袖珍溅射PIG离子源

本文描述一个袖珍端引出溅射PIG离子源。它用SmCo永久磁钢来产生源的约束场。该源既可以产生气体离子,也可以通过阴极溅射,产生相应金属离子。用该源通常可获得Ar~+500—680μA,Ar~(2+)～150μA;当用BF_3做放电气体时,可得B_(11)~+100—130μA,放电功率约为30W。当用Ar做辅助气体时,在30—50W的弧功率下,可得锆、铁、铝等金属离子70多μA;钽离子50—60μA;钛、钼等金属离子30多μA。两个电荷态的金属离子通常约为一个电荷态金属离子的1/2—1/5。     

永磁端引出溅射PIG源进展

介绍了永磁端引出溅射ＰＩＧ离子源的进展状况，通常它可用于引出气体的与金属的单或多电荷离子，在２０－３０ｋＶ的引出电压下，可引出ｍＡ级的气体离子和数十微安的金属离子，功耗小于５０Ｗ。同时也可用于直接引出某些电子亲合势料强的气体元素，如，Ｈ，Ｏ，Ｆ等的负离子。     

边引出永磁PIG离子源的某些进展

引言简易、中流强、多离子种类离子源对于注入机是十分有益的。目前看来经由宋执中等人发展起来的永磁边引出潘宁源,经适当改进后是一可供选择的源型。为此,笔者在此基础上,对源的结构、阴极材料进行了一些变革和试验,现介绍如下。     

全永磁ECR离子源研究进展

ECR(电子回旋共振)离子源是产生稳定的强流多电荷态离子束流最有效装置.全永磁ECR离子源因其独特的特点为很多中小型多电荷态离子束流实验平台与离子注入机等系统所采用,为后者产生重复性好、稳定性强的多电荷态离子束流.本文着重论述了中国科学院近代物理研究所研制的几台全永磁多电荷态ECR离子源及其特性与典型性能,如能产生强流高电荷态离子束流的高性能全永磁离子源LAPECR2,能产生强流中低电荷态离子束流的LAPECR1,能产生多电荷态重金属离子柬流的LAPECRl-M等.这些性能稳定的离子源为提高近代物理研究所相关试验平台的性能提供了关键的束流品质保障.     

永磁镜场边引出PIG离子源

本文介绍永磁镜场边引出PIG离子源的结构、磁场设计和实验结果。用H_2、BF_3、N_2或Ar作放电气体,在弧功率50～150W情况下,引出总束流大于1.0mA。其中H_1~ 和B_(11)~ 的比例分别达到90％和50％;得到的最高电荷态离子有B_(11)~(3 ),N~(5 ),Ar~(6 )。     

中子管用PIG负氢离子源及其束流引出实验研究

PIG离子源用于中子管引出正离子,但在使用过程中存在一定问题,如单原子离子比低、靶材料溅射严重及功耗大等。为解决这些问题,提高中子管的寿命和稳定性,本文设计一种中子管用PIG负氢离子源,并对其束流引出进行实验研究。分别测量了离子源的磁场、不同阴极材料及引出阴极离子发射孔径对引出负氢离子束流的影响。实验数据表明,该负氢离子源可用于制作性能指标良好的中子管。     

高性能全永磁ECR离子源LAPECR2的研制

研制了一台体积和重量都较大、设计性能较高的全永磁电子回旋共振(Electron cyclotron resonance,ECR)离子源LAPECR2(Lanzhou all permanent magnetic ECRion source No.2 ).该离子源将用于中国科学院近代物理研究所320 kV高压平台,为其提供强流高电荷态离子束流.LAPECR2的研制采用全新的全永磁磁体结构设计,通过采用高性能的NdFeB永磁材料、优化的磁结构设计以及精确的计算,实测源体的磁场参数能达到高性能ECR离子源的设计要求.离子源采用较高频率的14.5 GHz微波馈入加热等离子体,波导直接馈入离子源以增强馈入微波的稳定性与效率.此外,还大量采用了一些有利于提高离子源高电荷态离子产额的关键技术,如铝内衬等离子体弧腔、负偏压盘、铝制等离子体电极、三电极引出系统、辅助掺气等.     

