全文摘要
本实用新型公开一种离子束镀膜聚焦离子源，包括放电室、阳极筒、磁极、聚焦屏栅、聚焦加速栅、阴极灯丝组成。由于聚焦屏栅和聚焦加速栅采用球面栅网，离子束引出加速后形成有效的聚焦离子束，能集中能量轰击靶材进行离子束镀膜加工。同时中和器是和离子源分离设计的，中和器安装在离子源的侧面，中和器灯丝不受离子束直接轰击，中和效率高，灯丝寿命长，安装维护方便。
主设计要求
1.一种离子束镀膜聚焦离子源，其特征在于，包括：放电室（11），一种不锈钢材料制成的圆柱体，用于产生气体电离，形成等离子体；阳极筒（12），一种不锈钢材料制成的圆柱体，安装在所述放电室（11）内并与所述放电室（11）绝缘；磁极（13），一种耐高温强磁性棒，在所述阳极筒（12）内建立电磁场，加速电子碰撞气体分子或原子的机会，使气体充分电离；聚焦屏栅（14），一种耐高温金属材料制成的球面网状栅网，安装在所述放电室（11）的正前方；聚焦加速栅（15），一种耐高温金属材料制成的球面网状栅网，安装在所述聚焦屏栅（14）的正前方，与所述聚焦屏栅（14）保持一定距离并互相绝缘；阴极灯丝（16），安装在所述放电室（11）的送气口（18）的前方附近，用于加热产生大量电子，电离从所述送气口（18）送入的气体并形成等离子体（17）。
设计方案
1.一种离子束镀膜聚焦离子源，其特征在于，包括：
放电室（11），一种不锈钢材料制成的圆柱体，用于产生气体电离，形成等离子体；
阳极筒（12），一种不锈钢材料制成的圆柱体，安装在所述放电室（11）内并与所述放电室（11）绝缘；
磁极（13），一种耐高温强磁性棒，在所述阳极筒（12）内建立电磁场，加速电子碰撞气体分子或原子的机会，使气体充分电离；
聚焦屏栅（14），一种耐高温金属材料制成的球面网状栅网，安装在所述放电室（11）的正前方；
聚焦加速栅（15），一种耐高温金属材料制成的球面网状栅网，安装在所述聚焦屏栅（14）的正前方，与所述聚焦屏栅（14）保持一定距离并互相绝缘；
阴极灯丝（16），安装在所述放电室（11）的送气口（18）的前方附近，用于加热产生大量电子，电离从所述送气口（18）送入的气体并形成等离子体（17）。
2.根据权利要求1所述的离子束镀膜聚焦离子源，其特征在于，所述聚焦屏栅（14）和聚焦加速栅（15）球面上开设有规则的通孔，从所述阳极筒（12）内引出离子，并加速形成聚焦离子束（19）。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及离子束技术领域，尤其涉及一种离子束镀膜聚焦离子源。
背景技术
离子束溅射镀膜技术为科学研究与生产提供了新工艺、新技术，为当今迅速发展的薄膜集成电路、薄膜传感器、磁性薄膜器件、高温合金导体薄膜等广泛的应用领域提供了新的技术手段。离子源是离子束设备的核心部件，它是阴极灯丝发射电子电离气体，形成等离子体并经离子栅网引出。
然而现在这类离子束溅射设备，离子源的屏栅和加速栅大都采用平行栅网，只能引出平行离子束，对工件进行离子束刻蚀微细加工，无法形成聚焦离子束轰击靶材，溅射靶材原子形成离子束镀膜加工。另外，离子源的中和器灯丝是平行架设在栅网前方，受离子束强烈轰击，寿命短，维护更换不方便。
因此，开发一种中和器与离子源分离的离子束镀膜聚焦离子源及其重要。
发明内容
本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种离子束镀膜聚焦离子源，离子束引出加速后形成有效的聚焦离子束，集中能量轰击靶材进行离子束镀膜加工。同时中和器是和离子源分离设计的，中和器灯丝寿命长，维护更换方便。
为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案是：一种离子束镀膜聚焦离子源，其特征在于，包括：
放电室，一种不锈钢材料制成的圆柱体，用于产生气体电离，形成等离子体；
阳极筒，一种不锈钢材料制成的圆柱体，安装在所述放电室内并与所述放电室绝缘；
磁极，一种耐高温强磁性棒，在所述阳极筒内建立电磁场，加速电子碰撞气体分子或原子的机会，使气体充分电离；
聚焦屏栅，一种耐高温金属材料制成的球面网状栅网，安装在所述放电室的正前方；
聚焦加速栅，一种耐高温金属材料制成的球面网状栅网，安装在所述聚焦屏栅的正前方，与所述聚焦屏栅保持一定距离并互相绝缘；
阴极灯丝，安装在所述放电室的送气口的前方附近，用于加热产生大量电子，电离从所述送气口送入的气体并形成等离子体。
