离子源技术及其应用、离子源是将中性原子离化成为离子，离子被加速获得能量并引出的装置离子源技术及其在真空镀膜中的应用离子源作为卫星太空姿态调整发动机而首先研发－电火箭用于离子束辅助或直接真空镀膜－离子源离子源分类－按能量分类离子能量分类能量(eV)特点用途高能离子源>1000能量高束流小表面改性离子表面注入低能离子源<1000能量低束流大表面在线清洗离子辅助沉积离子束直接镀膜离子源分类－按离子加速方式分类离子源简介－潘宁离子源工作原理（低压反应源）阴极钨丝加热发射热电子；电子与气体原子或分子碰撞气体电离放电形成等离子体离子被加速电场引出、加速、获得能量磁场对电子运动进行约束，增加离化率早期离子源后续各种离子源的基础；发射离子束流大；缺点：×无中和器、等离子体中性差×离子源结构复杂/维护困难×阴极灯丝易烧蚀，存在寿命问题×不能直接馈入氧、氮等反应气体×现一般较少采用典型参数•束流范围：10-50A•离子能量：20-50eV离子源简介－潘宁离子源离子源简介－考夫曼离子源考夫曼离子源工作原理（KaufmanIonSource）阴极钨丝加热发射热电子；电子与气体原子或分子碰撞；气体电离在放电室形成等离子体；多孔栅极产生加速电场；离子被加速电场引出、加速、获得能量；磁场对电子运动进行约束，增加离化率；中和钨丝产生电子；中和电子对引出离子中和形成等离子体。优点：栅极加速能量大离子可聚束能量调节范围宽结构较为简单缺点：×离子源结构仍复杂×馈入氧、氮等反应气体阴极中毒×更换阴极灯丝困难×不属主流，较少采用Veeco15cm典型参数•离子束流：350mA@1500eV•离子能量：50-1500eV离子源简介－考夫曼离子源离子源简介－射频离子源射频离子源工作原理（RFIonSource）射频放电将气体电离在放电室形成等离子体多孔栅极产生加速电场；离子被加速电场引出、加速、获得能量；中和钨丝产生电子；中和电子对引出离子中和形成等离子体。优点：栅极加速能量大离子可聚束能量调节范围宽适用反应气体离子束辅助主流缺点：×结构复杂，稳定性差×价格昂贵×栅极需经常维护×辐照均匀区较小Veeco16cm典型参数•离子束流：700mA@1500eV•离子能量：50-1500eV离子源简介－射频离子源特点离子源简介－霍耳离子源霍耳离子源工作原理（HallIonSource）阴极钨丝发射热电子向阳极迁移电子与气体原子碰撞使其离化磁场中电子形成霍耳电流产生电场离子被霍耳电场加速引出、加速阴极热电子对引出离子中和形成等离子体。优点：无栅极、结构简单、维护简单适用反应气体离子束辅助主流产品离子束流大易于控制等离子体中性以低能大束流工作缺点：×能量较低、调节范围较小×存在较小污染PowerIon-C-10A典型参数•离子束流：5A•离子能量：20-50eV离子源简介－霍耳离子源特点离子源简介－Veeco霍耳离子源技术指标离子源简介－PowerIon系列霍耳离子源技术指标离子源简介－霍耳离子源空心阴极型霍耳离子源空心阴极替代灯丝发射热电子有效降低离子源污染离子源简介－APS源工作原理工作原理与霍耳离子源类似La6B阴极发射热电子向阳极迁移(3)电子与原子碰撞使其离化磁场中电子形成霍耳电流产生电场(2)离子被霍耳电流产生电场加速引出、加速优点：无栅极离子束流大以低能大束流工作以其为核心开发多种机型离子束辅助主流产品缺点：×能量较低、调节范围较小×不适用反应气体×等离子体中性？×使用成本高×存在污染APS源典型参数•离子束流：0.5mA/cm2•离子能量：20-200eV离子源简介－APS源特点离子源简介－阳极膜离子源阳极膜离子源工作原理在正交的电场和磁场的作用下电子在沟道内进行闭环迁移形成电子流闭环迁移的电子与气体发生碰撞气体电离阳极表面电场，离子被加速发射离子束对基片进行轰击或刻蚀离子源简介－阳极膜离子源阳极膜离子源工作原理优点：无栅极、无污染、适用反应气体能量调节范围宽无灯丝、无需特别维护将成为离子束辅助主流产品等离子体中性较好阳极膜离子源典型参数•离子束流：15mA/cm•离子能量：100-2000eV离子源...
