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新闻资讯
2022-12-12
离子注入机简介
根据不同的工艺，对离子注入有不同的要求，比如结深、剂量、均匀性、重复性等等，但是其中最基本的要求是结深和剂量。为了满足这两个要求，人们就设计了各种不同的离子注入机。
我们知道结深与离子的能量有关，为了获得不同的结深可以通过调节注入离子的能量来实现，由此就出现了高能注入机，低能注入机。比如 Axcelis 生产的 GSD/VHE 高能注入机的能量为 P＋ 10-1400KeV，B＋ 10-1600KeV。而 Axcelis 生产的 GSDIII/LED 低能注入机的能量为 0.2KeV-80KeV。所以仅这两种注入机就复盖了从 0.2KeV-1600KeV 全部能量范围。
但仅有结深要求还是不够的，我们还需对掺杂离子的剂量有所要求，一般情况下掺杂离子的剂量与注入机输出的离子束束流有关，为了获得不同的剂量就可通过调整束流来实现，由此就出现了大束流注入机，中束流注入机，比如 Axcelis 生产的 GSD/200E2 大束流注入机，在 30KeV-160KeV 情况下都能提供 20mA 束流(P＋ 和 As＋ )。Axcelis 的 8250HT 中束流注入机,在 3KeV-750KeV 情况下其束流在 0.12mA-3.0mA 可调(P＋ )。
但是注入机按能量与束流的分类并非十分严格，但就一般而言，高能机的束流就小一些，大束流机的能量就低一点。虽然注入机的种类较多，但它们的工作原理还是基本相同的，尽管在结构上各有所异。离子注入机就是一个对所需的杂质分子进行电离，从而产生所 需的离子，通过高压电场和磁场的作用，使离子获得足够的能量，均匀地注入到硅片上的一种专用设备。注入机本体可分为三大部分:离子源（Source)，束线部分(Beamline)，靶室及终端台（Endstation)
离子源 自由电子在电磁场的作用下，获得足够的能量后撞击掺杂气体分子或原子，使之电离成离子，再经吸极吸出，通过聚焦成为离子束，然后进入束线部分。所以离子源就是产生有能量的离子束的地方。
束线部分 当离子进入束线部分后它将经过多道处理，以使我们得到所需要的离子。主要经过磁分析器，聚焦透镜，旗法拉弟，电子浴发生器等。事实上不同注入机的最大区别就在束线部分。我们可以在磁分析器后加上后加、减速电极，使离子能量增加或减少。可以在磁分析器后加上线性加速器使之变成高能注入机。也可以在磁分析器后加上离子水平和垂直扫描装置，实现电子扫描(非机械扫描)。还可以在束线加速未端加上能量分析器，从而筛选出我们所需要的能量的离子。由于机台的不同，实现这些功能的结构或设备也有所不同。
靶室及终端台 从束线部分出来的被加速的离子最终到达靶室的硅片上实现离子注入。 根据不同的机械结构，处于靶室中的硅片有的处于静止状态，有的处于垂直方向往复运动，也有的同时做垂直和旋转运动。另外处于靶室中的硅片为了工艺需要，常常将硅片平面调整到与束流成某一角度的位置。靶室与终端台的另一个作用就是实现硅片的装载与卸载。这是一套复杂的机械系统，为了适应程序化，自动化的需要，各注入机的终端台硅片传送系 统也有很大不同。
以上就是离子注入机的基本结构和工作原理。
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