磁分析器单元制造技术

本公开涉及一种磁分析器单元。该磁分析器单元包括：接收端开口，该接收端开口被构造为接收来自离子源的离子流；输出端开口，该输出端开口被构造为输出该离子流中的具有特定质荷比的离子；离子通道，该离子通道连接该接收端开口与该输出端开口，并且该离子通道包括至少一个U形通道区段；其中，该至少一个U形通道区段被布置在磁场中，该磁场被配置为使得具有特定质荷比的该离子能够通过该至少一个U形通道区段。

【技术实现步骤摘要】
磁分析器单元
本公开涉及半导体领域，具体来说，涉及一种磁分析器单元。
技术介绍
在半导体器件的生产过程中，为了使半导体材料能够表现出特定的电学特性(例如形成PN结)，常常需要将某种特定类型的离子按照一定的浓度与分布掺杂到半导体材料中，以改变半导体材料的电学性质。离子注入是一种常见的掺杂方法。一些离子注入过程涉及将离子源产生的特定类型的离子经加速后射向半导体材料(例如硅材料)的表面，从而使得该特定类型的离子能够进入半导体材料中。然而，在用于离子注入的系统中不可避免地存在除了期望的特定类型的离子之外的其他杂质粒子。为了保证由半导体材料制成的半导体器件的理想的电学特性，应当避免这些杂质粒子被发射到半导体材料的表面。磁分析器单元(AnalyzerMagneticUnit,AMU)可以被用于对射向半导体材料的离子流进行筛选，从而仅允许期望的特定类型的离子通过，并且阻挡不期望的杂质粒子。然而，现有的磁分析器单元的设计对不期望的杂质粒子的阻挡是受限的，这可能降低被注入到半导体材料的离子的纯度，从而影响所得到的掺杂半导体材料的电学特性。因此，需要提出一种新的技术来解决上述现有技术中的一个或多个问题。
技术实现思路
本公开的一个目的是提供一种改进的磁分析器单元。本公开的另一个目的是提供包含这种磁分析器单元的离子注入机。本公开的再一个目的是提供一种产生具有特定质荷比的离子的方法。根据本公开的第一方面，提供了一种磁分析器单元。该磁分析器单元包括：接收端开口，该接收端开口被构造为接收来自离子源的离子流；输出端开口，该输出端开口被构造为输出该离子流中的具有特定质荷比的离子；离子通道，该离子通道连接该接收端开口与该输出端开口，并且该离子通道包括至少一个U形通道区段；其中，该至少一个U形通道区段被布置在磁场中，该磁场被配置为使得具有特定质荷比的该离子能够通过该至少一个U形通道区段。根据本公开的第二方面，提供了一种离子注入机，该离子注入机包括：离子源，用于产生离子流；以及根据本文公开的任一方面的磁分析器单元，该磁分析器单元的接收端开口与离子源耦接。根据本公开的第三方面，提供了一种用于产生具有特定质荷比的离子的方法。该方法包括：由离子源产生离子流；使该离子流经过离子通道，该离子通道包括至少一个U形通道区段；其中，该至少一个U形通道区段被布置在磁场中，该磁场被配置为使得具有特定质荷比的该离子能够通过该至少一个U形通道区段。根据本公开的一些实施例的一个优点在于，使得离子流通过磁分析器单元的路径长度增加，从而有助于除去杂质粒子。根据本公开的一些实施例的另一个优点在于，使得离子流通过磁分析器单元的路径具有至少180°的弯折，从而能够进一步除去杂质粒子。通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：图1是示出杂质粒子对离子注入的影响的示意图。图2是示出一种常规的磁分析器单元的示意图。图3A示出了根据本公开的一些实施例的磁分析器单元。图3B示出了根据本公开的另外一些实施例的磁分析器单元。图4示意性地示出了根据本公开的一些实施例的离子注入机。图5示出了根据本公开的一些实施例的用于产生具有特定质荷比的离子的方法的流程图。注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的专利技术并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。在半导体领域中，离子注入过程通常由离子注入机来实现。离子注入机可以包括离子源与磁分析器单元。离子源被用于将可电离物质电离，以产生期望的特定类型的离子的流。磁分析器单元用于对离子源所产生的离子流中的离子进行筛选，从而使得期望的特定类型的离子(例如，具有特定质荷比的离子)能够通过磁分析器单元，同时阻挡不期望的杂质粒子的通过。在离子注入过程中，不期望的杂质粒子可能来源于离子源所使用的可电离物质的中所包含的杂质、可电离物质的非期望的电离、以及构成离子注入机本身的材料的脱落，等等。例如，离子注入机的至少一部分典型地包括石墨材料，其是杂质粒子的可能来源之一。杂质粒子可能是灰尘、离子或离子团、不带电的原子或原子团。如果磁分析器单元不能有效地过滤掉这些杂质粒子，它们就会与离子流一起被入射到半导体材料表面，进而影响所制造的半导体器件的性能。图1是示出杂质粒子对离子注入的影响的示意图。为了将特定类型的离子注入到半导体材料(例如，硅片101)的指定区域，在硅片101的上方按照指定的图案布置有一个或多个光阻103。这一个或多个光阻103仅允许离子流107入射到由光阻103之间的间隙限定的区域，而阻挡离子流107入射到硅片101表面的其他区域。光阻103之间的间隙通常十分狭窄，例如图1所示的0.2微米。因此，当入射的离子流107中包括杂质粒子105时，这些杂质粒子105有可能堵塞光阻103之间的一个或多个间隙，使得位于这些间隙中的硅片101的表面不能接收到入射的离子流107，即发生漏注入。漏注入将导致接受离子注入的硅片101可能不能实现预期的电气特性，从而降低所制得的半导体器件的性能。为了避免漏注入，应当尽可能地减少到达处理腔室的离子流107中的杂质粒子105的数量/浓度。这对离子注入机中的磁分析器单元提出了较高的要求。此外，还需要注意的是，离子注入过程需要在真空环境中进行。因此，离子注入机通常还会包括或耦接到减压装置，从而使得离子注入机的各部分的压强存在差异。这种压强差对于促进离子流的运动是有利的。然而，这种压强差同时也会推动杂质粒子的运动，例如使得杂质粒子更容易通过磁分析器单元。这也对磁分析器单元过滤杂质粒子的能力形成挑战。图2是示出一种常规的磁分析器单元240的示意图。如图2所示，典型的磁分析器单元240具有1/4圆周形状的离子通道241。离子通道241在磁分析器单元240一端具有开口242，并且在另一端具有开口243。离子通道241的开口242用于接收来自离子源的离子流，该离子流可能包括各种不期望的杂质粒子。磁分析器单元240可以被置于磁场234中。在图2中，磁场234的方向被示意性地标注为垂直于磁分析器单元240放置的平面(纸面)向外(用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁分析器单元，其特征在于，所述磁分析器单元包括：接收端开口，所述接收端开口被构造为接收来自离子源的离子流；输出端开口，所述输出端开口被构造为输出所述离子流中的具有特定质荷比的离子；离子通道，所述离子通道连接所述接收端开口与所述输出端开口，并且所述离子通道包括至少一个U形通道区段；其中，所述至少一个U形通道区段被布置在磁场中，所述磁场被配置为使得具有特定质荷比的所述离子能够通过所述至少一个U形通道区段。

