CN114302548B - 射频电离装置、射频中和器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种射频电离装置、射频中和器及其控制方法；所述射频电离装置，应用于射频中和器，包括：电离腔室以及射频线圈；所述电离腔室的侧壁内置有螺旋通道；所述射频线圈为螺旋形状设计，且结构与所述螺旋通道结构一致；所述射频线圈通过螺旋方式由所述电离腔室的一端安装进入所述螺旋通道；所述射频线圈的两端连接射频线；上述技术方案，通过在电离腔室的侧壁内置螺旋通道，射频线圈被牢固地固定在螺旋通道内，射频使用效率更高；降低了氧化几率，提升射频中和器的使用效果。另外，通过射频中和器控制方法，降低了射频中和器启动和调节过程的操作复杂性，提升了射频中和器的控制效率。

Description

射频电离装置、射频中和器及其控制方法

技术领域

本申请涉及离子源设备技术领域，特别是一种射频电离装置、射频中和器及其控制方法。

背景技术

射频中和器主要是通过射频方式电离气体，再通过电场分离出电子来，可以为离子源提供中和电子，在实际应用中具有稳定的使用效果。射频中和器由于其稳定的特性和适合使用在2A以下的中和环境中使用。

传统的射频中和器，一般是包括外壳、电离腔室、正离子收集极、射频线圈以及维持片等结构组成；其基本原理是向电离腔室内通入工作气体，通过射频线圈进行电离产生等离子体，正离子收集极吸收等离子体中的正离子，等离子体中的电子在维持片作用下，被从电离腔室的电子输出口持续引出，输出电子。

在实际使用当中，射频线圈容易高温变形或者被氧化污染等，使用保养周期短，射频线圈导入电离室的效率低，目前解决上述问题的一种是在电离腔室设置螺纹线槽和增加外罩，但稳定性方面依然有继续改良空间；而且，射频中和器整体结构复杂，影响了射频中和器的使用效果。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术缺陷之一，提供一种射频电离装置及射频中和器，以提升射频中和器的使用效果。

一种射频电离装置，应用于射频中和器，包括：电离腔室以及射频线圈；

所述电离腔室的侧壁内置有螺旋通道；

所述射频线圈为螺旋形状设计，且结构与所述螺旋通道结构一致；

所述射频线圈通过螺旋方式由所述电离腔室的一端安装进入所述螺旋通道；所述射频线圈的两端连接射频线。

在一个实施例中，所述电离腔室的螺旋通道在两端接口位置处进行密封处理，使得所述螺旋通道内的射频线圈与外部密封隔离。

一种射频电离装置，应用于射频中和器，包括：电离腔室、射频线圈以及绝缘套环；

所述射频线圈为螺旋形状设计，且套设在所述电离腔室外部；

所述射频线圈通过钎焊方式焊接在所述电离腔室外部，所述绝缘套环通过钎焊方式焊接在所述射频线圈外侧；其中，焊接后的所述电离腔室的外侧壁、射频线圈和绝缘套环的内侧壁固定连接。

在一个实施例中，所述焊接后的电离腔室的外侧壁、射频线圈和绝缘套环的内侧壁融为一体，使得射频线圈与外部密封隔离。

在一个实施例中，所述电离腔室底部连接绝缘气针；其中，所述绝缘气针的出气管连接电离腔室的气体输入孔；

所述绝缘气针的第一金属件连接发射极电源、第二金属件接地，所述第一金属件作为所述射频中和器的发射极。

一种射频中和器，其特征在于，包括：如上述的射频电离装置、外壳以及维持极；

在工作中：

所述向射频电离装置的电离腔室通入工作气体，所述工作气体在所述绝缘气针的第一金属件和第二金属件的电场作用下绝缘隔离；

所述射频线圈对所述工作气体进行电离产生等离子体；

所述等离子体中的电子在所述第一金属件的电场作用下向所述电子输出口方向运动，并在所述维持极的作用下从所述电离腔室的电子输出口引出。

在一个实施例中，所述的射频中和器，还包括：与所述外壳一体化设计的射频转接盒；

所述射频转接盒上设有连接气体隔离组件且密封的供气接口，连接射频电源且密封的射频馈入接口，以及连接射频控制器且密封的控制接口；其中，所述射频馈入接口通过射频线连接射频线圈。

