专利名称：加热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及集成电路工艺装置，尤其涉及一种用于加热三氟化铟等离子源物质的加热装置。
背景技术：
在半导体元器件的制造技术中，由于纯净状态下的硅的导电性能很差，因此只有在硅中加入少量的杂质，使得硅的结构和电导率发生改变，硅才能成为一种有用的半导体。 上述硅加入少量杂质的过程称之为掺杂。硅掺杂技术是制备半导体元器件的基础，而离子注入(Ion Implant)技术则是最为重要的掺杂方法之一。离子注入技术又是近30年来在国际上蓬勃发展和广泛应用的一种材料表面改性高新技术。其基本原理是在真空中、低温下，把杂质离子加速(例如对于硅，采用大于105V电压加速)，使杂质离子获得很大的动能形成高能量的离子束，接着用高能量的离子束入射到固体材料中，离子束与材料中的原子或分子将发生一系列物理的和化学的相互作用，入射离子逐渐损失能量，最后停留在材料中，并引起材料表面成分、结构和性能发生变化，从而优化材料表面性能，或获得某些新的优异性能。此项高新技术由于其独特而突出的优点，已经在半导体材料掺杂，金属、陶瓷、高分子聚合物等的表面改性上获得了极为广泛的应用，取得了巨大的经济效益和社会效益。常用的离子注入的离子有硼离子、磷离子及铟离子等，在现有的制造工艺中，一般使用三氟化铟GnF3)气体来产生铟离子注入的离子源。由于三氟化铟在常态下是一种固体化合物，因此需要使用加热装置来使三氟化铟固体气化。图1为现有技术中加热装置的结构示意图。如图1所示，现有技术的加热装置包括加热容器10以及缠绕设置于加热容器10侧壁外表面的加热丝20，受热物60放置于加热容器10中，当加热丝20将加热容器10中温度升高到一定温度时，受热物60由固态转化为气态的离子源(例如对于三氟化铟，温度升高到650 700°C时，固态的三氟化铟转化为气态的三氟化铟)，气态的离子源通过加热容器10的喷嘴11进入沉积腔室40，在沉积腔室 40中形成离子束，同时在沉积腔室40中还设置有通气管路30，通气管路30的进气口 32设置于沉积腔室40中，将惰性气体(如氩气)通入沉积腔室40中，带动离子源的气流运动， 提高形成离子束的效率。然而，上述在固态的受热物60转化为气态的离子源时，因在重力作用且没有气流带动的影响下，大量气态的离子源停留在加热容器10上方，故只能少量地从喷嘴11进入沉积腔室40中，降低了离子源进入沉积腔室40的速率，进一步影响了离子束形成的效率。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种加热装置，以提高受热物受热形成气态离子源供应的效率，进而提高离子束的形成效率。为解决上述问题，本实用新型提供一种加热装置，包括加热容器，其顶端设置有喷嘴；加热丝，设置于所述加热容器的外表面上；通气管路，设置于所述加热丝的外表面
3上，所述通气管路的一端穿过所述加热容器的侧壁，使所述通气管路的出气口位于所述加热容器内。进一步的，所述通气管路的出气口距离所述加热容器顶端的垂直距离为5mm 30mmo进一步的，所述通气管路的直径为Imm 10mm。进一步的，所述加热丝螺旋缠绕于所述加热容器的外表面上。进一步的，所述通气管路螺旋缠绕于所述加热丝的外表面上。进一步的，所述加热装置还包括温度感应器，所述温度感应器固定设置于所述加热容器的底部。进一步的，所述加热容器包括具有一开口的外容器和设置于外容器中的受热物放
置容器。进一步的，所述受热物放置容器的材质为石墨。进一步的，所述通气管路的材质为不锈钢。进一步的，所述喷嘴通过螺旋机构与所述加热容器连接。相比于现有技术，本实用新型中的加热装置将通气管路设置于加热丝外表面，惰性气体(如氩气)在通气管路中流通时，与加热丝发生热交换后，流入加热容器中，与形成的气态离子源混合后，在气流的作用下带动气态离子源通过喷嘴进入沉积腔室，在沉积腔室中形成离子束，一方面通气管路中的气体与加热丝发生热交换后进入反应容器中，加快反应容器温度升高速率，提高热交换效率，另一方面通气管路中的气体带动气态的离子源进入沉积腔室中，提高离子源供应的效率，进而加快离子束形成的速率。