所述聚焦屏栅和聚焦加速栅球面上开设有规则的通孔，从所述阳极筒内引出离子，并加速形成聚焦离子束。
与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：由于采用球面栅网，离子束引出加速后形成有效的聚焦离子束，能集中能量轰击靶材进行离子束镀膜加工。同时中和器是和离子源分离设计的，中和器安装在离子源的侧面，中和器灯丝不受离子束直接轰击，中和效率高，灯丝寿命长，安装维护方便。
附图说明
图1为本实用新型的离子束镀膜聚焦离子源及其在真空室中的布置示意图。
图中：1、离子源；2、真空室；3、靶台 ；4、中和器；5、靶材；11、放电室；12、阳极筒；13、磁极；14、聚焦屏栅；15、聚焦加速栅；16、阴极灯丝；17、等离子体；18、送气口；19、聚焦离子束。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
如图1所示，一种离子束镀膜聚焦离子源1，包括放电室11、阳极筒12、磁极13、聚焦屏栅14、聚焦加速栅15、阴极灯丝16组成。
所述放电室11是一种不锈钢材料制成的圆柱体，用于产生气体电离，形成等离子体。所述阳极筒12是一种不锈钢材料制成的圆柱体，安装在所述放电室11内并与所述放电室11绝缘。
所述磁极13是一种耐高温强磁性棒，安装在阳极筒12的外侧，可均匀安装四或六或八根，在所述阳极筒12内建立电磁场。
聚焦屏栅14和聚焦加速栅15是一种耐高温金属材料制成的球面网状栅网，依次安装在所述放电室11的正前方。所述聚焦加速栅15与所述聚焦屏栅14保持一定距离并互相绝缘。所述聚焦屏栅14和聚焦加速栅15球面上开设有规则的通孔，并且所有通孔一一对齐。
所述阴极灯丝16安装在所述放电室11的送气口18的前方。当阴极灯丝通以电流时，产生大量电子，电离从所述送气口18送入的气体并在所述阳极筒12内形成等离子体17。所述送气口18是在所述放电室11顶部开设的送入气体的通道。
当气体从所述送气口18送入，通电的阴极灯丝16发射电子电离所送入的气体，电离后的气体离子弥漫在阳极筒12内。由于有磁场作用，阴极灯丝16发射的电子加速碰撞气体分子或原子，使气体更加充分电离。
所述聚焦屏栅14施加一个较大的正电位，所述聚焦加速栅15施加一个负电位。由于电位差的作用，电离的气体离子会依次通过所述聚焦屏栅14的通孔和聚焦加速栅15通孔并加速向真空室2引出。由于所述聚焦屏栅14和聚焦加速栅15是球面栅网，引出的离子束形成聚焦离子束19。
在所述聚焦离子束19束斑正下方设置靶台3，并在靶面上固定靶材5。所述聚焦离子束19轰击靶材5，所述靶材5原子被溅射出来并按一定规律沉积在工件上，形成了离子束溅射镀膜。
所述中和器4安装在离子源1的侧边位，中和器4的灯丝面向所述聚焦离子束19。当所述中和器4通电时，发射电子弥散在所述聚焦离子束19中，中和正电荷在聚焦离子束19和靶材5表面上的积累。
当所述聚焦屏栅14和聚焦加速栅15换成平行屏栅和平行加速栅，这时离子源1引出并加速得到平行的离子束，可以进行材料的离子束刻蚀和清洗等微细加工。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施方式，不应被视为对本实用新型范围的限制，而且本实用新型所主张的权利要求范围并不局限于此，凡熟悉此领域技艺的人士，依照本实用新型所披露的技术内容，可轻易思及的等效变化，均应落入本实用新型的保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920031293.8
申请日:2019-01-09
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209312712U
授权时间:20190827
主分类号:H01J 37/32
专利分类号:H01J37/32;C23C14/22
范畴分类:38D;
申请人:伟业智芯（北京）科技有限公司
第一申请人:伟业智芯（北京）科技有限公司
申请人地址:102101 北京市延庆区康庄镇八达岭开发区风谷四路8号院26号楼东
发明人:不公告发明人
第一发明人:不公告发明人
当前权利人:伟业智芯（北京）科技有限公司
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：离子源论文;