[發(fā)明專利]一種直熱式固體金屬離子源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811276370.2
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN111128650B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張賽;彭立波;易文杰;袁衛(wèi)華;金則軍;王迪平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所
• 主分類號: H01J37/08
• 分類號: H01J37/08;H01J37/24;H01J37/317
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;戴玲

本發(fā)明公開了一種直熱式固體金屬離子源，包括離子源弧室、燈絲部件和含鋁部件，燈絲部件包括燈絲端面、螺旋側(cè)面和導(dǎo)電部，燈絲端面由單根燈絲徑向盤旋形成，螺旋側(cè)面由單根燈絲軸向螺旋形成，導(dǎo)電部與燈絲端面和螺旋側(cè)面連接，含鋁部件包括相互連接的第一環(huán)體和第二環(huán)體，離子源弧室一端具有安裝孔，第二環(huán)體裝于安裝孔內(nèi)，第一環(huán)體伸入離子源弧室內(nèi)，燈絲端面和螺旋側(cè)面設(shè)于第一環(huán)體內(nèi)，導(dǎo)電部穿出第二環(huán)體位于離子源弧室外。本發(fā)明簡化了離子源本身和其外圍配電的結(jié)果，提高了離子源運(yùn)行的可靠性，同時Al離子源的壽命有較大程度的提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及離子注入機(jī)，尤其涉及一種直熱式固體金屬離子源。

背景技術(shù)

SiC(碳化硅)電力電子器件是在N型SiC襯底上進(jìn)行P型摻雜，摻雜的元素可以是B或者Al。根據(jù)研究表明，P型摻雜的元素選擇Al要比B的效果好。離子注入是唯一可控性高的摻雜手段，目前Al離子注入普遍采用濺射Al離子源的離子注入機(jī)。該離子注入機(jī)的濺射Al離子源是一種在離子源內(nèi)放置含鋁的固體、依靠離子的濺射Al并使其電離成Al+的固體離子源，而一般的半導(dǎo)體生產(chǎn)線用的離子源都是在離子源內(nèi)通入工藝氣體使其電離的氣體離子源，兩者在原理和結(jié)構(gòu)上有較大差異，固體離子源在使用壽命和穩(wěn)定性方面都與氣體離子源有較大差距?，F(xiàn)有的氣體離子源不能產(chǎn)生Al離子，不能用于SiC功率器件芯片的制造。現(xiàn)有的固體離子源是一種間熱式的離子源，在使用中容易發(fā)生短路故障，且離子源壽命較短，現(xiàn)有的固體離子源已經(jīng)成為Al離子注入機(jī)運(yùn)行中的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種簡化了離子源本身和其外圍配電的結(jié)構(gòu)，提高了離子源運(yùn)行的可靠性，同時Al離子源的壽命有較大程度的提升的直熱式固體金屬離子源。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種直熱式固體金屬離子源，包括離子源弧室、燈絲部件和含鋁部件，所述燈絲部件包括燈絲端面、螺旋側(cè)面和導(dǎo)電部，所述燈絲端面由單根燈絲徑向盤旋形成，所述螺旋側(cè)面由單根燈絲軸向螺旋形成，所述導(dǎo)電部與燈絲端面和螺旋側(cè)面連接，所述含鋁部件包括相互連接的第一環(huán)體和第二環(huán)體，所述離子源弧室一端具有安裝孔，所述第二環(huán)體裝于安裝孔內(nèi)，所述第一環(huán)體伸入離子源弧室內(nèi)，所述燈絲端面和螺旋側(cè)面設(shè)于第一環(huán)體內(nèi)，所述導(dǎo)電部穿出第二環(huán)體位于離子源弧室外。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，優(yōu)選的，所述燈絲端面和螺旋側(cè)面由同一根燈絲螺旋形成，所述燈絲的兩端向遠(yuǎn)離燈絲端面一端平行延伸，并構(gòu)成所述導(dǎo)電部。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，優(yōu)選的，所述離子源弧室由鉬材料制作而成。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，優(yōu)選的，所述離子源弧室由弧室引出頂板、弧室底板、兩個弧室端板和兩個弧室側(cè)板構(gòu)成，所述安裝孔設(shè)于其中一個弧室端板上。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，優(yōu)選的，所述弧室端板內(nèi)側(cè)設(shè)有兩個卡槽，外側(cè)設(shè)有兩個定位槽，所述弧室側(cè)板兩端卡于卡槽內(nèi)，所述弧室引出頂板兩端的內(nèi)側(cè)分別設(shè)有兩個圓柱銷，所述弧室底板兩端對應(yīng)設(shè)有兩個圓柱銷，各圓柱銷卡于各定位槽內(nèi)。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，優(yōu)選的，所述弧室引出頂板的四角分別設(shè)有拉緊槽。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，優(yōu)選的，所述弧室引出頂板上設(shè)有離子引出孔，所述弧室底板上設(shè)有離子源進(jìn)氣孔；另一個弧室端板上設(shè)有離子源的反射極安裝孔。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，優(yōu)選的，所述第一環(huán)體的直徑大于第二環(huán)體的直徑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：