Ионный источник
Изобретение относится к устройствам для получения интенсивных пучков ионов-металлов, сплавов и других . электропроводящих материалов, включая тугоплавкие. Цель - увеличение предельного тока ионов металлов. Ионный источник (ИИ) содержи.т катод 1, анод 2, постоянный магнит (М) 3, мишень 5, экстрактор 7, ускоряющий электрод (Э) 8, Введение в ИИ дополнительного М 4 в виде усеченного конуса , полюсами которого являются его торцовые поверхности, и дополнительного Э 6, поверхность которого параллельна боковой конусной поверхности М 4, .а также размещение на боковой поверхности М 4 мишени 5, а напротив нее - Э 5 с зазором, размеры которого определены из условий электрической прочности, позволяет увеличить ток ионов распьшяемой мишени до 90% от общего тока. ИИ может быть использован дляионной имплантации для осаждения пленок заданного материала в вакууме. 1 ил. с S (Л с ю со 4U г; QD
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 J 3/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий (46) 15, 03. 90. Бюл. Ф 10 (21) 3931853/24-21 (22) 17.07.85 (71) Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте им.С.M.Êèðîâa (72) Л.Г.Косицын, А.И.Рябчиков и В.В.Солдатенко (53) 621.384.6(088.8) (56) I.D.А1ton ХЕЕЕ Trans. Nucl. Sci
Р 5 — 26 по 3 (1979), р. 3708.
Авторское свидетельство СССР
:Н 194967, кл. Н 01 J 3/04, 1978" (54) ИОНЙЬИ ИСТОЧНИК (57) Изобретение относится к устройствам для получения интенсивных пучков ионов .металлов, сплавов и других электропроводящих материалов, включая тугоплавкие. Цель - увеличение предельного тока ионов металлов. Ион,. Я0„„1294189 А 1 ный источник (ИИ) содержит катод 1, анод 2, постоянный магнит (М) 3, мишень 5, экстрактор 7, ускоряющий электрод (Э) 8. Введение в ИИ дополнительного М 4 в виде усеченного конуса, полюсами которого являются его торцовые поверхности, и дополнительного Э 6 ° поверхность которого параллельна боковой конусной поверхности
М 4, а также размещение на боковой поверхности М 4 мишени 5, а напротив нее — Э 5 с зазором, размеры которого определены иэ условий электрической прочности, позволяет увеличить ток ионов распыпяемой мишени до 90Х от общего тока. ИИ может быть использоО ван для ионной имплантации для осаждения пленок заданного материала в вакууме. 1 ил. С:
1294189 2
Изобретение относится к устрой- 2 в откаченную до давления Р 10 тор ствам для получения интенсивных пуч-. Разрядную полость, образованную катоков ионов металлов, сплавов и других дом i анодом 2 и полюсами постоянноэлектропроводящих материалов, включая го магнита 3, поступает гаэ. При потугоплавкие материалы, и может быть 5 даче на анод 2 положительного потениспользовано для ионной имплантации цнала между катодом 1 и анодом 2 вози для осаждения пленок заданного ма- никает тлеющий разряд в магнитном потериала в вакууме. ° ле. Ионы из плазмы Разряда под дейЦелью изобретения является увели- ствием отрицательного потенциала эксчение предельного тока ионов металлов 10 трактора 7 вытягиваются через щелевое в ионном источнике за счет увеличения отверстие в катоде 1. Ускоренные до процентного содержания ионов металла энергии, соответствующей разности в общем числе известных ионов; потенциалов между катодом 1 и эксНа чертеже представлена конструк- трактором 7, иовы,:проходя щелевое ция данного устройства, где катод 1, 1> отверстие в экстракторе 7, попадают анод 2, постоянный магнит 3, дополни- на поверхность мишени 5. Проходя эа тельный магнит 4, мишень 5, дополни" зор между экстрактором 7 и мишенью тельный электрод 6, экстрактор 7, ус- 5, ионы подвергаются дополнительному коряющий электрод 8,. ускорению за счет разности потенциа-.