在一个实施例中，所述射频中和器的外壳通过真空法兰密封连接在真空腔室的壁板上；其中，所述腔室外壳置于真空腔室内，所述射频转接盒置于真空腔室外；所述真空法兰内置有冷却水路。

在一个实施例中，所述的射频中和器，还包括：射频转接盒、射频馈入组件以及支撑结构；

所述射频中和器的外壳通过所述支撑结构与真空腔室连接；

所述射频馈入组件设于真空腔室的壁板上；通过射频线连接所述射频线圈，用于将射频馈入真空腔室内；

所述射频转接盒上设有射频馈入接口，用于连接射频电源和匹配网络。

在一个实施例中，所述支撑结构包括支撑杆和活性连轴器；所述支撑杆通过所述活性连轴器连接至射频中和器的外壳底部；所述活性连轴器用于调整方向。

上述射频电离装置及射频中和器，通过在电离腔室的侧壁内置螺旋通道，射频线圈被牢固地固定在螺旋通道内，从而可以避免高温变形导致位置不稳定而影响射频导入，射频线圈离电离腔室更近，射频使用效率更高；而且，进一步通过两端口位置的密封处理，避免射频线圈与大气接触，降低了氧化几率，提升射频中和器的使用效果。

通过把射频线圈钎焊在在电离腔室外壁，再在射频线圈外围钎焊一圈绝缘套环，通过钎焊方式可以使得射频线圈更加稳固，避免因为受热造成射频线圈变形而造成射频的不稳定；而且，焊接后的电离腔室的外侧壁、射频线圈和绝缘套环的内侧壁融为一体，使得射频线圈与外部密封隔离，也避免了射频线圈与外部气体进行反应或者受到污染，提升射频中和器的使用效果。

进一步的，将绝缘气针连接在电离腔室的底部，利用其第一金属件作为发射极，减少了发射极组件，简化了电离装置整体设备结构，提升了射频中和器的使用效果。

另外，本申请还提供一种射频中和器控制方法，以提升了射频中和器的控制效率。

一种射频中和器控制方法，应用于上述的射频中和器的中和器控制器，包括：

通过射频控制器接收所述射频控制器发送的所述射频离子源的射频控制参数；

通过中和器控制器根据所述射频控制参数计算相应的射频中和器的阴极控制参数；

由所述中和器控制器根据所述阴极控制参数控制相应的射频中和器；

其中，所述射频离子源与所述射频中和器匹配使用，所述射频离子源的射频控制器与所述射频中和器的中和器控制器通过通信线连接，所述射频控制器向所述中和器控制器发送射频离子源的控制参数。

上述射频中和器控制方法，在射频离子源工作过程中，通过射频控制器和中和器控制器即可实现射频中和器跟随射频离子源进行启动和跟着负载的变化而变化，不需要单独设置，全程自动启动和与射频离子源的联机控制，降低了射频中和器启动和调节过程的操作复杂性，提升了射频中和器的控制效率。

附图说明

图1是一个实施例的射频中和器的截面示意图；

图2是一个实施例的射频电离装置截面示意图；

图3是绝缘气针安装示意图；

图4是绝缘气针的结构示意图；

图5是另一个实施例的射频电离装置截面示意图；

图6是一个实施例的射频中和器的立体结构示意图；

图7是射频中和器的安装结构示意图；

图8是另一个实施例的射频中和器的立体结构及安装示意图；

图9是一个实施例的射频中和器的电气结构示意图；

图10是一个实施例的射频中和器应用硬件环境示意图；

图11是一个实施例的射频中和器控制方法流程图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例的术语“包括”以及其他任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤或模块，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。

