[发明专利]一种带电粒子束流磁场聚焦结构及应用该结构的离子注入机

权利要求书

1.一种带电粒子束流磁场聚焦结构，使通过该结构的束流产生Y方向的聚焦，该聚焦效果沿X方向是非均匀的；其中以该带电粒子束流的传输方向为Z方向，以垂直于Z方向且平行于水平地面的方向为X方向，以垂直于Z方向且垂直于水平地面的方向为Y方向；该带电粒子束流偏转磁场结构包括：

第一对磁体，位于关于束流对称的两侧，两个磁体产生的磁场的方向相同；

第二对磁体，位于关于束流对称的两侧，当沿负Z方向观察时，其位于第一对磁体的一侧，两个磁体产生的磁场的方向相同且与第一对磁体产生的磁场的方向相反；

第三对磁体，位于关于束流对称的两侧，当沿负Z方向观察时，其位于第一对磁体的另一侧，其位置与第二对磁体关于第一对磁体对称，两个磁体产生的磁场的方向相同且与第一对磁体产生的磁场的方向相反；

其中至少第一对磁体沿Z方向的宽度不均匀。

2.如权利要求1所述的带电粒子束流磁场聚焦结构，其磁体可为电磁体或永磁体。

3.如权利要求1所述的带电粒子束流磁场聚焦结构，其磁体为电磁体时，其磁轭可为连续的，即每一磁体对应一组线圈，对于位于束流一侧的三个磁体，线圈包围的磁轭可联通为一整体。

4. 如权利要求1所述的带电粒子束流磁场聚焦结构，其第二对和第三对磁铁沿 Z方向的宽度可为均匀或非均匀。

5.如权利要求1所述的带电粒子束流磁场聚焦结构，其第一对磁体的沿Z方向的宽度可为线性或非线性变化的。

6.如权利要求1所述的带电粒子束流磁场聚焦结构，其第一对磁体的沿Z方向的宽度可为连续或非连续变化的。

7.如权利要求1所述的带电粒子束流磁场聚焦结构，其第二对和第三对磁体的沿Z方向的宽度可为线性或非线性变化的。

8.如权利要求1所述的带电粒子束流磁场聚焦结构，其第二对和第三对磁体的沿Z方向的宽度可为连续或非连续变化的。

9.如权利要求1所述的带电粒子束流磁场聚焦结构，其带电粒子束流可为离子束流或电子束流，其中离子束流可为正离子或负离子，电子亦可为负电子或正电子。

10.一种离子注入机，其包括：

离子源，用于产生离子束；

引出电极，用于将离子从离子源中引出，使离子传输至之后的部件中；

分析器，用于分离不同种类的离子；

分析光阑，用于选择所需要注入的种类的离子；

平行透镜，用于使通过分析器聚焦的离子束成为平行的离子束；

聚焦透镜，用于调整束流的包络尺寸和发散角参数；

减速/偏转结构，对束流进行减速，以实现离子的低能注入，同时对束流进行偏转；

注入靶室，以承载注入工件并进行必要的机械运动以实现所需的离子注入；

其中所述聚焦透镜中至少一个为如权利要求1所述的带电粒子束流磁场聚焦结构。

11.如权利要求10所述的离子注入机，所述聚焦透镜位于分析器之前，或者所述聚焦透镜位于分析器之后，或者所述聚焦透镜位于平行透镜之前，或者所述聚焦透镜位于平行透镜之后。

12.如权利要求10所述的离子注入机，所述聚焦透镜可位于需要对离子束进行聚焦的任意位置。

13.如权利要求10所述的离子注入机，所述离子源产生的所述离子束可为正离子束或负离子束。

14.如权利要求10所述的离子注入机，离子源传输至注入靶室的到靶束流可为斑点束或宽带束。