分段式射频加速系统及离子注入机技术方案

本发明专利技术属于半导体技术领域，公开了一种分段式射频加速系统及离子注入机，分段式射频加速系统包括多个射频加速单元和消色差偏转磁铁系统，相邻的两个射频加速单元之间设有消色差偏转磁铁系统，消色差偏转磁铁系统包括一个或多个非均匀磁场分布的消色差偏转磁铁

【技术实现步骤摘要】
分段式射频加速系统及离子注入机


[0001]本专利技术属于半导体
，更加具体来说，本专利技术涉及一种分段式射频加速系统及离子注入机
。

技术介绍

[0002]离子注入机是半导体元件制造领域常见的设备之一，其主要作用是将掺杂离子通过各种电
、
磁器件操纵，最终植入到衬底材料上，实现材料改性
。
随着科学技术的日益发展，离子植入在半导体领域的重要性愈加凸显，注入离子的能量
、
掺杂剂种类
、
掺杂深度
、
注入角度等要求更加精确，离子植入各元件的设计要求也成为更大的挑战
。
[0003]高能离子注入机一般采用射频加速单元加速离子，由于射频加速电压为正弦交变电压，在加速过程中，会对束流能量产生调制，连续束会变成具有一定能量分散的束团
。
而且，由于射频加速段为直线段，导致离子注入机的形状固定且占地面积较大
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术创新地提供了一种分段式射频加速系统及离子注入机，采用消色差偏转磁铁系统配合多个射频加速单元实现离子束的分段式射频加速，同时能消色差以及实现角度偏转确保离子束按照预定轨迹运动，在使用过程中可灵活调整分段式射频加速系统的整体形状，减少占用空间，进而减小离子注入机的占地面积，同时使得离子注入机的布局更加灵活且多样化
。
[0005]为实现上述的技术目的，本专利技术第一方面公开了一种分段式射频加速系统，包括多个射频加速单元和消色差偏转磁铁系统，相邻的两个射频加速单元之间设有所述消色差偏转磁铁系统，所述消色差偏转磁铁系统包括一个或多个非均匀磁场分布的消色差偏转磁铁
。
[0006]进一步地，所述消色差偏转磁铁系统的角度为
45
°
~360
°
。
[0007]进一步地，所述消色差偏转磁铁系统的多个消色差偏转磁铁的角度相同或不同
。
[0008]进一步地，所述多个射频加速单元的射频加速桶的数量相同或不同
。
[0009]为实现上述的技术目的，本专利技术第二方面公开了一种离子注入机，包括离子源
、
引出装置
、
质量分析磁铁
、
上述第一方面所述的分段式射频加速系统
、
能量分析磁铁
、
聚焦装置
、
扫描器和平行化磁铁，所述离子源用于生成离子束；所述引出装置设置在所述离子源的下游，用于引出所述离子束；所述质量分析磁铁设置在所述引出装置的下游，用于对引出的离子束进行质量分析并筛选出注入所需的离子种类；所述分段式射频加速系统设置在所述质量分析磁铁的下游，用于对筛选后的离子束进行射频加速和消色差偏转；所述能量分析磁铁设置在所述分段式射频加速系统的下游，用于对射频加速和消
色差偏转后的离子束进行能量分析；所述聚焦装置设置在所述能量分析磁铁的下游，用于将能量分析后的离子束进行聚焦；所述扫描器设置在所述聚焦装置的下游，用于沿预设方向以预设扫描频率对聚焦后的离子束进行扫描；所述平行化磁铁设置于所述扫描器的下游，用于将扫描后的离子束平行化
。
[0010]进一步地，所述质量分析磁铁的角度为
30
°
~180
°
。
[0011]进一步地，所述能量分析磁铁的角度为
30
°
~180
°
。
[0012]进一步地，所述平行化磁铁的角度为
30
°
~180
°
。
[0013]本专利技术的有益效果为：本专利技术的分段式射频加速系统，采用消色差偏转磁铁系统配合多个射频加速单元实现离子束的分段式射频加速，同时能消色差以及实现角度偏转确保离子束按照预定轨迹运动，在使用过程中可灵活调整分段式射频加速系统的整体形状，减少占用空间，进而减小离子注入机的占地面积，同时使得离子注入机的布局更加灵活且多样化