参考图1，图1是一个实施例的射频中和器的截面示意图；图中同时示出了射频中和器的部分结构，射频电离装置部分包括：电离腔室10以及射频线圈20；其中，电离腔室10的侧壁内置有螺旋通道10a；射频线圈20为螺旋形状设计，且结构与螺旋通道10a结构一致；射频线圈20通过螺旋方式由电离腔室10的一端安装进入螺旋通道10a；射频线圈20的两端连接射频线。

如图2所示，图2是一个实施例的射频电离装置截面示意图，电离腔室10在成型时，在电离腔室10的侧壁内设置螺旋通道10a，射频线圈20的螺旋形状结构与螺旋通道10a结构一致，由此，在安装时，射频线圈20通过螺旋方式由电离腔室10的一端安装进入螺旋通道10a内，并在射频线圈20两端连接射频线；优选的，进一步对电离腔室10的螺旋通道10a在两端接口位置处(图中虚线框)进行密封处理，使得螺旋通道10a内的射频线圈20与外部密封隔离。

通过上述结构的射频电离装置，射频线圈20被牢固地固定在螺旋通道10a内，从而可以避免高温变形导致位置不稳定而影响射频导入，同时通过两端口位置的密封处理，避免射频线圈20与大气接触，降低了了氧化几率，使得保养周期可以拉的更长；基于上述设计的射频线圈20离电离腔室10更近，因此导入电离腔室10的射频使用效率更高；而且也降低了射频中和器的整体结构复杂度，提升射频中和器的使用效果。

在一个实施例中，如图3所示，图3是绝缘气针安装示意图，结合图1的结构，在电离腔室10底部连接绝缘气针30，绝缘气针30的出气管35连接电离腔室10的气体输入孔，用于导入工作气体并进行绝缘隔离；本申请的射频电离装置中，绝缘气针30的第一金属件31紧贴在电离腔室10的底部，同时，绝缘气针30的第一金属件31连接发射极电源、第二金属件32接地；由此，第一金属件31作为射频中和器的发射极。

对于绝缘气针30的结构，参考图4所示，图4是绝缘气针30的结构示意图，其主要是包括第一金属件31、绝缘陶瓷件33、气体分流绝缘件34和第二金属件32等，其中上下分别连接出气管35和进气管36，出气管35插入到电离腔室10的气体输入孔。

基于上述结构的射频电离装置，将绝缘气针30紧贴在电离腔室10的底部，利用其第一金属件31作为发射极，从而使得电离装置中无需再额外设置发射极组件，从而可以极大地简化了电离装置整体设备结构，减少了设备体积，设备更加紧凑，提升了射频中和器的使用效果。

参考图5，图5是另一个实施例的射频电离装置截面示意图；在本实施例中，射频电离装置包括：电离腔室10、射频线圈20以及绝缘套环40；射频线圈20为螺旋形状设计，且套设在电离腔室10外部；射频线圈20通过钎焊方式焊接在电离腔室10外部，绝缘套环40通过钎焊方式焊接在射频线圈20外侧；其中，焊接后的电离腔室10的外侧壁、射频线圈20和绝缘套环40的内侧壁固定连接。进一步的，焊接后的电离腔室10的外侧壁、射频线圈20和绝缘套环40的内侧壁融为一体，使得射频线圈20与外部密封隔离。

如上述实施例的技术方案，把射频线圈20钎焊在在电离腔室10外壁，然后在射频线圈20外围钎焊一圈绝缘套环40，通过钎焊方式可以使得射频线圈20更加稳固，避免因为受热造成射频线圈20变形而造成射频的不稳定；同时，焊接后的电离腔室10的外侧壁、射频线圈20和绝缘套环40的内侧壁融为一体，使得射频线圈20与外部密封隔离，也避免了射频线圈20与外部气体进行反应或者受到污染，提升射频中和器的使用效果。

在一个实施例中，如图3所示，在电离腔室10底部连接绝缘气针30，绝缘气针30的第一金属件31连接发射极电源、第二金属件32接地，第一金属件31作为射频中和器的发射极。对于本实施例的方案，如前述描述一致，在此不再赘述。

