离子注入机简介
MT-3R离子注入机简介
不受温度限制
度低的钢材等；
材料表面性能的提升
人工关节
•通过注入N、O、Ca、P、 Na、C、Pt离子、能显著提
高人工关节的抗磨损性、抗
模具
•通过注入N、Ti、Mo、V、 B等离子，提高表面硬度、
耐磨性，还可以降低表面摩
刀具
•通过注入N、Ti、Cr、C、 O、V、Zr、B等离子，在表
面形成高硬度、耐磨损的陶
进入生产环节 合同按期交付 Nhomakorabea试件注入实验 正式注入工作
服务涵盖领域
国内核物理研究特别是加速器相关的科研院所和高等院校。 国内材料表面处理相关专业的科研单位和高等院校。 高档汽车、高速火车重要核心关键易损部件的表面处理。 各种高精度钻头、刀头、轴承、模具的表面强化处理。 各种医疗人工关节的表面处理。
离子注入技术是目前最高端的材料表面处理技术前沿性将高能离子注入到金属材料表面从而使材料表面的物理化学或机械性能发生变化可形成其他表面处理方法不能达到的特殊效果独特性能广泛应用于机械制造航空航天汽车医学等领域广泛性离子注入材料表面处理技术发展前景离子源种类离子源参数气体离子源可以将气体电离将其变为离子通常用于产生
腐蚀性和生物相容性。
擦系数，从而大幅提高模具 的使用寿命。
瓷膜或类金刚石等膜层，可 提高刀具使用寿命8-9倍。
提高2000倍
提高50％ 表面硬度
提高100倍
降低到0.1
耐磨性
摩擦系数
耐腐蚀性
高能离子注入工艺流程
客户需求 合理改进 客户满意
试件注入实验
确定正式方案
制定注入工艺 试样注入实验 注入结果分析 工艺设计方案 实验结果分析 改进试件工艺
离子注入机原理
离子注入机原理离子注入机是一种常见的材料表面改性和半导体器件制造技术。
它通过将离子束加速并注入到材料的表面，以改变其性质和功能。
本文将详细介绍离子注入机的原理和应用。
一、离子注入机的原理离子注入机的工作原理可以分为四个步骤：离子产生、离子加速、离子注入和材料特性改变。
1. 离子产生离子源是离子注入机的核心组件。
常用的离子源有离子源和中性原子源（电离源）。
离子源通过电离技术将物质中的原子或分子电离成离子，产生所需的离子束。
离子源通常由加热器、电离器和抽气装置组成。
2. 离子加速离子加速是将离子束加速到所需能量的过程。
离子加速器通常采用带电介质加速器（常称为“多片机”）或带电空间（栅格）加速器。
加速器中的电场将电离的离子加速，并使其进入到所需的能量范围。
3. 离子注入离子注入是将离子束引导和注入到材料的表面的过程。
注入系统通常由电磁场和真空室组成。
电磁场用于对离子束进行精确的定位和控制，真空室则提供了稳定和洁净的环境。
4. 材料特性改变当离子束注入到材料表面时，离子与材料原子相互作用，发生一系列的物理和化学过程，导致材料特性的改变。
这些改变可以是在材料表面形成特殊的化学结构、导致晶体结构的变化、改变材料的电学、光学和磁学性质等。
二、离子注入机的应用离子注入机在许多领域都有广泛的应用，如半导体器件制造、材料改性、成膜技术等。
1. 半导体器件制造离子注入是半导体器件制造中不可或缺的工艺步骤之一。
它用于在半导体晶片上形成杂质区域、控制器件电阻和击穿电压、改变禁带宽度等。
离子注入机在半导体行业中具有至关重要的地位。
2. 材料改性离子注入机还用于材料改性。
通过改变材料的性质和组成，可以使其具有特定的化学、物理和机械性能。
离子注入可以用于增强材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等。
3. 成膜技术离子注入机还可以用于薄膜的形成和改性。
通过离子注入，可以在材料表面形成氮化物、碳化物等附着层，从而改变薄膜的结构和性质。
成膜技术在光学、电子、航空等领域具有重要应用价值。
离子注入设备原理
离子注入设备原理一、引言离子注入设备是一种常用的半导体制造工艺设备，用于在半导体材料表面注入离子，改变材料的性质和结构。
离子注入技术在集成电路制造、光学器件制造、材料改性等领域有着广泛的应用。
二、离子注入的基本原理离子注入是利用高能离子束对材料进行轰击，使离子进入材料的表面并嵌入到晶格中。
离子注入设备主要由离子源、加速装置、束流控制装置和真空系统等组成。
1. 离子源离子源是离子注入设备的核心部件，主要用于产生所需离子种类的离子束。