图1为现有技术中加热装置的结构示意图。图2为本实用新型实施例一中加热装置的结构示意图。图3为本实用新型实施例二中加热装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本实用新型的内容作进一步说明。当然本实用新型并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本实用新型的保护范围内。其次，本实用新型利用示意图进行了详细的表述，在详述本实用新型实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本实用新型的限定。实施例一图2为本实用新型实施例一中加热装置的结构示意图，如图2所示，加热装置包括加热容器100，其顶端设置有喷嘴101 ；加热丝200，设置于所述加热容器100的侧壁外表面上；通气管路300，设置于所述加热丝200的外表面上，所述通气管路300的一端穿过所述加热容器100的侧壁，使所述通气管路300尾端的出气口 301位于所述加热容器100 内。本实施例中所述加热装置的工作过程如下放置受热物600，本实施例以三氟化铟为例，将固态的三氟化铟放置于加热容器中100中，加热器200开始工作释放热量对加热容器100进行加热，当温度达到650 700°C时，固态的三氟化铟升华为气态的三氟化铟，向所述加热容器100顶端的喷嘴101流动；同时，向通气管路300通入惰性气体(如氩气)，所述氩气经由通气管路300的进气口 302进入到通气管路300中，由于通气管路300缠绕于所述加热丝200外表面，故氩气通过通气管路300时同样与加热丝200发生热交换，氩气受热后经由通气管路300尾端的出气口 301进入加热容器100内，氩气进入加热容器100后与位于喷嘴101附近的气态的三氟化铟混合，在气流的作用下，热的氩气一方面提高加热容器100内的温度，加快升华速度，另一方面带动气态的三氟化铟通过喷嘴101进入沉积腔室400，从而提高离子源的流量，提高离子束的形成效率。进一步的，所述通气管路300尾端的出气口 301距离所述加热容器100顶端的垂直距离H为5mm 30mm，其中较佳的，所述出气口 301与所述加热容器100顶端的垂直距离 H为20mm，从而在此处形成有大量的气态的离子源(例如气态的三氟化铟)，从而在不会影响固态的受热物600的同时，带动更多的气态的离子源通过喷嘴101进入沉积腔室400，提高离子束的形成效率。进一步的，所述通气管路300的直径为Imm 10mm，其中较佳的，所述通气管路 300的直径为3mm，有利于通气管路300中的气体与加热丝200更好的进行热交换。当然， 所述通气管路300的直径及通气管路300中气体的流量可根据实际需求确定，在本实用新型中不被限定。进一步的，在本实施例中，通气管路300中通入的气体为氩气，氩气作为惰性气体化学性质稳定，不易于发生反应，且不会发生电离影响离子束。进一步的，所述加热丝200螺旋缠绕于所述加热容器100的外侧壁表面，所述通气管路300螺旋缠绕于所述加热丝200的外表面。所述加热丝200以螺旋缠绕的方式围绕于加热容器100的外侧壁表面，有助于加热丝200与加热容器100更紧密地接触，并增大接触面积，提高热交换效率，所述通气管路300以螺旋缠绕的方式围绕于所述加热丝200的外表面，有助于通气管路300与加热丝200更紧密地接触，并增大接触面积，提高热交换效率。进一步的，在本实施例中，所述加热容器100的形状为圆柱体，圆柱体的形状更有利于加热丝200和通气管路300的螺旋缠绕。进一步的，还包括温度感应器500，所述温度感应器500固定设置于所述加热容器 100的底部，所述温度感应器500可以实时监控加热装置的温度情况，当温度达到受热物 600 (例如三氟化铟)升华的温度时进行离子源收集，同时可以监控，防止加热丝过热损坏。进一步的，所述加热容器100的材质可以为金属或石墨，其中较佳的为石墨，其导热性能好，且不易于受热物发生反应有利于提高热交换效率，进而提高形成离子束的形成效率。所述通气管路300的材质可以为金属，其中较佳的为导热性能较好且取材方便的不锈钢，有利于提高热交换效率，进而提高形成离子束的形成效率。