[发明专利]热阴极离子源系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种离子源系统，特别是涉及一种热阴极离子源系统。

背景技术

离子源系统为离子注入机中一个必不可少的组件。图1所示便为一种常见的热阴极离子源系统。如图1中由实线表示的组件所示，当该热阴极离子源系统为一三电极系统时，其将包括一等离子体电极1’、一抑制极2’以及一接地极3’，该等离子体电极1’处于较高的正电位(例如10kV)，该抑制极2’处于较低的负电位(例如-10kV)，该接地极3’则处于零电位。如图1中的全部组件所示，当该热阴极离子源系统为一四电极系统时，其除了上述的三个电极之外，在该等离子体电极1’与该抑制极2’之间还将具有一梯度电极4’(在图1中以虚线表示)，该梯度电极4’相对于该等离子体电极1’而言处于更低的正电位。

在现有的热阴极离子源系统中，上述的各个电极通常都需要利用复杂的机械电气设备来实现精确的移动或定位。而当注入任务较为稳定单一，例如在执行带状离子束对太阳能晶片的离子注入时，如果仍然利用上述的机械电气设备来移动或定位各个电极，则反而会导致控制方式的复杂化，此外还会引入较高的设备成本。

另外，继续参考图1，由于上述的各个电极均是处在一真空腔5’中的，因此为了使得各个电极能够处于预设的电位上，便需要通过馈通(feed through)6’将各个电极分别与该真空腔5’外部的供电装置或接地装置导通。图2所示便为一现有的馈通(以该等离子体电极1’与其馈通的连接状态为例)，馈通通常都具有一第一导体61’，该第一导体61’的一端611’处于该真空腔5’的外部、用于连接供电装置或接地装置，而该第一导体61’的另一端612’则处于该真空腔5’的内部，该端612’则又通过一软性的导线62’导通至相应的电极，即该导线62’的一端622’在安装时将会被固接在相应的电极上，而该导线62’的另一端621’则会固接在该第一导体61’的端612’上。这样在拆卸整个热阴极离子源系统时，该导线62’的固接牵连便会导致无法直接拆出各个电极，而是必须先将馈通6’拆除、由此破坏该导线62’才能够顺利地拆出电极，这显然是极其不便的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中各个电极的定位方式过于复杂、且拆装极其不便的缺陷，提供一种各个电极之间相互固接因此结构简单可靠、且拆装极其便捷的热阴极离子源系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种热阴极离子源系统，其包括多个电极以及分别与该多个电极相应的多个馈通，每个馈通均包括一导通至相应的电极的第一导体，其特点在于，该多个电极之间采用绝缘材料相互固接。

通过将各个电极之间相互固接，本发明的该热阴极离子源系统的整体结构便可以变得更加简单可靠，在完全省去现有的用于对各个电极的位置进行控制的复杂机械电气设备的前提下，也能够保证高质量地引出离子束。

较佳地，该热阴极离子源系统为用于太阳能晶片的离子注入的热阴极离子源系统。即，本发明的该热阴极离子源系统尤其适用于太阳能晶片的离子注入的应用场合。

较佳地，在该热阴极离子源系统为一三电极系统时，该多个电极为一等离子体电极、一抑制极以及一接地极，该等离子体电极与该接地极之间采用绝缘材料相互固接，该抑制极与该接地极之间采用绝缘材料相互固接。

采用上述固接方式的益处为：参考背景技术所述可知，该等离子体电极处于较高的正电位，该抑制极处于较低的负电位，将它们二者分别与该接地极相连，便可以使得该绝缘材料上承受的电位差更小，由此保证该绝缘材料不会有被击穿的风险，从而保证整个系统的运行可靠性。而若是选择将该等离子体电极与该抑制极直接相连，则必然会导致在该绝缘材料上出现极大的电位差，这将不利于整个系统的可靠运行。

较佳地，当该热阴极离子源系统为一四电极系统时，该多个电极为一等离子体电极、一梯度电极、一抑制极以及一接地极，该等离子体电极与该接地极之间采用绝缘材料相互固接，该抑制极与该接地极之间采用绝缘材料相互固接，该梯度电极与该抑制极之间采用绝缘材料相互固接。

与三电极系统的情况类似地，采用上述固接方式的益处为：参考背景技术所述可知，该等离子体电极处于较高的正电位，该梯度电极处于更低的正电位，该抑制极处于较低的负电位，该固接方式将可以使得该绝缘材料上承受的电位差更小，由此保证该绝缘材料不会有被击穿的风险，从而保证整个系统的运行可靠性。

较佳地，该绝缘材料为陶瓷。

较佳地，每个馈通均还包括一第二导体，该第一导体和/或该第二导体具有弹性，该第二导体的一端与该第一导体固接、另一端用于紧抵于相应的电极上。