一种用于使硅从硅晶片剥落的氢离子植入器使用大的扫描轮(14)，所述扫描轮在其周缘周围承载50+个晶片并且绕着轴线旋转。在一个实施方式中，轮的旋转轴线固定，并且氢离子的带状束(101)在轮的周缘上指向下方。带状束在轮上的晶片的整个径向宽度上方延伸。束是由离子源(16)生成的，离子源提供具有至少100mm主截面直径的提取带状束。离子源可以使用无芯鞍形类型的线圈(112、112a-c)，以便提供约束离子源中的等离子体的均匀场。带状束可以穿过90度弯曲的磁体(17)，所述磁体在带状平面中弯曲所述束。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将离子植入平面工件中的离子植入装置。离子植入装置的具体应用包括诸如硅的晶体半导体材料的薄片的制造。这种硅薄片可用于制造光伏电池。
技术介绍
由于基于可再生源的可再生能量的需求增加，近年来光伏技术的实施已显著展开。尽管如此，形成最优于光伏电池的晶体硅主体的方法仍旧是难题。通常通过切割硅晶锭来获得适于承载光伏电池的晶体硅晶片。这种工艺通常产生比150 厚的硅晶片，由于切口损失耗费高达50%的硅主体并且递送了比有用的光伏器件所需大得多的厚度而浪费了大量的硅。通过在高剂量离子植入之后进行加热使膜剥落来制成较薄的硅薄片。通过这种方法制成的膜可用于形成绝缘体上硅结构，但是对于太阳能电池来说成本过高。而且，在I U m以下的厚度处，膜可以如此薄以至于使得很难进行有效的光俘获。提升离子植入的能量可以增加膜厚度，但是这种改造将使得膜更加昂贵并且对于光伏电池来说经济性差。相应地，需要一种成本效益好的方法来形成对于光伏应用最优的硅主体。已知类型的离子植入工具具有产生含待植入离子的束的离子源。离子束被引导通过离子过滤器中的均勻磁场的区域以便通过不同的每电荷动量(momentum over charge)(mv/e)比来提供束中离子之间的空间隔离。质量选择器狭缝阻挡任何不期望的离子并且允许期望的离子通过，可选地通过静电加速器，到达加工室以便于植入半导体衬底或晶片中。为了提高生产力，可以通过将成批晶片安装到被安装以绕着轴线旋转的加工轮的周围来同时加工成批的晶片，以使轮上的晶片一个接一个地通过离子束。加工轮轴线同时朝向和远离束平移以便通过离子束提供晶片的两维机械扫描，从而确保晶片的所有部分被植入，虽然离子束在撞击晶片时可具有比晶片面积小的横截面积。一种已知的分批植入器是上述普通类型的变型例，其具有大加工轮和径向扫描离子束，所述大加工轮具有固定的垂直轴线。另外已知类型的植入工具产生离子的所谓带状束，具有足以延伸恰好横穿单个晶片的主尺寸。这种类型的带状束布置要求仅以横向于带状束平面的一个尺寸对晶片进行机械式扫描。这通常是通过承载单个晶片的平移扫描夹持器来实现的，使得连续地一次植入一个晶片。磁性的质量选择离子过滤器用于横向于带状束的平面弯曲带状束，使得能够通过平行于带状束平面延伸的相对窄的狭缝来选择来自带状束的期望离子。可选择地，如果离子束在带状平面中弯曲，则使得带状集中到沿X方向(带状平面)的焦点，在再次被扩展之前穿过窄的质量选择狭缝并且校准到带状束。
技术实现思路
本专利技术的一个方案提供了用于离子植入装置的离子源组件，包括真空室；在所述真空室中的弧室，所述弧室具有线性尺寸以及包括沿着所述线性尺寸延伸的前壁的壁；气体源，其包含离子源中待离子化的品种以便提供植入所需的离子；在弧室中的至少一个电极，当被电偏置时，所述电极适于提供用于对所述品种进行离子化的电子源；在所述前壁中与所述线性尺寸对齐的离子提取狭缝，其中所述提取狭缝的长度至少为IOOmm ;以及磁场装置，其提供沿着弧室的所述线性尺寸的磁场以限制电子在所述室内沿着所述场盘旋，所述磁场具有磁通密度，所述磁通密度在所述提取狭缝的长度上沿着所述线性尺寸具有小 于5%的非均匀度。在一个实施方式中，所述磁通密度在所述提取狭缝的长度上具有小于1%的非均匀度。在另一个实施方式中，在提取狭缝的长度上的所述磁场的所述磁通密度等于或小于500高斯。然后，该磁通密度可以在200高斯和300高斯之间。