[发明专利]离子源恒流控制装置、方法以及离子源系统

说明书

本申请涉及离子源技术领域，特别涉及一种离子源恒流控制装置、方法以及离子源系统。所述方法包括如下步骤：在离子源工作过程中，实时检测离子源电源的实时电流值；计算所述实时电流值与给定电流值的电流差值，根据所述电流差值计算流量调整值；输出所述流量调整值控制输入离子源的气体流量大小，使得离子源电源恒流输出。上述技术方案，通过对离子源电源的实时电流检测，并与给定电流值进行计算差值，结合负载的情况，对输入离子源的气体流量进行控制调整，消除电流偏差，使得实际输出的电流值达到用户要求的给定电流值，实现动态的平衡和恒流输出的目的。

技术领域

本申请涉及离子源技术领域，具体而言，本申请涉及一种离子源恒流控制装置、方法以及离子源系统。

背景技术

离子源是一门用途广、类型多、涉及科学多、工艺技术性强、发展十分迅速的应用科学技术。以霍尔离子源为例，作为一种十分常用、简单耐用的离子源类型，多应用于薄膜沉积领域，光学部件的镀膜等。

参考图1所示，离子源通过永磁体产生霍尔效应的磁场，阳极在一个强轴向磁场的协作下将工艺气体等离子化，等离子化后的气体通过阳极的加速，将气体离子分离并形成离子束。霍尔离子源的离子电流与气体流量几乎成比例，可获得较大离子电流，强磁场一般使用永磁体。

离子源在运行的时候，需要保持离子源电源以一定恒定的电压和电流工作，而电压和电流是根据负载(气体)变化而变化，但是由于运行过程，外部环境以及离子源自身发热量的变化，气体量不变的情况下，离子源电源的输出电流会产生变化，从而影响了离子源的稳定性，影响镀膜工艺。

发明内容

本申请的目的旨在解决上述的技术缺陷之一，特别是离子源电源的输出电流会产生变化，影响了离子源的稳定性，影响镀膜工艺的问题。

为了实现上述目的，本申请提供以下技术方案：

一种离子源恒流控制装置，包括：电流传感器、气体流量计以及气体流量控制器；

所述电流传感器连接在所述离子源电源上；

所述气体流量计连接在离子源的气体管道上；

所述气体流量控制器连接所述气体流量计；

所述电流传感器在离子源工作过程中，实时检测离子源电源的实时电流值，将所述实时电流值反馈至离子源；

所述离子源计算所述实时电流值与给定电流值的电流差值，根据所述电流差值计算流量调整值，以及将所述流量调整值输出至气体流量计；

所述气体流量计根据所述流量调整值控制输入离子源的气体流量大小，使得离子源电源恒流输出。

在一个实施例中，所述离子源以设定周期监测所述实时电流值，并在所述实时电流值超出所述给定电流值调整范围时，计算所述流量调整值，发送至所述气体流量控制器。

在一个实施例中，所述离子源采用PID调节技术对电流差值进行控制，计算所述流量调整值。

一种离子源恒流控制方法，包括如下步骤：

在离子源工作过程中，实时检测离子源电源的实时电流值；

计算所述实时电流值与给定电流值的电流差值，根据所述电流差值计算流量调整值；

输出所述流量调整值控制输入离子源的气体流量大小，使得离子源电源恒流输出。

在一个实施例中，所述根据所述电流差值计算流量调整值的步骤，包括：

根据所述电流差值计算比例系数和积分系数；

根据所述比例系数和积分系数进行PID调节得到所述流量调整值。

在一个实施例中，在根据所述电流差值计算比例系数和积分系数的步骤之前，还包括：