一種類金剛石薄膜離子源中離子的引出裝置的制造方法
【專利說明】
[0001 ] 技術領域:
[0002]本實用新型涉及類金剛石薄膜制造,尤其涉及一種類金剛石薄膜離子源中離子的引出裝置。
[0003]【背景技術】:
[0004]化學氣相沉積方法制作類金剛石薄膜的原理是:如附圖1所示,1、高溫鎢絲陰極發射熱電子;2、工藝氣體通過進氣管從鎢絲背后進入真空腔室后,擴散并充滿真空腔室;3、部分電子和工藝氣體碰撞,把中性工藝氣體電離成碳離子或者碳氫離子;4、碳離子或者碳氫離子沉積在基片表面,形成類金剛石薄膜。
[0005]為了提高薄膜沉積效率,需要有效地將陰極鎢絲發射的電子牽引至離子源的出口,以增加出口處電子和工藝氣體分子的碰撞和電離概率,從而增加被電離的工藝氣體沉積在基片表面的速度。如附圖1所示,目前行業中的設計方法是:1、在離子源的出口設置了正電勢的柵極,柵極為平面網狀結構,電子受到柵極的吸引聚集在離子源的出口附近,從而增加了出口處的離化的工藝氣體的密度;2、基片上施加負電勢的偏壓,以吸引被離化的帶正電的工藝氣體。這兩種方式可以有效地提高類金剛石薄膜的沉積速率。
[0006]現有的設計中,存在如下不足之處:1、工藝氣體從直徑6mm?1mm的狹窄管道進入真空腔室,擴散不均,氣體分子密度不均勻,使得空間中離化的氣體分布不均勻,從而導致薄膜的均勻性降低;2、陽極和柵極位置固定,薄膜的均勻性不易調節。
[0007]【實用新型內容】:
[0008]為了彌補現有技術問題,本實用新型的目的是提供一種類金剛石薄膜離子源中離子的引出裝置,有效的解決了工藝氣體擴散不均而導致薄膜的均勻性降低、薄膜的均勻性不易調節的問題。
[0009]本實用新型的技術方案如下:
[0010]類金剛石薄膜離子源中離子的引出裝置,包括安裝于保護外殼左端的隔板,隔板中部橫向安裝有工藝氣體進氣管,隔板左端面安裝有內部擋板,內部擋板外周的隔板上固定有安裝法蘭,其特征在于,所述的安裝法蘭上安裝有離子源擋圈,內部擋板外側間隔安裝有工藝氣體擴散板,工藝氣體擴散板外周設有貫穿安裝在內部擋板和隔板上的陽極,陽極與工藝氣體擴散板之間設有鎢絲。
[0011]所述的類金剛石薄膜離子源中離子的引出裝置,其特征在于,所述的保護外殼內腔中設有位于工藝氣體進氣管出口端一側的磁鐵。
[0012]所述的類金剛石薄膜離子源中離子的引出裝置,其特征在于,所述的工藝氣體擴散板距離內部擋板距離1.5~5mm,其形狀為直徑50?95mm的圓板,圓板中心設有喇機孔,喇口八孔的小端朝向工藝氣體進氣管進口端且等高。
[0013]所述的類金剛石薄膜離子源中離子的引出裝置,其特征在于,所述的陽極包括支座及引導管、保護筒,保護筒內孔中設有支座,支座為三根呈品字型分布的固定桿,固定桿貫穿保護筒,固定桿一端固定于內部擋板和隔板,另一端鉸接安裝有連桿,連桿端部連接于引導管一端的外壁上,引導管與工藝氣體進氣管同軸;支座相對媽絲的高出3?10mm,陽極偏壓40?125 V0
[0014]所述的類金剛石薄膜離子源中離子的引出裝置,其特征在于,所述的引導管的長度一般為35?80mm,壁厚0.5~2.5mm,外徑15?35mm。
[0015]所述的類金剛石薄膜離子源中離子的引出裝置,其特征在于,所述的離子源擋圈整體為筒體形,筒體兩端設有帶有通孔的環形板,進口端通孔直徑為55?125mm。
