Генератор низкотемпературной газоразрядной плазмы
Назначение и особенности
Источник предназначен для генерации газовой плазмы (аргон, азот, кислород, ацетилен, др.) в объемах до 1 м3 при давлении в вакуумной камере в диапазоне 10-3-10-4 Торр в концентрацией плазмы до 5·1010 см-3.
Использование двухступенчатого разряда значительно увеличивает диапазон рабочих параметров и энергетическую эффективность генерации плазмы. Возможность независимого регулирования тока и энергии инжектированных электронов позволяет оптимальным образом подобрать энергетически эффективный режим генерации плазмы в зависимости от объема вакуумной камеры и рабочего давления.
Использование плазменного эмиттера электронов вместо накаленного катода и отсутствие внешнего магнитного поля обеспечивают высокий ресурс полого катода, а также равномерность генерируемой плазмы в больших вакуумных объемах (1 м3 и выше).
Области применения
Процессы объемного (3D) ионного травления, очистки, азотирования, осаждения DLC-покрытий.
Устройство
Генератор представляет собой источник на основе двухступенчатой разрядной системы с инжекцией электронов из области эмиттерного контрагированного дугового разряда с катодным пятном и последующим ускорением электронов в катодной области основного несамостоятельного газового разряда.
Генерация плазмы в вакуумной камере осуществляется за счет ионизации газа пучком инжектированных электронов с оптимальной энергией, регулируемой посредством изменения напряжения основного несамостоятельного газового разряда. При этом регулирование тока и энергии пучка инжектированных электронов осуществляется независимо. Конструкция разрядной системы обеспечивает 100% фильтрацию плазмы эмиттерного разряда от капельной фракции, а запатентованная конструкция эмиттера - неограниченный ресурс работы полого катода дугового разряда. Степень загрязнения газовой плазмы в вакуумной камере ионами металла не превышает 10-4 ат./ион.
Основные параметры
| Режим работы | непрерывный |
| Ток эмиттерного разряда | 10-35 А (ограничено источником питания) |
| Напряжение основного разряда | 10-150 В |
| Объем генерируемой плазмы | до 1 м3 |
| Концентрация плазмы | до 5·1010 см-3 |
| Плотность ионного тока | до 2 мА/см2 |
| Рабочие газы | аргон, криптон, кислород, азот, ацетилен, другие газы |
| Расход газа | 10-20 см3/мин |
| Рабочее давление в камере | 0.4-2 мТорр |
Публикации
- Shandrikov M.V., Vizir A.V., Yushkov G.Yu. and Oks E.M.. Gaseous Plasma Production Using Electron Emitter Based on Arc Discharge. // In Book Emerging Applications of Vacuum-Arc-Produced Plasma, Ion and Electron Beams. Edited by Efim Oks and Ian Brown. Kluwer Academic Publishers. The Netherlands. 2002. p.115-122
- Визирь А.В., Окс Е.М., Шандриков М.В., Юшков Г.Ю. Генератор объемной плазмы на основе разряда с плазменным катодом.// ПТЭ, 2003, №3, стр.108-111
- Визирь А.В., Окс Е.М., Шандриков М.В., Юшков Г.Ю. Генерация объемной плазмы на основе сильноточного газового разряда с внешней инжекцией электронов.// Прикладная физика, 2004, №6, стр.115-119
