[发明专利]一种基于空心阴极放电的潘宁离子源

说明书

本发明公开了一种基于空心阴极放电的潘宁离子源，其包括：阳极筒、阴极网、磁极、绝缘套、阴极座、进气孔、空心阴极板、加速极、陶瓷套，其主要是利用空心阴极板上的多孔在辉光放电过程中电子汇聚产生空心阴极效应，可与阳极筒、阴极网之间形成潘宁放电，电子受电场及磁场的作用下可实现往复式运动，电子的运动行程被极大的拉长，其碰撞产生更多的电子，并受加速极的加速向真空腔室内输出大束流粒子流，其中阴极座及阳极筒内设置有水冷腔，可高效放电过程中产生的热量，同时大量微孔的陶瓷套可实现进气气流的稳定性；本发明通过将潘宁放电与空心阴极放电相结合，实现均匀稳定的放电且可具有更好的冷却效果，提高离子源的长时间高效稳定性。

技术领域

本发明涉及一种潘宁离子源，特别涉及一种基于空心阴极放电的潘宁离子源。

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的，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，阳极表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

本发明的目的是提供一种基于空心阴极放电及潘宁放电的复合潘宁离子源，该基于空心阴极放电及潘宁放电相复合的离子源能达到较佳的冷却效果，并能实现均匀稳定的放电。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于空心阴极放电的潘宁离子源，包括阳极筒、阴极网、磁极、绝缘套、阴极座、进气孔、空心阴极板、加速极、陶瓷套；其中空心阴极板固定在阴极座上形成空心阴极放电组件，空心阴极板上设置有多组阵列孔道，阴极座上设置有进气孔及第一水冷腔、空心阴极放电组件内装配有陶瓷套，进气孔及阴极座、陶瓷套、空心阴极板所形成的空腔为匀气腔，空心阴极放电组件通过绝缘套与阳极筒之间螺栓禁锢并实现电位悬浮，磁极套装在阳极筒上，阳极筒设置有第二水冷腔、阴极网(加速极)安装孔，阴极网及加速极结构完全相同，其包括电极绝缘套、电极、栅网，栅网固定在电极上，电极通过电极绝缘套及带有绝缘套的螺栓禁锢在阳极筒的安装孔上。