一种用于半导体非均匀掺杂的离子注入机注入装置的制造方法

文档序号:8581739阅读:506来源:国知局
一种用于半导体非均匀掺杂的离子注入机注入装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及离子注入机技术领域,尤其是指一种用于半导体非均匀掺杂的离子注入机注入装置。
【背景技术】
[0002]传统半导体器件大多数都要求实施均匀掺杂,以确保具备均匀、稳定性能。也有一部分半导体器件需要进行非均匀掺杂,如外延片或LDD-MOSFET等,但是,该半导体器件非均匀掺杂段都很短,而且多采用控制扩散工艺,在深度方向实施非均匀掺杂。
[0003]非均匀掺杂电臂通常至少设置一段故意非均匀掺杂段,形成不均匀的半导体属性分布,需要实施非均匀掺杂,而且所覆盖的范围比较大,传统离子注入设备无法适应。
[0004]传统半导体掺杂用的离子注入机的掺杂对象一般为圆片的晶圆,需要机械手进行取、放,每一个晶圆掺杂完成之后被取出,重新将新的晶圆放置在底盘上。
[0005]对于大批量、低成本制作非均匀掺杂电臂来说,基材往往希望是整卷薄膜或一大片硬质片状材质,为了获得更高的制造效率,整卷或整片的被掺杂材料需要在某一方向连续或步进方式的平行移动,以流水线形式不断的通过掺杂设备进行离子注入掺杂,这也是现有半导体离子注入机无法实现的。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种用于半导体非均匀掺杂的离子注入机注入装置,以使在半导体中注入杂质离子形成故意非均匀掺杂段,且注入效率较高。
[0007]为达成上述目的,本实用新型的解决方案为:
[0008]一种用于半导体非均匀掺杂的离子注入机注入装置,包括杂质离子出射口、纵向移动机构及横向传动机构;杂质离子出射口安装在离子注入机上且位置固定,纵向移动机构设置在杂质离子出射口下方,掺杂对象置于纵向移动机构上,由纵向移动机构带动掺杂对象沿纵向移动,而横向传动机构安装在纵向移动机构上,横向传动机构带动掺杂对象沿横向移动。
[0009]进一步,横向传动机构为传动轮及传动带,传动轮安装在纵向移动机构上,由动力机构驱使转动,而传动带安装在传动轮上,掺杂对象置于传动带上。
[0010]进一步,横向传动机构为齿轮,齿轮安装在纵向移动机构上,由动力机构驱使转动,惨杂对象上设置齿孔,齿轮与齿孔嗤合驱使惨杂对象横向移动。
[0011]进一步,横向传动机构为旋转的夹辊,夹辊安装在纵向移动机构上,由动力机构驱使转动,掺杂对象整体或者部分置于夹辊之间压紧,夹辊驱使掺杂对象横向移动。
[0012]采用上述方案后,本实用新型在现有离子注入机的基础上进行改进,纵向移动机构设置在杂质离子出射口下方,掺杂对象置于纵向移动机构上,由纵向移动机构带动掺杂对象沿纵向移动,而横向传动机构安装在纵向移动机构上,横向传动机构带动掺杂对象沿横向移动。该结构使得掺杂对象可以沿横向及纵向移动,即可沿X轴和Y轴移动,通过控制横向移动速度及纵向移动速度,以及纵向移动机构及横向传动机构的运动启停时间点,即可控制掺杂对象不同区域进行不同浓度的掺杂,形成非均匀掺杂电臂。本实用新型在半导体中注入杂质离子形成故意非均匀掺杂段,且注入效率较高。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的结构示意图;
[0014]图2为本实用新型横向传动机构第一实施例的结构示意图;
[0015]图3为本实用新型横向传动机构第二实施例的结构示意图;
[0016]图4为本实用新型横向传动机构第三实施例的结构示意图。
[0017]标号说明
[0018]杂质离子出射口 I纵向移动机构2
[0019]横向传动机构3传动轮31
[0020]传动带32齿轮33
[0021]夹辊34掺杂对象4。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图及具体实施例对本实用新型做详细描述。
[0023]参阅图1至图4所示,本实用新型揭示的一种用于半导体非均匀掺杂的离子注入机注入装置,包括杂质尚子出射口 1、纵向移动机构2及横向传动机构3。
[0024]杂质离子出射口 I安装在离子注入机(图中为示出)上且位置固定,纵向移动机构2设置在杂质离子出射口 I下方,掺杂对象4置于纵向移动机构2上,由纵向移动机构2带动掺杂对象4沿纵向移动,而横向传动机构3安装在纵向移动机构2上,横向传动机构3带动惨杂对象4沿横向移动,图1中未不出横向传动机构3。纵向移动机构2为现有常规技术,其具体结构此处不赘述。
[0025]如图2所示,横向传动机构3为传动轮31及传动带32,传动轮31安装在纵向移动机构2上,由动力机构(图中未示出)驱使转动,而传动带32安装在传动轮31上,掺杂对象4置于传动带32上。
[0026]如图3所示,横向传动机构3也可以为齿轮33,齿轮33安装在纵向移动机构2上,由动力机构(图中未示出)驱使转动,掺杂对象4上设置齿孔(图中未示出),齿轮33与齿孔啮合驱使掺杂对象4横向移动。