冷阴极潘宁离子源通过表面溅射直接引出负离子

在不引入铯蒸汽的情况下，对袖珍型永磁冷阴极潘宁离子源通过固体表面溅射的方式，直接引出氯、溴等元素的负离子进行了初步研究。利用该源，在气耗量小于２０ｃｍ３／ｈ、弧功率约５０Ｗ的情况下，除了从放电气体中直接引出相关元素的负离子外，分别以ＮａＣｌ、ＮａＢｒ、ＮａＦ为阴极靶材，通过表面溅射，在传输效率为１５％时，得到相应元素的负离子分析束Ｆ－６０μＡ、Ｃｌ－６８μＡ、Ｂｒ－３９μＡ。实验中观测到，不同的辅助工作气体对固体表面溅射形成负离子的产额有一定的影响。     

永磁微波离子源

介绍了2.45 GHz袖珍永磁微波离子源的进展,源的外廓尺寸Φ100 mm×100 mm,重量小于5kg.它可工作于脉冲和连续两种放电模式.在微波功率500 W、引出电压45 kV及等离子体电极发射孔径为5 mm的条件下,对于脉冲模式,峰值流强为100mA,束流密度500mA/cm2;而对于连续模式,流强为60mA,束流密度300 mA/cm2.两种模式的质子比均可达到80%,归一化均方根发射度小于0.1 πmm·mrad.     

永磁强流ECR离子源

文章介绍一台2.45 GHz永磁强流ECR离子源,其直径为10 cm,长10 cm,重量不足5 kg,可工作在直流模式和脉冲模式.脉冲模式引出的氢离子束峰值流强大于100 mA,束流密度达到500 mA/cm2;直流模式引出束流达到60 mA,束流密度为300 mA/cm2.两种模式的质子比均达到80%.     

引出负离子的永磁边引出PIG源

介绍了一个可引出Ｈ、Ｏ、Ｆ等负离子的永磁边引出ＰＩＧ源。在１５ｋＶ引出电压下，可获得Ｏ＾－离子１３０μＡ，Ｆ＾－，离子７５μＡ，功率消耗分别约为１１０、２８０Ｗ。     

中流强注入机的弗瑞曼离子源

一、引言离子注入在半导体工业、金属材料改性的研究,特别是在大规模集成电路的研制中得到了广泛的应用。我们这台离子源是为中流强离子注入机研制的,它的设计指标是:1.气、固两用离子源,固体工作温度为250-800℃。2.分析后接收~(11)B~+≥500μA,横向张角(发散束)α≤±3°,纵向张角(会聚束)β≤±1°。3.在~(11)B~+=500μA下灯丝寿命为10小     

ECR离子源原理及其磁场分析计算

文章介绍了ECR离子源的发展历史和一般原理;给出了它产生高电荷态离子所必须的工作条件;着重讨论了磁场对源内等离子体性能的影响。基于对CAPRICE源磁镜场及六极约束场的计算,给出了该源磁场较精确的数量概念,这对了解它的磁路结构及磁场场型特点以及各铁元件的功能十分有益。通过对计算数据的分析,发现该源在磁路结构及场型上还有尚待修改的地方。所有这些对我们现有ECR源的调试、运行及局部改进提供了可靠的依据。     

金属筒在ECR2高电荷态离子源中的应用

叙述了用金属筒来增强ECR2离子源的高电荷态离子束流强度。铝筒的增强效果最为显著。与锆简相比,Ar(8 )离子的束流强度从245μA增至330μA,Ar(9 )离子从125μA增至150μA。     

用于蓝姆移动型极化离子源的低能强流双等源

建立了用于蓝姆移动型极化离子源的双等源和低能引出聚焦系统，实验比较了等离子体出口孔径和聚焦电极之间的距离对引出束的影响，并调整了离子源的运行参数。离子束的质子比可达６０％以上，满足了极化离子源的工作要求。约有４ｍＡ低能氢离子束（５５０ｅＶ）或氘离子束（１１００ｅＶ）进入铯蒸汽电荷交换管道，在极化源上使用低能强流双等源后，可获得２００ｎＡ左右的极化质子（或氘核）束。     

小型腔式微波离子源的研制

研制了１种用在离子束细胞刻蚀装置中的小型腔式微波离子源，它由石英放电管、同轴谐振腔和封装在管一端的二电极引出系统组成。该源由同轴腔激发起的表面波在石英管内产生等离子体柱。为了提高柱末端等离子体离子引出流密度，选用了在内径７．０ｍｍ直管的一端加上一内径５．０ｍｍ衬管的放电管。在微波频率为２．４５ＧＨｚ，输入功率为９３Ｗ下，氮的引出流密度分别为４８．４ｍＡ／ｃｍ２和９１．７ｍＡ／ｃｍ２。这种表面波放电等离子体源体积小、结构简单，可在较宽的压强范围内产生重复性好、工作稳定的等离子体柱。