[發明專利]一種反射電極結構件及離子源

在審

• 申請號: 201510804064.1
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN105390355A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 彭立波;袁衛華;孫雪平;易文杰
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十八研究所
• 主分類號: H01J27/20
• 分類號: H01J27/20;H01J27/22
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 周長清

技術領域

本發明涉及離子源技術領域，尤其涉及一種反射電極結構件及離子源。

背景技術

近年來，研究出一種技術，在離子源的弧室內，利用陰極使原料氣體成為等離子體，再通過該等離子體對被濺射材料進行濺射，得到含有需要的離子種類的離子束?，F有的技術中，被濺射構件為筒狀，筒內為貫通孔，反射電極套裝于被濺射構件的貫通孔內，且將被濺射構件固定安裝于反射電極上。考慮到要配置在等離子體弧室內的有限的空間內，被濺射構件的尺寸受到限制，裝設于被濺射構件內的反射電極尺寸亦受到限制，導致電子反射效率降低以及等離子體生成效率降低。此外，此結構的反射電極不僅用于反射電子，還需要用于固定安裝濺射構件，使得其結構復雜，增加加工成本，同時大大降低反射電極結構件的緊湊性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構緊湊、束流密度更大的反射電極結構件及離子源。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種反射電極結構件，包括高熔點金屬材料制備的對置反射電極和低熔點金屬材料制備的被濺射件，所述對置反射電極的前端設有安裝槽，所述被濺射件嵌裝于安裝槽內，并與安裝槽的內壁鄰接。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述對置反射電極為坩堝狀結構，所述對置反射電極的上表面為水平設置的大端面，所述安裝槽正向朝上，且置于對置反射電極的中間。

所述安裝槽的內壁為矩形、半球形或錐體結構。

所述對置反射電極由高熔點的金屬鉬或鉭制備而成，所述被濺射件由低熔點的金屬鋁制備而成。

一種離子源，包括等離子體生成弧室、熱陰極燈絲以及上述的反射電極結構件，所述熱陰極燈絲設置于等離子體生成弧室內部上端，所述反射電極結構件設于等離子體生成弧室內部下端，且與熱陰極燈絲相對布置；所述等離子體生成弧室在弧室內部生成等離子體，兼作為陽極，原料氣體被導入所述等離子體生成弧室內部，所述熱陰極燈絲放出使所述原料氣體等離子化的電子，所述對置反射電極將熱陰極燈絲放出的電子向熱陰極燈絲一側反射，所述被濺射件通過等離子體濺射放出離子。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述熱陰極燈絲的電子放出部的中心、所述對置反射電極的中心，以及被濺射件的中心均位于同一軸線上。

所述等離子體生成弧室內設有磁場，所述磁場的磁感線沿軸線自熱陰極燈絲向反射電極結構件的方向發射。

所述等離子體生成弧室上靠近磁場的一側面設有原料氣體的引入口，另一相對的側面設有離子束引出口，所述引出口為錐形且大端朝外的開口，所述等離子體生成弧室外設有引出離子束流的引出電極，所述引出電極正對引出口。

所述等離子體生成弧室與熱陰極燈絲、對置反射電極之間均設有偏壓電源。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

本發明的反射電極結構件，被濺射件嵌裝于安裝槽內，可以通過增大安裝槽的尺寸直接增大被濺射件的面積，增加離子束中的離子含量，此結構無需其他輔助部件安裝，簡化結構，便于更換被濺射件來補償同一種類的金屬材質在濺射過程中的消耗，也可以根據所需的離子束種類更換成為對應的金屬材質，適應性好。

本發明的離子源，其對置反射電極暴露于含氟可電離氣體形成的等離子體中，被濺射件嵌裝于對置反射電極內，通過等離子體中的氟離子侵蝕，以及等離子體中的氟離子等離子的濺射等，使得被濺射件放出鋁粒子，此結構可增加接受等離子體中的氟離子等侵蝕和濺射的含鋁材料的面積，提高對電子進行反射的反射效率，從而進一步提高被濺射件的金屬鋁電離效率，增大等離子體生成弧室中等離子體中鋁離子的比率，使引出鋁離子束流密度更大，而且使得反射電極結構件更緊湊。

附圖說明

圖1是本發明的反射電極結構件的結構示意圖。

圖2是本發明的反射電極結構件的另一種結構的示意圖。

圖3是本發明的離子源的結構示意圖。

圖中各標號表示：

1、等離子體生成弧室；11、引入口；12、引出口；2、熱陰極燈絲；3、對置反射電極；31、安裝槽；4、被濺射件；5、反射電極結構件；6、軸線；7、磁場；8、引出電極；9、偏壓電源；10、絕緣座。

具體實施方式

以下結合說明書附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。