KRI 寬束離子源的工作原理

KRI 寬束工業(yè)離子源的離子束的直徑通常為幾厘米或更多. 如果要使KRI 寬束工業(yè)離子源的離子束保持在接近地面電位的位置, 它必須被中和, 因此在離子束的每個(gè)體積中, 電子和正離子的數(shù)量必須大致相等. 對(duì)于一個(gè)介電目標(biāo), 電子和離子到達(dá)的數(shù)量必須相等. 靶可以是濺射靶或基板. KRI 寬束工業(yè)離子源的離子束的離子能量為2000 eV或更少. (單個(gè)帶電離子通過(guò)2000 V的電位差 “下落”, 獲得2000 eV的能量. )為了使損壞最小化, 能量通常為1000輛或更少. 這里不考慮高能量植入型應(yīng)用. KRI 寬束工業(yè)離子源一般分為兩類:網(wǎng)格離子源和無(wú)網(wǎng)格離子源.

網(wǎng)格離子源

圖1給出了 KRI 柵格離子源的示意圖, 其中描述了直流放電. 離子是由圓形或細(xì)長(zhǎng)放電腔中的放電產(chǎn)生的. 可以使用幾種類型的電子發(fā)射陰極. KRI 寬束工業(yè)離子源的熱絲類型如圖1所示. 離子也可以通過(guò)射頻放電產(chǎn)生, 這不需要電子發(fā)射陰極. 放電室通過(guò)束電源保持在正電位. 離子通過(guò)熒光屏上的孔和加速器柵格進(jìn)行加速, 這兩者統(tǒng)稱為離子光學(xué).

加速器的柵極與周圍的真空室(在地面上)是負(fù)的, 以防止電子從中和器通過(guò)離子光學(xué)往回走. 假設(shè)單電荷離子, 這是適合這種類型的離子源時(shí), 適當(dāng)?shù)牟僮? 離子獲得的能量eV(電子伏特)等于束電源電壓.

KRI 寬束柵格離子源的工作背景壓力約為 0.5毫托或更少. 離子束的輸出取決于離子光學(xué)設(shè)計(jì). 隨著柵格間距的增大和孔數(shù)的增加, 光束電流會(huì)增加. 根據(jù)柵格的形狀和柵格中孔的相對(duì)位置, 離子束可以聚焦到覆蓋一個(gè)小的區(qū)域, 平行, 或散聚焦到覆蓋一個(gè)大的區(qū)域.

在較低的束流電壓下, 通過(guò)增加負(fù)加速電壓, 似乎可以獲得較大的離子束電流. 但是一個(gè)大的負(fù)電壓會(huì)導(dǎo)致離子束向外擴(kuò)散, 以至于到達(dá)目標(biāo)的離子流實(shí)際上會(huì)減少. 三柵格光學(xué)可以減少大負(fù)壓下的光束擴(kuò)散, 但效果有限, 并有其他折衷.

無(wú)論使用何種離子光學(xué), KRI 寬束網(wǎng)格離子源在低離子能量下都無(wú)法接近無(wú)網(wǎng)格端離子源的離子電流容量. 離子光學(xué), 給予優(yōu)越的控制離子軌跡, 也是最昂貴的部分網(wǎng)格離子源和需要最多的維護(hù).

KRI 寬束網(wǎng)格離子源可選：KRI 射頻離子源 RFICP 系列： RFICP 380、RFICP 220、RFICP 140 、RFICP 100、 RFICP 40

KRI 考夫曼離子源 Gridded KDC 系列： KDC 160、KDC 100、KDC 75、KDC 40、KDC 10

Gridless 離子源

無(wú)柵離子源的種類很多, 無(wú)柵離子源中的離子由放電電源產(chǎn)生, 由陰極中和器的電子通過(guò)磁場(chǎng)線產(chǎn)生的加速電位差到達(dá)陽(yáng)極.

KRI 霍爾離子源

如下圖所示, 它有一個(gè)圓形或加長(zhǎng)的放電室, 離子的加速發(fā)生在準(zhǔn)中性等離子體中, 具有近似相等的電子和離子密度.

因此, 離子束電流Ib不受限制, 離子束約為放電電流的20-30%, 平均離子能量約為放電電壓的60-70%. 端廳離子源的工作背景壓力約為一毫托或更少. 與網(wǎng)格離子源相比, 它是可靠的和堅(jiān)固的. 它可以在200 eV或更少的離子束能量下產(chǎn)生大的離子束電流. 它不能輕易地產(chǎn)生更高的離子束能量, 并且離子束的形狀被限制在發(fā)散的形狀.

KRI 霍爾離子源 Gridless eH 系列包括、eH 3000、eH 2000、eH 1000、eH 400、eH 200、eH Linear

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