离子注入机结构构造
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（4）偏束器
学习情景二
原因：
由于系统中还有还有未排除的空气原子，
离子在管道中高速运动时，就有可能和空 气原子发生碰撞，从而发生电荷交换，离 子将电荷传递给空气原子，而呈电中性， 中性的离子对于掺杂是没有作用的，必须 将其去除。通过偏束器即可实现这一点。
原理：
用一静电极板使加速后的离子偏转一小角 0
度（约为5 ）后再进入靶室，中性束因不受 电场影响仍沿原方向直线前进而截留。
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学习情景二
（5）扫描器 离子束流截面积较小，约在“平方毫米” 数量级，且中间密度大，周围密度小，这 样的离子束流根本无法使用，扫描就是使 离子在整个靶片上均匀注入而采用的一种 措施。
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离子注入机示意图
离子源 等离子体
吸出组件
学习情景二
分析磁体 粒子束
加速管
工艺腔 扫描盘
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学习情景二
（1）离子源
产生注入用离子的设备 原理：利用电子放电使气态离子源材料电离，
产生离子浓度很高的等离子体，然后用一 负偏压（吸极）将正离子从等离子体中吸 出来成为一束离子流。
学习情景二
单元五： 掺杂
子任务2： 离子注入设备
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学习情景二
离子注入机结构构造
离子注入机是实现注入掺杂的关键设备，
不象扩散技术，每种杂质都必需单独配备 一套扩散系统，而一台注入机可进行多种 不同离子的注入； 扩散一次可同时对几十乃至几百个硅晶片 进行掺杂，而离子注入是一个一个逐点扫 描注入的。
60 或90 扇形磁铁；
原理
基于运动电荷在磁场中所受到的洛仑兹力
使粒子运动轨迹发生弯曲的动力学理论， 当粒子垂直于磁场方向进入两块扇形磁极 所形成的磁场中，可求出运动轨迹弯曲的 曲率半径为：
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学习情景二
根据上式，可见，在一定的磁场和引入电
压下，把出口狭缝放在适当位置，只有质 荷比（M/j）符合上述式子的离子才能通过， 而其它离子则无法通过，从而达到分选离 子的目的。 (3)加速器 离子能量在离子注入中是一个主要参量。 离子束是通过一个具有分段加速势的长管 道来获得所需要的能量的。
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加速管
电极
+100 kV+80 kV +60 kV +40 kV +20 kV 0 kV
学习情景二
粒子束
粒子束
来自分 析磁体
至工艺腔
+100 kV
100 MW 100 MW 100 MW 100 MW 100 MW
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加速方式：
先加速，后分析 前后加速，中间分析 其中以第二种方式较为常用。
学习情景二
扫描方式：
靶片静止，离子束在X、Y两方向上作电扫
描； 离子束在Y方向上作电扫描，靶在X、Y方 向上作机械运动； 离子束不扫描，完全由靶片的机械运动实 现全机械扫描； 以前两种扫描方式较为普遍；
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学习情景二
（6）工作室 室内有安装靶片的样品架，样品架上备有 对靶片进行加热或冷却的装置； 并与电荷积分仪相连以检测注入剂量，必 要时样品架还可以做相应的运动。 另外，注入机还备有真空排气系统和电子 控制装置。为减少中性束离子，系统真空 度一般为1×10-4Pa。
源材料：选择广泛，可以是任何一种能电离
的单质或化合物，优先选用气态源，如砷 烷，磷烷等。
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（2）质量分析器 从离子源出来的离子束一般包含有几种离 子，而需要注入的仅仅是其中一种，因此 需要通过分析器将所需要的离子准确地筛 选出来。
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分析器以磁分析器居多，在分析器中常用 0 0
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（4）偏束器
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原因：
由于系统中还有还有未排除的空气原子，
离子在管道中高速运动时，就有可能和空 气原子发生碰撞，从而发生电荷交换，离 子将电荷传递给空气原子，而呈电中性， 中性的离子对于掺杂是没有作用的，必须 将其去除。通过偏束器即可实现这一点。
原理：
用一静电极板使加速后的离子偏转一小角 0
度（约为5 ）后再进入靶室，中性束因不受 电场影响仍沿原方向直线前进而截留。
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（5）扫描器 离子束流截面积较小，约在“平方毫米” 数量级，且中间密度大，周围密度小，这 样的离子束流根本无法使用，扫描就是使 离子在整个靶片上均匀注入而采用的一种 措施。
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（1）离子源
产生注入用离子的设备 原理：利用电子放电使气态离子源材料电离，
产生离子浓度很高的等离子体，然后用一 负偏压（吸极）将正离子从等离子体中吸 出来成为一束离子流。
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单元五： 掺杂
子任务2： 离子注入设备
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离子注入机是实现注入掺杂的关键设备，
不象扩散技术，每种杂质都必需单独配备 一套扩散系统，而一台注入机可进行多种 不同离子的注入； 扩散一次可同时对几十乃至几百个硅晶片 进行掺杂，而离子注入是一个一个逐点扫 描注入的。
60 或90 扇形磁铁；
原理
基于运动电荷在磁场中所受到的洛仑兹力
使粒子运动轨迹发生弯曲的动力学理论， 当粒子垂直于磁场方向进入两块扇形磁极 所形成的磁场中，可求出运动轨迹弯曲的 曲率半径为：
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根据上式，可见，在一定的磁场和引入电
压下，把出口狭缝放在适当位置，只有质 荷比（M/j）符合上述式子的离子才能通过， 而其它离子则无法通过，从而达到分选离 子的目的。 (3)加速器 离子能量在离子注入中是一个主要参量。 离子束是通过一个具有分段加速势的长管 道来获得所需要的能量的。
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电极
+100 kV+80 kV +60 kV +40 kV +20 kV 0 kV
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+100 kV
100 MW 100 MW 100 MW 100 MW 100 MW
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加速方式：
先加速，后分析 前后加速，中间分析 其中以第二种方式较为常用。
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扫描方式：
靶片静止，离子束在X、Y两方向上作电扫
描； 离子束在Y方向上作电扫描，靶在X、Y方 向上作机械运动； 离子束不扫描，完全由靶片的机械运动实 现全机械扫描； 以前两种扫描方式较为普遍；
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（6）工作室 室内有安装靶片的样品架，样品架上备有 对靶片进行加热或冷却的装置； 并与电荷积分仪相连以检测注入剂量，必 要时样品架还可以做相应的运动。 另外，注入机还备有真空排气系统和电子 控制装置。为减少中性束离子，系统真空 度一般为1×10-4Pa。
源材料：选择广泛，可以是任何一种能电离
的单质或化合物，优先选用气态源，如砷 烷，磷烷等。
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（2）质量分析器 从离子源出来的离子束一般包含有几种离 子，而需要注入的仅仅是其中一种，因此 需要通过分析器将所需要的离子准确地筛 选出来。
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分析器以磁分析器居多，在分析器中常用 0 0