Катод 1 и анод 2 выполнены из не- 20 лов мишени 5, и экстрактора 7. Попа" немагнитного материала и установлены дая на поверхность мишени 5, ускоренкоаксиально между полюснымн наконеч- ные ионы выбивают вторичные ионы мениками постоянного магнита 3. Катод талла и нейтральные атомы вещества. и экстрактор 7 представляют собой Коэффициент вторичной ионной эмиссии системы двух коаксиальных колец рав- и коэффициент распыления вещества .ного диаметра, установленных таким мишени зависит от сорта бомбардирую", образом, что между их торцовыми по- щих поверхность мишени 5 ионов газа, .верхностями имеется щелевой зазор. их энергии и может изменяться в широ"
Геометрические центры щелевых зазо- ких пределах. Для увеличения коэффи- . ров катода 1 и экстрактора 7 находят- 30 циента вторичной ионной эмиссии и ко1 ся в полости, проходящей через сере- эффициента распыления материала целедину анода 2. По оси системы напротив сообразно использовать ионы газа с щелевых отверстий в катоде 1 и экс-, большей массой, таких, например, как тракторе 7 установлен дополнительный . азот, аргон, криптон, ксенон и др. постоянный магнит 4.в виде усеченно- 35 Энергия ионов, обеспечивающая максиго конуса, полюсами которого являют- мальную величину вторичной эмиссии ся его торцовые поверхности. На боко- ионов н распыления материала мишени вой конусной поверхности дополнитель- 5, лежит в приделах от 1 кэВ до ного магнита размещена распыляемая 10 кэВ. Угол выхода вторичных ионов мишень 5; выполненная-из материала, 40 металла из мишени существенно зависит ионы которого необходимо ускорять. от угла падения первичного иона. При
Конусообразный допЬлнительный магнит косом падении первичных ионов на ми4 намагничен в соответствии с полю- шень максимум углового распределения сами основного постоянного магнита 3. .вторичных ионов лежит в пределах 60 + о
На экстракторе 7 напротив мишени 5 45 + 120 относительно угла падения. Эта установлен дополнительный электрод величина зависит как от соотношения
6, поверхность которого параллельна масс падающего и вторичного ионов, боковой конусной поверхности дополни- так и от зарядности вторичных ионов. тельного магнита 4. Между поверхнос- Величина угла конуса дополнительного тью дополнительного электрода и ми- э0 магнита 4, мишени 5, дополнительного
meнью имеется зазор. Соосно с систе- . электрода 6 в зависимости от величимой расположен цилиндрический уско" ны зазора между мишенью 5 и дополниряющий электрод 8. Мишень 5 и ускоря- тельным электродом 6 выбирается тающий электрод цилиндрическ N 8 нахо" ким образом, чтобы вторичные ионы, дятся под отрицательным потенциалом 55 выбитые из мишени, распространялись по отношению к экстрактору. в направлении дополнительного ускоряУстройство работает следующим об- ющего электрода 8, не попадая на поразом. По трубчатому вводу .через анод верхность дополнительного электрода 6.
1294189
Составитель А.Нестерович
Редактор Е.Зубиетова Техред И.Попович . Корректор Г.Решетник
Заказ 992
Тираж 400 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иосква, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 немагнитного материала и коаксиально установленные между полюсными наконечниками постоянного магнита и цилиндрический экстрактор, а также источники напряжения катода и анода, 5 отличающийся тем, что, с целью увеличения предельного тока ионов металла, в катоде и экстракторе выполнены кольцевые щелевые отверстия, напротив которых внутри экс трактора установлен соосно дополнительный постоянный магнит в виде усеченного конуса, полюсами которого служат его торцовые поверхности, на боковой поверхности дополнительного магнита размещена распыляемая мишень, на экстракторе напротив мишени установлен дополнительный электрод, внутренняя поверхность которого параллельна конусной поверхности дополнительного магнита, при этом между мишенью и боковой.поверхностью дополнительного электрода имеется зазор, размеры которого определены из условий электрической прочности, дополнительный магнит подключен к источнику напряжения, отрицательного по отноше- нию к экстрактору, а полярность nomoсов основн; го и дополнительногб магнитов совпадает.
