[发明专利]单束等离子体源

权利要求书

1.一种离子源装置，包括：

(a)阳极，其包括向内朝向离子发射轴线延伸的至少一个磁导体，开放等离子体区域位于所述阳极的中空中心区域内；

(b)阴极，其包括具有单个出口开口的盖，所述出口开口穿过所述盖，所述出口开口与所述轴线对准；以及

(c)磁通线，其在所述至少一个磁导体的最上部分与最下部分之间延伸，所述磁通线包括在所述至少一个磁导体的中间部分附近的中心向外凹陷，所述磁通线的所述凹陷处于所述开放等离子体区域中，并且所述凹陷使在所述凹陷附近的电子的运动改变以增加所述阳极内部的等离子体内的电离。

2.根据权利要求1所述的装置，还包括：

环形永磁体，其以堆叠布置的方式位于多个磁导体之间；并且

所述多个磁导体是环形的，并且金属分路器比所述永磁体向内朝向所述轴线突伸更多，所述分路器与所述部分相对应。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述阴极还包括同心地包围所述磁体和所述分路器的本体，并且所述阴极的所述盖直接且可移除地附接至所述本体，所述本体与所述阳极横向地间隔开，并且所述盖向内垂悬于所述磁体和所述分路器之上。

4.根据权利要求1所述的装置，还包括沿着所述发射轴线通过所述出口开口发射的单离子束，当在横截面中观察时，所述单离子束具有围绕所述发射轴线基本上均匀地分布的离子。

5.根据权利要求4所述的装置，还包括：

包含前体气体的真空室；

位于所述真空室中的溅射靶，所述溅射靶接收所述单离子束；并且

所述至少一个磁导体包括至少三个间隔开的分路器，其中，所述最上部分是第一分路器并且所述最下部分是第三分路器，所述中间部分是位于所述第一分路器与所述第三分路器之间的第二分路器。

6.根据权利要求4所述的装置，其中，所述单个出口开口沿基本上垂直于所述发射轴线的方向线性地伸长。

7.根据权利要求4所述的装置，其中，所述单个出口开口是圆形的，其中，在所述盖上围绕所述开口具有截头圆锥形的渐缩表面。

8.根据权利要求1所述的装置，还包括沉积源，所述至少一个磁导体的部分至少部分同心地位于所述沉积源内。

9.根据权利要求1所述的装置，还包括样品，并且所述阳极和所述阴极发射具有围绕所述发射轴线基本上均匀地分布的离子横截面的单离子束，以辅助在所述样品上沉积沉积材料的薄膜。

10.根据权利要求1所述的装置，还包括样品，并且所述阳极和所述阴极发射具有围绕所述发射轴线基本上均匀地分布的离子横截面的单离子束，以借助于碳基前体气体辅助在样品上沉积碳基涂层。

11.根据权利要求1所述的装置，还包括包围从所述阳极和所述阴极发射的离子束的射频线圈，所述线圈与所述阳极和所述阴极在纵向上间隔开。

12.根据权利要求1所述的装置，还包括溅射靶，并且所述阳极和所述阴极适于在相同压力下同时引起离子发射和溅射。

13.一种离子源装置，包括：

(a)阳极，其包括多个磁体和多个传导分路器，并且所述分路器彼此间隔开；

(b)阴极，其包括内悬垂的盖，所述盖限定穿过所述盖与所述磁体和所述分路器同轴对准的单个出口，所述磁体和所述出口具有同轴中心线；以及

(c)所述磁体和所述分路器限定了基本上E形的横截面形状，其中所述分路器的远端向内指向所述中心线。

14.根据权利要求13所述的装置，还包括在所述阳极内的等离子体中产生并沿着所述中心线通过所述出口纵向发射的单离子束，当在横截面中观察时，所述单离子束具有围绕所述中心线基本上均匀地分布的离子。