本发明专利技术提供了一种用于形成能够自支撑的一个或多个可分离半导体膜的系统。该设备包括用来产生多个处于第一能级的准直带电粒子的离子源。该系统包括具有编号为１至Ｎ的多个彼此顺次耦合的模块化射频四极（ＲＦＱ）元件的线性加速器，其中Ｎ是大于１的整数。该线性加速器控制和加速所述多个第一能级的准直带电粒子成为具有处于第二能级的带电粒子束。编号为１的ＲＦＱ元件可操作地连接（或耦合）于离子源。该系统包括耦接（或连接）于ＲＦＱ线性加速器中编号为Ｎ的ＲＦＱ元件的输出孔。在一种特定实施方式中，该系统包括耦合（或连接）于输出孔的射束扩展器，射束扩展器被设计为将第二能级带电粒子束处理成扩展的带电粒子束。该系统包括连接于射束扩展器的处理室和设置于该处理室中的待注入工件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
加工的带电并立子的i殳备和方法的纟支术。更具体地，该i殳备和方法的 实施方式提供了 一种系统，其采用线性加速器(直线加速器，Linac ), 如射频四极线性加速器，以获;f寻MeV能级的粒子束用以生产用于 包括光伏电池的器件应用的能够自支撑(或自立)的可分离的一个 或多个半导体膜。但是应该理解到，本专利技术具有更广泛的适用性； 其还能够应用于其他类型的应用，例如用于三维封装集成半导体器 件、光子器件或光电器件、压电器件、平板显示器、孩吏电子扭4成系 统("MEMS")、纳米技术结构、传感器、致动器、集成电^各、生 物和生物医疗装置等。
技术介绍
人类很久以前就依赖于"太阳，，来获得几乎所有可用形式的能 量。这种能量来自于石油、辐射、木材和各种热能的形式。4又作为 举例，人类已严重依赖于石油资源(如煤和天然气)来满足他们的多种需要。不幸的是，这些石油资源已经逐渐枯竭并已导致其^f也问 题。作为部分替代，已经提出了利用太阳能来降低我们对石油资源 的依赖性。^又作为举例，太阳能可来源于通常由硅制成的"太阳能 电池"。当暴露于来自太阳的太阳辐射时，硅太阳能电池产生电能。辐射与^e圭原子相互作用而形成电子和空穴，电子和空穴迁移到硅本体 中的p-掺杂区和n-掺杂区并在掺杂区之间产生电压差和电流。取决 于用途，已经将太阳电池与聚光元件(或集中元件，concentrating elements)集成以提高效率。例如，采用聚光元件将太阳辐射聚集 并聚焦，该聚光元件将这种辐射引导到活性光伏材料的一个部分或 多个部分。尽管这些太阳电池是有效的，但仍然具有"i午多限制。仅作为举例，太阳电池依赖于原材料，例如硅。这种硅通常是 采用多晶态硅和/或单晶硅材料而制成。这些材料经常难于生产。多 晶石圭电池经常是通过加工多晶石圭板而形成的。尽管这些石圭板可以高 效地形成，却它们却并不具有高效太阳能电池的最佳性能。单晶石圭 具有适用于高级太阳电池的性能。然而，这种单晶硅造价高，而且 很难以高效率和低成有效的方式用于太阳能应用。 一般而言，薄月莫 太阳电池较廉价，但与由单晶硅基板(substrate )制成的造价4交高 的块状珪电池(bulk silicon cell)相比，其效率较低。尽管用于形成 太阳电池或其他材料薄膜的常规技术也能取得成功，^旦是仍然存在 许多限制。由上文可见，用于生产半导体材冲+的成本有效和高效率的^支术 是所期望的。
技术实现思路
本专利技术总体上涉及包括引入用于半导体材料加工的带电粒子 的设备和方法的技术。更具体而言，该设备和方法提供了一种系统，其采用线性加速器，例如射频四极线性加速器(RFQLinac),以获 得MeV能级的粒子束，用于制造一种或多种用于包4舌光伏电;也的 器件应用的能够自支撑的可分离半导体膜。但是应该认识到，本发 明具有更广泛的适用性；其也能够应用于其他类型的应用，例力o用 于三维封装集成半导体器件、光子器件或光电器件、压电器件、平 板显示器、樣史电子才几械系统("MEMS")、纳米4支术结构、传感器、 致动器、集成电路、生物和生物医疗4义器等。在一种具体实施方式中，本专利技术提供了一种用于引入带电粒子 以制造用于器件应用的能够自支撑的可分离的一个或多个半导体 膜的设备。该设备包括用来产生多个带电粒子的离子源。在一种具 体实施方式中，该离子源可以是电子回旋共^展(ECR)或微波离子 源。多个带电粒子被校准(或准直，collimate)为第一能级的射束。 另夕卜，该设备包括编号为1至N (其中N是大于1的整数)的多个 模块化射频四极(RPQ )元件。该多个才莫块化RFQ元件中的每一个 彼此接连耦合而形成RFQ线性加速器。编号为1的RFQ元件经由 j氐能级射束引出(或射束才是取，beam extraction)和聚焦元件而诔禺 合于离子源。