抑制电极以及离子注入的制造方法
【专利摘要】本实用新型揭示了一种抑制电极，该抑制电极包括一入射板，所述入射板包括至少三个入射板电极以及一入射板孔，所述至少三个入射板电极旋转排列形成所述入射板孔，每一所述入射板电极分别连接一可调电压。本实用新型还提供一种包含上述抑制电极的离子注入机。在所述抑制电极中，当离子注入机的电弧腔所产生的离子被吸引流入所述入射板孔，通过调整每一所述入射板电极所连接的可调电压的电压大小，改变所述入射板孔内的电场方向，从而改变所述离子的流动方向，使得流过所述入射板孔后形成的离子束流的方向具有可控性。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及半导体分析【技术领域】，特别是涉及一种抑制电极以及离子注入 机。 抑制电极以及离子注入机
【背景技术】
[0002] 在半导体工艺制造过程中，需要采用离子注入机，在半导体材料的预定区域中掺 杂预先确定浓度的杂质离子，从而改变该区域中的电传输特性。
[0003] -般的，离子注入机的电弧腔用于产生离子，然而，从电弧腔中激发出来的离 子的方向是散乱的，无法形成离子束，所以，需要在电弧腔的外沿设置一个抑制电极 (suppression electrode),将电弧腔产生离子吸引并整流为均具有特定方向的离子束流。
[0004] 图1、图2为现有技术中抑制电极的示意图，如图1所示，在现有技术中，抑制电极 1为具有一定厚度的板，抑制电极1中具有一缝隙11，抑制电极1具有一入射面la。如图3 所示，向抑制电极1施加电压，电弧腔产生的离子20从入射面la进入缝隙11，部分离子20 穿过缝隙11后，而完成整流过程，形成具有特定方向的离子束流20'。
[0005] 然而，在现有技术中，抑制电极1只能对离子束流的形状进行调整，无法调整离子 束流的方向。如图4所示，当离子20非垂直入射面流入缝隙11时，穿过缝隙11的离子20 保持原来的流动方向，造成离子束流20'的方向不具有可控性。 实用新型内容
[0006] 本实用新型的目的在于，提供一种抑制电极以及离子注入机，能够精确地控制离 子束流的方向。
[0007] 为解决上述技术问题，本实用新型提供一种抑制电极，所述抑制电极包括一入射 板，所述入射板包括至少三个入射板电极以及一入射板孔，所述至少三个入射板电极旋转 排列形成所述入射板孔，每一所述入射板分别连接一可调电压。
[0008] 可选的，在所述抑制电极中，所有的所述入射板为半径相等的扇形板，每一扇形板 的圆心处均具有一缺角，所有的所述扇形板排列为一圆形板，所有的所述缺角形成所述入 射板孔。
[0009] 可选的，在所述抑制电极中，所述入射板包括四个所述入射板。
[0010] 可选的，在所述抑制电极中，所有的所述扇形的圆心角的角度均相同。
[0011] 可选的，在所述抑制电极中，相邻的所述入射板间隔设置，所述间隔的宽度为 1mm ?5mm η
[0012] 可选的，在所述抑制电极中，所述入射板的厚度为1mm?5mm。
[0013] 可选的，在所述抑制电极中，所述抑制电极还包括：
[0014] 后板，所述后板包括一后板孔，所述后板孔正对所述入射板孔；以及
[0015] 用于连接固定所述入射板和后板的绝缘连接件。
[0016] 可选的，在所述抑制电极中，所述后板孔为圆角矩形。
[0017] 可选的，在所述抑制电极中，所述后板孔的宽度为3mm?8mm，所述后板孔的长度 为 40mm ?55mm。
[0018] 可选的，在所述抑制电极中，所述入射板孔为椭圆形，所述椭圆形的长轴方向对应 所述圆角矩形的长度方向，所述椭圆形的短轴方向对应所述圆角矩形的宽度方向。
[0019] 可选的，在所述抑制电极中，所述入射板孔的短轴直径大于等于所述后板孔的宽 度，并小于等于所述后板孔的两倍宽度。
[0020] 可选的，在所述抑制电极中，所述后板还包括一后板电极和一用于支撑所述后板 电极的后板支架，所述后板孔设置于所述后板电极中，所述后板电极设置于所述后板支架 中。
[0021] 可选的，在所述抑制电极中，所述绝缘连接件连接所述后板支架。
[0022] 可选的，在所述抑制电极中，所述绝缘连接件包括多个实心棒，所述实心棒的一端 连接所述入射板，所述实心棒的另一端连接所述后板。
[0023] 可选的，在所述抑制电极中，所述后板的厚度为5mm?15mm。
[0024] 可选的，在所述抑制电极中，所述入射板与后板之间的距离为30mm?80mm。
[0025] 根据本实用新型的另一面，本实用新型还提供一种离子注入机，包括如上所述的 任意一种抑制电极。
[0026] 与现有技术相比，本实用新型提供的抑制电极以及离子注入机具有以下优点：
