[发明专利]离子源引出电极系统

说明书

本发明公开了一种离子源引出电极系统，包括等离子体电极和引出电极组，所述引出电机组在束流前进方向上依次包括第一地电极、抑制电极和第二地电极，其中，第一地电极和第二地电极接地，所述抑制电极接负压，所述等离子体电极接正压，所述等离子体电极和第一地电极之间的电场为引出电场，所述引出电场用于控制等离子体引出界面的曲率和形状。引入另一个地电极作为屏蔽地电极，用于电场屏蔽隔离等离子体电极和抑制电极，稳定引出电场和电场透镜电场，控制等离子体引出界面曲率和形状，从而来控制束流的初始形状，由此得到理想的束流形态。

技术领域

本发明涉及一种引出电极系统。

背景技术

随着离子注入机的发展，产能的不断提升，以及更多领域(半导体集成电路、单晶光伏电池、和面板显示等)的广泛应用，离子源和束流引出系统指标也被提出了新要求，在增加束流电流的同时，束流的宽幅幅度、束流密度均匀性、束流发散角的可控性(最小像差条件)、离子源运行稳定性等已成为当前的需要攻克的难题。

传统大束流引出系统基本以三电极系统为主，通常称之为等离子体电极、抑制电极、和地电极。抑制电极的主要功能如期名字一样具有抑制来自束流下游的电子，保护处于高电势的离子源部件免受电子轰击损坏，抑制电极的另外一个功能是通过调节等离子体电极和抑制电极间的电压差，实现电场透镜效果，对束流实现引出(离子加速过程)和束流发散角度的控制。在束流密度相对较低的情况下，离子束流所产生的空间电场扰动相对于电极间已形成的电场来说基本可以或略，束流也处于一个相对平衡的亚稳态状态，但随着束流密度的增加，离子束流所产生的空间电场和电极场一起形成了一个复杂的综合电场，这时束流的光学特性(聚焦、发散、像差)就完全取决于这个综合电场，所以一旦等离子体、束流、或电极的一个微小变化就会导致这个综合电场突变，并且无法逆转，束流也完全失去了控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中引出电极系统的电场难以精确控制的缺陷，提供一种能妥善控制等离子体引出界面(等离子体半月面)的离子源引出电极系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种离子源引出电极系统，其特点在于，其包括等离子体电极和引出电极组，所述引出电机组在束流前进方向上依次包括第一地电极、抑制电极和第二地电极，其中，第一地电极和第二地电极接地，所述抑制电极接负压，所述等离子体电极接正压，所述等离子体电极和第一地电极之间的电场为引出电场，所述引出电场用于控制等离子体引出界面的曲率和形状。

优选地，通过调节第一地电极和所述等离子体电极之间的间距来调节所述引出电场。

优选地，第一地电极用于电场屏蔽所述等离子体电极以稳定所述引出电场。

优选地，第一地电极和所述抑制电极之间的电场为电场透镜电场，第一地电极用于电场屏蔽所述抑制电极以稳定所述电场透镜电场。

优选地，通过调节所述抑制电极的电压来调整引出电极组的等效电场透镜参数以控制束流的发散角。

优选地，所述引出电极组在束流前进方向上是可整体平移的。

优选地，第一地电极与所述抑制电极之间的间距是固定的，所述抑制电极和第二地电极之间的间距是固定的。

优选地，所述抑制电极和第二地电极是固定的，第一地电极在束流前进方向上是可平移的。

优选地，所述抑制电极用于防止来自束流下游的电子穿越引出电极组的开孔和等离子体电极的开孔进入离子源。

优选地，所述等离子体引出界面的形状为在束流传输方向上束流的发散、平行或聚焦。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。