一种离子束辅助沉积系统技术方案

本发明专利技术涉及薄膜材料制备技术领域，一种离子束辅助沉积系统为基于伪火花放电的等离子体阴极电子枪，区别于典型的离子束辅助沉积装置，其具有多个电极间隙，能有效产生空心阴极电离过程和后续的传导电离过程的电子束；空心阴极相的电子束的能量和束流密度通过不同的击穿方法来控制，离子质量分辨率足够高，可以分离氢原子的离子和氢分子的离子；离子能量较低，在几eV到几百eV能量范围内；离子束流足够高，保证离子辅助沉积过程能进行；较宽的离子束流，束流直径10mm，氢离子电流密度在1微安/平方厘米，能在较大区域衬底上进行沉积实验；对离子的质量选择只依赖于电场，无磁场，结构紧凑，能对原子束流或活跃气体分子离子束流有效控制。

【技术实现步骤摘要】
一种离子束辅助沉积系统
本专利技术涉及薄膜材料制备
，特别是利用一种结构紧凑的、用于离子质量和离子能量选择的离子束辅助沉积装置，产生可变离子能量的氢离子流，在离子束流足够高的情况下能够独立地选择离子质量、四极质量过滤只依赖于电场、无磁场的一种离子束辅助沉积系统。
技术介绍
离子束辅助是一种薄膜沉积的方法，是指在高真空蒸发室中利用离子源所产生的离子束轰击正在进行薄膜沉积的衬底材料，以此制备得到具有某些特性的薄膜。离子束辅助沉积工艺的主要过程是在镀膜过程中，再用适当的荷能离子轰击正在生长的薄膜，从而改变了成膜环境。此时，由于外来离子对凝聚中粒子的动量传递，使得膜料粒子在基底表面的迁移率增加，并因此影响了粒子的凝结速率及生长速率，从而导致薄膜的堆积密度增加，大幅度提高了膜层在基底上的附着力。同真空热蒸发技术相比，离子辅助镀膜技术提高了薄膜的填充密度和附着力。离子源是离子束辅助沉积的核心部件，但是现有的宽束离子源存在下列技术的缺陷：(一)一些活跃气体比如氢气作为源气体的宽束离子源发射出来的离子束通常包含多原子的氢离子和单原子的氢离子的混合物，H2+，H+，在不改变其他束流参数的条件下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子束辅助沉积系统，主要包括由空心阴极(1)、触发模块(2)、阳极(3)、气管(4)、储气罐(5)、等离子体室(6)组成的离子束源、漂移管(7)、抽取电极(8)、电极组I(9)、由三组独立的四级杆组I(10‑1)、四级杆组II(10‑2)、四级杆组III(10‑3)组成的四级杆(10)、电极组II(11)、不锈钢栅网(12)、电子束蒸发源(13)、样品(14)、样品台(15)、位移台(16)、真空腔(17)、挡板I(18)、挡板II(19)、控制单元(20)及电缆，所述空心阴极(1)包括石墨阴极管(1‑1)、不锈钢基座(1‑2)、电极I(1‑3‑1)、电极II(1‑3‑2)、氮化硼加热管(...

【技术特征摘要】
1.一种离子束辅助沉积系统，主要包括由空心阴极(1)、触发模块(2)、阳极(3)、气管(4)、储气罐(5)、等离子体室(6)组成的离子束源、漂移管(7)、抽取电极(8)、电极组I(9)、由三组独立的四级杆组I(10-1)、四级杆组II(10-2)、四级杆组III(10-3)组成的四级杆(10)、电极组II(11)、不锈钢栅网(12)、电子束蒸发源(13)、样品(14)、样品台(15)、位移台(16)、真空腔(17)、挡板I(18)、挡板II(19)、控制单元(20)及电缆，所述空心阴极(1)包括石墨阴极管(1-1)、不锈钢基座(1-2)、电极I(1-3-1)、电极II(1-3-2)、氮化硼加热管(1-4)、发射管(1-5)、石墨套筒(1-6)、钨弹簧(1-7)、氮化硼外套(1-8)、石墨薄层(1-9)、双层氧化铝管(1-10)、陶瓷辐射屏底座(1-11)、钽制内辐射屏(1-12)、钽制外辐射屏(1-13)、石墨阴极罩(1-14)、不锈钢气体入口(1-15)、钽制加热丝(1-16)，所述空心阴极(1)、触发模块(2)、阳极(3)、气管(4)、储气罐(5)、等离子体室(6)、漂移管(7)、抽取电极(8)、电极组I(9)、四级杆(10)、电极组II(11)、不锈钢栅网(12)、电子束蒸发源(13)、样品(14)、样品台(15)、位移台(16)、挡板I(18)、挡板II(19)均位于真空腔(17)内，所述空心阴极(1)、等离子体室(6)、漂移管(7)依次同轴连接，空心阴极(1)前端具有触发模块(2)、后端为阳极(3)，所述储气罐(5)通过气管(4)连接于所述等离子体室(6)，所述抽取电极(8)、电极组I(9)、四级杆组I(10-1)、四级杆组II(10-2)、四级杆组III(10-3)、电极组II(11)依次位于所述漂移管(7)，所述不锈钢栅网(12)位于漂移管(7)后端，所述挡板I(18)位于不锈钢栅网(12)外侧，所述挡板II(19)位于电子束蒸发源(13)出口处，从抽取电极(8)到栅网(12)长度50cm，所述陶瓷辐射屏底座(1-11)一端连接不锈钢基座(1-2)、且其内侧表面和外侧表面分别与钽制内辐射屏(1-12)和钽制外辐射屏(1-13)连接，并位于所述石墨阴极管(1-1)外圈，石墨阴极罩(1-14)连接不锈钢基座(1-2)且罩于最外围，将一组中不相邻的两根杆的距离的一半定义为四极电场半径r0，其特征是：发射管(1-5)材料为浸渍钡、钙氧化物的铝钨合金，不锈钢气体入口(1-15)位于阴极管(1-1)与不锈钢基座(1-2)连接的一端的中心位置，所述不锈钢气体入口(1-15)、钨弹簧(1-7)、石墨套筒(1-6)、发射管(1-5)依次同轴对接，所述双层氧化铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：方晓华，李君华，张向平，
申请(专利权)人：金华职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33