其中，所述喷嘴101可以通过螺旋机构与所述加热容器100固定连接，具体在所述喷嘴底部100外围和所述加热容器100顶部设置相适配的螺旋机构，从而所述喷嘴101在所述加热容器100上安装或拆卸，同时便于在加热工作前，向所述加热容器100中放置受热物 600。实施例二[0035]图3为本实用新型实施例二中加热装置的结构示意图。在本实施例中，所述加热容器100包括具有一开口的外容器IOOa和设置于外容器IOOa中的受热物放置容器100b， 在本实施例中，加热容器100中的受热物放置容器IOOb能够从外容器IOOb中拆卸下来，便于对受热物放置容器IOOb的内壁进行清洗，去除附着物，或更换受热物放置容器100b，从而可以进一步提高加热容器100的使用寿命和受热效率。其中，所述受热物放置容器IOOb的材质较佳的为石墨，其导热性能好，且不易于受热物发生反应。相比于现有技术，本实用新型中的加热装置将通气管路300设置于加热丝200外表面，氩气在通气管路300中流通时，与加热丝200发生热交换后，流入加热容器100中， 与形成的气态离子源混合后，在气流的作用下带动气态离子源通过喷嘴101进入沉积腔室 400，在沉积腔室中400形成离子束，一方面通气管路300中的气体与加热丝200发生热交换后进入反应容器100中，加快反应容器100温度升高速率，提高热交换效率，另一方面通气管路300中的气体带动气态的离子源进入沉积腔室400中，提高离子源供应的效率，进而加快离子束形成的速率。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求1.一种加热装置，其特征在于，包括加热容器，其顶端设置有喷嘴；加热丝，设置于所述加热容器的外表面上；通气管路，设置于所述加热丝的外表面上，所述通气管路的一端穿过所述加热容器的侧壁，使所述通气管路的出气口位于所述加热容器内。
2.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述通气管路的出气口距离所述加热容器顶端的垂直距离为5mm 30mm。
3.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述通气管路的直径为Imm 10mm。
4.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述加热丝螺旋缠绕于所述加热容器的外表面上。
5.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述通气管路螺旋缠绕于所述加热丝的外表面上。
6.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述加热装置还包括温度感应器，所述温度感应器固定设置于所述加热容器的底部。
7.如权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述加热容器包括具有一开口的外容器和设置于外容器中的受热物放置容器。
8.如权利要求7所述的加热装置，其特征在于，所述受热物放置容器的材质为石墨。
9.如权利要求1至8中任意一项所述的加热装置，其特征在于，所述通气管路的材质为不锈钢。
10.如权利要求1至8中任意一项所述的加热装置，其特征在于，所述喷嘴通过螺旋机构与所述加热容器连接。
专利摘要本实用新型涉及一种加热装置，包括加热容器，其顶端设置有喷嘴；加热丝，设置于所述加热容器的侧壁外表面上；通气管路，设置于所述加热丝外表面上，所述通气管路尾端穿过所述加热容器的侧壁，所述通气管路尾端的出气口位于所述加热容器内。所述加热装置有效提高了受热物受热形成气态离子源供应的效率，进而提高离子束的形成效率。
文档编号H05B3/02GK202208758SQ20112031431
公开日2012年5月2日 申请日期2011年8月25日 优先权日2011年8月25日
发明者单易飞, 董春荣, 邬璐磊, 陈中林 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司