专利名称：强束流大束斑金属蒸气真空弧离子源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种金属蒸气真空弧离子源(MEVVA离子源)。
公知的金属蒸气真空弧离子源主要由离子形成区和离子引出区两部分组成。离子形成区有彼此绝缘的阴极、阳极和触发电极；离子引出区是一组电透镜。美国专利(United StatesPatent)4714860和中国专利ZL91224858.6表明离子引出区的电透镜是一组平行均匀的多孔三电极系统。由于金属蒸气真空弧离子源束流发散的特点，通常可以通过改变电极的透射率、增加电极的直径或者增加引出电极到处理工件的距离，达到增大引出离子束流和增加束斑面积的目的。在这种情况下，离子源的体积将要增加较大，真空室尺寸也相应的增大。同时也导致别的问题，例如所需厂房增大，拆卸、清洗、安装困难，成本增加较大等。
本实用新型的目的是在离子源体积尽可能小的情况下，不增加引出电极与处理工件的距离得到强的金属离子束流和较大的束斑。
我们通过理论分析和多次实验研究，改进了阳极结构，主要是增大了阳极孔和采用适当的聚焦磁场，使得弧放电产生的离子尽可能多到达引出区，以提供强束流。另一方面，研制出了凸形电透镜引出系统。凸形电透镜电极的曲率随半径的增大而增加。由于电透镜的凸形结构导致了引出电场的横向发散，使得金属离子在横向电场作用下强制发散，从而得到大的束斑。同时，我们改变不同半径处透镜电极的透射率(引出孔由中心向外从圆孔逐渐变化成弧形长孔，引出孔面积横向逐渐增大)，使得透射率随半径增大而增加，得到较为均匀的引出束流分布。
下面是实施例
图1为强束流大束斑金属蒸气真空弧离子源的一种结构。图中1是阴极，2是触发电极，3为阳极，4是凸形引出电极，5是聚焦磁场，6是冷却油路，7是阳极孔，8是引出电极孔。引出电极孔由中心向外从圆孔逐渐变化成弧形长孔，引出孔面积横向逐渐增大。
权利要求1.一种强束流大束斑金属蒸气真空弧离子源，其特征在于采用凸形引出电极透镜，引出电极的引出孔形状逐渐变化使得透射率横向逐渐增大，并采用阳极聚焦磁场。
2.根据权利要求1所述的强束流大束斑金属蒸气真空弧离子源，其特征在于采用凸形引出电极，该电极的曲率随半径的增大而增加。
3.根据权利要求1所述的强束流大束斑金属蒸气真空弧离子源，其特征在于凸形电极的引出孔的形状由中心向外从圆孔逐渐变化成弧形长孔，孔的面积随半径的增大而增大，透射率横向逐渐增大。
4.根据权利要求1所述的强束流大束斑金属蒸气真空弧离子源，其特征在于采用阳极聚焦磁场。
专利摘要一种强束流大束斑金属蒸气真空弧离子源，采用凸形引出电透镜，引出电极的曲率和透射率横向逐渐增大，并采用大的阳极孔配合聚焦磁场。强制增加离子束横向发散以便在较小的距离同时获得较为均匀的强束流和大束斑。
文档编号H01J27/08GK2610487SQ0225642
公开日2004年4月7日 申请日期2002年10月8日 优先权日2002年10月8日
发明者吴先映, 李强, 张胜基, 张荟星, 张孝吉 申请人:北京师范大学