[发明专利]筒状阴极非平衡磁控等离子体气体聚集团簇源及其使用方法

摘要

本发明公开了筒状阴极非平衡磁控等离子体气体聚集团簇源及其使用方法，所述团簇源包括筒状溅射靶组件和冷凝腔，二者之间相互连通。本发明运用筒状溅射靶及环形磁铁组使磁控溅射具有大的溅射面积，产生高产额的原子和离子；采用与溅射靶共轴的溅射气体充入筒形成惰性气体气流将溅射产物导向冷凝区，并在冷凝区被从缓冲气体充入筒侧壁流出的惰性气体进一步约束，使团簇的冷凝生长区被定义于一个确定的空间中，实现团簇的高效均匀生长；用冷凝区的约束磁铁形成非平衡磁场，约束电子形成高的等离子体密度，获得高的团簇离子比率。本发明可实现高强度与高离化度团簇与纳米粒子束流的产生。

主权项

1.筒状阴极非平衡磁控等离子体气体聚集团簇源，其特征在于，所述团簇源包括筒状溅射靶组件(1)和冷凝腔(2)，二者之间相互连通；筒状溅射靶组件(1)内依次设有一包裹于密封夹层(13)内的环形阴极磁铁组(12)，筒状溅射靶(3)、溅射气充入筒(6)，溅射气通过溅射气入口(9)由溅射气充入筒(6)底板(14)上的通气管(16)充入，并经侧壁(15)上的开孔流出至筒状溅射靶(3)与溅射气充入筒(6)之间的辉光区；冷凝腔(2)为一真空密封腔体，腔体内形成冷凝区(10)，腔体一端中心处设有喷嘴(11)，并通过喷嘴(11)与腔外高真空环境形成差分抽气条件；冷凝腔内壁(5)上密布小孔阵列，内外壁夹层内设有金属冷却管，并通过冷却管入口(7)连续向管内通入液氮或水；冷凝腔(2)外壁上设有缓冲气入口(8)，向内外壁夹层充入惰性气体，冷却后经冷凝腔内壁(5)上小孔流至冷凝区(10)；冷凝腔(2)两端均设有约束磁铁(4)。