一種離子注入裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電子器件領(lǐng)域，具體地，涉及一種離子注入裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路的集成度的進一步提高，微電子器件的尺寸從微米尺寸進一步縮小到納米尺寸，甚至到幾個納米的大小。隨之而來的是，制作器件的相關(guān)技術(shù)和工藝也必須發(fā)生變化，而離子注入就是其中的一種關(guān)鍵技術(shù)。本領(lǐng)域公知的是，在微小的器件納米尺寸里，以特定的空間分布注入有限個數(shù)的離子，才能形成器件的合理特性。而注入少量離子，甚至幾個離子是無法用單純的場發(fā)射技術(shù)來實現(xiàn)的，因此需要考慮每次只注入幾個甚至是單個離子的單離子注入技術(shù)。然而實現(xiàn)單離子注入還是很困難，如何改進單離子注入技術(shù)也已經(jīng)成為迫切的技術(shù)需求。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種離子注入裝置，用于解決少量離子甚至是單個離子的注入問題。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種離子注入裝置，用于將離子注入樣品中，包括:
[0005]離子源，其用于產(chǎn)生并發(fā)射離子束；以及第一電極裝置，其設(shè)置在所述離子源到所述樣品的路徑上，用于產(chǎn)生沿所述離子源的中軸線方向分布的錐形電場，并使所述離子束中不沿離子源的中軸線方向運動的離子在該錐形電場的作用下沿垂直于所述中軸線的方向偏轉(zhuǎn)而不注入所述樣品。
[0006]優(yōu)選地，所述第一電極裝置包括:帶有小孔的上電極板，其設(shè)置在所述離子源到所述樣品的路徑上，并靠近所述離子源；帶有小孔的下電極板，其設(shè)置在所述離子源到所述樣品的路徑上，并靠近所述樣品；以及第一偏壓電源，其用于向所述上電極板及所述下電極板供電，以使所述上電極板與所述下電極板間形成沿所述離子源的中軸線方向分布的錐形電場；其中，所述上電極板與所述下電極板尺寸不相同，且所述上電極板與所述下電極板上的小孔的中心均在所述離子源的中軸線上，所述離子源發(fā)射的離子束經(jīng)所述上電極板上的小孔進入所述錐形電場，沿離子源的中軸線方向運動的離子經(jīng)下電極板上的小孔離開所述錐形電場。
[0007]優(yōu)選地，所述上電極板與所述下電極板為互相平行的平面電極板。
[0008]優(yōu)選地，所述上電極板與所述下電極板為曲面電極板。
[0009]優(yōu)選地，所述上電極板與所述下電極板為環(huán)形電極圈。
[0010]優(yōu)選地，所述上電極板與所述下電極板互相平行，且所述上電極板為平面電極板，所述下電極板為針尖中心帶小孔的懸臂梁。
[0011]優(yōu)選地，所述第一電極裝置包括:帶有針尖小孔的第一懸臂梁，且該第一懸臂梁的上下表面均鍍有環(huán)形電極；以及第一偏壓電源，其用于向第一懸臂梁的上下表面供電，以使第一懸臂梁的上下表面間形成沿所述離子源的中軸線方向的錐形電場；其中，所述針尖小孔的中心在所述離子源的中軸線上，所述離子源發(fā)射的離子束經(jīng)針尖小孔的上端進入所述錐形電場，沿離子源的中軸線方向運動的離子經(jīng)針尖小孔的下端離開所述錐形電場。
[0012]優(yōu)選地，所述離子注入裝置還包括:第二電極裝置，其設(shè)置在所述第一電極裝置的下游，用于產(chǎn)生輔助離子偏轉(zhuǎn)的電場，該電場被施加時，沿中軸線方向進入第二電極裝置的離子發(fā)生偏轉(zhuǎn)而不注入所述樣品，而該電場不被施加時，沿中軸線方向進入第二電極裝置的離子穿過第二電極裝置并注入到所述樣品。
[0013]優(yōu)選地，所述第二電極裝置包括:電極對，其設(shè)置在所述第一電極裝置的下游，用于產(chǎn)生輔助離子偏轉(zhuǎn)的電場；第二偏壓電源，其于向所述電極對供電，以使所述電極對之間形成所述輔助離子偏轉(zhuǎn)的電場；以及帶有小孔的阻擋部，其設(shè)置在所述輔助離子偏轉(zhuǎn)的電場的下端，并靠近所述樣品，且該阻擋部上的小孔的中心位于所述離子源的中軸線上。
[0014]優(yōu)選地，所述第二電極裝置包括:針尖帶小孔的第二懸臂梁，且針尖上的小孔的中心位于所述離子源的中軸線上；以及第二偏壓電源，其用于為所述第二懸臂梁供電，以使第二懸臂梁的針尖的上下兩個頂端之間形成輔助離子偏轉(zhuǎn)的電場。
