[发明专利]一种等离子体浸没注入剂量标定方法

说明书

技术领域

本发明属于等离子体技术领域，具体为一种涉及等离子体浸没注入的剂量标定方法，从回路电流的角度提供了一种新颖，简单可靠的方法。在等离子体浸没注入过程中，采用测试电压电流波形，通过电流积分的方法并且修正二次电子影响，来对注入离子的剂量进行标定。

背景技术

等离子体浸没注入技术，在材料表面改性和半导体材料制备方面有广泛应用。传统的离子注入为视线过程，只有暴露在离子枪口下的工件表面才能得到离子注入，工件的内表面或沟槽表面较难实现。而等离子体浸没注入改变了离子束状注入的特点，设备结构示意图如附图1，在离子注入时候，等离子体通过射频源产生，弥漫在工件周围，当在靶台加上负脉冲的高压后，等离子体注入到样品表面。由于等离子体的形式是弥漫的，所以注入是全方位的。与传统束状离子注入相比，等离子体浸没注入更适合体积大，形状复杂的工件，适合低成本批量生产。

等离子体浸没注入相较于束状离子注入具备很多的优点，但注入剂量的标定比较困难。迄今为止，有一些等离子体浸没注入的模型来模拟离子注入过程，从而来进行对注入剂量的标定。在这些模型中，利用描述真空电场中带电粒子的运动规律的Child公式，和等离子体壳层模型，可以运算得到计算等离子体注入剂量的公式：

Dtotal=(23)1/321/2ϵ01/3tfe-1/6n02/3m-1/6V1/2tp1/3---(1)]]>

在上式中，ε₀，e，m为常量，而t，f，V，t_p等可以通过实验参数精确控制。但是在具体实验过程中，等离子体密度n₀受到众多因素的影响，如等离子体气体压强，射频源的耦合功率等等；再者，等离子体密度的测量工作量大，常规方法的双探针法或光谱法误差很大；此外，在等离子体浸没注入的体系中，不同腔体位置的等离子体密度n₀差别很大，在z轴上的密度分布几个数量级的差别。由此可知，等离子体浸没注入剂量标定比较困难有了巨大的误差。

近年等离子体浸没注入技术被广泛应用于功能材料的表面改性和制备领域。其中包括半导体材料和光电子材料，而在这些材料的加工工艺过程中，注入离子掺杂浓度将极大地影响材料性能。所以，精确的剂量控制对等离子体浸没注入方法将来的发展有着举足轻重的意义，相应的剂量标定方法也十分重要。

发明内容

本发明意在提供一种新的精度高，操作简便的等离子体浸没注入的剂量标定方法。