The invention discloses a Panning ion source based on hot electron discharge, which includes: hot wire electrode assembly, discharge chamber, insulation sleeve, anode barrel assembly, cathode net, accelerating pole and magnetic pole. The main method is that hot wire discharge occurs after conducting and heating by using hot wire electrode assembly, and Panning discharge is formed between anode barrel and cathode net, and electrons are electrified in discharge chamber and anode barrel. Reciprocating motion is realized under the action of field and magnetic field, and the travel of electrons is greatly lengthened, the number of effective collisions increases exponentially, and the accelerated electrode outputs large beam particle flow to the vacuum chamber. The hot wire electrode assembly and the discharge chamber are equipped with three water-cooled chambers, which can efficiently cool the heat generated during the discharge of the hot wire. Effect: By combining Penning discharge with hot wire discharge, the invention realizes uniform and stable discharge, has better cooling effect, and improves the long-term, high efficiency and stability of ion source.
【技术实现步骤摘要】
基于热电子放电的潘宁离子源
本专利技术涉及一种潘宁离子源,特别涉及一种基于热电子放电的潘宁离子源。
技术介绍
离子源是现阶段应用最为广泛的离子辅助沉积、清洗待镀产品的一种气相沉积过程中的通过等离子体放电离华气体的装置。离子源可有效的提高膜层致密度、附着力及膜层的光学性能及机械性能都有很好的提升效果。现阶段常用的离子源主要有潘宁离子源、霍尔离子源、阳极层离子源。潘宁离子源是以潘宁放电为基础设计的离子源,是通过在环形阳极轴向方向上施加磁场,两个阴极之间电子往返运动,增加气体粒子的离化率,潘宁离子源的原理造成了离子源的结构较为小巧,离华输出能力相对较低,两组阴极及阳极之间距离较小,造成离华过程中,电极绝缘组件等很容易受到污染,严重影响潘宁源的使用寿命。霍尔离子源是由阳极、阴极、磁场、气体分布组件组成,其中阴极发射电子,轰击进入的气体原子离华形成等离子体,同时提供中和电子,形成电中性的等离子束,等离子体受霍尔电流的加速作用,向出口处加速。霍尔离子源的结构造成部分零部件污染严重,其离子能量较低,并极易受环境影响稳定性较差,同时离华气体气耗大。阳极层离子源是霍尔离子源的一种,阳极层离子源放电室壁是金属组成额,放电室由阳极及内外阴极组成。阳极层离子源中电子在电磁场作用下,形成环形霍尔电流,增加电子与气体的碰撞几率,提高了离化率,阳极表面附近区域形成的等离子体在电磁场及霍尔电流的共同加速下,从离子源下游引出。阳极层离子源结构简单,不需要电子发射器及栅极,可很好的利用于工业应用中。然而阳极层离子源阳极阴极之间间隙较小,在涂层装置极易污染,影响离子源的绝缘性,同时阴极上存在烧 ...
【技术保护点】
1.一种基于热电子放电的潘宁离子源,包括热丝电极组件(11)、放电腔(12)、阳极筒组件(13)、磁极(14)、阴极网(15)、加速极(16)、绝缘座(17);其中热丝电极组件(11)包括放电钨丝(110)、钨丝固定套(111)、钨丝座(112)、进水管(113)、接线板(114)、钨丝座绝缘座(115)、钨丝座压盖(116),进水管(113)及钨丝座(112)形成第一冷却腔(101);放电腔(12)包括固定座(121)及放电座(122),热丝电极组件(11)通过带有绝缘套的螺栓将钨丝座压盖(116)、钨丝座绝缘座(115)及钨丝座(112)固定在固定座(121)上,固定座(121)与放电座(122)通过螺栓禁锢形成放电腔(12),并可通过带有绝缘套的螺栓与绝缘套(17)及阳极筒组件(13)禁锢,固定座(121)设置有第二冷却腔(102),放电座(122)设置有第三冷却腔(103);阳极筒组件(13)包括连接板(131)、阳极筒(132),阳极筒(132)通过密封圈与连接板(131)实现真空密封及禁锢,连接板(131)通过绝缘套(17)禁锢在放电座上,阳极筒(132)上套装磁极(14) ...
【技术特征摘要】
1.一种基于热电子放电的潘宁离子源,包括热丝电极组件(11)、放电腔(12)、阳极筒组件(13)、磁极(14)、阴极网(15)、加速极(16)、绝缘座(17);其中热丝电极组件(11)包括放电钨丝(110)、钨丝固定套(111)、钨丝座(112)、进水管(113)、接线板(114)、钨丝座绝缘座(115)、钨丝座压盖(116),进水管(113)及钨丝座(112)形成第一冷却腔(101);放电腔(12)包括固定座(121)及放电座(122),热丝电极组件(11)通过带有绝缘套的螺栓将钨丝座压盖(116)、钨丝座绝缘座(115)及钨丝座(112)固定在固定座(121)上,固定座(121)与放电座(122)通过螺栓禁锢形成放电腔(12),并可通过带有绝缘套的螺栓与绝缘套(17)及阳极筒组件(13)禁锢,固定座(121)设置有第二冷却腔(102),放电座(122)设置有第三冷却腔(103);阳极筒组件(13)包括连接板(131)、阳极筒(132),阳极筒(132)通过密封圈与连接板(131)实现真空密封及禁锢,连接板(131)通过绝缘套(17)禁锢在放电座上,阳极筒(132)上套装磁极(14),阴极网(15)及加速极(16)套装在阳极筒上的安装孔,其包括电极绝缘套(105)、电极(106)、栅网(107),栅网(107)固定在电极(106)上,电极(106)通过电极绝缘套(105)及带有绝缘套的螺栓禁锢在阳极筒(132)的安装孔上。2.根据权利要求1所述的基于热电子放电的潘宁离子源,其特征在于:潘宁离子源(1)设置有三个水冷腔,其中第一水冷腔(101)通过进水管(113)与钨丝座(112)螺纹紧固形成的冷却腔;固定座(121)上设置有围绕两组热丝电极组件(11)的第二冷却腔(102);放电座(132)上设置有具有环形隔水条的第三冷却腔(103);第一冷却腔(101)可直接对热丝电极...
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