[发明专利]一种用于离子注入机的阴极盾、离化反应腔材料及其制备方法

说明书

本发明适用于材料技术领域，提供了一种用于离子注入机的阴极盾、离化反应腔材料及其制备方法，其中，所述用于离子注入机的阴极盾、离化反应腔材料包括以下重量百分比的原料：氧化镧1%‑1.2%、余量为二氧化钼。本发明通过将特定比例的氧化镧掺杂入二氧化钼中所得到的用于离子注入机的阴极盾、离化反应腔材料具有优异的抗腐蚀性能，将其制造成阴极盾、离化反应腔进行离子注入芯片时，极大地减弱三氟化磷离子注入气对金属钼材料见光死效应，可使阴极盾、离化反应腔的使用寿命比原来纯钼、TZM钼合金的产品提高了三倍，大大降低了芯片离子注入生产成本，生产线维护成本随之大幅降低；另外，本发明在零件精密加工上具有加工零件产品光洁度、尺寸精度和形位精度高的优点。

技术领域

本发明属于材料技术领域，尤其涉及一种用于离子注入机的阴极盾、离化反应腔材料及其制备方法。

背景技术

随着人类社会的不断发展与进步，各种各样的高新技术应运而生，集成电路作为20世纪60年代的新技术而诞生，并至今造福人类，而且得到了很好地发展。以微电子学为基础发展起来的集成电路技术包括半导体材料及器件物理，集成电路及系统的设计原理和技术，芯片加工工艺、功能和特性的测试技术等重要组成部分。而离子注入机是生产半导体晶圆芯片的最主要设备之一。

现有的离子注入机离子源离化反应腔的零部件的50％是由金属钨的精密加工件构成，30％零部件是由金属钼和钼合金（TZM）的精密加工件构成，5%零部件是由金属钽的精密加工件构成，因此钨、钼、钼合金（TZM）和钽的精密加工不规则零件在IP行业有着不可替代的作用。离子注入是指在真空中有一束离子束射到固体材料以后，受到固体材料的抵抗而速度慢慢减低下来，并最终停留在固体材料中的这一现象叫做离子注入。离子注入工艺所用气体称离子注入气，有磷系，硼系和砷系气体。离子注入是把离子化的杂质加速到高能量状态，然后注入到预定的衬底上。三氟化磷是一种无机化合物的离子注入气，其化学式为PF3，在常温常压下为无色无味的有毒气体。离子就是带正电或负电的原子或分子，被注入的离子是掺杂物原子离化产生的，离化过程发生在通有源蒸汽的离化反应腔中进行，生产实践证明PF3的蒸汽对金属钼及TZM钼合金材料制成的离化反应腔有较强的腐蚀作用，专业术语称为金属钼材料见光死。

芯片生产是完全智能化的制造领域，生产线维护成本高，由于阴极盾、离化反应腔金属钼材料见光死效应，如图1所示：PF3的蒸汽对阴极盾与离化反应腔装配圆周腐蚀严重，当这个装配间隙过大时，就会影响离子注入效果，同时PF3的蒸汽顺装配间隙大量流出，还会腐蚀离化反应腔外部的其它零部件，此时必须停机更换新的阴极盾、离化反应腔，从而降低了芯片离子注入生产能力，大大提升了芯片离子注入生产成本。另外，精密机械加工技术是利用刀具改变材料形状或破坏材料表层，以切削

形式来达到所要求的形状，钼和TZM钼合金是稀有高熔点金属，晶体结构是体心立方，其熔点高，蒸气压低，蒸发速度较小，热膨胀系数与玻璃接近，并且是脆性物质，在零件精密加工上存在加工零件产品粗糙度底、尺寸精度低及形位精度低的不足。

由此可见，现有的钼、TZM钼合金存在耐腐蚀性差以及精密加工精度低的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种用于离子注入机的阴极盾、离化反应腔材料，旨在解决现有的钼、TZM钼合金存在耐腐蚀性差以及精密加工精度低的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种用于离子注入机的阴极盾、离化反应腔材料，包括以下重量百分比的原料：

氧化镧 1%-1.2%、余量为二氧化钼。

本发明实施例的另一目的在于一种用于离子注入机的阴极盾、离化反应腔材料的制备方法，包括：

按照所述的用于离子注入机的阴极盾、离化反应腔材料的配方称取原料，备用；

将氧化镧置于温度为750~850℃的焙烧炉中进行高温焙烧处理1~2小时，并经过筛控制颗粒不大于120目，备用；

将焙烧处理后的氧化镧与部分二氧化钼进行均匀混合，并经过筛控制颗粒不大于120目，得混合粉；