离子源以及离子注入装置制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了一种离子源以及离子注入装置，所述离子源具有真空室，所述真空室包括：等离子体形成容器；第一阴极，设置在所述等离子体形成容器的一侧面，用于放出电子；第一旁热式阴极，所述第一阴极放出的电子碰撞所述第一旁热式阴极后，进入所述等离子体形成容器；第二阴极，设置在与所述第一阴极相对的所述等离子体形成容器的侧面，用于放出电子；第二旁热式阴极，所述第二阴极放出的电子碰撞所述第二旁热式阴极后，进入所述等离子体形成容器。本发明专利技术的离子源，当所述第一阴极或第二阴极损坏时，只需改变所述第一阴极和第二阴极的通电方式，就可以使所述离子源继续产生等离子体，避免打开真空室进行维护，从而提高产能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种离子源以及离子注入装置。
技术介绍
离子束薄膜沉积和离子束材料改性是材料科学新兴发展起来的一个重要分支，离子束技术的研究和推广已取得了巨大的成就，其标志之一是离子注入半导体掺杂已成为超大规模集成电路微细加工的关键工艺。其中，离子源是产生所需离子的关键部件。图1为现有技术中离子源的示意图，如图1所示，现有技术中的离子源100包括一真空室110，真空室110位于支撑盘120上。真空室110内具有用于产生离子的等离子体形成容器130，通过气体导入管140从真空室110外向等离子体形成容器130导入可电离气体。此外，如图2所示，现有技术中等离子体形成容器130的一侧面中具有用于放出电子的第一阴极131，在第一阴极131的正负极之间接入直流工作电压V1，使电流流过第一阴极131，对第一阴极131进行加热，从第一阴极131放出电子。第一旁热式阴极132设置于第一阴极131旁，并使第一旁热式阴极132连接更正的电位(一般要再接入一直流工作电压V2)，将所述第一阴极131放出的电子拉向第一旁热式阴极132，并碰撞所述第一旁热式阴极132。当所述第一阴极131放出的电子碰撞所述第一旁热式阴极132时，所述第一旁热式阴极132被加热，并从所述第一旁热式阴极132放出更多的电子，进入所述等离子体形成容器130内部。等离子体形成容器130的壁面上具有至少一气体进入口135，气体进入口135连接气体导入管140。以向等离子体形成容器130导入可电离气体，如磷化氢、三氟化硼等。当电子进入所述等离子体形成容器130后，与所述可电离气体碰撞，引起可电离气体的电离，在所述等离子体形成容器130内生成等离子体。最终，所述等离子体从开口部136流出。在与所述第一阴极131相对的所述等离子体形成容器130的侧面设置有一反射电极137，所述反射电极137的电位与第一旁热式阴极132的电位相同，以反射电子，从而提高可电离气体与电子碰撞的效率。但是，在现有技术中，第一阴极131一般为灯丝，在工作过程中，所述灯丝很容易消耗，造成灯丝的接力能力变差，或者断线，则必须停止离子源工作，打开真空室110，以进行维护，从而影响产能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种离子源以及离子注入装置，能够提高离子源的使用时间，从而提高产能效率。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种离子源，所述离子源具有一真空室，所述真空室包括一等离子体形成容器，所述等离子体形成容器包括：两个相对的侧面；第一阴极，设置在所述等离子体形成容器的一侧面中，用于放出电子；第一旁热式阴极，所述第一阴极放出的电子碰撞所述第一旁热式阴极后，进入所述等离子体形成容器；第二阴极，设置在所述等离子体形成容器的另一侧面中，用于放出电子；第二旁热式阴极，所述第二阴极放出的电子碰撞所述第二旁热式阴极后，进入所述等离子体形成容器。进一步的，在所述离子源中，所述第一阴极通电，所述第二阴极不通电；或，所述第二阴极通电，所述第一阴极不通电。进一步的，在所述离子源中，所述离子源还具有一电源连接端，所述电源连接端具有第一阴极接入端、第一阴极接出端、第二阴极接入端以及第二阴极接出端，所述第一阴极接入端和第一阴极接出端分别连接第一阴极的正极和负极，所述第二阴极接入端和第二阴极接出端分别连接第二阴极的正极和负极；当在所述第一阴极接入端和第一阴极接出端施加工作电压时，所述第一阴极通电，当在所述第二阴极接入端和第二阴极接出端施加工作电压时，所述第二阴极通电。进一步的，在所述离子源中，所述电源连接端还具有第一旁热式阴极连接端和第二旁热式阴极连接端，所述第一旁热式阴极连接端和第二旁热式阴极连接端分别连接所述第一旁热式阴极和第二旁热式阴极。进一步的，在所述离子源中，所述电源连接端设置于所述真空室的外部。