專利名稱：一種能輸出單一離子能量的離子束發(fā)射源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用在光學(xué)真空離子束輔助鍍膜機(jī)或離子束刻蝕設(shè)備中 的離子束發(fā)射源(離子源)裝置，特別涉及一種能輸出單一離子能量的離子束 發(fā)射源。
技術(shù)背景在薄膜技術(shù)領(lǐng)域，離子束輔助(IBAD)是一種將薄膜沉積(主要為物理氣 相沉積)與離子轟擊融為一體的光學(xué)表面鍍膜技術(shù)，通常是在高真空蒸發(fā)室中 利用離子源所產(chǎn)生的荷能離子束轟擊正在進(jìn)行薄膜沉積的襯底材料，從而獲得 一定效果的薄膜。 一般而言，離子束輔助鍍膜技術(shù)克服了物理氣相沉積和離子 轟擊各自的缺點(diǎn)，因而頗具特色。該技術(shù)可以改善薄膜的性能，實(shí)現(xiàn)普通熱蒸 發(fā)工藝無(wú)法獲得的效果，自上世紀(jì)80年代以來(lái)一直受到人們的普遍重視，目 前仍是廣泛采用的一種成熟的光學(xué)薄膜制備技術(shù)。世界上一些發(fā)達(dá)國(guó)家，如美 國(guó)、日本等國(guó)都對(duì)此予以高度的重視。離子束輔助鍍膜技術(shù)已經(jīng)成功用于制備 一系列的硬質(zhì)薄膜、光學(xué)薄膜、單晶薄膜、類金剛石薄膜和超導(dǎo)薄膜，并在改 善材料的光學(xué)性能、機(jī)械性能、電磁學(xué)性能以及抗化學(xué)腐蝕性能上取得了令人 矚目的研究成果。離子束輔助沉積工藝的主要過(guò)程是在鍍膜前先用一定能量的離子束轟擊基 底，以凈化表面，使表面污染的碳?xì)浠衔锓纸獬ィ瑫r(shí)使基底表面溫度升 高，提供活化表面以利于薄膜成核。在鍍膜過(guò)程中，再用適當(dāng)?shù)暮赡茈x子轟擊 正在生長(zhǎng)的薄膜，從而改變了成膜環(huán)境。此時(shí)，由于外來(lái)離子對(duì)凝聚中粒子的 動(dòng)量傳遞，使得膜料粒子在基底表面的遷移率增加，并因此影響了粒子的凝結(jié) 速率及生長(zhǎng)速率，從而導(dǎo)致薄膜的堆積密度接近于1，大幅度提高了膜層在基 底上的附著力。同真空熱蒸發(fā)技術(shù)相比，離子輔助鍍膜技術(shù)提高了薄膜的填充 密度和附著力，并保持了真空熱蒸發(fā)鍍膜技術(shù)能夠方便、迅速地制備各種薄膜的優(yōu)點(diǎn)。離子束輔助沉積可以大大的改善薄膜的性能。它不僅可以增加薄膜的 聚集密度，消除薄膜柱狀晶體結(jié)構(gòu)，提高薄膜的致密性，還可以提高薄膜光學(xué) 常數(shù)的穩(wěn)定性和均勻性，改善薄膜的化學(xué)計(jì)量比等。因此該技術(shù)已經(jīng)成為生產(chǎn) 高質(zhì)量薄膜的首選方法，也是目前光學(xué)加工行業(yè)普遍采用的薄膜沉積方法。另外，離子束刻蝕與濺射也是真空領(lǐng)域中的兩種重要技術(shù)。離子束刻蝕(或 離子束減薄)可以實(shí)現(xiàn)樣品或零件表面原子級(jí)去除、不僅僅用在化學(xué)試樣表面 分析，光學(xué)表面無(wú)損傷離子束加工，還用于刻蝕靶材表面，實(shí)現(xiàn)濺射沉積。在這些應(yīng)用過(guò)程中，離子束發(fā)射源，簡(jiǎn)稱離子源是離子束輔助沉積或離子 束刻蝕、濺射沉積的核心部件。離子源的作用是提供具有一定束流強(qiáng)度的離子 束，目前廣泛應(yīng)用于光學(xué)、微電子、材料研究及工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)外圍繞離子源及其參數(shù)等已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究。目前，離子束輔助沉積鍍膜主要包括考夫曼(Kaufman)離子源、射頻離子源、冷陰極離子源和霍爾 離子源等。它們的放電方式各有不同，分別適用于不同的場(chǎng)合，但也存在各種 各樣的缺點(diǎn)，其中所有離子源普遍存在的一個(gè)缺點(diǎn)是輸出的離子束中的離子 并非具有單一能量，而是形成很寬的能帶，具有一定的離子能譜。這是由氣體放電的特性決定的，不進(jìn)行過(guò)濾或選擇的離子束，必然包含各種能量的離子。 