本發(fā)明專利技術(shù)揭示一種與離子源組合件一起使用的浪涌保護(hù)系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括與熱離子二極管或熱離子三極管以及離子源組合件串聯(lián)耦合的高壓電源。所述高壓電源供應(yīng)器封閉在壓力槽中并且驅(qū)動所述離子源組合件。所述熱離子二極管或三極管包括安置在離子源組合件罩殼與高壓電源供應(yīng)器的輸出端之間的絕緣管并且利用現(xiàn)有離子源組合件組件來限制在所述離子源組合件的電弧故障期間對所述電源供應(yīng)器的破壞。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】【專利摘要】本專利技術(shù)揭示一種與離子源組合件一起使用的浪涌保護(hù)系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括與熱離子二極管或熱離子三極管以及離子源組合件串聯(lián)耦合的高壓電源。所述高壓電源供應(yīng)器封閉在壓力槽中并且驅(qū)動所述離子源組合件。所述熱離子二極管或三極管包括安置在離子源組合件罩殼與高壓電源供應(yīng)器的輸出端之間的絕緣管并且利用現(xiàn)有離子源組合件組件來限制在所述離子源組合件的電弧故障期間對所述電源供應(yīng)器的破壞?！緦＠f明】與離子植入系統(tǒng)一起使用的高電壓電源供應(yīng)器用的電流限制器
本專利技術(shù)的實施例涉及半導(dǎo)體裝置制造領(lǐng)域。更具體來說，本專利技術(shù)涉及一種在使用離子植入裝備期間抑制由電弧放電所產(chǎn)生的電流浪涌的設(shè)備。
技術(shù)介紹
離子植入是一種用于將雜質(zhì)離子摻雜到目標(biāo)基底中以獲得所需裝置特性的制程。將離子束從離子源室引導(dǎo)到目標(biāo)基底。植入到目標(biāo)基底中的深度是基于離子植入能量以及在來源室中產(chǎn)生的離子的質(zhì)量。圖1是典型的離子植入器系統(tǒng)的方塊圖。高壓電源供應(yīng)器10向陰離子源室12供應(yīng)所需能量，所述陰離子源室12經(jīng)配置以產(chǎn)生特定種類的離子。所產(chǎn)生的離子經(jīng)由一系列電極14而從來源被提取出并且形成射束16，射束16經(jīng)來自電源供應(yīng)器10的電壓加速。所施加的電壓可在幾千伏到數(shù)百千伏范圍內(nèi)。在一些應(yīng)用中，若干個電源供應(yīng)器可經(jīng)堆疊以達(dá)到甚至更高的電壓。所提取出的射束通過質(zhì)量分析器磁體18。所述質(zhì)量分析器配置有特定磁場以使得僅具有所需質(zhì)荷比(mass-to-charge ratio)的離子能夠穿過分析器。所需種類的離子通過分辨狹縫20以及多個射束成形元件22、24、26，這些元件使得離子準(zhǔn)備好進(jìn)行植入并且將離子引導(dǎo)到定位于支撐物(例如平臺)28上的工件或基底。校正器磁體24經(jīng)賦能以根據(jù)所施加磁場的強(qiáng)度和方向使離子束偏轉(zhuǎn)，以提供朝向定位于支撐物(例如平臺)28上的工件或基底的帶狀射束。一般來說，所述高壓是經(jīng)由高壓電源供應(yīng)器所供應(yīng)的電極所施加。所述高壓電源供應(yīng)器的設(shè)計應(yīng)考慮到在長期使用期間過熱、閃絡(luò)(flashover)以及非預(yù)期的電壓成弧(voltage arcing)的可能性。另外，因為這些電源供應(yīng)器在所述高壓下工作，所以與在較低電壓水平(voltage level)下工作的電源供應(yīng)器相比,故障率隨時間增加。從高壓電極向系統(tǒng)另一部分的成弧現(xiàn)象是一種上述系統(tǒng)常見的故障。存在有許多造成電弧的原因并且電弧是不可避免的，甚至對于良好設(shè)計的系統(tǒng)也是如此。典型的植入器規(guī)格允許每小時10次或大于10次電弧。電弧的特性在于其呈現(xiàn)負(fù)阻抗。在電路中不存在額外的電流限制元件的情況下，電弧可能造成高的電流浪涌，其破壞或耗損電源供應(yīng)器以及其它組件。圖2顯示利用電阻器作為高壓電源供應(yīng)器的電流限制組件的示范性現(xiàn)有技術(shù)離子源組合件的示意圖。通常，電阻器207在高壓電源供應(yīng)器203與離子源組合件209之間串聯(lián)耦合以限制任何電弧211誘發(fā)的電流尖峰(current spike)的影響。然而，電阻器為線性組件并且由電弧造成的高電壓降(例如從離子源組合件到接地)仍造成比例較高的電流流動。在實施例中，本專利技術(shù)用熱離子二極管替換在高壓電源供應(yīng)器與陰離子源組合件之間耦合的高值電阻器。熱離子二極管是非線性組件并且因此將以與電壓無關(guān)的方式限制可能通過的電流量。
技術(shù)實現(xiàn)思路