下面阐述射频中和器的实施例。

参考图1至5所示，本申请的射频中和器包括前述实施例的射频电离装置、外壳13以及维持极11；其中，维持极11设于电离腔室10前端。

在工作中，向射频电离装置的电离腔室10通入工作气体，工作气体在绝缘气针30的第一金属件31和第二金属件32的电场作用下绝缘隔离；射频线圈20对工作气体进行电离产生等离子体；等离子体中的电子在第一金属件31的电场作用下向电子输出口方向运动，并在维持极11的作用下从电离腔室10的电子输出口引出。

如上述实施例的射频中和器，采用直接在电离腔室10侧壁设置螺旋通道10a，将射频线圈20被牢固地固定在螺旋通道10a内，从而可以避免高温变形导致位置不稳定而影响射频导入，射频使用效率更高，整体结构复杂度低。通过钎焊方式可以使得射频线圈20更加稳固，避免射频的不稳定，提升射频中和器的使用效果。而且利用绝缘气针30的第一金属件31作为发射极，无需再额外设置发射极组件，简化了整体设备结构，进一步提升了射频中和器的使用效果。

基于上述实施例的射频中和器，下面针对于其结构和安装提供更多实施例。

在一个实施例中，参考图6所示，图6是一个实施例的射频中和器的立体结构示意图，本申请的射频中和器还包括：与外壳13一体化设计的射频转接盒50；射频转接盒50上设有连接气体隔离组件51且密封的供气接口54，连接射频电源且密封的射频馈入接口52，以及连接射频控制器且密封的控制接口55；其中，射频馈入接口52通过射频线连接射频线圈20。

参考图7所示，图7是射频中和器的安装结构示意图，射频中和器的外壳13通过真空法兰53密封连接在真空腔室100的壁板上；其中，外壳13置于真空腔室100内，射频转接盒50置于真空腔室100外；真空法兰53内置有冷却水路56。

如上述实施例的射频中和器及其安装方式，通过采用一体化设计结构，安装接驳口可以采用标准的ISO的法兰(ISO100或100以)，也可以是一定直径(大于或等于76mm以上)的非标或其它标准法兰，该结构的射频中和器安装方式多样化，可以兼融当前市面上大部分(90％以上)真空镀膜机的机台安装。

在一个实施例中，参考图8所示，图8是另一个实施例的射频中和器的立体结构及安装示意图，本申请的射频中和器还包括：射频转接盒50、射频馈入组件57以及支撑结构58；射频中和器的外壳13通过支撑结构58与真空腔室100连接；射频馈入组件57设于真空腔室100的壁板上；通过射频线连接射频线圈20，用于将射频馈入真空腔室100内；射频转接盒50上设有射频馈入接口52，用于连接射频电源和匹配网络。优选的，支撑结构58包括支撑杆58a和活性连轴器58b；支撑杆58a通过活性连轴器58b连接至射频中和器的外壳13底部；活性连轴器58b用于调整方向。

上述实施例中，供气管道可以通过真空馈入接头进入到真空腔室100内，该真空馈入接头还用于接入发射极的供电和维持极11的供电；射频转接盒50里设置真空电极和射频馈入接口52，通过射频线把射频转接盒50的射频馈入接口52和匹配网络连接起来，实现为射频中和器的射频线圈20提供射频。

如上述实施例的射频中和器及其安装方式，采用射频馈入组件连接的内安装方式，安装接驳口只要是一定直径(通常25mm以上)通孔就可以安装，该安装方式设计更加灵活，对真空腔室的空间要求更低，应用范围广；另外，支撑杆连接采用活性连轴器方式连接射频中和器，实现安装高度可以灵活调整，发射角度也可以选择垂直、任意角度或者平行等，适用场景多，更能符合客户现场实际的运用需求。

在一个实施例中，为了减少通讯线和射频线距离，避免射频受到干扰和降低设备成本，本申请的射频中和器的技术方案，还可以对各个设备部件进行集成处理；参考图9所示，图9是一个实施例的射频中和器的电气结构示意图；如图示，射频中和器的电气结构包括：中和器控制器、直流源模块、射频电源和匹配网络。