[0027] 在本实用新型提供的抑制电极以及离子注入机中，所述抑制电极包括一入射板， 所述入射板包括至少三个入射板电极以及一入射板孔，所述至少三个入射板电极旋转排列 形成所述入射板孔，每一所述入射板分别连接一可调电压，与现有技术相比，电弧腔产生的 离子被吸引流入所述入射板孔，通过调整每一所述入射板电极所连接的可调电压的电压大 小，改变所述入射板孔内的电场方向，从而改变所述离子的流动方向，使得流过所述入射板 孔后形成的离子束流的方向具有可控性。
【专利附图】
【附图说明】
[0028] 图1为现有技术中抑制电极的立体图；
[0029] 图2为现有技术中抑制电极的主视图；
[0030] 图3为现有技术中离子垂直入射面流入缝隙时抑制电极的左视图；
[0031] 图4为现有技术中离子非垂直入射面流入缝隙时抑制电极的左视图；
[0032] 图5为本实用新型一实施例中抑制电极的立体图；
[0033] 图6为本实用新型一实施例中抑制电极的主视图；
[0034] 图7为本实用新型一实施例中抑制电极的左视图；
[0035] 图8为本实用新型一实施例中抑制电极的后视图；
[0036] 图9为本实用新型一实施例中离子以偏转角度流动时抑制电极的左视图。
【具体实施方式】
[0037] 下面将结合示意图对本实用新型的抑制电极以及离子注入机进行更详细的描述， 其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实 用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术 人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。
[0038] 为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能 和结构，因为它们会使本实用新型由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例 的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商 业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和 耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
[0039] 在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权 利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且 均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
[0040] 本实用新型的核心思想在于，提供一种抑制电极，所述抑制电极包括一入射板，所 述入射板包括至少三个入射板电极以及一入射板孔，所述至少三个入射板电极旋转排列形 成所述入射板孔，每一所述入射板电极分别连接一可调电压。当离子注入机的电弧腔所产 生的离子被吸引流入所述入射板孔，通过调整每一所述入射板电极所连接的可调电压的电 压大小，改变所述入射板孔内的电场方向，从而改变所述离子的流动方向，使得流过所述入 射板孔后形成的离子束流的方向具有可控性。
[0041] 以下结合图5-图8说明本实施例中的抑制电极。其中，图5为本实用新型一实施 例中抑制电极的立体图；图6为本实用新型一实施例中抑制电极的主视图；图7为本实用 新型一实施例中抑制电极的左视图；图8为本实用新型一实施例中抑制电极的后视图。
[0042] 如图5所示,所述抑制电极2包括一入射板210,所述入射板210包括至少三个入 射板电极211以及一入射板孔212,其中，所述至少三个入射板电极211旋转排列形成所述 入射板孔212,每一所述入射板电极211分别连接一可调电压。所述可调电压的电压调节 范围可以根据需要进行设置，一般的，所述电弧腔产生的离子带正电，所以，所述可调电压 的电压调节范围可以为0KV?-10KV。较佳的，如图7所示，所述入射板210的厚度T 211为 1mm?5mm，优选的为2mm、3mm、4mm等等。其中，所述入射板电极211的材料可以为石墨等 导电材料。
[0043] 在本实施例中，所有的所述入射板电极211为半径相等的扇形板，如图6所示，每 一扇形板的圆心处均具有一缺角211a，所有的所述扇形板排列为一圆形板（即所述入射板 210的形状为圆形板形状)，所有的所述缺角211a相拼合，从而形成所述入射板孔212。由 于所述入射板电极211为扇形板，使得所述入射板210的边缘平滑，没有尖角，从而避免尖 端放电。
