用于强流离子注入的多极头离子源

多极头离子源技术已在融合和等离子加工的中性束加热方面获得了应用,但把这种离子源应用于离子注入的报道却少见。多极头离子源的几何形状能满足离子注入所希望的若干特征,具有束流引出面积大,产生静等离子体和形成手段灵活等特点。与常规的弗里曼源不同,它不需外加磁场、用于强流离子注入机的多极头离子源已研制成功,实验结果表明这种离子源的性能与标准弗里曼源相似,而且源的寿命更长。本文将介绍用BF_3作为掺杂气体的多极头离子源性能和寿命的实验结果。     

弗里曼离子源综述

弗里曼离子源至今已有30多年的历史,仍然是适用面最广、用得最多的一种离子源。由于它能够对大多数元素产生聚焦得很小、束流达毫安级的离子束,而且具有较宽的能量范围,因而成为人们普遍选用的一种离子源。就半导体离子注入的应用来说,该源具有性能好和操作简单等特点,因而被广泛地用作硅器件的掺杂。几十年来弗里曼离子源已成功地应用在离子注入机领域的许多方面,其中包括束流为毫安级的多种金属离子束的常规生产。本文将详细讨论离子束的产生方法,对灯丝寿命和离子源研究的最新进展及今后展望等也分别作了介绍。     

一种新型离子源——LY-3型离子源

本文介绍了LY—3型——永磁冷阴极电子振荡型离子源(以下简称LY—3型离子源)的结构设计和实验结果。用BF_3、PH_3、Ar等作放电物质。在放电功率小于50瓦的情况下,引出总束流强度可达4毫安。用于LC—2B中能离子注入机靶上(11)~B~+和的束流强度大于200微安,(40)~Ar~+的束流强度(当主高压为零时)大于600微安,同时具有较高成份的多电荷态离子。     

LC—2F型离子注入机研制成功

一、引言我所从事离子注入机的研究‘已近二十年的历史。在七十年代初‘首先研制出LC—1型低能离子注入机,紧接着又研制成功LC—2型中能离子注入机和LC—3型高能离子注入机等。初期的离子注入机,在束流强度方面还比较小,只有10μA(~(11)B~ )。到八十年代初,经过不     

冷阴极潘宁离子源的改进实验及其应用

一、引言 离子源是离子注入机的关键部件。注入机如能配备一个较理想的离子源,就可以得到品质较好,数值较大的束流以及不同种类的离子。 由于冷阴极潘宁离子源具有功耗小、寿命长、结构紧凑、体积小、电源简单、束流调节方便等特点。所以被广泛应用在离子注入机上。尤其作为半导体器件注入工艺用的离子注入机大多采用冷阴极潘宁离子源。     

LY-3A型离子源

LY—3A型—永磁冷阴极电子振荡型离子源,是我们在一九八八年研制的最新科研成果,该离子源具有低耗高效、长寿命、束流品质好、多电荷离子产额高、气耗小、工作稳定可靠、结构简单,小巧轻便、真空性能好、离化元素广泛等优点。是离子注入机、材料改性机、加速器等设备理想的离子源。     

机电部48所推出LC—2C新型中能离子注入机——各项主要技术指标与进口中束流离子注入机相当。靶上~(11)B~ 大于300μA

一九八八年我们在LC—2B型中能离子注入机上配置最新研制成果—LY—3A型冷阴极潘宁离子源,并相应地对整机各有关电器、结构部件的改造更新,推出LC—2C新型中能离子注入机。该机具有性能价格比好;生产效率高;注入剂量及能量范围宽;整机工作稳定可靠;结构紧凑;真空性能好;操作维护方便等优点。该机目前为国内最先进水平。现正在苏州半导体总厂3英寸,2英寸片生产线上正常运行。整机运行稳定可靠,性能优良。     

NV10-80大束流注入机离子源电路原理分析及维修经验浅谈

本文较为详细地分析了Eaton NV10-80大束流离子流入机离子源电路工作原理，包括ARC电压，灯丝电流，气源压力调节及固体源坩埚温度控制的电路工作原理，同时，又针对常用离子源故障解决作了剖析。由于Eaton NV10-80大束流离子注入机国内半导体厂家使用较为广泛，其它型号的离子注入机也可借鉴，本文有较高的实际指导意义。     

