Brevet FR2550681A1 — publié le 19850215

Source d'ions à au moins deux chambres d'ionisation, en particulier pour la formation de faisceaux d'ions chimiquement réactifs La présente invention est relative aux sources d'ions à au moins deux chambres d'ionisation, en particulier pour la formation de faisceaux d'ions chimiquement réactifs; elle concerne plus particulièrement des sources d'ions, de ce type, à longue durée de vie. On connaît en particulier des sources d'ions à deux chambres d'ionisation du type "duoplasmatron" et "duopigatron" et des sources d'ions à trois chambres d'ionisation du type "triplasmatron". Une source d'ions du type duoplasmatron comprend la succession d'une cathode chaude, d'une électrode intermédiaire 15 et d'une anode percée d'un trou d'extraction par o sort un jet de plasma, qui est constitué par les électrons et par les ions positifs produits par cette source et à partir duquel est formé le faisceau d'ions par action d'un champ magnétique; dans le duoplasmatron un arc est produit entre 20 la cathode et l'anode, cet arc se resserrant au voisinage du trou d'extraction de l'anode sous l'effet d'une action électrostatique provoquée par l'électrode intermédiaire et d'une action de lentille magnétique créée entre l'anode et l'électrode intermédiaire La première chambre d'ionisation entre 25 la cathode et l'électrode intermédiaire est suivie par la deuxième chambre entre l'électrode intermédiaire et l'anode. Un duopigatron se distingue d'un duoplasmatron par le fait que dans le duopigatron une quatrième électrode, disposée en aval de l'anode, est portée, par une source de 30 tension auxiliaire, à un potentiel négatif par rapport à celui de l'anode en constituant ainsi une anti-cathode, qui est percée d'un trou d'extraction et joue le rôle de deuxième pôle de la lentille magnétique à la place de l'anode du duoplasmatron. Enfin, le triplasmatron, qui a fait l'objet d'un brevet français no 2 156 978 déposé le 13 octobre 1971 au nom de l'AGENCE NATIONALE DE VALORISATION DE LA RECHERCHE, -2 est constitué par un duoplasmatron avec, en aval du trou d'extraction de l'anode, une quatrième électrode, dite cuvette d'expansion, qui est maintenue à un potentiel positif par rapport à l'anode, cette quatrième électrode ayant de pré5 férence la forme d'une enceinte, dotée d'une ouverture d'entrée, constituant la troisième chambre d'ionisation qui reçoit un jet d'électrons et d'ions positifs en provenance du duoplasmatron et d'une ouverture de sortie pour la formation d'un faisceau d'électrons, d'ions positifs et/ou d'ions néga10 tifs. Dans ces trois types connus de sources d'ions, la cathode est portée à un potentiel négatif par rapport à l'anode intermédiaire par un générateur de tension continue, la différence de potentiel continue ainsi créée entre la 15 cathode et l'électrode intermédiaire créant un champ que qui sert à produire un plasma dans la première chambre entre ces deux électrodes. Si de telles sources d'ions sont mises en oeuvre, sur une échelle relativement importante, pour diverses applica20 tions au stade de la recherche: implantation d'ions, production de faisceaux d'ions chimiquement réactifs (formation de composés oxygénés, fluorés et chlorés par exemple), technologie des circuits intégrés (oxydation des semiconducteurs, gravure des circuits intégrés par un faisceau d'ions réactifs, 25 diagnostic des circuits intégrés), elles présentent cependant l'inconvénient d'une durée de vie réduite incompatible avec un développement industriel, notamment en cas de fonctionnement avec des gaz réagissant chimiquement avec la cathode chaude thermoémissive, du fait que la pression partielle de 30 gaz réactif au voisinage de la cathode chaude est élevée, même pour le cas du triplasmatron qui représente déjà une amélioration car le gaz réactif n'y est introduit que dans la troisième chambre et sous une pression inférieure, d'un facteur 20 à 100, par rapport à celle régnant dans la première 35 chambre dont la valeur typique est 10-1 torr. On a pensé à augmenter la durée de vie des sources d'ions à deux ou trois chambres des types précités en utilisant non pas une cathode chaude, mais une cathode froide pour 3 2550681 réduire les réactions chimiques entre certains gaz et la cathode, mais les performances de la source d'ions sont réduites, en ce qui concerne en particulier le rendement d'ionisation, la