一种霍尔离子源能量辅助用导磁结构的制作方法

本实用新型涉及离子源辅助器件技术领域，更具体的是涉及一种霍尔离子源能量辅助用导磁结构。

背景技术：

霍尔离子源的工作原理是阴极灯丝通电后发热发光，产生热电子，热电子在阳极正电压的拉动下向阳极运动，在运动过程中遇到磁场，在磁场的洛伦兹力作用下，电子作螺旋式运动，运动过程中与导气铁芯中出来的O2或Ar分子进行碰撞产生O⁺或Ar⁺离子，O⁺或Ar⁺离子在阳极正电压的排斥推动下往上方移动，这些正离子在通过阴极灯丝边上时又遇到热电子，结果正离子被中和，但依旧保留了原先的动能继续往上方运动，一直到达离子源上方工件架的镀膜基片表面，对表面进行撞击，提高薄膜沉积时的致密度。

传统的霍尔离子源通常是使用永磁铁提供永磁场，使得处于阴极和阳极间的电子运行路线增长，增加电离效率，但是现国内各厂家在真空镀膜设备中所使用的霍尔离子源大都存在使用永磁磁场不可控而使霍尔离子源的离子偏弱或过强，若偏弱，会使发射的离子能量不足；由于受霍尔离子源结构影响，最大离子浓度为200EV，因此，若过强，不仅不能进一步增强离子浓度，反而会对源头反应区中的部件刻蚀过快造成对工件的污染。

一般霍尔离子源源头的永磁都是设置在阳极下方且要考虑温度以及与阳极的绝缘，所以永磁不能直接接触阳极，这样的好处是永磁不容易因过热而产生磁场退磁的现象，但缺点是反应区磁场偏弱，并且反应区磁场较为扩散，磁场能量利用率不高；如果盲目采用增强磁钢增加磁场强度，则可能会使源头出现磁场过剩的现象，霍尔离子源源头上产生的离子浓度不仅不会增加，反而会造成反应区中的中性件过快刻蚀而影响成膜质量及增加后期的维护成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：为了解决现有的霍尔离子源采用永磁铁提供永磁磁场，反应区磁场较为扩散，磁场能量利用率不高的问题，本实用新型提供一种霍尔离子源能量辅助用导磁结构。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种霍尔离子源能量辅助用导磁结构，包括永磁磁钢以及设置于永磁磁钢正上方的离子反应结构，其特征在于：所述离子反应结构包括设有气路通道的气体过渡盘、与气体过渡盘连通的陶瓷碗以及与陶瓷碗连通的气体分配器，气体分配器上设置有圆环状的导磁片，永磁磁钢产生的磁场能量便能够通过导磁片的磁传导产生的磁场能量聚集到反应室中间的局部位置，提高磁场能量的利用率。

进一步的，所述气体分配器中心处设置有安装环，所述导磁片套接于安装环上，且在气体分配器上设置有保护件，所述保护件罩接于导磁片外部，防止导磁片被刻蚀。

进一步的，所述永磁磁钢连接有高度调节机构，所述高度调节机构包括底座和与永磁磁钢固定连接的轴向调节器，所述底座中心处设置有通孔，轴向调节器与通孔配合可沿通孔上下移动，通过高度调节机构调节永磁磁钢与导磁片之间距离，便能够有效控制反应室里的磁场强度。

进一步的，所述轴向调节器包括调节部和与调节部一体成形的安装部，通孔内侧壁上设置有内螺纹，安装部设置于通孔内，且安装部外侧壁上设置有与内螺纹配合的外螺纹，永磁磁钢竖直设置于安装部上，调节部位于通孔下方，便于操作者对永磁磁钢的高度进行调节。

