Высокочастотный источник ионов Советский патент 1985 года по МПК H01J3/04 

4 4

О) Изобретение относится к технике получения ионных пучков в вакууме и может быть использовано в ускоритель ной технике, физике твердого тела, электронной технике, По основному авт.св. № 723970 известен высокочастотный источник ионов, содержащий диэлектрическую камеру, охватывакиций ее индуктор, ионно-оптическую систему, образованную анодом и катодом со сквозным каналом, систему напуска плазмообразующего газа и распыляемый электрод, в котором в камере со стороны, проти воположной ионно-оптической системы, установлены дополнительные анод и катод, при этом дополнительш 1й катод содержит полость, в котором размещен распыляемый электрод СОНедостатком известного высокочастотного источника ионов является малая плотность тока, извлекаемого из него. Это происходит вследствие того что многие вещества обладают низким коэффициентом распыления,в виду чего в плазму вьюокочастотного разряда рабочее вещество попадает в небольшом количестве. Кроме того, имеется группа металлов, например алкминий, галлий, талЛИЙ и др., тег-шература плавления которых невелика, но для прдачи в разряд достаточного количества рабочего вещества необходим нагрев до температуры, гораздо вьЕпе температур плавления их, что объясняется их высокой энергией .сублимации. Однако пр этих температурах жидкий металл становится агрессивным и практически ни один материал, используемый в качестве тиглей, не обеспечивает доста .точного ресурса источника, так как тигли быстро выходят из строя. Целью изобретения является увеличение плотности тока. Цель достигается тем, что в высокочастотном источнике ионов, дополнительйьй анод вьтолнен в виде прямо накального нагревателя. Кроме того, дополнительный катод может быть снабжен насадком с диафрагмой, установленным на его торце, при этом расстояние от торца распыля емого электрода до диафрагмы насадке .больше диаметра отверстия в диафрагме Дополнительные анод и катод могут быть соединены с анодом и катодом ионно-оптической системы. 1 02 : На чертеже представлена конструч тивная схема источника. Источник содержит диэлектрическую разрядную камеру 1, индуктор ВЧ-генератора 2, диэлектрическую вставку 3, ионно-оптическую систему, включающую анод 4 и катод 5, дополнительный анод, вьтолненный в виде коаксиального нагревателя 6 с системой 7 электропитания, дополнительный катод 8 с укрепленной на его торце насадкой 9, распыляемый электрод 10, систему 11 напуска плазмообразующего газа. Источник работает следующим образом. После откачки разрядной камеры источника в нее подается плазмообразукнций газ. При давлении газа лЮ торр на индуктор ВЧ-генератора подается ВЧ-напряжение и в разрядной камере возбуждается ВЧ-разряд. При подаче высокого напряжения между дополнительным анодом 6 и дополнительным катодом 8 из плазмы ВЧ-разряда вытягивается пучок ионов инертного газа, который направляется на торец распьшяемого электрода 10. С помощью дополнительного анода 6, выполненного в виде коаксиального нагревателя, снабженного источником 7 электропитания, температура распыляемого электрода доводится до температуры, при которой коэффициент распыления значительно возрастает (для некоторых металлов, например, Мо, Pt в раз) . Атомь (молекулы) распы1 енного материала, коллимированнйе отверстием насадки 9, направляются на участок . плазмы ВЧ-разряда, примыкающей к аноду 4 ионно-оптической системы, где происходит их эффективная ионизащя. При подаче высокого напряжения между анодом 4 и катодом 5 ионно-оптической системы из плазмы ВЧ-разряда вытягивается и формируется пучок ионов инертного газа и рабочего материала. При этом геометрические размеры основной и дополнительной электродных систем выбираются оптимальными. Предлагаемое изобретение позволяет увеличить, плотность извлекаемого тока ионов в 10 раз по сравнению с известным Техн меским решением за счет увеличения подачи рабочего вещества в разряд путем распыления материалов, нагретых до оптимальных температур. При этом в несколько раз

1. ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ИСТОЧНИК ИОНОВ по авт.св. № 723970, отличающийся тем, что, с целью повьппения плотности тока, дополнительный анод выполнен в виде прямонакального нагревателя. 2.Источник ИОНОВ по п.1, отличающийся тем, что дополниг тельный катод снабжен насадком с диафрагмой, установленным на его торце, при этом расстояние от торца распыляемого электрода до диафрагмы насадка больше диаметра отверстия в диафрагме . 3.Источник ИОНОВ по п.1, отличающийся тем, что дополнительные анод И катод электрически соединены с анодом И катодом йонно-оптической системы. ч