专利名称：离子源的离子束引出系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属一种离子源装置，具体涉及一种离子源的离子束引出系统。
背景技术：
离子源可用于材料的表面加工，如刻蚀、抛光、辅助镀膜等，其结构主 要是包含一放电室，和固定在放电室上的离子束引出系统，放电室用于产生
离子，离子束引出系统用于将离子引出，参见图l、 2，离子束引出系统主要 结构是设有两片栅极， 一片是屏栅5， 一片是加速栅6。目前公知的考夫曼离 子源按引出离子束外形的不同分为圆形和矩形两类，圆形离子源离子束引出 系统的屏栅5和加速栅6上分别设有圆形的栅网区5a和6a(参见图8)，这类装
置只能引出截面为圆形的圆柱形离子束，对于引出矩形离子束，现有装置其 放电室和引出系统均必须为矩形(参见图9)。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种可输出截面为矩形或任意多边 形、或椭圆形离子束，且只需改变一片栅极即可改变离子束形状的离子源的 离子束引出系统。
解决上述问题的技术方案是设有在同一中心线上轴向拉开距离的两片 栅极， 一片是加速栅(6)，其上设有带栅孔的圆形栅网区(6a)，另一片 是屏栅(5)，其特征在于屏栅上设有带栅孔的矩形，或任意多边形，或 椭圆形的栅网区(5a)。
本实用新型的工作原理是放电室产生的离子从离子束引出系统引出 时，离子束横截面在屏栅被栅网区(5a)约束为矩形或任意多边形或椭圆形后到达加速栅，从而引出截面与屏栅栅网区(5a)形状相同的离子束。
采用本实用新型的离子源可以引出截面为矩形，或任意多边形或椭圆形 的离子束，而且当需要输出圆形或其它形状离子束时，只需更换一片屏栅即 可，达到一机多用的目的。
图1、本实用新型实施例1结构示意图 图2、图1的A-B-C向剖视图
图3、本实用新型实施例1加速栅6与屏栅5展开结构示意图
图4、本实用新型实施例1栅网区栅孔8排列放大示意图
图5、本实用新型实施例2加速栅6与屏栅5展开结构示意图
图6、本实用新型实施例3加速栅6与屏栅5展开结构示意图
图7、本实用新型实施例4加速栅6与屏栅5展开结构示意图
图8、现有技术引出圆形离子束的加速栅6与屏栅5展开结构示意图
图9、现有技术引出矩形离子束的加速栅6与屏栅5展开结构示意图
l-绝缘子2-绝缘子3-螺钉4-螺钉5-屏栅5a-屏栅栅网区5b-屏栅架
5d-屏栅栅网片6-加速栅6a-加速栅栅网区6b-加速栅架
6c-加速栅网区投影6d-加速栅栅网片7-螺丝8-栅孔9-绝缘子
具体实施方式实施例1
参见图l、图2、图3、图4，本例离子束引出系统具体结构是在同一 中心线上轴向拉开距离设有屏栅5和加速栅6。
加速栅6由环形的加速栅架6b和固定在该栅架中心圆形窗口上的加速 栅栅网片6d构成，圆形的加速栅栅网区6a设在加速栅栅网片6d中心部 位，圆形加速栅栅网片6d周边嵌在加速栅架6b窗口周边的环形凹槽内，并 通过螺钉4固定在加速栅架6b上。
屏栅5由环形的屏栅架5b和固定在该栅架中心圆形窗口上的屏栅栅网片5d构成，矩形的屏栅栅网区5a设在屏栅栅网片5d中心部位，圆形屏栅 栅网片5d周边嵌在屏栅架5b窗口周边的环形凹槽内，并通过螺钉4固定在 屏栅架5b上。
加速栅5和屏栅6通过绝缘子9和螺钉7相互平行地连为一体，构成离 子束引出系统，该离子束引出系统通过绝缘子2、 l和螺钉3固定在离子源 放电室上。
本例加速栅6上的圆形加速栅栅网区6a直径为60mm，屏栅5中心部 位的矩形栅网区5a长边L为60mm ，与加速栅栅网区6a在屏栅上的圆形 投影6c直径D相同，其两短边H为8mm，与加速栅栅网区6a在屏栅上的 圆形投影6c外切，两栅间距lmm。
加速栅和屏栅的栅网区布满同心、且呈六角形排列的栅孔8，栅孔孔径 为2mm (参见图4)，孔距为孔径的1.25倍，圆形的加速栅栅网区6a有522 孔，矩形的屏栅栅网区5a有88孔。
良好设计的圆柱形考夫曼离子源，在屏极引出电压500V下，每孔最大 引出离子束流可达150uA。采用本例结构的离子束引出系统，88孔矩形栅 网区可引出13.2mA、截面宽度为8mm、长度为60mm的窄矩形离子束流。
本例的加速栅架6b和屏栅架5b外轮廓均呈圆形。
本例产生的窄矩形离子束流特别适用于通过刻蚀进行晶体频率微调等相 关领域。