进一步的，在所述离子源中，所述第一旁热式阴极和第二旁热式阴极的电位相等。进一步的，在所述离子源中，所述第一旁热式阴极和第二旁热式阴极的电压均为300V～600V。进一步的，在所述离子源中，所述等离子体形成容器具有两个相对的壁面，所述壁面与所述侧面垂直设置，所述离子源还包括一气体进入口和一开口部，所述气体进入口设置于所述等离子体形成容器的一壁面中，为所述等离子体形成容器提供可电离气体，所述开口部位于所述等离子体形成容器的另一壁面中。进一步的，在所述离子源中，所述第一旁热式阴极为一端开口的筒状，所述第一阴极设置于所述第一旁热式阴极的内部。进一步的，在所述离子源中，所述第一旁热式阴极间隙置于所述等离子体形成容器的侧面中，所述间隙为3mm～5mm。进一步的，在所述离子源中，所述第二旁热式阴极为一端开口的筒状，所述第二阴极设置于所述第二旁热式阴极的内部。进一步的，在所述离子源中，所述第二旁热式阴极间隙置于所述等离子体形成容器的侧面中，所述间隙为3mm～5mm。根据本专利技术的另一面，本专利技术还提供一种离子注入装置，包括所述的离子源。与现有技术相比，本专利技术提供的离子源以及离子注入装置源具有以下优点：在所述离子源中，具有相对于所述等离子体形成容器对称设置的第一阴极和第二阴极，所述第一阴极和第二阴极旁各自设置有一第一旁热式阴极和一第二旁热式阴极，与现有技术相比，将现有技术中所述反射电极去除，在原来所述反射电极的位置设置所述第二阴极，并在所述第二阴极与所述等离子体形成容器之间设置所述第二旁热式阴极，当所述第一阴极通电时，所述第一阴极发射电子，所述第二阴极不通电，所述第二旁热式阴极可以反射电子，以提高可电离气体与电子碰撞的效率；当所述第一阴极损伤时，不需要停止所述离子源工作，只需将所述第二阴极通电，所述第二阴极发射电子，所述第一阴极不通电，所述第一旁热式阴极可以反射电子，从而可以继续产生等离子体，避免打开真空室进行维护，从而提高产能。附图说明图1为现有技术中离子源的示意图；图2为现有技术中离子源中等离子体形成容器的示意图；图3为本专利技术一实施例中离子源的示意图；图4为本专利技术一实施例中离子源中等离子体形成容器的示意图；图5为本专利技术一实施例中离子源中电源连接端的示意图。具体实施方式下面将结合示意图对本专利技术的离子源以及离子注入装置进行更详细的描述，其中表示了本专利技术的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本专利技术，而仍然实现本专利技术的有利效果。因此，下列描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子源，所述离子源具有一真空室，所述真空室包括一等离子体形成容器，所述等离子体形成容器包括：两个相对的侧面；第一阴极，设置在所述等离子体形成容器的一侧面中，用于放出电子；第一旁热式阴极，所述第一阴极放出的电子碰撞所述第一旁热式阴极后，进入所述等离子体形成容器；第二阴极，设置在所述等离子体形成容器的另一侧面中，用于放出电子；第二旁热式阴极，所述第二阴极放出的电子碰撞所述第二旁热式阴极后，进入所述等离子体形成容器。

【技术特征摘要】
1.一种离子源，所述离子源具有一真空室，所述真空室包括一等离子体形
成容器，所述等离子体形成容器包括：
两个相对的侧面；
第一阴极，设置在所述等离子体形成容器的一侧面中，用于放出电子；
第一旁热式阴极，所述第一阴极放出的电子碰撞所述第一旁热式阴极后，
进入所述等离子体形成容器；
第二阴极，设置在所述等离子体形成容器的另一侧面中，用于放出电子；
第二旁热式阴极，所述第二阴极放出的电子碰撞所述第二旁热式阴极后，
进入所述等离子体形成容器。
2.如权利要求1所述的离子源，其特征在于，所述第一阴极通电，所述第
二阴极不通电；或，所述第二阴极通电，所述第一阴极不通电。
3.如权利要求2所述的离子源，其特征在于，所述离子源还具有一电源连
接端，所述电源连接端具有第一阴极接入端、第一阴极接出端、第二阴极接入
端以及第二阴极接出端，所述第一阴极接入端和第一阴极接出端分别连接第一
阴极的正极和负极，所述第二阴极接入端和第二阴极接出端分别连接第二阴极
的正极和负极；当在所述第一阴极接入端和第一阴极接出端施加工作电压时，
所述第一阴极通电，当在所述第二阴极接入端和第二阴极接出端施加工作电压
时，所述第二阴极通电。
4.如权利要求3所述的离子源，其特征在于，所述电源连接端还具有第一
旁热式阴极连接端和第二旁热式阴极连接端，所述第一旁热式阴极连接端和第
二旁热式阴极连接端分别连接所述第一旁热式阴极和第二旁热式阴极...

【专利技术属性】
技术研发人员：许飞，秦斌，汪东，周智，於鹏飞，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31