[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，包括离子源腔室（15）和射频模块；离子源腔室（15）内设有放电腔（3）；所述放电腔（3）的外侧缠绕有线圈；所述射频模块与线圈相连接；进气管道（9）穿过所述离子源腔室（15）与所述放电腔（3）相连通；所述离子源腔室（15）与所述放电腔（3）的同向开放端面设有格栅；其特征在于：

所述放电腔（3）为大径段放电腔及小径段放电腔组合形成凸形腔体结构；所述大径段放电腔及所述小径段放电腔相通且中心轴线保持一致；所述大径段放电腔的一端面为开放端面，该开放端面面向格栅。

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：所述放电腔的外侧缠绕线圈包括线圈一（4）及线圈二（5）；所述线圈一（4）盘绕于所述大径段放电腔的封闭底部端面；所述线圈二（5）盘绕于小径段放电腔的外周壁。

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：所述线圈（4）一的盘绕直径大于所述线圈二（5）的盘绕直径。

4.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：所述的线圈一（4）为双层平面线圈，所述线圈一（4）与大径段放电腔的封闭底部端面之间具有轴向间隙L，其中轴向间隙L为2mm~20mm。

5.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：所述的线圈二（5）为双层螺旋线圈，所述线圈二（5）与小径段的放电腔的筒身外周壁之间具有径向间隙R，其中径向间隙R为2mm~20mm。

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：所述的小径段放电腔的内径为大径段放电腔的内径的1/4~1/2。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的等离子密度可调的离子源装置，其特征在于：所述射频模块包括：设在离子源腔室（15）上的若干个射频柱、射频电源（7）与射频匹配器（8），射频电源（7）与射频匹配器（8）相连，射频匹配器（8）与功率分配模块（6）相连，功率分配模块（6）通过射频柱分别与线圈一（4）及线圈二（5）相连；功率分配模块（6）用于对线圈一（4）及线圈二（5）的功率进行调配。

8.根据权利要求7所述的等离子密度可调的离子源装置，其特征在于：若干个所述射频柱位于离子源腔室（15）的封闭端部；若干个所述射频柱贯穿离子源腔室（15）的封闭端部。

9.根据权利要求7所述的等离子密度可调的离子源装置，其特征在于：所述功率分配模块（6）的分配率为r=P1:P2；P1为进入线圈一（4）的射频功率，P2为进入线圈二（5）的射频功率，所述分配率r=1:20~20:1。

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：所述的格栅设有两层，两层所述格栅分别通过射频柱连接至滤波器的输入端，所述滤波器的输入端与AC电源相连。