电荷载流子生成源制造技术

提供了一种载流子生成源，其包括：载流子生成区域，配置为提供载流子；和栅网电极，该栅网电极包括导电载体，该载体具有第一侧和与第一侧相对的第二侧，第一侧直接邻接至载流子生成区域，载体具有从第一侧穿过载体延伸到第二侧的多个通孔，通孔每一者在第一侧上具有第一开口表面，并且通孔每一者在第二侧上具有第二开口表面，第一开口表面大于第二开口表面。第一开口表面大于第二开口表面。第一开口表面大于第二开口表面。

【技术实现步骤摘要】
电荷载流子生成源


[0001]本专利技术涉及电荷载流子生成源。

技术介绍

[0002]在工业中，例如，当部件的表面不平坦并且表面偏离目标形状(即，偏离目标表面)时，例如，具有太多或太少的材料时，使用工艺来处理涂覆的半导体的表面或其他部件的表面。
[0003]各种表面处理基于例如定向电荷载流子束。电荷载流子束由电荷载流子组成，例如离子束或电子束。
[0004]图1示意性地示出了常规电荷载流子束源10的一部分。通过从载流子生成区域20(例如等离子体)提取电荷载流子(例如离子或电子)而在电荷载流子束源10中生成电荷载流子束12。在离开载流子生成区域20之后，电荷载流子在腔室中沿电荷载流子出口方向定向地并以束的形状(弯曲的或直的)移动。
[0005]电荷载流子束源10具有第一电极16和第二电极14，用于提取电荷载流子，以便在预定方向上从载流子生成区域20提取、加速以及任选地偏转电荷载流子。电极14、16至少在一些区域中具有导电材料，例如石墨。可以向电极14、16施加电势Vt，使得可以提取以及加速电荷载流子，或者可以阻挡电荷载流子(子)束。当电势被施加到各个电极时，电荷载流子可以作为电荷载流子(子)束穿过电极的通孔。通常，在一层接一层布置的层中提供至少两个电极。电极被称为等离子体、屏或束电极16、加速或加速度电极14。任选的第三电极根据其功能被指定为栅网电极3或接地电极(未示出)。
[0006]第二电极14被布置在离第一电极16的距离l
g
处。电极14、16每一者具有至少一个通孔，待提取的电荷载流子穿过该通孔。电极14、16的通孔彼此对应。电极14、16大多为平面部件，其横向尺寸比它们的厚度大很多倍。如图1所示，最靠近载流子生成区域20的第一电极16具有厚度t
s
，并且至少一个通孔具有直径d
s
。通孔在电极14、16的整个厚度上沿厚度方向延伸，并允许电荷载流子穿过电极14、16。电极14、16可以具有带有多个电荷载流子可透过的通孔的栅网形状——因此电极也称为栅网电极。
[0007]在相关技术中，第一电极16中的至少一个通孔在第一电极16的整个厚度t
s
上具有基本均匀的圆柱形状。换句话说，在相关技术中，第一电极16中的通孔在垂直于电荷载流子出口方向的所有厚度平面中具有相同的面积。
[0008]在与第一电极16接触时，由于电荷载流子迁移率，等离子体形成具有限定厚度的等离子体边界层。等离子体边界层厚度取决于能量(电子温度)和电荷载流子密度(蔡尔德
‑
朗缪尔方程)。从也在栅网孔后面继续的等离子体边界层，电荷载流子开始通过栅网孔。根据等离子体密度，单位面积上一定数量的电荷载流子起动通过通孔的电荷载流子电流，并且与通孔的面积近似成比例。类似地，电荷载流子电流与提取场强成比例。
[0009]在载流子生成区域20处，通过磨损，例如通过电荷载流子在等离子体边界18处撞击第一电极16(以下称为等离子体电极16)的表面或者通过氧气，从等离子体电极16的表面
去除材料。随着时间的推移，磨损减小了等离子体电极16的厚度t
s
或等离子体电极16的通孔的直径d
s
，这可以导致等离子体电极16的等离子体边界18处的场强改变。这可以导致电荷载流子(子)束12的载流子电流增加，降低电荷载流子(子)束的稳定性，并且需要调节载流子电流密度以保持均匀的载流子电流。
[0010]换句话说，在具有圆柱形通孔的常规第一电极16中，第一电极的磨损导致等离子体边界层18与第二电极14之间的距离l
e
减小。由于电极14、16之间的电势差恒定，这导致电场矢量(电压/距离)增加。因此，磨损导致电荷载流子提取电流的增加。

