在电弧室31内产生并维持等离子体。因此当斥拒极33与等离子体反应，特别是由等离子体内离子溅镀轰击时，稀土元素被溅镀离开斥拒极33并加入等离子体，以产生并维持内有大量形成斥拒极33的稀土元素离子的离子束。
[0104]当然为了改进形成此离子束的效率，所使用的气体应由形成斥拒极33的稀土元素种类决定。举例来说，当斥拒极33由以下稀土元素中至少之一构成:镱(Yb)、铒(Er)、铺(Tb)、镝(Dy)、锡(Sn)与锑(Sb)，气体供应源32应提供以下至少一种气体进入电弧室31内:氟(F)、氩(Ar)、氙(Xe)、磷化氢(PH3)与砷化氢(AsH3)。一般而言，针对特定稀稀土元素所选的气体同时也作为载流气体(carrier gas)以维持等离子体的稳定性。
[0105]更进一步地说，当斥拒极33由稀土元素构成，例如镱、铒、铽、镝、锡与锑，伴随气体(co-gas)，例如惰性气体，可输入电弧室31以使自电弧室31输出的离子束的总离子束流更稳定。此外，若稀土元素的氧化物被采用为斥拒极的材料，可使用含有氢的气体，例如氢气、磷化氢与砷化氢气体，以平衡电弧室31内氧化现象以获得较佳离子源寿命。尽管如此，引入含氢的气体可能减少稀土元素流而因此必须作出取舍。
[0106]合理地，借由使用稀土元素构成的斥拒极33取代传统由钨构成的斥拒极以及上述讨论的蒸发器，稀土元素可直接加入电弧室内的等离子体。依此方式，可避免蒸发器的成本与复杂度，同时电弧室31内等离子体的生成与维持不会明显衰减。
[0107]虽然本发明已通过较佳的实施例进行说明，可被理解的是其他不超出本发明如权利要求所主张的精神与范围所做的修改和变化均可达成，而被本发明所涵盖。
【主权项】
1.一种离子源，其特征在于其包含: 电弧室； 设置邻近于该电弧室的蒸发器，包含: 邻近于该电弧室的外壳； 位于该外壳内的移动容器； 以及用于调整该容器与该电弧室之间距离的驱动组件。2.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于其中该驱动组件由螺丝、滚珠螺杆与铰链所组成的群组。3.根据权利要求1所述的离子源，其特征在于其中该驱动组件沿与该电弧室相交的方向移动该移动容器。4.一种离子源，其特征在于其包含: 电弧室； 设置邻近于该电弧室的蒸发器，包含: 邻近于该电弧室的外壳； 位于该外壳内的第一容器； 位于该外壳内的第二容器； 其中该第一容器与该第二容器分开； 以及其中该电弧室与该第一容器之间的距离与该电弧室与该第二容器之间的距离不同。5.根据权利要求4所述的离子源，其特征在于其中该第二容器由传送气体的气体管线部分环绕。6.根据权利要求5所述的离子源，其特征在于其中当该第一容器靠近该电弧室时，该第二容器远离该电弧室。7.一种离子源，其特征在于其包含: 电弧室;及 设置邻近于该电弧室的蒸发器，包含: 邻近于该电弧室的外壳； 位于该外壳内的容器； 以及机械连接至该外壳的气体管线。8.根据权利要求7所述的离子源，其特征在于其中该气体管线的配置包含: 该气体管线环绕该容器； 该气体管线位于邻近该容器且距离该电弧室较远的一端。9.根据权利要求7所述的离子源，其特征在于其中该气体管线的配置包含: 该气体管线的气体流速借由调整该气体管在线的气阀调整； 气体源供应的气体速度能够调整； 以及当加热器、冷却器及/或热交换组件连接至该气体管线并位于该蒸发器上游时，该气体管线内气体的温度能够调整。10.一种离子源，其特征在于其包含: 电弧室； 设置邻近于该电弧室的蒸发器，包含: 邻近于该电弧室的外壳； 位于该外壳内的容器； 以及位于该容器附近的加热器。11.根据权利要求10所述的离子源，其特征在于其中该加热器机械接触该容器。12.根据权利要求10所述的离子源，其特征在于其中该加热器为嵌入该外壳的至少一部分的热电阻。13.一种离子源，其特征在于其包含: 电弧室； 设置邻近于该电弧室的蒸发器，包含: 邻近于该电弧室的外壳； 位于该外壳内的容器； 以及位于该电弧室与该外壳之间的热屏蔽。14.根据权利要求13所述的离子源，其特征在于其中该热屏蔽靠近部分该电弧室，该部分该电弧室邻近但不接触该蒸发器。