CN111161987A - 离子源 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种离子源，包括：一阴极壳体，其包括底壁、顶壁以及连接底壁和顶壁的侧壁，所述底壁、顶壁以及侧壁围成一容纳空间，所述顶壁上开设有呈迂回曲折延伸的开口，壳体上设置有电极以及一通气孔；一阴极板条，其与所述开口的形状适配，阴极板条设置于所述开口处并沿着所述开口迂回曲折延伸，阴极板条的外侧缘与所述开口的内侧缘间隔预设距离以形成迂回曲折延伸的狭缝；一阳极，其设置于所述壳体内并位于狭缝正对，所述阳极沿着所述狭缝的延伸方向迂回曲折延伸；一永磁体，其设置于所述容纳空间内并位于所述阴极板条相对，所述永磁体沿着所述阴极板条的延伸方向迂回曲折延伸。本发明实施例提供的离子源可以提高离子源的效率，节省空间。
Description
技术领域
本发明涉及离子源技术领域，具体而言，涉及一种离子源。
背景技术
阳极离子源通过在真空条件下离化气体原子，然后聚焦，加速和发射已经离化的离子。可以用来作为真空清洗，抛光，薄膜沉积及刻蚀。常用的线性离子源是矩形状，离化的效率不高，如何增大离子源的效率是一个需要解决的问题。
因此，现有技术存在缺陷，急需改进。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种离子源，用以提高效率。
本发明实施例提供了一种离子源，包括：
一阴极壳体，其包括底壁、顶壁以及连接底壁和顶壁的侧壁，所述底壁、顶壁以及侧壁围成一容纳空间，所述顶壁上开设有呈迂回曲折延伸的开口，所述壳体上设置有电极以及一通气孔；
一阴极板条，其与所述开口的形状适配，所述阴极板条设置于所述开口处并沿着所述开口迂回曲折延伸，所述阴极板条的外侧缘与所述开口的内侧缘间隔预设距离以形成迂回曲折延伸的狭缝；
一阳极，其设置于所述壳体内并位于所述狭缝正对，所述阳极沿着所述狭缝的延伸方向迂回曲折延伸；
一永磁体，其设置于所述容纳空间内并位于所述阴极板条相对，所述永磁体沿着所述阴极板条的延伸方向迂回曲折延伸。
可选地，在本发明实施例所述的离子源中，所述阴极板条包括相对的第一外侧边以及第二外侧边，所述第一开口包括第一内侧边以及第二内侧边；
所述第一外侧边临近所述第一内侧边且间隔第一预设距离，所述第二外侧边临近所述第二内侧边且间隔第一预设距离，所述阴极板条的第一外侧边以及第二外侧边与所述第一开口的第一内侧边以及第二内侧边围成首尾相连的环状狭缝。
可选地，在本发明实施例所述的离子源中，由内向外，所述狭缝的宽度逐渐增大。
可选地，在本发明实施例所述的离子源中，所述阴极板条包括相对的第一外侧边以及第二外侧边，所述第一开口包括第一内侧边以及第二内侧边；
所述第一外侧边临近所述第一内侧边且间隔第一预设距离，所述第二外侧边临近所述第二内侧边接触，所述阴极板条的第一外侧边以及第二外侧边与所述第一开口的第一内侧边以及第二内侧边围成条状狭缝。
可选地，在本发明实施例所述的离子源中，所述阴极板条以及所述开口均呈S形。
可选地，在本发明实施例所述的离子源中，所述阴极板条以及所述开口均呈N形。
可选地，在本发明实施例所述的离子源中，所述电极设置于所述底壳底壁上。
可选地，在本发明实施例所述的离子源中，所述通气孔设置于所述底壁上并与所述电极相对设置。
可选地，在本发明实施例所述的离子源中，所述阴极板条为铁磁性材料板条。
可选地，在本发明实施例所述的离子源中，所述阳极为不锈钢条。
本发明实施例提供的离子源通过将该阴极板条以及该开口迂回曲折设置，使得离子源的输出大大提高，提高了离子源的效率，节省了空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的离子源的一种结构示意图；
图2为本发明实施例提供的离子源的另一种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明实施例提供的离子源的结构示意图。该离子源，包括：一阴极壳体10、阴极板条20、阳极30以及永磁体40。
其中，该阴极壳体10包括底壁、顶壁10a以及连接底壁和顶壁的侧壁，所述底壁、顶壁10a以及侧壁围成一容纳空间，所述顶壁10a上开设有呈迂回曲折延伸的开口111，所述壳体上设置有电极11以及一通气孔12。阴极板条20与开口111的形状适配，所述阴极板20条设置于所述开口111处并沿着所述开口111迂回曲折延伸，所述阴极板条20的外侧缘与所述开口111的内侧缘间隔预设距离以形成迂回曲折延伸的狭缝112。阳极30设置于所述阴极壳体10内并位于所述狭缝112正对，所述阳极130沿着所述狭缝112的延伸方向迂回曲折延伸；永磁体40设置于所述容纳空间内并与阴极板条20相对，所述永磁体40沿着所述阴极板条20的延伸方向迂回曲折延伸。
本发明实施例提供的离子源通过将该阴极板条以及该开口迂回曲折设置，使得离子源的输出大大提高，提高了离子源的效率，节省了空间。
具体地，该阴极壳体10呈长方体盒状。该开口111可以呈S形，也可以呈N形。
在一些实施例中，该阴极板条20包括相对的第一外侧边以及第二外侧边，所述第一开口包括第一内侧边以及第二内侧边；第一外侧边临近所述第一内侧边且间隔第一预设距离，所述第二外侧边临近所述第二内侧边且间隔第一预设距离，所述阴极板条的第一外侧边以及第二外侧边与所述第一开口111的第一内侧边以及第二内侧边围成首尾相连的环状狭缝112。
