[實用新型]一種離子注入設(shè)備的高效離化離子發(fā)生裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202220099802.2
• 申請日: 2022-01-12
• 公開（公告）號: CN217062007U
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郎文昌;錢琦嘉;蔣慧珍;郭景燕;林振宇;陳盛旭;趙渙波;劉艷杰
• 申請（專利權(quán)）人: 溫州瑞明工業(yè)股份有限公司
• 主分類號: H01J37/08
• 分類號: H01J37/08;C23C14/35;C23C14/48;C23C14/54
• 代理公司: 溫州名創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33258
• 代理人: 朱海曉

本實用新型提供一種離子注入設(shè)備的高效離化離子發(fā)生裝置，屬于離子注入技術(shù)領(lǐng)域，其包括設(shè)有磁控濺射離子發(fā)生腔室殼體、曲面靶材與濺射電源，其中反應(yīng)腔室內(nèi)依次設(shè)有濺射區(qū)、磁場導(dǎo)向區(qū)與離子引出組件，所述離子引出組件對立一側(cè)設(shè)有電子發(fā)生裝置，曲面靶材對稱固定在發(fā)生腔室殼體的兩側(cè)內(nèi)壁上，磁控濺射離子發(fā)生腔室殼體的兩側(cè)外壁上對應(yīng)曲面靶材設(shè)有磁控線圈；本實用新型通過在磁控濺射離子發(fā)生腔室殼體內(nèi)壁設(shè)置一組對稱的曲面靶材，既能大大減少沉積區(qū)域的顆粒數(shù)量，同時不影響沉積速度，又增加了金屬離子與靶材接觸面積，極大的提高了粒子的離化率，可獲得優(yōu)質(zhì)涂層。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及離子注入技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種離子注入設(shè)備的高效離化離子發(fā)生裝置。

背景技術(shù)

離子注入設(shè)備是高壓小型加速器中的一種，應(yīng)用數(shù)量最多。它是由離子源得到所需要的離子，經(jīng)過加速得到幾百千電子伏能量的離子束流，用做半導(dǎo)體材料、大規(guī)模集成電路和器件的離子注入，還用于金屬材料表面改性和制膜等。

現(xiàn)有離子注入設(shè)備一般采用離子源來提供離子，其工作原理為在一定真空度低壓下采用由熱鎢絲燈絲源產(chǎn)生的電子轟擊雜質(zhì)分子或者原子，粒子離化產(chǎn)生正離子，外部磁鐵施加磁場使電子螺旋形旋轉(zhuǎn)，提高離子獲取數(shù)量，但是一般離子離化不徹底往往還會存在一些雜質(zhì)顆粒，導(dǎo)致離化率低，目前，應(yīng)用比較多而且效果比較好的去除大顆粒的措施是磁過濾，磁過濾技術(shù)主要是過濾電弧離子鍍中的大顆粒，雖然有效地消除了大顆粒的污染，但由于等離子體在傳輸過程的損失，沉積速率也大幅度降低，目前等離子體的傳輸效率最高也僅有5％，導(dǎo)致了原材料的浪費和生產(chǎn)效率降低，因此提高離化效率是急需解決的問題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點和不足，而提供一種離子注入設(shè)備的高效離化離子發(fā)生裝置。

本實用新型所采取的技術(shù)方案如下：一種離子注入設(shè)備的高效離化離子發(fā)生裝置，其包括設(shè)有反應(yīng)腔室的磁控濺射離子發(fā)生腔室殼體、曲面靶材、與曲面靶材電連接的濺射電源，所述反應(yīng)腔室內(nèi)依次設(shè)有濺射區(qū)、磁場導(dǎo)向區(qū)與離子引出組件，所述離子引出組件對立一側(cè)設(shè)有電子發(fā)生裝置，所述曲面靶材設(shè)有兩個，所述曲面靶材固定在所述濺射區(qū)中的磁控濺射離子發(fā)生腔室殼體的兩側(cè)內(nèi)壁上且兩個相對設(shè)置，所述磁控濺射離子發(fā)生腔室殼體的兩側(cè)外壁上對應(yīng)曲面靶材設(shè)有磁控線圈，所述磁場導(dǎo)向區(qū)內(nèi)設(shè)有用于對曲面靶材濺射形成的離子導(dǎo)引使其從離子引出組件離開反應(yīng)腔室的磁場。

進(jìn)一步的，在所述濺射區(qū)的磁控濺射離子發(fā)生腔室殼體的內(nèi)壁和/或外壁上固定有兩個相對設(shè)置的用于形成封閉磁場的第一線圈；在所述磁場導(dǎo)向區(qū)的磁控濺射離子發(fā)生腔室殼體的內(nèi)壁和/或外壁上固定有用于形成對離子形成加速離子離開反應(yīng)腔室的磁場的第二線圈。

進(jìn)一步的，所述曲面靶材一側(cè)設(shè)有開口，其內(nèi)部空腔構(gòu)成氣體電離區(qū)，所述曲面靶材外壁套設(shè)導(dǎo)熱套，且導(dǎo)熱套包設(shè)于曲面靶材的外側(cè)構(gòu)成熱交換連接，所述曲面靶材與反應(yīng)腔室內(nèi)壁設(shè)有固定支架且通過螺栓連接，所述固定支架上設(shè)有進(jìn)氣管路，所述曲面靶材中心設(shè)有進(jìn)氣孔且與進(jìn)氣管路連通。

進(jìn)一步的，所述曲面靶材為金屬靶材，所述反應(yīng)腔室靠近離子引出組件一端依次設(shè)有質(zhì)量分析裝置、加速管與工藝室，所述工藝室內(nèi)設(shè)有掃描盤，所述電子發(fā)生裝置產(chǎn)生的電子與通入氣體碰撞，產(chǎn)生氣體離子轟擊曲面靶材產(chǎn)生金屬靶材原子和離子，原子在電子碰撞下可進(jìn)一步離化，而金屬離子經(jīng)過離子引出組件形成離子束進(jìn)入質(zhì)量分析裝置，再通過質(zhì)量分析裝置篩選出所需離子由加速管加速后進(jìn)入工藝室。

進(jìn)一步的，所述電子發(fā)生裝置包括燈絲、交流燈絲加熱電源與進(jìn)氣管，所述交流燈絲加熱電源與燈絲電連接用于提供電能產(chǎn)生電子，所述進(jìn)氣管用于通入氣體與交流燈絲產(chǎn)生的電子發(fā)生電離產(chǎn)生帶正電的氣體離子。

進(jìn)一步的，所述加速管由多組被介質(zhì)隔離的電極組成，電極上的電壓依次累加，用于加速離子。

進(jìn)一步的，所述質(zhì)量分析裝置為磁分析器用于將所需要的離子從混合的離子束中分離出來。