[发明专利]离子源装置

说明书

本申请涉及一种离子源装置，包括：一霍尔离子源以及至少两个中空阴极；各个所述中空阴极设于距离所述霍尔离子源一设定位置处；各个所述中空阴极设计为所述霍尔离子源提供中和电子，且在其中任何一个中空阴极失效时，切换至其他中空阴极向所述霍尔离子源提供中和电子。本申请的技术方案，实现了中空阴极的备份功能，避免了在镀膜使用过程中，当中空阴极的钽管使用寿命结束时出现最后一炉费炉或需要重新破真空更换钽管的情况，从而可以将中空阴极的钽管使用寿命最大化，实现离子源长时间不间断工作。避免中和器失效导致产品报废的情况。

技术领域

本申请涉及离子源技术领域，尤其是一种离子源装置。

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。霍尔离子源作为一种十分常用的离子源类型，多应用于薄膜沉积领域，作为沉积辅助部件，提高薄膜物理特性。霍尔离子源是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，由于轴向磁场的作用太强，霍尔离子源离子束需要补充电子以中和离子流。

目前的离子源，可以采用钨丝(阴极)作为中和源，也可以采用中空阴极(即中空阴极中和器)来进行中和，在目前单阴极结构的离子源装置，在镀膜使用过程中，容易出现中空阴极的钽管使用寿命结束时，最后一炉费炉或需要重新破真空更换钽管的情况。

当前为了避免最后一炉费炉，主要是根据使用时间限制钽管的使用寿命，在钽管失效前进行淘汰，导致过早出现最后一炉的情况，中空阴极的钽管无法实现使用寿命的最大化，而且日常使用中，当中空阴极的钽管出现质量问题时，即使及时更换也会出现很短的时间内钽管就无法使用，影响了离子源运行的稳定性。

发明内容

本申请的目的旨在解决上述的技术缺陷之一，特别是无法实现使用寿命的最大化的缺陷，提供一种离子源装置。

一种离子源装置，包括：

一霍尔离子源以及至少两个中空阴极；

各个所述中空阴极设于距离所述霍尔离子源一设定位置处；

各个所述中空阴极设计为所述霍尔离子源提供中和电子，且在其中任何一个中空阴极失效时，切换至其他中空阴极向所述霍尔离子源提供中和电子。

在一个实施例中，所述的离子源装置还包括：与各个中空阴极的进气口连接的供气管道，所述供气管道用于向各个中空阴极供应气体。

在一个实施例中，各个所述中空阴极的进气口前安装有电磁阀，用于对流入中空阴极的气体进行选通控制。

在一个实施例中，所述的离子源装置还包括：安装在所述供气管道上的气体流量计，用于统计和控制所述供气管道中的气体流量。

在一个实施例中，所述的离子源装置还包括：连接各个所述电磁阀的控制装置，用于输出控制信号控制所述电磁阀进行关闭或者选通。

在一个实施例中，所述控制装置还通过网络连接远程控制平台，其中，所述远程控制平台用于对所述离子源装置进行远程监测和远程控制。

在一个实施例中，所述的离子源装置还包括：连接所述控制装置的人机交互系统，用于接收用户输入的操作指令以及显示相关信息。

在一个实施例中，所述控制装置，用于检测运行中的中空阴极是否失效，且在所述中空阴极失效时，输出控制信号选通备用的中空阴极的电磁阀，通过备用的中空阴极向所述霍尔离子源提供中和电子，并输出控制信号关闭失效的中空阴极对应的电磁阀以停止失效的中空阴极的运行。

在一个实施例中，所述控制装置，还用于记录中空阴极的使用时间，并根据所述使用时间计算所述中空阴极的预计失效时间，并在所述预计失效时间前检测所述中空阴极是否失效。