工作阶段中离子源注入机中离子源灯丝中毒现象

弗里曼离子源已有了30多年的悠久历史，是适用面最广，使用率最高的一种离子源。它能将大多数元素的产生聚焦得很小，而且能量范围也比较宽，所以成为人们的最佳选择。广泛的应用于离子源注入机，例如束流为毫安级的多种金属离子束的常规生产。在整个工业用的离子注入中大约95%都是采用弗里曼离子源。

采用直径为1.5mm的工业用钨丝，在化学处理除去表面氧化层和化学清洗的基础上，将其装入离子源注入机。工作物质采用99.9%纯度的MoCl₅。MoCl₅是一种很容易吸收水分的物质，分解它比较容易。在试验过程中发现离子源灯丝会在工作阶段中发生中毒现象。在工作中绝缘子绝缘被破坏，引起灯丝和弧室间电极发生短路，从而导致灯丝中毒。在注入MoCl₅的过程中，如果进气量太大，该气体进入弧室的离化率就会降低，一部分MoCl₅就会沉积在灯丝上，从而导致灯丝发生中毒现象。因为靠近弧室壁的两端的灯丝的温度比较低，其两端就比较容易沉积MoCl₅。所以，在该阶段的中毒现象常常发生在两端，可以通过灯丝变粗发现，但是灯丝的中间部分由于中毒得不明显，多以还具备发射电子的能力。灯丝中毒大部分原因是因为MoCl₅在低温的情况下有较高的蒸汽压的性质。除此之外，钼和钨是两种完全相溶的金属，在开始阶段是有利于膜的生长，但是其进气量对灯丝也会造成很大的影响。

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