[0016]所述的類金剛石薄膜離子源中離子的引出裝置,其特征在于,所述的鎢絲直徑為25?55mm,鎢絲中部折彎成波浪形,左右還設有兩段水平延伸段,延伸段末端向上折彎成U形,媽絲固定于固定架上,固定架安裝于離子源擋圈左端。
[0017]本實用新型的優點是:
[0018]1、本實用新型擴散板置于管道和真空腔室之間,直徑在50mm-95mm范圍,距離腔室內壁1.5mm-5mm,它能使工藝氣體從現行的直徑6mm-10mm狹窄管道進入真空腔室改變為在直徑50mm-95mm的范圍內均勻擴散到真空腔室,擴散板提高了分子密度均勻性,從而提高了沉積薄膜均勻性。
[0019]2、本實用新型設計了位置和尺寸可調的陽極,通過調節陽極的大小和相對位置,并配合對陽極施加可調的偏壓,來改變鎢絲發射的電子的空間區域密度,從而改變了離化氣體的密度,實現了對薄膜均勻性和沉積速率的調節。
[0020]【附圖說明】:
[0021 ]圖1為傳統方法加工過程中離子源中離子的引出裝置結構示意圖。
[0022]圖2為本實用新型的結構示意圖。
[0023]圖3為本實用新型的工藝氣體擴散板結構示意圖。
[0024]圖4為本實用新型的陽極結構示意圖。
[0025]圖5為本實用新型的離子源擋圈結構示意圖。
[0026]圖6為本實用新型的鎢絲結構示意圖。
[0027]附圖標記:保護外殼I;隔板2;工藝氣體進氣管3;內部擋板4;安裝法蘭5;離子源擋圈6;工藝氣體擴散板7;陽極8;鎢絲9;磁鐵10;腔室11;柵極12;基片13;碳離子、碳氫離子等離子體14。
[0028]【具體實施方式】:
[0029]參見附圖:
[0030]類金剛石薄膜離子源中離子的引出裝置,包括安裝于保護外殼I左端的隔板2,隔板2中部橫向安裝有工藝氣體進氣管3,隔板2左端面安裝有內部擋板4,內部擋板4外周的隔板上固定有安裝法蘭5,安裝法蘭5上安裝有離子源擋圈6,內部擋板4外側間隔安裝有工藝氣體擴散板7,工藝氣體擴散板7外周設有貫穿安裝在內部擋板4和隔板上的陽極8,陽極8與工藝氣體擴散板7之間設有鎢絲9。
[0031]保護外殼I內腔中設有位于工藝氣體進氣管出口端一側的磁鐵10。
[0032]工藝氣體擴散板7距離內部擋板距離1.5?5mm,其形狀為直徑50?95mm的圓板,圓板中心設有喇叭孔7.1,喇叭孔的小端朝向工藝氣體進氣管進口端且等高。
[0033]陽極8包括支座8.1及引導管8.2、保護筒8.3,保護筒8.3內孔中設有支座8.1,支座8-1為三根呈品字型分布的固定桿8.11,固定桿8.11貫穿保護筒8.3,固定桿8.2—端固定于內部擋板和隔板,另一端鉸接安裝有連桿8.12,連桿8.12端部連接于引導管8.2—端的外壁上,引導管8.2與工藝氣體進氣管3同軸。
[0034]引導管8.2的長度一般為35?80mm,壁厚0.5~2.5mm,外徑15?35mm,引導管距離媽絲的高度25?45 mm。
[0035]離子源擋圈6整體為筒體形,筒體兩端設有帶有通孔的環形板,進口端通孔直徑為55?125mm。
[0036]鎢絲9直徑為25?55mm,鎢絲9中部折彎成波浪形9.1,左右還設有兩段水平延伸段
9.2,延伸段9.2末端向上折彎成U形9.3,媽絲固定于固定架上,固定架安裝于離子源擋圈6左端,鎢絲溫度控制:2050-2750 °C。