大量的研究結(jié)果表明，用于輔助沉積的離子能量大小嚴(yán)重影響著薄膜的微觀結(jié) 構(gòu)和性能。過(guò)小的離子能量，難以充分發(fā)揮離子束輔助的效力，離子能量過(guò)高 時(shí)，產(chǎn)生的熱尖峰效應(yīng)甚至足以使薄膜晶相發(fā)生變化；過(guò)大的離子能量，也會(huì) 破壞薄膜的結(jié)構(gòu)，對(duì)形成的薄膜產(chǎn)生強(qiáng)烈的濺射作用，以至于薄膜無(wú)法生長(zhǎng)。以冷陰極離子源為例，它包括一個(gè)氣體放電室，該氣體放電室內(nèi)設(shè)置有陽(yáng) 極、陰極和柵極。該種離子源所提供的粒子束中過(guò)高或過(guò)低能量的離子占有一 定的比重，使薄膜沉積過(guò)程的離子行為變得難以控制，對(duì)薄膜質(zhì)量具有較大的 影響，難以實(shí)現(xiàn)離子束輔助的重復(fù)性。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能發(fā)射單一能量的離子束發(fā)射源，以克服現(xiàn) 有技術(shù)存在的引出的離子并非具有單一能量，對(duì)薄膜質(zhì)量影響較大，難以實(shí)現(xiàn) 離子束輔助的重復(fù)性的問題。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種能輸出單一離子能量的離子束發(fā) 射源，包括氣體放電室，該氣體放電室中包括陽(yáng)極、陰極和引出柵極板，其特 殊之處在于在引出柵極板一側(cè)依次設(shè)置有聚焦磁場(chǎng)產(chǎn)生單元、離子能量選擇 器和擴(kuò)束磁場(chǎng)產(chǎn)生單元；所述離子能量選擇器包括相對(duì)設(shè)置的上磁極板、下磁 極板以及相對(duì)設(shè)置的第一電極板和第二電極板構(gòu)成選擇筒，上磁極板、第一電 極板、下磁極板和第二電極板之間夾設(shè)有極板絕緣件，所述上磁極板和下磁極 板之間通過(guò)極靴連接有位于選擇筒外側(cè)的主勵(lì)磁線圈，第一電極板和第二電極 板上分別導(dǎo)通連接有第一電極和第二電極；選擇筒的兩端分別設(shè)置有以入口絕 緣件和出口絕緣件相隔的入口蓋板和出口蓋板，入口蓋板和出口蓋板中部設(shè)置 有能帶限制通孔。上述入口蓋板與聚焦磁場(chǎng)產(chǎn)生單元之間夾設(shè)有入口磁屏蔽板，出口蓋板與 擴(kuò)束磁場(chǎng)產(chǎn)生單元之間夾設(shè)有出口磁屏蔽板；入口磁屏蔽板和出口磁屏蔽板上 設(shè)置有大于或等于能帶限制通孔的屏蔽板通孔。屏蔽板可以將磁場(chǎng)與離子能量 選擇器內(nèi)的磁場(chǎng)隔離，減少相互之間的干擾。上述選擇筒的截面為矩形。加工安裝方便。上述聚焦磁場(chǎng)產(chǎn)生單元和擴(kuò)束磁場(chǎng)產(chǎn)生單元是永磁體和/或電磁線圈。 上述出口蓋板上設(shè)置有散熱結(jié)構(gòu)?？梢允侵谱鞒伤涮?，或采用銅管焊接 而成。實(shí)際應(yīng)用中，為了獲得盡可能優(yōu)良的薄膜，這就要求對(duì)轟擊離子的能量有 一個(gè)明確的量值，而不是一個(gè)平均的數(shù)量，從而可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行控制。 本實(shí)用新型利用一組正交的電磁場(chǎng)，對(duì)引入能量選擇器中的離子能量進(jìn)行篩選， 從而引出單一能量的離子束。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、能夠產(chǎn)生、引出單一能量的離子其輸出的離子束中所有離子具有幾乎相同的能量(如調(diào)節(jié)輸出離子能量為1000eV的話，實(shí)際輸出的所有離子能量均 在990-1010eV之內(nèi)，能帶很窄；而普通的離子源，實(shí)際輸出的所有離子能量在 700-1300eV之間，能帶很寬)，輸出能量的統(tǒng)一性精度優(yōu)于1%;可以根據(jù)實(shí)際 需要通過(guò)離子能量選擇器進(jìn)行調(diào)節(jié)，只要調(diào)節(jié)電磁場(chǎng)的相對(duì)大小就可選擇輸出 離子能量的大小，極大地減少了鍍膜輔助過(guò)程的多樣性因素干擾，實(shí)現(xiàn)了薄膜微觀結(jié)構(gòu)的可控性。