用于离子注入机的氢气发生器制造技术

本发明专利技术提供一种用于离子注入系统的终端，其中该终端具有用于支撑离子源(108)的终端壳体(154)，该离子源配置成形成离子束。该终端壳体内的气体箱(146)具有氢气发生器(144)，该氢气发生器配置成产生用于离子源的氢气。气体箱与终端壳体电隔离并进一步电耦合到离子源。离子源和气体箱通过多个电绝缘体与终端壳体电隔离。多个绝缘支座(156)使终端壳体与大地电隔离。终端电源使终端壳体相对于大地电偏置到终端电势。离子源电源使离子源相对于终端电势电偏置到离子源电势。导电管(148)使气体箱与离子源电耦合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于离子注入机的氢气发生器优先权文件本申请要求申请日为2018年01月22日、名称为“HYDROGENGENERATORFORANIONIMPLANTER(用于离子注入机的氢气发生器)”、申请号为US62/620,144的美国非临时申请的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术总体上涉及离子注入系统，更具体涉及一种具有氢气发生器的离子注入系统，该氢气发生器用于离子注入系统的离子源。
技术介绍
在半导体器件的制造中，使用离子注入将半导体掺杂杂质。常用离子注入系统将来自离子束的离子掺杂到注入半导体晶片的工件中，以便在集成电路的制造过程中产生n型或p型材料掺杂或者形成钝化层。这种射束处置常用于以预定的能量水平并以控制下的浓度选择性向晶片注入特定掺杂剂材料的杂质，以在集成电路的制造过程中产生半导体材料。使用离子注入系统来掺杂半导体晶片时，该系统将选定的离子种类注入到工件以产生期望的非本征材料。注入由如锑、砷或磷等源材料所生成的离子例如得出“n型”非本征材料晶片，而“p型”非本征材料晶片则通常得自如硼、镓或铟等源材料所生成的离子。典型的离子注入机包括离子源、离子引出装置、质量分析装置、射束传输装置和晶片处理装置。离子源生成期望原子或分子掺杂剂种类的离子。这些离子由引出系统(通常是一组电极)从离子源中引出，该系统会激发并引导来自离子源的离子流，从而形成离子束。在质量分析装置(通常是磁偶极子)中，从离子束中分离出期望的离子，从而对所引出的离子束进行质量分散或分离。射束传输装置(通常是包含一系列聚焦装置的真空系统)将离子束传输到晶片处理装置，同时保持期望的离子束特性。最后，半导体晶片经由晶片操作系统进出晶片处理装置，该晶片处理系统可以包括一个或多个机械臂，用于将待处置的晶片放置在离子束前面，并从离子注入机中移除处置过的晶片。离子注入机中的离子源通常通过将源材料在电弧腔室中进行离子化而生成离子束，其中，源材料的成分是期望的掺杂元素。然后将期望的掺杂元素以离子束形式从离子化的源材料中引出。在某些情况下，期望的掺杂元素可以包括金属离子，诸如铝。常规上，当铝离子是期望的掺杂元素时，出于离子注入目的，使用诸如氮化铝(AlN)和氧化铝(Al2O3)等材料作为铝离子的源材料。氮化铝或氧化铝是固体的绝缘材料，通常将它们放置在电弧腔室中，其中形成等离子体(在离子源中)。常规上，引入蚀刻剂气体(例如含氟气体)以化学方式蚀刻含铝材料，由此将源材料离子化，并且引出铝并使其沿束线转移到位于端站的碳化硅工件，以便注入其中。然而，蚀刻工艺会产生绝缘材料(例如AlFX、AlN、Al2O3等)，该绝缘材料连同预期的铝离子一起从电弧腔室中散发出去，导致绝缘材料在离子注入系统的各组件之间产生有害的电弧。
技术实现思路
下文提出本专利技术的
技术实现思路
，以提供对本专利技术某些方面的基本了解。本
技术实现思路
并非本专利技术的广泛概述。既非旨在认定本专利技术的主要或关键元素，也非阐明本专利技术的范围。其目的在于，以简化形式呈现本专利技术的某些构思，作为下文具体实施方式的引言。本专利技术的各方面有助于将铝离子注入到工件中的离子注入过程。根据某一示例性方面，提供一种离子注入系统，该离子注入系统具有配置成形成离子束的离子源、配置成选择性传输离子束的束线总成以及配置成接受离子束以将铝离子注入工件的端站。根据某一示例性方面，提供一种用于离子注入系统的终端系统。该终端系统例如包括终端壳体以及布置于终端壳体内的离子源。气体箱例如电耦合到离子源，并且氢气发生器布置于气体箱内。氢气发生器例如配置成产生用于离子源的氢气并与离子源具有相同的电势。在某一实例中，离子源和气体箱通过多个电绝缘体与终端壳体电隔离。在另一实例中，进一步设置多个绝缘支座以使终端壳体与大地电隔离。例如，设置终端电源，该终端电源配置成使终端壳体相对于大地电偏置到终端电势，诸如300keV。在另一实例中，设置引出电源，该引出电源配置成使气体箱和离子源电偏置到相对于终端电势更高的电势。气体箱和离子源电势例如相对于终端电势升高约60keV。根据另一实例，设置导电管以使气体箱电耦合到离子源，其中该导电管提供氢气发生器与离子源之间的流体连通。导电管例如包括不锈钢管。根据另一示例性方面，进一步揭示一种离子注入系统。该离子注入系统包括终端，该终端具有终端壳体、配置成形成离子束的离子源以及气体箱。该气体箱例如包括氢气发生器，该氢气发生器配置成产生用于离子源的氢气，其中该气体箱与终端壳体电隔离，且其中该气体箱与离子源电耦合。在某一实例中，该离子注入系统进一步包括配置成选择性传输离子束的束线总成以及配置成接受离子束以将离子注入工件的端站。上述
技术实现思路
仅旨在简要概述本专利技术某些实施方案的某些特征，而其他实施方案可能包括相比前述内容的附加和/或区别特征。本
技术实现思路
特别是不应解释为限制本申请的范围。故本专利技术达成上述相关目的的解决方案包括下文描述并在权利要求书中具体指出的特征。下述内容及附图具体阐明本专利技术的某些说明性实施方案。但这些实施方案指明各种方式中可运用本专利技术原理的几种方式。结合附图，参阅下文的具体实施方式，本专利技术的更多方面、优点及新颖性特征将显而易见。附图说明图1示出根据本专利技术几方面的示例性真空系统利用氢气发生器的框图；图2示出根据本专利技术另一方面的示例性终端包括离子源和气体箱的透视图；图3示出根据本专利技术又一方面的示例性终端包括离子源和气体箱的平面图。具体实施方式本专利技术总体上针对一种离子注入系统以及与之相关联的用于生成氢气的气源。更具体地，本专利技术针对用于为所述离子注入系统生成氢气的氢气发生组件。本专利技术将氢气发生器定位于与离子源相关联的气体箱中，以使气体箱维持升高的电压。据此，气体箱封壳的密闭性和安全性方面有利地改善了重复硬件和气体输送管道。据此，现结合附图对本专利技术予以阐述，其中相同的附图标记始终指代相同的元素。应当理解，对这些方面的描述仅供说明，而不得解释为限定意义。出于解释目的，在下文中阐明若干具体细节，以便全面理解本专利技术。然而，本领域技术人员显而易见的是，本专利技术可在不具备这些具体细节的情况下实施。另外，本专利技术的范围不应受限于下文结合附图所述实施方案或实施例，而仅由所附权利要求书及其等同变化限定。还应指出，附图用来说明本专利技术实施方案的某些方面，由此应视为仅作示意性说明。特定而言，根据本专利技术的实施方案，附图中所示的元素不必互成比例绘制，附图中各元素的布置选为可清楚理解相应的实施方案，不得理解为必然表示实施中各组件的实际相对位置。此外，本文所描述的各种实施方案和实施例的特征可相互组合，除非另作特别注明。还应理解，在下文中，图中所示或文中所述的功能模块、器件、组件、电路元件或其他实际单元或功能单元之间的任何直接连接或耦接亦可通过间接连接或耦接来实施。此外，还应领会，图中所示的功能模块或单元可在某一实施方案中实施为分立的特征或电路，并可在另一实施方案中作为补充或备选完全或部分实施为共同的特征或电路。举例而言，几个功能模块可作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于离子注入系统的终端系统，其中，所述终端系统包括：/n终端壳体；/n离子源总成，其布置于所述终端壳体内；/n气体箱，其电耦合到所述离子源总成；以及/n氢气发生器，其布置于所述气体箱内，其中，所述氢气发生器配置成产生氢气并与所述离子源总成处于相同的电势。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180122 US 62/620,1441.一种用于离子注入系统的终端系统，其中，所述终端系统包括：
终端壳体；
离子源总成，其布置于所述终端壳体内；
气体箱，其电耦合到所述离子源总成；以及
氢气发生器，其布置于所述气体箱内，其中，所述氢气发生器配置成产生氢气并与所述离子源总成处于相同的电势。


