[发明专利]一种离子注入或注入且沉积系统

说明书

本发明公开一种离子注入或注入且沉积系统，包括：注入或注入且沉积工作室，其内部在处理工件时处于真空状态；阴极靶台，将待处理的工件支撑于所述注入或注入且沉积工作室内；粒子馈送源，用于给所述注入或注入且沉积工作室供应粒子；粒子馈送管道，与粒子馈送源连接，用于将粒子送向所述注入或注入且沉积工作室；等离子体增强放电装置，其为内壁与电子碰撞能发出二次电子的绝缘管，一端连接所述粒子馈送管道，另一端连接所述注入或注入且沉积工作室，使粒子能通过该绝缘管从所述粒子馈送管道进入所述注入或注入且沉积工作室。本发明可以有效提高粒子离化率，提高注入或注入且沉积的质量和效率。

技术领域

本发明涉及离子注入或注入且沉积系统。

背景技术

目前离子注入或注入且沉积技术已在金属材料表面改性、生物高分子材料表面改性以及集成电路制备等众多领域得到了广泛的应用。离子注入在半导体上的应用主要在绝缘体上的硅(Silicon on Insulator，SOI)材料的制备和沟槽掺杂方面。目前使用比较广泛且比较有发展前途的SOI制备技术主要有注氧隔离SIMOX(Separation by ImplantedOxygen)技术和Smart Cut技术等。

SIMOX技术是在高温条件下，将高剂量氧离子注入到单晶硅中形成隔离层，在超高温退火条件下形成顶层硅、石英埋层、体硅三层结构的新型半导体材料。智能剥离技术是利用氢离子注入到硅片中，形成具有气泡层的注氢片，与支撑硅片键合(两个硅片中至少有一片的表面带有热氧化的SiO₂覆盖层)，经适当的热处理使注氢片从气泡层处完整裂开，形成SOI结构。

但是这两种方式都需要昂贵的专用离子注入机，成本较高，并且均匀性难以控制。

全方位离子注入技术是一种低成本且设备简易的离子注入技术，是在工件上施加一个脉冲偏压，在工件周围形成正离子鞘层，鞘层中的离子在鞘层电场作用下从各个方向同时注入到工件表面。

为了保证复杂形状工件的注入均匀性，国内外学者提出了“保形”或“共形”离子注入技术，即通过控制注入时离子鞘层的形状，使之与工件形状相似，使工件周围的电场与工件表面垂直，从而使鞘层中的粒子可以垂直、均匀的注入到工件上。

提高注入或注入且沉积的粒子的离化率是“保形”或“共形”离子注入技术的一个重要手段。但是对难离化的粒子进行离子注入时，由于粒子的离化率低，工件表面的离子鞘层的厚度变大，在非圆球形的工件，其表面的鞘层曲率可能普遍小于工件本身的曲率，使得在孔隙、狭缝、棱角、边缘等地方的注入剂量不均匀，导致粒子的注入质量并不理想，从而严重限制了全方位离子注入技术的应用。

发明内容

本发明之目的在于针对现有技术的不足和缺陷，提供一种离子注入或注入且沉积系统，以提高离子注入的注入剂量、注入均匀性、以及注入或注入且沉积效率。

为实现上述目的，本发明提供一种离子注入或注入且沉积系统，包括：注入或注入且沉积工作室，该注入或注入且沉积工作室的内部在处理工件时处于真空状态；阴极靶台，将待处理的工件支撑于所述注入或注入且沉积工作室内；粒子馈送源，用于给所述注入或注入且沉积工作室供应粒子；粒子馈送管道，与所述粒子馈送源连接，用于将粒子送向所述注入或注入且沉积工作室；等离子体增强放电装置，该等离子体增强放电装置为内壁与电子碰撞能发出二次电子的绝缘管，该绝缘管一端连接所述粒子馈送管道，另一端连接所述注入或注入且沉积工作室，使粒子能通过该绝缘管从所述粒子馈送管道进入所述注入或注入且沉积工作室。

作为优选方式，所述绝缘管为直管、弯管或异型管。

作为优选方式，所述绝缘管的内壁轮廓为圆形、椭圆形或多边形。

作为优选方式，所述绝缘管的内壁轮廓的横向尺寸的范围是0.5mm～20mm。

作为优选方式，所述绝缘管的长度范围是0.5cm～500cm。