离子源.doc

CDNY-07LZ型霍尔离子源说明书CDNY-07LZ霍尔离子源使用说明书OPERATION INSTRUCTION成都南仪电子电气有限责任公司Chengdu Nanyi Electronic Co., Ltd.地址：成都双流县九江镇草金路双羽工业园区(成都真空机械厂内)邮编：610200电话：(86)28-85754906 (86)28-85754908 网地：一、概述1、用途用于真空镀膜过程中基底离子轰击清洁及沉积过程中离子轰击能量输送。 广泛应用于：增透膜、眼镜镀膜、光纤光学、高反镜、热/冷反光镜、低漂移滤波器、带通滤波器、在线清洗、类金刚石沉积等。2、作用 能够改善薄膜的生长、优化薄膜结构，增加镀膜的一致性和重复性，低温高速率镀膜，清除工件表面水和碳氢化合物，增加薄膜密度，降低内应力低，清除结合力弱的分子，反应气体活度增加，薄膜成分易于控制。3、特点（1） 结构先进充分借鉴国内外先进的霍尔离子源的优点，具有独特的水冷和密封结构，经多次长时间的实验证明，离子源能够在很大的等离子体束流下长期稳定工作， （2） 可在高温环境下长期可靠工作在通常镀膜工艺中，工件需加热至很高温度，整个真空室内温度很高，而本离子源良好的冷却系统能保证离子源在300的高温环境下长期正常工作。（3） 等离子体束流大为避免基片损伤，需要采用低能量大束流的等离子体进行辅助镀膜。以往国内采用的多因束流小（4A)长期稳定工作的等离子体源。（4） 空间均匀性强由于独特的磁路和放电区结构的设计，在以离子源轴线为中心20度的圆锥内等离子态的强度均匀性可保持在20%以内。（5） 完全适用于反应气体在离子束辅助反应沉积镀膜过程中，通常需要用氧气或氮气等与蒸发的膜料进行反应沉积所需薄膜，在此过程中增加反应气体的活性和能量，对形成高质量薄膜至关重要。 本等离子体源可以在完全通入反应气体将其离化的条件下不出现中毒现象而正常工作。（6） 安装简便、维护简单运行成本低本离子源的安装非常简单，耗材只是灯丝，日常维护工作主要是更换灯丝。（7） 操作简单离子源的操作简单，通过调节离子源的放电电流以及灯丝电流即可使离子源稳定工作。控制面板上能直接观察到灯丝和阳极的电压、电流。二、性能指标阳极电压： DC 50300V阳极最大允许电流： 10A阳极电流范围： 3 10A最大离子束流： 3.3A灯丝电流：1840A气体流量： 20100Sccm（氧）外形尺寸(mm)：153254（H）电源尺寸(mm)：480(W)240(H)600(D)面板尺寸(mm)：480(W)133(H)安装开孔：3个直径略大于33mm的通孔三、工作原理霍尔等离子体源的物理和电学结构如图所示。霍耳等离子体源工作原理其工作原理如下：气体由阳极底部进入放电区内参与放电，放电区内由磁铁产生锥形磁场，在放电区的上部安装有中和阴极。根据工作要求该型号离子源的工作气体为氩气，反应气体可以使用氧气、氮气和碳氢等多种气体。放电区上部阴极灯丝加热后产生热电子，当离子源的阳极施以正电位+UA时，电子在电场的作用下向阳极运动，由于磁场的作存在，电子绕磁力线以螺旋轨道前进，与工作或反应气体的原子发生碰撞使其离化。离子在霍尔电场的作用下被加速获得相应的能量，与灯丝阴极发射的部分热电子形成近等离子体，由等离子体源发射出来与基片发生作用达到清洗和辅助镀膜的目的。热阴极发射的电子有两个作用：第一，向放电区中的提供电子，第二，补偿离子束的空间电荷，改善霍尔源所发射的离子束为一定程度补偿的等离子束。