RU2071138C1 - Полевой ионный источник - Google Patents

Abstract

Использование: электронная техника, в частности технологические устройства для осаждения многослойных тонкопленочных структур испарением исходных материалов в вакууме. Сущность изобретения: в зоне прямой видимости острия автокатода располагается карусель с размещенными на ней мишенями исходных испаряемых материалов, на поверхность которых в одной из позиций карусели может воздействовать сфокусированный, сканирующий импульсный лазерный луч. В фокальном пятне лазерного луча формируется поток испаряемого материала, часть которого конденсируется на острие автокатода, восполняя на нем запас рабочего вещества. При приложении к автокатоду высокого напряжения вещество испаряется в ионизированном состоянии и затем попадает в ускорительную систему, расположенную на одной оси симметрии с острием автокатода. На этой же оси размещается вход в трубу дрейфа, на которой с внешней стороны размещен соленоид, создающий внутри трубы равномерное поле, вдоль силовых линий которого перемещаются образовавшиеся в результате полевого испарения ионы. Ось трубы дрейфа имеет радиус кривизны, который позволяет пройти вдоль всей трубы только тем ионам, у которых заряд, масса и энергия соответствуют выбранной напряженности магнитного поля трубы дрейфа. На выходе трубы дрейфа формируется энергетически монохроматичный пучок ионов заданного состава. 1 ил.

Description

Изобретение относится к электронной технике, в частности к технологическим устройствам для осаждения многослойных тонкопленочных структур испарением исходных материалов в вакууме.

Известно устройство для испарения и регистрации одиночных ионов, включающее автокатод в виде острия, патрубок для напуска газа и канальные пластины (Никонов Н.В. Разработка и создание аппаратуры для полевого испарения и регистрации одиночных ионов металлов в автоионном микроскопе, Авт. реф. к.т. н. М. 1986, ВННИИОФИ).

Недостатком данного устройства является невозможность получения качественных пленок многих веществ, так как поверхность, на которую наносится пленка загрязняется атомами газа.

Наиболее близким техническим решением по отношению к известному является полевой ионной источник, содержащий автоэмиссионный катод, выполненный в виде острия, систему подачи ионизируемого вещества и магнитный сепаратор (Методы анализа поверхностей. М. Мир, 1979, с. 436-437).

Недостатком известного устройства является то, что для регенерации испаряемого материала на острие автоэмиссионного катода используется газ, что не позволяет проводить испарение твердых материалов.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в обеспечении возможности получения тонких пленок твердых материалов.

Технический результат достигается за счет того, что в полевом ионном источнике, содержащем автоэмиссионный катод, выполненный в виде острия, систему подачи ионизируемых веществ и магнитный сепаратор ионов, система подачи ионизируемых веществ выполнена в виде твердых мишеней из ионизируемых веществ, размещенных на вращающейся карусели под горизонтально установленным острием автоэмиссионного катода, и снабжена импульсным лазером, излучение которого направлено на твердую мишень, размещенную непосредственно под острием, при этом соосно острию установлена система ускоряющих электродов, за которым расположен магнитный сепаратор, выполненный в виде полой изогнутой трубы, охваченной катушкой соленоида, причем радиус изгиба трубы выбран достаточным для пролета через нее ионов заданного заряда, массы и энергии.

На чертеже представлена схема заявленного полевого ионного источника, который содержит автоэмиссионный катод, выполненный в виде острия 1, систему подачи ионизируемых веществ в виде твердых мишеней 2, размещенных на вращающейся карусели 3, импульсный лазер 4 с объективом 5, системой сканирования луча 6, вакуумным оптическим вводом 7.

Соосно острию 1 установлена система ускоряющих электродов 8, за которыми расположен магнитный сепаратор в виде полой изогнутой трубы 9, охваченной катушкой соленоида 10.

Устройство работает следующим образом,
Импульс лазерного излучения испаряет с поверхности мишени 2 порцию вещества. Часть испаренного вещества осаждается на острие автоэмиссионного катода 1. После подачи напряжения на острие, происходит испарение атомов исходного материала в виде ионов 11. Ионы 11 ускоряются электродами 8, после чего попадают в магнитное поле соленоида 10. Ионы с массой, зарядом и энергией, соответствующей напряженности магнитного поля соленоида, проходят трубу 9 и на выходе формируют монохроматический поток ионов исходного материала 12, что в конечном итоге позволяет осуществить испарение твердых материалов для тонкопленочных структур электронных изделий.

Claims (1)

1. Полевой ионный источник, содержащий автоэмиссионный катод, выполненный в виде острия, систему подачи ионизируемых веществ и магнитный сепаратор ионов, отличающийся тем, что система подачи ионизируемых веществ выполнена в виде твердых мишеней из ионизируемых веществ, размещенных на вращающейся карусели под горизонтально установленным острием автоэмиссионного катода, и снабжена импульсным лазером, излучение которого направлено на твердую мишень, размещенную непосредственно под острием, при этом соосно с острием установлена система ускоряющих электродов, за которыми расположен магнитный сепаратор, выполненный в виде полой изогнутой трубы, охваченной катушкой соленоида, причем радиус изгиба трубы выбран достаточным для пролета через нее ионов заданного заряда, массы и энергии.