[发明专利]一种电磁复合机械过滤的离子注入方法

权利要求书

1.一种电磁复合机械过滤的离子注入方法，其特征在于，其采用的离子注入装置包括具有矩形状空腔的离子溅射壳体（2）、质量分析装置（7）、加速管（8）、聚焦系统、偏转扫描系统与具有真空腔体的工作靶室；

所述矩形状空腔一端封闭且另一端为开口，封闭一端固定有阴极弧源组件（1），设有开口一端为离子出口（6），所述矩形状空腔内设有复合机械挡板组件（4），所述挡板组件（4）与离子溅射壳体（2）内壁之间设有供沉积离子运动的通道，所述离子溅射壳体（2）上固定有电磁线圈组（3），所述电磁线圈组（3）用于形成对带正电粒子进行偏转、聚焦与加速作用的磁场；

所述阴极弧源组件（1）中设有金属靶材；

所述离子出口（6）处设有离子引出组件（5），所述离子溅射壳体（2）通过离子引出组件（5）一侧依次连接质量分析装置（7）、加速管（8）、聚焦系统、偏转扫描系统与具有真空腔体的工作靶室；

所述方法包括如下步骤：

步骤一：将待处理工件置于具有真空腔体的工作靶室中；

步骤二：阴极弧源组件（1）通电，使金属靶材表面产生金属正离子和不带电的粒子，且产生的金属正离子和不带电的粒子以一定的初速度进入到矩形状空腔中；

步骤三：电磁线圈组（3）通电在矩形状空腔中产生对带正电粒子进行偏转、聚焦与加速作用的磁场，金属靶材表面产生金属正离子在电磁线圈组（3）产生的磁场作用下运动轨迹发生偏移并聚焦加速导向离子出口（6）；同时，其中不带电的粒子沿其本身的速度方向向前移动，沉积在挡板组件（4）上；

步骤四：金属正离子通过离子引出组件（5）形成正离子束进入质量分析装置（7）；

步骤五：质量分析装置（7）对离子束进行筛选提纯后导向加速管（8）；

步骤六：加速管（8）对离子束进行加速使其具有一定的离子能量，再导入聚焦系统；

步骤七：聚焦系统将加速后的离子聚集成一定直径的离子束，再导向偏转扫描系统；

步骤八：通过偏转扫描系统对工作靶室内存放的待处理工件进行均匀的离子注入。

2.根据权利要求1所述的一种电磁复合机械过滤的离子注入方法，其特征在于，2倍靶面直径≥挡板组件（4）的遮挡面的宽度≥2/3靶面直径，所述挡板组件（4）为以下a~c中的任一种结构：

a. 挡板组件（4）为一平面板状 ，所述阴极弧源组件（1）的靶面与挡板（4）相平行设置，且所述挡板至少部分环周壁与离子溅射壳体（2）内壁之间设有一定距离形成用于供离子通过的通道；

b. 挡板组件（4）为一对称型折面板，且所述挡板至少部分环周壁与离子溅射壳体（2）内壁之间设有一定距离形成用于供离子通过的通道；

c. 挡板组件（4）为一对称型曲面板，且所述挡板至少部分环周与离子溅射壳体（2）内壁之间设有一定距离形成用于供离子通过的通道。

3.根据权利要求1所述的一种电磁复合机械过滤的离子注入方法，其特征在于，所述电磁线圈组（3）分别为两个矩形线圈组成，且两个矩形线圈分别位于阴极弧源组件（1）与挡板组件（4）之间和挡板组件（4）与离子出口（6）之间，产生的磁场形成两头强中间弱的磁镜分布。

4.根据权利要求1所述的一种电磁复合机械过滤的离子注入方法，其特征在于，所述加速管（8）由多组被介质隔离的电极组成，电极上的电压依次累加，使离子加速。

5.根据权利要求1所述的一种电磁复合机械过滤的离子注入方法，其特征在于，所述质量分析装置（7）为磁分析器，根据不同的离子具有不同的质量和与电荷，在磁场中偏转的角度不同，将所需要的离子从混合的离子束中分离出来。

6.根据权利要求1所述的一种电磁复合机械过滤的离子注入方法，其特征在于，所述离子引出组件（5）为负极吸出使正离子形成离子束。