[0037]陽極的引導管8.2與鎢絲9及工藝氣體擴散板的喇叭孔7.1、工藝氣體進氣管3在一條水平直線上。
[0038]陽極:陽極引導管外徑15?35mm,壁厚:0.5?2.5 mm,陽極引導管距離燈絲的高度:25-45臟,陽極引導管的長度35?80 mm,陽極支座相對鎢絲的高度:高出3~10mm,陽極偏壓:40-125 V0
【主權項】
1.一種類金剛石薄膜離子源中離子的引出裝置,包括安裝于保護外殼左端的隔板,隔板中部橫向安裝有工藝氣體進氣管,隔板左端面安裝有內部擋板,內部擋板外周的隔板上固定有安裝法蘭,其特征在于,所述的安裝法蘭上安裝有離子源擋圈,內部擋板外側間隔安裝有工藝氣體擴散板,工藝氣體擴散板外周設有貫穿安裝在內部擋板和隔板上的陽極,陽極與工藝氣體擴散板之間設有鎢絲。2.根據權利要求1所述的類金剛石薄膜離子源中離子的引出裝置,其特征在于,所述的保護外殼內腔中設有位于工藝氣體進氣管出口端一側的磁鐵。3.根據權利要求1所述的類金剛石薄膜離子源中離子的引出裝置,其特征在于,所述的工藝氣體擴散板距離內部擋板距離1.5?5mm,其形狀為直徑50?95mm的圓板,圓板中心設有喇叭孔,喇叭孔的小端朝向工藝氣體進氣管進口端且等高。4.根據權利要求1所述的類金剛石薄膜離子源中離子的引出裝置,其特征在于,所述的陽極包括支座及引導管、保護筒,保護筒內孔中設有支座,支座為三根呈品字型分布的固定桿,固定桿貫穿保護筒,固定桿一端固定于內部擋板和隔板,另一端鉸接安裝有連桿,連桿端部連接于引導管一端的外壁上,引導管與工藝氣體進氣管同軸;支座相對鎢絲的高出3?10mm,陽極偏壓40?125 V。5.根據權利要求4所述的類金剛石薄膜離子源中離子的引出裝置,其特征在于,所述的引導管的長度一般為35?80mm,壁厚0.5~2.5mm,外徑15?35mm。6.根據權利要求1所述的類金剛石薄膜離子源中離子的引出裝置,其特征在于,所述的離子源擋圈整體為筒體形,筒體兩端設有帶有通孔的環形板,進口端通孔直徑為55?125mm。7.根據權利要求1所述的類金剛石薄膜離子源中離子的引出裝置,其特征在于,所述的鎢絲直徑為25?55mm,鎢絲中部折彎成波浪形,左右還設有兩段水平延伸段,延伸段末端向上折彎成U形,媽絲固定于固定架上,固定架安裝于離子源擋圈左端。
【專利摘要】本實用新型公開了一種類金剛石薄膜離子源中離子的引出裝置,包括安裝于保護外殼左端的隔板,隔板中部橫向安裝有工藝氣體進氣管,隔板左端面安裝有內部擋板,內部擋板外周的隔板上固定有安裝法蘭,安裝法蘭上安裝有離子源擋圈,內部擋板外側間隔安裝有工藝氣體擴散板,工藝氣體擴散板外周設有貫穿安裝在內部擋板和隔板上的陽極,陽極與工藝氣體擴散板之間鎢絲。本實用新型的結構設計新穎,通過工藝氣體擴散板及陽極的結構設計,可以有效提高工藝氣體擴散均勻性,從而使薄膜的均勻性提高和沉積速率,而且二者可調節。
【IPC分類】C23C16/50, C23C16/27
【公開號】CN205368493
【申請號】CN201620156114
【發明人】張心鳳, 鄭杰, 尹輝
【申請人】安徽純源鍍膜科技有限公司
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2016年3月2日