[实用新型]等离子体灯丝气体离子源装置

说明书

本实用新型涉及离子源设备技术领域，具体涉及了一种等离子体灯丝气体离子源装置，包括第一离化筒和第二离化筒，第一离化筒的一端设有第一进气口且第一离化筒的另一端设有第一逸出口，第一离化筒的外侧壁上缠绕有第一线圈，第一离化筒内设有灯丝组件；第二离化筒的一端与第一逸出口连通，第二离化筒的另一端设有第二逸出口，第二离化筒的外侧壁上缠绕有第二线圈。本实用新型通过缠绕在第一离化筒外的第一线圈以及缠绕在第二离化筒外的第二线圈，提高了气体离化效率，同时从灯丝发射出来的杂质原子会被第一离化筒内侧壁捕获，避免杂质原子污染被加工工件。

技术领域

本实用新型涉及离子源设备技术领域，特别是涉及一种等离子体灯丝气体离子源装置。

背景技术

低温等离子体技术被广泛地运用于材料表面处理、半导体、微电子、光学、医学、等工业领域，尤其在薄膜材料制备和材料表面改性方面使用非常广泛。在材料表面改性技术领域热灯丝离子源可以提供加热工件、刻蚀活化表面及辅助镀膜的功能，也可为离子注入、元素掺杂等提供合适的金属元素、气体元素离子源等。但是灯丝热发射电子过程中，自身的表面原子也会发射出来，如果吸附在工件表面将构成污染。另外目前的热丝技术利用热灯丝发射的电子碰撞气体获得离子，气体离化效率较低。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种等离子体灯丝气体离子源装置，能够提高气体离化效率并避免杂质原子污染被加工工件。

基于此，本实用新型提供了一种等离子体灯丝气体离子源装置，包括第一离化筒和第二离化筒，所述第一离化筒的一端设有第一进气口且所述第一离化筒的另一端设有第一逸出口，所述第一离化筒的外侧壁上缠绕有第一线圈，所述第一离化筒内设有灯丝组件；所述第二离化筒的一端与所述第一逸出口连通，所述第二离化筒的另一端设有第二逸出口，所述第二离化筒的外侧壁上缠绕有第二线圈。

作为优选的，所述灯丝组件包括相对设置的灯丝和反射极板，所述反射极板位于所述灯丝和第一逸出口的中心线之间，所述灯丝和反射极板之间为并联连接。

作为优选的，所述反射极板平行于所述第一逸出口的中心线。

作为优选的，所述灯丝组件的数量为偶数个，且所述灯丝组件呈对称设置。

作为优选的，所述反射极板的材质为难熔金属。

作为优选的，所述第一离化筒和第二离化筒均呈筒形。

作为优选的，所述第二离化筒上设有第二进气口。

作为优选的，还包括聚焦线圈，所述聚焦线圈位于第二离化筒之外并对应所述第二逸出口设置，所述聚焦线圈的轴线和所述第二逸出口的轴线平行或者重合。

作为优选的，所述第二逸出口上设有端盖板，所述第二离化筒与所述端盖板绝缘，所述灯丝的正极和所述端盖板均接地设置。

本实用新型的等离子体灯丝气体离子源装置，第一离化筒外侧壁缠绕有第一线圈，第一线圈产生的磁场使得从灯丝上逸出的电子在洛伦兹力的作用下作旋转漂移运动，增加了电子的运动路程以及电子与惰性气体碰撞的几率，进而获得高离化率的等离子体，第二离化筒外侧壁缠绕有第二线圈，第二线圈产生的磁场使得从第一逸出口逸出的电子在洛伦兹力的作用下继续作旋转漂移运动，再进一步地增加了电子的运动路程以及电子与惰性气体碰撞的几率；此外，从灯丝上发射出来的杂质原子基本为中性原子，其不受电场和磁场的作用，因此容易被第一离化筒的内壁捕获沉淀，避免杂质原子污染被加工工件。

附图说明

图1是本实用新型实施例的等离子体灯丝气体离子源装置的结构示意图。

其中，1、第一离化筒；11、第一进气口；12、第一逸出口；13、第一线圈；14、灯丝组件；14a、灯丝；14b、反射极板；2、第二离化筒；21、第二逸出口；22、第二线圈；23、第二进气口；24、端盖板；3、电源装置；4、绝缘环；5、聚焦线圈。