Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Носков Д.А. Электронно-ионное оборудование технологического назначения

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
4.65 Mб
Скачать

 

 

- н о

 

 

 

 

 

 

циалом

и напиты­

 

 

 

ваются

через

 

 

 

разделительные

 

 

 

трансфорлгторы

 

А

Бо втором -

под

 

 

гусоким

потенциа­

"J НГИ

 

лом нгходится

 

илько

источник

 

 

 

 

 

запирающего

на­

 

 

 

пряжения и в . о -

 

 

 

рлчная

обмотка

а.

 

 

импульсного

тран-

 

 

сформатэоа

(см.

 

 

 

Рис.6-3-1

Способы

подачи от"и-

оис 6-3-1).

В

первом

случае за ­

рающзго импульса "а

упрсзляющий

труднено jnpai ie-

электрод

пушки

 

ние реетма"и(дли-

1ельность имйуль-

са и чьсто^а повторения^ генератора имлульоов( пккак элементы управления находятся под высоким потенциалом. Эт* труднооти преодолеваются с помощь-э длинных ручек из изолирующих мате­ риалов или ьлементоь оптоэлектроники. Бо зторсм варианте всь элементы управления :е;:ератора импульсов находятся под низким потенциалом. Только вторичная обыотка импульсного трансформа­ тора должна быт* изолирована на полное ускоряющео напряжение.

Эти зе прпнтипы могно исчол, овать при разработке импул*.- сних схем с питпниеи пушек переменным ИЛИ пульоиручцы напря­ жением. При этом частота следования итпульсов де.;ается рав­ ней частоте переменного напряжения, н отпирание гушки осуще­ ствляется в, момент достижения готднциала катода амплитудного эначенря. Длительность импульса ч эюм случае гпредзляется требованилми к разбросу заряженных частиц пс энергией, заъи- t сящим от отклонения ускоряющего напряжения от амплитудного значелия. Если длительность чмпултеа не будет превышать 100-150 -в;сек, то пра питан«и» пушки напряжением промьтпленной частоты отклонение напряжения от амплитудного не превышает сотой доли процента. Ко смотри на простоту,схемн питания им­ пульсных иушек переменным напряжением не получали распростри-

- I l l -

нения. Одной из причин этого ЯВЛЯРТСЯ частые пробои при воздействии обретенной полуволны на; ряжения. Э'>от недоста­ ток может быть устранен путем использования длп ускорения

заряженных частиц пульсирующего напряжения, яапрк

iep

ьа -

пряжения, n o j . y 4 a e « o r o н в выходе простейшей схемы

удвоения.

Принцип получения импульсного режима показан

на

рис. 6-3-2,

Достоинством данной схемы являемся то,

что

вторичная

lt

Рис . 6 - 3 - £ . Принципиальная схема получения импульсного пучка при питании пупии пульсирующим напрпжение^

обмотка повышающего трансформатора иэготавл.гаается на напря­ жение в два раза менше , чем ускоряющее. 'I недостаткам схе ­ мы следует отнестч необходимость подавления переходных про­ цессов в трансформаторе np.i импульсной нагрузке. Переходные процеоы имеют месл.о и в схемах с постоянным и переменным на­ пряжением, что приводит к колебаниям напряжения Яри увеличе­ на*' длительности импульса. В качестве одной из мер подавле­ ния переходных процессов предлагается эксплуатировать источ­ ник в режиме постоянной наггузки и получать импульсные пучки путем пропускания сканирующего пучка чореа отверстие в диафрагме. В этом случае источн..т< ускоряющего напряжения по­ стоянно нагружен п'лком. Аналогичный метод получения импуль­ сов можно использоьать при питании пушки переменным напряже­ нием. Принцип метода показан на р т е . 6 - 3 - 3 . Пучок заряженных частиц проходит через отверстие в диафрагме только в те Ha­

- 112 -

Рис,* - 3 - 3 . Принцип получения импульсного пучча заряженных частиц пушки и отклоняющей си^теиы переменным напряжением

менты, когда "аьряж«ние нг. отклоняющих пластинах равно нулю, а на катоде - еипптудному значению (отрицательному). Такой ыатод отличается исключительной простотой. Для ускорения и отклонения можно [.спол^зовать переменное напряжение промыш­

ленной

ч а с о т ы , не при гая к CKJKHHH электронным схеиаь.Од-

H-IKO

днаф^г.иа, как ». ппи постояыок ускоряющем напряжетии,

несет бояъиую таловую нагрузку. Необходимость охлаждения

диафрагмы в ни .кий н^эффщиен™ токопрохогдения являются при­

чиной, препятствующей широкому применению его в промшленных установках. Известны только несколько специализированных ус­ тановок, в которых реализованы принпипы получения импугъсов путем пропуск; зия пучка через диафрагму.