15.根据权利要求13所述的离子源，其特征在于其中该热屏蔽在该电弧室与该外壳之间移动。16.根据权利要求13所述的离子源，其特征在于更包含与该热屏蔽结合以传送气体将热能带离该热屏蔽的气体管线。17.一种离子源，其特征在于其包含: 电弧室； 设置邻近于该电弧室的蒸发器，包含: 邻近于该电弧室的外壳； 至少一个位于该外壳内的容器； 用于调整该容器温度以使容器温度不再主要仅由该电弧室的温度决定的温度调整组件； 以及用于调控该温度调整组件运作的控制组件。18.根据权利要求17所述的离子源，其特征在于该控制组件调控该温度调整组件运作是根据以下至少其中之一: 法拉第杯侦测到的离子束流； 该电弧室的参数值，例如输入该电弧室的功率与传输至该电弧室所有气体的流速； 以及该容器内欲蒸发材料的量。19.根据权利要求17所述的离子源，其特征在于该温度调整组件包含以下至少其中之 用于调整该容器与该电弧室之间距离的驱动组件； 当该外壳内有至少两个容器时，环绕具有与该电弧室之间较远距离的容器的至少一部份的气体管线； 机械连接至该外壳的气体管线，其中该气体管线内的气体流速能够调整； 位于该外壳内的加热器； 以及位于该电弧室与该外壳之间的热屏蔽。20.根据权利要求19所述的离子源，其特征在于该控制组件的运作包含以下至少其中之一: 沿与该电弧室相交的方向移动该容器； 当外壳内有至少两个容器时调整环绕距电弧室较远的容器的至少一部份的气体管线的气体流速； 调整机械连接至该外壳的该气体管线的气体流速； 调整位于该外壳内的该加热器的温度； 以及移动设置于该外壳之外与位于该电弧室与该外壳之间的热屏蔽。21.根据权利要求17所述的离子源，其特征在于更包含以下至少其中之一: 设置邻近于该容器的第一温度传感器以侦测该容器内的固态材料的温度； 设置邻近于与该外壳整合的加热器的第二温度传感器； 以及设置邻近于与该外壳整合的气体管线的第三温度传感器。22.根据权利要求21所述的离子源，其特征在于其中该控制组件的操作由以下至少其中之一调整: 由该第一温度传感器侦测的该容器内固态材料的的实际温度； 由该第二温度传感器侦测的该加热器的温度； 由该第三温度传感器侦测的该气体管线的温度。23.一种应用于执行稀土元素布植的离子布植机的离子源，其特征在于其包含: 电弧室； 至少一个提供至少一种气体进入该电弧室的气体供应源； 以及位于该电弧室内的斥拒极，其中该斥拒极由至少一种稀土元素构成。24.根据权利要求23所述的离子源，其特征在于其中该斥拒极由以下材料中至少其中之一构成:镱(Yb)、铒(Er)、铽(Tb)、镝(Dy)、锡(Sn)与锑(Sb)。25.根据权利要求23所述的离子源，其特征在于其中该气体选自以下由氟(F)、氩(Ar)、氙(Xe)、磷化氢(PH3)与砷化氢(AsH3)所组成的群组。26.根据权利要求23所述的离子源，其特征在于其中该斥拒极由被布植稀土元素的氧化物构成，使用含氢的气体。27.根据权利要求26所述的离子源，其特征在于其中该含氢的气体选自以下由氢气、磷化氢与砷化氢气体所组成的群组。
【专利摘要】离子源具有蒸发器并使用以下之一或更多方式控制位于蒸发器内材料的温度。首先，容器内材料与邻近电弧室之间的距离可调整。其次，当蒸发器内有两个或更多个容器，这些容器与邻近电弧室之间的距离并不是都相同。第三，加热器及/或冷却器被用来将热带入或带离蒸发器，即使容器位于蒸发器内。第四，热屏蔽设置于蒸发器与邻近电弧室之间以阻挡热辐射。因此容器的温度可调整而不再仅由邻近的电弧室决定。此外，离子源具有由稀土元素构成的斥拒极使稀土元素离子直接在电弧室内产生。
【IPC分类】H01J37/08, H01J37/32, H01J37/317, H01J37/305
【公开号】CN105719927
【申请号】CN201510955932
【发明人】胡扣霖, 白晓, 万志民, 陈丽暖, 冯增烜
【申请人】汉辰科技股份有限公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2015年12月17日