射频电源通过匹配网络连接射频中和器的射频线圈；直流源模块和射频电源分别连接射频控制器；中和器控制器、直流源模块、射频电源和匹配网络内置在4U机箱中。

进一步的，4U机箱上设有供电接口，至少一个射频线圈接口，至少一个直流电源控制接口，通信接口和至少一个气体控制接口；其中，供电接口连接外部电源以及机箱内的射频电源、匹配网络和直流源模块；射频线圈接口连接射频中和器的射频线圈以及机箱内的匹配网络；直流电源控制接口连接射频中和器的发射极和维持极以及机箱内的直流源模块；通信接口连接射频控制器以及机箱内的中和器控制器；气体控制接口连接射频中和器的供气管路上的流量计以及机箱内的中和器控制器。

上述实施例的技术方案，利用4U机箱进行了优化设计安装各个设备结构，将多个设备结构集成在一个标准的4U机箱里面，节省了多个箱体和箱体之间导电和通讯的设备成本，既解决了线材较长和线材成本较高的缺陷以外，还可以减少了大量的设备结构安装空间，使得设备易安装，整体上提升了产品质量。

下面阐述射频中和器控制方法得到实施例。

本申请的射频中和器控制方法，可以应用于上述任意实施例的射频中和器的中和器控制器上。参考图10，图10是一个实施例的射频中和器应用硬件环境示意图；如图示，该应用硬件环境中包括：射频离子源，至少一个与射频离子源匹配使用的射频中和器；图10中是以两个射频中和器为例，其中，射频离子源的射频控制器与射频中和器的中和器控制器通过通信线连接。

在工作中，射频控制器用于控制射频离子源进行启动和维持运行，并向中和器控制器发送射频离子源的控制参数；中和器控制器用于根据控制参数控制射频中和器进行启动和维持运行。

参考图11，图11是一个实施例的射频中和器控制方法流程图，该方法为射频中和器在工作工程中的控制的，可以包括：

S11，通过射频控制器接收所述射频控制器发送的所述射频离子源的射频控制参数。

结合9所示，射频离子源在运行过程当中，通过射频控制器可以获取射频离子源的射频控制参数，如图示，两个射频中和器可以从不同的方向为射频离子源提供中和电子。

基于通信线，射频离子源的射频控制器可以将射频离子源运行当中的控制参数实时发送到中和器控制器。

S12，通过中和器控制器根据所述射频控制参数计算相应的射频中和器的阴极控制参数。

射频控制参数包括射频源屏极电流等相关参数；例如，由于阴极中和器的发射极电流需要确保在任何时刻大于或等于射频离子源的屏极电流；中和器控制器可以根据射频离子源的射频源屏极电流计算各个射频中和器所分配的发射极电流。

S13，由所述中和器控制器根据所述阴极控制参数控制相应的射频中和器。

具体的，中和器控制器根据分配的发射极电流，分别控制第二直流源模块输出相匹配的发射极电流至射频中和器，使得射频中和器跟随射频离子源进行运行。

基于上述实施例的技术方案，以阴极中和器的发射极电流和射频离子源的屏极电流为例，假设射频离子源匹配了两个射频中和器，即第一射频中和器和第二射频中和器，第一射频中和器的电流为I₁，第二射频中和器的电流为I₂，射频离子源的屏极电流为I，由于需要确保任何时刻I₁+I₂≥I，因此，在工作过程中，中和器控制器可以根据实时接收到射频控制器的屏极电流I，以及检测的射频离子源各个射频中和器分别需要的电子数，实时计算电流I₁和电流I₂，对于电流I1和电流I₂，可以提前设置好各自的比例，比如可以设I₁：I₂＝1:1，也可以设I₁：I₂＝4：1等任何比例参数，也可以根据实际需求情况进行设置；上述方案实现了射频中和器的自动跟随调节，无需进行设置操作，极大地提升了控制效率和控制准确性。

