[实用新型]一种高效紧凑的多级轴向磁场约束的离子镀源装置

权利要求书

1.一种高效紧凑的多级轴向磁场约束的离子镀源装置，其特征在于，采用具有靶材底柱紧凑结构的离子镀枪装置配合双层水冷传输法兰套，采用锥台形靶材，通过靶材底柱周围靶座背面的内轴向磁场发生装置与传输法兰套上的外两级轴向磁场发生装置的配合，形成与锥台形靶材锥面相交的约束轴向磁场及传输空间聚焦导引轴向磁场兼容的多级轴向复合磁场结构。

2.按照权利要求1所述的高效紧凑的多级轴向磁场约束的离子镀源装置，其特征在于：离子镀枪装置设有靶材、靶材底座、冷却水进水管道、永磁体或导磁环、靶材底柱、靶材底柱绝缘套、离子镀枪底盘、离子镀枪底盘紧固板、冷却水通道底座、内轴向磁场发生装置，锥台形靶材安装在靶材底座上，锥台形靶材的外侧设置靶材屏蔽罩，靶材底部与靶材底座冷却铜板紧密接触，通过靶材底座冷却铜板间接冷却；靶材底柱的内侧设置永磁体或导磁环和冷却水进水管道，永磁体或导磁环设置于冷却水进水管道的外侧；靶材底座中设置有靶材底座冷却通道隔板，靶材底座冷却通道隔板将靶材底座中的空腔分成靶材底座冷却水上通道和靶材底座冷却水下通道；靶材底座安装在靶材底柱的一端，靶材底柱外径尺寸为靶材底座外径尺寸的1/4～1/2，内轴向磁场发生装置围套在靶材底座后的靶材底柱周围；靶材底柱内部设有冷却水进水管道，与靶材底柱外筒形成冷却水通道，冷却水进水管道与靶材底柱一起安装在底部的冷却水通道底座上；靶材底柱的外侧设置靶材底柱绝缘套，通过绝缘套与靶材底柱之间的密封圈密封；靶材底柱绝缘套的外侧设置离子镀枪底盘绝缘盘、离子镀枪底盘、离子镀枪底盘紧固板，离子镀枪底盘的一侧设置离子镀枪底盘紧固板，离子镀枪底盘紧固板通过靶材底柱绝缘套上的绝缘套盘与离子镀枪底盘隔开，离子镀枪底盘的另一侧设置离子镀枪底盘绝缘盘，离子镀枪底盘通过底部密封圈、离子镀枪底盘紧固板通过顶部密封圈与绝缘套上的绝缘盘相互形成紧密接触密封；电源接头端子安装在靶材底柱上，离子镀枪装置通过离子镀枪底盘安装在双层水冷传输法兰套上。

3.按照权利要求1所述的高效紧凑的多级轴向磁场约束的离子镀源装置，其特征在于：双层水冷传输法兰套采用不导磁的不锈钢法兰套，法兰套为空心结构，法兰套中通有冷却水；法兰套的外侧设有法兰套绝缘套，法兰套绝缘套的外侧设有外轴向磁场发生装置，外轴向磁场发生装置、法兰套与靶材三者之间同轴，外轴向磁场发生装置在法兰套上的位置可调；法兰套截面单边形状为L形，中间法兰套冷却水通道由双层不锈钢筒同轴围套组成，冷却水通道上部焊接一环形法兰盘，法兰盘内径与法兰套内径平齐，外径与炉体法兰外径平齐，法兰盘边缘开有6-8个法兰安装孔，通过法兰安装孔将法兰整体与炉体连接；冷却水通道下部连接不锈钢法兰环，法兰环内、外径与法兰套一致，法兰环底部开有8个螺纹孔，其中对称两个螺纹孔为通孔，作为进出水口，另外6个作为离子镀枪底盘连接孔。

4.按照权利要求1所述的高效紧凑的多级轴向磁场约束的离子镀源装置，其特征在于：多级轴向复合磁场是内轴向磁场与外两级轴向磁场耦合形成的与锥台形靶材锥面相交的约束轴向磁场及传输空间聚焦导引轴向磁场兼容的复合轴向磁场之一：

（1）由外长、短单级轴向磁场单独作用形成单级轴向磁场；

（2）由内轴向磁场与外长单级轴向磁场耦合的两级轴向磁场；

（3）由内轴向磁场与外短单级轴向磁场耦合的两级轴向磁场；

（4）由内轴向磁场与外两级轴向磁场耦合的三级轴向磁场。

5.按照权利要求1所述的高效紧凑的多级轴向磁场约束的离子镀源装置，其特征在于：内轴向磁场为靶材背面的辅助磁场，线圈中心强度为20-80G的弱磁场；外轴向磁场为靶面附近的轴向过渡磁场，线圈中心强度为50-150G的弱磁场；或者，外轴向磁场为线圈中心强度为100-500G的聚焦导引强磁场；或者，外轴向磁场为靶面附近的轴向过渡磁场与聚焦导引强磁场的叠加磁场。

6.按照权利要求1所述的高效紧凑的多级轴向磁场约束的离子镀源装置，其特征在于：与锥台形靶材锥面相交的约束轴向磁场为线圈中心强度为20-100G的弱磁场，由外长、短单级轴向磁场与锥台形靶材锥面相交形成，或由内轴向磁场与外单级轴向磁场耦合形成，或由内轴向磁场与外两级轴向磁场的轴向过渡磁场磁场耦合形成；传输空间聚焦导引轴向磁场为线圈中心强度为100-500G的强磁场，由外长、短单级轴向磁场在传输空间形成，或由外两级轴向磁场耦合形成。