[發(fā)明專利]一種用于生產(chǎn)離子簇、電離分子和電離單原子的離子源

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• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113178371A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設計）人: 曹路;宋鳳麒
• 申請（專利權）人: 江蘇集創(chuàng)原子團簇科技研究院有限公司
• 主分類號: H01J37/08
• 分類號: H01J37/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 趙艷平

1.一種離子源，其特征是，包括：電弧室殼體限定的電弧室；第一摻雜劑源，被配置為在第一操作模式下向電弧室供應第一摻雜劑材料；第一電子源，被配置為在第一操作模式下電離第一摻雜劑材料；

第二摻雜劑源，其被配置為在第二操作模式下向電弧室供應第二摻雜劑材料；第二電子源，其被配置為在第二操作模式下使第二摻雜劑材料電離，其中離子源在第一操作模式下提供第一摻雜劑材料的離子，并在第二操作模式下提供第二摻雜劑材料的離子；

所述第一電子源被配置為在所述第一操作模式下在相對較低的溫度下電離所述第一摻雜劑材料，并且其中，所述第二電子源被配置為在相對較高的第二操作模式溫度下電離所述第二摻雜劑材料；

所述第一摻雜劑源包括低溫蒸發(fā)器，所述第一摻雜劑源被配置為在所述第一操作模式下將所述第一摻雜劑材料的分子供應至所述電弧室；其中所述第一電子源包括位于所述電弧室外部的燈絲和用于將由所述燈絲產(chǎn)生的電子加速到所述電弧室中的加速電極；

述第二摻雜劑源包括氣體供應，所述第二電子源包括間接加熱的陰極和配置為加熱所述間接加熱的陰極的燈絲；

還包括：燈絲電源，其提供用于加熱所述燈絲的電流；偏置電源，其耦合在所述燈絲和所述陰極之間；以及電弧電源，其耦合在所述陰極和所述電弧室之間；

陰離子源，則包括：燈絲電源，用于提供用于加熱所述燈絲的電流；以及加速電源，其耦合在所述加速電極和所述燈絲之間。

2.根據(jù)權利要求1所述的離子源，其特征是，其中，所述第二電子源被配置為在所述第一操作模式下用于所述第一電子源的束流收集器，所述第二電子源在所述第一操作模式下被冷卻。

3.根據(jù)權利要求1所述的離子源，其特征是，其中，所述第一電子源被配置為在所述第二操作模式下排斥電子。

4.根據(jù)權利要求1所述的離子源，其特征是，其中，所述第一電子源和第二電子源位于所述電弧室的相對端。

5.根據(jù)權利要求1所述的離子源，其特征是，其中，所述第一電子源包括燈絲和位于所述燈絲和所述電弧室之間的燈絲屏蔽，所述燈絲屏蔽件包括用于使由所述燈絲產(chǎn)生的電子通過的多個孔，所述第二電子源包括間接加熱的陰極和配置為加熱所述間接加熱的陰極的燈絲。

6.一種在電弧室中產(chǎn)生離子的方法，其特征是，包括：基于限定電弧室的電弧室殼體；

低溫蒸發(fā)器，其配置為在冷操作模式下向電弧室供應第一摻雜劑材料；

第一電子源，被配置為在冷操作模式下使第一摻雜劑材料電離；

氣體供應器，其配置為在熱運行模式下向電弧室供應第二摻雜劑材料；和

第二電子源，其包括位于電弧室內(nèi)的間接加熱的陰極和用于加熱陰極的燈絲，其中第二電子源被配置為在熱操作模式下電離第二摻雜劑材料，其中離子源提供第一離子摻雜劑材料在冷操作模式下提供，并提供第二摻雜劑材料的離子在熱操作模式下；

在第一操作模式下將第一摻雜劑材料供應到電弧室；

使用第一電子源在第一操作模式下電離第一摻雜劑材料；

在第二操作模式下向電弧室供應第二摻雜劑材料；

使用第二電子源在第二操作模式下電離第二摻雜劑材料，其中離子源在第一操作模式下提供第一摻雜劑材料的離子并在第二操作模式下提供第二摻雜劑離子；

通過將電子引導到電弧室中，在第一操作模式下使第一摻雜劑材料電離；和通過將電子引導至位于電弧室中的陰極以使陰極加熱，從而在第二操作模式下使第二摻雜劑材料電離。