[发明专利]一种多功能离子源

摘要

本发明公开了一种多功能离子源，包括弧室腔体，工艺气体被导入其中，在其内部生成等离子体；阳极筒，兼作阳极，安装在弧室腔体内并与其绝缘；热阴极，布置在阳极筒内一侧并与阳极筒和弧室腔体分别绝缘；金属样品，安装在弧室腔体底部，并与弧室腔体相连接；反射极，设置在阳极筒内另一侧并与热阴极相对，它与阳极筒和弧室腔体分别绝缘；源磁场，磁力线沿着热阴极与反射极的连接线。本发明可用于产生从气态到几乎所有金属的各种离子，具备在一个离子源获得大束流气态元素离子束流与固态金属束流的优异性能，降低了需要产生金属离子束流的离子注入机的系统复杂性，简化了离子源的控制与制造成本。

主权项

一种多功能离子源，其特征在于，包括：    弧室腔体（1），用于导入工艺气体并生成等离子体；阳极筒（2），安装在弧室腔体（1）内，且与所述弧室腔体（1）绝缘；热阴极（3），为U型结构，所述U型结构的未开口端设置在所述阳极筒（2）内，所述U型结构的开口端两侧依次穿过所述阳极筒（2）和所述弧室腔体（1）一侧，且与所述阳极筒（2）、弧室腔体（1）绝缘；反射极（5），与所述热阴极（3）位置相对，所述反射极（5）一端设置在所述阳极筒（2）内，另一端依次穿过所述阳极筒（2）和所述弧室腔体（1）另一侧，且所述反射极（5）与所述阳极筒（2）、弧室腔体（1）绝缘；金属样品（4），位于所述阳极筒（2）下方，且与所述弧室腔体（1）底部连接；源磁场（6），设置在所述弧室腔体（1）外部两侧，且所述源磁场（6）的磁力线与所述热阴极（3）、反射极（5）中点之间的连线位于同一直线上；所述阳极筒（2）与阳极电源（304）的正端、弧压电源（302）的正端电连接，所述热阴极（3）U型结构的开口端两侧分别与热阴极电源（301）的正端和负端电连接；所述阴极电源（301）负端与所述反射极（5）电连接；所述弧室腔体（1）、所述阳极电源（304）的负端均接地；所述热阴极电源（301）正端与所述弧压电源（302）负端串联；或者，所述阳极筒（2）与所述弧压电源（302）的正端电连接，所述弧压电源（302）的负端与热阴极电源（301）的正端连接；所述热阴极电源（301）的负端与所述反射极（5）电连接；所述弧室腔体（1）、弧压电源（302）负端均接地；或者：所述热阴极（3）与所述弧室腔体（1）、阳极筒（2）之间设有阴极（7）；所述阳极筒（2）与阳极电源（304）的正端、弧压电源（302）的正端电连接，所述热阴极（3）U型结构的开口端两侧分别与热阴极电源（301）的正端和负端电连接；所述阴极（7）一端与所述反射极（5）电连接；所述热阴极电源（301）与所述弧压电源（302）之间接有偏置电源（303）；所述阴极（7）另一端接入所述偏置电源（303）正端与所述弧压电源（302）负端之间；所述弧室腔体（1）、所述阳极电源（304）的负端均接地；所述热阴极电源（301）正端与所述偏置电源（303）负端串联；或者，所述阳极筒（2）与所述弧压电源（302）的正端电连接，所述弧压电源（302）的负端与热阴极电源（301）的正端连接；所述热阴极（3）U型结构的开口端两侧分别与所述热阴极电源（301）的正端和负端电连接；所述偏置电源（303）的负端与所述反射极（5）电连接；所述热阴极电源（301）与弧压电源（302）之间接有偏置电源（303,），所述阴极（7）一端接入所述偏置电源（303）正端与所述弧压电源（302）负端之间；所述弧室腔体（1）、阳极电源（304）负端均接地。