离子源及离子注入装置制造方法及图纸

技术编号:20892843 阅读:38 留言:0更新日期:2019-04-17 14:29
本实用新型专利技术涉及半导体制造技术领域,尤其涉及一种离子源及离子注入装置。所述离子源,包括用于气体电离的腔室,还包括保护结构;所述保护结构覆盖于所述腔室的内壁表面,以避免所述气体与所述腔室的内壁接触。本实用新型专利技术有效避免了气体以及气体电离后产生的离子在腔室内壁上的富集,使得离子源的使用寿命得以延长,离子注入工艺的效率也得到了改善。

【技术实现步骤摘要】
离子源及离子注入装置
本技术涉及半导体制造
,尤其涉及一种离子源及离子注入装置。
技术介绍
离子注入技术是把掺杂剂的原子引入固体中的一种材料改性方法。离子注入的过程,就是在真空系统中,用经过加速的、含有要掺杂的原子的离子束照射(注入)半导体材料,离子束与半导体材料中的原子或分子将发生一系列物理的和化学的作用,入射离子逐渐损失能量,最后停留在半导体材料中,并引起半导体材料表面成分、结构和性能发生变化,从而在所选择的(即被注入的)区域形成一个具有特殊性质的表面层(注入层),实现半导体材料表面性能的优化,或使得半导体材料获得某些新的优异性能。半导体的离子注入工艺一般是在离子注入装置中完成。目前的离子注入装置包括离子源、萃取电极、抑制电极、真空泵、质谱仪、后加速电极等。其中,弧放电离子源是目前较为常用的一种离子源。所谓弧放电离子源,是指在利用灯丝电源使灯丝发热而在灯丝的前端产生热电子;以阴极电源使产生的热电子进行加速而冲击阴极,再以其冲击时所产生的热量对阴极进行加热,从而使得被加热的阴极产生热电子;阴极所产生的热电子通过在阴极和电弧室之间施加的电弧电源的电弧电压而被加速,并作为具有足够用于使气体分子电离的能量的射束电子在电弧室内放射。但是,现有的离子源中用于使气体电离的腔室内壁的材质多采用钨制造而成。在使用某些工艺气体进行气体电离的过程中,例如GeF4气体,电离产生的离子会与钨发生反应,一方面反应物会沉积在电离腔室内部,影响离子源的寿命;另一方面,会降低离子注入的效率,导致半导体生产成本的增加。因此,如何延长离子源的使用寿命,提高离子注入的效率,是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术提供一种离子源及离子注入装置,用以解决现有技术中离子源寿命短的问题,以在延长离子源使用寿命的同时,提高离子注入效率。为了解决上述问题,本技术提供了一种离子源,包括用于气体电离的腔室,还包括保护结构;所述保护结构覆盖于所述腔室的内壁表面,以避免所述气体与所述腔室的内壁接触。优选的,所述腔室的内壁包括沿所述腔室的轴向方向相对分布的第一表面和第二表面;所述保护结构包括第一平板部和第二平板部;所述第一平板部,覆盖于所述第一表面,且具有与所述第一表面上的离子束出口对应的第一开口;所述第二平板部,覆盖于所述第二表面,且具有与所述第二表面上的气体入口对应的第二开口。优选的,所述腔室的内壁还包括沿与所述腔室轴向垂直的方向相对分布的第三表面和第四表面;所述保护结构还包括第三平板部和第四平板部;所述第三平板部,覆盖于所述第三表面,且具有与所述第三表面上的阴极开口对应的第三开口;所述第四平板部,覆盖于所述第四表面,且具有与所述第四表面上的反射极开口对应的第四开口。优选的,所述第一平板部和所述第二平板部的相对两端均分别与所述第三平板部和所述第四平板部可拆卸的连接。优选的,所述第一平板部与所述第三平板部连接的末端具有第一凹槽或第一凸起,所述第三平板部与所述第一平板部连接的末端具有与所述第一凹槽相匹配的第二凸起或与所述第一凸起匹配的第二凹槽。优选的,所述第一表面与所述第三表面的连接处具有第三凹槽,所述第一平板部与所述第三平板部在所述第三凹槽内卡合固定。优选的,所述第三凹槽内具有一凸块,所述凸块的第一承载面用于承载所述第一平板部,与所述第一承载面相连的第二承载面用于承载所述第三平板部。优选的,还包括第一弹性元件和第二弹性元件;所述第一弹性元件,位于所述第三凹槽朝向所述第一承载面的表面,用于固定所述第一平板部;所述第二弹性元件,位于所述第三凹槽朝向所述第二承载面的表面,用于固定所述第三平板部。优选的,所述保护结构、阴极以及反射极均采用六硼化镧材料制作而成。为了解决上述问题,本技术还提供了一种离子注入装置,包括如上任一项所述的离子源。本技术提供的离子源及离子注入装置,通过在用于气体电离的腔室内壁表面增设一层保护结构,避免进入所述腔室内部的气体以及气体电离后产生的离子与腔室内壁接触,从而有效避免了气体以及气体电离后产生的离子在腔室内壁上的富集,使得离子源的使用寿命得以延长,离子注入工艺的效率也得到了改善。附图说明附图1是本技术具体实施方式中离子源的截面示意图;附图2是本技术具体实施方式中第一平板部的结构示意图;附图3是本技术具体实施方式中第三平板部的结构示意图;附图4是本技术具体实施方式中第三凹槽内的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术提供的离子源及离子注入装置的具体实施方式做详细说明。本具体实施方式提供了一种离子源,附图1是本技术具体实施方式中离子源的截面示意图。如图1所示,本具体实施方式提供的离子源,包括用于气体电离的腔室10以及保护结构;所述保护结构覆盖于所述腔室10的内壁表面,以避免所述气体与所述腔室10的内壁接触。其中,所述腔室10包括内壁和外壁,所述外壁是指与外界环境接触、且远离气体的表面,所述内壁是指与外壁相对设置、且靠近所述气体的表面。本具体实施方式通过在所述腔室10的内壁表面增设所述保护结构,避免所述气体与所述腔室10的内壁接触,实现所述气体与所述腔室10内壁的物理隔离,从而能够防止气体和/或气体电离后产生的离子与构成所述腔室10内壁的材料(例如钨)发生反应,进而避免了气体和/或气体电离后产生的离子在所述腔室10内壁的沉积,使得离子源的使用寿命得以延长,离子注入工艺的效率也得到了改善。附图2是本技术具体实施方式中第一平板部的结构示意图。为了简化所述离子源的整体结构,且不影响所述离子源中气体的进入以及离子束的射出,优选的,如图1、图2所示,所述腔室10的内壁包括沿所述腔室10的轴向方向相对分布的第一表面101和第二表面102;所述保护结构包括第一平板部131和第二平板部132;所述第一平板部131,覆盖于所述第一表面101,且具有与所述第一表面101上的离子束出口12对应的第一开口22;所述第二平板部132,覆盖于所述第二表面102,且具有与所述第二表面102上的气体入口11对应的第二开口。附图3是本技术具体实施方式中第三平板部的结构示意图。为了简化所述离子源的整体结构,且不影响所述离子源内气体的正常电离,优选的,所述腔室10的内壁还包括沿与所述腔室10轴向垂直的方向相对分布的第三表面103和第四表面104;所述保护结构还包括第三平板部133和第四平板部134;所述第三平板部133,覆盖于所述第三表面103,且具有与所述第三表面103上的阴极开口对应的第三开口32;所述第四平板部134,覆盖于所述第四表面104,且具有与所述第四表面104上的反射极开口对应的第四开口。具体来说,阴极15在灯丝16的激发下产生热电子,所述热电子在所述阴极15与所述腔室10之间形成的电弧电压的作用下加速撞击经所述气体入口11进入所述腔室10的气体,使得气体电离,电离后产生的离子束经所述离子束出口12射出。反射电极14与所述阴极15相对设置,用于反射所述热电子,使得所述热电子在所述反射电极14与所述阴极15之间往复运动,以提高气体电离效率。优选的,所述第一平板部131和所述第二平板部132的相对两端均分别与所述第三平板部133和所述第四平板部134可拆卸的连接。可拆卸的连接方式,使得用本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种离子源,包括用于气体电离的腔室,其特征在于,还包括保护结构;所述保护结构覆盖于所述腔室的内壁表面,以避免所述气体与所述腔室的内壁接触;所述腔室的内壁包括沿所述腔室的轴向方向相对分布的第一表面和第二表面、以及沿与所述腔室轴向垂直的方向相对分布的第三表面和第四表面;所述保护结构包括覆盖于所述第一表面的第一平板部、覆盖于所述第二表面第二平板部、覆盖于所述第三表面的第三平板部和覆盖于所述第四表面的第四平板部;所述第一平板部和所述第二平板部的相对两端均分别与所述第三平板部和所述第四平板部可拆卸的连接;所述第一表面与所述第三表面的连接处具有第三凹槽,所述第一平板部与所述第三平板部在所述第三凹槽内卡合固定。