高温溅射离子源及其在LC—3型高能离子注入机上的使用

高温溅射离子源已用于LC—3型离子注入机,可以成功地进行全元素注入。 本文描述了该离子源的结构和使用状况,根据我们的实践,改进了源的热炉。束流到达靶上的强度从零点几微安到几个微安。     

提高J5960A型60kV离子注入机的B~+束流强度

本文介绍了提高J5960A型60kV离子注入机B~+束流强度的实验研究与改进工作。通过改进离子源和引出系统使机器的B~+束流由原来的几个微安提高到50μA,此外,还可用作注H~+、He~+、Be~+、C~+、N~+、O~+、F~+等。其中N~+、He~+、H~+的靶流可大于100μA,扩大了该机的应用范围,并提高了工作效率。     

等离子体——大束流注入下晶片的保护神

分析了等离子体控制晶片表面电荷积累的机理和特性，介绍了国外大束流离子注入机在控制晶片电荷积累方面的进展。     

采用外接恒流源对注入机进行剂量校准

本文作者采用KEITHLEY220型可编程电流源对半导体生产中的关键工艺设备EATONNV6200A进行剂量校准，确保离子注入设备的精确计量，本文对于测试原理及校准过程作了详细论述，目前这一监控手段已用于实际生产，对工艺参数控制有一定的指导意义。     

用于离子注入机剂量控制器的质心修正算法

针对圆盘式全机械扫描注入机,分析了传统束斑中心算法的缺陷和问题,提出质心的概念来表征束斑的分布,并提出了一种用于注入机剂量控制器的质心修正算法。对这两种算法进行分析、仿真和验证。结果表明,采用质心修正算法后,有效解决了束斑的不同分布对注入剂量精度、片间均匀性和批次间重复性的影响。     

Promotion of practical SIMOX technology by the development of a 100 mA-class high-current oxygen implanter

A high-current oxygen implanter which has an acceleration energy of 200 keV and a beam current of 100 mA has been developed. This implanter has been used to form SIMOX wafers, on which p- and n-channel MOSFETs have been fabricated on a trial basis. Good electrical characteristics have been achieved with these MOSFETs. It has been shown that a 100 mA-class high-current oxygen implanter can promote SIMOX technology in a practical way.     

大角度离子注入机的束流自动调节

阐述了大角度离子注入机的束流自动调节,着重描述了新建立菜单的第一次调束,从束流的引出到固定法拉第杯获得目标束流的具体调节步骤,包括束流的均匀性检测的全部过程,另外对调束过程中的一些算法也进行了细致的介绍。     

大束流离子注入机能量污染的研究

能够精确控制离子注入的能量从而控制掺杂的深度是离子注入机的重要特征。本文讨论了大束流离子注入机能量污染，产生的原因及降低能量污染的方法。     

强流氧离子注入机注入均匀性分析及提高

对强流氧离子注入机的注入靶室进行分析探讨,对影响均匀性指标的靶盘结构、束的形状和束扫描注入方式进行研究,结合主体硬件,增加晶片自旋装置和采用新的扫描方式,来提高注入均匀性指标。     

New Methods for Making the Qubits of a Solid-State Quantum Computer by Implantation of Single Highly Charged 31P Ions

A step-and-repeat and a simultaneous method are proposed and evaluated for the implantation of single highly charged ³¹P ions into a Si/Si _x Ge_{1 – x} heterostructure with the aim of creating the qubits of a solid-state quantum computer. The capabilities of existing axially symmetric compound electromagnetic objective lenses and ion sources are examined in this context. The advantages of such lenses over electrostatic ones are shown. An electromagnetic objective lens of exceptionally small axial aberrations is designed. An optical system using the lens is proposed for a step-and-repeat implanter. The parameters of the implanter are identified that determine its performance. They are lateral ion-positioning tolerance, the chromatic-aberration coefficient of the objective lens, source brightness, and ion multiplicity. An equation is derived that relates the parameters. Requirements are stated on the ion source. Possible ways are discussed of improving the performance of the ion source and the ion-optical system.