Источник ионов

 

ИСТОЧНИК ИОНОВ, преимуществ венно для обработки изделий в вакууме , содержащий магнитную систему тороидальной формы с кольцевым межполюсным зазором, анод, расположенный внутри магнитной системы зквидистактно межполюсному зазору, катод и источник питания разряда, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышен:; ния однородности пучка ионов на выходе из источника, с одной стороны магнитной системы установлен плоский газораспределитель, а с противоположной - катод-кольцевой , межполюсный зазор магнитной системы обращен внутрь полости, образованной магнитной системой, газораспределителем и катодом, при этом газораспределитель и катод электрически изоI лированы от магнитной системы. ел

120 А1

СО}ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ}УБЛИН (}9) (И) (1) Н 01 J 27/04, С 23 С 14/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3489901/18-25 (22) 02.07,82 (46) 15.08.90. Бюл. }(- 30 (72) С.В.Наталочка (53) 621.385(088.8) (56) Баркалов Е.Е. и др. Плазменные ускорители типа (ЗДП с плоским пучком ионов. Всесоюзная конференция по плазменным ускорителям и ионным инжекторам. Тезисы докладов, Наука, с.53.

Журавлев Б.И. и Никитинский В.А.

Контрагированный разряд с замкнутым дрейфом электронов, Там же, с.35 (54)(57) ИСТОЧНИК ИОНОВ, преимущест» венно для обработки изделий в вакууме, содержащий магнитную систему тоl

Изобретение относится к ионно-лу- чевой обработке изделий в вакууме и может быть использовано в микроэлек-. тронике и приборостроении.

Известен источник ионов (ускоритель плазмы), содержащий магнитную систему тороидальной формы с кольцеж вым зазором рейстрековой геометрии, диэлектрический ускрряющий канал, анод и термокатод.

В области прямолинейных уяастков ускорительного канала источник ионов формирует однородный вдоль канала пучок ионов, В области же закруглений однородность пучка нарушается. Кроме того, наличие термокатода приводит к возможности работы лишь на химически неактивных газах.

2 роидальной формы с кольцевым межполюсным зазором, анод, расположенныйвнутри магнитной системы эквидистактно межполюсному sasopy, катод и источник питания разряда, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше.; ния однородности пучка ионов на выходе из источника, с одной стороны магнитной системы установлен плоский газораспределитель, а с противоположной — катод-кольцевой формы, межполюсный зазор магнитной системы об-. ращен внутрь полости, образованной магнитной системой, газораспределителем и катодом, при этом газораспределитель и катод электрически изолированы от магнитной системы.

Наиболее близким к предлагаемому является источник ионов, преимущественно для обработки изделий в вакууме, содержащий магнитную систему тороидальной формы с кольцевым межполюсным зазором, анод, расположенный внутри магнитной системы эквидистантно межполюсному зазору, катод и источник питания разряда.

В известном источнике катод является холодным, а канал может иметь форму, удовлетворяющую условию замкнутости азимутального дрейфа электроя нов. Катодом в известном источнике обычно является наружный полюс магнит- ной системы. Однако в любом случае пучок ионов является трубчатым с прие сущей ему неоднородностью тока.

1097120

Целью изобретения является повышение однородности пучка ионов на выхо-,. де из источника.

Эта цель достигается тем, что в известном источнике ионов преимущественно для обработки изделий в вакууме, содержащем магнитную систему тороидальной формы с кольцевым межполюсным зазором, анод, расположенный внут-!() ри магнитной системы эквидистантно межполюсному зазору, катод и источник питания разряда, с одной стороны магнитной системы установлен плоский газораспределитель, а с противополож- f5 ной — катод кольцевой формы, межполюс . ный зазор магнитной системы обращен внутрь полости, образованной магнитной системой, газораспределителем и катодом, при этом газораспределител1 2О и катод электрически изолированы от магнитной системы, кроме мого, имеется по крайнеи мере один дополнительный источник питания разряда.

1

На фиг.1 показан предлагаемый источник, разрез, и система erо электропитания; на фиг,2 — то же, вид в плане.

Источник содержит магнитную систему 1 тороидальной формы с кольцевым межполюсным зазором, формируемым полюсными наконечниками 2, в пространстве 3 магнитной системы 1 установлен эквидистантно, зазору анод 4. Холодный катод 5 и плоский газораспредели35 тель 6 установлены с про тивоположных сторон магнитной системы. Катод 5 электроизолирован прокладкой 7, à газораспределитель 6 - прокладкой 8.

Газ подается в газораспределитель 6 по трубке 9. Для ввода газа в источник выполнены отверстия 19. Зазор магнитной системы обращен внутрь полости

1 1, ограниченной магнитной системой 1,<5 газораспределителем 6 и катодом 5, Пучок ионов 12, скомпенсированный по пространственному заряду, истекает из полости 11, Источник 13 питания разряда включен между анодом и катодом. Могут быть введены средства 14 поддержания магнитной системы 1 или газораспределителя 6 под требуемым потенциалом относительно анода и катода. Магнитная система питается от источника 15.

Источник работает следующим образом.

Рабочая камера, в которой размещается источник ионов откачивается до давления меньше 1.10 Па. Затем через трубку 9 подают газ в газораспределитель 6, включают источники 13 и 15 электропитания. В полости 11 по боковой поверхности создают магнитное поле Н между полюсными наконечниками 2 и электрическое поле между анодом 4 и катодом 5. Электроны замагничены и осциллируют по магнитным силовым линиям с энергией порядка приложенной разности потенциалов, ионизируя атомы рабочего газа. Благодаря средству 14, например балластному сопротивлению Р, создается разность потенциалов между полюсными наконечниками 2 и катодом 5, при этом основ« ной ток ионов замыкается на катод 5.

Ускорение ионов обеспечивается за счет энергии электронов, которая передается за счет электрического поля поляризации, поддерживающего квазинейтральность плазмы. Ускоренные ионы образуют ленточный пучок 12,равномерный по всей площади. В экспериментах исследовалось 16 схем коммутации электродов, которые позволяли широко варьировать параметры пучка. Все это наряду с решением основной задачи

{повышение однородности пучка) позволяет расширить технологические возможности источника.

1097 120

5 1f

Редактор C,Титова Техред Л.Олийнык Корректор Н,Король

Заказ 3084 Тираж 401 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ C(CP

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101