Хорошо зарекомендовал сс 5я метод импульенсго питания пущ--, заклю' ающийся в той, что на катодный узея npi. зазем­ ленной аноде подадася импульсы ускоряющего напряжения необ­ ходимой длительности о заданной ча-т-той следованиг. Для генерированы импульсов используются схемы с частичные раз­

рядом емкости, с разрядом

формирующей лик ш и схемы с

маг­

нитными

ыодулятераыи. На рис.6-3-4 прияедсны [.ринципиадоНые

с*, «ь с

частичным разрядом

емкости г гриппующей линкс X

на

й и п у л ь м П З трансформатор,

со вторичной обмотки которого

им-

 

 

 

-

и з -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пульс высокого

на­

 

 

 

 

 

пряжения

подается

 

 

 

 

 

на

катод

л ш к и .

 

 

 

 

 

Для обеспечения

 

 

 

 

 

условий

фокусиров­

 

 

 

 

 

ки

пучкв

импульс

 

 

 

 

 

ускоряющего

напря­

 

 

 

 

 

жения должен

иьеть

 

 

 

 

 

прямоугольную

фор­

 

a

i

 

 

му

или

плоскую

 

 

 

 

вершину. Для

 

ста ­

Рис.6-3-4. Принципиальные

 

 

 

билизации плоеной

схемы

генерирования импульсов:

части

импульса

при­

а)- о

частичным разрядом

емкости}

меняю!

корректирую­

о б)-с

разрядом

формирующей

линии

щие цепи

и схемы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

электронной

стаби­

лизации. В простейшем случае цепь состоит

чз последователь­

но соединенных

ёмкости

и сопротивления,

подключенных

парал­

лельно к первичной обмотке трансформатора.

Стабилизация

плоской части

импульса

использует схемы

с

регулирующей

ЛБМ-

пой, принцип работы которых основан на сравнении выходного

напрятения

с эталонным и усилений сигнала ошибки, в

соот­

ветствии с

которым изменяется сопротивление регулирующей

лляпы» Изменение падения напряжения на лампе компенсирует

отклонение

выходного

напряже Нин от воыйнальното.Принцйпиаль-

чая схема

генератора

с цепью коррекции импульса приведена

на рис . 6 - 3 - 5 . В качестве

лаыпы-клточа используется импульс­

ная модуляторная лампа ГМЙ -90. Цепь норревцт состоит

из

емкости и сопротивления^

Вторичная об'-отка импульсного

 

трансф_рматора намотана

двойным проводом,0 по которому

по­

дастся напряжение на накальный трансформатор. При хорошей стабильности зарядного напряжения схемь позволяет в широ­ ких . редалач регулировать длительность и Чгстоту следования импульсов.

- 114 -

Рис.6-3-5. Принципиальная cxtja генератора

 

импульсов

 

 

Схемы с разрядом формирующьй линии

целесообразно приме­

нять для

питания п^шак

с

фиксированной

частотой исследоиа-

аия импульсов,так как при

полном разряде

линчи, напрягэнйв го

которого

винив заряжается

к моменту'разряда, зависит от

значения ьащ-джения " даышй момент на зарядном источнике. При фиксированной частоте (50 или Г00 гц) периодические пудгзации напряжения источника аарядногг напрнжлшя не при­ водят к колебаниям амплитуды иыпупьоа, Грн равенстве частот переменного напргхения в частоты следования импульсов можно построить схему без выаранвтеая, разряжая линию в тот момент, когда напряжение заряда достигает амплитудного значения.

о

С О Д Е Р Ж А Н И Е

 

 

 

 

 

 

 

 

Стр.

П Р Е Д И С Л О В И Е

 

 

 

 

 

3

 

ГЛАВА I . BJIEKTPOHHO-ИОННЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ

МАТЕ­

 

 

РИАЛОВ И КЛАССИШАЩШ ЭЛЕКТР0НН0-И0ННСГ9

 

 

ОБОРУДОВАНИЯ. •.

 

 

 

 

5

T - I .

Процессы, протекающие в твердом теле

при

 

 

электронной

и ионной

бомбардировке

 

 

• 5

1-2.

Технологические

операции, выполнкзмые

 

 

 

электпоино-ионяыми методами

 

 

 

7

1- 3.

Классификация электронно-ионного оборудо­

 

 

вания

 

 

 

 

 

8

 

•1-4.

