[实用新型]一种霍尔离子源能量辅助用导磁结构

说明书

本实用新型公开了一种霍尔离子源能量辅助用导磁结构，涉及离子源辅助器件技术领域，本实用新型包括永磁磁钢以及设置于永磁磁钢正上方的离子反应结构，离子反应结构包括设有气路通道的气体过渡盘、与气体过渡盘连通的陶瓷碗以及与陶瓷碗连通的气体分配器，气体分配器上设置有圆环状的导磁片，永磁磁钢连接有高度调节机构，本实用新型通过设置导磁片，能够将下方永磁磁钢产生的磁场能量通过导磁片的磁传导产生的磁场能量聚集到反应室中间的局部位置，提高磁场能量利用率。

技术领域

本实用新型涉及离子源辅助器件技术领域，更具体的是涉及一种霍尔离子源能量辅助用导磁结构。

背景技术

霍尔离子源的工作原理是阴极灯丝通电后发热发光，产生热电子，热电子在阳极正电压的拉动下向阳极运动，在运动过程中遇到磁场，在磁场的洛伦兹力作用下，电子作螺旋式运动，运动过程中与导气铁芯中出来的O₂或Ar分子进行碰撞产生O⁺或Ar⁺离子，O⁺或Ar⁺离子在阳极正电压的排斥推动下往上方移动，这些正离子在通过阴极灯丝边上时又遇到热电子，结果正离子被中和，但依旧保留了原先的动能继续往上方运动，一直到达离子源上方工件架的镀膜基片表面，对表面进行撞击，提高薄膜沉积时的致密度。

传统的霍尔离子源通常是使用永磁铁提供永磁场，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，但是现国内各厂家在真空镀膜设备中所使用的霍尔离子源大都存在使用永磁磁场不可控而使霍尔离子源的离子偏弱或过强，若偏弱，会使发射的离子能量不足；由于受霍尔离子源结构影响，最大离子浓度为200EV，因此，若过强，不仅不能进一步增强离子浓度，反而会对源头反应区中的部件刻蚀过快造成对工件的污染。

一般霍尔离子源源头的永磁都是设置在阳极下方且要考虑温度以及与阳极的绝缘，所以永磁不能直接接触阳极，这样的好处是永磁不容易因过热而产生磁场退磁的现象，但缺点是反应区磁场偏弱，并且反应区磁场较为扩散，磁场能量利用率不高；如果盲目采用增强磁钢增加磁场强度，则可能会使源头出现磁场过剩的现象，霍尔离子源源头上产生的离子浓度不仅不会增加，反而会造成反应区中的中性件过快刻蚀而影响成膜质量及增加后期的维护成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决现有的霍尔离子源采用永磁铁提供永磁磁场，反应区磁场较为扩散，磁场能量利用率不高的问题，本实用新型提供一种霍尔离子源能量辅助用导磁结构。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种霍尔离子源能量辅助用导磁结构，包括永磁磁钢以及设置于永磁磁钢正上方的离子反应结构，其特征在于：所述离子反应结构包括设有气路通道的气体过渡盘、与气体过渡盘连通的陶瓷碗以及与陶瓷碗连通的气体分配器，气体分配器上设置有圆环状的导磁片，永磁磁钢产生的磁场能量便能够通过导磁片的磁传导产生的磁场能量聚集到反应室中间的局部位置，提高磁场能量的利用率。

进一步的，所述气体分配器中心处设置有安装环，所述导磁片套接于安装环上，且在气体分配器上设置有保护件，所述保护件罩接于导磁片外部，防止导磁片被刻蚀。

进一步的，所述永磁磁钢连接有高度调节机构，所述高度调节机构包括底座和与永磁磁钢固定连接的轴向调节器，所述底座中心处设置有通孔，轴向调节器与通孔配合可沿通孔上下移动，通过高度调节机构调节永磁磁钢与导磁片之间距离，便能够有效控制反应室里的磁场强度。

进一步的，所述轴向调节器包括调节部和与调节部一体成形的安装部，通孔内侧壁上设置有内螺纹，安装部设置于通孔内，且安装部外侧壁上设置有与内螺纹配合的外螺纹，永磁磁钢竖直设置于安装部上，调节部位于通孔下方，便于操作者对永磁磁钢的高度进行调节。

进一步的，所述导磁片由导磁材料制成，所述导磁材料包括但不限于420导磁不锈钢、低碳钢。

本实用新型的有益效果如下：