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

действующего с

рабочим

взще^вом,

помелен внутри цилиндри­

ческого

анода. Над

тиглем

установлен

вольфрамовый

ка­

тод,

выполняющий

одновремен­

но

роль

нагревателя

рабочего

вещества. Анод

во

время

ра ­

боты

нагревается

до

высокой

темлературы за счет излуче­

ния

нагреьателя 5.

Благода­

ря "-рем тепловым экранам,

расположенным

joKpyr

анода,

обеспечивается

хорошая

ста­

билизация

теплового

режима

разрядго.!

камеры

в

широком

Рис . 2 - 3 - 6 . ."сточник ион в

интервале

т^мператуп

от

20и

до

1о00°С. ДЛЯ повышения

с испарителем

внутри

камеры;

степени

ионизации

разряднря

1-натекатель;

2-анод;

;:амера

поне--ена в

продольное

З - м г е л ь ;

4-катид;

магнитное

поле. Ток

пучка

5-нагреватель; 6-тепловые

экраны;

7-экстракт^р

ионов uuH'tu при отверстии в

аноде 3,2 мм до-тигал 60м"а.

Источник /чеет :алые размеры, прос* по конструкции

доста­

точно долговечен и обладает сравнительно большит: коэффици­

ентом использпания рабочего

вещества.

Нагрев"рабочег ) вещества может осуществляться те толь­

ко теплоизлучением или

1.роп>сганием

то--а,

но и за счгт

бомбар-

.цмровп-

эле

тронами..

В том

ь в

другом

случае

испаритель

"ожет быть совмещен с разрядной камерой. Пгч нагреве

элек-

«ронаии

в

с стеме_ с термокотодом источник

имеет

большую

г»бг--сл.,с

точки зрения управления

теучечатурным

pesauo-',

тода 2,

нагреваемого

бомбардировкой электронами, э к и п и ­

руемыми

вольфрамовой

спиралью 3, и стержневого графитово­

анода

и ионизации

атомов уг*-

лерода

объясняется

необходи­

О

мостью экранирования

вольф­

зооо

рама от прямого

попадания

8 т о н о в углерода,

икгнвно

ре ­

агирующих с вольфрамом

и

сокращающих срок

службы

ис -

о ч н и к а . В рабочем

^зжиме

Рис.2-3-7. Источник

при температуре

апода

290С°С

г'олучеЕ ток иолов

углерода

ионов углерода:

I-графитовы» анод-ис­

до 400 мка. Источник ионов с

паритель;

2-гоафитовый

нагревом ано, ;а испарителя

за

эмиттер;

3-вольфрам1"-

счет эн°рги:: разряда

создан

вая спираль; ч-экран.

на основе разряда с осцилляцией

электронов в магкилод поде. .

Анод разрядной камеры

Пеняинговского разряда,

будучи

вы­

полненным

из раоочего

вепкотва ( 2ft.,Cu,/!$,Wi)-

нагрева-'

B ' . J H -о температуры,

достаточной

для поддержания

давления

2-3-3*

Плазмснйна *еТйЧШ»«й Исаев тугоплввких

элементов с катодные раепыленчеи рабо­

чего

гещесиа

Для ло::учьняя рабочего вещества в атомарном состояния

используют

катодное распьлепир ионами непосредственно в

рээряде. В таких

источниках могут исш&ьзоватьоя главным

катодом, разряд

с поли» РНОДОМ, магнетронныИ разряд, разряд

с осцилляцией

электронов в

магнитном

поле и некоторые

дру­

гие

формы разряда.

а исто никгс с термокатодаыг; дуговой разряу. обычно

го ­

рит

при оравп ительно низких

падениях,

поэтому для увеличения

piepry: бомбардирующих

ионов на распыляемую м.шень подается

отрицательный потенциал

300-2000 в . Этот прием

используется

т KXS

:i в

источниках с другими видами

разряда.

На

P L

г . 2 - 3 - 8 приведела конструкция

ио:.нсго

источника с

держивается

разряд. Тсс накала создает акгчалгное магнитное

поле, конгпагируюгзе

плазму. Под действием по."я распыляемо­

го материала

(мишень)

ионы из плаыы разряда направляются

ление газа и поддерживая

ток разряда путем

регулировки нака­

ла K8iода,можно цолучи!ь

разряд практически

в парах металла.

43

-

1'зточник имеет

сравнитель­

но простую

конструкцию р.

достаточно

надежен в рабо­

т е . Источник испольэовалоя

д£Л получения ионов железа,

серебра,

золста

и

алюминия.

Источник

иовов

о

катодным

распылением

рабочего веще­

ства с осцилляцией элек.ро-

нов в магнитном поле имеет

более сложную конструкцию

за сче . введения нагрева­

Рис . 2 - 3 - 8 . Источник ионоь

теля сюда и анодных экра­

с катодный распылителем:

нов. Распыляемое

вещество

I-графитовый

анод{ 2-катод;

•закреплено на катоде. Около

З-распыляемый

электрод;

противоположного

катода, в

•-экотрактор

котором

выполнено

отверстие

для выхода

ионов,

располо­

нике поручен

ток

ионов металла о* 50 до 100

мка.

В источнике

ионов, изображенной

на рис.2-3-9,испольчует-

ся

разряд

с

осцилляцией

электронов

в

магнитном

пола

с катодным

распылением

рабо­

чего вещества и одновремен­

ным его испарение^ с анода .

