[发明专利]热电子发射阴极及其组成的热电子和离子发射装置

说明书

本发明涉及一种热电子发射阴极及其组成的热电子和离子发射装置。一种热电子发射阴极，包括：热电子发射基底面；所述热电子发射基底面上分布有多个突起部。本发明提供的阴极具有更大的比表面积，释放热电子的面积更大，可以提高热电子的利用率，延长设备使用寿命。

技术领域

本发明涉及半导体生产设备领域，特别涉及一种热电子发射阴极及其组成的热电子和离子发射装置。

背景技术

在半导体的制作工艺中，通常需要向半导体晶圆或者其他元件中注入离子，以改变导电性或改变晶体结构。注入离子所用的装置称为离子注入装置。

离子注入装置中等离子的产生过程是：通入电流加热灯丝，从而产生热电子，再通过该热电子加热阴极，从被加热的阴极产生的热电子在电弧室内加速，与电弧室内的源气体分子碰撞，使源气体分子中所含的原子电离，从而产生等离子。如上文所述，等离子是在电弧室中产生，热电子是在电弧室中的热电子放出部产生。热电子放出部结构如图1所示，其主要由灯丝11和阴极组成。其中，阴极包括阴极罩12以及可选择性设置的隔热条及用于固定阴极的固定元件13等，阴极罩12朝向电弧室内部用于放出热电子，现有的阴极罩的热电子发射面通常为平面状，如图2所示，这种形状的发射面导致其在固定空间内的表面积有限，从而放出的热电子量有限，这样既降低了热电子的利用率，又容易造成电弧室内的污染，缩短离子源使用寿命。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种热电子发射阴极，该阴极具有更大的比表面积，释放热电子的面积更大，可以提高热电子的利用率，延长设备使用寿命。

为了实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种热电子发射阴极，包括：

热电子发射基底面；

所述热电子发射基底面上分布有多个突起部。

该阴极在基底面上设置了多个突起部，由于突起部的发射面更多，因此增加了阴极的热电子发射量，从而提高热电子的利用率，延长设备使用寿命，同时降低了维修成本。其中，突起部的形状是任意的，包括但不限于球形、半球形、椭圆体、规则或不规则的多面体等。

上述热电子发射阴极可用于任意需要发射热电子的装置中，包括但不限于X射线源、离子发射源等，可用于制作存储半导体(DRAM、SRAM)、LSI半导体、,逻辑器件等。

与现有技术相比，本发明达到了以下技术效果：

(1)在同样空间内，提高了阴极的热电子发射面积。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

图1为现有技术热电子发射阴极的结构示意图；

图2为图1中热电子发射面的投影图；

图3为本发明提供的热电子发射装置的结构示意图；

图4为图3热电子发射阴极的投影图；

图5为本发明提供的另一种热电子发射装置的结构示意图；

附图标记：

11-灯丝，12-阴极罩，13-固定元件，

21-灯丝，22-阴极，23-基底面，24-突起部，25-夹片。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。