CN220963234U - 绝缘气针及射频离子源 - Google Patents
绝缘气针及射频离子源 Download PDFInfo
- Publication number
- CN220963234U CN220963234U CN202322610248.7U CN202322610248U CN220963234U CN 220963234 U CN220963234 U CN 220963234U CN 202322610248 U CN202322610248 U CN 202322610248U CN 220963234 U CN220963234 U CN 220963234U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- air
- insulating
- electrode
- needle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 47
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 7
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001659 ion-beam spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
本申请涉及一种绝缘气针及射频离子源，应用于射频离子源，包括：串联连接的进气管、气针本体以及出气管；其中，所述进气管以及出气管分别连接在气针本体两端；所述气针本体包括：导气件、绝缘件、第一电极、第二电极以及电磁屏蔽层；所述绝缘件包裹导气件，所述第一电极和第二电极分别设置在导气件的两端；所述电磁屏蔽层罩设在绝缘件外侧；所述第一电极和第二电极形成电场；在工作状态下，工作气体从所述进气管进入导气件，并由所述出气管输出到射频离子源的放电室中；该技术方案，可以阻挡射频线圈产生的电磁波经过气体流动区，避免工作气体在绝缘气针的内部发生气体放电，提升绝缘气针的抗干扰能力，保证供气稳定。
Description
技术领域
本申请涉及真空技术领域，尤其是一种绝缘气针及射频离子源。
背景技术
射频离子源是一种应用领域十分广泛，在离子束溅射、离子束刻蚀、表面处理及辅助沉积等方面均可使用的离子源。射频离子源通过电感耦合原理在放电室中产生等离子体，并由离子光学系统形成离子束流。在向射频离子源的放电室导入工作气体时，通常会先经过绝缘气针处理，绝缘气针将工作气体以层流的形式，稳定均匀的进入放电室，以提高等离子体的均匀性。
目前，市面上的绝缘气针，射频线圈产生的电磁波容易在绝缘气针内部发生气体放电，导致供气不稳定，影响了射频离子源的工作稳定甚至熄灭。
实用新型内容
本申请的目的旨在解决上述的技术缺陷之一，提供一种绝缘气针及射频离子源，提升绝缘气针抗干扰能力，实现稳定供气。
一种绝缘气针，应用于射频离子源，包括：串联连接的进气管、气针本体以及出气管；其中，所述进气管以及出气管分别连接在气针本体两端；
所述气针本体包括：导气件、绝缘件、第一电极、第二电极以及电磁屏蔽层；所述绝缘件包裹导气件，所述第一电极和第二电极分别设置在导气件的两端；所述电磁屏蔽层罩设在绝缘件外侧；所述第一电极和第二电极形成电场；
在工作状态下，工作气体从所述进气管进入导气件，并由所述出气管输出到射频离子源的放电室中。
在一个实施例中，所述第一电极包括设于导气件的进气管一端的第一金属帽；
所述第二电极包括设于导气件的出气管一端的第二金属帽；
所述电磁屏蔽层包括第一金属套筒；其中，所述第一金属套筒直径小的一端连接第一金属帽，直径大的一端延伸至所述第二金属帽的外侧，并与第二金属帽保持一定距离。
在一个实施例中，所述第一金属帽与第一金属套筒为一体化结构设计。
在一个实施例中，所述导气件包括柱状本体；其中，所述柱状本体外侧设有螺旋的气道；
所述柱状本体的气道两端分别连接所述进气管及出气管。
在一个实施例中，所述绝缘件包括绝缘陶瓷套筒；
所述绝缘陶瓷套筒长度与所述柱状本体一致，且密封套设在柱状本体的气道外侧。
在一个实施例中，所述第一金属帽接地，所述第二金属帽连接屏栅极电源。
在一个实施例中，所述气针本体为加长结构设计。
一种射频离子源，包括：射频线圈，绝缘气针，以及放电室；
所述射频线圈设于放电室外，向放电室内部导入射频能量电离工作气体；所述绝缘气针设于放电室底部。
在一个实施例中，所述出气管穿过放电室底部的密封接口插入到放电室内的电离区域，对进入放电室的工作气体进行绝缘隔离处理。
在一个实施例中，所述射频线圈设置在放电室的底部。
本申请具有如下有益效果：
可以阻挡射频线圈产生的电磁波经过气体流动区，避免工作气体在绝缘气针的内部发生气体放电，提升绝缘气针的抗干扰能力，保证供气稳定；进一步的，气针本体可以采用加长结构设计，从而更好的抑制放电室产生的等离子体扩散至绝缘气针内。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是一个实施例的绝缘气针结构示意图；
图2是一个实施例的射频离子源结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作。
射频离子源的放电腔内的金属件在电离的坏境下带正电，与接电的金属件形成电场，在电势差一定的情况下，在一定的范围内，两极距离越远则磁场线的直径越大，两极距离较远导致射频线圈产生的电磁场经过气体流动区域，在电磁场作用下，工作气体在绝缘气针的内部电离，导致向放电腔输入的工作气体减小并且不稳定，从而影响了电离稳定性和电离效率。
本申请的技术方案，针对于射频离子源中所使用的绝缘气针，在对放电室进行供气时，由于射频线圈产生的电磁波所形成的磁场作用于绝缘气针内部的工作气体而产生气体放电，为此对绝缘气针及射频离子源进行改进，由此提升绝缘气针的抗干扰能力，保证供气稳定。