四、基本结构霍尔等离子源主要部件包括：阳极、磁铁、阴极灯丝、气路、冷却水路、支架。其驱动电源包括阴极灯丝电源和阳极放电电源。五、 安装及操作（1）打开包装，按装箱单检查货品是否齐全；（2）按机械安装示意图进行机械安装；（3）关闭真空室，试抽真空，检查等离子体源安装后的真空度是否达到指标。（4）将等离子体源底部两路冷却水管连接，并观察水流是否畅通，是否有无明显泄漏；（5）按电路图进行电路连线；六、离子源开启（1）确认安装正确（2）通入工作气体（如氧气）直至真空室内达到预定气压。在真空室压强低于2 10-2 Pa时通入工作气体，流量20- 100Sccm（离子源工作时真空压强在2 10-2 Pa为宜，压强太低离子源工作不稳定）。（3）将灯丝加至热电子发射温度（直径0.7毫米的钨丝的电流约为30安培）。为了延长灯丝使用寿命和去除灯丝表面有氧化层，新灯丝需在电流12安培下进行定形烘烤5分钟，然后灯丝方可加至热电子发射温度（直径0.7毫米的钨丝的电流约为30安培）。(4)离子源典型工作参数：参数07LZ钨丝直径0.7mm灯丝电流30A阳极放电电压80-100V阳极放电电流110A氧气馈入量515sccm工作气压210 2 Pa(5)启动阳极电源，将放电电流加至所需数值，离子源进入正常工作状态。七、离子源关闭1) 关闭阳极电源2) 关闭灯丝电源3) 关闭工作气体八、维护本等离子体源的维护主要包括两项内容：1) 更换灯丝：放松灯丝压块即可更换灯丝。2) 清洁等离子体源：保持阳极的导电性对正常工作很重要，应定期将放电区底部进行清洁打磨，保持其良好导电性。九、常见使用问题及解决方案序号问 题现 象原 因解决方案1不起辉无放电电流，阳极电压为空载电压电路不通灯丝断路无工作气体馈入检查电路增加灯丝电流供给工作气体2工作不稳定放电电压/电流波动灯丝电流小无热电子发射工作气体流量低增加灯丝电流增加工作气体流量3污染清洗过程（无蒸发）情况下基片出现颜色灯丝被蒸发或轰击刻蚀减低放电电压降低灯丝电流4等离子体中性差真空室出现放电打火等离子体不是中性增加或降低灯丝电流减少阳极放电电流5清洗或辅助效果不理想薄膜附着力差或光学参数不理想工作气体流量小增加工作气体流量6均匀性不理想不同位置基片薄膜性质不同等离子体分布不均匀调整离子源角度及位置7阳极烧蚀阳极烧蚀冷却水不同或流量低检查水路增加冷却水流量8阳极电源短路保险烧毁冷却水电阻小使用高阻值冷却水9阳极电源短路阳极电压很低阳极与阴极之间被污染物短路清理阳极与阴极之间的间隙十、霍尔离子源电源使用技术指标1、用途霍尔离子源电源采用大功率开关电源，体积小，稳定性可靠性高，用于霍耳离子源放电产生等离子体之用。2、 阳极电源主要技术指标（1） 电源输出模式：直流/恒电流源 （2） 最大输出功率：3 KW（3） 最高输出工作电压：DC 300V（4） 最大输出工作电流：DC 10.0A,电流调节范围：1A -10A （5） 恒流控制精度：5%（6） 耐电压：输出、输入回路与地间均 500V。（7） 使用温度：0C40C（8） 绝缘强度：输入端对地及对输出端绝缘电阻 500 MW3、 阴极电源主要技术指标（1） 电源输出模式：交流/恒电流源。（2） 恒流控制精度： 5 %（3） 最大输出功率：1.4KW（4） 最高输出阴极电压：AC 35V（5） 最大输出阴极电流：AC 40A （6） 参数显示：模拟表。（7） 耐电压：输出、输入回路与地间均 500V。（8） 使用温度：0C40C（9） 绝缘强度：输入端对地及