ИСТОЧНИК ИОНОВВ П Т Ь«JtfSfjnOTsiidiluiLriys Советский патент 1974 года по МПК H01J3/04 

ИзоСрстсни е относится к устройствам для полученГ.Я интенсивных .полных пучков в вакууме, Которые могут быть использОваны для напыления пленоК, в ускор:Ительно« технаже i для оиаркп. Известт1Ы псточники на основе (.-жатого (хонтрагированного) разряда с по-выmcHHOij коацсггграцией плазмы в области сужения. В этих источнджах извлечение иопов производится с анодной стороны -коптрагирующего отверстия с помощью извлекающего электрода, расположенного за а.подом соосно с нромежу- ОЧным электродом. При этом требуется очень точное совмещение отверстий анода и промежуто чного электрода, что является одним из недостатков источников такого типа.

С целью повышения эффективности и упрощения ,ии сборКи .источника термокатод расположен IB пространстве .между полюса MiH :магпнтной системы, а и извлекающ.ий электрод расположены вне указаиного пространстеа с разных сторон, причем канал в промежуточном электроде выполнен в фор.ме ворошен, обращенной к аноду.

На чертенке приведена схема ионного источника.

Он содержит вольфрамовый термокатод / в виде Кольца, ферромагнитный промежуточный электрод 2 в форме полого конуса, обращенного к катоду, конусный анод S с отверстием

для напуска газа, ферромагнитный полюсHbiit иакопечиик 4, служащий одиовремешго одним из выводов катода, вывод катода 5 из 1емагинтиого матерашла, катушки 6 -и магнитопровод 7, ускоряющий электрод 8, изоляторы 9 п кожух 10. Электроды снабжены полостями Д.ЛЯ охлаждения //.

Герметизац.ия между электродами источника и изоляторсгми 9 Б виде керамических колец

осуществляется од1 овременным сжатием всех уплотпите.;1ьных колец кожухом 10. Уплорннтельиые кольца между электродам.и 2 и 5, 5 4 являются одновременно н нзоляторамп .в внду HjiSKoro напряжения этим.и электродами. Ко ктрукцня неточниа а предусматривает защиту изоляторов от напыления с катода. Расположение катода между полюсами электромагнита позволяет осуществить вытягиванне ионов с катодной стороны сужения разряда.

Предлагаемый нсточиик работает следующим образом.

При подаче папряжепия пакала катода на электроды 4, 5 и положительного потенциала

относительно катода на электроды 2, 3 зажигается вспомогательный разряд между термокатодом / .и проме}К}точ1 ым электродом .2, который, вследствие ограиичения тока в цепн электрода 2, перебрасывается через канал в

этоол электроде и:а анод 3. В области канала

образуется сгусток плазмы, отделенный двойным электростатическим слоем от остальной плазмы с катодной стороны кайала. Форма канала в виде воровки, обращенной « аноду, способствует уменьшению радиуса кривизны двойного электростатического слоя, а слабое магнитное поле с минимумом напряженности на оси разряда приводит к тому, что двоимой электростат1Ичес1К.ий слой в приосевой области приобретает вогнутую форму и фокусирует ионы, ускоренные в двойном электростатическом слое в направлении выходного отверстия в электроде 4. Кроме того, магнитное поле, имеющее поперечную составляющую с электрическим полем адода, приводит к увеличению длины пробега электронов в области сужения за счет их циклоидального движения.

Отбор ионов производится с развитой границей плазмы, проникающей из разряда через отверстие в электроде 4 :в специальное расШиревие с по-мощью ускоряющего электрода 5.

Предмет изобретения Источник ионов, содержащий термокатод, промежуточный электрод с каналом, анод, извлекающий электрод и магнитную систему, огличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и упрощения сборки источника, упомянутый термокатод расположен в пространстве между полюсами магнитной системы, а анод и извлекающий электрод расположены вне указанного пространства с разных сторон, причем канал в промежуточном электроде выполнен в форме воронки, обращенной к аноду.