参考图1所示，图1是一个实施例的绝缘气针结构示意图，图中所示为截面示意图，如图示的绝缘气针01，其包括串联连接的进气管11、气针本体12以及出气管13；其中，进气管11以及出气管13分别连接在气针本体12两端。
对于气针本体12，如图示，其可以包括导气件121、绝缘件122、第一电极123、第二电极124以及电磁屏蔽层125等组件；其中，绝缘件122包裹导气件121，第一电极123和第二电极124分别设置在导气件121的两端；电磁屏蔽层125罩设在绝缘件122外侧；第一电极123和第二电极124形成电场。
在工作状态下，工作气体从进气管11进入导气件121，导气件121将工作气体由底部稳定导流到顶部，并由出气管13输出到射频离子源100的放电室02中。
在一个实施例中，对于气针本体12的结构设计，继续参考图1，第一电极123包括设于导气件121的进气管11一端的第一金属帽3a；第二电极124包括设于导气件121的出气管13一端的第二金属帽4b。
电磁屏蔽层125包括第一金属套筒5c；其中，第一金属套筒5c一端连接第一金属帽3a，另一端延伸至第二金属帽4b的外侧，并与第二金属帽4b保持一定距离。上述结构中，第一金属套筒5c直径小的一端连接第一金属帽3a，从而与第一金属帽3a构成整体的电磁屏蔽罩效果，而第一金属套筒5c直径大的一端延伸到了第二金属帽4b的外侧并与第二金属帽4b保持一定距离，从而拉近了第一电极123与第二电极124之间的距离，如图中两极距离d；其中，第一金属帽3a接地，第二金属帽4b连接屏栅极电源或者悬空。
在另一种实施例中，第一金属帽3a也可以与第一金属套筒5c为一体化结构设计，即第一金属帽3a与第一金属套筒5c形成一个整体，从而作为一个电极并具有电磁屏蔽罩效果。
在一个实施例中，导气件121可以包括一柱状本体210，在柱状本体210外侧设有螺旋的气道6d，柱状本体210的气道6d两端分别连接进气管11及出气管13。第一金属帽3a中心位置开设有第一通孔，进气管11穿过第一通孔连接至气道6d；第二金属帽4b中心位置开设有第二通孔，出气管13穿过第二通孔连接至气道6d。
在工作状态下，工作气体可以从进气管11进入，然后沿着气道6d螺旋稳定前进，然后通过出气管13输出，进入到放电室02中。
在一个实施例中，绝缘件122包括绝缘陶瓷套筒，绝缘陶瓷套筒长度与柱状本体210一致，且密封套设在柱状本体210的气道6d外侧，由于绝缘陶瓷套筒密封在柱状本体210外侧，使得柱状本体210的气道6d可以形成密封管道。
为了进一步提升供气稳定性，优选的，本申请的气针本体12还可以为加长结构设计；采取加长结构设计，工作气体在绝缘气针01内经历更长的运动距离，可以进行充分绝缘隔离处理，从而更好的抑制放电室02的等离子体扩散至绝缘气针01内部，从而使得供气更加稳定。
下面阐述射频离子源的实施例。
如图2所示，图2是一个实施例的射频离子源结构示意图，图中所示为截面图，主要包括射频线圈03、绝缘气针01以及放电室02等组件，另外还包括了一些配套组件；如栅网04、外壳05以及射频电源及匹配网络06等等。
射频线圈03设于放电室02外，如图示，射频线圈03设置设在放电室02的底部；向放电室02导入射频能量。
出气管13穿过放电室02底部的密封接口插入到放电室02内的电离区域，向放电室02内部导入射频能量电离工作气体；绝缘气针01对进入放电室02的工作气体进行绝缘隔离处理。
综合以上各实施例，避免工作气体在绝缘气针的内部发生气体放电，提升绝缘气针的抗干扰能力，保证供气稳定，即使在高功率下，射频离子源也可长时间稳定工作。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种绝缘气针(01)，应用于射频离子源(100)，其特征在于，包括：串联连接的进气管(11)、气针本体(12)以及出气管(13)；其中，所述进气管(11)以及出气管(13)分别连接在气针本体(12)两端；
所述气针本体(12)包括：导气件(121)、绝缘件(122)、第一电极(123)、第二电极(124)以及电磁屏蔽层(125)；所述绝缘件(122)包裹导气件(121)，所述第一电极(123)和第二电极(124)分别设置在导气件(121)的两端；所述电磁屏蔽层(125)罩设在绝缘件(122)外侧；所述第一电极(123)和第二电极(124)形成电场；
在工作状态下，工作气体从所述进气管(11)进入导气件(121)，并由所述出气管(13)输出到射频离子源(100)的放电室(02)中。
2.根据权利要求1所述的绝缘气针(01)，其特征在于，所述第一电极(123)包括设于导气件(121)的进气管(11)一端的第一金属帽(3a)；
所述第二电极(124)包括设于导气件(121)的出气管(13)一端的第二金属帽(4b)；
所述电磁屏蔽层(125)包括第一金属套筒(5c)；其中，所述第一金属套筒(5c)直径小的一端连接第一金属帽(3a)，直径大的一端延伸至所述第二金属帽(4b)的外侧，并与第二金属帽(4b)保持一定距离。
3.根据权利要求2所述的绝缘气针(01)，其特征在于，所述第一金属帽(3a)与第一金属套筒(5c)为一体化结构设计。
4.根据权利要求2所述的绝缘气针(01)，其特征在于，所述导气件(121)包括柱状本体(210)；其中，所述柱状本体(210)外侧设有螺旋的气道(6d)；
所述柱状本体(210)的气道(6d)两端分别连接所述进气管(11)及出气管(13)。
5.根据权利要求4所述的绝缘气针(01)，其特征在于，所述绝缘件(122)包括绝缘陶瓷套筒；
所述绝缘陶瓷套筒长度与所述柱状本体(210)一致，且密封套设在柱状本体(210)的气道(6d)外侧。