испаптеля . Благодаря

тоцу,

что

рабочее

вещество

нанесе­

но на oOd катодр и на анод в

разрядной

камере

еравнгтедь-

Рис . 2 - 3 - 9 . "сточник ио:.ов

но

бистро

устанавливается

необходимее

давление

паров

металлов:

рабочего вещества, и

разряд

1-анод-нспаритоль; 2-р JO'O-

поддерживается в

это"

атмо­

че вещество;

З-постоянный

сфере. Применение

п о с зяв>

магнит; 4-акстрактор

ного магнита, погтеныв на-

Къне'аики

которого, по

су­

ществу, яв-якшп

катодами разрядной

камеры, п а в злило

c w c i * -

веано снизить

онергоемкооть

истач_н: i и упрости -

схему

аа-

зоне дрвлдии4 . Вторым недостатком источника является

богъ-

шой разброс йнергрй ионов, генерируемых ис^очиикок.

Из-за

lejibi.o узкого круга

задач ионной технологии, к которым мох-

ас отньсти очйстгу

поверхности, нанесзние пленок методом

ионов по

энергиям с

Сравнительно большой ток ионов

получе:: в источнике

с

КАТОДНЫМ

распылением

в разряде газоиагпетрона,

принцип

уст­

р о й с т в

которого показав на

рис.2-3-10. Источник наполнен

аргоном и находится в магнит­

ном поле. Ыекду графитовым вво­

дом и

вольфрамовым

катодом

за ­

жигается разряд с током несколь­

ко ампер в докрптическол режиме

при напряжении несколько

сотен

вольт. Г.ри SVOM на пластину,

изготовленную из рабочего ве -

Рис.2-5-х0. Газомагнит-

ще^-ТЕ

, под

действием

приложен­

ного к

лей

отрицателььогр

потен­

у онный источник ионов:

циала

ЕЭО j

постуг.ак,!

ионы

арго­

1-вольлрамов:"Й катод;

«?-енод;

>распыляемый

на, вызывая интенсивное распыле-

электрод; ^-гчяуск

ньз ее

поверхности. Распыленные

а.чгоиа; 5~у?кйрчюпЙ '

атоыы

ионизируются

в

разряде

и

элелт* од

вместе с иолами аргона извлекают­

2x50 т с ,

ся через щель в аноде сечением

ьтими же авторами

предложен другой вариант

источни­

ка, 1 котором катод покрыт распыляемым веществом или его

ту­

гоплавким соединением. Эффективность распыления при этом

су­

щественно увели"ивагтся. В источнике получоны пучки иоыов

ир-

рндия, никеля., лант0 на и доугих ^Лъментоз с -.соком 50-200

яка.

ига. получения ионсз тугоплавких элементов, в принципе, мо­

хе? быть

использован

эффект

ионизации распыленных частиц боы-

.;-дирующнаь ионами

Чо эффективность этой ионизации

очень

- 45

-

мала. Так

при бомбардировке

поверхности твердого

тела

иона­

ми аргона

с энергии 10-12

кв среди

распаленных

частиц

име­

ются ионы

бомбардируемой

ииг'.еяи, ток

которых лри

токе

пер­

казано на рис . 2 - 3 - 11 . Кольцевой катод 2 лыеат

коробчатое се ­

чение со целью в центральное

части дл.. выхода ионов. Распы­

ляемый

материал

укреплен

на

цллшдоической

части

катодного

злек.рода вблизи шели по. оба

стороны от нее на участках,

пот-ъер^аеиых наиболее интен- .

еивной ооибарда-'овкв. По кэре

Рио.Г - 3 - I I .

Источник

распыления

повышается

парци­

альное давление паров и доля

радиан ьно-сходящегооя

ионов

рабочего

вещества

в

ионного потока:

пу^ке,

извлекаемом

ив

разряд­

I-анод; 2-катот", 3-рас- „

пыляекый материал;

ной камеры

ькстракюром,

уве­

4-уокоряющий

электрод.

личивается.

Эффект

п£спы5.эния

может

бь-ть

усилен,

если

на -

процессох

дисоцнадии

химических

роединений

твердых

вещео*ь

При с-олкновеваи электровоз

а д и

асаов с молекулами слож­

ных химических ооеднаениЙ наряд:

с

процессагч возбуждения и

ионизации происходит диссоциация

з . иг ооединеи.Й с последую-;

системой. В дальчейезм ЭТИ системы

6yne«i

называть элекгрон-

но-оптн^скини системами (ЭОС). Структура

ЭОС зависит от

Tpj6oB8i'!>ti к параметрам пучка и от

назначения

установки.

В

idmeu случае ЗОС состоит из источай

частиц с

системами

ус­

учитывай, требовгния, накладываемые г ех^одогнческхмн

опера­

циям!,

и- условиями шс выполнения. В общем с.учее Э0.С

додяаа.

удивлетзоряг-s

следушдиы требованиям?

I .

Систруа

^олтяа фогшровать пучок частиц заданнщ;

"ео*.ет^*н-г?зг»"х

размеров с определенными ~вранеграми.

ллсга~с~и частая

по

се"енню.

k. Система,

как

лобоь, .техцьчеокое устройство,

должна

*лъ достатс \т

дол^о-чечноЯ, акономичсой (ток на

электроды

и:

! I 1

2

.. А

4

а

г'

5 '

S

д