鍍膜應用中常見離子源簡介

離子源是使中性原子或分子電離,并從中引出離子束流的裝置，隨著離子源技術的不斷發展，其在鍍膜中應用也越來越廣泛，對離子源本身的要求也越來越高。離子源技術有多種多樣，如何選擇合適的離子源成為了鍍膜應用中的重要環節。

離子源的發展及分類

離子源的起源源于空間推進器的制造，在離子源推進器試驗中，人們發現有推進器材料從離子源飛出，這就開始了離子源在材料，尤其是材料表面改性的應用。

20世紀60年代，美國Kaufman教授主持研制的寬束低束流密度的離子轟擊電推進器為帶柵網的離子源，被稱為考夫曼離子源（Kaufman）；而蘇聯則以霍爾離子源（End-Hall）為主。

離子源是各種類型的離子加速器、質譜儀、電磁同位素分離器、離子注入機、離子束刻蝕及清洗裝置、離子束濺射裝置、離子束輔助沉積裝置、離子推進器以及受控聚變裝置中的中性束注入器等設備的不可缺少的部件。

廣義上來講,我們一般也將等離子體源劃歸為離子源一類。

無柵網離子源

通過陰極引出離子，并通過磁場對離子作用，產生離子束，主要分為霍爾離子源及陽極層離子源。

主要特點： 

●  汽耗大，污染較為嚴重

●  束型約束較差

●  相比柵網型離子源束能低

●  主要適用于離子束輔助沉積及清洗

1.霍爾離子源

霍爾離子源結構圖

2.陽極層離子源

柵網型離子源

1.考夫曼離子源

2.射頻離子源

●  放電室的線圈在電感耦合作用下產生等離子體

●  離子束及屏柵通過電源連接,使等離子體相對于地為正電位加速柵通過電源連接,對地為負電位。通過屏棚篩選的離子束會進行加速

●  在柵網下游處,通過中和器向離子束注入電子形成電荷平衡。

等離子體源

     等離子體源以等離子形式射出粒子,減少了配置中和器費用,并避免了基片表面電荷積累問題,支持長期穩定工藝過程等離子體源使用單層柵網作為引出電極,通過控制磁場對束型精確控制,避免3層柵網離子源對加速柵極的刻蝕,提高了束型穩定性。

1. ICP離子源

●    光學鍍膜領域可用于電子束輔助沉積以及磁控濺射輔助,主要是后氧化及后氮化太陽能行業可用于 PECVD沉積減反層、鈍化層、吸收層和阻擋層等

●    顯示行業可用于 PECVD沉積阻隔膜、透明導電膜和透明硬質涂層等

●    玻璃行業可用于表面活化及清洗、阻擋層及大面積沉積氧化物和氮化物

●    裝飾鍍膜行業可用于氧化物和氮化物鍍膜及DLC鍍膜等

主要應用于：

●    離子束刻蝕

●    PECVD沉積

●    離子束濺射

●    離子束拋光和清潔

●    離子束輔助沉積輔助

（1）離子束刻蝕        （2）輔助電子束蒸發沉積AlOx膜    （3）PECVD

除了上述所提的各種離子源技術,還有各種其它的離子源技術,比如ECR以及ECWR等等技術。然而各種離子源技術各有優缺，選擇適合的離子源才是關鍵。