2、 離子能量可調(diào)能量調(diào)節(jié)范圍廣，離子源輸出的離子束中離子的能量可 以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以滿足不同薄膜沉積過(guò)程及離子束濺射、刻蝕等 行業(yè)的需要，在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用前景。3、 本實(shí)用新型所提出的技術(shù)方案中的各部件不要求高的加工精度，對(duì)材料 也無(wú)特殊要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，制造工藝簡(jiǎn)單。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是本實(shí)用新型中離子能量選擇器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的A-A視圖；圖4是實(shí)用新型引出電壓Ua=800V和引出電壓Ua二1200V下的離子能量分布 函數(shù)圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明如下1-聚焦磁場(chǎng)產(chǎn)生單元，2-入口磁屏蔽板，3-入口蓋板，4-入口絕緣件，5-上磁極板，6-出口絕緣件，7-出口蓋板，8-出口磁屏蔽板，9-擴(kuò)束磁場(chǎng)產(chǎn)生單 元，10-下磁極板，11-主勵(lì)磁線圈，12-第一電極板，13-極靴，14-極板絕緣件， 15-第二電極板，16-絕緣墊。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)地說(shuō)明。 參見圖1 圖3， 一種能輸出單一離子能量的離子束發(fā)射源 (一)結(jié)構(gòu)主要包括氣體放電室、聚焦磁場(chǎng)產(chǎn)生單元1、離子能量選擇 器和擴(kuò)束磁場(chǎng)產(chǎn)生單元9。1、所說(shuō)的氣體放電室是冷陰極離子源的主要結(jié)構(gòu)，主要用來(lái)產(chǎn)生一定密度 的等離子體，該部分結(jié)構(gòu)為公知的結(jié)構(gòu)，以常見的來(lái)說(shuō)明。整個(gè)放電室由兩個(gè) 對(duì)裝的陰極與圓筒狀陽(yáng)極組成。陰極采用低濺射率且高電子發(fā)射率的材料組成， 或者采用熱絲電子發(fā)射的方式。放電室外加磁場(chǎng)采用永磁體或電磁線圈構(gòu)成，其產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向與陽(yáng)極圓筒的軸線平行。從陰極發(fā)射的電子，在陽(yáng)極電壓作 用下穿過(guò)陽(yáng)極圓筒而加速，陰極柵極又使電子反射回來(lái)，而軸向磁場(chǎng)使電子難以快速到達(dá)陽(yáng)極。這樣，電子在兩極間來(lái)回振蕩，磁場(chǎng)使電子做螺旋線運(yùn)動(dòng)， 大大延長(zhǎng)了電子運(yùn)動(dòng)的路程，提高了氣體被電離的幾率，在低氣壓下形成輝光 放電，從而在整個(gè)腔內(nèi)產(chǎn)生等離子體。這種冷陰極離子源主要靠離子轟擊陰極 表面產(chǎn)生的二次電子維持放電。離子源采用永磁鐵或電磁線圈來(lái)提供磁場(chǎng)。離 子束引出柵板包括單極柵或雙柵極，用于將放電室內(nèi)等離子體中的離子束引出 放電室。柵極由高熔點(diǎn)的金屬薄片構(gòu)成，在其表面加工一定數(shù)目的小孔以引出
離子束。開孔的總面積占柵極總面積的50-80%。
