专利名称：离子束流密度测量装置的制作方法
技术领域：
本发明与真空镀膜有关，涉及离子束辅助沉积镀膜技术，特别是一种离子束流密度探测装置，也可以用于离子注入、离子改性和离子溅射沉积中的离子束流密度的测量。
背景技术：
离子束辅助沉积镀膜技术已经得到广泛的应用，越来越多的真空镀膜机配备了离子源。
离子源发射出一定参数离子的离子束，离子在真空室中运行一定距离后，作用到沉积中的薄膜分子或原子上，与其产生动量交换和能量传递，使沉积中的分子或原子获得大的能量，这就是离子束辅助沉积的简单描述。
离子束辅助的优点是可以通过控制离子的参数，控制的薄膜属性。因此要考察离子束辅助效果，必须考察离子束的参数。离子束的参数有离子的束流密度、能量、离子束发散角、离子种类等，其中离子的能量、离子束发散角和离子种类可以方便地确定，而离子束流密度则难以确定。因此，离子束辅助沉积需要一种探测离子束流密度的装置。
离子束流密度的探测存在着三个难点(1)电子的屏蔽。离子束一般是等离子体，该离子束是离子和电子的中性混合体，由于所关心的是离子的束流密度，因此需要在探测的时候屏蔽电子。
(2)负偏压电路设计。为屏蔽电子就需在探测器上加负偏压，由于测量是在真空室里进行，因此该部分的设计要考虑诸如绝缘和在真空室外可调等问题。
(3)空间多点探测。由于离子束流存在着空间分布的不均匀性，因此探测器应能实现空间多点探测。

发明内容
本发明的目的在于解决上述探测离子束流密度的难点问题，提供一种在离子束辅助沉积中的离子束流密度探测装置，它应具有灵活、实用和操作方便的特点。
本发明的技术解决方案如下一种离子束流密度测量装置，其特征在于该装置的构成是一紫铜圆盘，该圆盘的中心位置具有一连成一体的紫铜探测体，一底座，该底座的中轴位置有一通孔，供所述的探测体插设形成离子接收器；一可调直流电压，其负极通过一导线与所述的圆盘相连，其正极经一电流表接地。
所述的离子接收器具有和常规薄膜基底一样的圆片，可自由安放在夹具上放置基片的小孔内。
所述的离子接收器的探测体可为圆柱体、四方柱体或其它棱柱体。
技术效果本发明的特点是把离子接收器做成和常规薄膜基底一样的圆片，利用真空室内夹具(substrate holder)，将探测器放在夹具上，并可利用夹具的旋转测量真空室周围空间的束流密度。
本夹具不但可以用于离子辅助沉积中离子束流密度的测量，而且可用于离子注入、离子改性和离子溅射沉积中的离子束流密度的测量。本发明具有结构简单、灵活、实用和操作方便的特点。


图1是本发明离子束流密度探测装置离子接收器的结构示意2是本发明离子束流密度探测装置离子接收器1、2部分结构示意3是本发明离子束流密度探测装置绝缘底座3的结构示意4是本发明离子束流探测装置在镀膜机上的安装示意图
具体实施例方式首先请参阅图1、图2、图3和图4，本发明离子束流密度测量装置的构成是一紫铜圆盘1，该圆盘1的中心位置具有一连成一体的紫铜探测体2；一绝缘底座3，该底座3的中轴位置有一通孔4，供所述的探测体2插设形成离子接收器5；一可调直流电压8，其负极通过一导线7与所述的圆盘1相连，其正极经一电流表9接地10。
所述的离子接收器5具有和常规薄膜基底一样的圆片，可自由安放在夹具5上放置基片的小孔内。
所述的离子接收器的探测体2可为圆柱体、四方柱体或其它棱柱体。
所述的可调直流电源8的调节范围是0-100V。
图4是本发明离子束流探测装置在镀膜机上的使用状态示意图，图中11是离子辅助沉积用离子源，12是电子枪挡板，13是电子枪。
本发明装置的安装与使用方法离子接收器5可以在夹具6上安放镀膜用基片的小孔内安放，因此离子接收器5的安放位置可以是径向(纬度方向)的任意位置，同时夹具6可以在真空室内旋转，因此整个夹具上的所有位置上的离子束流密度都可以探测。
导线7、可调直流电压8、电流表9、接地10在真空室外，所以可以很方便地在真空室外调节，操作极为方便。
可调直流电压源8的输出电压在测量中随离子源参数的不同而选取不同的数值。该数值的选取是本发明中重要的创新。具体办法是选定某一离子源工作参数，待离子源稳定工作后，打开可调直流电压源8，其输出电压从0V开始逐渐上调，这时电流表9的数值会随着升高，但当可调直流电压源8的电压数值超过某数值，即临界电压值，也即该离子源工作参数对应下负偏压数值后，电流表9的数值将不再随可调直流电压源8输出电压的升高而升高。把可调直流电压源8的输出电压重新调回临界电压值，此时可开始测量离子束流密度。如果离子源工作参数改变，应重复进行以上负偏压数值的选取工作。
测量夹具径向(纬度方向)上离子束流密度的分布，只需将离子接收器5安放在径向不同的小孔内。测量夹具经度方向上离子束流密度的分布，只需让夹具以极小速度旋转，每旋转过5°，记录一次数值，就可描绘出经度方向上的分布情况。
权利要求
1.一种离子束流密度测量装置，其特征在于该装置的构成是一紫铜圆盘(1)，该圆盘(1)的中心位置具有一连成一体的紫铜探测体(2)；一底座(3)，该底座(3)的中轴位置有一通孔(4)，供所述的探测体(2)插设形成离子接收器(5)；一可调直流电压(8)，其负极通过一导线(7)与所述的圆盘(1)相连，其正极经一电流表(9)接地(10)。
2.根据权利要求1所述的离子束流密度测量装置，其特征在于所述的离子接收器具有和常规薄膜基底一样的圆片，可自由安放在夹具(5)上放置基片的小孔内。
3.根据权利要求1所述的离子束流密度测量装置，其特征在于所述的离子接收器的探测体(2)可为圆柱体、四方柱体或其它棱柱体。
全文摘要
一种离子束流密度测量装置，其特征在于该装置的构成是一紫铜圆盘，该圆盘的中心位置具有一连成一体的紫铜探测体，一底座，该底座的中轴位置有一通孔，供所述的探测体插设形成离子接收器；一可调直流电压，其负极通过一导线与所述的圆盘相连，其正极经一电流表接地。本发明具有结构简单、灵活、实用和操作方便的特点。
文档编号G01T1/00GK1563941SQ200410017709
公开日2005年1月12日 申请日期2004年4月15日 优先权日2004年4月15日
发明者张大伟, 范瑞英, 方明, 邵建达, 范正修, 张东平, 尚淑珍, 范树海 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所