具有电子生成与聚焦沟的阴极、离子源及其方法技术

揭示一种用于离子注入器系统的离子源的具有电子生成与聚焦沟的阴极、离子源及其方法。在一个实施例中，所述阴极包括工作表面，所述工作表面中定位有多个电子生成与聚焦沟。所述离子源的反射极可以类似方式构造。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本揭示案大体上涉及离子注入，尤其涉及一种用于离子注入器的离子源 的。
技术介绍
阴极(cathod)以及反射极(repeller)定位于离子注入器(ion implanter )的离子源(ion source )内,藉由将电子注入至源气体(source gas )而产生离子等离子体(ion plasma)。反射极具有与阴极相同的 电势但不经受加热，反射极的用途是藉由将电子反射回等离子而防止电 子逃逸出等离子。阴极以及反射极两者在安装后皆向源气体提供实质上 平坦的工作表面。然而，随着离子源的使用，阴极以及反射极之工作表 面净皮磨损成凹形表面(concave surface),其中阴极工作表面尤为严 重。凹形表面会增加离子源之输出，尤其是在阴极接近其使用寿命 (useful life)的极限时。特定而言，阴极之凹形表面将热离子电子聚 焦于等离子的中央区域中，此举会增加输出。不幸的是，由于阴极达到 了其使用寿命的极限，所以所增加的输出的持续时间有限。一种利用所增加的输出的方法是建置具有凹形表面的阴极。然而， 出于若干原因，这种方法并不奏效。首先，凹形表面阴极可能会由于中 央区域较薄而缩短阴极的使用寿命。通常会在阴极中央处出现断裂。此 外，凹形表面阴极可能会要求能呈现较高热质量(thermal mass)的结 构，而所述结构例如在阴极表面的边缘较厚的情况下难以加热及控制
技术实现思路
揭示一种具有用于离子注入器系统的离子源的电子生成与聚焦沟的 阴极、离子源及其方法。在一个实施例中，阴极包括工作表面，所述工 作表面中定位有多个电子生成与聚焦沟。离子源的反射极可用类似方式 构造。本揭示案的第 一 态样提供 一 种用于离子注入器的离子源的阴极，所述阴才及包括工作表面，所述工作表面中定位有多个电子生成与聚焦沟。 本揭示案的第二态样提供一种用于离子注入器的离子源，所述离子源包括源气体入口；包括工作表面的阴极，所述工作表面中定位有多个电子生成与聚焦沟；以及离子等离子体出口。本揭示案的第三态样提供一种产生离子等离子体的方法，所述方法包括提供源气体；将偏压施加至邻近于源气体的阴极上，以便产生离子等离子体，所述阴极包括工作表面，所述工作表面中定位有多个电子生成与聚焦沟。本揭示案的说明的态样是设计为解决此处描述的问题及/或其它未 讨论的问题。附图说明通过结合本揭示案的各种实施例的附图，对本揭示案的各种态样进行详 细描述，以^更更加容易理解本揭示案的特征和其他特征，其中 图1显示显示根据本揭示案的离子注入器系统的示意图。 图2显示根据本揭示案的离子源的横截面侧视图。 图3显示图2的离子源在移除离子等离子体出口盖后的俯视图。 图4显示根据本揭示案的阴极的等角图。 图5显示图4的阴极的部分横截面图。 图6显示图4至图5的替代实施例的俯视图。 图7显示图4至图6的替代实施例的部分横截面图。6注意，本揭示案的附图并未按照比例。附图仅仅想描绘本揭示案的典型 态样，因此不应被认为限制本揭示案的范畴。在附图中，附图之间相同的标 号表示相同的元件。具体实施例方式揭示用于离子源的阴极、离子源及其方法。首先，图l显示根据本揭示案的i兌明性离子注入器系统(ion implanter system) 100。注入 器系统100包括离子束产生器(ion beam generator) 102,其用于产 生离子束(ion beam)104并将所产生的离子束传输至注入腔室(implant chamber ) 108中的目标(target ) 106。离子束产生器102可以是当前 已知或以后将研发的任何离子束产生器，诸如，可自Varian Semiconductor Equipment Associates (瓦利安半导体i殳备公司)购4寻 的离子束产生器。目标106通常包括安放于压板(platen) 114上的一 个或多个半导体晶圆。可由压板驱动总成(platen drive assembly) 116以及目标垂直扫描系统位置控制器(target vertical scan system position controller ) 118来控制压板114的特征并因此控制目标106 的特征，其中压板驱动总成116旋转目标106 (即晶圆)，而目标垂直 扫描系统位置控制器118控制目标106的垂直位置。驱动总成116以及 位置控制器118皆回应系统控制器120而操作。除了上述组件以外，离子束产生器102可包括气流140;离子源 142,包括源磁铁(source magnet ) 144以及源偏压控制器(source bias voltage controller) 146; 抑制电极(suppression electrode) 148、 提取电极(extraction electrode ) 150、以及用于电才及148、 150的一 个或多个操纵器马达(manipulator motor ) 152;分析器磁铁(analyzer magnet) 154;力口速器聚焦电极(accelerator focus electrode) 156; 力口速器抑制电极(accelerator suppression electrode) 158; 质量狭缝(mass slit )160;扫描前抑制电极(pre-scan suppress ion electrode ) 162; 7JC平才3^苗寺反(horizontal scan plate) 164;扫4苗后^卩制电极 (post-scan suppress ion electrode )166; 氮气(N2)泄气孑L ( bleed ) 168; 校正器磁铁(corrector magnet) 170; 限制孑L径(limiting aperture) 172; 以及剖面仪系统(profiler system) 112。 由系统控 制器120监视上述组件中的每一个，且所述每一个回应系统控制器120 而才喿作。由于已知离子注入器系统100的操作，所以本文中不再进一步 描述细节。同到离子源142，根据本揭示案的一个实施例，如图2至图3所示， 离子源142包括源气体入口 (source gas inlet) 200,其例如耦才妄 到气流140 (图1);以及盖2(H中的离子等离子体出口 ( ion plasma outlet) 202 (仅图2显示)。图2显示横截面侧视图，且图3显示移 除离子等离子体出口盖后的俯视图。离子源142亦包括阴极210以及反 射极212，用于将偏压施加至进入离子源142的气体，从而产生经由离 子等离子体出口 202离开的离子等离子体(未显示)。如图4以及图5中最佳显示，阴极210包括工作表面214，工作表 面214中定位有多个电子生成与聚焦沟(electron production and focusing groove) 216。在图4至图5中，电子生成与聚焦沟216构成 实质上同心的沟。托架(mount) 215耦接到工作表面214的背側，以用 于耦接至离子源142 (图2)的夹具(clamp) 217 (图2)。图5显示阴 极210的部分横截面图。多个电子生成与聚焦沟216中的每本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于离子注入器的离子源的阴极，所述阴极包括：　工作表面，其中定位有多个电子生成与聚焦沟。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：奈尔J巴森，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]