一种精确采集束流电路制造技术

本发明专利技术涉及一种束流采集和校准的技术领域，涉及离子注入机，属于半导体制造领域。一种精确采集束流电路，包括恒流源单元(1)、束流采集与量程切换单元(2)、运算放大单元(3)、AD转换单元(4)、单片机控制器(5)。此系统可以精确采集离子注入机微弱的束流信号。说明书对本硬件电路进行了详细的说明，并给出具体实施方案。

An Accurate Beam Acquisition Circuit

The invention relates to the technical field of beam acquisition and calibration, relates to an ion implanter, and belongs to the field of semiconductor manufacturing. An accurate acquisition beam circuit includes a constant current source unit (1), a beam acquisition and range switching unit (2), an operational amplification unit (3), an AD conversion unit (4) and a single chip computer controller (5). This system can accurately collect the weak beam signal of the ion implanter. The specification gives a detailed description of the hardware circuit, and gives the specific implementation plan.

【技术实现步骤摘要】
一种精确采集束流电路
本专利技术涉及离子注入机束流的采集，涉及离子注入机，属于半导体装备制造领域。
技术介绍
离子注入机是半导体器件制造中最关键的掺杂设备之一。随着半导体器件制造的集成度向片上系统规模发展，特别是片上晶体管、场效应管尺寸的减缩，对离子束注入掺杂技术提出了很明显的挑战。为了保证片上浅结晶体管和场效应管的性能稳定和重复，在离子注入掺杂过程中，要求对束流的精确采集和注入剂量、注入能量以及注入角度的精确控制有很高的要求。本专利技术提供了一种精确采集束流电路，该电路实现精确的采集离子注入机的束流信号，实践表明该电路对束流的检测效果良好。
技术实现思路
本专利技术涉及一种精确采集束流电路。该专利技术应用于离子注入机，该电路适用于注入过程中对束流的检测。本专利技术通过以下技术方案实现：一种精确采集束流电路，主要包括：恒流源单元(1)、束流采集与量程切换单元(2)、运算放大单元(3)、AD转换单元(4)、单片机控制器(5)。各功能单元的实现电路及作用如下：恒流源单元(1)：有两路恒流源，18μA和18mA恒流源。恒流源单元中Ref102芯片提供10V精密电压基准，在输出端串联一个1K的精密电阻，18μA恒流源有一个554.55K的精密电阻与1K精密电阻串联，另一路1.8mA恒流源有一个4.5555K精密电阻也与1K精密电路串联，以上提到精密电阻精度为0.01％，温度系数为5ppm/℃。通过计算可知：束流采集与量程切换单元(2)：该单元负责采集束流信号，并根据束流大小确定具体量程通道，初始量程通道为2mA通道，通过控制器可以控制量程开关即继电器的通断。运算放大单元(3)：通过运算放大器将电流信号转化为电压信号。当通过恒流源单元(1)测试进行校准时发现采集电路有误差时，可通过调节运算放大单元(3)的失调电压进行校准工作。AD转换单元(4)：将模拟电压信号转化为单片机控制器可接收的数字信号。单片机控制器(5)：本单元负责对采集的数据进行分析处理，并根据采集的数据确定量程。本专利技术具有如下显著优点：1、具有自校准功能：通过恒流源进行数据采集对比，调节运放电路的失调电压进行校准优化。2、采集精度高：电路用到的电阻均为精度为0.01％的高精密电阻，采集电路可根据束流大小对量程进行调节。附图说明下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步介绍，但不作为对本专利技术专利的限定。图1是精确采集束流电路结构框图。图2是束流采集与量程切换单元。图3是恒流源单元。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的介绍，但不作为本专利技术的限定。如图1、图2、图3所示，一种精确采集束流电路，在采集离子注入机束流之前采集电路先对电路内部的恒流源单元(1)进行数据采集和校准工作，恒流源有两路，一路为18μA，一路为1.8mA。当选择18μA恒流源时，控制器会控制束流采集与量程切换单元(2)选择量程为20μA档，采集完成后切换为200μA档进行采集；当选择1.8mA恒流源时，控制器会控制束流采集与量程切换单元(2)选择量程为2mA档，采集完成后切换为20mA档进行采集。如果采集的四组恒流源数据和理想数据有误差且超过0.5％时，需调节运算放大单元(3)的失调电压，直到所有误差均小于0.5％为止。校准完成后进行束流采集工作，控制器会根据采集到的数据确定量程，保证采集精度，采集的束流信号会经过运算放大单元(3)将电流信号转化为电压信号，并进行一定的放大，之后再经过AD转换单元(4)进行AD转换，并将转换的数字量发送给单片机控制器(5)。本专利技术专利的特定实施例已对本专利技术专利的内容做了详尽说明。对本领域一般技术人员而言，在不背离本专利技术专利精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都构成对本专利技术专利的侵犯，将承担相应的法律责任。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精确采集束流电路，主要包括：恒流源单元(1)、束流采集与量程切换单元(2)、运算放大单元(3)、AD转换单元(4)、单片机控制器(5)，工作流程：首先是束流采集与量程切换单元(2)采集恒流源单元(1)信号，通过运算放大单元(3)和AD转换单元(4)将数据发送给单片机控制器(5)，在通过分析对比采集数据与恒流源对应的标准数据的差异来调节运算放大单元(3)的失调电压，对束流采集电路进行校准，调节完成后在进行测试，直到误差小于0.5％为止，校准完成后束流采集与量程切换单元(2)采集离子注入机的束流信号，信号经过运算放大单元(3)转化为电压信号，在经过AD转换单元(4)将数据发送给控制器(5)对数据进行分析并控制束流与量程切换采集单元(2)选择合适量程进行数据采集工作。

【技术特征摘要】
1.一种精确采集束流电路，主要包括：恒流源单元(1)、束流采集与量程切换单元(2)、运算放大单元(3)、AD转换单元(4)、单片机控制器(5)，工作流程：首先是束流采集与量程切换单元(2)采集恒流源单元(1)信号，通过运算放大单元(3)和AD转换单元(4)将数据发送给单片机控制器(5)，在通过分析对比采集数据与恒流源对应的标准数据的差异来调节运算放大单元(3)的失调电压，对束流采集电路进行校准，调节完成后在进行测试，直到误差小于0.5％为止，校准完成后束流采集与...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙腾，
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