上述实施例的技术方案，在射频离子源工作过程中，通过射频控制器和中和器控制器即可实现射频中和器跟随射频离子源进行启动和跟着负载的变化而变化，不需要单独设置，全程自动启动和与射频离子源的联机控制，降低了启动和调节过程的操作复杂性，提升了射频中和器的控制效率。

另外，针对于离子中和不充分的情况，还可以在射频离子源周围安装多个射频中和器同时工作，可以保阴极给射频离子源提供更均匀的中和电子，并且，在工作中实时检测射频离子源各个方向所需要的电子数数量，并自动调节各个射频中和器提供的电子数量，极大地提升了离子中和效果，提高了真空镀膜效果。

在一个实施例中，对于射频中和器启动流程，具体可以包括如下：

s1，通过中和器控制器设置射频中和器的启动参数。

具体的，可以在中和器控制器的操作页面设置射频中和器的启动参数；其中，启动参数包括发射极电压和电流，维持极电压以及气体流量参数等等。

s2，中和器控制器接收射频控制器发送的一键启动控制指令，并通入工作气体。

具体的，可以设置一键启动功能，用户通过射频控制器可以进行一键启动操作，射频控制器响应用户的一键启动操作后输出一键启动控制指令至中和器控制器，中和器控制器控制射频中和器的供气管路上的气体流量计的开关和流量，使工作气体进入绝缘气针进行分流后进入电离腔室；使设置的工作气体进入绝缘气针进行绝缘隔离，工作气体在绝缘气针的气体分流绝缘件的作用下，缓慢通过气体管道进入电离腔室进行电离，保证工作气体得到充分电离。

s3，中和器控制器启动射频电源，输出射频功率至射频中和器的射频线圈。

启动时射频功率相对比较大，功率在120W-150W之间，功率大容易拉弧，有助于启动。

s4，中和器控制器启动直流电源向射频中和器的维持极和发射极提供电压，直至拉出电子束流。

具体的，射频功率达到预设值后，通过第一直流电源向射频中和器的维持极和发射极输送一定的电压，在射频能量的作用下电离腔室内产生微小的辉光；在电子束流拉出来之前，通过中和器控制器控制继电器不断切换开关，使发射极的电压时有时无，且高低压不断切换，同时控制维持极一直保持一定的电压，当发现有一电子在电离腔室里拉出来形成电子束流时，射频中和器就启动成功。

s5，中和器控制器控制直流电源向射频中和器的维持极和发射极输出设定参数的电压。

具体的，射频中和器启动成功后，中和器控制器控制继电器停止切换工作，同时使发射极就保持一定小电压，维持电离腔室内的工作气体持续电离，使得射频中和器保持工作状态。

上述实施例的技术方案，在射频中和器启动过程中，通过射频控制器和中和器控制器即可实现射频中和器跟随射频离子源进行启动，不需要单独设置，全程自动启动，降低了启动的操作复杂性，提升了射频中和器的控制效率。在采用多个射频中和器的方案中，各个射频中和器还可以连接到一个共用的中和器控制器，降低了设备成本，同时减少了空间占用，同时也可以根据各个射频中和器所处的位置进行检测电子束输出状态，从而在射频离子源调节时对应调节各个射频中和器的输出电子束流数量大小，从而实现跟随控制。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种射频中和器，其特征在于，包括：射频电离装置、外壳、维持极、射频转接盒、射频馈入组件以及支撑结构；

所述射频电离装置包括：电离腔室以及射频线圈；

所述电离腔室的侧壁内置有螺旋通道；所述射频线圈为螺旋形状设计，且结构与所述螺旋通道结构一致；所述射频线圈通过螺旋方式由所述电离腔室的一端安装进入所述螺旋通道；所述射频线圈的两端连接射频线；

所述电离腔室底部连接绝缘气针，绝缘气针的第一金属件紧贴在电离腔室的底部；其中，所述绝缘气针的出气管连接电离腔室的气体输入孔；所述绝缘气针的第一金属件连接发射极电源、第二金属件接地，所述第一