2.根据权利要求1所述的终端系统，其中，所述离子源和所述气体箱通过多个电绝缘体与所述终端壳体电隔离。


3.根据权利要求1所述的终端系统，其进一步包括多个绝缘支座，通过所述多个绝缘支座使所述终端壳体与大地电隔离。


4.根据权利要求1所述的终端系统，其进一步包括终端电源，所述终端电源配置成使所述终端壳体相对于大地电偏置到终端电势。


5.根据权利要求4所述的终端系统，其中，所述终端电势相对于大地约为-300keV。


6.根据权利要求1所述的终端系统，其进一步包括离子源电源，其中，所述离子源电源配置成使离子源相对于所述终端电势电偏置到离子源电势。


7.根据权利要求6所述的终端系统，其中，所述离子源电势相对于所述终端电势升高约60keV。


8.根据权利要求1所述的终端系统，其进一步包括所述导电管使所述气体箱与所述离子源电耦合。


9.根据权利要求8所述的终端系统，其中，所述导电管提供所述氢气发生器与所述离子源之间的流体连通。


10.根据权利要求9所述的终端系统，其中，所述导电管包括不锈钢管。


11.一种离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔·科尔文，哲简·谢，理查德·雷舒特，温迪·科尔比，
申请(专利权)人：艾克塞利斯科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US