本发明专利技术公开了一种随引出电极联动的束流屏蔽装置及离子注入机，装置包括：与引出抑制电极和束流屏蔽组件连接的电极连接轴，电极连接轴通过滚珠丝杆与第二带轮组连接，在驱动电机的驱动下，引出抑制电极沿轴向伸缩；凸轮通过偏转组件与电极连接轴连接，第二伺服电机驱动凸轮带动偏转组件转动，电极连接轴带动引出抑制电极旋转；安装平台中心设有通孔，通孔两侧对称设有导轨组，导轨组与套筒座连接，第一带轮组和第二带轮组均设置在套筒座上，导轨组通过滚珠丝杠和第三带轮组与第一伺服电机连接，第一伺服电机驱动带轮组带动滚珠丝杠运行，导轨组带动套筒座实现引出抑制电极水平移动。本发明专利技术具有结构紧凑、原理简单、实现了束流的约束和屏蔽等优点。的约束和屏蔽等优点。的约束和屏蔽等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种随引出电极联动的束流屏蔽装置及离子注入机
[0001]本专利技术涉及SiC高能离子注入机，属于第三代半导体SiC器件
，具体涉及一种随引出电极联动的束流屏蔽装置及离子注入机。
技术介绍
[0002]SiC作为第三代半导体材料，用于制作新一代高效节能的电力电子器件，广泛应用于国民经济的各个领域。SiC高温高能离子注入机就是把要掺杂元素的离子加速，使获得较大动能的杂质离子直接进入SiC晶片中的晶格，离子注入后退火激活。离子束流的产生首先是由送入离子源弧室的气体电离产生等离子体，然后利用引出电极将带正电荷的离子从弧室中吸引出。当在相对于弧室为低电压的引出电极上加载负高压时，等离子体中的带正电荷的离子束流会被引出电极吸出。当在引出电极与弧室之间加载的高压不变，而引出电极相对于弧室的面向位置平行度改变时，会导致吸出的带正电的离子流在垂直传输方向发生改变，极大地影响离子束流的传输效率。现有技术中，引出电极板与弧室引出板位置对中差，导致束流轰击到抑制板上，造成飞溅污染源腔体。长期积累，会造成吸极打火放电，束流稳定性降低。
技术实现思路
[0003]本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术中存在的引出电极板与弧室引出板的束流通过孔在X方向与Y方向的对中性存在偏差，使得离子束流会轰击引出抑制电极与地电极板、产生束流飞溅、导致腔体内壁被束流污染等问题。进一步地，腔体内壁脏污后容易生成非导电的半绝缘层，导致离子源打火放电，造成引出束流扰动。本专利技术克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑、原理简单、实现束流的约束和屏蔽的随引出电极联动的束流屏蔽装置及离子注入机。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种随引出电极联动的束流屏蔽装置，包括：引出抑制电极、束流屏蔽组件、安装平台、第一带轮组、第二带轮组、第一伺服电机、第三带轮组、第一滚珠丝杠、导轨组、套筒座、电极连接轴、偏转组件、凸轮、第二滚珠丝杠、第二伺服电机；所述第二带轮组通过第二滚珠丝杠与电极连接轴顶部连接，电极连接轴底部连接引出抑制电极，引出抑制电极连接束流屏蔽组件，在驱动电机的驱动下，第二带轮组带动第二滚珠丝杠运行，以实现电极连接轴带动引出抑制电极和束流屏蔽组件沿轴向伸缩；所述第一带轮组分别连接凸轮和第二伺服电机，所述凸轮通过偏转组件与电极连接轴连接，在第二伺服电机的驱动下，凸轮带动偏转组件转动，进而实现电极连接轴带动引出抑制电极和束流屏蔽组件旋转；所述安装平台中心设有通孔，通孔两侧对称设有导轨组，导轨组顶部与套筒座连接，第一带轮组和第二带轮组均设置在套筒座上，导轨组通过第一滚珠丝杠与第三带轮组连接，第三带轮组与第一伺服电机连接，在第一伺服电机的驱动下，第三带轮组带动第一滚珠丝杠运行，进而导轨组带动套筒座水平移动，实现引出抑制电极和束流屏蔽组件水平移动。
[0006]作为本专利技术的进一步改进，所述偏转组件包括轴承和摆杆，所述摆杆中心设有通孔，摆杆嵌套在电极连接轴外周，摆杆侧部设有轴承，所述轴承与凸轮抵接，随着凸轮转动，凸轮与轴承接触的部位不断变化，摆杆带动电极连接轴实现引出抑制电极和束流屏蔽组件旋转。
[0007]作为本专利技术的进一步改进，所述偏转组件还包括弹簧，所述弹簧设置在凸轮侧部，并与摆杆连接，所述凸轮被弹簧和摆杆包围。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述摆杆的偏转角度小于3
°
。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述束流屏蔽组件包括引出地电极和束流屏蔽筒，所述引出抑制电极连接引出地电极，束流屏蔽筒连接引出地电极，所述电极连接轴底部与引出抑制电极顶部连接。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述束流屏蔽筒包括屏蔽外筒、内衬石墨、连接框和连接柱，所述连接框的顶点处设有连接柱，所述连接柱用于连接引出地电极，屏蔽外筒与连接框连接，屏蔽外筒内侧设有内衬石墨。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述屏蔽外筒采用耐高温轻质金属材料或碳纤维材料制备得到。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述电极连接轴上装配有对电极连接轴起导向作用的导套，所述导套端面固定在导套座上。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述第一伺服电机和第二伺服电机均采用直流伺服电机，且第一伺服电机上设有直线电位器，第二伺服电机上设有旋转电位器，直线电位器与旋转电位器进行互锁控制。