在又一个实施方式中，所述磁场装置包括无芯电磁鞍形线圈。所述鞍形线圈可以安装到所述真空室的外部。在又一个实施方式中，真空室包括由非铁磁性金属制成的第一管状部分以及第二管状部分，所述第二管状部分与所述金属第一管状部分电绝缘并且与所述金属第一管状部分首尾相接，并且所述弧室安装到所述第二管状部分的远离所述金属第一管状部分的端上，从而位于所述金属的第一管状部分内并且与所述金属第一管状部分电绝缘，所述电磁鞍形线圈安装到所述金属第一管状部分周围。所述气体源可以提供用于制成用于植入的H+离子的氢气源。在又一个实施方式中，两个所述电极沿着所述线性尺寸朝向彼此定位，在它们之间提供在所述离子提取狭缝的整个长度上延伸的等离子体空间。本专利技术的另一方案提供了在离子源的弧室中产生离子以便于通过具有至少IOOmm的狭缝长度的提取狭缝提取为带状束的方法，包括如下步骤将含有待离子化品种的气体导入弧室中，以便提供植入所需的离子；在弧室中偏置电极以便提供电子源，从而在弧室中生成含有所需的所述离子的等离子体；以及在弧室中施加磁场，所述磁场与提取狭缝对准以将生成的所述等离子体限制到弧室中在所述狭缝的长度上的前方并且在所述狭缝的长度上延伸的区域，其中所述磁场具有磁通密度，所述磁通密度在狭缝的长度上方具有小于5%的非均匀度。通过确保弧室中的限制磁场的磁通密度在提取狭缝的长度上方均匀，能够产生延伸狭缝的长度的均匀等离子体，使得能够用在带的较大截面尺寸上方的均匀密度来提取带状束。附图说明下面将参照附图描述本专利技术的实施例，其中图I为实施本专利技术的离子植入器的正视图和局部剖视图。图2为图I的离子植入器的植入轮的平面图。图3为植入轮的轮毂的局部截面放大立体图。图4为植入轮的轮缘以及安装到其上的衬底夹持器的正视图和剖视图。图5为沿着图4中的线Y-Y沿截面截取的轮缘的部分的放大立体图。 图6a为在轮缘中用于安装衬底夹持器的安装块的安装面的平面图。图6b为沿着图6a的线B_B截取的安装块的剖视图。图7为植入器的离子源的立体图。图8为图7的离子源的示意性剖视图。图9为在源的提取狭缝的平面中磁场强度相对于距离子源的弧室的中心线的距离的绘制图。图10为在离子植入器中用于弯曲带状束的磁体结构的示意图。图11、图12和图13为示出在离子植入器的弯曲磁体内均匀磁场区域的边缘的效果的示意图。图14为共轭图像距离相对于用于典型弯曲磁体的源/目标距离的图形表示。图15为离子植入器的磁体结构的立体图。图16为图15的磁体结构的另一视图，但是为了清晰起见移除了一组磁极。具体实施例方式图I为作为本专利技术的实施方式的植入装置的示意性图示。离子植入在真空环境中进行，并且实施方式的主要工作特征包含在真空室内。在图I中所示的实施方式中，真空室以三个相互连接的部分显示。第一部分为加工室10，当沿着箭头11的方向从图I的上方看时，加工室10具有圆形轮廓。加工室10包括部分球形下壁分部12和相对的部分球形上壁分部13，形成了在盘的中心处被加厚的盘形真空壳体。该加工室10含有在盘形室10的平面中延伸的加工轮14，以便绕着与盘的中心大致对准的垂直轴线旋转。在加工室10中围绕轮14的周围承载用于处理的衬底，下面将进行更加详细的描述和阐释。真空室的第二部分包含在高压壳体15中并且由离子源结构16和质量选择磁体结构17构成。期望用于植入的离子(在一个实施方式中为H+离子)束在离子源结构16中产生并且被引导到磁体结构17中。磁体结构17用于弯曲离子束，允许从朝向加工室10引导的后续束中过滤束中的不期望离子。后面将对离子源结构16和质量选择结构17进行更加详细地描述。真空室的第三部分由加速器管18构成，加速器管18将高压壳体15内的真空室的高压部分和加工室10相互连接。加速器管18包括电绝缘元件以允许离子源结本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：G里丁，TH斯米克，K珀泽，JD吉莱斯皮，H格拉维什，
申请(专利权)人：特温克里克技术公司，
类型：发明
国别省市：
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