[发明专利]一种离子注入装置

权利要求书

1.一种离子注入装置，用于将离子注入样品中，其特征在于，包括：

离子源(1)，其用于产生并发射离子束(2)；以及

第一电极装置(5)，其设置在所述离子源(1)到所述样品(4)的路径上，用于产生沿所述离子源的中轴线(3)方向分布的锥形电场(6)，并使所述离子束(2)中不沿离子源的中轴线(3)方向运动的离子在该锥形电场(6)的作用下沿垂直于所述中轴线(3)的方向偏转而不注入所述样品(4)。

2.根据权利要求1所述的离子注入装置，其特征在于，所述第一电极装置(5)包括：

带有小孔的上电极板(501)，其设置在所述离子源(1)到所述样品(4)的路径上，并靠近所述离子源(1)；

带有小孔的下电极板(502)，其设置在所述离子源(1)到所述样品(4)的路径上，并靠近所述样品(4)；以及

第一偏压电源(503)，其用于向所述上电极板(501)及所述下电极板(502)供电，以使所述上电极板(501)与所述下电极板(502)间形成沿所述离子源(1)的中轴线(3)方向分布的锥形电场(6)；

其中，所述上电极板(501)与所述下电极板(502)尺寸不相同，且所述上电极板(501)与所述下电极板(502)上的小孔的中心均在所述离子源(1)的中轴线(3)上，所述离子源(1)发射的离子束(2)经所述上电极板(501)上的小孔进入所述锥形电场(6)，沿离子源的中轴线(3)方向运动的离子经下电极板(502)上的小孔离开所述锥形电场(6)。

3.根据权利要求2所述的离子注入装置，其特征在于，所述上电极板(501)与所述下电极板(502)为互相平行的平面电极板。

4.根据权利要求2所述的离子注入装置，其特征在于，所述上电极板(501)与所述下电极板(502)为曲面电极板。

5.根据权利要求2所述的离子注入装置，其特征在于，所述上电极板(501)与所述下电极板(502)为环形电极圈。

6.根据权利要求2所述的离子注入装置，其特征在于，所述上电极板(501)与所述下电极板(502)互相平行，且所述上电极板(501)为平面电极板，所述下电极板(502)为针尖中心带小孔的悬臂梁。

7.根据权利要求1所述的离子注入装置，其特征在于，所述第一电极装置(5)包括：

带有针尖小孔(5042)的第一悬臂梁(504)，且该第一悬臂梁(504)的上下表面均镀有环形电极；以及

第一偏压电源(503)，其用于向第一悬臂梁(504)的上下表面供电，以使第一悬臂梁(504)的上下表面间形成沿所述离子源(1)的中轴线(3)方向的锥形电场(6)；

其中，所述针尖小孔(5042)的中心在所述离子源(1)的中轴线(3)上，所述离子源(1)发射的离子束(2)经针尖小孔(5042)的上端进入所述锥形电场(6)，沿离子源的中轴线(3)方向运动的离子经针尖小孔(5042)的下端离开所述锥形电场(6)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的离子注入装置，其特征在于，所述离子注入装置还包括：

第二电极装置(10)，其设置在所述第一电极装置(5)的下游，用于产生辅助离子偏转的电场，该电场被施加时，沿中轴线(3)方向进入第二电极装置(10)的离子发生偏转而不注入所述样品(4)，而该电场不被施加时，沿中轴线(3)方向进入第二电极装置(10)的离子穿过第二电极装置(10)并注入到所述样品(4)。

9.根据权利要求8所述的离子注入装置，其特征在于，所述第二电极装置(10)包括：

电极对(101)，其设置在所述第一电极装置(5)的下游，用于产生辅助离子偏转的电场；

第二偏压电源(102)，其于向所述电极对(101)供电，以使所述电极对(101)之间形成所述辅助离子偏转的电场；以及

带有小孔的阻挡部(103)，其设置在所述辅助离子偏转的电场的下端，并靠近所述样品(4)，且该阻挡部(103)上的小孔的中心位于所述离子源(1)的中轴线(3)上。

10.根据权利要求8所述的离子注入装置，其特征在于，所述第二电极装置(10)包括：

针尖带小孔的第二悬臂梁(104)，且针尖上的小孔的中心位于所述离子源(1)的中轴线(3)上；以及

第二偏压电源(102)，其用于为所述第二悬臂梁(104)供电，以使第二悬臂梁(104)的针尖的上下两个顶端之间形成辅助离子偏转的电场。