用于离子注入机的固态源供给装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于离子注入机的固态源供给装置，包括第一底座

【技术实现步骤摘要】
用于离子注入机的固态源供给装置


[0001]本专利技术是关于离子注入设备
，特别是关于一种用于离子注入机的固态源供给装置
。

技术介绍

[0002]氮化稼
(GaN)
等第三代半导体材料，相比较传统半导体材料硅
(Si)
，其禁带更宽
(3.45eV)、
击穿场强更高
(3.3MV
·
cm
‑
1)、
电子饱和漂移速率更大
(2.7xl07cm
·
s
‑
1)
，由此其
Baliga
优值在低频和高频应用上分别是
Si
的
1450
倍和
180
倍
。
因此，基于
GaN
材料的电力电子器件可以满足高频率
、
大功率
、
高能效的要求，在手机充电器
、
太阳能电池
、
汽车充电桩
、
逆变器
、5G
基站功率放大器等领域有巨大的应用潜力
。
[0003]离子注入工艺是半导体器件加工的一项关键技术，通过离子注入机将离子源气化并注入晶格中，完成对材料的掺杂
。
然而，在通过不同元素
、
高温度的离子注入来实现对材料的掺杂，降低注入造成的晶格损伤，提高激活率上存在巨大挑战
。
[0004]现有技术中的注入机，其内用于气化固态源的源腔无法加热到高温度，对于部分材料，如
Mg
来说，原设备的条件无法满足工艺需求
。
[0005]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种用于离子注入机的固态源供给装置，其能够适用常温
、
高温等各种固态源，具有高温度，及高兼容特点
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的实施例提供了一种用于离子注入机的固态源供给装置，所述装置包括第一底座
、
第二底座和坩埚组件，所述坩埚组件包括坩埚以及对所述坩埚开口密封的坩埚帽，所述坩埚组件轴向的两端分别与所述第一底座和第二底座固定；
[0008]所述装置还包括加热组件，所述加热组件包括加热套壳
、
加热单元，支架以及支撑件，所述加热套壳套设于所述坩埚的外侧并可沿其轴向相对所述坩埚滑动，所述加热单元设置于所述加热套壳与所述坩埚围成的密封空间内，所述支架可拆卸固定于所述第一底座上，所述支撑件自所述加热套壳轴向的一端向外延伸后与所述支架连接，所述支撑件支撑于所述支架和所述加热套壳之间，以限制所述加热套壳与所述坩埚之间的轴向移动
。
[0009]在上述技术方案中，通过设置加热组件可以对坩埚进行温控；通过设置支撑件可以对加热组件进行与坩埚之间的轴向限位；同时加热组件通过轴向滑动方式与坩埚配合安装，对轴向安装精度要求低；且注入机原有结构基本不需要改变，改造成本低
。
[0010]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述加热套壳包括套设于所述坩埚外侧的筒体
、
以及固定于所述筒体轴向两端的第一端板和第二端板；
[0011]所述坩埚组件还包括设置于所述坩埚轴向两端的第一密封环和第二密封环，所述第一密封环和第二密封环分别具有环形的第一密封表面和第二密封表面，所述第一密封表
面和第二密封表面凸伸于所述坩埚的外表面；
[0012]所述第一端板和第二端板分别套设于所述第一密封环和第二密封环的外部，所述第一端板和第二端板分别和所述第一密封表面和第二密封表面之间滑动密封
。
[0013]在上述技术方案中，通过设置可组装的密封环，密封环提供凸伸在坩埚外表面的密封表面，使得加热套壳与坩埚之间在实现密封和支撑的同时，还避免了加热套壳与坩埚外表面的直接接触，防止加热套壳受热变形对坩埚产生影响，同时，离子注入机是一种高压设备
(
最高可达几百千伏
)
，其壳体与外界完全绝缘并作为
0V
使用，坩埚与壳体直接相连，如果加热套壳内加热单元与坩埚接触，会受到设备高压影响，因此两者不能直接接触
。
[0014]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述密封表面在所述坩埚的轴向上具有一定的长度，且该长度大于所述第一端板和第二端板的厚度
。
此设计也可大大降低加热套壳与坩埚在轴向上的精度要求，便于加热套壳与第一底座之间的固定
。
[0015]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述坩埚靠近所述第一底座的一端凸伸有安装轴；所述坩埚组件还包括坩埚底座，所述坩埚底座一端固定于所述第一底座上，另一端套设于所述安装轴上，所述第一密封环套设在所述安装轴上
