[发明专利]一种等离子密度可调的离子源装置

权利要求书

1.一种等离子密度可调的离子源装置，包括从内至外依次同轴设置的放电腔、螺旋线圈和离子源腔；其特征在于：放电腔的外壁面上设置有金属箔，金属箔能够屏蔽放电腔的内边缘磁场强度，中和趋肤效应所造成的等离子体密度偏高，使得放电腔内等离子体密度分布均匀。

2.根据权利要求1所述的等离子密度可调的离子源装置，其特征在于：金属箔的宽度W取值范围为1~20mm，金属箔的厚度T取值范围为0.1mm~t，其中，t为螺旋线圈的趋肤深度；根据放电腔中的边缘等离子体密度和中心区域等离子体密度的差异性，选择金属箔的厚度T和表面积。

3.根据权利要求2所述的等离子密度可调的离子源装置，其特征在于：当边缘等离子体密度高于中心区域3%以上时，应增大金属箔的厚度T或表面积，增加金属箔的屏蔽效能，降低边缘等离子体密度；当边缘等离子体密度高于中心区域等离子体密度的3%及以下，则减小金属箔的厚度或表面积，降低屏蔽效能，避免边缘区等离子体密度低于中心区域密度。

4.根据权利要求1所述的等离子密度可调的离子源装置，其特征在于：金属箔呈环形，在放电腔外壁面上沿轴向布设。

5.根据权利要求1所述的等离子密度可调的离子源装置，其特征在于：金属箔呈带状，螺旋绕设在放电腔外壁面上。

6.根据权利要求1所述的等离子密度可调的离子源装置，其特征在于：金属箔为竖条，沿周向布设在放电腔外壁面上。

7.根据权利要求1所述的等离子密度可调的离子源装置，其特征在于：金属箔的材质为铝、金或铜，具有法拉第屏蔽效果，对电压形成屏蔽。

8.根据权利要求1所述的等离子密度可调的离子源装置，其特征在于：在放电腔的尾端设置Grid组件；Grid组件包括从内至外依次设置的屏栅和加速栅，屏栅用于将放电腔内的等离子体聚焦，形成离子束；加速栅用于对形成的离子束进行加速。

9.根据权利要求8所述的等离子密度可调的离子源装置，其特征在于：Grid组件还包括设置在加速栅外侧的减速栅；其中，屏栅和加速栅分别与滤波后的DC电源相连接，减速栅接地，用于减小离子束发散。

10.根据权利要求1所述的等离子密度可调的离子源装置，其特征在于：螺旋线圈通过射频匹配器与射频电源相连接。