dispersion en énergie des ions émis, l'émit5 tance, la brillance et la reproductibilité des performances, lorsqu'une cathode froide est utilisée. Le demandeur vient de constater avec surprise qu'il est possible d'accroître considérablement la durée de vie d'une source d'ions à au moins deux chambres d'ionisation, 10 notamment d'un duoplasmatron, d'un duopigatron et d'un triplasmatron, sans en sacrifier les performances, en appliquant, entre l'électrode intermédiaire et la cathode, une tension alternative de haute fréquence pour créer un plasma stationnaire dans la première chambre d'ionisation, tout en conti15 nuant à appliquer, à la manière connue, une tension continue entre l'électrode intermédiaire et la ou les autres électrodes, de manière à créer un plasma dans la ou les chambres d'ionisation suivantes. L'invention a donc pour objet une source d'ions à au 20 moins deux chambres d'ionisation et au moins trois électrodes, à savoir successivement une cathode, une électrode intermédiaire percée en son centre et une anode percée en son centre, la première chambre d'ionisation étant disposée entre la cathode et l'électrode intermédiaire et la deuxième 25 chambre d'ionisation entre l'électrode intermédiaire et l'anode, avec des moyens pour produire un champ magnétique axial entre l'électrode intermédiaire et la cathode, des moyens pour appliquer une tension continue entre l'électrode intermédiaire et la ou les électrodes autres que la cathode 30 et l'électrode intermédiaire et des moyens d'extraction des ions, caractérisée en ce qu'elle comprend un générateur de tension alternative de haute fréquence connecté entre l'électrode intermédiaire et la cathode. Grâce à la mise en oeuvre de cette tension alternative 35 de haute fréquence entre l'électrode intermédiaire et la cathode, on obtient les mêmes performances qu'avec une cathode chaude et une tension continue entre ces électrodes, mais avec une durée de vie notablement accrue. Par rapport aux sources d'ions à deux ou trois chambres d'ionisation comportant une cathode froide et une tension continue, on améliore sensiblement les performances, tout en ayant une longue durée de vie. Enfin, comparée aux sources d'ions à une seule chambre d'ionisation (de la technique classique) à excitation haute fréquence, une source à au moins deux chambres (selon l'invention) avec cathode excitée en haute fréquence, présente des performances nettement supérieures, en ce qui concerne notamment le rendement d'ionisation du gaz, la dispersion d'énergie 10 des ions et l'émittance du faisceau. L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont bien entendu donnés surtout a titre d'indication. la Figure 1 représente, en coupe longitudinale, une source d'ions à deux chambres d'ionisation du type duoplasmatron, dotée des perfectionnements selon l'invention, avec un premier mode de réalisation de cathode; la Figure 2 représente, en coupe longitudinale, une source d'ions à deux chambres d'ionisation du type duopigatron, dotée des perfectionnements selon l'invention, avec un second mode de réalisation de cathode, la Figure 3 représente, en coupe longitudinale, une source d'ions à trois chambres d'ionisation du type triplas25 matron, dotée des perfectionnements selon l'invention, avec un troisième mode de réalisation de cathode, la Figure 4 est une coupe par IV-IV de la Figure 3, la Figure 5 est une coupe par V-V de la Figure 3, 30 la Figure 6 illustre un autre mode de réalisation d'une cathode pour une source d'ions selon l'invention, la Figure 7 est une coupe par VII-VII de la Figure 6. Selon l'invention, et plus spécialement selon celui 35 de ses modes d'application, ainsi que selon ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant, par exemple de réaliser une source d'ions à au moins deux chambres d'ionisation, on s'y-prend comme suit ou d'une manière analogue. On se référera tout d'abord à la Figure 1 qui illustre l'application de l'invention à une source d'ions à deux chambres d'ionisation du type duoplasmatron. Ces deux chambres sont désignées respectivement par 1 et 2 et elles sont disposées, la première, entre une cathode 3 et une électrode intermédiaire 4 et, la seconde, entre l'électrode intermédiaire 4 et une anode 5. On reviendra ci-après sur la cathode 3 dont l'extrémité 10 3 a traverse un bloc 6, en une matière diélectrique, porté par l'électrode