Генератор ионных потоков сверхнизкой энергии
(ULEHIIS – Ultra-Low Energy High Intensity Ion Source)
Назначение и особенности применения
Источник предназначен для генерации сильноточных (до 5 А) потоков газовых ионов ультранизкой энергии (менее 20 эВ) в непрерывном режиме. Степень загрязнения потока ионов рабочего газа продуктами распыления электродов составляет не более 0,001%.
Источник имеет совокупность параметров, которая делает его конкурентоспособным с широко используемыми торцевыми холловскими ускорителями и УЗДП, но отличает его узким энергетическим спектром ионов.
Применение
Совокупность параметров источника позволяет эффективно использовать устройство для нанесения сверхчистых покрытий методом ионного распыления мишени, в том числе и в технологиях изготовления полупроводниковых элементов.
Устройство
Источник основан на оригинальной разрядной системе с дуговым холодным полым катодом, системой фильтрации плазмы и инжекцией электронов в область аксиально симметричного расходящегося магнитного поля. Источник имеет безэлектродную систему ускорения ионов, основанную на эффекте Холла.
Энергия ионов в генерируемом потоке ниже порога распыления предотвращает нежелательное ионное распыление электродов и элементов разрядной системы и стенок камеры, за исключением распыляемой подложки, на которую подается регулируемый отрицательный потенциал.
Основные параметры
| Режим работы | непрерывный |
| Ток эмиттерного разряда | 5-37 А |
| Напряжение основного разряда | 5-25 В |
| Энергия ионов | до 20 эВ |
| Ионный ток на подложку диаметром 25 см на расстоянии от источника 25 см | до 5 А |
| Рабочие газы | Инертные газы, кислород, азот (добавка в камеру до 20%) |
| Расход газа | 5-20 см3·атм/мин |
| Рабочее давление в камере | 0.4-2 мТорр |
| Период технического обслуживания | 100 часов |
| Ресурс работы эмиттера | неограничен |
Публикации
- Inverted end-Hall-type low-energy high-current gaseous ion source.// Rev. Sci. Instrum. 79, 02B302 (2008); https://doi.org/10.1063/1.2801348
- Gridless, very low energy, high-current, gaseous ion source.// Rev. Sci. Instrum. 81, 02B307 (2010); https://doi.org/10.1063/1.3259233
- Low-energy, high-current, ion source with cold electron emitter. // Rev. Sci. Instrum. 83, 02B301 (2012); https://doi.org/10.1063/1.3653870