2、在上面所說(shuō)的氣體放電室的引出柵極板一側(cè)依次設(shè)置有聚焦磁場(chǎng)產(chǎn)生單 元1、離子能量選擇器和擴(kuò)束磁場(chǎng)產(chǎn)生單元9，聚焦磁場(chǎng)產(chǎn)生單元1和擴(kuò)束磁場(chǎng) 產(chǎn)生單元9選用電磁線圈。所說(shuō)的離子能量選擇器包括由相對(duì)設(shè)置的上磁極板 5、下磁極板10以及相對(duì)設(shè)置的第一電極板12和第二電極板15構(gòu)成的截面為 方形的選擇筒，上磁極板5、下磁極板IO、第一電極板12和第二電極板15之 間夾設(shè)有條狀的極板絕緣件14，所述上磁極板5和下磁極板10之間通過(guò)極靴 13連接有設(shè)于選擇筒外側(cè)的主勵(lì)磁線圈11，第一電極板12和第二電極板15 上分別導(dǎo)通連接有第一電極18和第二電極17。選擇筒的兩端分別設(shè)置有以入 口絕緣件4和出口絕緣件6相隔的入口蓋板3和出口蓋板7，入口蓋板3和出 口蓋板7中部設(shè)置有能帶限制通孔；在入口蓋板3與聚焦磁場(chǎng)產(chǎn)生單元1之間 夾設(shè)有入口磁屏蔽板2，出口蓋板7與擴(kuò)束磁場(chǎng)產(chǎn)生單元9之間夾設(shè)有出口磁 屏蔽板8,入口磁屏蔽板2和出口磁屏蔽板8上設(shè)置有與能帶限制通孔相同的 屏蔽板通孔。
其中聚焦磁場(chǎng)產(chǎn)生單元1用以提供約0-500Gauss的磁場(chǎng)強(qiáng)度，使離子源 發(fā)射的離子束以細(xì)口徑匯聚到入口 ?？梢允怯来朋w和/或電磁線圈。
入口磁屏蔽板2和出口磁屏蔽板8用于屏蔽線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)。采用磁導(dǎo)率 高的材料如工業(yè)軟鐵，硅鋼等材料加工。
入口蓋板3和出口蓋板7用于封閉腔體，同時(shí)提供離子進(jìn)入、出射的通道， 由不銹鋼，銅、鋁等非導(dǎo)磁材料構(gòu)成，與其他部分采用螺釘進(jìn)行連接，正中心 有cH0-20mm的能帶限制通孔。因散熱需要，出口蓋板7上還可以設(shè)置散熱結(jié)
構(gòu)，該散熱結(jié)構(gòu)可以是將出口蓋板設(shè)計(jì)為空心結(jié)構(gòu)，制作成一水冷套，或采用銅管焊接而成。
入口絕緣件4、入口絕緣件6及極板絕緣件14可以是條狀、塊狀或者矩形 等各種適宜采用的形狀，分別用于上磁極板5、下磁極板10、第一電極板12 和第二電極板15之間，以及選擇筒與入口蓋板3、出口蓋板7之間的絕緣，可 以用聚四氟乙烯或陶瓷材料制成。
上磁極5和下磁極10均采用導(dǎo)磁性良好的材料構(gòu)成，如工業(yè)軟鐵，硅鋼等。 磁極的整個(gè)外形可以加工成一體，也可以由部件焊接而成。
擴(kuò)束磁場(chǎng)產(chǎn)生單元9用以提供約0-500Gauss的磁場(chǎng)強(qiáng)度，使離子源發(fā)射的 離子束到出口外發(fā)散成一定角度?？梢允怯来朋w和/或電磁線圈。
主勵(lì)磁線圈ll產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場(chǎng)，可以達(dá)到2T以上，經(jīng)上磁極板5和下磁 極板10后導(dǎo)入選擇筒的腔體中。
第一電極板12和第二電極板15采用良好導(dǎo)電而不導(dǎo)磁的金屬材料，如純 銅等制成，并與周圍其他部件之間良好絕緣。它們采用螺釘與極板絕緣件14 連接。
極靴13具有良好的導(dǎo)磁性，保證線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)很好耦合到磁極上。 為保證第一電極板12和第二電極板15導(dǎo)通連接第一電極18和第二電極 17時(shí)，能與下磁極10之間保證良好的絕緣性，還可以設(shè)置絕緣墊16，絕緣墊 16采用絕緣性良好的聚四氟乙烯或陶瓷材料構(gòu)成。
電極17、 18采用螺紋與第一電極板12和第二電極板15連接，用于連接極 板與外界電源引線，由導(dǎo)電性良好的純銅等材料制成。
(二)工作過(guò)程本實(shí)用新型首先在放電室內(nèi)引入工作氣體，在電磁場(chǎng)的 作用下產(chǎn)生等離子體，然后通過(guò)柵極(單柵或多柵)將離子引出到放電室外， 再通過(guò)磁場(chǎng)聚焦系統(tǒng)，將離子束匯聚到能量選擇器的輸入端口。能量選擇器中 分布有正交的電磁場(chǎng)，利用帶電離子在電磁場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)特性，只有滿足特 定能量關(guān)系的帶電離子才能沿直線通過(guò)這一區(qū)域，而不滿足這一關(guān)系的離子將 改變其運(yùn)動(dòng)方向，不能順利通過(guò)能量選擇器，從而起到輸出離子能量選擇的作 用。調(diào)節(jié)離子能量選擇器電場(chǎng)和磁場(chǎng)的相對(duì)大小，可以改變輸出離子的能量， 從而起到調(diào)節(jié)離子能量的目的。(三)工作原理
