[发明专利]脉冲阳极等离子体浸没注入

权利要求书

1.一种使用离子碰撞工件表面而处理工件表面的方法，包括步骤：

a)提供有室内部(24)的注入室(12)，把支撑一个或多个工件(14)的导电工件支架(30)置于室内部，还把导电电极相对工件支架放置，以使工件放置在支架和导电电极之间区域里的工件支架上；

b)把一个或多个工件插入注入室(12)，将所述一个或多个工件放在导电工件支架(30)上，以使一个或多个工件的注入表面面对所述导电电极；

c)将导电工件支架(30)，一个或多个工件，以及注入室(12)的导电壁部分保持在基准电位；

d)给靠近由导电工件支架(30)支撑的一个或多个工件的注入室内提供电离注入材料；

e)电离电离注入材料，在所述一个或多个工件(14)注入表面的附近形成离子等离子体；和

f)通过电场加速等离子体中的离子，撞击一个或多个工件(14)的注入表面。

2.权利要求1的方法，其中加速步骤的实现为：用相对基准电势为正的冲(112)施加电脉冲在电极(32)上，以提供加速离子的电场。

3.权利要求2的方法，其中在所述电极(32)施加电脉冲步骤既电离气体分子又加速电离的气体分子。

4.权利要求1的方法，其中电离材料由中性气体分子构成，电离步骤由通过电子源(100)施加电场来实现的。

5.权利要求1的方法，电离步骤包括用离子源(60)电离气体分子，离子源为ICP，螺旋波，ECR，微波源。

6.权利要求1的方法，还包括用电介质(50)屏蔽所述电极的支架结构的步骤，使得与所述电极支架(30)相联系的电力线集中在电介质内，而不在紧邻电介质的室内部(24)的步骤。

7.权利要求6的方法，包括用壳盖住所述电介质(50)的外部，并将壳保持在所述基准电位上的步骤。

8.权利要求1的方法，还包括用电介质屏蔽注入室导电工件支架(30)的步骤，由此减少相对所述电极为负电位的所述注入室(12)内的被电离气体分子注入的表面面积。

9.权利要求1的方法，还包括用电介质(50)屏蔽注入室导电壁部分，由此减少相对所述电极为负电位的所述注入室(12)内的被电离气体分子注入的表面面积的步骤。

10.权利要求1的方法，包括用电介质(50)屏蔽所述导电壁部分的内部区域，结果由于被电离气体分子碰撞以及二次电子离开该区域表面而使电介质达到与所述电极(32)相同的正电位，由此减少相对所述电极为负电位的所述注入室内的被电离气体分子注入的表面面积的附加步骤。

11.权利要求1的方法，其中注入室(12)还包括把离子源(60)和所述注入室(12)的导电壁部分分开的绝缘体(63，64)，其中离子源被电脉冲加到与所述电极相同的相对正电位上，由此减少相对所述电极为负电势的所述注入室内的电离气体分子注入的表面面积。

12.权利要求1的方法，还包括用金属栅极(70)屏蔽注入室(12)导电壁部分，以及给栅面加相对导电壁部分(22)为负的偏压的步骤，结果抑制了导电壁部分产生的二次电子，由此减少了相对所述电极为负电位的所述注入室内能发射二次电子的表面面积。

13.权利要求1的方法，其中电离步骤包括使来自紫外光源(102)的紫外辐射穿过电离室区域的辅助步骤。

14.用离子碰撞工件注入表面来处理工件注入表面的装置，包括：a)确定室内部(24)的注入室(12)，其间能够插入一个或多个工件，靠近室内部为导电内壁部分(22)；b)伸入注入室(12)内部区域的导电工件支架(30)；c)相对所述导电工件支架配置在所述注入室内的导电装置，允许工件被放置在支架(30)和导电装置之间的区域(34)里的工件支架上。d)把电离材料射入注入室以及电离电离材料的装置(36，61，60)，使得在所述一个或多个工件的注入表面附近形成电离的离子等离子体；以及e)用相对导电工件支架，一个或多个工件，以及注入室导电壁部分为正电势给导电装置施加电脉冲的控制电路(100)；所述控制电路包括电压源，其建立的电场加速还未撞碰一个或多个工件注入表面的离子。