[发明专利]用于离子束注入机的等离子体电子流

权利要求书

1.一种等离子体电子流系统，所述等离子体电子流系统包括：

具有放电腔的壳体，所述放电腔构造为包含气体，并且

所述等离子体电子流系统包括位于其中的细长引出缝、阴极丝、阴极组件和多个阳极；并且

其中所述细长引出缝与离子注入系统直接连通；

其中所述阴极丝发射电子，所述电子通过所述阴极丝和所述多个阳极之间的电势差被吸引到所述多个阳极；

其中所述电子的一部分通过所述细长引出缝引出，作为电子带用于中和在所述离子注入系统内行进的离子束。

2.根据权利要求1所述的等离子体电子流系统，其中所述阴极丝的直径约为0.5至2毫米；

其中所述阴极丝具有240至500毫米的长度；

其中每个阳极的直径约为1至10毫米；并且

其中每个阳极具有240至500毫米的长度。

3.根据权利要求1所述的等离子体电子流系统，其中所述放电腔为圆筒形，并具有约30至200毫米的内直径。

4.根据权利要求1所述的等离子体电子流系统，其中所述放电腔为圆筒形，并具有约30至200毫米的内直径；并且

其中所述放电腔具有240至500毫米的长度；

其中所述引出缝为约1至50毫米宽和约200至450毫米长。

5.根据权利要求1所述的等离子体电子流系统，其中所述阴极丝由包括石墨、钨、钼和钽的材料制造；并且

其中所述多个阳极由包括石墨、铝、钨和钼的材料制造。

6.根据权利要求1所述的等离子体电子流系统，其中所述放电腔内的氙气的分压约为5×10^-5至1×10^-4托；并且

其中所述放电腔内的气体包括氙、氩或氙和氩的混合物。

7.根据权利要求1所述的等离子体电子流系统，其中所述阴极和所述壳体处于大约相同的电势，并且所述阳极相对于所述阴极和所述壳体被以正电压偏压。

8.一种离子注入系统，所述离子注入系统包括：

离子源，所述离子源产生沿着纵向路径的离子束；

线束系统，所述线束系统提供跨过所述路径的磁场，以便根据质量以变化的轨迹偏转所述离子束中的离子；

等离子体电子流系统，所述等离子体电子流系统用于向所述离子束提供电子，并且

其中所述等离子体电子流系统包括位于壳体内的放电腔，包括多个阳极、阴极丝、阴极组件和细长引出缝；

其中所述阴极丝发射电子，所述电子通过电势差被吸引到所述多个阳极；

其中所述细长引出缝将所述电子的一部分作为细长带发射到所述离子束中，

终端站，所述终端站接收来自所述线束系统的经质量分析的且被中和的离子束，并沿着所述路径支撑至少一个使用所述经质量分析的且被中和的离子束进行注入的工件。

9.根据权利要求9所述的离子注入系统，其中所述阴极丝的直径约为0.9毫米，且

其中所述阳极的直径约为3毫米。

10.根据权利要求9所述的离子注入系统，其中所述离子束构成具有宽度和高度的带状离子束；

其中所述宽度大于所述高度。

11.根据权利要求9所述的离子注入系统，其中所述电子的细长带被设置到横向于所述离子束的所述长度的所述离子束中。

12.根据权利要求9所述的离子注入系统，所述放电腔内的氙气的分压约为5×10^-5至1×10^-4托；

其中所述放电腔内的气体包括氙和氩；

其中所述阴极丝由包括石墨、钨、钼和钽的材料制造；并且

其中所述多个阳极由包括石墨、铝、钨和钼的材料制造。

13.根据权利要求9所述的离子注入系统，其中阴极丝电流约为15至80安培。

14.一种将电子引入带状离子束的方法，所述方法包括下述步骤：

给放电腔内的阴极丝通电；

偏压所述阴极、放电腔壳体和阳极；以及

通过细长引出缝将电子发射到所述带状离子束中。

15.根据权利要求15所述的方法，其中所述阴极电压和所述放电腔壳体电压被偏压至低于所述阳极电压的电压。