[发明专利]一种ECR离子源感应炉

权利要求书

1.一种ECR离子源感应炉，其特征在于，包括：

感应坩埚(11)，所述感应坩埚(11)呈两端开口的圆筒状且为卧式放置；

内屏蔽筒(10)，套设在所述感应坩埚(11)外部，用于对所述感应坩埚(11)进行保温；

外屏蔽单元(1)，套设在所述内屏蔽筒(10)外部且与所述内屏蔽筒(10)之间存在环形夹层；

感应线圈(9)，缠绕在所述内屏蔽筒(10)外周且与所述内屏蔽筒(10)之间为滑动配合，用于产生交变磁场以对所述感应坩埚(11)进行加热；

紧固单元(3)，设置在所述感应坩埚(11)、内屏蔽筒(10)和外屏蔽单元(1)的两端，以将所述感应坩埚(11)、内屏蔽筒(10)和外屏蔽单元(1)连接在一起并将三者的内部空间封闭，同时在所述紧固单元(3)上开设有连通所述感应坩埚(11)内腔和ECR等离子体的蒸气出口(4)。

2.根据权利要求1所述的ECR离子源感应炉，其特征在于，该ECR离子源感应炉还包括设置在所述感应坩埚(11)内部的蒸发舟(13)，并且在所述蒸发舟(13)表面进行耐高温陶瓷喷涂。

3.根据权利要求1所述的ECR离子源感应炉，其特征在于，所述外屏蔽单元(1)包括套设在所述感应线圈(9)外周的第一外屏蔽筒(8)和紧固套设在所述第一外屏蔽筒(8)外部的第二外屏蔽筒(7)。

4.根据权利要求3所述的ECR离子源感应炉，其特征在于，所述紧固单元(3)包括分别连接在所述感应坩埚(11)、内屏蔽筒(10)和外屏蔽单元(1)前后两端的前端板(6)和后端板(12)，所述前端板(6)和后端板(12)分别通过卡套(5)与所述第二外屏蔽筒(7)连接，且所述卡套(5)与所述第二外屏蔽筒(7)在室温下保持滑动配合，同时所述卡套(5)选择热膨胀系数略小于第二外屏蔽筒(7)的材料；在所述前端板(6)的中部设置有与所述感应坩埚(11)相连通的热电偶安装孔(14)，所述蒸气出口(4)则设置在所述后端板(12)的中部。

5.根据权利要求1到4任一项所述的ECR离子源感应炉，其特征在于，在所述感应坩埚(11)的两端设置有三棱凸台，以使所述内屏蔽筒(10)与所述感应坩埚(11)之间存在一隔热夹层。

6.根据权利要求5所述的ECR离子源感应炉，其特征在于，所述感应坩埚(11)两端的三棱凸台有以下三种设计方式：第一种方式是直接将所述感应坩埚(11)的两端加工成三棱凸台形状，第二种方式是在所述感应坩埚(11)的两端增加带三棱凸台的圆环，第三种方式是在所述感应坩埚(11)与所述内屏蔽筒(10)之间塞入相应厚度的金属方块形成三棱凸台。

7.根据权利要求1到4任一项所述的ECR离子源感应炉，其特征在于，该ECR离子源感应炉还包括两根功率传输管(2)，且所述感应线圈(9)为中空管，其中一根所述功率传输管(2)的一端穿过所述前端盖(6)后连接所述感应线圈(9)的一端，另一根所述功率传输管(2)的一端穿过所述前端盖(6)后连接所述感应线圈(9)的另一端，两根所述功率传输管(2)的另一端连接外部高频电源和去离子水冷却装置。

8.根据权利要求1到4任一项所述的ECR离子源感应炉，其特征在于，该ECR离子源感应炉炉体的外径小于40mm，所述功率传输管(2)的长度为500-1000mm，所述功率传输管(2)采用中空铜管，两根所述功率传输管(2)之间的间距为2-5mm。

9.根据权利要求1到4任一项所述的ECR离子源感应炉，其特征在于，所述感应线圈(9)采用外径3-6mm，壁厚0.5-1mm的中空铜管，所述感应线圈(9)的匝数为5-30，长度为40-70mm；所述感应坩埚(11)的壁厚为0.8-2mm，内径为6-12mm，长度40-70mm。

10.根据权利要求4所述的ECR离子源感应炉，其特征在于，所述内屏蔽筒(10)选择氧化锆材料，所述第一外屏蔽筒(8)、第二外屏蔽筒(7)、前端板(6)和后端板(12)选择99瓷或氮化硼材料，所述感应坩埚(11)和蒸发舟(13)的材料为钨、钽、钼或者铼。