KRI 宽束离子源的工作原理
KRI 宽束工业离子源的离子束的直径通常为几厘米或更多. 如果要使KRI 宽束工业离子源的离子束保持在接近地面电位的位置, 它必须被中和, 因此在离子束的每个体积中, 电子和正离子的数量必须大致相等. 对于一个介电目标, 电子和离子到达的数量必须相等. 靶可以是溅射靶或基板. KRI 宽束工业离子源的离子束的离子能量为2000 eV或更少. (单个带电离子通过2000 V的电位差 “下落”, 获得2000 eV的能量. )为了使损坏最小化, 能量通常为1000辆或更少. 这里不考虑高能量植入型应用. KRI 宽束工业离子源一般分为两类:网格离子源和无网格离子源.
图1给出了 KRI 栅格离子源的示意图, 其中描述了直流放电. 离子是由圆形或细长放电腔中的放电产生的. 可以使用几种类型的电子发射阴极. KRI 宽束工业离子源的热丝类型如图1所示. 离子也可以通过射频放电产生, 这不需要电子发射阴极. 放电室通过束电源保持在正电位. 离子通过荧光屏上的孔和加速器栅格进行加速, 这两者统称为离子光学.
加速器的栅极与周围的真空室(在地面上)是负的, 以防止电子从中和器通过离子光学往回走. 假设单电荷离子, 这是适合这种类型的离子源时, 适当的操作, 离子获得的能量eV(电子伏特)等于束电源电压.
KRI 宽束栅格离子源的工作背景压力约为 0.5毫托或更少. 离子束的输出取决于离子光学设计. 随着栅格间距的增大和孔数的增加, 光束电流会增加. 根据栅格的形状和栅格中孔的相对位置, 离子束可以聚焦到覆盖一个小的区域, 平行, 或散聚焦到覆盖一个大的区域.
在较低的束流电压下, 通过增加负加速电压, 似乎可以获得较大的离子束电流. 但是一个大的负电压会导致离子束向外扩散, 以至于到达目标的离子流实际上会减少. 三栅格光学可以减少大负压下的光束扩散, 但效果有限, 并有其他折衷.
无论使用何种离子光学, KRI 宽束网格离子源在低离子能量下都无法接近无网格端离子源的离子电流容量. 离子光学, 给予优越的控制离子轨迹, 也是最昂贵的部分网格离子源和需要最多的维护.
KRI 宽束网格离子源可选：KRI 射频离子源 RFICP 系列： RFICP 380、RFICP 220、RFICP 140 、RFICP 100、 RFICP 40
KRI 考夫曼离子源 Gridded KDC 系列： KDC 160、KDC 100、KDC 75、KDC 40、KDC 10
Gridless 离子源
无栅离子源的种类很多, 无栅离子源中的离子由放电电源产生, 由阴极中和器的电子通过磁场线产生的加速电位差到达阳极.
KRI 霍尔离子源
如下图所示, 它有一个圆形或加长的放电室, 离子的加速发生在准中性等离子体中, 具有近似相等的电子和离子密度.
因此, 离子束电流Ib不受限制, 离子束约为放电电流的20-30%, 平均离子能量约为放电电压的60-70%. 端厅离子源的工作背景压力约为一毫托或更少. 与网格离子源相比, 它是可靠的和坚固的. 它可以在200 eV或更少的离子束能量下产生大的离子束电流. 它不能轻易地产生更高的离子束能量, 并且离子束的形状被限制在发散的形状.
KRI 霍尔离子源 Gridless eH 系列包括、eH 3000、eH 2000、eH 1000、eH 400、eH 200、eH Linear
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