进一步的，所述导磁片由导磁材料制成，所述导磁材料包括但不限于420导磁不锈钢、低碳钢。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型通过设置导磁片，能够将下方永磁磁钢产生的磁场能量通过导磁片的磁传导产生的磁场能量聚集到反应室中间的局部位置，避免磁场能量逸散，提高磁场能量的利用率；并且通过高度调节机构调节永磁磁钢与导磁片之间的距离，便能够有效控制反应室里的磁场强度，从而避免出现由于磁场偏弱影响离子能量或磁场过强引起反应区里的中性件过快刻蚀的现象，并且由于永磁磁钢不与阳极接触，并且通过高度调节机构调节高度位置，确保了永磁磁钢不会过热产生退磁现象。

2、本实用新型通过在气体分配器上设置保护件，使保护件罩接于导磁片外部，能够防止导磁片被快速刻蚀，延长使用寿命。

3、本实用新型通过旋转调节部，使得安装部与通孔配合，带动永磁磁钢沿通孔上下移动，调节与导磁片之间的距离，结构简单，操作方便，能够快速对磁场强度进行调节。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型导磁片与气体分配器的配合剖视图。

附图标记：1、离子反应结构；1-1、气体分配器；1-1.1、安装环；1-2、陶瓷碗；1-3、气体过渡盘；1-3.1、气路通道；2、保护件；3、导磁片；4、永磁磁钢；5、高度调节机构；5-1、底座； 5-2、轴向调节器；5-2.1、安装部；5-2.2、调节部。

具体实施方式

为了本技术领域的人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和以下实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种霍尔离子源能量辅助用导磁结构，包括永磁磁钢4以及设置于永磁磁钢4正上方的离子反应结构1，离子反应结构1包括设有气路通道1-3.1的气体过渡盘1-3、与气体过渡盘1-3连通的陶瓷碗1-2以及与陶瓷碗1-2连通的气体分配器1-1，所述气体分配器1-1、陶瓷碗1-2和气体过渡盘1-3从上往下依次设置，气体分配器1-1上设置有圆环状的导磁片3，所述永磁磁钢4连接有高度调节机构5，所述导磁片3由导磁材料制成，所述导磁材料包括但不限于 420导磁不锈钢、低碳钢。

本实施例通过设置导磁片3，能够将下方永磁磁钢4产生的磁场能量通过导磁片3的磁传导产生的磁场能量聚集到反应室中间的局部位置，并且通过高度调节机构5调节永磁磁钢4与导磁片3 之间的距离，便能够有效控制反应室里的磁场强度，从而避免出现由于磁场偏弱影响离子能量或磁场过强引起反应区里的中性件过快刻蚀的现象，并且由于永磁磁钢4不与阳极接触，并且通过高度调节机构5调节高度位置，确保了永磁磁钢4不会过热产生退磁现象。

实施例2

如图1和图2所示，本实施例在实施例1的基础之上进一步优化，具体是：

所述气体分配器1-1中心处设置有安装环1-1.1，所述导磁片3套接于安装环1-1.1上，且在气体分配器1-1上设置有保护件2，所述保护件2罩接于导磁片3外部，防止导磁片3被快速刻蚀，延长使用寿命。

实施例3

本实施例在实施例2的基础之上进一步优化，具体是：

所述高度调节机构5包括底座5-1和与永磁磁钢4固定连接的轴向调节器5-2，所述底座5-1 中心处设置有通孔，轴向调节器5-2与通孔配合可沿通孔上下移动；轴向调节器5-2包括调节部 5-2.2和安装部5-2.1，通孔内侧壁上设置有内螺纹，安装部5-2.1设置于通孔内，且安装部5-2.1 外侧壁上设置有与内螺纹配合的外螺纹，永磁磁钢4竖直设置于安装部5-2.1上，调节部5-2.2 设置于安装部5-2.1底部且位于通孔下方，本实施例通过旋转调节部5-2.2，使得安装部5-2.1与通孔配合，带动永磁磁钢4沿通孔上下移动，调节与导磁片3之间的距离，结构简单，操作方便，能够快速对磁场强度进行调节。

带有本实用新型导磁结构的霍尔离子源与普通的霍尔离子源在同等条件下测试得到：带有本实用新型导磁结构的霍尔离子源的离子能量有较大幅度的提高，并且有效改善了镀膜的牢固度以及成膜质量，给辅助沉积提供了帮助。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。