[0044] 较佳的，所述入射板210包括四个所述入射板电极211，使得所述入射板孔212内 的电场分布可以通过4个方向进行调节。优选的，所有的所述扇形的圆心角α的角度均相 同，在本实施例中，由于所述入射板210包括四个所述扇形板，所以，每个所述扇形板的圆 心角α均为90°，可以方便地调节所述入射板孔212内的电场分布。在本实用新型的其它 实施例中，所述入射板210包括五个、六个或更多的所述入射板电极211，每个所述扇形板 的圆心角α也可以不相同，只要可以通过调节每个所述入射板电极211上所施加的可调电 压的大小，从而改变所述入射板孔212内的电场分布，亦在本实用新型的思想范围之内。
[0045] 较佳的，相邻的所述入射板电极211间隔设置，以避免相邻的所述入射板电极211 之间点串扰。例如，在本实施例中，所述间隔为缝隙213,所述缝隙213的宽度Κ 213为1mm? 5mm，优选的为2mm、3mm、4mm等等。在本实用新型的其它实施例中，相邻的所述入射板电极 211还可以设置绝缘材料来实现间隔设置，亦在本实用新型的思想范围之内。
[0046] 在本实施例中，所述抑制电极2还包括一后板220以及一绝缘连接件230,如图5 所示，所述后板220包括一后板孔221，所述后板孔221正对所述入射板孔212,使得所述离 子能够穿过所述入射板孔212后，可以从所述后板孔221流出。所述绝缘连接件230用于 连接固定所述入射板210和后板220,从而使得所述入射板210直接与现有技术中的抑制电 极1整合，不需要更换现有的离子注入机中的任何部件。较佳的，所述后板220的厚度T 22(l 为5_?15mm,优选的为8mm、10mm、1 2mm等等。
[0047] 较佳的，所述后板孔221为圆角矩形，所述后板孔221的宽度W221为3mm?8mm,所 述后板孔221的长度L 221为40mm?55mm，与现有技术中的抑制电极1中的缝隙11相匹配。
[0048] 由于所述后板孔221为圆角矩形，所以，所述入射板孔212较佳的为椭圆形，如图6 所示。所述椭圆形的长轴方向对应所述圆角矩形的长度方向，即，如图5所示，所述椭圆形 的长轴方向为Y方向，所述圆角矩形的长度方向亦为Y方向；所述椭圆形的短轴方向对应所 述圆角矩形的宽度方向，即，如图5所示，所述椭圆形的短轴方向为X方向，所述圆角矩形的 宽度方向亦为X方向，其中，X方向与Y方向相垂直，X方向与Y方向所构成的平面为所述入 射板210的板面。
[0049] 较佳的，所述入射板孔212的短轴直径&大于等于所述后板孔221的宽度W221，并 小于等于所述后板孔221的两倍宽度W 221，即W221彡札彡2XW221。当所述离子非垂直射入 所述入射板孔212时，W 221 < &有利于保证所述离子穿过所述入射板孔212的量，保证经过 所述抑制电极2后形成的离子束流具有一定的宽度。所述入射板孔212的长轴直径可以根 据需要进行设置，不做具体限制。
[0050] 较佳的，如图5所不，所述后板220还包括一后板电极222和一用于支撑所述后板 电极222的后板支架223,所述后板孔221设置于所述后板电极222中,所述后板电极222 设置于所述后板支架223中。其中，所述后板电极222的材料可以为石墨等导电材料。
[0051] 在本实施例中，所述绝缘连接件230包括多个实心棒231，所述实心棒231的一端 连接所述入射板210,所述实心棒231的另一端连接所述后板220。由于所述后板220还包 括所述后板支架223,所以，所述实心棒231较佳的连接所述后板支架223。
[0052] 较佳的，如图7所示，所述入射板210与后板220之间的距离D1为30mm?80mm， 优选的，所述距离D1为40mm、50mm、60mm、70mm等等，使得所述离子在所述入射板210与后 板220之间可以有效地传输。
[0053] 在离子注入机中，所述入射板210面对所述离子注入机的电弧腔设置。如图9所 示，所述离子注入机的电弧腔所产生的离子20被所述入射板电极211吸引，所述电弧腔所 产生的离子20流入所述入射板孔212,通过调整每一所述入射板电极211所连接的可调电 压的电压大小，可以改变所述入射板孔212内的电场方向。当所述离子20非垂直于所述入 射板210射入时（即所述离子20的射入方向与Z方向不平行，其中，Z方向垂直于X方向与 Y方向所构成的平面)，所述入射板孔212内的电场对所述离子20具有电场力，从而改变所 述离子20的流动方向，使得流过所述入射板孔212后形成的离子束流20'的方向与Z方向 平行。之后，所述离子束流20'穿过所述后板孔221，从所述后板220流出。
