[发明专利]无掩膜按需掺杂的离子注入设备及方法

摘要

一种无掩膜按需掺杂的离子注入设备及方法，离子注入设备包括离子注入室，其包括离子源；离子引出组件；单离子释放组件，包括单离子束结构、离子阱和束线挡板；单离子检测组件，包括纳米孔光阑和单离子探测器；以及注入定位组件，包括样品台和成像单元，其中：离子源电离产生的离子由离子引出组件导出，经单离子束结构形成微束，然后通过离子阱选定待注入离子并进行逐个释放，形成单离子束；单离子束通过纳米孔光阑后注入样品，根据单离子探测器对离子数量的检测来控制束线挡板；样品台上固定带特征定位标记的样品，对样品台进行移动时，成像单元对特征定位标记进行成像定位，而使纳米孔光阑对准待注入位置，实现注入离子数量和位置的精确控制。

主权项

1.一种无掩膜按需掺杂的离子注入设备，包括离子注入室，其特征在于，所述离子注入室包括离子源、离子引出组件、单离子释放组件、单离子检测组件以及注入定位组件，其中：离子源，用于促使中性物质气化并电离产生离子；离子引出组件，用于从所述离子源导出所述离子，并赋予所述离子初始能量；单离子释放组件，包括单离子束结构、离子阱和束线挡板，其中：单离子束结构，用于使导出后的所述离子形成微米离子束流；离子阱，用于根据离子质量及能量的不同，在微米离子束中选定待注入离子并进行逐个释放以形成单离子束流；束线挡板，用于控制所述单离子束流的通断；单离子检测组件，包括纳米孔光阑和单离子探测器，其中：纳米孔光阑，用于供单离子束流通过后注入样品；单离子探测器，设置于纳米孔光阑下方，用于检测穿过所述纳米孔光阑的所述单离子束流的离子数量，根据所述离子数量来控制所述束线挡板；注入定位组件，包括样品台和成像单元，其中：样品台，其上固定有样品，所述样品对应于待注入位置处具有特征定位标记，所述样品台设有移动控制机构，用于对所述样品台进行移动；所述成像单元，用于在移动所述样品台时对所述特征定位标记进行成像定位，进而使纳米孔光阑对准样品的待注入位置。