Многоканальный источник ионов Советский патент 1991 года по МПК H01J27/14 

тем, 4to в точности изготовления и юстиройке всех четырех электродов предъявляются жесткие требования в условиях, когда экстрактор и анодная пластина должны быть изолированы между собой и от двух пластин. Кроме того, схема электрического питания ионного источника содержит, по крайней мере, два блока питания, причем блок питания разрядной камеры находится под потенциалом ускоряющего электрода, что усложняет эксплуатацию ионного источника и уменьшает его надежность.

Целью изобретения является увеличение плотности тока ионного пучка, упрощение конструкции источника и его эксплуатации и повышение его надежности.

Указанная цель достигается тем, что в многоканальном источнике ионов, содержащем являющиеся полюсами магнита катодные пластины с отверстиями в одной иэ них и расположенную между ними анодную пластину с отверстиями, соосными с отверстиями катодной пластины, на другой катодной пластине соосно с отверстиями установлены электропроводящие штыри.

Штыри изготовлены иэ магнитного материала.

Штыри имеют вдоль оси сквоэные каналы.На чертеже схематично изображен предлагаемый многоканальный источник ионов. Катодные пластины 1 и 2 являются полюсами магнита. Между ними расположена анодная пластина 3 с отверстиями. Установленные на катодной пластине 1 штыри 4 и отверстия в катодной пластине 2 соосны с отверстиями в анодной пластине. Штыри 4

в зависимости от требуемых ионно-оптических свойств пучка могут быть выполнены либо из немагнитного, либо из магнитомягкого или магнитотвердого мatepиaяa. Штыри могут иметь сквоз |ые каналы, через которые пропускают газ.

Источник работает следующим образом. В источник напускают газ и прикладывают разность потенциалов между катодными 1,2 и анодной 3 пластинами, и, таким образом, создают скрещенные электрическое и магнитное поля а промежутке анод-катод В области скрещенных электрического и магнитного полей удерживаются дрейфующие электроны, ионизирующие рабочее вещество и компенсирующие пространственный заряд ионны5 пучков, которые выходят через отверстия в катодной пластине 2,

Таким образом, предлагаемая конструкция многоканального источника ионов позволяет совместить в пространстве область образования ионов и область извлечения И первичного формирования ионного пучка, а, следовательно упростить конструкцию источника.. Поскольку в предлагаемом устройстве отсутствует экстрактор, поскольку в схеме электрического питания источника будет, по крайней мере, одним блоком питания меньше, что приведет к увеличению надежности источника.

Лабораторные испытания показали, что предлагаемый источник ионов позволяет получить плотность тока ионного пучка на порядок выше, чем известные источники и с неравномерностью распределения плотности На расстоянии 100 мм не хуже 5%, Ж

1. МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ИОНОВ, содержащий являющиеся полюсами магнита катодные пластины с отверстиями в одной из них и расположенную между Изобретение относится к ионно-плазменной технике и может быть использовано для получения ионных пучков. Известны многоканальные источники ионов, применяемые для равномерного облучен ия больших поверхностей без сканирования пучка. Эти источники имеют разрядную камеру для образования плазмы с необходимой концентрацией ионов и систему извлечения и первичного формирования ионного пучка. Разрядная камера содержит накаливаемый катод и систему последовательно расположенных анодов из электропроводящего магнитного материала. Разрядную камеру от области, где проходит отбор ионов , отделяет ; экранирующая сетка, за которой расположена сетка-экстрактор. Эти две сетки образуют систему извлечения и.первичного формирования ионного пучка. Однако, эти источники ионов не позволяют увеличить плртность тока пучка, поними анодную пластину с отверстиями, соосными с отверстиями катодной пластины, Отличающийся тем, что, с целью yвeличeнV1я плотности тока ионного пучка, упрощения конструкции источника и его эксплуатации и повышения его надежности, на другой катодной пластине соосно с отверстиями установлены электропроводящие штыри. 2.Многоканальный источник ионов по п. 1,отличающийся тем, что штыри изготовлены из магнитного материала. 3.Многоканальный источник ионов по пп. 1 и2,отличающийся тем,что штыри имеют вдоль оси сквозные каналы. скольку она ограничена законом Ленгмюра и тепловыми нагрузками на сетки. Наличие в источниках ионов раздельных областей ионизации газа и формирования ионного 00 пучка усложняет их конструкцию. Накаливао ел о емый катод обладает малым1сроком службы и затрудняет использование химически активных газов в качестве рабочего вещества. НагибоЛее близким по своей сущности к 1 предлагаемому устройству является многоСл канальный источник ионов, содержащий в разрядной камере являющиеся полюсами магнита катодные и расположенную между ними анодную пластины с соосными отверстиями. Источник имеет экстрактор с отверстиями, соосными с отверстиями в катодных и анодной пластинах. Недостатки известного многоканального источника ионов заключаются в низкой плотности тока пучка ионов, ограниченной законом Ленгмюра, и в сложности его конструкции и эксплуатации, обусловленной.