【技术特征摘要】
1.一种磁分析器单元，其特征在于，所述磁分析器单元包括：接收端开口，所述接收端开口被构造为接收来自离子源的离子流；输出端开口，所述输出端开口被构造为输出所述离子流中的具有特定质荷比的离子；离子通道，所述离子通道连接所述接收端开口与所述输出端开口，并且所述离子通道包括至少一个U形通道区段；其中，所述至少一个U形通道区段被布置在磁场中，所述磁场被配置为使得具有特定质荷比的所述离子能够通过所述至少一个U形通道区段。2.如权利要求1所述的磁分析器单元，其特征在于：所述磁场至少包括第一磁场和第二磁场，所述第一磁场被构造为使得具有特定质荷比的所述离子沿第一旋转方向旋转，所述第二磁场被构造为使得具有特定质荷比的所述离子沿第二旋转方向旋转，所述第二旋转方向与所述第一旋转方向不同。3.如权利要求2所述的磁分析器单元，其特征在于：所述至少一个U形通道区段包含级联的多个U形通道区段。4.如权利要求3所述的磁分析器单元，其特征在于：所述多个U形通道区段包括：朝向第一方向开口的U形通道区段的第一集合，所述第一集合被所述第一磁场覆盖；以及朝向第二方向开口的U形通道区段的第二集合，所述第二集...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨健，李天慧，黄晓橹，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32