。
附图说明
[0014]图1是本专利技术实施例的离子注入机的结构示意图
。
[0015]图2是本专利技术另一实施例的离子注入机的结构示意图
。
[0016]图3是本专利技术又一实施例的离子注入机的结构示意图
。
[0017]图4是本专利技术再一实施例的离子注入机的结构示意图
。
[0018]图5是本专利技术实施例的消色差偏转磁铁系统的离子束偏转仿真图
。
[0019]图6是本专利技术另一实施例的消色差偏转磁铁系统的离子束偏转仿真图
。
[0020]图中，
1、
分段式射频加速系统；
11、
射频加速单元；
12、
消色差偏转磁铁系统；
13、
消色差偏转磁铁；
2、
离子源；
3、
引出装置；
4、
质量分析磁铁；
5、
能量分析磁铁；
6、
聚焦装置；
7、
扫描器；
8、
平行化磁铁；
9、
靶室；
10、
四极子
。
具体实施方式
[0021]下面结合说明书附图对本专利技术提供的分段式射频加速系统及离子注入机进行详细的解释和说明
。
[0022]本实施例具体公开了一种分段式射频加速系统，如图1‑4所示，包括多个射频加速单元
11
和消色差偏转磁铁系统
12
，相邻的两个射频加速单元
11
之间设有消色差偏转磁铁系统
12。
多个射频加速单元
11
必定会产生能量分散，通过每两个射频加速单元
11
之间设置的消色差偏转磁铁系统
12
能实现离子束轨迹偏转的同时，减弱能量分散程度，减少横向束流损失
。
由于消色差偏转磁铁系统的偏转使得射频加速系统不再是直线型，而能实现偏转，使得其形状可以灵活调整，减小占用空间
。
如图1‑3所示，分段式射频加速系统均设置有两个射频加速单元
11
，两个射频加速单元
11
之间设有一个消色差偏转磁铁系统
12。
如图4所示，分段式射频加速系统设置有三个射频加速单元
11
和两个消色差偏转磁铁系统
12
，每两个射频加速单元
11
之间设有一个消色差偏转磁铁系统
12。
[0023]在本实施例中，消色差偏转磁铁系统
12
包括一个或多个非均匀磁场分布的消色差偏转磁铁
13
，即消色差偏转磁铁系统
12
可以是单磁铁系统，也可以是多磁铁系统，具体的根据偏转和消色差需求设置
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种分段式射频加速系统，其特征在于，包括多个射频加速单元（
11
）和消色差偏转磁铁系统（
12
），相邻的两个射频加速单元（
11
）之间设有所述消色差偏转磁铁系统（
12
），所述消色差偏转磁铁系统（
12
）包括一个或多个非均匀磁场分布的消色差偏转磁铁（
13
）
。2.
根据权利要求1所述的分段式射频加速系统，其特征在于，所述消色差偏转磁铁系统（
12
）的角度为
45
°
~360
°
。3.
根据权利要求1或2所述的分段式射频加速系统，其特征在于，所述消色差偏转磁铁系统（
12
）的多个消色差偏转磁铁（
13
）的角度相同或不同
。4.
根据权利要求1所述的分段式射频加速系统，其特征在于，所述多个射频加速单元（
11
）的射频加速桶的数量相同或不同
。5.
一种离子注入机，其特征在于，包括离子源（2）
、
引出装置（3）
、
质量分析磁铁（4）
、
权利要求1‑4任一项所述的分段式射频加速系统（1）
、
能量分析磁铁（5）
、...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂翔，陈祥龙，宋韵洋，朱军高，
申请(专利权)人：青岛四方思锐智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：