一种多功能双灯丝离子源制造技术

本发明专利技术公开了一种多功能双灯丝离子源，包括弧室腔体，工艺气体被导入其中，在其内部生成等离子体；阳极筒，兼作阳极，安装在弧室腔体内并与其绝缘；两个热阴极，分别布置在阳极筒内两侧并与阳极筒和弧室腔体分别绝缘；两个阴极，分别布置在阳极筒内两侧并与阳极筒、弧室腔体和热阴极分别绝缘；金属样品，安装在弧室腔体底部，并与弧室腔体相连接；水冷板，具有单独水冷通道冷却底板安装在弧室腔体下面；源磁场，磁力线沿着热阴极与反射极的连接线。本发明专利技术可用于产生从气态到几乎所有金属的各种离子，具备在一个离子源获得大束流气态元素离子束流与固态金属束流的优异性能，可以产生更多的2价3价离子，特别适合高能离子注入机使用。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能双灯丝离子源
本专利技术涉及半导体器件制造设备，特别是一种多功能双灯丝离子源。
技术介绍
半导体器件制造技术与工艺都非常复杂，离子注入掺杂属于半导体器件制造过程中非常关键的一道工艺。离子注入掺杂工艺与常规热掺杂工艺相比具有高精度的剂量均匀性与重复性，横向扩散小等优点，克服了常规工艺的限制，提高了电路的集成度、速度、成品率和寿命，降低了成本和功耗。随着半导体材料从第一代硅逐步发展到第三代SiC，需要离子注入掺杂工艺掺杂的元素从普通的硼、磷、砷逐步发展的锑、铟、铝等金属元素，硼、磷、砷离子可采用气态化合物在离子源电离获得，但后续的锑、铟、铝离子等一般需要对固态材料进行气化或溅射后电离才能获得。对固态材料进行气化需要高温坩埚及相应的电源与控制系统，气态材料的电源与控制系统独立，造成离子源结构与控制系统都非常复杂，成本高；对固态材料进行溅射的成熟离子源有潘宁源，但是其结构不能与注入机成熟使用的热阴极离子源兼容，同样需要两套系统，且其束流强度受到固有的工作原理限制，难以满足工艺效率提升对束流的需求不断提高，且长时间工作容易因污染而失效，维护频率较高。具有金属束流的离子注入机也应用到材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双灯丝多功能离子源，其特征在于，包括：弧室腔体(1)，用于导入工艺气体并生成等离子体；阳极筒(2)，安装在弧室腔体(1)内，且与所述弧室腔体(1)绝缘；两个热阴极(3)，为U型结构，所述U型结构的未开口端分别设置在所述阳极筒(2)内，所述U型结构的开口端两侧依次穿过所述阳极筒(2)和所述弧室腔体(1)一侧，且与所述阳极筒(2)、弧室腔体(1)绝缘；金属样品(4)，位于所述阳极筒(2)下方，且与所述弧室腔体(1)底部连接；两个阴极(5)，分别位于热阴极(3)外部，并且与弧室腔体(1)、热阴极(3)、阳极筒(2)绝缘，阴极(5)一端位于阳极筒(2)内部，两个阴极(5)相对布置，所述阴极另一端依...

【技术特征摘要】
1.一种双灯丝多功能离子源，其特征在于，包括：弧室腔体(1)，用于导入工艺气体并生成等离子体；阳极筒(2)，安装在弧室腔体(1)内，且与所述弧室腔体(1)绝缘；两个热阴极(3)，为U型结构，所述U型结构的未开口端分别设置在所述阳极筒(2)内，所述U型结构的开口端两侧依次穿过所述阳极筒(2)和所述弧室腔体(1)一侧，且与所述阳极筒(2)、弧室腔体(1)绝缘；金属样品(4)，位于所述阳极筒(2)下方，且与所述弧室腔体(1)底部连接；两个阴极(5)，分别位于热阴极(3)外部，并且与弧室腔体(1)、热阴极(3)、阳极筒(2)绝缘，阴极(5)一端位于阳极筒(2)内部，两个阴极(5)相对布置，所述阴极另一端依次穿过所述阳极筒(2)和所述弧室腔体(1)一侧；源磁场(6)，设置在所述弧室腔体(1)外部两侧，且所述源磁场(6)的磁力线与所述两个相对布置热阴极(3)中点之间的连线位于同一直线上；水冷板(7)用于支撑整个弧室腔体(1)及其附件，并有足够的水冷通道用于控制离子源反应室内温度；所述热阴极(3)与所述弧室腔体(1)、阳极筒(2)之间设有阴极(5)；所述阳极筒(2)与阳极电源(304)的正端、弧压电源(302)的正端电连接；所述两个热阴极(3)U型结构的开口端串联后再与热阴极电源(301)的正端和负端电连接；所述两个阴极(5)的一端用导线电连接，使两个阴极(5)在同一电位；所述热阴极电源(301)与所述弧压电源(302)之间接有偏置电源(303)；所述阴极(5)另一端接入所述偏置电源(303)正端与所述弧...

【专利技术属性】
技术研发人员：马国宇，
申请(专利权)人：北京中科信电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11