辺唯斗; 松友真哉; 浅地豊久
通讯作者：
浅地豊久

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

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
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