intermédiaire 4. Cette électrode 4 est percée, du côté opposé du bloc 6, d'une ouverture centrale 7 par laquelle les ions et les électrons formés dans la première chambre 1 passent dans la 15 seconde chambre 2. L'anode 5, séparée de l'électrode intermédiaire 4 par une bague isolante 8, est également percée en son centre par une ouverture 9 par laquelle s'échappent les électrons et les ions créés par la source d'ions. En aval de l'anode 5, on prévoit avantageusement une cuvette d'expansion annulaire 10 séparée de l'anode-5 par une bague 10 a électriquement isolante et d'étanchéité; la cuvette 10 est suivie d'une électrode d'accélération 11 il et d'une électrode de décélération 12, ces deux dernières 25 électrodes ayant avantageusement une forme tronconique. L'ensemble du dispositif qui vient d'être décrit est de révolution autour d'un axe XX A titre de variante, on peut prévoir une disposition symétrique par rapport à un plan dont la trace serait alors XX. L'alimentation électrique comprend tout d'abord, à la manière connue, une source de tension variable 13 qui maintient l'anode 5 à un potentiel positif, par rapport-à l'électrode intermédiaire 4, et deux sources de haute tension (non représentées) qui maintiennent à des potentiels négatifs, par 35 rapport à l'électrode intermédiaire 4, les électrodes d'accélération 11 et de décélération 12, la haute tension appliquée sur l'électrode 11 étant plus négative que celle appliquée sur l'électrode de décélération 12. La cuvette d'expansion 10 peut avantageusement être pourvue d'un dispositif de polarisation automatique réalisé simplement en la connectant à l'anode 5 par l'intermédiaire d'une résistance ajustable 10 b dont on peut faire varier la valeur entre O (ce qui impartit a la cuvette 10 le même potentiel que l'anode 5) et 1000 N (ce qui met la cuvette 10 à un potentiel, dit "flottant", négatif par rapport à celui de l'anode 5 et voisin de celui de l'électrode intermédiaire 4), ce dernier réglage améliorant notablement les performances 10 de la source d'ions au point de vue rendement et brillance. Enfin, conformément à l'invention, on dispose un générateur haute fréquence 14 entre l'électrode intermédiaire 4 et la cathode 3 En série avec ce générateur haute fréquence, on prévoit avantageusement un condensateur de blocage 15 15 supprimant toute composante continue dans l'alimentation de la cathode 3, donc tout transport de courant continu entre cette cathode 3 et Ies électrodes 4 et 5, et assurant ainsi à ladite cathode une polarisation naturelle automatique par rapport à l'électrode 4, ce qui favorise la formation du 20 plasma dans les chambres 1 et 2 On peut également prévoir, dans le circuit d'alimentation de la cathode 3, un circuit d'adaptation d'impédance 16, de façon à- faciliter le transfert de puissance depuis le générateur 14 vers la décharge. L'alimentation en gaz à transformer en plasma (mélange 25 d'électrons et d'ions positifs) dans les chambres 1 et 2 par la décharge produite entre l'électrode 3 et l'anode 5 peut être réalisée soit à travers la cathode 3 qui prend alors la forme d'une cathode creuse, soit, comme illustré sur la Figure 1, au moyen d'une canalisation d'amenée 17 plongeant 30 dans la chambre 1 au voisinage de l'électrode 3, qui peut également être une cathode creuse, comme illustré sur la Figure 1, de section circulaire, carrée ou rectangulaire par exemple Une telle cathode creuse permet d'augmenter la surface de collection offerte au plasma formé dans la première 35 chambre 1 et donc de diminuer la différence de potentiel d'autopolarisation de la cathode en limitant ainsi son échauffement et son érosion par pulvérisation sous l'effet de l'impact des ions du plasma. -7 L'effet de cathode creuse entraîne en outre l'abaissement de la pression minimale de fonctionnement de l'ensemble de la décharge, d'o amélioration du rendement d'ionisation du gaz injecté par la canalisation 17 sous forme de particules neutres et sortant partiellement ionisé par l'ouverture 9 ménagée au centre de l'anode 5. La cathode creuse 3 est refroidie par circulation d'un fluide arrivant en 18 et sortant en 19. A la manière connue, le duoplasmatron fonctionne sous 10 une pression réduite, par exemple de 5 10-3 à 5 10-1 torr et une bobine 20 est disposée autour de l'électrode intermédiaire 4 pour produire un champ magnétique axial inhomogène entre l'électrode 