常见的离子源有离子枪、离子源和离子源。
离子源通过电离原子或分子，产生带电的离子，然后通过电场加速形成离子束。
2. 加速装置加速装置用于加速离子束，使其具有足够的能量进入材料表面。
加速装置通常由多级电场构成，每一级电场都会给离子加速。
3. 束流控制装置束流控制装置用于控制离子束的直径、强度和位置。
常见的束流控制技术有扫描技术、聚焦技术和偏转技术等。
束流控制装置可以使离子束均匀地注入到目标材料的表面。
4. 真空系统离子注入设备需要在高真空环境下工作，以避免离子束与空气分子发生碰撞。
真空系统主要由真空室、真空泵和气体处理系统等组成。
三、离子注入的应用离子注入技术在半导体制造、光学器件制造和材料改性等领域有着广泛的应用。
1. 半导体制造离子注入技术在半导体制造中主要用于掺杂和形成浅结构。
通过改变材料中的杂质浓度和分布，可以改变材料的导电性能和光学性能。
离子注入技术被广泛应用于制造场效应晶体管（MOSFET）和双极型晶体管等器件。
2. 光学器件制造离子注入技术在光学器件制造中主要用于改变材料的折射率和光学吸收特性。
通过控制离子注入的能量和剂量，可以使材料具有不同的光学性能，用于制造光学滤波器、光纤放大器和激光器等器件。
3. 材料改性离子注入技术可以用于改变材料的物理性能和化学性能。
通过注入不同种类的离子，可以改变材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性等性能。
离子注入技术被广泛应用于材料的表面硬化、合金化和改性等领域。
离子注入机分类
离子注入机分类1. 引言离子注入技术是一种常用的材料表面改性方法，通过将离子束注入到材料表面，可以改变其物理、化学和电学性质。
离子注入机是实现这一过程的设备，它在材料科学、半导体制造等领域具有广泛的应用。
本文将对离子注入机进行分类，并详细介绍各类离子注入机的原理和应用。
2. 离子注入机分类根据不同的分类标准，离子注入机可以分为以下几类：2.1 按加速方式分类根据加速方式的不同，离子注入机可以分为直线型和环形型两种。
2.1.1 直线型离子注入机直线型离子注入机是最常见的一种类型。
它采用简单直线加速器结构，将离子束加速到所需能量后，通过真空管道输送到待处理材料表面。
直线型离子注入机结构简单、稳定性好，并且能够满足大多数实验需求。
2.1.2 环形型离子注入机环形型离子注入机采用环形加速器结构，将离子束加速到所需能量后，在环形轨道上循环注入到待处理材料表面。
环形型离子注入机具有高能量、高注入效率的优点，适用于需要高能量注入的应用。
2.2 按离子源分类根据离子源的不同，离子注入机可以分为固体离子源和气体离子源两种。
2.2.1 固体离子源固体离子源是指将固态材料制备成离子源，通过电弧等方式将其加热至高温，使其产生蒸发和电离现象，从而得到所需的离子束。
固体离子源具有稳定性好、寿命长的特点，并且适用于各种元素的注入。
2.2.2 气体离子源气体离子源是指通过电弧等方式将气体分解成正、负两种气体离子，并通过磁场分别引导正、负两种气体离子束。
气体离子源具有灵活性好、可调控性强的特点，并且适用于多元素混合注入。
2.3 按应用领域分类根据应用领域的不同，离子注入机可以分为材料科学研究型和半导体制造型两种。
2.3.1 材料科学研究型离子注入机材料科学研究型离子注入机主要用于材料表面改性、材料性能测试等科学研究领域。
它具有灵活性好、参数可调控的特点，并且适用于各种材料的研究。
2.3.2 半导体制造型离子注入机半导体制造型离子注入机主要用于半导体器件的制造过程中，如芯片的掺杂和修复等。
离子注入机分类(一)
离子注入机分类(一)离子注入机分类离子注入机是一种用途广泛的设备，主要用于将离子注入到材料中以改变其物理性质。
根据不同的分类标准，离子注入机可以被分为以下几类：1. 按注入能量分类•低能量离子注入机：注入能量范围通常在几十至几百电子伏特之间。
适用于表面处理和材料改性等应用。
低能量离子注入机的特点是注入深度较浅，在激活过程中形成的缺陷较少，材料的本质特性变化较小。
•中能量离子注入机：注入能量范围通常在几百至几千电子伏特之间。
适用于材料改性、离子组分分析等领域。
