[发明专利]一种用于生产离子簇、电离分子和电离单原子的离子源

权利要求书

1.一种离子源，其特征是，包括：电弧室壳体限定的电弧室；第一掺杂剂源，被配置为在第一操作模式下向电弧室供应第一掺杂剂材料；第一电子源，被配置为在第一操作模式下电离第一掺杂剂材料；

第二掺杂剂源，其被配置为在第二操作模式下向电弧室供应第二掺杂剂材料；第二电子源，其被配置为在第二操作模式下使第二掺杂剂材料电离，其中离子源在第一操作模式下提供第一掺杂剂材料的离子，并在第二操作模式下提供第二掺杂剂材料的离子；

所述第一电子源被配置为在所述第一操作模式下在相对较低的温度下电离所述第一掺杂剂材料，并且其中，所述第二电子源被配置为在相对较高的第二操作模式温度下电离所述第二掺杂剂材料；

所述第一掺杂剂源包括低温蒸发器，所述第一掺杂剂源被配置为在所述第一操作模式下将所述第一掺杂剂材料的分子供应至所述电弧室；其中所述第一电子源包括位于所述电弧室外部的灯丝和用于将由所述灯丝产生的电子加速到所述电弧室中的加速电极；

述第二掺杂剂源包括气体供应，所述第二电子源包括间接加热的阴极和配置为加热所述间接加热的阴极的灯丝；

还包括：灯丝电源，其提供用于加热所述灯丝的电流；偏置电源，其耦合在所述灯丝和所述阴极之间；以及电弧电源，其耦合在所述阴极和所述电弧室之间；

阴离子源，则包括：灯丝电源，用于提供用于加热所述灯丝的电流；以及加速电源，其耦合在所述加速电极和所述灯丝之间。

2.根据权利要求1所述的离子源，其特征是，其中，所述第二电子源被配置为在所述第一操作模式下用于所述第一电子源的束流收集器，所述第二电子源在所述第一操作模式下被冷却。

3.根据权利要求1所述的离子源，其特征是，其中，所述第一电子源被配置为在所述第二操作模式下排斥电子。

4.根据权利要求1所述的离子源，其特征是，其中，所述第一电子源和第二电子源位于所述电弧室的相对端。

5.根据权利要求1所述的离子源，其特征是，其中，所述第一电子源包括灯丝和位于所述灯丝和所述电弧室之间的灯丝屏蔽，所述灯丝屏蔽件包括用于使由所述灯丝产生的电子通过的多个孔，所述第二电子源包括间接加热的阴极和配置为加热所述间接加热的阴极的灯丝。

6.一种在电弧室中产生离子的方法，其特征是，包括：基于限定电弧室的电弧室壳体；

低温蒸发器，其配置为在冷操作模式下向电弧室供应第一掺杂剂材料；

第一电子源，被配置为在冷操作模式下使第一掺杂剂材料电离；

气体供应器，其配置为在热运行模式下向电弧室供应第二掺杂剂材料；和

第二电子源，其包括位于电弧室内的间接加热的阴极和用于加热阴极的灯丝，其中第二电子源被配置为在热操作模式下电离第二掺杂剂材料，其中离子源提供第一离子掺杂剂材料在冷操作模式下提供，并提供第二掺杂剂材料的离子在热操作模式下；

在第一操作模式下将第一掺杂剂材料供应到电弧室；

使用第一电子源在第一操作模式下电离第一掺杂剂材料；

在第二操作模式下向电弧室供应第二掺杂剂材料；

使用第二电子源在第二操作模式下电离第二掺杂剂材料，其中离子源在第一操作模式下提供第一掺杂剂材料的离子并在第二操作模式下提供第二掺杂剂离子；

通过将电子引导到电弧室中，在第一操作模式下使第一掺杂剂材料电离；和通过将电子引导至位于电弧室中的阴极以使阴极加热，从而在第二操作模式下使第二掺杂剂材料电离。