[发明专利]一种增强型离子源

说明书

本发明涉及一种增强型离子源，属于离子源的技术领域；所述离子源腔室沿工作气体流动方向依次设置有气体入口、气体均布室、气体出口、电离室与离子射出口；所述电离室用于工作气体的电离；所述气体均布室用于工作气体的流速降低和均匀分布。本发明设有用于工作气体降低流速、均匀分布的气体均布室，流速进一步的变得缓慢，当为多种工作气体的混合时，也是可以将工作气体更加均匀的混合，在对工作气体进行电离时，测其离子射出口的电流，其远远高于未设置气体均布室时的数据，本发明的离子源具有较高的离化效率。

技术领域

本发明涉及一种离子源，具体是涉及一种增强型离子源。

背景技术

离子源用于真空镀膜过程中基体的离子轰击、离子注入及物理气相沉积反应。离子源的电离度高低和稳定性能够影响薄膜的生长、薄膜结构的优化，镀膜的一致性和重复性。离子源常使用的工作气体为氩气、氮气、乙炔、甲烷等，现有的阳极离子源对工作气体的电离效率较低，面积小，影响整个镀膜设备的镀膜效率和膜层的质量。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种增强型离子源。

为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：一种增强型离子源，包括离子源腔室，所述离子源腔室内设置有阳极、磁场产生部件、用于工作气体电离的电离室及用于工作气体降低流速、均匀分布的气体均布室；远离气体均布室一侧的所述离子源腔室的室壁上还设置有用于离子射出的离子射出口、与阳极平行设置的阴极；所述离子射出口设置在阴极的避让处；所述气体均布室上分别开设有用于工作气体进入、流出气体均布室的气体入口、气体出口；所述气体均布室通过气体出口与电离室导通连接；所述磁场产生部件设置方向与电场产生部件的电场线方向相垂直，也即是磁场产生部件产生磁感线于任意一点都是垂直于电场线的。

作为优选的，所述气体均布室为至少3个串联设置的气室。

作为优选的，所述气室至少包括第一气室、第二气室与第三气室；所述气体入口设于第一气室的室壁上，气体出口设于第三气室的室壁上。所述第一气室、第二气室与第三气室相邻两气室之间设置有两两导通的第一导通口和第二导通口；所述第一导通口设于第一气室与第二气室之间；所述第二导通口设于第二气室与第三气室之间；所述气体入口与第一导通口、第一导通口与第二导通口均彼此错位排布。

作为优选的，所述第一导通口为均匀设置；所述第二导通口为均匀设置。

作为优选的，所述阴极与阳极间加设有3000V～5000V的高压电场；所述电场的电场强度、磁场产生部件产生磁场的磁场强度以及粒子的旋转半径根据要求配合设置。电离室内设置3000V～5000V的高压电场，和对应于电离室所需发生粒子旋转直径的宽度，以及相对于电离室宽度的磁场的强度，三者相互制约和配合，当气体进入电离室时，3000V以上的高压迫使部分气体发生电离，当气体电离后所形成的阳离子和电子在洛仑兹力的作用下发生偏转，在电场中加速，从而碰撞其它的气体分子，致使更多的气体分子发生电离，周而复始，电离的分子越来越多，电离度也越来越高；同时，离子或电子在旋转的过程中被随机的甩出跑道出口时，或者气体碰撞过程中改变方向而逃逸到出口处，当电离室内气体分子的不断电离与不断逃逸达到平衡时，就是电离体系内的相对平衡浓度，也称为电离效率，电离效率的多少主要取决于电压的高低，电离室的宽度，磁场的强弱以及阳阴极板之间的距离，同时跑道出口的坡度角等因素。

作为优选的，所述第二气室室壁上设置有凸块，所述第二导通口沿气流方向设置于凸块处。

作为优选的，所述工作气体为氩气、氮气、乙炔、氧气、氢气、甲烷等气体的至少一种。如混合气体中含有乙炔时，本发明的电离室的宽度、阴极和阳极之间的距离其具体值以电离乙炔气体为主要考虑对象。

作为优选的，所述磁场产生部件为单个的永磁铁或是至少两个同向设置的永磁铁。其同向设置是指至少两个的永磁铁为共线设置，并且至少两个的永磁铁的N极指向同一方向。