(19)国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202220154541.X
(22)申请日 2022.01.20
(73)专利权人 季华恒一（佛山）半导体科技有限
公司
地址 528200 广东省佛山市南海区桂城街
道环岛南路28号季华实验室B1栋5层
507室
(72)发明人 王慧勇 钟新华 伍三忠 赵海英
盛飞龙
(74)专利代理机构 佛山市海融科创知识产权代
理事务所(普通合伙) 44377
专利代理师 陈志超
(51)Int.Cl.
H01J 37/317(2006.01)
(54)实用新型名称
离子注入机
(57)摘要
本申请涉及半导体制造领域，具体而言，涉
及一种用于SiC高温离子注入的旋转加热靶及离
旋转加热靶包括基板，所述基板上周向设置有多
个用于安装衬底托盘的加热靶座，所述基板上设
置有用于带动所述基板旋转的旋转轴，本方案通
过设计一种多面式旋转加热靶实现多面衬底同
时进行离子注入工艺并提高工艺的稳定性和均
匀性，且该旋转加热靶可适用于原有的离子注入
机，
大大降低成本。权利要求书1页 说明书7页 附图3页CN 216719866 U 2022.06.10
C N 216719866
U
1.一种用于SiC高温离子注入的旋转加热靶，用于对衬底进行离子注入工艺，其特征在于，所述旋转加热靶包括基板（7），所述基板（7）上周向设置有多个用于安装衬底托盘（2）的加热靶座（1），所述基板（7）上设置有用于带动所述基板（7）旋转的旋转轴（6）。
2.根据权利要求1所述的用于SiC高温离子注入的旋转加热靶，其特征在于，所述加热靶座（1）为倾斜设置。
3.根据权利要求1所述的用于SiC高温离子注入的旋转加热靶，其特征在于，所述加热靶座（1）的数量为2‑6个。
4.根据权利要求1所述的用于SiC高温离子注入的旋转加热靶，其特征在于，所述加热靶座（1）上设置有加热灯管（4）。
5.根据权利要求4所述的用于SiC高温离子注入的旋转加热靶，其特征在于，所述加热灯管（4）连接有温控仪。
6.根据权利要求4所述的用于SiC高温离子注入的旋转加热靶，其特征在于，所述加热靶座（1）上设置有用于安装所述加热灯管（4）的沉台（8），所述沉台（8）的底面设置有反射层
（10）。
7.根据权利要求1所述的用于SiC高温离子注入的旋转加热靶，其特征在于，所述加热靶座（1）的底部设置有用于导入冷却水的冷却水通道（9）。
8.根据权利要求1所述的用于SiC高温离子注入的旋转加热靶，其特征在于，所述衬底托盘（2）可拆卸地设置在所述加热靶座（1）上。
9.根据权利要求1所述的用于SiC高温离子注入的旋转加热靶，其特征在于，相邻的所述加热靶座（1）为紧密连接。
10.一种离子注入机，包括：
离子注入器（300），用于向所述离子注入机内注入高温离子；
靶式反应腔（200），用于为注入高温离子进行衬底（3）加热工艺提供空间；
其特征在于，所述离子注入机还包括：
旋转加热靶（100），所述旋转加热靶（100）安装在所述靶式反应腔（200）内，所述旋转加热靶（1
00）包括基板（7），所述基板（7）上周向设置有加热靶座（1），所述基板（7）上设置有带动所述基板（7）旋转的旋转轴（6）；
驱动电机（210），所述驱动电机（210）固定安装在所述靶式反应腔（200）上，用于驱动所述旋转轴（6）旋转；
所述离子注入器（300）设置在所述靶式反应腔（200）上且正对任一所述加热靶座（1）。
权 利 要 求 书1/1页CN 216719866 U
一种用于SiC高温离子注入的旋转加热靶及离子注入机
技术领域
[0001]本申请涉及半导体制造领域，具体而言，涉及一种用于SiC高温离子注入的旋转加热靶及离子注入机。
背景技术
[0002]SiC器件制备过程中的离子注入掺杂工艺（注Al）与常规硅衬底相比，SiC衬底容易因离子注入