金属件作为所述射频中和器的发射极；

所述外壳通过所述支撑结构与真空腔室连接；所述射频馈入组件设于真空腔室的壁板上；通过射频线连接所述射频线圈，用于将射频馈入真空腔室内；所述射频转接盒上设有射频馈入接口，用于连接射频电源和匹配

网络；所述支撑结构包括支撑杆和活性连轴器；所述支撑杆通过所述活性连轴器连接至射频中和器的外壳底部；所述活性连轴器用于调整方向；

在工作中：

通过所述绝缘气针向射频电离装置的电离腔室通入工作气体，所述工作气体在所述绝缘气针的第一金属件和第二金属件的电场作用下绝缘隔离；

所述射频线圈对所述工作气体进行电离产生等离子体；

所述等离子体中的电子在所述第一金属件的电场作用下向电子输出口方向运动，并在所述维持极的作用下从所述电离腔室的电子输出口引出。

2.根据权利要求1所述的射频中和器，其特征在于，所述电离腔室的螺旋通道在两端接口位置处进行密封处理，使得所述螺旋通道内的射频线圈与外部密封隔离。

3.一种射频中和器，其特征在于，包括：射频电离装置、外壳、维持极、射频转接盒、射频馈入组件以及支撑结构；

所述射频电离装置包括：电离腔室、射频线圈以及绝缘套环；

所述射频线圈为螺旋形状设计，且套设在所述电离腔室外部；所述射频线圈通过钎焊方式焊接在所述电离腔室外部，所述绝缘套环通过钎焊方式焊接在所述射频线圈外侧；其中，焊接后的所述电离腔室的外侧壁、射

频线圈和绝缘套环的内侧壁固定连接；

所述电离腔室底部连接绝缘气针，绝缘气针的第一金属件紧贴在电离腔室的底部；其中，所述绝缘气针的出气管连接电离腔室的气体输入孔；所述绝缘气针的第一金属件连接发射极电源、第二金属件接地，所述第一

金属件作为所述射频中和器的发射极；

所述外壳通过所述支撑结构与真空腔室连接；所述射频馈入组件设于真空腔室的壁板上；通过射频线连接所述射频线圈，用于将射频馈入真空腔室内；所述射频转接盒上设有射频馈入接口，用于连接射频电源和匹配

网络；所述支撑结构包括支撑杆和活性连轴器；所述支撑杆通过所述活性连轴器连接至射频中和器的外壳底部；所述活性连轴器用于调整方向；

在工作中：

通过所述绝缘气针向射频电离装置的电离腔室通入工作气体，所述工作气体在所述绝缘气针的第一金属件和第二金属件的电场作用下绝缘隔离；

所述射频线圈对所述工作气体进行电离产生等离子体；

所述等离子体中的电子在所述第一金属件的电场作用下向电子输出口方向运动，并在所述维持极的作用下从所述电离腔室的电子输出口引出。

4.根据权利要求3所述的射频中和器，其特征在于，所述焊接后的电离腔室的外侧壁、射频线圈和绝缘套环的内侧壁融为一体，使得射频线圈与外部密封隔离。

5.根据权利要求1-4任一项所述的射频中和器，其特征在于，还包括：与所述外壳一体化设计的射频转接盒；

所述射频转接盒上设有连接气体隔离组件且密封的供气接口，连接射频电源且密封的射频馈入接口，以及连接射频控制器且密封的控制接口；其中，所述射频馈入接口通过射频线连接射频线圈。

6.一种射频中和器控制方法，应用于权利要求1-5任一项所述的射频中和器的中和器控制器，其特征在于，包括：

中和器控制器接收射频控制器发送的射频离子源的射频控制参数；

中和器控制器根据所述射频控制参数计算相应的射频中和器的阴极控制参数；

中和器控制器根据所述阴极控制参数控制相应的射频中和器；

其中，所述射频离子源与所述射频中和器匹配使用，所述射频离子源的射频控制器与所述射频中和器的中和器控制器通过通信线连接，所述射频控制器向所述中和器控制器发送射频离子源的控制参数。