该设备通过多个才莫块化RFQ线性加速器元件中的每 一个来控制第一能级的带电粒子束并将其加速成具有第二能i^的 带电粒子束。该设备进一步包括耦合于(或连接于)RFQ线性加速 器中编号为N的RFQ元件的输出孔。在一种优选实施方式中，该 i殳备包4舌射束扩展器(beam expander )、可能的(potential)射束成 形光学装置、质量分析、和/或耦合于输出孔的射束扫描器，以提供 扩展的且成形的带电粒子束。在一种具体实施方式中，提供了包含 表面区域的工件。该工件能够采用第二能级的扩展带电粒子束注入而在工件厚度内以一定深度提供多个杂质粒子。在一种特定实施方式中，多个杂质粒子从该表面区域以大于约20 pm、以及可能大于 约50 pm的深度形成解理区i或(cleave region )。在一种可替换的特定实施方式中，本专利技术提供了 一种用于引入 带电粒子以用于生产用于器件应用的能够自支撑(或)的一个或多 个可分离的半导体材料的设备。该设备包括用来产生第 一多个准直 带电粒子的离子源。该第一多个准直带电粒子被设置为第一能级。 该设备进一步包括射频四极(RFQ)线性加速器子系统，用于S寻具 有处于第一能级的第一多个带电粒子聚焦并加速为具有第二能级 的射束。另外，该设备包括编号为1至N的彼此接连耦合的多个才莫 块化射频(rf)四极/漂移管(RQD)元件。N是大于1的整数。在 一种特定实施方式中，编号为1的元^f牛耦合于RFQ线性加速器子 系统。多个模块化RQD元件中的每一个包括沿着圆柱形中空结构 的长轴的^又部件漂移管(two-part drift-tube),其中^又告卩件漂移管的 每一部件由径向管柱(radial stem)支撑，主次两个部件都具有冲旨 向双部件漂移管的相对端的两个杆以形成射频四才及。适当增加4M妾 RQD元件的双部件漂移管之间的空间间隙，以用于通过多个模块4t RQD元件中的每一个将具有第二能级的射束加速为具有第三能级 的射束。该设备进一步包括耦合于编号为N的RQD元件的输出孑L。 在一种优选实施方式中，该设备包括射束扩展器、成形器和耦合于 输出孔的质量分析光学元件。射束扩展器被构造为将第三能级的射 束处理成能够注入多个带电粒子的扩展的射束尺寸。才艮据本专利技术的 设备包括可操作地耦合于射束扩展器的处理室。包含表面区域的工 件设置在处理室内。在一种特定的实施方式中，能够采用第三能纽、 的多个粒子注入该包括表面区域的工^f牛。优选地，多个杂质粒子,人 工件表面区域以大于约20 )am、可能大于约50 |iim的深度形成解理 区域。在另一种可替换的特定实施方式中，本专利技术提供了一种用于引 入带电粒子以制造用于器件应用的能够自支撑的可分离的 一个或 多个半导体材料的方法。该方法包括利用离子源产生具有射束电力乾 的第一能级带电粒子束。另外，该方法包括通过耦合于离子源的射频四极(RFQ)线性加速器将第一能级的射束转换成第二能级的射 束。RFQ线性加速器包含编号为1至N (其中N是大于1的整凄史) 的多个才莫块化RFQ元件。该方法进一步包括用井禹合于RFQ线'l"生力口 速器的射束扩展器处理第二能级的射束，以将其扩展到能够注入带 电粒子的射束尺寸。而且，该方法包才舌将第二能级的射束通过穿面 区域辐射至工件中。工件:帔安装在处理室内，处理室以这样的方式 耦合于射束扩展器，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于提供用于制造能够自支撑的一个或多个可分离半导体膜的带电粒子的设备，所述设备包括： 用于产生多个带电粒子的离子源，所述多个带电粒子是处于第一能级的准直射束提供的； 射频四极（ＲＦＱ）线性加速器，所述ＲＦＱ线性加速器包括编号 为１至Ｎ的多个模块化射频四极（ＲＦＱ）元件，其中Ｎ是大于１的整数，所述多个模块化ＲＦＱ元件中的每一个彼此顺次耦合，所述ＲＦＱ线性加速器控制处于所述第一能级的带电粒子束并将其加速为具有第二能级的带电粒子束，编号为１的ＲＦＱ元件可操作地耦合于所述离子源； 输出孔，耦合于所述ＲＦＱ线性加速器中编号为Ｎ的ＲＦＱ元件； 射束扩展器，耦合于所述输出孔，所述射束扩展器被构造为将所述第二能级的带电粒子束处理为扩展的带电粒子束； 处理室，耦合于所述射束扩展器；以及 工件 ，设置于所述处理室内，所述工件包括注入所述扩展的带电粒子束的表面区域。
【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：弗兰乔斯J亨利，艾伯特拉姆，巴巴克阿迪比，
申请(专利权)人：硅源公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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