[发明专利]一种中束流离子注入机的聚焦硅堆装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种束流的聚焦装置，尤其涉及离子注入机中加速管中的离子束聚焦装置。该装置是中束流离子注入装备中的高压附件装置之一。

背景技术

在离子注入机中，离子束流在到达靶室前须经过加速管加速，给予离子束流一定的能量，由于所需离子能量要求不同，加速管的工作模式对于离子束的聚焦作用就会不同。为了使加速管在任何能量下有更好的聚焦作用，在加速间隙(加速电极与地电极)之间增加了一聚焦电极。聚焦电极所加电压相对加速电极为负电压，聚焦电压的大小对加速或减速能量没有影响，但能改变加速管的聚焦能力。聚焦电极的存在能使束流在加速的同时聚焦，并在减速时使打到其上的正电荷有一泄放回路。

发明内容

为了解决离子束在加速管中的聚焦问题，本发明集合开发半导体离子注入机的成功经验及技术优势，在离子注入机电气系统基础上设计一种离子束的聚焦硅堆装置，该装置结构简单，与加速管内的加速电极和地电极相结合聚焦效果好，能很好满足中束流离子注入机束流聚焦要求。

为了实现上述目的，该装置采用下面技术方案：

一种中束流离子注入机的聚焦硅堆装置，该装置主要用于给加速管提供聚焦电压。该装置主要结构包括固定夹板(1)、绝缘管(2)、PCB板(3)、高压二极管(4)、接线球(5)、放电盘(6)和高压插座(7)。整个装置的一侧由固定夹板(1)固定于加速管外壳，外部为绝缘管(2)，以确保安全，内部为两块PCB板(3)，板上为串在一起的高压二极管(4)堆(即硅堆)，以实现该装置的聚焦或者泄放作用；另一侧由接线球(5)引入负压并由放电盘(6)对装置实施保护作用，高压 插座(7)为本装置提供电源。

本发明与现有的技术相比具有如下显著优点：

1、放电盘外围做成圆弧形，可以有效防止尖端放电，对装置有一定的保护作用。

2、聚焦硅堆板上为12个高压二极管反向串联，可以保证只有负压才能加到聚焦电极上，同时还能使打到聚焦电极上的正电荷有一个泄放回路。

3、该装置结构简单，成本较低。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图。

图2是本发明所述聚焦硅堆板原理图。

1-固定夹板，2-绝缘管，3-PCB板、4-高压二极管、5-接线球；6-高压插座，7-放电盘。

具体实施方式

固定夹板(1)、绝缘管(2)、PCB板(3)、高压二极管(4)、接线球(5)、放电盘(6)和高压插座(7)。整个装置的一侧由固定夹板(1)固定于加速管外壳，外部为绝缘管(2)，以确保安全，内部为两块PCB板(3)，板上为串在一起的高压二极管(4)堆(即硅堆)，以实现该装置的聚焦或者泄放作用；另一侧由接线球(5)引入负压并由放电盘(6)对装置实施保护作用，高压插座(7)为本装置提供电源。

离子束进入加速管中，如果只对束流进行加速，束流会在运动的时候因为自身的电荷而发散，因此，需在加速的同时对其聚焦。本装置在(加速间隙)加速电极与地电极之间加一负压，使加速电极与聚焦电极、聚焦电极与地电极之 间有一定的电场，这两个电场均可以理解为类似透镜的作用，在束流通过的同时对束流进行聚焦。正压由加速电源提供，负压则由聚焦电源提供。为了使加到聚焦电极上的电压为负压，本装置将12个高压二极管反向串联起来，保证只将负压加到电极上。同时，离子束通过的同时，会将打到聚焦电极上的正离子通过二极管堆进行泄放。

本装置由聚焦电源提供负压，由高压插座(7)获得电压，并经由接线球(5)进入本聚焦硅堆装置内部，经由反向高压硅堆将负压加到聚焦电极上。