[实用新型]霍尔离子源

说明书

技术领域

本实用新型涉及离子源技术领域，特别是涉及一种霍尔离子源。

背景技术

离子源是使中性原子或分子电离，并从中引出离子束流的装置。霍尔离子源通过在真空环境下，利用发射的电子在电场和磁场的相互作用下，使充入真空室的气体产生离化，在电场和磁场的作用下发射离子。

霍尔离子源作为一种无栅网式离子源，因其维护价格低廉，被广泛应用在一般辅助镀膜领域。传统的霍尔离子源使用永久磁铁提供稳定磁场，使得处于阴极和阳极间的电子运行路线增长，增加电离效率。但使用永久磁铁，只能通过改变离子源的供气量实现对离子源参数的调节。由于离子源的供气量改变，容易影响真空环境，进而影响离子源的正常工作。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种霍尔离子源，通过调整磁场调整离子源参数，避免影响离子源真空环境。

一种霍尔离子源，包括：

底部和四周封闭、上部设置有开口的中空壳体；

固定在所述壳体上的开口的对应位置的阴极；

在所述壳体内与所述阴极相对设置的阳极，所述阳极设置有与所述壳体的开口对应的阳极口；

设置在所述壳体内位于所述阳极下方的电磁铁；

以及设置在所述壳体内的气体输入管道。

在一个实施例中，所述壳体内还设置有导流板，所述导流板位于所述阳极的下方，所述导流板连接所述气体输入管道。

在一个实施例中，所述壳体内还设置有绝缘支撑平台，所述阳极设置在所述绝缘支撑平台靠近所述壳体的开口的一侧；所述电磁铁设置在所述绝缘支撑平台远离所述开口的一侧。

在一个实施例中，所述绝缘支撑平台设置有连接所述气体输入管道的通孔，所述导流板设置在所述绝缘支撑平台上。

在一个实施例中，所述阴极为灯丝阴极、中空阴极或等离子桥阴极中的任意一种。

在一个实施例中，所述阳极采用不绣钢材料或非导磁材料制成。

在一个实施例中，所述壳体外设置与所述电磁铁和所述阳极连接的接线端子，用于连接电源。

在一个实施例中，所述阴极的两端分别用于连接交流电源的两极并且接入负极偏压，所述阳极用于连接直流电源的正极；所述电磁铁的N极和S极分别用于连接直流电源的负极和正极。

在一个实施例中，所述壳体采用导磁材料制成。

上述的霍尔离子源，通过采用电磁铁产生磁场，能够实现通过电流大小调整磁场强弱进而调整离子源的工艺参数，该调整方式简单稳定，无需调整离子源的工艺气体的供气量，使源子源在稳定气压中工作。

附图说明

图1为一个实施例的霍尔离子源的结构示意图；

图2为一个实施例的霍尔离子源的剖视图；

图3为一个实施例的霍尔离子源的工作示意图。

具体实施方式

在一个实施例中，一种霍尔离子源的结构示意图如图1所示，其剖视图如图2所示，包括：底部和四周封闭、上部设置有开口的中空壳体100，固定在所述壳体100上的开口的对应位置的阴极110，在所述壳体100内与所述阴极110相对设置的阳极120，设置在所述壳体100内位于所述阳极120下方的电磁铁130，以及设置在壳体100内的气体输入管道140，阳极120设置有与所述壳体100的开口对应的阳极口。

壳体100由导磁材料制成，一种霍尔离子源的工作示意图如图3所示，将霍尔离子源安装在高真空的环境中，将电磁铁130连接直流电源，产生磁场。将霍尔离子源的阴极110两端分别连接交流电的两极并且接入负极偏压，具体的连接到变压器的输出端，变压器的输出端还连接阴极电子发射电源的负极，阴极电子发射电源的正极接地，使阴极得到一个负电位。通过调整直流电源电流大小控制阴极出来的电子数量。在具体的实施方式中，阴极电子发射电源为直流电源。阴极110为灯丝阴极、中空阴极或等离子桥阴极中的任意一种。阳极采用不锈钢材料或非导磁材料制成。阴极灯丝通过电流加热产生大量的自由电子，自由电子在电势差作用下反射出来。霍尔离子源的阳极连接到一直流电源的正极，该直流电源的负极接地，从而阳极得到一个正电压。阴极灯丝产生的热电子在阳极吸引下加速运行到阳极上。通过气体输入管道140注入工艺气体，工艺气体扩散到阳极120周围，自由电子在运行过程中撞击工艺气体，工艺气体在自由电子撞击下失去电子，形成带电离子。气体离子带正电荷，正电荷离子在阳极120的电场作用下，从离子源出口发射出去。