[0027]如图4所示,横向传动机构3也可以为夹辊34,夹辊34安装在纵向移动机构2上,由动力机构(图中未示出)驱使转动,掺杂对象4置于夹辊34之间,夹辊34驱使掺杂对象4横向移动。
[0028]在驱动纵向移动机构2及横向传动机构3时,通常包括相应的控制电路,控制电路根据所需实现的掺杂目标,通过驱动电路控制电机的运行速度、启停时间、运行方向;电机运动分别带动横向和纵向传动机构动作,不同的电机运行速度、启停时间、运行方向,对应特定的传动机构的动作速度、启停时间、动作方向;不同的电机运行特征,实现离子出射口在被掺杂对象的对应区域不同的停留时间,实现所需的掺杂浓度控制。
[0029]驱动纵向移动机构2及横向传动机构3的驱动电机,其全部或部分驱动电机为步进电机,部分驱动电机为直线电机。
[0030]控制电路根据所需实现的掺杂目标发出相应的指令,通过驱动电路,控制电动机的运行速度、启停时间、运行方向。电机的运动带动横向和纵向传动机构的运动,实现相应的平移和旋转等动作。
[0031]特定的电机运行特征,能够实现相应的传动机构的运行速度、启停时间、运行方向等参数;控制电机的运行参数,最终可以通过传动机构,实现离子注入口在被掺杂对象对应位置区域上方停留的时间,从而实现所需浓度的掺杂处理。
[0032]在掺杂时,掺杂过程中X方向的运动可以是步进的,采用步进电机。X方向即横向,在每一个步进周期内Y方向的运行是来回连续的,Y方向即纵向。横向传动机构3首先完成一次X方向的步进,其步长小于等于离子束在半导体表面投射的直径,然后X方向的运动停止,同时确保Y方向移动到设定的最大移动距离边缘;接下来单独进行Y方向的连续移动,其移动过程可以是单程一次,可以是来回双程两次或可以为更多程次,当Y轴方向移动到设定的最大移动距离位置时停止移动,整个步进周期结束;该过程中Y方向移动的速度和往复次数可控,平均下来在一步进周期内Y轴方向来回运行的时间T越长,掺杂浓度越高,反之则掺杂浓度越低,对于不同时刻实施不同的步进扫描时长T (t),等效于对该时刻接收离子束注入的半导体部位实施了不同的掺杂浓度。
[0033]另一种为连续运行方式:X轴向和Y轴向都是连续运动,掺杂过程中掺杂对象4被带动沿X轴方向以速度Vx (t)单方向运动,同时也被带动沿Y轴方向以速度Vy (t)来回运动;X轴和Y轴方向的移动速度可控,通过设定不同t时刻的不同移动速度,等效为离子束对不同区域实施了不同时长的掺杂处理,对应掺杂浓度就不同,等效停留时长越长的掺杂浓度越高,反之则掺杂浓度越低。
[0034]在Y轴方向,因为传动机构本身是来回往复移动的,也可以采用直线电机来驱动。
[0035]以上所述仅为本实用新型的优选实施例,并非对本案设计的限制,凡依本案的设计关键所做的等同变化,均落入本案的保护范围。
【主权项】
1.一种用于半导体非均匀掺杂的离子注入机注入装置,其特征在于:包括杂质离子出射口、纵向移动机构及横向传动机构;杂质离子出射口安装在离子注入机上且位置固定,纵向移动机构设置在杂质离子出射口下方,掺杂对象置于纵向移动机构上方,由纵向移动机构带动掺杂对象沿纵向移动,而横向传动机构安装在纵向移动机构上,横向传动机构带动掺杂对象沿横向移动。
2.如权利要求1所述的一种用于半导体非均匀掺杂的离子注入机注入装置,其特征在于:横向传动机构为传动轮及传动带,传动轮安装在纵向移动机构上,由动力机构驱使转动,而传动带安装在传动轮上,掺杂对象置于传动带上。
3.如权利要求1所述的一种用于半导体非均匀掺杂的离子注入机注入装置,其特征在于:横向传动机构为齿轮,齿轮安装在纵向移动机构上,由动力机构驱使转动,掺杂对象上设置齿孔,齿轮与齿孔啮合驱使掺杂对象横向移动。
4.如权利要求1所述的一种用于半导体非均匀掺杂的离子注入机注入装置,其特征在于:横向传动机构为旋转的夹辊,夹辊安装在纵向移动机构上,由动力机构驱使转动,掺杂对象整体或者部分置于夹辊之间压紧,夹辊驱使掺杂对象横向移动。
【专利摘要】本实用新型公开一种用于半导体非均匀掺杂的离子注入机注入装置,包括杂质离子出射口、纵向移动机构及横向传动机构;杂质离子出射口安装在离子注入机上且位置固定,纵向移动机构设置在杂质离子出射口下方,掺杂对象置于纵向移动机构上,由纵向移动机构带动掺杂对象沿纵向移动,而横向传动机构安装在纵向移动机构上,横向传动机构带动掺杂对象沿横向移动。本实用新型使得可以在半导体中注入杂质离子形成故意非均匀掺杂段,且注入效率较高。
【IPC分类】H01J37-20, H01J37-317
【公开号】CN204289363
【申请号】CN201420808246
【发明人】叶磊
【申请人】厦门兰智科技有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月19日
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