[發明專利]一種離子注入機束流與劑量測控裝置及劑量控制方法

有效

• 申請號: 201410457041.3
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN104332377A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 鐘新華;王迪平;易文杰;袁衛華;彭立波
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十八研究所
• 主分類號: H01J37/317
• 分類號: H01J37/317;H01J37/244
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

1.一種離子注入機束流與劑量測控裝置，包括CPU單元；其特征在于，所述CPU單元與SPI通信接口模塊、ADC模塊、通道程控開關、檔位程控開關、束流/劑量程控開關、劑量積分電路、峰值捕捉電路、波形發生電路連接；所述SPI通信接口模塊與所述ADC模塊連接；所述ADC模塊與所述束流/劑量程控開關連接；所述束流/劑量程控開關與所述峰值捕捉電路、劑量積分電路連接；所述束流/劑量程控開關、峰值捕捉電路、劑量積分電路均與所述檔位程控開關連接；所述檔位程控開關與所述通道程控開關連接；所述通道程控開關與離子注入機的法拉第杯接入端口連接。

2.根據權利要求1所述的離子注入機束流與劑量測控裝置，其特征在于，所述CPU單元型號為PIC18C452。

3.根據權利要求1或2所述的離子注入機束流與劑量測控裝置，其特征在于，所述波形發生電路型號為AD768AR。

4.根據權利要求3所述的離子注入機束流與劑量測控裝置，其特征在于，所述通道程控開關、檔位程控開關、束流/劑量程控開關均采用固態繼電器組。

5.根據權利要求4所述的離子注入機束流與劑量測控裝置，其特征在于，所述劑量積分電路包括第一運算放大器，所述第一運算放大器負輸入端和輸出端之間并聯有兩個電容支路，所述兩個電容支路并聯；所述第一運算放大器正輸入端接地；所述第一運算放大器的兩個電源引腳分別輸入+15V電源和-15V電源；所述兩個電源引腳各與一個接地電容連接；所述第一運算放大器的兩個偏置調整端通過可調電阻連接；所述可調電阻與+15V電源連接。

6.根據權利要求5所述的離子注入機束流與劑量測控裝置，其特征在于，所述峰值捕捉電路包括第二運算放大器；所述第二運算放大器的兩個電源引腳分別輸入+15V電源和-15V電源；所述第二運算放大器的兩個電源引腳各與一個電容連接，所述電容接地；所述第二運算放大器的輸出端與場效應晶體管的漏極和源極連接。

7.一種利用權利要求1所述的離子注入機束流與劑量測控裝置控制離子注入劑量的方法，其特征在于，該方法為：

離子注入前，通過所述通道程控開關，選擇合適的法拉第杯，通過所述束流/劑量程控開關，選擇束流峰值采集功能，通過讀取AD轉換數據，確定合適的檔位并通過檔位程控開關選擇檔位；通過所述通道程控開關，選擇合適的法拉第杯，通過所述束流/劑量程控開關，選擇束流采集功能，水平方向移動法拉第杯同時采集不同位置的束流值，通過水平方向的束流密度分布產生校準的掃描波形，并將掃描波形數據存入到CPU單元的波形數據寄存區；

離子注入時，采用垂直機械掃描運動和水平方向電場掃描運動將離子均勻地植入到晶片表面；所述晶片所在平面與法拉第杯所在平面垂直；垂直機械掃描時，每運動一個等距離ΔS，向CPU單元發出一個觸發脈沖，即位置同步信號；CPU單元檢測到該觸發信號，輸出一個“W”型掃描波形，控制離子束水平方向返復掃描4次，完成一次劑量Q采集，即單次注入機離子密度為D?=?Q?/?(ΔS?*?W?)，其中W為法拉第杯開口寬度。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，ΔS取值為1.27mm、0.635mm、0.508mm、0.381mm中的一種。