射频离子源研制及引出系统数值模拟

摘要

随着光学工业和半导体工业的发展，越来越多的镀膜设备配置了宽束离子源，至今宽束离子源用于固体表面注入、微细加工、材料的表面改性、镀膜机辅助镀膜等众多工艺中，已成为现代工业发展的热点。现在的宽束离子源包括考夫曼源、霍尔源、低压反应离子源、ECR离子源、潘宁源、空心阴极离子源、APS源和射频离子源等。射频离子源采用磁耦合产生等离子体，具有无灯丝污染、工作时间长、可以长时间在有反应气体的条件下工作、产生的束流大等优点，逐渐成为离子源工业发展的重点。 本文是在中国科学院空间科学与应用中心开展了射频离子源的研究工作，研制和开发出射频宽束离子源。射频宽束离子源工作原理是利用电子发生器产生电子，在屏极电压作用下把电子引入离化室，利用射频感应原理将能量耦合到离化室，再利用气体放电原理产生等离子体，在屏极和加速极的作用下引出离子束。 本离子源在屏极电压为500伏作用下可产生160mA的离子流，在这种大能量离子源作用下可用于集成电路的刻蚀、辅助镀膜等。 本文针对这种离子源进行了样机的研制，研究了射频宽束离子源的匹配，放电所需要的磁场，以及宽束离子引出系统及射频感应产生等离子体的机理。

目录

文摘

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第一章 绪论

第二章 研究发展与现状

第三章 射频离子源研制

第四章 离子源的离子引出系统

4.1等离子鞘层

4.2离子光学设计基础

4.3影响离子源的引出系统的因素

4.4离子引出系统的数值计算

4.4.1强流离子引出系统数学模型

4.4.2计算方法

4.4.3强流离子引出系统数学模拟结果与分析

4.5小结

结论

参考文献

致谢