用于高电流离子注入设备的离子源制造技术

技术编号:34727018 阅读:13 留言:0更新日期:2022-08-31 18:14
本实用新型专利技术提供一种用于高电流离子注入设备的离子源,包括基座、进气系统、电源系统和气体反应腔,所述气体反应腔包括反应弧室、内衬、反射板和离子出口板,且所述内衬的底板上具有呈M

【技术实现步骤摘要】
用于高电流离子注入设备的离子源


[0001]本技术涉及离子注入设备领域,特别是涉及一种用于高电流离子注入设备的离子源。

技术介绍

[0002]离子注入一般被分为高电流离子注入、中电流离子注入及高能量离子注入三种类型。一般的离子注入设备包括:用以产生离子束的离子源、束线组件、具有用于引导和/或过滤离子束内的离子的质量分析装置以及目标腔室。
[0003]离子源是使中性原子或分子电离,并从中引出离子束流的装置,是离子注入设备中不可缺少的部件。而反应腔室则是离子源中必不可少的组件,其用于给等离子体提供生成空间。
[0004]目前,常用的高电流离子注入设备,由于其内衬底板的底板开口多设置在底板两侧,因而使得产生离子源的气体的浓度在反应腔体中分布不合理,从而造成晶圆表面注入的离子分布不均匀,即晶圆一部分区域注入离子剂量多,另一部分区域注入离子剂量少,从而影响晶圆的质量,使得制造出的器件的良品率较低。
[0005]因此,如何改进离子源设备,使得在离子源反应腔体中的气体的浓度分布均匀合理,从而使得注入晶圆表面的离子束剂量分布均匀,进而提高晶圆的质量是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点,本技术的目的在于提供一种用于高电流离子注入设备的离子源,用于解决现有技术中使用离子源注入晶圆时,晶圆表面离子注入剂量分布不均匀的问题。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的,本技术提供一种用于高电流离子注入设备的离子源,所述离子源包括:
[0008]基座;<br/>[0009]进气系统,所述进气系统包含供气管,用于输入反应气体;
[0010]电源系统,所述电源系统包含灯丝和阴极;
[0011]气体反应腔,所述气体反应腔包含反应弧室、内衬、反射板、离子出口第一顶板及离子出口第二顶板;其中,所述反应弧室的底板上设置有供气孔,且所述供气孔与所述供气管相连接,所述反应弧室与所述离子出口第一顶板对应设置构成外腔;所述内衬位于所述外腔内部,并与所述离子出口第二顶板对应设置构成内腔,且所述内衬的底板中设置有呈M
×
N阵列分布的贯通孔,M>2,N>2,以通过所述贯通孔将自所述供气孔导入的所述反应气体引入所述内腔均匀分布;所述阴极及所述反射板对应设置于所述内腔中,以产生热电子使所述反应气体离子化。
[0012]可选地,M
×
N个所述贯通孔具有相同形貌,且均匀分布于所述内衬的底板上。
[0013]可选地,所述内衬的底板上的所述贯通孔呈3
×
7阵列分布。
[0014]可选地,所述贯通孔的总面积为14.13mm2。
[0015]可选地,所述贯通孔的形貌包括台阶锥面孔或圆孔。
[0016]可选地,所述内衬的底板为钨板。
[0017]可选地,所述内衬与所述反应弧室之间具有固定距离,所述内衬与所述反应弧室为可拆卸连接。
[0018]可选地,所述反应弧室和所述内衬上设有容置孔,用于放置所述电源系统。
[0019]可选地,所述反射板与所述阴极相向设置。
[0020]可选地,所述离子出口第一顶板中的第一离子出口孔、所述离子出口第二顶板中的第二离子出口孔及具有M
×
N阵列分布的所述贯通孔的所述底板的对称中心位于同一轴线上。
[0021]如上所述,本技术的用于高电流离子注入设备的离子源,通过对用于高电流离子注入设备的离子源的所述气体反应腔中的所述内衬的底板进行结构上的改进,使所述内衬的底板上具有呈M
×
N,M>2,N>2阵列分布的所述贯通孔,可将反应气体在所述内腔中均匀分布,使得气体离子化产生的离子浓度也比较均匀,从而使得从所述离子出口第一顶板和所述离子出口第二顶板逸出的注入晶圆表面的离子束剂量分布均匀,进而提高晶圆的质量;进一步的,在将所述贯通孔的总面积设计为与现有结构相同时,可在不改变进入所述内衬的气体总量的前提下使得离子源反应腔体中的气体的浓度分布均匀合理,从而通过对设备部件的简单改造即可实现晶圆表面离子注入剂量的均匀分布;进一步的,独立设置的所述内衬还可在一定程度上保护所述反应弧室的各组件,从而提高离子源的使用寿命。
附图说明
[0022]图1为现有技术中的用于高电流离子注入设备的离子源中的内衬的底板的结构示意图。
[0023]图2为本技术的用于高电流离子注入设备的离子源中的内衬的底板的结构示意图。
[0024]图3为本技术实施例提供的一种用于高电流离子注入设备的离子源的结构示意图。
[0025]元件标号说明
[0026]10
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基座
[0027]20
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供气系统
[0028]201
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供气管
[0029]202
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供气孔
[0030]30
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电源系统
[0031]301
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灯丝
[0032]302
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阴极
[0033]40
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气体反应腔
[0034]401
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反应弧室
[0035]4011
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底板
[0036]4012
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第一侧壁
[0037]4013
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第二侧壁
[0038]4014
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第三侧壁
[0039]4015
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第四侧壁
[0040]402
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内衬
[0041]4021
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第一侧板
[0042]4022
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第二侧板
[0043]4023
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底板
[0044]4024
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第三侧板
[0045]4025
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第四侧板
[0046]4031
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高电流离子注入设备的离子源,其特征在于,所述离子源包括:基座;进气系统,所述进气系统包含供气管,用于输入反应气体;电源系统,所述电源系统包含灯丝和阴极;气体反应腔,所述气体反应腔包含反应弧室、内衬、反射板、离子出口第一顶板及离子出口第二顶板;其中,所述反应弧室的底板上设置有供气孔,且所述供气孔与所述供气管相连接,所述反应弧室与所述离子出口第一顶板对应设置构成外腔;所述内衬位于所述外腔内部,并与所述离子出口第二顶板对应设置构成内腔,且所述内衬的底板中设置有呈M
×
N阵列分布的贯通孔,M>2,N>2,以通过所述贯通孔将自所述供气孔导入的所述反应气体引入所述内腔均匀分布;所述阴极及所述反射板对应设置于所述内腔中,以产生热电子使所述反应气体离子化。2.根据权利要求1所述的用于高电流离子注入设备的离子源,其特征在于:M
×
N个所述贯通孔具有相同形貌,且均匀分布于所述内衬的底板上。3.根据权利要求2所述的用于高电流离子注入设备的离子源,其特征在于:所述内衬的底板上的所述贯通孔呈3
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【专利技术属性】
技术研发人员:汪东
申请(专利权)人:广州粤芯半导体技术有限公司
类型:新型
国别省市:

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