從氣體放電室的引出柵極板處引出的離子束，具有較大的發(fā)散角，不能直 接進(jìn)入能量選擇器，本實(shí)用新型中采用兩級(jí)電磁線圈構(gòu)成聚焦磁場(chǎng)產(chǎn)生單元1， 將發(fā)散的離子束聚焦到離子能量選擇器的輸入端口 。
離子能量選擇器主要用來(lái)選擇輸出的離子能量。進(jìn)入離子能量選擇器中的 離子，具有較寬的能量范圍。在能量選擇器中，分布有相互垂直的電磁場(chǎng)，由 于離子在這兩個(gè)正交的電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)同時(shí)受到電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的作用， 適當(dāng)分布電磁場(chǎng)的相互方向，使離子受到的電場(chǎng)力與磁場(chǎng)力方向相反。這時(shí)， 當(dāng)離子在電磁場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力等于磁場(chǎng)力時(shí)，離子將沿直線方向運(yùn)動(dòng)，直至 飛出離子能量選擇部件。不滿足上述關(guān)系的離子在能量選擇器中將改變其運(yùn)動(dòng) 方向，最終被側(cè)壁極板吸收。因此，最后從離子能量選擇器輸出的離子均具有
相同的能量^，或者具有很窄的能帶(1%)。其中，m為離子質(zhì)量，￡和5分
別為電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度。
擴(kuò)束磁場(chǎng)產(chǎn)生單元9由電磁線圈組成，主要用于擴(kuò)大最終輸出離子束的發(fā) 散角，以滿足大面積鍍膜的需要。由于磁場(chǎng)并不改變離子的能量，因此雖經(jīng)擴(kuò) 束，離子仍未能以單一能量輸出。
為了得到單一能量輸出的離子束。主勵(lì)磁線圈ll提供了能量調(diào)節(jié)電磁場(chǎng)， 主要用來(lái)調(diào)節(jié)離子能量選擇器的電場(chǎng)￡和磁場(chǎng)^的相對(duì)大小，這兩者的大小比 值決定輸出離子的能量大小，從而達(dá)到調(diào)節(jié)離子能量的目的。 (四)實(shí)用舉例
在制備光學(xué)薄膜時(shí)，通常需要用離子束輔助沉積以提高薄膜的成膜質(zhì)量。 研究發(fā)現(xiàn)，不同的薄膜材料需要不同的離子束能量來(lái)輔助。當(dāng)制備ZnS薄膜時(shí)， 需要用于輔助的離子束能量為800eV，能量過(guò)低，得不到最佳的輔助效果，能 量過(guò)高，會(huì)濺射掉已經(jīng)形成的薄膜。因此，采用本實(shí)用新型的新型離子束發(fā)射 源，首先設(shè)定離子源的輸出能量為800eV，正常工作時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)離子 源的放電參數(shù)，得到所需要的輸出能量值，并且調(diào)整得到最強(qiáng)的離子束流密度輸出。這時(shí)輸出離子的能量為800 eV。
在制備光學(xué)薄膜時(shí)，通常還需要用離子束輔助沉積以降低成膜溫度。尤其 制備多層薄膜時(shí)，多種材料交替沉積，每種材料均需要不同的離子束輔助能量， 且要求能量輸出單一。比如采用ZnS/MgF2制備介質(zhì)高反射薄膜時(shí)，ZnS薄膜需 要的輔助離子束能量為800eV，而MgF2薄膜需要的輔助離子束能量為1100eV， 而且均需要單能量輸出。因此，采用本實(shí)用新型的新型離子束發(fā)射源，分別設(shè) 定離子源的輸出能量為800eV和1100eV，并與主機(jī)進(jìn)行通信。整個(gè)離子源系統(tǒng) 就會(huì)根據(jù)實(shí)際鍍制的薄膜，自動(dòng)調(diào)節(jié)離子源的放電參數(shù)，得到所需要的能量值， 并且調(diào)整得到最強(qiáng)的離子束流密度輸出。