6.根据权利要求2所述的绝缘气针(01)，其特征在于，所述第一金属帽(3a)接地，所述第二金属帽(4b)连接屏栅极电源。
7.根据权利要求1-6任一项所述的绝缘气针(01)，其特征在于，所述气针本体(12)为加长结构设计。
8.一种射频离子源(100)，其特征在于，包括：射频线圈(03)，权利要求1-6任一项所述的绝缘气针(01)，以及放电室(02)；
所述射频线圈(03)设于放电室(02)外，向放电室(02)内部导入射频能量电离工作气体；所述绝缘气针(01)设于放电室(02)底部。
9.根据权利要求8所述的射频离子源(100)，其特征在于，所述出气管(13)穿过放电室(02)底部的密封接口插入到放电室(02)内的电离区域，对进入放电室(02)的工作气体进行绝缘隔离处理。
10.根据权利要求9所述的射频离子源(100)，其特征在于，所述射频线圈(03)设置在放电室(02)的底部。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202322610248.7U CN220963234U (zh) | 2023-09-26 | 2023-09-26 | 绝缘气针及射频离子源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202322610248.7U CN220963234U (zh) | 2023-09-26 | 2023-09-26 | 绝缘气针及射频离子源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN220963234U true CN220963234U (zh) | 2024-05-14 |
Family
ID=91018903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202322610248.7U Active CN220963234U (zh) | 2023-09-26 | 2023-09-26 | 绝缘气针及射频离子源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN220963234U (zh) |
-
2023
- 2023-09-26 CN CN202322610248.7U patent/CN220963234U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3778656A (en) | Ion source employing a microwave resonant cavity | |
| ATE368936T1 (de) | Zwei-frequenz-plasmaätzreaktor mit unabhangiger kontrolle für dichte, chemie und ionenenergie | |
| CN109786205B (zh) | 电子回旋共振离子源 | |
| KR101349195B1 (ko) | 코어 커버를 구비한 유도 결합 플라즈마 반응기 | |
| WO2001078469A3 (en) | Z-pinch plasma x-ray source using surface discharge preionization | |
| CN103956314B (zh) | 一种微波驱动无铯负氢离子源 | |
| CN110993479B (zh) | 远程等离子体源产生装置及半导体加工设备 | |
| US20030218430A1 (en) | Ion source with external RF antenna | |
| CN103426706A (zh) | 一种微波离子源 | |
| CN111278206B (zh) | 一种介质阻挡放电串联微波放电的等离子体发生装置 | |
| CN109302791B (zh) | 微波天线调控磁增强线形等离子体源产生系统 | |
| CN220963234U (zh) | 绝缘气针及射频离子源 | |
| CN105764225B (zh) | 一种紧凑型大功率空心阴极放电装置 | |
| CN113764252A (zh) | 等离子体源及其启动方法 | |
| CN103681178A (zh) | 一种高稳定长寿命气体离子源 | |
| JPH11135297A (ja) | プラズマ発生器 | |
| KR20070101067A (ko) | 복합 플라즈마 소스 및 이를 이용한 가스 분리 방법 | |
| CN113357109B (zh) | 一种射频离子推力器点火装置 | |
| TWI803098B (zh) | 離子源裝置 | |
| CN115315055A (zh) | 一种微波冷等离子体射流装置 | |
| US5350974A (en) | Coaxial electromagnetic wave injection and electron cyclotron resonance ion source | |
| CN113133174A (zh) | 一种螺旋波-离子回旋共振耦合放电系统 | |
| CN114173464B (zh) | 一种制备氢原子频标的氢等离子体的系统 | |
| CN214012896U (zh) | 一种新型离子源等离子体中和器 | |
| Yoshida et al. | The use of magnetic fields in a partial-coaxial microwave cavity holey-plate ion source |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |