专利名称：有效提高多电荷离子产额的新型发射电子阴极的制作方法
技术领域：
本发明涉及离子源，这种离子源适用于离子注入机，特别涉及一种具有长寿命、提高多电荷离子产额阴极的离子源，属于半导体器件制造领域。
背景技术：
现有半导体集成电路制造技术中，要求离子注入机具有宽能量注入应用范围、生产效率高、整机可靠性好等功能和特征，而离子注入机这些性能与离子源多电荷离子产额密切相关。由于间热式阴极离子源优越的使用寿命及实用性特征，目前国际上各大离子注入机厂商所生产的先进离子注入机产品均普遍采用间热式阴极长寿命离子源，间热式阴极离子源最主要特征是采用先进的间热式阴极代替传统的灯丝发射电子，解决了一般氟里曼源、贝纳斯源等热阴极离子源需频繁更换灯丝问题，离子源使用寿命可大大提高；同时，现代工业生产要求离子注入机具有宽能量注入应用范围实用性特征，在能满足一般中束流注入机200-300KeV正常能量范围应用的同时，还可以进行400_900KeV高能量注入应用，并且在高能注入时多电荷离子束流大而且生产效率高，因此要求所使用的离子源多电荷离子产额高、多电荷离子束稳定性好、束调整时间响应快等实用性特征，以提高离子注入机的生产效率。为了提高离子源多电荷离子产额高及其束稳定性，本发明采用新型结构发射电子阴极，阴极电子发射面结构采用凹型弧面代替一般的平面结构，使阴极发射的电子在放电弧室中心区域相对更加集中，从而提高气体分子电离效率而有效提高离子源多电荷离子产额。
发明内容
本发明是针对现代工业生产离子注入机的离子源多电荷离子产额更高的要求，采用新型发射电子阴极，阴极电子发射面结构采用凹型弧面代替一般的平面结构，使阴极发射的电子在放电弧室中心区域相对更加集中，从而提高气体分子电离效率而有效提高离子源多电荷离子产额。本发明通过以下技术方案实现—种有效提高多电荷离子产额的新型发射电子阴极为一圆柱屏蔽筒结构，其中设计有一凹形发射面、一圆柱屏蔽筒及圆心处一中心固定杆。所述的凹形发射面为高纯钨材料，圆形片状块结构，离子源通过它发射电子。所述的圆柱屏蔽筒为高纯钨材料，圆筒结构，与凹形发射面连接在一起，对内置灯丝起屏蔽保护作用。所述的圆心处中心固定杆，为钨钼材料，支撑固定凹形发射面及屏蔽圆筒。本发明具有如下显著优点1.阴极电子发射面结构采用凹型弧面代替一般的平面结构，使阴极发射的电子在放电弧室中心区域相对更加集中，从而提高气体分子电离效率而有效提高离子源多电荷离子产额。2.阴极使用寿命长。3.结构连接简单、稳定可靠，热变形小。
图1为本发明的有效提高多电荷离子产额的新型凹形结构发射电子阴极；
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步介绍，但不作为对本发明新型的限定。参考图1，有效提高多电荷离子产额的新型发射电子阴极为一圆柱屏蔽筒结构，其中设计有一凹形发射面1、一圆柱屏蔽筒2及圆心处一中心固定杆3。其中凹形发射面为高纯钨材料，圆形片状块结构，离子源通过它发射电子，与圆柱屏蔽筒2连接在一起，并通过圆心处一中心固定杆3支撑固定；圆柱屏蔽筒2为高纯钨材料，圆筒结构，与凹形发射面 1连接在一起，对内置灯丝起屏蔽保护作用；圆心处中心固定杆3，支撑固定凹形发射面1及圆柱屏蔽圆筒2。这样设计的发射电子阴极结构采用凹型弧面代替一般的平面结构，使阴极发射的电子在放电弧室中心区域相对更加集中，从而提高气体分子电离效率而有效提高离子源多电荷离子产额；同时连接简单、稳定可靠，热变形小及使用寿命长特点，保证离子源长期工作的稳定可靠性。本发明的特定实施例已对本发明的内容做了详尽说明。对本领域一般技术人员而言，在不背离本发明精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都构成对本发明专利的侵犯，将承担相应的法律责任。
权利要求
1.有效提高多电荷离子产额的新型发射电子阴极，其特征在于一个凹形发射面、一个圆柱屏蔽筒及圆心处一个中心固定杆；所述的凹形发射面与圆柱屏蔽筒连接在一起，并由通过圆柱屏蔽筒中心的中心固定杆支撑固定。
2.如权利要求1所述的有效提高多电荷离子产额的新型发射电子阴极，其特征在于 所述的阴极电子发射面结构采用凹型弧面代替一般的平面结构，使阴极发射的电子在放电弧室中心区域相对更加集中，从而提高气体分子电离效率而有效提高离子源多电荷离子产额。
3.如权利要求1所述的有效提高多电荷离子产额的新型发射电子阴极，其特征在于 所述的电子阴极采用凹形弧面结构，增加了电子发射表面，延长了阴极的使用寿命。
4.如权利要求1所述的有效提高多电荷离子产额的新型发射电子阴极，其特征在于所述的电子阴极结构连接简单、稳定可靠，热变形小。
全文摘要
本发明公开了一种有效提高多电荷离子产额的新型发射电子阴极，涉及离子注入机，属于半导体制造领域。该结构包括一个凹形发射面、一个圆柱屏蔽筒及圆心处一个中心固定杆；所述的凹形发射面为高纯钨材料，圆形片状块结构，离子源通过它发射电子；所述的圆柱屏蔽筒为高纯钨材料，圆筒结构，与凹形发射面连接在一起，对内置灯丝起屏蔽保护作用；所述的中心固定杆通过圆柱屏蔽筒中心并支撑固定凹形发射面及圆柱屏蔽圆筒。本发明中所述的发射电子阴极结构采用凹型弧面代替一般的平面结构，使阴极发射的电子在放电弧室中心区域相对更加集中，从而提高气体分子电离效率而有效提高离子源多电荷离子产额；同时连接简单、稳定可靠，热变形小及使用寿命长特点，保证离子源长期工作的稳定可靠性。
文档编号H01J37/317GK102446680SQ201010514098
公开日2012年5月9日 申请日期2010年10月13日 优先权日2010年10月13日
发明者伍三忠, 刘世勇, 唐景庭, 孙勇, 戴习毛 申请人:北京中科信电子装备有限公司