專利名稱：磁場(chǎng)輔助的自輝光等離子體離子注入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離子注入裝置。
背景技術(shù)：
離子注入已經(jīng)得到較多的應(yīng)用，用來(lái)進(jìn)行半導(dǎo)體摻雜、工業(yè)零部件耐磨、耐蝕處理等等。隨著該技術(shù)的應(yīng)用與研究的不斷進(jìn)行，該技術(shù)的問(wèn)題也越來(lái)越多，其中之一就是離子注入的視線性。為此上世紀(jì)八十年代末，美國(guó)提出了等離子體浸沒(méi)離子注入技術(shù)。在等離子體離子注入過(guò)程中，真空室內(nèi)先產(chǎn)生所需要的等離子體，然后在工件上施加負(fù)偏壓，這樣等離子體中的離子就會(huì)從各個(gè)角度注入到工件表面。結(jié)果大的平面可以一次處理，無(wú)需掃描；復(fù)雜形狀零件也無(wú)需操作，即可獲得各個(gè)表面的離子注入。該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于金屬、半導(dǎo)體、絕緣材料等各種材料的表面改性處理。
在等離子體浸沒(méi)離子注入中，等離子體產(chǎn)生大致有兩種方式，(1)外部等離子體源，如射頻、微波、真空陰極弧等等；(2)高壓脈沖自激發(fā)產(chǎn)生等離子體。第二種方式也就是說(shuō)在脈沖高壓施加到工件上時(shí)產(chǎn)生等離子體，并利用這個(gè)等離子體進(jìn)行離子注入。
在傳統(tǒng)的高壓脈沖自激發(fā)產(chǎn)生等離子體方式中，需要一定的電壓、一定的氣壓條件下才能產(chǎn)生等離子體，這樣有時(shí)會(huì)需要較高的氣壓(尤其是在脈沖電壓較低時(shí))，結(jié)果會(huì)造成正離子飛向工件的路徑中與其他粒子發(fā)生碰撞，減小了自身能量，綜合效果減小了注入效應(yīng)。另一方面，在每個(gè)脈沖給出期間，并不是脈沖一給出就有等離子體產(chǎn)生，一般有延時(shí)，電壓越低、真空度越高，延時(shí)越長(zhǎng)，這樣就降低了電源效率而且對(duì)電源設(shè)計(jì)提出更高的要求。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)傳統(tǒng)的高壓脈沖自激發(fā)產(chǎn)生等離子體方式中存在注入效應(yīng)小、有延時(shí)的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種簡(jiǎn)單易行且克服現(xiàn)有問(wèn)題效果突出的磁場(chǎng)輔助的自輝光等離子體離子注入裝置，它包括真空室1，在真空室1內(nèi)放置待加工工件3，待加工工件3與電源連接，在待加工工件3附近設(shè)置能與其產(chǎn)生“電場(chǎng)和磁場(chǎng)耦合效應(yīng)”的磁鐵4。對(duì)本發(fā)明所述待加工工件施加電脈沖時(shí)，由于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的耦合效應(yīng)，等離子體產(chǎn)生就變得容易，于是延時(shí)減少、等離子體密度增加，注入效應(yīng)得到增強(qiáng)。本發(fā)明所述方法簡(jiǎn)單可行，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明具有極佳的效果，利于推廣應(yīng)用。


圖1是具體實(shí)施方式
一所述結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是具體實(shí)施方式
二所述結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是具體實(shí)施方式
三所述結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式所述磁場(chǎng)輔助的自輝光等離子體離子注入裝置，參照?qǐng)D1，它包括真空室1，在真空室1內(nèi)放置待加工工件3，待加工工件3與電源連接，為了使等離子體更容易產(chǎn)生，本實(shí)施方式在待加工工件3附近設(shè)置能與其產(chǎn)生“電場(chǎng)和磁場(chǎng)耦合效應(yīng)”的磁鐵4。磁鐵4與待加工工件3的距離需要根據(jù)磁場(chǎng)、電場(chǎng)大小進(jìn)行確定，最終目的是要保證電場(chǎng)和磁場(chǎng)之間能夠產(chǎn)生耦合效應(yīng)，而對(duì)于電場(chǎng)、磁場(chǎng)大小與二者之間距離的確定通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)是完全可以實(shí)現(xiàn)的。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同之處在于，在真空室1內(nèi)設(shè)有靶臺(tái)2，參照?qǐng)D2，待加工工件3放置在靶臺(tái)2上，所述磁鐵4設(shè)置在靶臺(tái)2內(nèi)。磁鐵4在靶臺(tái)2內(nèi)的設(shè)置方式可以是固定的，也可以在靶臺(tái)2內(nèi)設(shè)置腔體供磁鐵4移動(dòng)。