我這里有一篇關(guān)于霍爾源的文章,拿出來(lái)大家分享吧!
jW| ,5,43 mxc^IRj 關(guān)于霍爾離子源的幾個(gè)問(wèn)題
s9u7zqCF 尤大偉 任荊學(xué) 黃小剛 武建軍
PUd/|Rc/} (中國(guó)科學(xué)院空間中心 北京8701信箱 100080 )
rb>2l3g* Several concerning about Hall Ion Source for assisted deposition.
b!EqYT You dawei Ren jingxue Huang xiaogang Wu jianjun
3)^2X (Soace Science and Application Research Center Academy Cinica P.O.Box8701 Beijing 100080 P.R.China )
%3K'[2F Abstract: the object of our efforts is to improve design of Hall Ion Source in order to obtain broad energy range, large ion beam current, low gas cost, low contaminations and automatic control performances.
m[N&UM# 摘要:本文目的在于改進(jìn)霍爾源的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)寬能、大束流、低氣耗、低污染、能自動(dòng)化控制的新一代霍爾源。
4!M0)Nix 關(guān)鍵詞:光學(xué)鍍膜,離子束輔助鍍膜,等離子體加速。
K_X(j$2Xc 一、 前言
UrS%t>6k 我們?cè)O(shè)計(jì)制造了6cm霍爾等離子源。該源的主要性能如下:
JQ]MkP 源尺寸Ф14cm×14cm;真空室直徑700-1000mm;照射距離30-50 cm;離子束平均能量40-120ev;離子束流可到1000ma;工作壓力<4×10-2Pa ;磁場(chǎng):永久磁鐵;氣體流量5-15 Sccm。經(jīng)過(guò)改進(jìn),我們擴(kuò)大了平均能量范圍40-150ev,離子束流可達(dá)到1200ma,也降低了氣耗。
3[kl` *` 我們采用了與眾不同的磁場(chǎng)設(shè)計(jì){1},流行的磁場(chǎng)是從中心引出向端部發(fā)散,而本磁場(chǎng)是沿著陽(yáng)極邊緣引出向端部發(fā)散。這種磁場(chǎng)有利于提高氣體效率及放電效率。離子流與放電電流比可達(dá)到1/3。可在較低氣壓(1×10-2-2×10-2Pa)及較小氣流量Ar5-10Sccm下運(yùn)行。
gp{Z]{io 我們盡知,該離子源是通過(guò)磁場(chǎng)加速及電場(chǎng)加速的二種過(guò)程,磁場(chǎng)加速只發(fā)生在端部,在陽(yáng)極前一個(gè)電子回旋半徑范圍內(nèi)進(jìn)行,而在錐形陽(yáng)極前獲得電場(chǎng)加速。因此,離子束的能散度較大。通常離子束平均能量為0.6Va,其中Va 為所施加的陽(yáng)極電壓。離子束能量的均方根能散為0.3 Va 。對(duì)于流行的Mark-2產(chǎn)品而言,所能采用的陽(yáng)極電壓是70-170V,相應(yīng)離子束能量是40-100ev。該能量對(duì)于光學(xué)鍍膜某些產(chǎn)品稍嫌不足。但使用更高陽(yáng)極電壓將引起放電不穩(wěn)定,是不可取的。使放電不穩(wěn)定的主要因素是因?yàn)樵陔x子產(chǎn)生區(qū)內(nèi)沒有足夠的電子可供進(jìn)氣原子的電離,產(chǎn)生放電等離子體。該電子是下游放射的電子經(jīng)磁場(chǎng)的非正常擴(kuò)散的回流進(jìn)入上游放電區(qū)的電子。為了擴(kuò)大離子束能量范圍,必須對(duì)影響電子回流的諸因素進(jìn)行討論。
MLDAr dvK 由于設(shè)備的限制,一般國(guó)產(chǎn)設(shè)備的有效抽速都是有限的。為了獲得更大的離子流,需要降低氣耗。為此需改變放電結(jié)構(gòu),選擇合理的特征長(zhǎng)度,在擴(kuò)大的離子流及降低氣耗之間進(jìn)行折中的選擇。
q^[SN 在生產(chǎn)中為了提高成品率及重復(fù)性,越來(lái)越需要生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制。機(jī)械化應(yīng)與信息化完美的結(jié)合才能滿足生產(chǎn)的需要。本文將在霍爾源的自動(dòng)化程序的編制思想上提供基本的原則。
*unJd"<*&@ 二、 霍爾源離子的能量
_