[发明专利]等离子体发射方向控制装置、等离子体源及其启动方法

权利要求书

1.一种等离子体发射方向控制装置，应用于等离子体源，所述等离子体源包括：电离腔室、射频线圈以及供气管路；其中，所述电离腔室一侧连接离子发射口；其特征在于，所述控制装置包括：设于在所述离子发射口位置处的阳极，以及连接所述阳极的阳极电源；

所述阳极电源向所述阳极提供正极电，驱动所述阳极产生电场，所述等离子体在所述电场的作用下按设定发射角度进行发射。

2.根据权利要求1所述的等离子体发射方向控制装置，其特征在于，所述阳极设计成圆环结构，且套设在离子发射口与电离腔室之间的一设定位置处。

3.根据权利要求2所述的等离子体发射方向控制装置，其特征在于，还包括连接所述阳极电源的控制器，用于控制所述阳极电源的通断及其供电参数，以控制等离子体按设定发射角度进行发射。

4.根据权利要求3所述的等离子体发射方向控制装置，其特征在于，当需要发射低发散位置的等离子体时，将所述阳极往靠近电离腔室方向移动；当需要发射高发散位置的等离子体时，将所述阳极往远离电离腔室方向移动；

当需要增大等离子体发射角度时，降低阳极电源的输出电压，当需要减小等离子体发射角度时，升高阳极电源的输出电压。

5.根据权利要求1-4任一项所述的等离子体发射方向控制装置，其特征在于，还包括连接所述电离腔室的可调长度的腔室结构，用于调整等离子体发射位置。

6.根据权利要求5所述的等离子体发射方向控制装置，其特征在于，所述可调长度的腔室结构包括由多个不同长度的绝缘腔室组件，所述绝缘腔室组件通过转接接头连接到所述电离腔室。

7.一种等离子体源，其特征在于，包括：权利要求1-6任一项所述的等离子体发射方向控制装置、电离腔室、射频线圈、至少一个感应线圈以及供气管路；其中，所述电离腔室包括射频线圈对应的第一电离室和感应线圈对应的第二电离室；其中，所述感应线圈串接在射频线圈前端，第一电离室与第二电离室串联连接；

所述供气管路导入气体进入第一电离室，由射频线圈进行电离，未电离的气体进入第二电离室，由所述感应线圈进行二级电离后，输出等离子体；

所述射频线圈产生磁场对进入第一电离室的气体进行电离，同时所述感应线圈通过感应所述射频线圈产生的磁场而产生电感，对进入第二电离室的气体进行电离。

8.根据权利要求7所述的等离子体源，其特征在于，所述感应线圈包括串联的第一线圈和第二线圈，其中，第一线圈套入所述射频线圈内，所述第二线圈包裹在所述第二电离室外。

9.根据权利要求8所述的等离子体源，其特征在于，所述射频线圈包裹有金属带，用于增强射频线圈的磁场传导效率；

所述第一线圈与射频线圈之间包裹有第一金属圈，用于增强第一线圈的导电性；所述第二电离室与第二线圈还设置有第二金属圈，用于增强第二线圈的导电性；

所述第一金属圈与第二金属圈之间通过金属连接柱进行固定和连接。

10.根据权利要求7所述的等离子体源，其特征在于，在离子发射口设置有中和器，用于提供中和电子以降低等离子体源的启动功率。