[发明专利]双等离子体离子源

权利要求书

1.一种离子源，所述离子源包括：

第一等离子体腔，所述第一等离子体腔包括等离子体产生部件和用于接收第一气体的第一进气口，以使所述等离子体产生部件与所述第一气体相互作用以在所述第一等离子体腔中产生第一等离子体，其中所述第一等离子体腔还限定了用于从所述第一等离子体引出电子的孔；和

第二等离子体腔，所述第二等离子体腔包括用于接收第二气体的第二进气口，其中所述第二等离子体腔还限定了实质上与所述第一等离子体腔的孔对准的用于接收从其中引出的电子的孔，以使所述电子与所述第二气体相互作用，以在所述第二等离子体腔中产生第二等离子体，所述第二等离子体腔还限定了用于从所述第二等离子体引出离子的引出孔。

2.根据权利要求1所述的离子源，其中所述第一等离子体腔还限定了用于形成进入高真空区域的通路的抽吸孔，其中所述抽吸孔的面积尺寸大于与用于从所述第一等离子体引出电子的孔相关的面积尺寸。

3.根据权利要求1所述的离子源，其中所述等离子体产生部件包括阴极和阳极。

4.根据权利要求1所述的离子源，其中所述等离子体产生部件包括射频天线。

5.根据权利要求1所述的离子源，还包括偏压电力供给装置，所述偏压电力供给装置用于在所述第一等离子体腔和第二等离子体腔之间产生相对的电压差，以实现将所述被引出的电子从所述第一等离子体腔运送到所述第二等离子体腔。

6.根据权利要求1所述的离子源，其中所述第一气体包括下述中的至少一种：

例如氩气(Ar)或氙气(Xe)的惰性气体；例如三氟化硼(BF₃)、砷化氢(AsH₃)或磷化氢(PH₃)的标准离子注入气体；或例如三氟化氮(NF₃)或氧气(O₂)的活性气体。

7.根据权利要求1所述的离子源，其中所述第二气体包括下述中的至少一种：

例如氩气(Ar)或氙气(Xe)的惰性气体；例如三氟化硼(BF₃)、砷化氢(AsH₃)或磷化氢(PH₃)的标准离子注入气体；例如三氟化氮(NF₃)或氧气(O₂)的活性气体；或例如癸硼烷(B₁₀H₁₄)或十八硼烷(B₁₈H₂₂)的大分子气体。

8.根据权利要求1所述的离子源，还包括与所述引出孔相关的引出电极组件，其中所述引出电极组件是可操作的以从所述离子源引出离子，通常用于形成离子束。

9.一种用于在离子源中产生离子的方法，所述方法包括步骤：

在第一等离子体腔中产生第一等离子体；

通过由所述第一等离子体腔所限定的孔，从所述第一等离子体引出电子；

将所述被引出的电子引导到所述第二等离子体腔中，用于在所述第二等离子体腔中产生第二等离子体；和

通过由所述第二等离子体腔所限定的引出孔，从所述第二等离子体引出离子。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述引出电子的步骤受在所述第一等离子体腔与所述第二等离子体腔之间的电压差的作用。

11.一种包括离子源(100)的离子注入系统，所述离子注入系统包括：

第一等离子体腔(102)，所述第一等离子体腔(102)包括等离子体产生部件(104)和用于接收第一气体的第一进气口(122)，以使所述等离子体产生部件(104)与所述第一气体相互作用，以在所述第一等离子体腔(102)中产生第一等离子体，其中所述第一等离子体腔(102)还限定了用于从所述第一等离子体引出电子的孔(114)；和

第二等离子体腔(116)，所述第二等离子体腔(116)包括用于接收第二气体的第二进气口(124)，其中所述第二等离子体腔(116)还限定了与所述第一等离子体腔(102)的孔(114)流体连通的、用于接收从其中引出的电子的孔(117)，以使所述电子与所述第二气体相互作用，以在所述第二等离子体腔(116)中产生第二等离子体，所述第二等离子体腔(116)还限定了用于从所述第二等离子体引出离子的引出孔(120)。