离子注入机是高压小型加速器中的一种,是由离子源得到所需要的离子,经过加速得到几百千电子伏能量的离子束流,用做半导体材料、大规模集成电路和器件的离子注入,还能用于太阳能电池等的制造。
根据离子束电流和束流能量范围,离子注入机可分为三大类:中低束流离子注入机、低能大束流离 子注入机、高能离子注入机。离子注入机包含了气体系统、电机系统、真空系统、控制系统和射线系统5个子系统,其中以射线系统为最。
1、气体系统:存储杂质离子产生而需要使用的很多危险气体和蒸气,降低渗漏到生产中的风险;
2、电机系统:保证稳定精准的电压和电流,供杂质离子产生过程需要用到的热灯丝或射频等离子体源、质谱仪磁铁等正常运作;
3、真空系统:在高真空状态下,减少带电离子和中性气体分子沿离子轨迹发生碰撞引起不必要的 散射和能量损耗,减少因离子和中性原子间的电荷交换造成射线污染;
4、控制系统:机器手臂等机械控制晶圆的移动,使整个晶圆获得均匀注入;
5、射线系统:为离子注入机最重要的部分,根据所属功能分类,射线系统主要由6大核心零部件构成:离子源、吸极、离子分析器、加速管、扫描系统、工艺腔。