[发明专利]电离源及包括该电离源的二次离子质谱仪

说明书

本发明公开一种电离源及包括该电离源的二次离子质谱仪。上述电离源可以包括：喷嘴电极，供应有气体；线状电极，布置在所述喷嘴电极之间，释放将所述喷嘴电极内的所述气体离子化的电子；接地电极，布置在所述喷嘴电极外部；以及，提取电极，布置在所述接地电极和所述喷嘴电极之间，将离子化的所述气体沿着所述接地电极的方向提取，所述提取电极包括：提取环，与所述喷嘴电极平行；以及，提取尾，连接于所述提取环内，从所述提取环朝着所述喷嘴电极的方向延伸。

技术领域

本发明涉及一种二次离子质谱仪，尤其涉及一种电离源及包括该电离源的二次离子质谱仪。

背景技术

通常，二次离子质谱仪是一种利用在一次离子(primary ion)入射到试料时由于能量转移而从试料表面的原子释放的二次离子(secondary ion)的质量及电荷来得知元素成分的装置。根据质量分析单元(unit)的种类，二次离子质谱仪(SIMS)包括四极型质谱仪(Quadrupole type SIMS，Q-SIMS)、磁场扇形型质谱仪(Magnetic sector type SIMS，M-SIMS)及飞行时间型质谱仪(Time of Flight type SIMS，TOF-SIMS)等。Q-SIMS向圆筒形的平行的四个极施加直流电流和射频，并根据固有质量使离子分离，从而检测所要的离子。对于Q-SIMS而言，存在分辨力(resolution)较低的问题，但是价格便宜且在绝缘物质成分分析方面有利。TOF-SIMS利用通过安装于SIMS内的静电能分析仪后到达检测仪所需的离子的飞行时间来分析成分。TOF-SIMS检测的固有质量的范围较宽，并且分辨力优秀，但是由于最初入射的一次离子的量小，因此存在进行根据深度的成分分析时需要较长的时间的缺点。最后，M-SIMS沿与二次离子束的行进方向垂直的方向施加磁场，并利用根据二次离子固有质量的轨迹变化来分析成分。M-SIMS具有分辨力较高且测量的固有质量的范围较宽的优点，但是由于价格较贵且向试料施加高电压，因此由于电荷的积累而难以分析绝缘物质的成分。利用通常的二次离子质谱仪(secondary ion mass spectroscopy，SIMS)的表面分析需要利用具有10KeV附近的能量的离子脉冲冲撞试料的表面的溅射过程。

发明内容

技术问题

本发明所要解决的课题是，提供一种能够提高一次离子的离子化效率和电子的滞留时间的电离源。

技术方案

本发明公开一种电离源。该电离源包括：喷嘴电极，供应有气体；线状电极，布置在所述喷嘴电极之间，释放将所述喷嘴电极内的所述气体离子化的电子；接地电极，布置在所述喷嘴电极外部；以及，提取电极，布置在所述接地电极和所述喷嘴电极之间，将离子化的所述气体沿着所述接地电极的方向提取。在此，所述提取电极可以包括：提取环，与所述喷嘴电极平行；以及，提取尾，连接于所述提取环内，从所述提取环朝着所述喷嘴电极的方向延伸。

根据一示例，所述提取尾可以从所述提取环以150度至170度的角度连接。

根据一示例，所述提取尾与所述喷嘴电极之间的距离可以等于所述提取环与所述喷嘴电极之间的距离。

根据一示例，所述喷嘴电极可以包括：第一喷嘴电极，布置在所述线状电极的一侧；第二喷嘴电极，布置在所述线状电极的另一侧。所述第一喷嘴电极和所述第二喷嘴电极可以分别包括所述线状电极内的第一盖尾及第二盖尾。

根据一示例，所述第一盖尾及所述第二盖尾可以以4mm至8mm的距离相隔。

根据一示例，所述第一盖尾及第二盖尾在彼此相向的方向凸出地形成弧度。

根据一示例，所述第一盖尾及第二盖尾可以分别具有2mm至4mm的厚度。

根据一示例，所述第一喷嘴电极和第二喷嘴电极可以具有与所述第一盖尾及第二盖尾相同的直径。