磁鐵4的移動(dòng)可以使工件不同位置的電場(chǎng)與磁場(chǎng)發(fā)生耦合，從而保證對(duì)不同位置工件的注入效應(yīng)。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二不同之處在于，參照?qǐng)D3，所述磁鐵4設(shè)置在待加工工件3的一側(cè)。實(shí)際工作時(shí)，可以根據(jù)工件特殊部位的處理需要將磁鐵4設(shè)置在待加工工件附近的任何位置，以使磁鐵4更好的與待加工工件需要特殊處理部位處的電場(chǎng)發(fā)生耦合，從而更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)局部的特殊處理效果。也可以使磁鐵4與待加工工件3之間做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使得對(duì)工件的處理更加均勻。
實(shí)際使用時(shí)，磁鐵4與工件3不必須如本實(shí)施方式所述都放置在靶臺(tái)上，為了特殊需要還可以使工件或磁鐵通過(guò)吊線的方式進(jìn)行懸空，參照?qǐng)D1，只要磁鐵與工件之間具有能夠產(chǎn)生耦合效應(yīng)的距離，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式所述磁鐵4是永磁鐵，將永磁鐵固定在靶臺(tái)2內(nèi)，在靶臺(tái)2內(nèi)磁鐵4的外部設(shè)置冷卻液，冷卻液可以避免磁鐵由于過(guò)熱而消磁，從而更好的保證耦合效果。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四不同之處在于，所述磁鐵4是電磁鐵，都可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種磁場(chǎng)輔助的自輝光等離子體離子注入裝置，它包括真空室(1)，在真空室(1)內(nèi)放置待加工工件(3)，待加工工件(3)與電源連接，其特征在于在待加工工件(3)附近設(shè)置能與其產(chǎn)生“電場(chǎng)和磁場(chǎng)耦合效應(yīng)”的磁鐵(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁場(chǎng)輔助的自輝光等離子體離子注入裝置，其特征在于在真空室(1)內(nèi)設(shè)有靶臺(tái)(2)，待加工工件(3)放置在靶臺(tái)(2)上，所述磁鐵(4)設(shè)置在靶臺(tái)(2)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁場(chǎng)輔助的自輝光等離子體離子注入裝置，其特征在于所述磁鐵(4)設(shè)置在待加工工件(3)的一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的磁場(chǎng)輔助的自輝光等離子體離子注入裝置，其特征在于所述磁鐵(4)是電磁鐵或永磁鐵。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁場(chǎng)輔助的自輝光等離子體離子注入裝置，其特征在于所述磁鐵(4)設(shè)置在冷卻液內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的磁場(chǎng)輔助的自輝光等離子體離子注入裝置，其特征在于所述磁鐵(4)設(shè)置在冷卻液內(nèi)。
全文摘要
磁場(chǎng)輔助的自輝光等離子體離子注入裝置，涉及一種離子注入裝置。傳統(tǒng)的高壓脈沖自激發(fā)產(chǎn)生等離子體方式中存在注入效應(yīng)小、有延時(shí)的問(wèn)題。磁場(chǎng)輔助的自輝光等離子體離子注入裝置，它包括真空室(1)，在真空室(1)內(nèi)放置待加工工件(3)，待加工工件(3)與電源連接，在待加工工件(3)附近設(shè)置能與其產(chǎn)生“電場(chǎng)和磁場(chǎng)耦合效應(yīng)”的磁鐵(4)。對(duì)本發(fā)明所述待加工工件施加脈沖時(shí)，由于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的耦合效應(yīng)，等離子體產(chǎn)生就變得容易，于是延時(shí)減少、等離子體密度增加，注入效應(yīng)得到增強(qiáng)。本發(fā)明所述方法簡(jiǎn)單可行，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明具有極佳的效果，利于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1845292SQ200610009999
公開(kāi)日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2006年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月30日
發(fā)明者田修波, 楊士勤 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)