其中，优选地，由内向外，狭缝112的宽度逐渐增大。具体地，该开口111的内侧缘呈倾斜设置，使得该开口沿着由内向外的方向上宽度逐渐变大。
在一些实施例中，阴极板条20包括相对的第一外侧边以及第二外侧边，所述第一开口包括第一内侧边以及第二内侧边；第一外侧边临近所述第一内侧边且间隔第一预设距离，所述第二外侧边临近所述第二内侧边接触，所述阴极板条20的第一外侧边以及第二外侧边与所述第一开口111的第一内侧边以及第二内侧边围成条状狭缝。
在一些实施例中，该阴极板条20呈S形或N形。通气孔12设置于所述底壁上并与所述电极11相对设置。
在一些实施例中，阴极板条20为铁磁性材料板条，当然，可以理解地，其可以采用镍或者铁。
在一些实施例中，阳极30为不锈钢条等非磁性材料，其还可以采用其他非磁性金属材料。
其中，在一些实施例中，永磁体40由多个小型的磁体块拼装而成，安置在中间阴极板条的下面，也形成S形，每块磁体块的磁场方向一致。磁铁磁化阴极板条和阴极壳体，并在两个阴极之间的间隙处形成一个磁场。
工作时，该离子源安装在一个密封的真空系统中，当真空抽速系统将真空腔体的真空度抽到5x10-3Pa或更低时，通入工艺气体，然后，施加电压到阳极，对于一般的表面清洗的情况下，控制工艺气体的气压在2x10-2Pa左右，电压是800V以上的正电压，工艺气体在施加的高电压下离化形成离子和电子，电子受阴极壳体和阴极板条极之间的磁场影响，主要聚集在狭缝周围，不断地离化工作气体原子产生新的离子和电子，而离子则在阳极的电场的作用下，由于同性相斥的原理，被阳极电场推出狭缝，从而轰击样品200表面。对于S型阳极离子源，同时能够产生6道离子束100，相对于普通阳极离子源的2道离子束，输出增加了2倍，而只使用一个电源，大大提高了离子源的效率，节省了空间，也极大地提高了性价比。
本发明实施例提供的离子源通过将该阴极板条以及该开口迂回曲折设置，使得离子源的输出大大提高，提高了离子源的效率，节省了空间。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种离子源，其特征在于，包括：
一阴极壳体，其包括底壁、顶壁以及连接底壁和顶壁的侧壁，所述底壁、顶壁以及侧壁围成一容纳空间，所述顶壁上开设有呈迂回曲折延伸的开口，所述壳体上设置有电极以及一通气孔；
一阴极板条，其与所述开口的形状适配，所述阴极板条设置于所述开口处并沿着所述开口迂回曲折延伸，所述阴极板条的外侧缘与所述开口的内侧缘间隔预设距离以形成迂回曲折延伸的狭缝；
一阳极，其设置于所述壳体内并位于所述狭缝正对，所述阳极沿着所述狭缝的延伸方向迂回曲折延伸；
一永磁体，其设置于所述容纳空间内并位于所述阴极板条相对，所述永磁体沿着所述阴极板条的延伸方向迂回曲折延伸。
2.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于，所述阴极板条包括相对的第一外侧边以及第二外侧边，所述第一开口包括第一内侧边以及第二内侧边；
所述第一外侧边临近所述第一内侧边且间隔第一预设距离，所述第二外侧边临近所述第二内侧边且间隔第一预设距离，所述阴极板条的第一外侧边以及第二外侧边与所述第一开口的第一内侧边以及第二内侧边围成首尾相连的环状狭缝。
3.根据权利要求2所述的离子源，其特征在于，由内向外，所述狭缝的宽度逐渐增大。
4.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于，所述阴极板条包括相对的第一外侧边以及第二外侧边，所述第一开口包括第一内侧边以及第二内侧边；
所述第一外侧边临近所述第一内侧边且间隔第一预设距离，所述第二外侧边临近所述第二内侧边接触，所述阴极板条的第一外侧边以及第二外侧边与所述第一开口的第一内侧边以及第二内侧边围成条状狭缝。
5.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于，所述阴极板条以及所述开口均呈S形。
6.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于，所述阴极板条以及所述开口均呈N形。
7.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于，所述电极设置于所述底壳底壁上。
8.根据权利要求7所述的离子源，其特征在于，所述通气孔设置于所述底壁上并与所述电极相对设置。
9.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于，所述阴极板条为铁磁性材料板条。
10.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于，所述阳极为不锈钢条。
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- 2019-12-27 CN CN201911382854.XA patent/CN111161987A/zh active Pending
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