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具有自清潔陽極的閉合漂移磁場離子源裝置及基材改性修改方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN200980156263.9

申請日:

2009.12.08

公開號:

CN102308358B

公開日:

2015.01.07

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H01J 37/317申請日:20091208|||公開
IPC分類號: H01J37/317; H01J37/08 主分類號: H01J37/317
申請人: 通用等離子公司
發明人: 約翰·馬多克斯
地址: 美國亞利桑那州
優先權: 2008.12.08 US 61/120,800
專利代理機構: 上海智信專利代理有限公司 31002 代理人: 王潔
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法律狀態
申請(專利)號:

CN200980156263.9

授權公告號:

102308358B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.07|||2012.02.22|||2012.01.04

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供了一種用于改性基材表面的方法,包括向閉合漂移離子源的電隔離陽極提供電子。陽極具有正的陽極電荷偏移,而閉合漂移離子源的其它組件接地或具有電氣浮動電壓。電子接觸誘導離子形成的閉合漂移磁場。在氣體存在下通過將電極電荷偏移調整為負,鄰近陽極產生等離子以清除陽極上的沉積污染物,從而防止陽極污染。然后在重復電子源存在的情況下,電極電荷漂移回復至正,以誘導重復的離子形成用以再次改性基材表面。還提供了一種用于通過該方法在基材表面改性的裝置。

權利要求書

1: 一種用于改性基材表面的方法, 包括 : 向閉合漂移離子源的電隔離第一陽極提供電子, 所述的第一陽極具有正的第一陽極電 荷偏移, 而所述的第一閉合漂移離子源的其它組件接地或具有電氣浮動電壓, 所述的電子 接觸閉合漂移磁場, 以從存在于包圍所述的第一陽極的真空腔中的氣體中誘導離子形成 ; 用所述的離子撞擊基材表面以改性表面 ; 在所述的氣體存在的情況下, 將該第一電極電荷偏移調整為負, 以抑制離子形態, 并產 生接近所述的第一陽極的第一電極等離子, 以清潔所述的第一陽極上的沉積污染物 ; 以及 在重復電子源存在的情況下, 將所述的第一電極電荷偏移回復為正, 以誘導重復的離 子形成用以改性基材表面。
2: 根據權利要求 1 所述的方法, 其中, 所述電子由電子發射器提供。
3: 根據權利要求 2 所述的方法, 其中, 所述的電子發射器為具有第二陽極的第二閉合 漂移離子源, 在所述的離子形成和重復離子形成期間, 該第二陽極具有與所述的第一電極 電荷偏移相反的第二電極電荷偏移, 以提供接近所述的第二陽極的第二閉合漂移離子源磁 控管濺射等離子。
4: 根據權利要求 3 所述的方法, 其中, 在所述的第一電極等離子維持期間, 所述的第二 陽極具有正的第二電極電荷偏移, 并形成撞擊基材表面的第二閉合漂移離子源。
5: 根據權利要求 4 所述的方法, 其中, 單一的交流電源以交流頻率同時向第一電極電 荷偏移和與該第一電極電荷偏移相反的第二電極電荷偏移供電。
6: 根據權利要求 5 所述的方法, 其中, 所述的交流頻率位于 10 至 100 千赫茲之間。
7: 根據權利要求 1 所述的方法, 其中, 所述的第一閉合漂移離子源的其它組件具有電 氣浮動電壓。
8: 根據權利要求 1 所述的方法, 其中, 所述的重復電子源為來自離子形成的二次電子 發射。
9: 根據權利要求 1 至 7 中任一項所述的方法, 其中, 所述的第一閉合漂移離子源的其它 組件包括至少一個陰極, 一個鐵磁極, 或一個源主體殼體。
10: 根據權利要求 1 至 8 中任一項所述的方法, 其中, 所述的基材表面的改性是電絕緣 膜的沉積。
11: 根據權利要求 1 至 8 中任一項所述的方法, 其中, 所述的基材表面的改性是膜的沉 積, 還包括在沉積過程中橫向移動所述的基材。
12: 根據權利要求 1 至 8 中任一項所述的方法, 其中, 所述的第一閉合漂移離子源為延 伸加速通道型或陽極層型或端部霍爾型的形式。
13: 根據權利要求 1 至 8 中任一項所述的方法, 其中, 所述的閉合漂移磁場穿過至少一 個所述的第一閉合漂移離子源的其它組件。
14: 根據權利要求 1 至 8 中任一項所述的方法, 其還包括將許多先導氣體分子導入并接 觸所述的第一電極等離子和所述的離子, 以分解所述的許多先導氣體分子以形成沉積在基 材表面上的包被物質。
15: 根據權利要求 14 所述的方法, 其中, 所述的許多先導氣體分子導入位于所述的第 一閉合漂移離子源或所述的第二漂移離子源至少之一和基材表面之間的等離子區域的外 圍。 2
16: 一種用于在基材表面沉積薄膜的裝置, 其包括 : 第一閉合漂移離子源, 其具有電隔離的第一陽極及其它組件, 所述的其它組件包括鐵 磁體陰極和形成閉合漂移磁場的磁體, 所述的其它組件接地或具有電氣浮動電壓 ; 電源, 以正電荷偏移持續時間和負電荷偏移持續時間選擇性地向所述的具有電荷偏移 的第一陽極供電 ; 電子發射器, 當所述的第一電極電荷偏移為正時, 向所述的第一陽極提供電子。
17: 根據權利要求 16 所述的裝置, 其中, 所述的閉合漂移磁場穿過至少一個所述的其 它組件。
18: 根據權利要求 16 或 17 所述的裝置, 其中, 所述的電子發射器為具有第二陽極的第 二閉合漂移離子源, 在所述的離子形成和重復離子形成期間, 該第二陽極具有與所述的第 一電極電荷偏移相反的第二電極電荷偏移, 以提供接近所述的第二陽極的第二閉合漂移離 子源磁控管濺射等離子。
19: 根據權利要求 16 所述的裝置, 其中, 所述的電源為交流電源, 該交流電源具有 20 至 70 千赫茲之間的輸出頻率。
20: 根據權利要求 16 所述的裝置, 其中, 所述的第一陽極具有等離子約束凹陷。
21: 根據權利要求 20 所述的裝置, 其中, 所述的第一陽極具有內向表面, 在運行期間, 該內向表面在閉合跑道磁約束場內經受濺射放電。

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具有 清潔 陽極 閉合 漂移 磁場 離子源 裝置 基材 改性 修改 方法
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