(五)參見圖4，本實(shí)用新型所引出的離子束中離子的能量分布特征為在 某個(gè)能量下，離子所占的數(shù)目達(dá)到100%,離子束中最大與最小離子能量的差值 僅為1%。
權(quán)利要求1、一種能輸出單一離子能量的離子束發(fā)射源，包括氣體放電室，該氣體放電室中包括陽(yáng)極、陰極和引出柵極板，其特征在于在引出柵極板一側(cè)依次設(shè)置有聚焦磁場(chǎng)產(chǎn)生單元(1)、離子能量選擇器和擴(kuò)束磁場(chǎng)產(chǎn)生單元(9)；所述離子能量選擇器包括相對(duì)設(shè)置的上磁極板(5)、下磁極板(10)以及相對(duì)設(shè)置的第一電極板(12)和第二電極板(15)構(gòu)成的選擇筒，上磁極板(5)、第一電極板(12)、下磁極板(10)和第二電極板(15)之間夾設(shè)有極板絕緣件(14)，所述上磁極板(5)和下磁極板(10)之間通過(guò)極靴(13)連接有位于選擇筒外側(cè)的主勵(lì)磁線圈(11)，第一電極板(12)和第二電極板(15)上分別導(dǎo)通連接有第一電極(18)和第二電極(17)；選擇筒的兩端分別設(shè)置有以入口絕緣件(4)和出口絕緣件(6)相隔的入口蓋板(3)和出口蓋板(7)，入口蓋板(3)和出口蓋板(7)中部設(shè)置有能帶限制通孔。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種能輸出單一離子能量的離子束發(fā)射源，其特征 在于所述入口蓋板(3)與聚焦磁場(chǎng)產(chǎn)生單元(1)之間夾設(shè)有入口磁屏蔽板(2)，出口蓋板(7)與擴(kuò)束磁場(chǎng)產(chǎn)生單元(9)之間夾設(shè)有出口磁屏蔽板(8); 入口磁屏蔽板(2)和出口磁屏蔽板(8)上設(shè)置有大于或等于能帶限制通孔的 屏蔽板通孔。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的一種能輸出單一離子能量的離子束發(fā)射源，其 特征在于所述選擇筒的截面為矩形。
4、 如權(quán)利要求3所述的一種能輸出單一離子能量的離子束發(fā)射源，其特征 在于所述聚焦磁場(chǎng)產(chǎn)生單元(1)和擴(kuò)束磁場(chǎng)產(chǎn)生單元(9)是永磁體和/或電 磁線圈。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的一種能輸出單一離子能量的離子束發(fā)射源，其 特征在于所述出口蓋板(7)上設(shè)置有散熱結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種能輸出單一離子能量的離子束發(fā)射源，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的引出離子并非具有單一能量，對(duì)薄膜質(zhì)量影響較大，難以實(shí)現(xiàn)離子束輔助的重復(fù)性的問題。其技術(shù)方案是包括氣體放電室、聚焦磁場(chǎng)產(chǎn)生單元、離子能量選擇器和擴(kuò)束磁場(chǎng)產(chǎn)生單元，氣體放電室中包括陽(yáng)極、陰極和引出柵極板，所述離子能量選擇器包括相對(duì)設(shè)置的上磁極板、下磁極板以及相對(duì)設(shè)置的第一電極板和第二電極板構(gòu)成的選擇筒，上磁極板、第一電極板、下磁極板和第二電極板之間夾設(shè)有極板絕緣件，選擇筒兩端的入口蓋板和出口蓋板中部均設(shè)置有能帶限制通孔。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.能夠產(chǎn)生、引出單一能量的離子；2.離子能量可調(diào)；3.制造工藝簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)H01L21/3065GK201217686SQ20082002930
公開日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月3日
發(fā)明者嚴(yán)一心, 謙 彌, 徐均琪, 昌 朱, 杭凌俠, 蘇俊宏 申請(qǐng)人:西安工業(yè)大學(xué)