Источник ионов металлов

 

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в качестве источника ускоренных ионов в технологических установках. Цель изобретения - повышение надежности за счет повышения стабильности разряда. Источник ионов содержит ускоряющую систему из цилиндрических катода и анода, генератор плазмы, установленный на аноде, включающий кольцевую магниторазрядную камеру с диафрагмой и магнитной системой и блоки электропитания. Катод генератора плазмы выполнен симметричным относительно оси ускорителя, например в виде металлических стержней, установленных на окружности в торцовой части анода, а поджигающий электрод генератора плазмы расположен на оси устройства и выполнен, например, в виде диска, концентричного катоду генератора. Образующиеся ионы выводятся ускоряющим напряжением в направлении подложки. 1 ил.

Устройство относится к ускорительной технике и может быть использовано в качестве источника ионных пучков в установке технологического назначения. Целью изобретения является повышение надежности за счет повышения стабильности разряда. На чертеже показана схема ускорителя ионов. Ускоритель содержит ускоряющую систему, образованную катодом 1 и анодом 2, генератор плазмы, состоящий из кольцевой магниторазрядной камеры, образованной диафрагмой 3 с отверстиями для выхода плазмы, поджигающего электрода 4, катодных стержней 5, магнитного элемента 6, а также элементы 7-10 электропитания и подложку 11. При подаче поджигающего импульса на электрод 4 в кольцевой камере зажигается замагниченный разряд. Ионы из плазмы этого разряда (давление в камере 10^-4-10^-5 Па) ускоряются полем стержней 5 и бомбардируют поверхность этих стержней, вызывая их распыление и вторичную ионную эмиссию. Ограничивающие резисторы не позволяют развиваться разряду между электродом 4 и диафрагмой 3. Потенциал диафрагмы выдерживается на уровне поддержания инициирующего замагниченного разряда. Из катодных пятен стержней испаряется металл, пары которого ионизируются. Образующаяся плазма через отверстия в диафрагме заполняет полость анода ускорителя. Концентрация ионов определяется токами дуговых разрядов на каждый стержень, которые зависят от емкости конденсаторов, подключенных к каждому стержню. Это позволяет варьировать состав плазмы и ионного пучка, выбирая стержни из различных металлов и соответствующие режимы работы устройства. С границы плазмы, заполняющей полость анода 2, под действием электрического поля катода 1 производится отбор ионов и ускорение в направлении подложки 11. Поджигающий электрод генератора плазмы изолирован от катодов вакуумным промежутком. Поджиг дуги осуществляется ионами из разряда в кольцевой полости, благодаря этому повышается устойчивость зажигания дугового разряда и повышается надежность ускорителя.

Формула изобретения

Источник ионов металлов, содержащий ускоряющую систему с соосными цилиндрическими катодом и анодом, генератор плазмы, установленный в полости анода и выполненный в виде магниторазрядной камеры с магнитной системой, катодами, поджигающим электродом, и блоки электропитания, подключенные к электродам, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет повышения стабильности разряда, поджигающий электрод выполнен в виде диска и установлен соосно с осью ускорителя, а катод генератора плазмы выполнен в виде стержней, установленных равномерно по окружности концентрично поджигающему электроду, при этом магниторазрядная камера отделена от ускоряющей системы плоской стенкой, соединенной по периметру с анодом, с отверстиями, симметричными относительно оси системы.

РИСУНКИ

Рисунок 1