[0015]通過上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是:本實用新型通過錐形電場進行離子束稀釋，大大減少了通過相應(yīng)小孔的離子數(shù)目，增加了實現(xiàn)少數(shù)離子甚至是單離子通過小孔的可能性，與此同時也對離子束作了準直。此外，還在錐形電場的下游設(shè)計了離子閘門，利用產(chǎn)生的輔助離子偏轉(zhuǎn)的電場及阻擋部使一個或者數(shù)個離子通過，并阻斷后來離子的通過，進一步實現(xiàn)了少量離子甚至單離子的注入。
[0016]本實用新型的其它特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0017]附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本實用新型，但并不構(gòu)成對本實用新型的限制。在附圖中:
[0018]圖1是本實用新型中離子源發(fā)射離子束的出射路徑示意圖；
[0019]圖2是本實用新型的實施例一中離子注入裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是本實用新型的實施例二中離子注入裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是本實用新型的實施例三中離子注入裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5是本實用新型的實施例四中離子注入裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6是本實用新型的實施例四中環(huán)形電極圈的俯視圖；
[0024]圖7是本實用新型的實施例五中離子注入裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖8是本實用新型的實施例六中離子注入裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖9是本實用新型的實施例六中懸臂梁的俯視圖；
[0027]圖10是本實用新型的實施例六中懸臂梁的仰視圖；
[0028]圖11是本實用新型的實施例七中離子注入裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖12是本實用新型的實施例八中離子注入裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]附圖標記說明
[0031]1、離子源，2、離子束，3、中軸線，4、樣品，5、第一電極裝置，6、錐形電場，7、離子偏轉(zhuǎn)路徑，8、樣品臺，9、真空腔體，10、第二電極裝置；
[0032]501、上電極板，502、下電極板，503、第一偏壓電源，504、第一懸臂梁；
[0033]5041、針尖根部，5042、針尖小孔，5043、懸臂梁頂端環(huán)形電極，5044、針尖頂端環(huán)形電極，5045、電極引線；
[0034]101、電極對，102、第二偏壓電源，103、阻擋部、104、第二懸臂梁。
【具體實施方式】
[0035]以下結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。應(yīng)當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。
[0036]在本實用新型中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是指相應(yīng)輪廓的上、下、左、右，“內(nèi)、外”是指相應(yīng)輪廓的內(nèi)和外，“遠、近”是指相應(yīng)輪廓的遠和近。
[0037]—般情況下，離子源發(fā)射出的離子個數(shù)是巨大的，不利于實現(xiàn)少量離子甚至是單個離子的注入。因此，需要考慮如何從離子源發(fā)射出的離子中選取非常少量的離子。
[0038]—般的離子束發(fā)射出來后并非是平行的，如圖1所示，從離子源I發(fā)射出的離子束2并非全部沿著離子源的中軸線3 (以下所述的中軸線均指離子源的中軸線)出射，而是有一定的發(fā)散角度和直徑。具體地，出射的離子束的直徑可由離子源出口的大小調(diào)控，由于出射的離子束是有一定直徑的，則離子束的方向也一定會有不同，即離子束存在一定程度的發(fā)散。
[0039]據(jù)此，可考慮使從離子源發(fā)射出來離子束沿中軸線的方向飛入一個沿中軸線方向的錐形電場，在該錐形電場中只有沿中軸線運動的離子將不受到錐形電場的橫向分量的作用。對于不是沿中軸線運動的離子，如運動方向偏離中軸線一定角度的離子，或與中軸線平行但偏離中軸線中心的離子，將受錐形電場的橫向分量作用沿垂直于軸線方向偏轉(zhuǎn)。
[0040]因此，考慮到錐形電場對離子的影響，本實用新型給出了以下的實施例，以實現(xiàn)少量離子甚至是單個離子的注入。
[0041]實施例一