中能量离子注入机注入深度较低，注入激活过程中形成的缺陷较多，材料的本质特性会发生较大的改变。
•高能量离子注入机：注入能量范围通常在几千至几十万电子伏特之间。
适用于材料改性、材料溶胀研究等领域。
高能量离子注入机注入深度很大，材料通常会发生溶胀反应，导致结构的显著改变。
2. 按注入方向分类•平行离子注入机：离子注入方向与材料表面平行。
平行离子注入机适用于表面硬化、组分控制等应用，可以改变材料的表面特性而对体积特性影响较小。
•垂直离子注入机：离子注入方向垂直于材料表面。
垂直离子注入机适用于材料掺杂、结构改变等应用，可以在整个材料体积范围内改变其性质。
•斜向离子注入机：离子注入方向与材料表面成一定角度。
斜向离子注入机适用于控制材料的表面结构和组分等特性，具有较高的灵活性。
3. 按离子源分类•惯性离子注入机：采用惯性聚焦离子源，以惯性角度注入离子。
•非惯性离子注入机：采用非惯性聚焦离子源，以非惯性角度注入离子。
4. 按应用领域分类•半导体离子注入机：专用于半导体材料的离子注入。
用于改变半导体的导电性、带隙等特性。
•金属离子注入机：用于金属材料的离子注入，以改善其机械性能、抗腐蚀性能等。
•生物医学离子注入机：用于生物医学领域的离子注入，以研究生物材料的相容性、药物释放等。
以上是离子注入机的一些常见分类。
不同的分类标准在不同的应用领域具有不同的优势和适用性。
离子注入机发展史
离子注入机发展史
离子注入技术是一种重要的半导体制造工艺，是制造集成电路、光电器件等的关键过程之一。
离子注入机是进行离子注入的设备，其发展历史可以追溯到20世纪50年代。
1. 早期的离子注入机：20世纪50年代，人们开始研究离子注
入技术，并尝试使用电场加速离子进行注入。
最早的离子注入机使用的是线性加速器，它的主要问题是加速器体积庞大，且注入精度不高。
2. 静电离子注入机：为了解决线性加速器的问题，人们开始使用静电场加速离子。
通过在加速电极上施加高电压，离子可以被加速并注入材料中。
这种离子注入机体积较小，注入精度较高，逐渐成为主流。
3. 高能离子注入机：为了应对新一代半导体材料的制造需求，离子注入机的加速能量也需要逐渐提高。
20世纪70年代，高
能离子注入机开始出现，可以加速更高能量的离子，以满足高性能半导体器件的制造要求。
4. 高剂量离子注入机：为了提高制造效率，离子注入机还需要能够以更高的剂量注入离子。
20世纪80年代，高剂量离子注
入机开始出现，可以在较短时间内注入更多的离子，提高制造效率。
5. 高精度离子注入机：随着集成电路器件尺寸的不断缩小，对注入精度的要求也越来越高。
为了满足这一需求，离子注入机
逐渐实现了更高的精度和控制性能，能够进行更精细的离子注入。
随着技术的不断发展，离子注入机的加速能量、注入精度、剂量和速度等方面都得到了大幅改善。
离子注入技术在半导体制造和材料研究领域起到了重要的作用，促进了半导体产业的发展和进步。
离子注入机原理
离子注入机原理
离子注入机是一种常用的材料工艺设备，用于在固体表面上注入离子，改变材料的性质。
其原理基于离子的物理和化学特性。
离子注入机的工作原理如下：
1. 离子源产生：离子源通常是一个离子源发生器，其中包含一个离子源。
通常使用电子轰击方法将气体或固体转化为离子。
电子轰击会使原子或分子中的一个电子被击出，产生正离子。
产生的离子经过加速器得到足够的能量。
2. 离子加速：离子源生成的离子进入加速器，通过电场或磁场获得高能量。
加速器的设计可以根据需要调节离子的能量和速度。
3. 离子束转向：加速器加速的离子束会进入离子束转向系统，通过电场或磁场的作用，使离子束按照设计的路径转向，然后进入目标材料。
4. 离子注入：离子束进入目标材料后，其能量转移到目标材料中的原子或分子上。
离子与目标材料的相互作用会引起材料的物理和化学变化，包括离子注入、原子位移和晶格缺陷的形成等。
5. 后处理：经过离子注入后，目标材料需要进行适当的后处理，以稳定和控制注入的离子产生的效果。
后处理可以包括退火、氧化、电镀等步骤。
总之，离子注入机通过产生离子源、加速离子、转向离子束并将离子注入目标材料的方式，实现了对材料性质的改变。
离子注入机 加速管原理
离子注入机加速管原理离子注入机是一种利用电场加速离子的设备。
它通过加速管的原理来实现离子的加速。
