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标题: 发送离子源资料和讨论
nanovac2
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发表于 2007-10-9 06:40  资料  个人空间  短消息  加为好友 

发送离子源资料和讨论

发送离子源资料。欢迎讨论离子源的技术问题。有问题请联系:nanovac@gmail.com

下面一段是我一两年前在中国真空网原创的。但是被镀膜行业其它朋友转来转去。现在又拿回来,算是借花献佛。

离子源在我国应用得越来越多。但相对真空镀膜用户还是比较陌生。比如有什么不同种类?各种离子源又有何特点。那些真空镀膜工艺非离子源不可;那些镀膜工艺只是锦上添花;而那些镀膜场合离子源只是点缀。等等。希望各位大侠和前辈参加讨论
据说离子源起源于星球大战的美苏竞争。理论计算表明离子源作空间推进器能量密度大于常规液氢推进器。美国的研究以美国宇航局的Kaufman教授的栅格式离子源(现在这类离子源仍叫Kaufman离子源)为主,而苏联则以终端霍尔离子源为主。据说苏联技术优先一些。总共有几百台离子源在实验室或空间做过实验或试飞行,直到去年欧洲宇航局还在实验离子源推进器。

在离子源推进器实验中,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,特别是材料表面改性的应用。

离子源的另一个重要应用是高能物理。具体就是离子加速器。简单地说就是用一台离子源产生某种材料的离子,这个离子就在磁性环路上加速,从而轰击一个靶,产生新的物质或揭示新的物理规律。

离子源种类较多。主要有:

kaufman离子源
射频离子源
霍尔离子源
冷阴极离子源
电子回旋离子源
阳极层离子源
感应耦合离子源

可能还有很多其它类型离子源未被提到。

离子源类型虽多,目的却无非在线清洗,改善被镀表面能量分布和调制增加反应气体能量。离子源可以大大改善膜与基体的结合强度,同时膜本身的硬度与耐磨耐蚀特性也会改善。

若是镀工具耐磨层,一般厚度较大而对膜厚均匀性要求不高,可采用离子电流较大能级也较高的离子源,如霍尔离子源或阳极层离子源。

阳极层离子源,与霍尔离子源原理近似。在一条环形(长方形或圆形)窄缝中施加强磁场,在阳极作用下使工作气体离子化并在射向工件。阳极层离子源可以做得很大很长,特别适合镀大工件,如建筑玻璃。阳极层离子源离子电流也较大。但其离子流较发散,且能级分布太宽。一般适用于大型工件,玻璃,磨损,装饰工件。但应用于高级光学镀膜并不太多。

考夫曼离子源是应用较早的离子源。属于栅格式离子源。首先由阴极在离子源内腔产生等离子体,让后由两层或三层阳极栅格将离子从等离子腔体中抽取出来。这种离子源产生的离子方向性强,离子能量带宽集中,可广泛应用于真空镀膜中。缺点是阴极(往往是钨丝)在反应气体中很快就烧掉了,另外就是离子流量有极限,对需要大离子流量的用户可能不适和。

霍尔离子源是阳极在一个强轴向磁场的协作下将工艺气体等离子化。这个轴向磁场的强不平衡性将气体离子分离并形成离子束。由于轴向磁场的作用太强,霍尔离子源离子束需要补充电子以中和离子流。常见的中和源就是钨丝(阴极)。霍尔离子源的特点是:

1简单耐用。
2离子电流与气体流量几乎成比例,可获得较大离子电流。
3钨丝一般横跨在出口,收离子束冲击很快会销蚀,尤其对反应气体,一般十几个小时就需更换。并且钨丝还会有一定的污染。

为解决钨丝的缺点。有采用较长寿中和器的,如一个小的空心阴极源。

霍尔离子源可以说是应用最广泛的离子源。高级的如Veece的Mark I 和 Mark II 离子源。适用的如国产的大部分离子源。

如果镀耐磨装饰膜,膜厚大,需要与机体结合力强,而均匀性要求不高。可用霍尔离子源。其离子电流大,且离子能级也高。如果是镀光学膜,则主要要求离子电流能级集中,离子电流均匀性好。故最好用Kaufman或RF离子源,有条件的可采用ECR(电子回旋)或ICP(感应耦合)离子源。另外,也要考虑到耗材,如用钨丝的霍尔源在反应气体中十来个小时就烧断了。而高级离子源如ICP离子源可在反应气体中连续工作几百小时。

镀灯具铝膜。因为是金属膜,当然是直流磁控溅射好。速度快。中频适合镀化合物膜。如果选离子源,霍尔离子源就够了。但要注意你的灯具大小。一般霍尔离子源是圆形,离子源覆盖的面积有限。你一定要用离子束将工件全部覆盖到。若普通霍尔离子源太小,可考虑用阳极层离子源。

莱宝APS1104光学镀膜机可以说是目前国内镀膜界的王牌。这个镀膜机主要是两台电子蒸发源何一台APS离子源组成。其APS离子源可以说是镀膜机的心脏,其结构十分独特。首先它是Kaufman型离子源,但其阴极不是常用的钨丝,而是昂贵的LaB6材料。另外其磁场不是由永久磁铁产生,而是由电磁线圈产生。