在第一個實施例中，揭示一種與離子源組合件一起使用的熱離子二極管組合件浪涌保護(hù)系統(tǒng)(surge protection system)。所述系統(tǒng)包括與熱離子二極管以及離子源組合件串聯(lián)耦合的高壓電源。所述離子源組合件包含離子源、具有外層表面的罩殼、使離子源的真空部分與熱離子二極管外殼耦合的流體連接組合件、以及位于離子源槽的第一末端的陰極。所述陰極包括陰極燈絲電源供應(yīng)器以及安置在流體連接組合件內(nèi)并且與罩殼的外層表面實質(zhì)上齊平安裝的陰極燈絲。所述高壓電源供應(yīng)器封閉在源壓力槽中并且驅(qū)動離子源組合件。所述熱離子二極管外殼包括安置在離子源組合件罩殼與高壓電源供應(yīng)器的輸出端之間的絕緣管。所述絕緣管安裝在壓力槽的端板最接近陰極的一端上以與離子源組合件罩殼的外層表面形成真空密封。絕緣管在另一端上由與高壓電源供應(yīng)器的輸出端耦合的陽極密封。在另一個實施例中，揭示一種與離子源組合件一起使用的熱離子三極管組合件浪涌保護(hù)系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括與熱離子二極管以及離子源組合件串聯(lián)耦合的高壓電源。所述離子源組合件包含離子源以及具有外層表面的罩殼，其中將在一個區(qū)域中的所述外層表面穿孔以使得在陰極與陽極之間形成柵格。所述離子源組合件還包含使離子源的真空部分與熱離子三極管外殼耦合的流體連接組合件、以及位于源壓力槽的第一末端的陰極。所述陰極包括陰極燈絲電源供應(yīng)器以及安置在流體連接組合件內(nèi)并且與離子源組合件罩殼的外層表面實質(zhì)上齊平安裝的陰極燈絲。所述高壓電源供應(yīng)器封閉在壓力槽中并且驅(qū)動離子源組合件。所述熱離子三極管外殼包括安置在離子源組合件罩殼與高壓電源供應(yīng)器的輸出端之間的絕緣管。所述絕緣管安裝在離子源槽的端板最接近陰極的一端上以與離子源組合件罩殼的經(jīng)穿孔外層表面形成真空密封。絕緣管在另一端上由與高壓電源供應(yīng)器的輸出端耦合的陽極密封。本專利技術(shù)的實施例限制在由電弧產(chǎn)生的故障期間在陰離子源組合件與高壓電源供應(yīng)器的接地返回路徑(ground return path)之間的過量電流。另外，與熱離子二極管組合件相比，熱離子三極管組合件在所述故障期間將提供額外的離子源組合件屏蔽?！緦＠綀D】【附圖說明】圖1顯示代表性離子植入系統(tǒng)的方塊圖。圖2顯示利用線性電阻器作為高壓電源供應(yīng)器的電流限制組件的離子源組合件的現(xiàn)有技術(shù)電路圖。圖3顯示根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施例的利用非線性熱離子二極管作為高壓電源供應(yīng)器的電流限制組件的離子源組合件的電路圖。圖4說明典型熱離子二極管的陽極電流特性。圖5顯示根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施例的利用非線性熱離子二極管作為高壓電源供應(yīng)器的電流限制組件的離子源組合件的電路/方塊圖。圖6顯示根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施例的利用非線性熱離子三極管作為高壓電源供應(yīng)器的電流限制組件的離子源組合件的電路/方塊圖?！揪唧w實施方式】現(xiàn)在將參看附圖在下文更充分地描述本專利技術(shù)，附圖中顯示本專利技術(shù)的優(yōu)選實施例。然而，本專利技術(shù)可以許多不同形式實施并且不應(yīng)理解為限于本文所闡述的實施例。相反地，提供這些實施例以使得本專利技術(shù)將為詳細(xì)和完整的，并且將向所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員充分傳達(dá)本專利技術(shù)的范圍。在附圖中，自始至終相同數(shù)字是指相同元件。幾乎所有用于向離子植入系統(tǒng)供能的高壓電源供應(yīng)器都在輸出端使用抗浪涌系列電阻器以防止負(fù)載電弧產(chǎn)生的自破壞(self-destruction)。高壓電源供應(yīng)器用于離子植入系統(tǒng)中以產(chǎn)生將離子植入目標(biāo)基底中所必需的加速度能量。通常用于離子植入器中的高壓電源供應(yīng)器的一個實例是科克羅夫特-沃爾頓電源供應(yīng)器(Cockcroft-Walton powersupply) 0科克羅夫特-沃爾頓電源供應(yīng)器是由低交流(AC)電壓或脈沖直流(DC)輸入產(chǎn)生高DC電壓的電路。科克羅夫特-沃爾頓電源供應(yīng)器是由用于產(chǎn)生高壓的電容器以及二極管的電壓倍增器梯形網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。與變壓器不同，這種梯形方法消除了對于重核以及所需的絕緣/罐封(potting)的主體的需要。僅使用電容器與二極管，這些電壓倍增器可使相對低的電壓逐步提升到極高值，而同時遠(yuǎn)比變壓器輕得多并且便宜本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：可勞斯·貝克，可勞斯·派崔，皮爾·盧比克，
申請(專利權(quán))人：瓦里安半導(dǎo)體設(shè)備公司，
類型：
國別省市：
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