[发明专利]用于在线实时溅射深度测量的格林辉光放电光源

权利要求书

1.一种用于在线实时溅射深度测量的格林辉光放电光源，包括阳极筒、阴极盘、放电腔和石英窗、气路、光纤装置五部分，其特征在于，与激光位移传感器联用，进行在线实时测量样品溅射深度；产生辉光放电的部分是尾部为锥形、头部为筒形阳极和杯形阴极；放电腔用石英玻璃密封，作为观测光谱信号的窗口；放电腔有一个氩气充气通道和两个抽气通道，形成的两个气体回路用来保持腔体内气压稳定和降低样品表面与阳极端面之间的气压；激光位移传感器将安装在光源石英窗的后方，正对样品溅射坑测量溅射深度；采用光纤装置传导辉光光谱信号。

2.按照权利要求1所述的辉光放电光源，其特征在于，阳极筒设计为直径8mm，整个阳极筒设计为台阶形状并将其后端设计为锥形；辉光光源负辉区一般集中在距离阳极筒端面10mm内，因此设计阳极筒圆筒状部分深度为8mm，将筒壁厚度设计为2mm以增强散热效果；阳极筒端面与阴极盘之间的间隙小于0.2mm，使放电不会在这里形成，由于辉光放电中形成的正离子空间电荷效应，使加在阴阳极间的电压几乎全部集中分布在阳极筒内部、阴极前端很短的距离内；此设计可以将辉光放电集中限制在样品表面区域。

3.按照权利要求1所述的辉光放电光源，其特征在于，阴极盘与阳极筒外壁之间设计为不留缝隙紧密结合；降低了阳极筒外壁与阴极盘结合处的氩气残留，增强了辉光溅射过程的稳定性，能够将放电现象限制在阳极筒内壁与样品之间，有效防止了阳极筒边缘放电现象的产生；在溅射过程中采用水冷，以降低阳极筒、阴极盘和样品表面的温度，防止阴极盘过热熔化。

4.按照权利要求1所述的辉光放电光源，其特征在于，辉光放电腔以及石英窗的直径加大为60mm，同时将光源的总厚度减小到小于50mm，从而减小了激光测距传感器与被测样品的距离，将深度检测精度提高到0.2μm，同时保证了样品溅射效果和逐层取样效果。

5.按照权利要求1所述的辉光放电光源，其特征在于，气路由充气通道和抽气通道组成；阳极筒抽气通道用来减小阴阳极间的氩气浓度，防止阳极筒外壁和端面与阴极间发生放电现象；在阳极筒上的16个圆孔在抽真空过程和溅射过程中能将阳极筒外壁的氩气排除；放电腔抽气通道使溅射过程中腔内气压保持稳定，此通道外径小于阳极筒抽气通道；充气通道靠近石英窗，对石英窗起到气体冲刷清洗的作用，减少等离子体在石英窗上的沉积；放电腔、压盘、阳极筒以及阴极盘之间的连接均采用硅橡胶圈密封。

6.按照权利要求1所述的辉光放电光源，其特征在于，采用折射率阶跃型多模光纤来传导辉光光谱信号，光源阳极筒尾部的锥形设计使得光纤在非正对的位置采集到光谱信号。