从参数来看,其磁场较弱,功率也不大,但其显著特点是在被镀工件上产生的温度低,其各项参数调得使成膜时热力学平衡好,成膜致密。可以说目前国内高档光学镀膜全*莱宝机,尽管其价格远远高于其他镀膜厂家。莱宝APS实在独特,它不用永久磁铁而用电磁铁(电磁铁多要一套真空电路系统)。结构看起来很“苯”。但事实上性能却特别好。莱宝APS镀膜机之所以走俏,APS离子源(或邓离子源)起了很大作用。

离子源难起辉的一个原因是磁场太弱激发不起等离子体。离子源的种类虽多,但基本上是先产生等离子体,然后从等离子体中抽出气体离子并加速成离子束,让后视需要注入电子中和离子流。

现在国内离子源阴极一般都用钨丝,很简单方便。但需要定期更换。尤其是光学镀膜时用氧气,钨丝一般只能用10个小时左右。另外钨丝烧蚀会污染膜层。

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ferry
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发表于 2007-10-9 11:55  资料  个人空间  短消息  加为好友 
好东西,要在较大异形面积上实现较好的均匀性,用哪种源较好?

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CTMD
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发表于 2007-10-9 16:34  资料  个人空间  短消息  加为好友 
看看                      ....

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nanovac2
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发表于 2007-10-10 07:09  资料  个人空间  短消息  加为好友 
常规霍尔离子源和考夫曼离子源较难大面积范围实现均匀性。比较先进的ECR和ICP离子源可以实现。比如先在新一代300毫米芯片蚀刻所用ICP离子源性能就非常优异。但是成本较高,而且目前基本还只能进口。国内暂时还没有适用产业化的ICP与ECR离子源。

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nanovac2
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发表于 2007-10-12 07:42  资料  个人空间  短消息  加为好友 
如果有朋友需要离子源方面资料请留下Email地址,我会发过去。

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snake007
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发表于 2007-10-12 10:38  资料  个人空间  短消息  加为好友 
谢谢,给我点资料!xlh922@126.com

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zsigroy
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发表于 2007-10-12 19:44  资料  个人空间  短消息  加为好友 
楼主你好,
我目前在做离子源辅助生长薄膜,前一段时间离子源出问题现在离子源很不稳定,
急需这方面的资料,能给一份吗,万分感谢!!
zsigroy@163.com

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nanovac2
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发表于 2007-10-13 05:53  资料  个人空间  短消息  加为好友 
楼上2位,资料已发给你们了,请查收。zsigroy  ,你的离子源不稳定具体是什么情况?钨丝大概寿命多长,一般钨丝若寿命太短时,应为其电阻会呈非线性快速增大,这时离子束流会很不稳。另外离子源要经常清洗,一面造成局部短路。

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zsigroy
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发表于 2007-10-13 17:34  资料  个人空间  短消息  加为好友 

谢谢楼主,我们用的是ICP—80A射频离子源,北京东方盖德公司的

离子源不稳是指:在气流量80sccm,真空室压强2.0×10-1Pa;
                一方面,在大于200W状态下,离子源起辉,正负偏压均加不上。
                一方面,在小于200W状态下,离子源起辉,负偏压能加上,正偏压在设定值的上下20V左右无规律跳动。

我前一段时间一直在解决离子源的问题。栅片以前被镀了厚厚一层膜,我用超声清洗机加酒精清洗过,已经有点干净,但是不能把那层污染膜彻底清洗掉。

在安装线路时,由于说明书安装图不是很清楚,导师一直生病住院,我就按照自己理解接上了线路。说明书上的安装图以及我的安装都在附件里,请你查看。



 附件: 您所在的用户组无法下载或查看附件
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nanovac2
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发表于 2007-10-14 04:37  资料  个人空间  短消息  加为好友 
我看了一下电路图。接线4接在外壳没有问题。你这是王怡德老师的离子源,最好直接给他打一个电话问问故障排除。离子源刚用的时候是否比这种情况要好些?正如我第一帖所讲,ICP离子源目前还是进口较过关。频率谐波很不好掌握。要么从高频电路上做动态反馈,要么有动态的Matching Network才能保证稳定运行。

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zsigroy
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发表于 2007-10-14 21:34  资料  个人空间  短消息  加为好友 

嗯,谢谢楼主。
你讲的专业术语比较高深哦,要加强学习了。。。
我在网上搜了一下,能听他们团队的讲座就太好了,很遗憾没在北京,也没赶上时间

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lebmy
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新来,谢谢,先看过再手

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OBC
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我也需要

能给我一份吗?我现在很需要  谢谢
tian831206.com@163.com

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nanovac2
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楼上二位,资料已发到你们信箱,请查收!

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我想流浪
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非常感谢了!!!!!!!!!





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pjlhzyy (好人一个)
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回复 #1 nanovac2 的帖子

能发一份给我吗,谢谢了啊,pjl116110@yahoo.com.cn
谢谢了啊

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pjlhzyy (好人一个)
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回复 #1 nanovac2 的帖子

我们用的霍尔离子源,老是打火是怎么回事,一直没解决好啊,能告诉我吗?pjl116110@yahoo.com.cn

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zhaojie585
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你好。请您发给我一些关于离子源的资料好吗?
我的邮箱是:zhaojie585@126.com

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nanovac2
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发表于 2007-10-18 06:45  资料  个人空间  短消息  加为好友 
能告诉我是那一家型号的离子源。打火是在离子源何处?关于打火,一般离子源使用时间一长零部件表面会沉积一层膜,要及时清洗去除沉积膜。

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