一种高能量氢离子束产生装置的制作方法

本技术属于半导体离子注入，具体地涉及一种高能量氢离子束产生装置。

背景技术：

1、对于igbt(绝缘栅双极晶体管)芯片，研究表明采用高能氢(h+)注入工艺可显著提高性能，其需要采用高能量氢离子注入机，但目前国内尚无此类设备，严重影响了相关半导体产业的发展。目前其技术关键点在于难以获得所需的高能量氢离子束。

技术实现思路

1、基于现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种高能量氢离子束产生装置，解决目前难以得到高能氢束流的问题，设计实现所需的硬件结构，能够稳定地获得所需的条形带状的高能氢离子束，有助于高质量功率芯片的生产。

2、依据本实用新型的技术方案，本实用新型提供了一种高能量氢离子束产生装置，包括有依次相连接的氢离子源、回旋加速器、法拉第磁环、扫描电磁线圈和准直电磁线圈；氢离子源、回旋加速器、法拉第磁环、扫描电磁线圈和准直电磁线圈均具有腔体并形成相连通的用于氢离子传输的真空环境。

3、进一步地，氢离子源为间接加热式阴极离子源，氢离子源与回旋加速器之间具有引出电极模块。

4、进一步地，在扫描电磁线圈和准直电磁线圈之间还设置有过渡腔体，过渡腔体与扫描电磁线圈和准直电磁线圈的腔体之间密封连接，过渡腔体中形成有用于使离子束发散的磁透镜。

5、进一步地，过渡腔体为扁平状结构。

6、进一步地，过渡腔体的扁平状结构为水平设置。

7、进一步地，氢离子源与回旋加速器的连线方向垂直于回旋加速器、法拉第磁环、扫描电磁线圈和准直电磁线圈的连线方向。

8、进一步地，还包括有加速器附件、电器柜和电源及配套设置。

9、进一步地，准直电磁线圈的腔体的输出端与离子注入机的工艺腔体相连接。

10、与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果如下：

11、本实用新型的高能量氢离子束产生装置采用回旋加速器作为氢离子加速器，实现了使氢离子达到所需的高能量，占地面积相对较小且相关技术较为成熟；回旋加速器输出一列加速后的高能氢束流，其截面为斑点状，进而利用扫描电磁线圈让束斑扫描范围覆盖晶圆，在通过准直电磁线圈后形成长度大于晶圆尺寸的平行条带状高能氢离子束。本方案填补了国内相关设备技术的空白，对于igbt(绝缘栅双极晶体管)芯片，以及frd(快速恢复二极管)芯片等功率芯片的生产制造具有重大意义。

技术特征：

1.一种高能量氢离子束产生装置，其特征在于，包括有依次相连接的氢离子源(1)、回旋加速器(2)、法拉第磁环(3)、扫描电磁线圈(4)和准直电磁线圈(5)；所述氢离子源(1)、所述回旋加速器(2)、所述法拉第磁环(3)、所述扫描电磁线圈(4)和所述准直电磁线圈(5)均具有腔体并形成相连通的用于氢离子传输的真空环境。

2.根据权利要求1所述的高能量氢离子束产生装置，其特征在于，所述氢离子源(1)为间接加热式阴极离子源，所述氢离子源(1)与所述回旋加速器(2)之间具有引出电极模块。

3.根据权利要求1所述的高能量氢离子束产生装置，其特征在于，在所述扫描电磁线圈(4)和所述准直电磁线圈(5)之间还设置有过渡腔体(6)，所述过渡腔体(6)与所述扫描电磁线圈(4)和所述准直电磁线圈(5)的腔体之间密封连接，所述过渡腔体(6)中形成有用于使离子束发散的磁透镜。

4.根据权利要求3所述的高能量氢离子束产生装置，其特征在于，所述过渡腔体(6)为扁平状结构。

5.根据权利要求4所述的高能量氢离子束产生装置，其特征在于，所述过渡腔体(6)的扁平状结构为水平设置。

6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的高能量氢离子束产生装置，其特征在于，所述氢离子源(1)与所述回旋加速器(2)的连线方向垂直于所述回旋加速器(2)、所述法拉第磁环(3)、所述扫描电磁线圈(4)和所述准直电磁线圈(5)的连线方向。

7.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的高能量氢离子束产生装置，其特征在于，还包括有加速器附件(7)、电器柜(8)和电源及配套设置(9)。

8.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的高能量氢离子束产生装置，其特征在于，所述准直电磁线圈(5)的腔体的输出端与离子注入机的工艺腔体(10)相连接。

技术总结本技术涉及一种高能量氢离子束产生装置，属于半导体离子注入技术领域，包括有依次相连接的氢离子源、回旋加速器、法拉第磁环、扫描电磁线圈和准直电磁线圈；氢离子源、回旋加速器、法拉第磁环、扫描电磁线圈和准直电磁线圈均具有腔体并形成相连通的用于氢离子传输的真空环境。本方案采用回旋加速器作为氢离子加速器，实现了使氢离子达到所需的高能量，占地面积相对较小且相关技术较为成熟；填补了国内相关设备技术的空白，对于功率芯片的生产制造具有重大意义。技术研发人员：陈炯,陈维受保护的技术使用者：芯嵛半导体（上海）有限公司技术研发日：20231222技术公布日：2024/7/25