4 et l'anode 5 qui sont réalisées en un matériau magnétique, le retour du flux magnétique étant assuré par 15 un circuit magnétique classique 4 a. Sur la Figure 2, on a illustré un autre type de source d'ions à deux chambres d'ionisation, à savoir du type duopigatron, doté des perfectionnements selon l'invention On a utilisé les mêmes nombres de référence pour les modes de réalisation des 20 Figures 1 et 2 pour désigner les éléments correspondants et on ne les décrira pas de nouveau, une bague 8 a complétant la bague 8. Les différences entre le duoplasmatron de la Figure 1 et le duopigatroh de la Figure 2, mettant tous deux en oeuvre une source haute fréquence 14 entre l'électrode intermédiaire 25 et la cathode, portent sur la modification de la polarisation de l'électrode magnétique 5 percée de l'orifice d'éjection 9 du jet de plasma, qui était l'anode dans le cas du duoplasmatron de la Figure 1, mais constitue, dans le cas du duopigatron de la Figure 2, une 30 anticathode portée à un potentiel négatif (ou éventuellement nul) par rapport à l'électrode intermédiaire 4, par une source de tension continue 22 sur l'introduction, entre l'électrode intermédiaire 4 et l'anticathode 5, toutes deux magnétiques, d'une anode 21 en matériau amagnétique, percée en son axe d'un large canal 21 a laissant passer la décharge et polarisée positivement par rapport à l'électrode intermédiaire 4 par une source de tension continue 13; et sur la cathode, qui pourrait être du même type que celle de la Figure 1, mais qui a été illustrée comme étant une cathode à pulvérisation. Cette cathode à pulvérisation 26 est refroidie par un fluide arrivant en 18 et repartant en 19, le gaz à ioniser 5 étant introduit dans la chambre 1, comme dans le cas de la Figure 1, par une canalisation 17. Une cathode à pulvérisation offre au plasma formé dans la chambre 1 une faible surface de collection en comparaison de celle offerte par l'électrode intermédiaire 4 Il en résulte que la tension d'autopolarisation moyenne d'une telle cathode est très négative par rapport au potentiel de l'électrode 4, lui-même proche du potentiel du plasma créé dans la chambre 1 Du fait qu'elle est sensiblement proportionnelle à la puissance haute fréquence injectée, cette autopolarisa15 tion peut atteindre 1000 volts pour une puissance de 200 W. Dans ces conditions, le matériau de la cathode est pulvérisé sous l'impact des ions accélérés par la différence de potentiel d'autopolarisation Ce phénomène peut être mis à profit pour l'introduction, dans la décharge de la source, d'atomes neutres qui seront ionisés à leur tour puis extraits de la source La cathode 26 joue dans ce cas le rôle d'une électrode de pulvérisation très efficace et la source à chambres 1 et 2 de la Figure 2 peut délivrer des faisceaux contenant une fraction significative d'ions associés au matériau de la cathode, ce qui est très intéressant pour le cas de corps à très faible tension de vapeur Il est exact que cette possibilité des cathodes de pulvérisation a déjà été envisagée pour des sources d'ions à cathode excitée par une tension continue, mais dans ce cas une électrode auxiliaire est néces30 saire, ce qui complique la réalisation et le fonctionnement Le rendement de l'opération d'ionisation des neutres éjectés de la cathode et d'extraction des ions formés est maximisé si l'on adopte pour la cathode 26 une surface concave dont le centre de courburé est situé sur l'axe de la source, dans le plan médian du compartiment anodique ou seconde chambre d'ionisation 2, d'o sont extraits les ions, c'est-à-dire en 27 sur la Figure 2 La source ainsi obtenue convient bien pour l'injection dans les implanteurs d'ions, machines exploitées industriellement tant pour le traitement -9 de surfaces des matériaux (en vue d'améliorer leurs qualités de résistance à la corrosion et de résistance mécanique), que pour le dopage des semi-conducteurs (microélectronique). Sur les Figures 3, 4 et 5, on a enfin illustré une source d'ions à trois chambres d'ionisation du type triplasmatron, dotée des perfectionnements selon l'invention. Sur la Figure 3, on a utilisé les mêmes nombres de référence que sur les Figures 1 et 2 pour désigner les éléments correspondants qui ne seront pas décrits à nouveau. Le triplasmatron se distingue des sources d'ions des Figures 1 et 2 par le fait qu'il comporte non pas deux chambres