[實(shí)用新型]一種大型低壓高效高束流直流空心陰極源

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821255992.2
• 申請(qǐng)日: 2018-08-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208462125U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王叔暉;沈平;孟慶學(xué)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 法德(浙江)機(jī)械科技有限公司
• 主分類號(hào): H05H1/48
• 分類號(hào): H05H1/48
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 李開(kāi)騰

本實(shí)現(xiàn)新型提供了一種大型低壓高效高束流直流空心陰極源，其包括陰極機(jī)構(gòu)、第一陽(yáng)極機(jī)構(gòu)、第二陽(yáng)極機(jī)構(gòu)與控制電源，第一陽(yáng)極機(jī)構(gòu)與第二陽(yáng)極機(jī)構(gòu)之間形成輝光區(qū)，陰極機(jī)構(gòu)的頂部設(shè)置有加氣機(jī)構(gòu)，其將在陽(yáng)極座與陰極板之間加載電壓使通入的氣體輝光產(chǎn)生等離子體，并將陽(yáng)極環(huán)與陽(yáng)極座連接為一體，直接利用陽(yáng)極環(huán)對(duì)等離子體進(jìn)行集束加速，再利用第二陽(yáng)極機(jī)構(gòu)對(duì)等離子體中的電子進(jìn)行牽引與吸收，解決了電子傷害靶材的技術(shù)問(wèn)題，同時(shí)對(duì)Ar正離子進(jìn)行導(dǎo)向加速，避免了逸散，提高工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及真空鍍膜用等離子發(fā)生技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種大型低壓高效高束流直流空心陰極源。

背景技術(shù)

在真空鍍膜的方法中有一種物理氣相沉積技術(shù)，其是指在真空條件下，利用各種物理方法，將鍍料氣化成原子、分子或使其離化為離子，直接沉積到基體表面上的方法。制備硬質(zhì)反應(yīng)膜大多以物理氣相沉積方法制得，它利用某種物理過(guò)程，如物質(zhì)的熱蒸發(fā)，或受到離子轟擊時(shí)物質(zhì)表面原子的濺射等現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)原子從源物質(zhì)到薄膜的可控轉(zhuǎn)移過(guò)程。

而利用離子轟擊物質(zhì)表面原子的濺射方式，不僅運(yùn)用于鍍膜工作中，在對(duì)鍍膜工作之前的對(duì)工件表面進(jìn)行雜質(zhì)剝離的過(guò)程中，也需要使用到。其工作原理是利用陰極與起輝電極之間產(chǎn)生的電子在電場(chǎng)E的作用下，在飛向基片過(guò)程中與氬原子或者其他惰性氣體原子發(fā)生碰撞，使其電離產(chǎn)生出Ar正離子和新的電子，新電子飛向基片，Ar正離子在電場(chǎng)作用下加速飛向陰極靶，并以高能量轟擊靶表面，使靶材發(fā)生濺射。

在專利號(hào)為CN201620457732.8的實(shí)用新型專利中，公開(kāi)了一種緊湊型大功率空心陰極放電裝置，利用氣體導(dǎo)入口經(jīng)由密封管向空心陰極管中通入多種氣體，通過(guò)控制電源中的起弧電源在陰極板和輔助陽(yáng)極板之間加載一定的電壓，使氣體形成電弧放電的形式，永磁體在空心陰極管內(nèi)部形成穩(wěn)定的磁場(chǎng)，電弧放電數(shù)秒后，開(kāi)啟恒定電流源，并關(guān)閉起弧電源，使得空心陰極管內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的等離子體，并由輔助陽(yáng)極板底部噴出，由于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的作用，等離子體成發(fā)散狀到達(dá)環(huán)狀陽(yáng)極板，從而形成高離化率的等離子體束流。

在專利號(hào)為CN201620457557.2的實(shí)用新型專利中，公開(kāi)了一種利用空心陰極調(diào)節(jié)離子能量的裝置，將樣品放置于樣品放置架與環(huán)狀陽(yáng)極板之間，然后利用氣體導(dǎo)入口經(jīng)由密封管向空心陰極管中通入多種氣體，此時(shí)，通過(guò)起弧電源在陰極板和輔助陽(yáng)極板之間加載一定的電壓，使氣體形成電弧放電的形式，電弧放電維持?jǐn)?shù)秒后，開(kāi)啟引弧電源，并關(guān)閉起弧電源，使得空心陰極管內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的等離子體，并由輔助陽(yáng)極板底部逸出，進(jìn)入真空腔室內(nèi)，在磁場(chǎng)的約束下，等離子體到達(dá)環(huán)狀陽(yáng)極板并穿過(guò)環(huán)狀陽(yáng)極板，形成高離化率的等離子體束流，由于環(huán)狀陽(yáng)極板和樣品放置架之間的負(fù)偏壓，使得離子朝著樣品放置架的方向加速，從而使樣品獲得不同的離子能量。

但是，現(xiàn)有的空心陰極裝置在發(fā)生Ar正離子和新的電子等離子后，對(duì)等離子進(jìn)行集束后轟擊靶材，等離子中的電子會(huì)對(duì)靶材造成傷害，且針對(duì)規(guī)格靶材時(shí)，由于輝光區(qū)的空間過(guò)大，等離子在移動(dòng)過(guò)程中發(fā)生逸散，會(huì)發(fā)生大量損耗，影響工作效率。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)以上問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種大型低壓高效高束流直流空心陰極源，其將在陽(yáng)極座與陰極板之間加載電壓使通入的氣體輝光產(chǎn)生等離子體，并將陽(yáng)極環(huán)與陽(yáng)極座連接為一體，直接利用陽(yáng)極環(huán)對(duì)等離子體進(jìn)行集束加速，再利用第二陽(yáng)極機(jī)構(gòu)對(duì)等離子體中的電子進(jìn)行牽引與吸收，解決了電子傷害靶材的技術(shù)問(wèn)題，同時(shí)對(duì)Ar正離子進(jìn)行導(dǎo)向加速，避免了逸散，提高工作效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種大型低壓高效高束流直流空心陰極源，包括：

陰極機(jī)構(gòu)，所述陰極機(jī)構(gòu)包括陰極板，該陰極板的下方可拆卸連接設(shè)置有陰極筒，該陰極筒的內(nèi)部設(shè)置有柱形的空心陰極，該空心陰極的內(nèi)部設(shè)置有進(jìn)氣管；

第一陽(yáng)極機(jī)構(gòu)，所述第一陽(yáng)極機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述陰極機(jī)構(gòu)的下方，其與所述陰極機(jī)構(gòu)可拆卸連接設(shè)置，且其為起弧電極機(jī)構(gòu)，該第一陽(yáng)極機(jī)構(gòu)對(duì)所述空心陰極發(fā)出的等離子進(jìn)行集束處理；