[发明专利]一种交叉场放电共振耦合的控制方法

摘要

本发明公开了一种交叉场放电共振耦合的控制方法，属于电工工程技术领域。采用在交叉场放电离子源中由电场和磁场互相正交形成封闭或开放的交叉场空间的电场、磁场结构，磁控靶表面电场和磁场相互正交构成磁阱结构；磁控靶和与之平行的偏压基片之间或者开放端之间形成了另一种轴向势阱结构，静电波动在这两种势阱结构中分别形成驻波共振和相互耦合共振，与电源特性相匹配形成耦合共振放电；通过调整放电空间中的电极结构、形式和参数匹配能够形成单一的、两个或两个以上势阱结构，并分别发生静电驻波和发生耦合共振，本发明的有益效果是系统结构简单、放电效率高。

主权项

一种交叉场放电共振耦合的控制方法，采用在交叉场放电离子源中由电场和磁场互相正交形成封闭或开放的交叉场空间的电场、磁场结构，磁控靶表面电场和磁场相互正交构成磁阱结构；磁控靶和与之平行的偏压基片之间或者开放端之间形成了另一种轴向势阱结构，静电波动在这两种势阱结构中分别形成驻波共振和相互耦合共振，与电源特性相匹配形成耦合共振放电；通过调整放电空间中的电极结构、形式和参数匹配能够形成单一的、两个或两个以上势阱结构，并分别发生静电驻波和发生耦合共振，其特征在于：在构成交叉场的磁场中磁场感应强度在0-3T的范围之内，电压的范围在0-1000kV之间，通过使用频率范围为0Hz-500GHz、电压幅值在0-1000kV之间的高功率脉冲开关电源供电或者直接使用0-1000kV的可调直流电源为放电系统提供电能；电源的供给电压、放电气压、气体成份需要和磁场特性通过反馈方式匹配，波动频率在0Hz-500GHz之间，振幅通过电源的电压控制，电源连接到真空放电电极上，在真空室压力在0.01-100MPa的范围之内，使用直流和脉冲方式供给磁控放电形成等离子体，由电源功率和频率控制交叉场放电等离子体静电驻波共振放电状态或者实现稳定控制；驻波特性与放电气压、放电功率、磁控靶形式、靶材料、基体偏压、磁场属性和真空室的设置相匹配；磁控靶表面的磁阱中的静电波动或驻波传播的方向平行于磁控靶的表面，最大波长不大于正交场空间区域周长的2倍；磁控靶和基片之间的势阱中静电波动或驻波在磁控靶和基片之间传播，最大波长不大于磁控靶和基片之间势阱长度的2倍；上述两种条件下驻波频率与粒子能量、静电波动的波长、放电气体种类、磁场特性相适应。