镀膜应用中常见离子源简介

离子源是使中性原子或分子电离,并从中引出离子束流的装置，随着离子源技术的不断发展，其在镀膜中应用也越来越广泛，对离子源本身的要求也越来越高。离子源技术有多种多样，如何选择合适的离子源成为了镀膜应用中的重要环节。

离子源的发展及分类

离子源的起源源于空间推进器的制造，在离子源推进器试验中，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，尤其是材料表面改性的应用。

20世纪60年代，美国Kaufman教授主持研制的宽束低束流密度的离子轰击电推进器为带栅网的离子源，被称为考夫曼离子源（Kaufman）；而苏联则以霍尔离子源（End-Hall）为主。

离子源是各种类型的离子加速器、质谱仪、电磁同位素分离器、离子注入机、离子束刻蚀及清洗装置、离子束溅射装置、离子束辅助沉积装置、离子推进器以及受控聚变装置中的中性束注入器等设备的不可缺少的部件。

广义上来讲,我们一般也将等离子体源划归为离子源一类。

无栅网离子源

通过阴极引出离子，并通过磁场对离子作用，产生离子束，主要分为霍尔离子源及阳极层离子源。

主要特点： 

●  汽耗大，污染较为严重

●  束型约束较差

●  相比栅网型离子源束能低

●  主要适用于离子束辅助沉积及清洗

1.霍尔离子源

霍尔离子源结构图

2.阳极层离子源

栅网型离子源

1.考夫曼离子源

2.射频离子源

●  放电室的线圈在电感耦合作用下产生等离子体

●  离子束及屏栅通过电源连接,使等离子体相对于地为正电位加速栅通过电源连接,对地为负电位。通过屏棚筛选的离子束会进行加速

●  在栅网下游处,通过中和器向离子束注入电子形成电荷平衡。

等离子体源

     等离子体源以等离子形式射出粒子,减少了配置中和器费用,并避免了基片表面电荷积累问题,支持长期稳定工艺过程等离子体源使用单层栅网作为引出电极,通过控制磁场对束型精确控制,避免3层栅网离子源对加速栅极的刻蚀,提高了束型稳定性。

1. ICP离子源

●    光学镀膜领域可用于电子束辅助沉积以及磁控溅射辅助,主要是后氧化及后氮化太阳能行业可用于 PECVD沉积减反层、钝化层、吸收层和阻挡层等

●    显示行业可用于 PECVD沉积阻隔膜、透明导电膜和透明硬质涂层等

●    玻璃行业可用于表面活化及清洗、阻挡层及大面积沉积氧化物和氮化物

●    装饰镀膜行业可用于氧化物和氮化物镀膜及DLC镀膜等

主要应用于：

●    离子束刻蚀

●    PECVD沉积

●    离子束溅射

●    离子束抛光和清洁

●    离子束辅助沉积辅助

（1）离子束刻蚀        （2）辅助电子束蒸发沉积AlOx膜    （3）PECVD

除了上述所提的各种离子源技术,还有各种其它的离子源技术,比如ECR以及ECWR等等技术。然而各种离子源技术各有优缺，选择适合的离子源才是关键。