。
[0016]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述第一底座包括环形安装座以及套设在所述坩埚底座外侧的套筒结构，所述套筒结构可拆卸设置于所述安装座上，所述支架可拆卸固定于所述套筒结构上
。
[0017]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述支架呈
L
形设置，其具有相邻设置的第一外表面和第二外表面，所述第一外表面贴合所述套筒结构设置，所述第二外表面贴合所述支撑件表面设置
。
[0018]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述套筒结构上还连接有轴向设置的限位杆，所述限位杆上开设有定位滑槽
。
所述限位杆以及所述定位滑槽可与注入机的真空腔室壁配合
(
真空腔室壁上设置有定位滑块
)
，以引导整个固态源供给装置进入注入机的真空腔室内，并进行定位，防止其旋转
。
[0019]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述第二密封环套设在所述坩埚帽上
。
[0020]在上述技术方案中，第一密封环和第二密封环的可拆卸设置，可以不改变坩埚原本的结构，极大降低了改造成本
。
[0021]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述坩埚的材质为金属无氧铜，所述第一密封环和所述第二密封环均为隔热陶瓷
。
[0022]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述加热单元为电加热丝，所述电加热丝均匀环设于所述加热套壳内，且环绕所述坩埚设置，所述电加热丝与所述坩埚之间形成有间隙
。
[0023]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述加热套壳内设置有环形分隔板，所述环形分隔板在所述加热套壳内划分出嵌套设置的第一空腔和第二空腔，所述坩埚及所述加热单元设置于所述第一空腔内，所述第二空腔内设置有保温隔热层
。
[0024]在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述第二空腔的轴向一端呈开放设置
(...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于离子注入机的固态源供给装置，其特征在于，所述装置包括第一底座
、
第二底座和坩埚组件，所述坩埚组件包括坩埚以及对所述坩埚开口密封的坩埚帽，所述坩埚组件轴向的两端分别与所述第一底座和第二底座固定；所述装置还包括加热组件，所述加热组件包括加热套壳
、
加热单元，支架以及支撑件，所述加热套壳套设于所述坩埚的外侧并可沿其轴向相对所述坩埚滑动，所述加热单元设置于所述加热套壳与所述坩埚围成的密封空间内，所述支架可拆卸固定于所述第一底座上，所述支撑件自所述加热套壳轴向的一端向外延伸后与所述支架连接，所述支撑件支撑于所述支架和所述加热套壳之间，以限制所述加热套壳与所述坩埚之间的轴向移动
。2.
如权利要求1所述的用于离子注入机的固态源供给装置，其特征在于，所述加热套壳包括套设于所述坩埚外侧的筒体
、
以及固定于所述筒体轴向两端的第一端板和第二端板；所述坩埚组件还包括设置于所述坩埚轴向两端的第一密封环和第二密封环，所述第一密封环和第二密封环分别具有环形的第一密封表面和第二密封表面，所述第一密封表面和第二密封表面凸伸于所述坩埚的外表面；所述第一端板和第二端板分别套设于所述第一密封环和第二密封环的外部，所述第一端板和第二端板分别和所述第一密封表面和第二密封表面之间滑动密封
。3.
如权利要求2所述的用于离子注入机的固态源供给装置，其特征在于，所述坩埚靠近所述第一底座的一端凸伸有安装轴；所述坩埚组件还包括坩埚底座，所述坩埚底座一端固定于所述第一底座上，另一端套设于所述安装轴上，所述第一密封环套设在所述安装轴上
。4.
如权利要求3所述的用于离子注入机的固态源供给装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠涛，张立国，阚翔，姬荣坤，张璇，张宝顺，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：