离子源的功能和分类

1、离子源的功能和原理3、离子辅助镀膜的薄膜特性：1、镀层与工件表面同时存在物理气相沉积及化学反应，故镀层 结合力高。2、膜层均匀致密、韧性好；3、光谱特性稳定，温漂小4、吸水性减少5、折射率升高6、粗糙度降低 7、激光阈值降低 8、膜层发雾，光散射增加4、离子源参数、性能比较子 离源离子束 参数范围机理工作 气体工作特点价格缺点考夫 受源lOO-lOOOev20-40 u a/cm2热阴极辉 光放电产 生等离子， 静电加速ArO21,离子能量，束密 可精确控制，不 受环境影响.2, 污染较小.3, I 件温开低，可冷 镀-4,放气量小.5,可以用较高能 量镀制金属膜.等在有空上的 中可原真空加使

2、用反应气体氧 需定期换灯丝及 阳极定期维护.霍尔源5O-l5Ocv离子能 量IOO-l(XX)ma 离子 流(阳极电压 80.180V阴极电流1-lOa)热阴极蟀 光放电等 离子体,磁 场加速ArO21,离子能殳发 散，离子束发散 有较大均匀区0 2,离子能量低， 束密较大。3,结 构简单，拆卸方 便，所需电源数 量少。低在有空上堪 较可原真室加1 .污染较为严2 .离子能量低3 .基片受离子 源灯丝烘烤 升温高，不能 用于冷镀4 . I：作参数由 于无栅要受 环境影响，不 易稳定5 .气耗较大射频源50-1200 cv100.1000 ma均匀区1m射频感应 产生等离 子体，静电加速离子Ar

3、O21,无极放电，寿 命长，作长时 间稔定2,均匀区 大3,离f能量及 束密可以精确控 制4,污染小5, 离f能量及束密要口动配电真 昂需进白匹的泳气耗较大，石英 放电空定期更换较大且变化范围 大，可以产生手 漂移薄膜一室于接 一空需置口GIS 源50.100 ev, 离子流2A-5A 束流密度 200-500 u a/cm2 放电电压 50-lOOv放电电流1560A 均匀区1m热阴极辉 光放电产 生等离子 体，磁场加 速及等离 子体鞘层 加速.ArO21,大功率强流离 子源。2.大均匀 区.3,用于LaB6 作阴极寿命长， 工作稳定1空需置 贵 口 昂真空予接LaB6阴极材料 贵，且污染大

4、阳极 层离 子源150-600 ev.束流O23aj放电电压25O-lOOOv> 放电 电流l-8a,线性 均匀区30»90cm冷阴极磁 控电弧，阳加速ArO2功率较大,离子 流大，线性均匀 区大，工作真空 IO/Pa,与破控溅 射相容匕在空内置兰 贵 口 较需真室F法接1,气耗大2,阴极有烧蚀 腐蚀,会带来 污染离子源简介 考夫曼离子源阴极钨丝加热发射热电子； 电子与气体原子或分子碰撞；气体电离在放电室形成等离子体；多孔栅极产生加速电场；离子被加速电场引出、加速、获得能量； 中和钨丝产生电子；磁场对电子运动进行约束，增加离化率；中和电子对引出离子中和形成等离子体。考夫曼离子源

5、工作原理( Kaufman Ion Source)离子源简介 考夫曼离子源优点：栅极加速能量大离子可聚束 能量调节范围宽 结构较为简单缺点：泊子源结构仍复杂艰入氧、氮等反应气体阴极中毒更换阴极灯丝困难X不属主流，较少采用离子源简介 射频离子源射频离子源工作原理射频放电将气体电离在放电室形成等离子体多孔栅极产生加速电场； 中和钨丝产生电子；离子被加速电场引出、加速、获得能量；中和电子对引出离子中和形成等离子体。离子源简介 射频离子源特点 优点：栅极加速能量大离子可聚束 能量调节范围宽 适用反应气体离子束辅助主流缺点：存构复杂，稳定性差M介格昂贵«极需经常维护 斓照均匀区较小离子源简介

6、霍耳离子源阴极钨丝发射热电子向阳极迁移 电子与气体原子碰撞使其离化 磁场中电子形成霍耳电流产生电场离子被霍耳电场加速引出、加速阴极热电子对引出离子中和形成等离子体。霍耳离子源工作原理( Hall Ion Source)离子源简介 霍耳离子源特点优点：PowerIon-C-10A 典型参数离子束流： 5 A离子能量：20-50 eV无栅极、结构简单、维护简单适用反应气体 离子束辅助主流产品离子束流大 易于控制等离子体中性 以低能大束流工作缺点：嘴总量较低、调节范围较小 X存在较小污染离子源简介Veeco 霍耳离子源技术指标离子源简介PowerIon 系列霍耳离子源技术指标离子源简介 霍耳离子源空

7、心阴极型霍耳离子源空心阴极替代灯丝 发射热电子有效降低离子源污染离子源简介 APS 源工作原理工作原理与霍耳离子源类似La6B 阴极发射热电子向阳极迁移 (3)电子与原子碰撞使其离化 磁场中电子形成霍耳电流产生电场 (2)离子被霍耳电流产生电场加速引出、加速离子源简介 APS 源特点优点：APS源典型参数离子束流：mA/cm2离子能量：20-200eV无栅极离子束流大 以低能大束流工作 以其为核心开发多种机型离子束辅助主流产品缺点：嘴总量较低、调节范围较小x不适用反应气体 聋离子体中性？><使用成本高第在污染射频 rf 离子源工作原理：射频放电将气体电离在放电室形成等离子体多孔栅极产生加速电场离子被加速电场引出、加速、获得能量中和钨丝产生电子 中和电子对引出离子中和形成等离子体优点：栅极加速能量大离子可聚束能量调节范围宽适用