d'ionisation, mais trois chambres d'ionisation 1, 2 et 25. Les chambres 1 et 2 de la Figure 3 sont semblables aux chambres 1 et 2 de la Figure 1, à part la structure de la cathode qui pourrait être du même type que celles illustrées sur les Figures 1 et 2, mais qui a été illustrée comme comportant par exemple quatre tubes 24 de section cylindrique, comme on le voit en coupe sur la Figure 4 Bien entendu,la section des tubes pourrait (en particulier Dour une source d'ions à symétrie plane) être carrée,dans une variante Comme dans le cas de la Figure 1, la cathode 23 est refroidie par une circulation de fluide arrivant en 18 et ressortant en 19; par contre, le gaz à ioniser arrive en 17 a et sort de la cathode 23 par les trous 24 a pour être ionisé dans la chambre 25 1. Sur la Figure 1, on a illustré une cathode creuse 3 à un seul tube, avec arrivée du gaz à ioniser par une canalisation 17 séparée de la cathode, alors que sur la Figure 2 on a illustré une cathode à pulvérisation 26 et, sur la Figure 3, on a représenté une cathode 23 à quatre tubes, avec arrivée du gaz à ioniser à travers cette cathode Il est bien entendu possible de prévoir,dans chaque source d'ions du type duoplasmatron (Figure 1) ou duopigatron (Figure 2) ou même triplasmatron (Figure 3), une cathode creuse à un ou plusieurs 35 tubes, de section ronde, carrée ou rectangulaire par exemple, avec arrivée du gaz à ioniser soit à travers la cathode, soit à distance de la cathode par une canalisation telle que 17. En aval de l'anode 5, la structure du triplasmatron de la Figure 3 est la suivante On prévoit un générateur de plasma tertiaire disposé en aval du trou d'extraction 9 de l'anode 5 avec des moyens électriques et magnétiques pour créer ce plasma et le confiner comme précisé dans le brevet français 2 156 978 précit 6, ces moyens comportant trois électrodes, à savoir un réflecteur 28, une anode supplémentaire 29 et une anticathode 30 suivie (après un joint d'étanchéité 30 a) des é 11 ectrodes d'accélération 11 a et de décélération 12 a Le réflecteur 28 est percé d'un orifice central 10 31 pour assurer la communication entre la chambre 2 et la chambre 25 qui peut recevoir par ailleurs, par la canalisation , un gaz à ioniser, ce gaz pouvant être le même que celui introduit par la canalisation 17 a ou différent de celui-ci selon les besoins L'anticathode 30 et les électrodes 11 a 15 et 12 a sont percées chacune d'une ou plusieurs ouvertures alignées 32, 33, 34 respectivement, pour la sortie du plasma de la chambre 25 et la formation subséquente du faisceau d'ions. La polarisation des électrodes 28, 29 et 30 est assurée 20 par des générateurs de tension continue 36, 37 et 38 respectivement, de manière que les électrons puissent être accélérés entre les anodes 5 et 29 et collectés par l'anode 29, mais repoussés par les électrodes 28 et 30 qui globalement collectent un courant d'ions, tout en assurant le confinement 25 axial électrostatique des électrons ionisants, cependant que, dans les directions transverses, le confinement des électrons et des ions est assuré par des moyens magnétiques aptes à créer un champ d'induction de surface du type à multi-pôles magnétiques alternés soit en ligne, soit en points, l'induc30 tion magnétique étant quasi nulle dans la partie centrale de la chambre 25 à quelques centimètres de la paroi de l'électrode 29 au niveau de laquelle est créée cette induction de surface Les moyens magnétiques illustrés sur les Figures 3 et 5 comportent une série de pôles magnétiques alternés NS, référencés 39 On peut évidemment prévoir d'autres moyens de confinement magnétique. On voit que, dans tous les modes de réalisation, la cathode 3, 23, 26 est alimentée par un générateur haute fréquence 14, conformément à la caractéristique fondamentale de l'invention Le condensateur de blocage 15 évite tout transport de courant continu entre la cathode et les autres électrodes en assurant à la cathode une polarisation natu5 relle automatique par rapport à l'électrode intermédiaire 4, ce qui favorise la formation du plasma dans les différentes chambres d'ionisation. On peut en outre prévoir une amenée de gaz à ioniser dans la chambre 2, dans l'une des sources d'ions des Figures 10 1, 2 et 3, ce gaz étant le même que celui introduit dans la chambre 1 ou différent de celui-ci. Dans chacune des sources d'ions des Figures 1, 2 et 3, la cathode peut