Ионный имплантер на средние энергии для технологических целей

• Автор: Чумаков, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 112 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ФИЗИЧЕСКАЯ СХЕМА ИМПЛАНТЕРА, ЕГО ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ И СИСТЕМЫ
1.1 Ионные источники
1.2 Ускорительная трубка
1.3 Сепарирующий магнит
1.4 Приемная камера
1.4.1 Конструкция приемной камеры, методы измерения дозы облучения
1.4.2 Схема измерения дозы
1.5 Конструктивные особенности
ГЛАВА 2. СИСТЕМА ПИТАНИЯ
2.1 Генератор высокого напряжения
2.1.1 Основной высоковольтный выпрямитель
1.1.2 Трехфазный высокочастотный преобразователь
2.2 Высоковольтный терминал
2.2.1 Система передачи мощности на высокий потенциал
2.2.2 Система питанш ионных источников, принципы разделения управляющих и силовых модулей, состав и конструкция крейтов высоковольтного терминала
2.3 Система питания на низком потенциале
ГЛАВА 3. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ
3.1 Концепция распределенной системы управления
3.2 Архитектура распределенной системы управления для имплантера
3.3 Многофункциональный одноплатный помехоустойчивый контроллер «ЛОКУС»
3.3.1 Схемотехника контроллера «ЛОКУС»
3.4 Программируемый модуль блокировок

3.5 Программное обеспечение
3.5.1 Протокол связи и структура микропрограммы контроллера ЛОКУС
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ИМПЛАНТЕРА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Ионная бомбардировка твердых тел пучками ускоренных ионов с целью модификации свойств поверхностного слоя используется в различных отраслях современной науки и техники. Спектр применения ионно-лучевых технологий в настоящее время очень широк. В процессе взаимодействия атомных частиц с твердыми телами в зависимости от их вида, энергии, интенсивности облучения происходят сложные физико-химические процессы в поверхностном слое твердого тела. Такими процессами, инициируемыми облучением твердых тел атомными частицами, могут быть активация химических реакций на поверхности, распыление, внедрение, дефектообразование и т.д. [1,2].
При очень низких кинетических энергиях ионов (менее 5 эВ) взаимодействия происходят в самом поверхностном слое вещества. При этом наблюдаются такие явления, как десорбция, химические реакции, полимеризация и т.д. При кинетической энергии ионов, превышающей энергию связи атомов, происходят перемещения и поверхностная миграция атомов, т.е., генерация дефектов. При энергиях ионов, превышающих пороговую энергию распыления, решающую роль начинает играть выбивание атомов из поверхности мишени, т.е., ионное распыление. При увеличении энергии ионов доминирующими процессами становятся все более увеличивающиеся объемные нарушения решетки и глубокое проникновение ионов (ионная имплантация).
Ионная имплантация широко используется в электронной и микроэлектронной промышленности [1]. Уже в 1970 г. началось массовое производство интегральных схем с применением ионного легирования. Легирование (внесение примесей) полупроводников ионным внедрением существенно отличается от диффузионного. Основные преимущества ионного легирования: процесс происходит при относительно низких температурах; концентрация примесей может превышать предел их растворимости в полупроводнике; строгая геометрическая локализация легированных

проведении пучка с заведомо известным отношением массы к заряду. Обычно используется аргон или другой инертный газ - атомы этих газов не соединяются в молекулы, кроме того, в ионных источниках, используемых в имплантере, всегда можно минимизировать или вообще исключить выход многозарядных ионов.
Датчики положения пучка включены в контур автоматического регулирования системы стабилизации энергии.
1.4 Приемная камера.
1.4.1 Конструкция приемной камеры, методы измерения дозы облучения.
Приемная камера представляет собой устройство для групповой обработки
пластин со сканированием мишени. Система двойного механического сканирования
мишени имеет ряд преимуществ по сравнению с системами сканирования пучка:

1. Угол имплантации всегда можно поддерживать близким 0 , так как ионный пучок при правильной юстировке неподвижен и нормален по отношению к мишени;
2. Устраняются многие проблемы, связанные с обеспечением высокой однородности дозы: образование пятна нейтралов перезарядки в центре мишени, влияние нестабильности и несимметричности формы напряжений на отклоняющих пластинах и некоторые другие;
3. Уменьшается пространство дрейфа некомпенсированного пучка, так как перед входом в систему отклоняющих пластин пучок должен быть денейтрализован;
4. Метод групповой обработки позволяет значительно облегчить тепловой режим облучаемых пластин;
5. При организации системы автоматической загрузки-выгрузки повышается производительность установки.