若需要产生圆柱形或其它形状离子束流，只需卸下螺丝，将屏栅5更换 为栅网区为圆形的或其它所需形状的即可。
屏栅架5b材料可选普通低碳钢或不锈钢，加速栅架6b可选无磁不锈 钢，栅网材料为无磁不锈钢片、高强度石墨片或钼片。
实施例2
参见图5，与实施例l不同的是，本例屏栅5中心的矩形栅网区5a的 长边小于加速栅栅网区6a在屏栅上的圆形投影6c直径，矩形栅网区5a与加速栅栅网区6a在屏栅上的圆形投影6c内接。 实施例3
参见图6，与实施例l不同的是，本例屏栅5中心的栅网区5a为椭圆 形，其长径与加速栅栅网区6a在屏栅上的圆形投影6c内切。 本例可产生截面为椭圆形的离子束，用于材料表面加工。
实施例4
参见图7，与实施例l不同的是，本例屏栅5中心的栅网区5a为5边 形，与加速栅栅网区6a在屏栅上的圆形投影6c内接。
栅网区5a可根据加工需要，是其它与圆形投影6c内接的多边形。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形 式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单 修改、等同变化与修饰，均仍属本实用新型技术方案的保护范围。
权利要求1、离子源的离子束引出系统，设有在同一中心线上轴向拉开距离的两片栅极，一片是加速栅(6)，其上设有带栅孔的圆形栅网区(6a)，另一片是屏栅(5)，其特征在于屏栅(5)上设有带栅孔的矩形、或任意多边形、或椭圆形的栅网区(5a)。
2、 根据权利要求l所述的离子源的离子束引出系统，其特征在于所 述屏栅(5)中心部位设有矩形的栅网区(5a)，其长边与加速栅栅网区(6a)在屏栅上的圆形投影(6c)直径相同，其两短边与加速栅栅网区 (6a)在屏栅上的圆形投影(6c)外切。
3、 根据权利要求l所述的离子源的离子束引出系统，其特征在于所 述屏栅(5)中心部位设有矩形的栅网区(5a)，该矩形栅网区(5a)长边 小于加速栅栅网区(6a)在屏栅上的圆形投影(6c)直径，矩形栅网区(5a)与加速栅栅网区(6a)在屏栅上的圆形投影(6c)内接。
4、 根据权利要求l所述的离子源的离子束引出系统，其特征在于所 述屏栅(5)中心部位设有椭圆形栅网区(5a)，其长径与加速栅栅网区(6a)在屏栅上的圆形投影(6c)直径相同，椭圆形栅网区(5a)与加速栅 栅网区在屏栅上的圆形投影(6c)内切。
5、 根据权利要求l所述的离子源的离子束引出系统，其特征在于所 述屏栅(5)中心部位设有多边形栅网区(5a)，多边形栅网区与加速栅栅 网区在屏栅上的圆形投影(6c)内接。
6、 根据权利要求1-5任一权利要求所述的离子源的离子束引出系统， 其特征在于屏栅和加速栅的栅网区布满同心、且呈六角形排列的栅孔(8)。
7、 根据权利要求l-5任一权利要求所述的离子源的离子束引出系统， 其特征在于加速栅(6)由加速栅架(6b)和固定在其中心窗口上的加速 栅栅网片(6d)构成，加速栅栅网区(6a)设在加速栅栅网片(6d)中心部 位，屏栅(5)由屏栅架(5b)和固定在其中心窗口上的屏栅栅网片(5d) 构成，屏栅栅网区(5a)设在屏栅栅网片(5d)中心部位。
8、 根据权利要求7所述的离子源的离子束引出系统，其特征在于所 述加速栅架(6b)和屏栅架(5b)外轮廓均呈圆形。
9、 根据权利要求8所述的离子源的离子束引出系统，其特征在于所 述的加速栅栅网片(6d)和屏栅栅网片(5d)周边分别嵌在对应栅架中心窗 口周边的凹槽内，并通过螺钉(4)固定在对应栅架上，加速栅(6)和屏栅(5)通过绝缘子(9)和螺钉(7)相互平行地连为一体，构成离子束引出 系统，该离子束引出系统通过绝缘子(1、 2)和螺钉(3)固定在离子源放 电室上。
专利摘要离子源的离子束引出系统，设有在同一中心线上轴向拉开距离的两片栅极，一片是加速栅(6)，其上设有带栅孔的圆形栅网区(6a)，另一片是屏栅(5)，其特征在于屏栅(5)上设有带栅孔的矩形、或任意多边形、或椭圆形的栅网区(5a)。采用本实用新型的离子源可以引出截面为矩形，或任意多边形或椭圆形的离子束，而且当需要输出圆形或其它形状离子束时，只需更换一片屏栅即可，达到一机多用的目的。
文档编号H01J37/147GK201256138SQ20082012789
公开日2009年6月10日 申请日期2008年8月7日 优先权日2008年8月7日
发明者冯毓材 申请人:冯毓材