而产生结晶缺陷，而高温注入可以有效减少结晶缺陷的产生，因此离子注入工艺前SiC衬底被加热至500℃左右的高温，需要设置专用的一种高温离子注入加热靶室。[0003]现有的一些用于SiC的高温离子注入加热靶安装在常规的离子注入机中，一次仅可装载一片衬底，导致离子注入工艺效率较低。
[0004]针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。
实用新型内容
[0005]本申请的目的在于提供一种用于SiC高温离子注入的旋转加热靶及离子注入机，旨在通过设计一种多面式旋转加热靶实现多面衬底同时进行离子注入工艺并提高工艺的稳定性和均匀性，且该旋转加热靶可适用于原有的离子注入机，降低加工成本。
[0006]第一方面，本申请提供了一种用于SiC高温离子注入的旋转加热靶，用于对衬底进行离子注入工艺，所述旋转加热靶包括基板，所述基板上周向设置有多个用于安装衬底托盘的加热靶座，所述基板上设置有用于带动所述基板旋转的旋转轴。
[0007]本申请提供的旋转加热靶，通过设置多个加热靶座，使旋转加热靶能同时装载多个衬底，同时在基板中心设置有旋转轴，使离子注入工艺过程中，当上一片衬底反应结束后，旋转加热靶旋转，使下一片衬底转动至与上一片衬底相同的反应位置进行离子注入工艺，从而提高了离子注入工艺的效率。
[0008]可选地，本申请所述的用于SiC高温离子注入的旋转加热靶，所述加热靶座为倾斜设置。
[0009]本申请通过将加热靶座倾斜设置，使加热靶座上的衬底托盘能贴在加热靶座上，防止衬底掉落。
[0010]可选地，本申请所述的用于SiC高温离子注入的旋转加热靶，所述加热靶座的数量为2‑6个。
[0011]本申请设置多个加热靶座，使得可同时进行多个衬底的离子注入工艺，提高工艺效率。
[0012]可选地，本申请所述的用于SiC高温离子注入的旋转加热靶，所述加热靶座上设置有加热灯管。
[0013]本申请通过在加热靶座上设置加热灯管对衬底进行加热。
[0014]可选地，本申请所述的用于SiC高温离子注入的旋转加热靶，所述加热灯管连接有温控仪。
[0015]本申请通过将加热灯管与温控仪连接，通过温控仪控制加热靶座上加热衬底的温度。
[0016]可选地，本申请所述的用于SiC高温离子注入的旋转加热靶，所述加热靶座上设置有用于安装所述加热灯管的沉台，所述沉台的底面设置有反射层。
[0017]本申请通过设置沉台，安装固定加热灯管，并在沉台底部设置反射层，从而减少加热灯管产生
热量的散发。
[0018]可选地，本申请所述的用于SiC高温离子注入的旋转加热靶，所述加热靶座的底部设置有用于导入冷却水的冷却水通道。
[0019]可选地，本申请所述的用于SiC高温离子注入的旋转加热靶，所述衬底托盘可拆卸地设置在所述加热靶座上。
[0020]可选地，本申请所述的用于SiC高温离子注入的旋转加热靶，相邻的所述加热靶座为紧密连接。
[0021]第二方面，本申请还提供了一种离子注入机，包括：
[0022]离子注入器，用于向所述离子注入机内注入高温离子；
[0023]靶式反应腔，用于为注入高温离子进行衬底加热工艺提供空间；
[0024]所述离子注入机还包括：
[0025]旋转加热靶，所述旋转加热靶安装在所述靶式反应腔内，所述旋转加热靶包括基板，所述基板上周向设置有加热靶座，所述基板上设置有带动所述基板旋转的旋转轴；[0026]驱动电机，所述驱动电机固定安装在所述靶式反应腔上，用于驱动所述旋转轴旋转；
[0027]所述离子注入器设置在所述靶式反应腔上且正对任一所述加热靶座。
[0028]本申请提供的离子注入机，将旋转加热靶安装在靶式反应腔中，离子注入器将高温离子注入到靶式反应腔中，为离子注入工艺提供高温离子，使旋转加热靶在靶式反应腔中进行离子注入工艺。
