[实用新型]磁偏滤导管式阴极弧等离子体源

说明书

本实用新型涉及一种阴极弧等离子体源，特别是一种磁偏滤导管式阴极弧等离子体源。

在现有的应用金属等离子体源对材料表面改性及制备特种功能膜技术中，如美国专利US 5,013,578是直接把放在真空室内的两套金属蒸汽真空弧等离子体源对准基体做表面涂层。显然，弧等离子体中的宏观杂质粒子或原子团不可避免地将在精细膜上形成庇点，这在制备特种功能涂层，如半导体加工等时是不应该出现的。

本实用新型的目的是提供一种能滤除掉等离子体中重的杂质粒子或原子团的等离子体源。

为实现上述发明目的，本实用新型在阳极的等离子体出口处与靶室间设置了一个弯曲的磁导管，管外均布有能产生轴向磁场的螺管线圈。

穿过阳极孔的等离子体，进入磁导管后，在导管内轴向磁场作用下，电子以很小的拉摩半径沿磁力线进动，离子被吸缚在电子周围，一同被传输到靶室，而重杂质粒子，如离子团、原子团等，因其惯性而偏离磁力线碰管壁被滤除。只要管的内径及其弯曲长度适当，即满足好的滤除效果，又不造成等离子体的显著损失，从而使基体表面上生成更纯净细腻的高质量膜。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

图1为本实用新型的结构示意图。

如图1所示，磁导管9固定在主法兰盘2的下端，与阳极6出口相接，选用内径为70～90mm，曲率半径为370～390mm的不锈钢管弯曲而成。弯管材料应选用非磁性导体，如无磁不锈钢，这样即不影响管内磁场，又可抑制等离子体流的不稳定性。在磁导管9外均布的螺管线圈10可产生0～35mT的轴向磁场。为了进一步减少重粒子团散射进入靶室和避免离子轰击管壁的溅射物对靶室内等离子体的污染，在磁导管9的两端各置入一套由三个圆环组成的孔栏8，收到了很好的效果。

实施例：

磁导管9选用内径为φ80mm，大半径R382mm，弯曲轴线长300mm，两端直段各长75mm的无磁不锈钢管弯曲而成。当磁导管9的轴向磁场线圈10不通电，即无磁场时，靶室内收不到来自源头的等离子体，随着磁场强度的增加，在约20mT的轴向磁场作用下，靶室内便获得了较纯净的等离子体。可见磁导管的传输与滤除作用。再在磁导管9的两端各增设三片一组、内径分别为φ50mm、φ60mm的孔栏8，基体表面成膜更加光滑细腻。