离子源技术（精品）.doc

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1、离子源技术來源:深圳大学薄膜物理与应用研究所发布者Mp"发布时间:2010-1-79:49:43浏览次数:667离子源在我国应用得越来越多。但相对真空镀膜用户还是比较陌生。比如有什么不同种类？冬种离子源又有何特点。那些真空镀膜丁•艺非离子源不可；那些镀膜丁•艺只是锦上添花；而那些镀膜场合离子源只是点缀。等等。希望齐位大侠和前辈参加讨论据说离子源起源于星球人战的美苏竞争。理论计算表明离子源作空间推进器能量密度大于常规液丸推进器。美国的研究以美国宇航局的Kaufman教授的栅格式离子源（现在这类离子源仍叫Kaufman离子源）为主，而苏联则以终

2、端霍尔离子源为主。据说苏联技术优先一些。总共有几百台离子源在实验室或空间做过实验或试飞行，直到去年欧洲宇航局还在实验离子源推进器。在离子源推进器实验中，人们发现有推进器材料从离子源飞出，这就开始了离子源在材料，特別是材料表曲改性的应用。离子源的另一个垂要应用是高能物理。具体就是离子加速器。简单地说就是用一台离子源产生某种材料的离子，这个离子就在磁性环路上加速，从而轰击一个靶，产生新的物质或揭示新的物理规律。离子源种类较多。主要有：kaufman离子源射频离子源霍尔离子源冷阴极离子源电子冋旋离子源阳极层离子源感应耦合离子源可能还有很多其它类型

3、离子源未被提到。离子源类型虽多，目的却无非在线清洗，改善被镀表面能量分布和调制增加反应气体能量。离子源可以大大改善膜与基体的结合强度，同时膜本身的破度与耐磨耐蚀特性也会改善。若是镀工具耐磨层，一般厚度较大而对膜厚均匀性要求不高，可采用离子电流较大能级也较高的离子源，如霍尔离子源或阳极层离子源。阳极层离子源，与霍尔离子源原理近似。在一-条环形（长方形或圆形）窄缝中施加强磁场，在阳极作用下使工作气体离子化并在射向工件。阳极层离子源可以做得很大很长，特别适合镀大丁件，如建筑玻璃。阳极层离子源离子电流也较大。但其离子流较发散，且能级分布太宽。一般适

4、用于大型T•件，玻璃，蘑损，装饰丁件。但应用于高级光学镀膜并不太多。考夫曼离子源是应用较早的离子源。属于栅格式离子源。首先由阴极在离子源内腔产生等离子体，让后由两层或三层阳极栅格将离子从等离子腔体中抽取出来。这种离子源产生的离子方向性强，离子能量带宽集中，可广泛应用于真空镀膜中。缺点是阴极（往往是鸽丝）在反应气体屮很快就烧掉了，另外就是离子流量有极限，对需要大离子流量的用户可能不适和。霍尔离子源是阳极在一个强轴向磁场的协作下将T艺气体等离子化。这个轴向磁场的强不平衡性将气体离子分离并形成离子朿。由于轴向磁场的作用太强，霍尔离子源离子朿需要补

5、充电子以中和离子流。常见的中和源就是鹄丝（阴极）。霍尔离子源的特点是：1简单耐用。2离子电流与气体流量几乎成比例，可获得较大离子电流。3钙丝一般横跨在出口，收离子朿冲击很快会销蚀，尤其对反应气体，一般十儿个小时就需更换。并且钙丝还会有一定的污染。为解决鸭丝的缺点。有采用较长寿中和器的，如一个小的空心阴极源。霍尔离子源可以说是应用最广泛的离子源。高级的如Veece的MmkI和MarkII离子源。适用的如国产的大部分离子源。如果镀耐磨装饰膜，膜厚大，需要与机体结合力强，而均匀性要求不髙。可用霍尔离子源。其离子电流大，且离子能级也离。如果是镀光学

6、膜，则主要要求离子电流能级集中,离子电流均匀性好。故最好用Kaufman或RF离子源，有条件的可采用ECR（电子冋旋）或ICP（感应耦合）离子源。另外，也要考虑到耗材，如用钙丝的霍尔源在反应气体中十来个小时就烧断了。而高级离子源如ICP离子源可在反应气体中连续工作几百小时。镀灯具铝膜。因为是金属膜，当然是直流磁控溅射好。速度快。中频适合镀化合物膜。如果选离子源，霍尔离子源就够了。但要注意你的灯具大小。一般霍尔离子源是圆形，离子源覆盖的面积冇限。你一定要用离子束将工件全部覆盖到。若普通霍尔离子源太小,可考虑用阳极层离子源。莱宝APS1104光

7、学镀膜机可以说是目前国内镀膜界的土牌。这个镀膜机主要是两台电子蒸发源何一台APS离子源组成。其APS离子源可以说是镀膜机的心脏，其结构十分独特。首先它是Kaufman型离子源，但其阴极不是常用的鸭丝，而是昂贵的L“B6材料。另外其磁场不是由永久磁铁产生，而是由电磁线圈产生。从参数来看，其磁场较弱，功率也不大，但其显著特点是在被镀丁件上产生的温度低，其各项参数调得使成膜时热力学平衡好，成膜致密。可以说目前国内高档光学镀膜全*莱宝机，尽管其价格远远髙于其他镀膜厂家。莱宝APS实在独特，它不用永久磁铁而用电磁铁（电磁铁多要一套真空电路系统）。结构

8、看起來彼'苯二但爭实上性能却特别好。莱宝APS镀膜机Z所以走俏，APS离子源（或邓离子源）起了很大作用。离子源难起辉的一个原因是磁场太弱激发不起等离子体。离子源的种类虽多，但基本