être d'un type quelconque, notamment du type illustré sur les Figures 1, 2 et 3-4 ou les variantes indi15 quées ci-dessus Elle peut également être du type illustré sur les Figures 6 et 7, décrites ci-après. En ce qui concerne la fréquence du générateur 14, elle doit de préférence être au moins égale à la valeur de la fréquence limite inférieure à partir de laquelle le plasma de 20 la première chambre 1 est allumé en permanence dans un état d'équilibre stationnaire indépendant du temps; cette fréquence limite inférieure est en général de l'ordre de 20 à 50 k Hz. La source d'ions peut soit être mise à la masse, comme illustré sur les Figures 1, 2 et 3, le faisceau d'ions étant 25 alors à un potentiel négatif, celui de l'électrode 12 ou 12 a, soit connectée à la haute tension positive, le faisceau d'ions étant alors au potentiel de la masse, de même que l'électrode 12 ou 12 a, et la source d'ions étant découplée du générateur haute fréquence 14 par des condensateurs d'isolement. Sur les Figures 6 et 7 on a représenté une cathode du type à champ électrique transverse apte à être alimentée en haute fréquence et à être disposée dans une source d'ions à deux ou trois chambres d'ionisation du type illustré sur les Figures 1, 2 et 3, à la place des cathodes 3, 26 et 23, 35 respectivement. Dans ce mode de réalisation, la cathode est constituée par une plaque de condensateur 40 qui peut être soit plane, soit concave, cette dernière forme étant illustrée, notamment, sur la Figure 7 La plaque 40 est avantageuserent refroidie par circulation d'un fluide arrivant en 18 et ressortant en 19; l'autre plaque du condensateur est constituée par la paroi latérale de l'électrode intermédiaire 4 en regard, à savoir la paroi 4 b. Dans ce cas, le champ haute fréquence-est transverse par rapport à l'axe XX de la source Si le dispositif d'alimentation haute fréquence de la plaque-cathode 40 ne comporte pas le condensateur 15 de blocage Drévu dans les modes de réalisation des Figures 1, 2 et 3, c'est- à-dire dans le cas d'une polarisation dynamique de la cathode, on peut prévoir une deuxième plaque 41 (en traits interrompus sur les Figures 6 et 7), la plaque 41 étant identique à la plaque 40 et symétrique de celle- ci par rapport à l'axe XX, cette plaque 15 éventuelle 41 étant prévue pour parfaire la symétrie La plaque 41 est reliée électriquement à l'électrode intermédiaire 4 par un conducteur non représenté et elle est, comme la plaque 40 constituant la cathode, refroidie par circulation d'un gaz arrivant en 18 a et ressortant en 19 a. La disposition selon les Figures 6 et 7 permet de réaliser un faisceau d'ions réactifs et présente l'avantage de ne pas occulter l'axe XX de la décharge, contrairement aux cathodes 3, 26 et 23 des Figures 1, 2 et 3 respectivement. La libération de l'axe XX de décharge par la cathode, qui 25 permet de réaliser éventuellement des dispositifs du type lasers ioniques, pour lesquels la lumière produite doit pouvoir traverser librement le milieu actif le long de l'axe de symétrie, peut également s'appliquer à la mise en oeuvre de sources d'ions à gaz réactifs amenés dans la première chambre d'ionisation 1 soit à travers la cathode, soit à côté de la cathode. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus 35 spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 Source d'ions à au moins deux chambres d'ionisation et au moins trois électrodes, à savoir successivement une cathode, une électrode intermédiaire percée en son centre et une anode percée en son centre, la première chambre d'ionisation étant disposée entre la cathode et l'électrode intermédiaire et la deuxième chambre d'ionisation entre l'électrode intermédiaire et l'anode, avec des moyens pour produire un champ magnétique axial entre l'électrode intermédiaire et la cathode, des moyens pour appliquer une tension continue entre l'électrode intermédiaire et la ou les électrodes autres que la cathode et l'électrode intermédiaire et des moyens d'extraction des ions, caractérisée en ce qu'elle comprend un générateur de tension alternative de haute fréquence 15 connecté entre l'électrode intermédiaire et la cathode. 