[0029]由上可知，本申请提供的用于SiC高温离子注入的旋转加热靶及离子注入机，将旋转加热靶安装在靶式反应腔中，通过离子注入器向靶式反应腔内注入高温离子，对旋转加热靶上的衬底进行离子注入工艺，并在上一片衬底完成离子注入工艺后，通过驱动电机驱动旋转加热靶旋转，使下一片衬底转动至与上一片衬底相同的反应位置并进行离子注入工艺，从而提高了离子注入工艺的效率。
[0030]本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0031]图1为本申请实施例提供的旋转加热靶的结构示意图。
[0032]图2为本申请实施例提供的安装有加热灯管的加热靶座的结构示意图。
[0033]图3为本申请实施例提供的加热靶座的结构示意图。
[0034]图4为本申请实施例提供的离子注入机的结构示意图。
[0035]标号说明：1、加热靶座；2、衬底托盘；3、衬底；4、加热灯管；5、加热灯管固定条；6、
旋转轴；7、基板；8、沉台；9、冷却水通道；10、反射层；100、旋转加热靶；200、靶式反应腔；210、驱动电机；300、离子注入器。
具体实施方式
[0036]下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0037]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。[0038]在外延工艺过程中，需
要对衬底进行预热处理，而一些衬底预热设备通过对衬底的底部进行加热，会导致衬底表面温度达不到工艺要求，影响外延工艺质量。
[0039]第一方面，参考图1，图1为本申请提供的一种用于SiC高温离子注入的旋转加热靶的结构示意图，图1所示的旋转加热靶用于对衬底进行离子注入工艺，包括：基板7，基板7上周向设置有多个用于安装衬底托盘2的加热靶座1，基板7上设置有用于带动基板7旋转的旋转轴6。
[0040]具体地，周向设置即绕圆柱体轴线方向设置，在本实施例中，基板7上周向设置有多个用于安装衬底托盘2的加热靶座1，即多个加热靶座1绕基板7的轴线方向环绕设置。[0041]具体地，基板7是顶面为正多边形的板状体，基板7的侧壁均与加热靶座1的顶部连接，使旋转加热靶100能同时安装多个加热靶座1，即在加工完成一片衬底3后，旋转加热靶100切换至下一衬底3进行离子注入工艺，从而提高离子注入工艺的效率。
[0042]具体地，旋转轴6为半边的圆柱法兰，另一半的圆柱法兰设置在驱动装置中，具体地，驱动装置用于驱动旋转加热靶100旋转，当旋转轴6上的半边圆柱法兰与驱动装置上的另一半圆柱法兰紧密连接后，驱动装置启动，即可带动基板7转动，从而使旋转加热靶100转动，优选地，旋转轴6的轴线与基板7的中心轴线重合，使旋转轴6在转动时带动基板7绕轴线旋转，节省安装空间，且每次切换衬底3进行离子注入工艺时，衬底3的反应位置保持一致，从而保证离子注入工艺的均匀性。
[0043]本申请实施例中的用于SiC高温离子注入的旋转加热靶100，通过设置多个加热靶座1，使旋转加热靶100能同时装载多个衬底3，同时在基板7中心设置有旋转轴6，使离子注入工艺过程中，当上一片衬底3反应结束后，旋转加热靶100旋转，使下一片衬底3转动至与上一片衬底3相同的反应位置进行离子注入工艺，从而提高了离子注入工艺的效率。[0044]在一些优选的实施方式中，加热靶座1为倾斜设置。
[0045]具体地，加热靶座1为上端面小，下端面大的梯形平板结构，加热靶座1的顶面与基板7的侧面固定连接，加热靶座1上用于安装衬底3的面为安装面，优选地，加热靶座1的安装面倾斜设置，即旋转加热靶100设置为锥体结构，使加热靶座1上的衬底3能稳定与加热靶座1贴合，防止旋转加热靶100在旋转过程中衬底托盘2或衬底3由于离心力作用脱离加热靶座
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