离子注入机主要由加速管、离子源、磁场调节器和控制系统等组成。
离子源是产生离子束的地方，它可以通过电离或其他方式将原子或分子转化为离子。
离子源产生的离子束进入加速管后，受到电场的作用而加速。
加速管内部有电极和电场发生器，电场发生器可以产生稳定的高压电场，使离子在电场的作用下获得动能。
离子在电场中受到的加速力与离子的电荷量、电场强度和离子的质量有关。
加速管内的电场强度可以通过调节电场发生器的电压来控制。
一般来说，电场强度越大，离子获得的动能越高，速度也就越快。
磁场调节器是用来调节离子束的方向和聚焦度的。
磁场调节器中的磁铁产生磁场，通过调节磁铁的磁场强度和方向，可以改变离子束的轨道和聚焦度，使离子束能够准确地照射到目标物上。
控制系统是离子注入机的核心部分，它负责控制离子源的工作状态、调节加速管的电场和监控磁场调节器的工作情况。
控制系统可以根据实际需求来调整离子注入机的参数，以达到最佳的加速效果。
离子注入机广泛应用于半导体制造、材料科学、生物医学等领域。
在半导体制造中，离子注入机可以将离子注入到半导体材料中，改变材料的导电性能，从而实现半导体器件的制造。
在材料科学中，离子注入机可以用来改变材料的表面性质或内部结构，从而获得新的材料特性。
在生物医学中，离子注入机可以用来治疗癌症和其他疾病，通过将离子注入人体组织中，破坏病变细胞或改变细胞的功能。
离子注入机利用加速管的原理，通过加速离子的方式实现离子注入。
它具有灵活可调的特点，可以根据不同的需求和应用场合进行参数调节。
离子注入机在半导体制造、材料科学和生物医学等领域具有重要的应用价值。
随着科技的不断进步，离子注入机的性能将会越来越优越，应用范围也将会更加广泛。
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★ FARADAY SYSTEM
FARADAY的作用是测量束流，通过DOSE控制器 精确地计量注入到硅片上的剂量。 BEAM SETUP：束流打在FLAG FARADAY IMPLANT：束流打在END STATION（350D）
束流打在DISK （NV1080）
9
谢谢！ 2006.8.2
10
离子注入机简介
★ 离子注入机的种类
中束流 μA
350D NV6200A
NV10-80
大束流 mA
NV10-160 NV10-160SD NV10-180
2
★6200、NV10160、10180、10160SD简介 离子注入机按照真空系统分为三个部分 SOURCE BEAM LINE END STATION
3
各部分ห้องสมุดไป่ตู้括的控制器
SOURCE
BEAM LINE
6200
NV10160 NV10180 NV10160SD
FILAMENT
ANALYZER
ARC
SUPPRESSION
EXTRACTION
ACCELERATION
ACCEL / DECEL SUPPRESSION
Q-LENS X 、Y SCAN
FILAMENT
ANALYZER
ARC
ACCELERATION
VAPORIZER
FLAG FARADAY
SOURCE MAGNET
SUPPRESSION
EXTRACTION (HV)
END STATION
FARADAY SYSTEM END STATION CONTROL
DISK FARADAY
4
★ 离子注入的原理
离子源产生的离子在吸极电压的作用下形成 束流，以一定的速度进入分析器磁场后受到洛仑 磁力发生偏转，选出我们所需的离子，通过加速 高压的作用获得一定的能量，离子通过透镜的聚 焦后，以一定的扫描方式打入硅片。
5
★ 离子源的工作原理
当离子源的灯丝通过足够大的直流电流时， 灯丝受热后发射的热电子在ARC 电压、源磁场的 共同作用下做螺旋状运动与工艺气体碰撞后，工 艺气体发生电离产生离子。
6
★ 质量分析器
洛仑磁力： F=qvB R=mv/qB 带电粒子进入磁场受到力的作用后发生偏转。 11B+、 31P+、 40Ar+、 75As+、 121Sb+ 350D：先分析后加速。 NV1080：先加速后分析。
7
★ Q-LENS 静电四极透镜
静电四极透镜：对离子进行聚焦作用。 加速后的离子在Q-LENS静电四极透镜的作用下被 聚焦成较小的束斑。