2 Source d'ions selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit générateur haute fréquence a une fréquence au moins égale à la valeur de la fréquence limite inférieure à partir de laquelle le plasma de la première chambre est allumé en permanence dans un état d'équilibre stationnaire indépendant du temps, cette fréquence limite inférieure étant comprise entre 20 et 50 k Hz. 3 Source d'ions selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un condensateur disposé en 25 série avec la source haute fréquence, entre la cathode et l'électrode intermédiaire et, éventuellement, un circuit adaptateur d'impédance disposé en série avec la source haute fréquence et le condensateur, entre la cathode et l'électrode intermédiaire. 4 Source d'ions selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la cathode est refroidie par circulation d'un fluide. Source d'ions selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la cathode est creuse et qu'on prévoit une arrivée de gaz à ioniser à travers ladite cathode. 6 Source d'ions selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte une canalisation d'amenée de gaz à ioniser dont l'extrémité d'éjection se trouve au voisinage de la cathode. 7 Source d'ions selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est du type duoplasmatron avec deux chambres d'ionisation disposées la première entre la cathode et l'électrode intermédiaire et la seconde entre l'électrode intermédiaire et l'anode, cette dernière étant percée d'un trou d'extraction, par o sortent les ions formés pour être ensuite accélérés. 8 Source d'ions selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle est du type duopigatron avec deux chambres d'ionisation, disposées la première entre la cathode et l'électrode intermédiaire et la seconde entre l'électrode intermédiaire et une anticathode qui est percée d'une ouverture par o sortent les ions formés pour être ensuite accélérés, l'anode amagnétique étant située entre ces deux dernières électrodes et polarisée positivement par rapport à l'électrode intermédiaire, l'anticathode étant quant à elle polarisée négativement par rapport à l'électrode 20 intermédiaire. 9 Source d'ions selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle est du type triplasmatron avec trois chambres d'ionisation, disposées la première entre la cathode et l'électrode intermédiaire, la deuxième 25 entre l'électrode intermédiaire et l'anode, constituant l'anode principale, la troisième disposée entre l'anode et une quatrième électrode, constituant une anode supplémentaire, prévue en aval de l'anode principale, et des moyens pour maintenir cette anode supplémentaire à un potentiel positif par rapport à l'anode principale, la quatrième électrode étant percée d'au moins une ouverture par o sortent les ions formés pour être ensuite accélérés. Source d'ions selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle est du type triplasma35 tron avec trois chambres d'ionisation, disposées la première entre la cathode et l'électrode intermédiaire, la deuxième entre l'électrode intermédiaire et l'anode, constituant l'anode principale, la troisième disposée entre l'anode et une quatrième électrode constituant une anode supplémentaire prévue en aval de l'anode principale et en ce qu'elle comporte, en plus de la quatrième électrode constituant une anode supplémentaire, un réflecteur et une anticathode 5 polarisés négativement par rapport à l'anode principale, et des moyens magnétiques aptes à créer un champ d'induction de surface au voisinage de l'anode supplémentaire du type à multipôles magnétiques alternés afin de confiner à la fois les électrons et les ions dans la troisième chambre, les ions 10 étant émis par des ouvertures percées dans l'anticathode. 11 Source d'ions selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la cathode est constituée par au moins un tube. 12 Source d'ions selon l'une quelconque des revendica15 tions 1 à 10, caractérisée en ce que la cathode est du type à pulvérisation, la surface active de la cathode à pulvérisa tion étant de forme concave et le centre de courbure de la concavité étant situé sur l'axe de la source d'ions dans le plan médian de la deuxième chambre d'ionisation. 13 Source d'ions selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la cathode est constituée par une plaque de condensateur, l'autre plaque de condensateur étant formée par'ila paroi latérale de l'électrode intermédiaire en regard. 14 Source d'ions selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour accélérer les ions formés et constituant une optique d'extraction.