Источник ионов

 

ИСТОЧНИК ИОНОВ, содержащий систему подачи газа, источник питания, аксиально-симметричный магнитопроводящий корпус с кольцевой выпускной щелью в торцевой стенке корпуса, и расположенный внутри корпуса магнитный соленоид, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности ионного пучка и упрощения конструкции, внутри корпуса соосно с ним на изоляторе установлен кольцевой анод, подключенный к источнику питания.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 J 3/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2142660/25 (22) 11.06.75 (46) 30.10.91. Бюл, N. 40 (72) Ю.П.Маишев, В.В.Алексеев, Г.Ф.Ивановский, Ю.А.Дмитриев, E.Ñ.Ãåíäåëü, Б.А.Егоров и А.Ф.Васильев (53) 533,99(088.8) (54)(57) ИСТОЧНИК ИОНОВ, содержащий систему подачи газа, источник питания, акИзобретение относится к ионно-плазменной технике и может быть использовано для получения аксиально-симметричных ионных пучков, применяемых для ионного, ионно-химического травления, получения тонких пленок различных материалов путем ионного распыления, очистки поверхностей.

Известны источники ионов, содержащие разрядную камеру с отверстием для выхода плазмы и электростатическую систему вытягивания и формирования ионного пучка.

Недостатком известного устройства является ограничение тока ионного пучка пространственным зарядом в области вытягивания пучка из плазменной границы.

Прототипом предлагаемого изобретения является источник ионов, в котором указанный недостаток устранен.

Это устройство содержит систему подачи газа, источник питания, симметричный магнитопроводящий корпус с кольцевой выпускной щелью в торцевой стенке корпуса и расположенные внутри корпуса магнитный соленоид и накапливаемый катод. За счет дрейфа электронов в скрещенных электри Ы,», 543305 А1 сиально-симметричный магнитопроводящий корпус с кольцевой выпускной щелью в торцевой стенке корпуса, и расположенный внутри корпуса магнитный соленоид, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения интенсивности ионного пучка и упрощения конструкции, внутри корпуса соосно с ним на изоляторе установлен кольцевой анод, подключенный к источнику питания. ческих и магнитных полях, формирующихся в разрядном промежутке вблизи щели, осу-: ф ществляется компенсация пространственного заряда положительных ионов в области (Л вытягивания, что снижает ограничение тока пучка ионов пространственным зарядом.

Известное устройство обладает тем не- достатком, что интенсивность ионного пучка мала, что обусловлено режимом горения разряда и образования плазмы. Кроме того, накапливаемый катод обладает малым сро- Ф ком службы и затрудняет использование хи- 63 мически активных газов в качестве рабочего (Д тела. Наличие в источнике раздельных областей ионизации. газа и формирования Qq пучка, в свою очередь усложняет его конструкцию.

Цель изобретения — повышение интвнсивности ионного пучка, увеличение срока службы источника и упрощение его конструкции.

Это достигается тем, что внутри корпуса соосно с ним на изоляторе установлен кольцевой анод, подключенный к источнику питания.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого ионного источни543305

Источник работает следующим образом, В кольцевой щели торцевой части корпуса между анодом и корпусом создаются

Составитель .

Редактор Е.Гиринская Техред М,Моргентал Корректор О.Кундрик

Заказ 4631 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ка. Источник содержит корпус 1 в виде цилиндра, закрытого с обеих сторон торцевыми частями. В одном из торцов 2 являющемся одновременно ускоряющим электродом и катодом, предусмотрена соосная с корпусом кольцевая щель. Корпус ионного источника, его торцы и внутренний магнитопровод 3, соединяющий торцы, выполнены из магнитомягкого материала, Внутри цилиндрического корпуса соосно с ним расположен кольцевой анод 4. Снаружи анода расположен соленоид 5, соосный с корпусом источника. Анод подключен к положительному полюсу источника питания 6, а корпус — к отрицательному. В центре источника находится отверстие 7 для напуска рабочего газа. скрещенные электрическое и магнитное поля. После напуска рабочего газа происходит ионизация его и формирование трубчатого ионного пучка, который, выходя из кольце5 вой щели, распространяется вдоль оси источника. Выбором соотношения размеров

R> и Вг можно добиться получения пучков различной формы. При R>, равном Az, пучок будет параллельным, при R>, меньшем Rz,—

10 сходящимся, при R>, большим Иг, — расходящимся, При напряжении на аноде 3-4 кВ на разных газах получен.ток пучка ионов 200400 мА на расстоянии 150 мм от плоскости выходного отверстия источника. При ис15 пользовании в качестве рабочего вещества фреона 113 получена скорость травления

Si02 и $!зй4 — 2500 А/мин. При травлении структур СВЧ-транзисторов и интегральных схем через маскирующий фоторезист пол20 учены минимальные размеры структур 0,5 мкм. Получено также увеличение процента выхода годных приборов в 2 — 3 раза.