[发明专利]一种阵列孔空心阴极放电离子源

说明书

本发明公开了一种阵列孔空心阴极放电离子源，包括基座、阳极栅网、磁体、绝缘组件、进气座、阵列孔板，其中进气座及阵列孔板为同电位的放电组件，绝缘组件将放电组件与基座之间以及阳极栅网与基座之间形成电位绝缘；阵列孔板为设置有多个阵列贯通孔的金属板，放电组件在一定真空度时产生辉光放电，放电过程中贯通孔会产生空心阴极效应电子汇聚，多个阳极栅网装配在基座上，磁体套装在基座上，放电产生的电子在电磁场作用下与工艺气体碰撞形成阳离子，多个阳极栅网既可以吸收电子又可以加速阳离子，实现高能离子的射出。本发明利用贯通孔辉光放电过程中的空心阴极效应在电磁场作用下汇聚射出高能离子，为真空涂层工艺过程提供高能离子。

技术领域

本发明涉及真空镀膜技术领域，具体是指一种阵列孔空心阴极放电离子源。

背景技术

离子源是现阶段应用最为广泛的离子辅助沉积、清洗待镀产品的一种气相沉积过程中的通过等离子体放电离华气体的装置。离子源可有效的提高膜层致密度、附着力及膜层的光学性能及机械性能都有很好的提升效果。现阶段常用的离子源主要有潘宁离子源、霍尔离子源、阳极层离子源。

潘宁离子源是以潘宁放电为基础设计的离子源，是通过在环形阳极轴向方向上施加磁场，两个阴极之间电子往返运动，增加气体粒子的离化率，潘宁离子源的原理造成了离子源的结构较为小巧，离华输出能力相对较低，两组阴极及阳极之间距离较小，造成离华过程中，电极绝缘组件等很容易受到污染，严重影响潘宁源的使用寿命。

霍尔离子源是由阳极、阴极、磁场、气体分布组件组成，其中阴极发射电子，轰击进入的气体原子离华形成等离子体，同时提供中和电子，形成电中性的等离子束，等离子体受霍尔电流的加速作用，向出口处加速。霍尔离子源的结构造成部分零部件污染严重，其离子能量较低，并极易受环境影响稳定性较差，同时离华气体气耗大。

阳极层离子源是霍尔离子源的一种，阳极层离子源放电室壁是金属组成额，放电室由阳极及内外阴极组成。阳极层离子源中电子在电磁场作用下，形成环形霍尔电流，增加电子与气体的碰撞几率，提高了离化率，阳极白哦面附近区域形成的等离子体在电磁场及霍尔电流的共同加速下，从离子源下游引出。阳极层离子源结构简单，不需要电子发射器及栅极，可很好的利用于工业应用中。然而阳极层离子源阳极阴极之间间隙较小，在涂层装置极易污染，影响离子源的绝缘性，同时阴极上存在烧蚀腐蚀，很容易对涂层造成污染。

发明内容

针对现有的离子源存在的上述问题，本发明旨在提供一种可高效提高气体离子流并可以不对涂层工艺产生粒子污染，自身结构简单抗粒子污染绝缘性佳的阵列孔空心阴极放电离子源。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种阵列孔空心阴极放电离子源包括基座、阳极栅网、磁体、绝缘组件、进气座、阵列孔板，其中进气座及阵列孔板为同电位的放电组件，绝缘组件将放电组件与基座之间以及阳极栅网与基座之间形成电位绝缘；其中基座可通过螺栓及绝缘垫装配固定在真空腔室上实现真空密封及基座的电位悬浮，基座为焊接结构件，内含冷却水道，可对基座进行冷却；磁体套装在基座上，可在基座上滑动；进气座为焊接结构件，内含冷却水道，其通过螺栓固定在基座上，并通过绝缘套实现电位悬浮，阵列孔板为金属放电板，其上机械加工有阵列贯穿孔，阵列贯穿孔线径较小，可在一定真空度下产生空心阴极放电；多个阳极栅网装配在基座上，并通过绝缘密封垫实现真空密封及电位悬浮。

进一步设置是还包括有套设置于外筒体上的外磁体，该外磁体在外筒体内所形成的磁场为平行于外筒体内腔轴线的轴向磁场、平行于外筒体内腔壁的环切闭合磁场、平行于外筒体内腔壁的轴向闭合磁场、平行于外筒体内腔截面的旋转平行磁场中一种或多种组合。