[发明专利]注入装置的离子源和离子注入方法

权利要求书

1.一种注入装置的离子源，其特征在于，包括：

起弧腔，所述起弧腔用于容纳等离子体；

灯丝，位于起弧腔的侧壁上，用于产生热电子，使通入起弧腔的离子源气体离子化为等离子体；

反射极，位于起弧腔的与灯丝相对的侧壁上，用于反射灯丝产生的热电子；

狭缝，位于起弧腔的顶部，作为等离子体的出口；

源气体通入口，位于起弧腔的反射极和灯丝之间的侧壁上，用于通入离子源气体；

清洁气体通入口，位于起弧腔的源气体通入口同侧的侧壁上，用于通入惰性清洁气体。

2.如权利要求1所述的注入装置的离子源，其特征在于，所述惰性清洁气体为氩气或氦气。

3.如权利要求1所述的注入装置的离子源，其特征在于，所述清洁气体通入口与灯丝之间的直线距离大于源气体通入口与灯丝之间的直线距离。

4.如权利要求3所述的注入装置的离子源，其特征在于，所述清洁气体通入口与源气体通入口之间的距离为40~60毫米。

5.如权利要求3所述的注入装置的离子源，其特征在于，所述清洁气体通入口的直径为5~15毫米。

6.如权利要求1所述的注入装置的离子源，其特征在于，所述清洁气体通入口的数量大于等于一个。

7.如权利要求1所述的注入装置的离子源，其特征在于，源气体通入口和清洁气体通入口通过第三通入口与起弧腔的侧壁相连接，源气体通入口和清洁气体通入口、和第三通入口构成一个三通管道。

8.如权利要求1所述的注入装置的离子源，其特征在于，所述源气体通入口和清洁气体通入口上分别设置有开关控制阀，以控制源气体通入口和清洁气体通入口内气流的通断。

9.如权利要求1所述的注入装置的离子源，其特征在于，还包括：引出电极系统，位于狭缝附近，用于从等离子体引出离子束。

10.一种离子注入方法，其特征在于，包括步骤：

提供注入装置的离子源；

灯丝连接电源产生热电子；

从清洁气体通入口向起弧腔中通入惰性清洁气体，热电子将惰性清洁气体全部或部分离子化为第一等离子体；

从源气体通入口向起弧腔中通入离子源气体，热电子将离子源气体离子化为第二等离子体；

从狭缝引出第二等离子体形成离子束。

11.如权利要求10所述的离子注入方法，其特征在于，所述惰性清洁气体为氩气或氦气。

12.如权利要求10所述的离子注入方法，其特征在于，所述清洁气体通入口通入的惰性清洁气体的流量大于或等于源气体通入口通入离子源气体流量。

13.如权利要求12所述的离子注入方法，其特征在于，所述清洁气体通入口通入的惰性清洁气体的流量为0.5~3sccm。

14.如权利要求12所述的离子注入方法，其特征在于，源气体通入口通入离子源气体流量为0.5~1sccm。

15.如权利要求10所述的离子注入方法，其特征在于，所述清洁气体通入口向起弧腔中通入惰性清洁气体的步骤在源气体通入口向起弧腔中通入离子源气体的步骤之前。

16.如权利要求10所述的离子注入方法，其特征在于，所述清洁气体通入口向起弧腔中通入惰性清洁气体时，源气体通入口同时向起弧腔中通入离子源气体。

17.如权利要求10所述的离子注入方法，其特征在于，离子注入完成时，停止通入离子源气体，保持通入惰性清洁气体，通过惰性清洁气体将起弧腔内剩余的离子化副产物从狭缝排出。