[0054] 本实用新型的较佳实施例如上所述，但是，本实用新型并不限于上述范围，例如， 所述入射板电极211并不限于为扇形板，在本实用新型的其它实施例中，所述入射板电极 211还可以为四个圆角矩形，所有的所述入射板电极211排列形成的所述入射板210亦为 圆角矩形，亦在本实用新型的思想范围之内；此外，所述绝缘连接件230并不限于为实心棒 231，还可以为中空的管，使得所述离子束流20'可以从管的中心穿过。
[0055] 上述的抑制电极2可以用于离子注入机，所述入射板210面对所述离子注入机的 电弧腔设置，从而调整所述电弧腔所发射的离子的方向以及形状。
[0056] 综上所述，本实用新型提供一种抑制电极以及离子注入机，所述抑制电极包括一 入射板，所述入射板包括至少三个入射板电极以及一入射板孔，所述至少三个入射板电极 旋转排列形成所述入射板孔，每一所述入射板电极分别连接一可调电压。当离子注入机的 电弧腔所产生的离子被吸引流入所述入射板孔，通过调整每一所述入射板电极所连接的可 调电压的电压大小，改变所述入射板孔内的电场方向，从而改变所述离子的流动方向，使得 流过所述入射板孔后形成的离子束流的方向具有可控性。
[〇〇57] 显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用 新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及 其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1. 一种抑制电极，其特征在于，所述抑制电极包括一入射板，所述入射板包括至少三个 入射板电极以及一入射板孔，所述至少三个入射板电极旋转排列形成所述入射板孔，每一 所述入射板电极分别连接一可调电压。
2. 如权利要求1所述的抑制电极，其特征在于，所有的所述入射板电极均为半径相等 的扇形板，每一扇形板的圆心处均具有一缺角，所有的所述扇形板排列为一圆形板，所有的 所述缺角形成所述入射板孔。
3. 如权利要求2所述的抑制电极，其特征在于，所述入射板包括四个所述入射板电极。
4. 如权利要求2所述的抑制电极，其特征在于，所有的所述扇形的圆心角的角度均相 同。
5. 如权利要求1所述的抑制电极，其特征在于，相邻的所述入射板电极间隔设置，所述 间隔的宽度为1mm?5mm。
6. 如权利要求1所述的抑制电极，其特征在于，所述入射板的厚度为1mm?5mm。
7. 如权利要求1-6中任意一项所述的抑制电极，其特征在于，所述抑制电极还包括： 后板，所述后板包括一后板孔，所述后板孔正对所述入射板孔；以及 用于连接固定所述入射板和后板的绝缘连接件。
8. 如权利要求7所述的抑制电极，其特征在于，所述后板孔为圆角矩形。
9. 如权利要求8所述的抑制电极，其特征在于，所述后板孔的宽度为3mm?8mm，所述 后板孔的长度为40mm?55mm。
10. 如权利要求8所述的抑制电极，其特征在于，所述入射板孔为椭圆形，所述椭圆形 的长轴方向对应所述圆角矩形的长度方向，所述椭圆形的短轴方向对应所述圆角矩形的宽 度方向。
11. 如权利要求10所述的抑制电极，其特征在于，所述入射板孔的短轴直径大于等于 所述后板孔的宽度，并小于等于所述后板孔的两倍宽度。
12. 如权利要求8所述的抑制电极，其特征在于，所述后板还包括一后板电极和一用于 支撑所述后板电极的后板支架，所述后板孔设置于所述后板电极中，所述后板电极设置于 所述后板支架中。
13. 如权利要求12所述的抑制电极，其特征在于，所述绝缘连接件连接所述后板支架。
14. 如权利要求8所述的抑制电极，其特征在于，所述绝缘连接件包括多个实心棒，所 述实心棒的一端连接所述入射板，所述实心棒的另一端连接所述后板。
15. 如权利要求8所述的抑制电极，其特征在于，所述后板的厚度为5mm?15mm。
16. 如权利要求8所述的抑制电极，其特征在于，所述入射板与后板之间的距离为 30mm ?80mm。
17. -种离子注入机，其特征在于，包括如权利要求1-16中任意一项所述的抑制电极。
【文档编号】H01J37/30GK203895408SQ201420258903
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】陈晓, 栗保安, 刘群超 申请人:中芯国际集成电路制造(北京)有限公司