Принцип устройства и основнче уэлы элек­

 

 

тронно-ионных установок

 

 

12.

ГЛАВА П. ИСТОЧНИКИ ЗАРЯЯЁННЫХ ЧАСТИЦ

 

1J ,

2- 1.

Териочагсды

как эмиттеры электронов

в

 

 

 

технологических

установках.

 

 

 

К

2-2.

П;1а?"^н5»и

источники

электронов

 

..

20

2 - 2 - 1 . Источники HP основе

отбора

электронов

из

 

 

пказмы

 

 

. ,

 

 

21

 

2-2-2. Электронике

пушки на

основе

высоковольт­

 

 

ного разряда в

разреженном

г а з е . . . . . . . . . .

2-3.

Источники ионов

 

 

 

 

54

2-3-1. Ионные источник» с поверхностной човиза-

 

 

цией паров

 

 

, . . .

 

, .

36

2-3-2- Ш.азыенние

источники

ионов

с использова­

 

 

нием испарения

ччстых вещесзв

 

 

38

2-3-3. Плазменное

источники

ионов

тугоплавких

 

 

 

элементов с катод.шм распылением рабочего

 

 

вещества

 

 

 

 

 

42

 

2-3-ц. Источники ио\.ов

с использованием"процес­

 

 

сов диссоциации

химических

соединений

 

 

 

твердых веществ

 

 

 

 

45

ГЛАВА Ш.ИОННО- И ЭЛЕКТРОННООПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ...

48

3-1 .

Структура электронно- и йонно-оптических

 

 

сисгем

 

 

 

 

 

48

 

3—1—I. ЭОС для получешя эдектроиных пучков

 

 

49

 

 

 

 

 

 

 

 

Стр.

3

-1-2.

ЭОС для получения ионных

пучков

 

57 •

3

-2.

Ионные

и электронные пушки

 

55

. 3-3.

Электронные

лиьзы

 

 

 

62

3-3-1. Электромагнитные линзы

 

 

62

3

-3-2. Электростатические линзы

 

 

65

3-3-3. КвмрУ"°льные Л1.нзы

 

 

,68

3-4.

Отклоняющие

системы

эдектрон!:э-ионных .

 

 

установок

 

 

 

 

70

3

-5.

Массфильтры

ионных

установок

 

76

3

-5-1. Мегнитные массфильтры...

 

 

76

3

-5-2. Динамический квадрупольный массфильтр.

78

ШВА

1У.

РАБОЧИЕ КАМЕРЫ ЭЛЕКТРОННЫХ И ИОННЫХ

 

 

 

 

УСТРОЙСТВ

 

 

 

 

80

4- 1.

Основные типы рабочих камер

 

81

4-2.

Загрузочные

устройства

 

 

84

4-3.

Cue яровые окна

 

"

 

87

4 -4.

Системы контроля процессов микрообра-

 

 

 

 

ботки

 

 

 

 

 

90

Г Л Ш

У.

ВАКУУМНЫЕ СИСТЕМЫ ЭДТКТРОННО-ИОННЫХ

 

 

 

 

УСТАНОВОК

 

 

 

 

94

5- 1 .

Вакуунгче системы с обводкой откачкой

 

 

 

 

объемов

 

 

 

 

95

 

 

Вакуумные системы для сверхвысокова-

 

 

 

 

куумных уст^ ново.

 

 

 

97

э - 3 .

Вакуумны'- системы установок с выводом

 

 

 

пучка

в атмогфчру

 

 

 

100

ГЛАВА У1.

aiFUk

ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИХ

 

 

 

 

СИСТЕМ

 

 

 

103

6

- 1.

.Бдок~~хеыы

питалия эдектронно-оптичес-

 

 

ских

с и л е ы

 

 

 

105

6

-2.

Источники постоянного нап^Яо-ания

 

106

6

-3.

Схемы

питания импульсных

установок

 

109

С о д а р к а н и

е

 

 

 

115

Дмитрий Александрович Носков

Электронно-ионное оборудование технологического назначения.

Томск. Изд. ТГУ, 1973 г . 116 стр.

Редактор издательства В.Я. Щ^НКО

КЗ 02627. Подписано к печати 13/ХП-1973г. Формат 60 х 90 I / I 6 j п . л . 7,2 уч . - изд . л . 6,1 . Заказ 577. Тираж 500 экз . Пена 5ч коп.'

Издательство ТГУ. Томск, 10, пр.им.Ленина, 36 Отпечатано на ротапринте ТИАСУт'ч;.

г.Томск, 50, пр.им.Ленина, 40.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