技术实现思路

[0011]在各种实施例中，提供了一种电荷载流子生成源，其减轻或者甚至完全避免了上述缺点中的至少一些缺点。
[0012]在一个方面，提供了一种载流子生成源，其包括：载流子生成区域，该载流子生成区域配置为提供载流子；和栅网电极，该栅网电极包括导电载体，该载体具有第一侧和与第一侧相对的第二侧，第一侧直接邻接至载流子生成区域，载体具有从第一侧穿过载体延伸到第二侧的多个通孔，通孔每一者在第一侧上具有第一开口表面，并且通孔每一者在第二侧上具有第二开口表面，第一开口表面大于第二开口表面。
[0013]通孔可以以这样的方式配置，即，使用穿过载体的通孔的横截面面积来调整栅网电极的磨损。因此，通孔可以以这样的方式配置，即，磨损相关的、时间相关的第一开口表面通过磨损而减小成，基本上补偿了所产生的载流子提取电流中与场强相关的增加。
[0014]至少一个通孔在垂直于电荷载流子出口方向的平面中可以具有任何形状。例如，形状可以为圆形、卵形、椭圆形、三角形、多边形或不规则形，并且对于不同的通孔可以是不同的。例如，通孔的形状在其从栅网电极的第一侧到第二侧的范围内发生非显著变化。然而，随着其穿过载体从第一侧延伸到第二侧，横截面面积可以减小。在本文中，“非显著”意味着，例如，虽然可以保持通孔的椭圆形状，但是长轴和短轴的长度比可以在电荷载流子束出口方向上的通孔范围内变化。
[0015]由于等离子体界面处的磨损而导致的电荷载流子生成器件的栅网电极厚度的减小可以通过例如栅网电极中的圆锥形通孔来补偿。结果，来自电荷载流子生成器件的电荷载流子电流可以保持恒定或基本恒定。除了圆柱形通孔之外，还可以以简单的方式形成圆锥形通孔。任何磨损补偿都可以通过相应(复杂)形状的通孔来实现。通过调整通孔的角度(锥度)和直径，可以考虑例如补偿第一电极(等离子电极)的不均匀磨损。
[0016]电荷载流子生成源可以具有几个电极。电极具有彼此对应的通孔。不同电极中的“对应的通孔”在本申请的意义上被理解为是指布置在垂直于电荷载流子出口方向的不同位置上的通孔，并且当对应的电势施加到各个电极上时，这些通孔适于允许电荷载流子作为电荷载流子束或电荷载流子子束穿过不同电极的对应的通孔。其他电极在电荷载流子出现的方向上布置在栅网电极(也称为第一电极)的后面。
[0017]电荷载流子生成源可以至少具有第一电极和第二电极，在器件操作期间将不同的电势施加到这些电极。例如，封闭并屏蔽载流子生成区域的第一电极(等离子体电极或栅极电极)可以具有施加到其上的对应于电荷载流子电荷的高电势。作为示例，如果通过电荷载流子生成源从载流子生成区域提取的电荷载流子为带正电的离子，则栅网电极的电势为正
电势，而负离子或电子作为电荷载流子的栅网电极的电势为负电势。
[0018]第二电极可以用于在电荷载流子出口方向上加速来自载流子生成区域的电荷载流子(加速电极)。在操作期间，第二电极可以经受与相对于第一电极的电荷载流子的电荷相反的电势。这可以导致第一电极与第二电极之间的大的电势差。
附图说明
[0019]本专利技术的实施例的示例在附图中示出，并在下面更详细地解释。
[0020]示出的是
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电荷载流子生成源(100)，包括载流子生成区域(120)，配置为提供电荷载流子；和栅网电极(106)，所述栅网电极(106)包括导电载体，所述载体具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，所述第一侧直接邻接至所述载流子生成区域(120)，其中所述载体具有从所述第一侧穿过所述载体延伸到所述第二侧的多个通孔(116)，其中所述通孔(116)每一者在所述第一侧上具有第一开口表面，并且所述通孔(116)每一者在所述第二侧上具有第二开口表面，其中所述第一开口表面大于所述第二开口表面。2.根据权利要求1所述的电荷载流子生成源(100)，其中所述通孔(116)配置成使得使用穿过所述载体的所述通孔(116)的横截面面积来调整所述栅网电极(106)的磨损。3.根据权利要求1或2所述的电荷载流子生成源(100)，其中所述通孔(116)具有从所述第一侧到所述第二侧逐渐变窄的形状。4.根据权利要求1至3所述的电荷载流子生成源(100)，其中所述通孔(116)具有锥形形状。5.根据权利要求1至3中任一项所述的电荷载流子生成源(100)，其中所述第一开口表面和/或所述第二开口表面具有圆形形状或基本圆形形状。6.根据权利要求1至5中任一项所述的电荷载流子生成源(100)，还包括：载流子生成器件，配置为在所述载流子生成区域(120)中生成载流子等离子体。7.根据权利要求1至6中任一项所述的电荷载流子生成源(100)，还包括：控制器件，配置为在所述栅网电极(106)处形成电势。8.根据权利要求1至7中任一项所述的电荷载流子生成源(100)，还包括：控制器件，配置为控制载流子从所述载流子生成区域(120)流动通过所述通孔(116)。9.根据权利要求1至8中任一项所述的电荷载流子生成源(100)，其中所述栅网电极(106)为第一栅网电极(106)，并且所述电荷载流子生成源(100)还包括第二栅网电极(104)，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：斯西亚系统有限公司，
类型：发明
国别省市：