[0014]作为一个总的技术构思，本专利技术还提供了一种离子注入机，包括上述的随引出电极联动的束流屏蔽装置。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0016]1、本专利技术的随引出电极联动的束流屏蔽装置，通过驱动电机、第二轮带组和第二滚珠丝杠与电极连接轴的配合，实现了束流屏蔽装置在X轴向上进行伸缩；通过第二轮带组、凸轮、第二伺服电机和偏转组件与电极连接轴的配合，实现了束流屏蔽装置在Y轴向内旋转；通过导轨组、套筒座、第三轮带组、第一滚珠丝杆和第一伺服电机的配合，实现了束流屏蔽组件在Z轴向进行水平移动；通过束流屏蔽装置在X向移动、Y向转动和Z向移动，实现了快速准确调节电极三维方向运动，提高了束流通过孔在X方向与Y方向的对中性，避免出现束流飞溅而导致腔体内壁被束流污染，腔体内壁脏污后容易生成非导电的半绝缘层而导致离子源打火放电，造成引出束流扰动等现象，本专利技术很好地解决了引出电极与弧室电极之间的对中问题，显著提高了离子束流的传输效率。
[0017]2、本专利技术的随引出电极联动的束流屏蔽装置，束流屏蔽筒采用方筒结构，并且与引出地电极连接，实现了与引出电极跟随运动，对束流起到较好的约束和屏蔽作用；进一步地，三个方向的运动驱动源均是直流伺服电机，确保了驱动引出电极的位置精准，精确控制引出电极的直线运动和旋转运动，另外附加直线电位器和旋转电位器互锁控制，调节速度快，能够方便快捷地调整引出电极运动角度，提高了引出电极运动的可控性。
[0018]3、本专利技术的离子注入机，包含上述的束流屏蔽装置，因而同样具有上述优点。
附图说明
[0019]图1为本专利技术随引出电极联动的束流屏蔽装置的结构原理示意图。
[0020]图2为本专利技术随引出电极联动的束流屏蔽装置另一视角的结构原理示意图。
[0021]图3为本专利技术随引出电极联动的束流屏蔽装置的局部结构原理示意图。
[0022]图4为本专利技术中束流屏蔽筒的结构原理示意图。
[0023]图5为本专利技术中偏转组件的结构原理示意图。
[0024]图6为本专利技术随引出电极联动的束流屏蔽装置的工作状态图。
[0025]图例说明：1、引出抑制电极；2、引出地电极；3、束流屏蔽筒；31、屏蔽外筒；32、内衬石墨；33、连接框；34、连接柱；4、安装平台；41、通孔；5、第一带轮组；6、第二带轮组；7、第一伺服电机；8、第三带轮组；9、第一滚珠丝杆；10、导轨组；11、导套座；12、电极连接轴；13、偏转组件；14、凸轮；15、导套；16、弹簧；17、轴承；18、摆杆；19、第二滚珠丝杠；20、第二伺服电机。
具体实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种随引出电极联动的束流屏蔽装置，其特征在于，包括：引出抑制电极(1)、束流屏蔽组件、安装平台(4)、第一带轮组(5)、第二带轮组(6)、第一伺服电机(7)、第三带轮组(8)、第一滚珠丝杠(9)、导轨组(10)、套筒座(11)、电极连接轴(12)、偏转组件(13)、凸轮(14)、第二滚珠丝杠(19)、第二伺服电机(20)；所述第二带轮组(6)通过第二滚珠丝杠(19)与电极连接轴(12)顶部连接，电极连接轴(12)底部连接引出抑制电极(1)，引出抑制电极(1)连接束流屏蔽组件，在驱动电机的驱动下，第二带轮组(6)带动第二滚珠丝杠(19)运行，以实现电极连接轴(12)带动引出抑制电极(1)和束流屏蔽组件沿轴向伸缩；所述第一带轮组(5)分别连接凸轮(14)和第二伺服电机(20)，所述凸轮(14)通过偏转组件(13)与电极连接轴(12)连接，在第二伺服电机(20)的驱动下，凸轮(14)带动偏转组件(13)转动，进而实现电极连接轴(12)带动引出抑制电极(1)和束流屏蔽组件旋转；所述安装平台(4)中心设有通孔(41)，通孔(41)两侧对称设有导轨组(10)，导轨组(10)顶部与套筒座(11)连接，第一带轮组(5)和第二带轮组(6)均设置在套筒座(11)上，导轨组(10)通过第一滚珠丝杠(9)与第三带轮组(8)连接，第三带轮组(8)与第一伺服电机(7)连接，在第一伺服电机(7)的驱动下，第三带轮组(8)带动第一滚珠丝杠(9)运行，进而导轨组(10)带动套筒座(11)水平移动，实现引出抑制电极(1)和束流屏蔽组件水平移动。2.根据权利要求1所述的随引出电极联动的束流屏蔽装置，其特征在于，所述偏转组件(13)包括轴承(17)和摆杆(18)，所述摆杆(18)中心设有通孔，摆杆(18)嵌套在电极连接轴(12)外周，摆杆(18)侧部设有轴承(17)，所述轴承(17)与凸轮(14)抵接，随着凸轮(14)转动，凸轮(14)与轴承(17)接触的部位不断变化，摆杆(18)带动电极...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁卫华，彭立波，秦龙，李进，罗才旺，舒俊斯，
申请(专利权)人：北京烁科中科信电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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