【技术特征摘要】
1.一种离子源,包括用于气体电离的腔室,其特征在于,还包括保护结构;所述保护结构覆盖于所述腔室的内壁表面,以避免所述气体与所述腔室的内壁接触;所述腔室的内壁包括沿所述腔室的轴向方向相对分布的第一表面和第二表面、以及沿与所述腔室轴向垂直的方向相对分布的第三表面和第四表面;所述保护结构包括覆盖于所述第一表面的第一平板部、覆盖于所述第二表面第二平板部、覆盖于所述第三表面的第三平板部和覆盖于所述第四表面的第四平板部;所述第一平板部和所述第二平板部的相对两端均分别与所述第三平板部和所述第四平板部可拆卸的连接;所述第一表面与所述第三表面的连接处具有第三凹槽,所述第一平板部与所述第三平板部在所述第三凹槽内卡合固定。2.根据权利要求1所述的离子源,其特征在于,所述第一平板部具有与所述第一表面上的离子束出口对应的第一开口;所述第二平板部具有与所述第二表面上的气体入口对应的第二开口。3.根据权利要求2所述的离子源,其特征在于,所述第三平板部具有与所述第三表面上的阴极开口对应的第三...

【专利技术属性】
技术研发人员:邸太平洪纪伦倪明明吴宗祐林宗贤
申请(专利权)人:德淮半导体有限公司
类型:新型
国别省市:江苏,32

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