離子注入機(jī)與光刻機(jī)、刻蝕機(jī)和鍍膜機(jī)并稱半導(dǎo)體行業(yè)四大核心裝備。

離子注入機(jī)是高壓小型加速器中的一種，應(yīng)用數(shù)量最多。它是由離子源得到所需要的離子，經(jīng)過加速得到數(shù)百千電子伏能量的離子束流，用做半導(dǎo)體材料、大規(guī)模集成電路和器件的離子注入，還用于金屬材料表面改性和制膜等，已成為集成電路制造工藝中必不可少的關(guān)鍵裝備。

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離子注入機(jī)的設(shè)備結(jié)構(gòu)包括離子源、離子吸出系統(tǒng)、磁分析系統(tǒng)、加速系統(tǒng)、聚焦/掃描/偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、法拉第電荷計(jì)量系統(tǒng)、裝片/注入/出片系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。在離子注入機(jī)中，需要多個(gè)直流電源來對多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行供電，包括源磁場電源、預(yù)過濾器電源、弧壓電源、燈絲電源、偏置電源、分析器電源和平行束透鏡電源等。

離子注入機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

測試難點(diǎn)

離子注入機(jī)內(nèi)系統(tǒng)內(nèi)部各組件對電源的需求是不同的。

例如：源磁場需要150V/10A的DC電源；燈絲電源需要6V/200A的DC電源 ；弧壓電壓需要150V/10A的DC電源；預(yù)過濾器電源需要30V/80A的DC電源；分析器電源需要80V/188A的DC電源等等。

除此之外，離子注入機(jī)對系統(tǒng)內(nèi)電源還有以下要求：

要求一

由于離子注入機(jī)中空間有限，通常使用機(jī)柜來搭建電源系統(tǒng)，在保證所需電壓和電流等級的前提下，要求所用電源必須是可上機(jī)架的ATE系統(tǒng)電源。

要求二

目前市面上離子注入機(jī)電源的主流控制方式是模擬口控制，且離子注入機(jī)廠家需將電源的控制寫入到離子注入機(jī)的控制軟件中，直接從軟件中操控電源。因此，大多數(shù)離子注入機(jī)的廠家要求電源必須具備模擬口控制功能且可嵌入離子注入機(jī)軟件。

要求三

由于電源的穩(wěn)定性對離子注入機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行效率和穩(wěn)定性會產(chǎn)生巨大的影響，所以離子注入機(jī)廠家非常重視電源輸出電壓和電流的穩(wěn)定性，特別是在程控狀態(tài)下電源輸出的穩(wěn)定性。

解決方案

多年以來進(jìn)口離子注入機(jī)產(chǎn)品占據(jù)了全球70%以上的離子注入機(jī)市場。近年來，為快速突破集成電路國產(chǎn)化瓶頸，國產(chǎn)離子注入機(jī)受到國家政策的重點(diǎn)支持。但為了達(dá)到離子注入機(jī)對系統(tǒng)電源的嚴(yán)苛要求，我國自主研發(fā)的離子注入機(jī)只能大量采用進(jìn)口電源，這在經(jīng)費(fèi)、貨期、維修等方面給離子注入機(jī)廠家甚至半導(dǎo)體行業(yè)帶來了諸多困難。

面對難題和挑戰(zhàn)，北京大華無線電儀器有限責(zé)任公司迎難而上，自主研發(fā)生產(chǎn)的DH1799系列可編程系統(tǒng)直流電源集合了國際大品牌可編程直流ATE電源的優(yōu)勢，采用世界先進(jìn)的環(huán)路設(shè)計(jì)，以確保高精度高穩(wěn)定性的直流輸出。搭配標(biāo)準(zhǔn)的1U機(jī)箱和高達(dá)1500W的單機(jī)功率，使其能夠完全勝任離子注入機(jī)內(nèi)部多種電壓/電流等級的供電需求。標(biāo)配模擬通訊接口，既符合離子注入機(jī)對通訊方式的要求，又滿足可將電源控制嵌入離子注入機(jī)操作軟件的條件。除此之外，DH1799系列可編程系統(tǒng)直流電源還采用了獨(dú)特的抗干擾硬件設(shè)計(jì)和完備的軟件管理，在減小每臺電源騷擾輻射的同時(shí)，有效地增強(qiáng)了每臺電源的抗干擾能力，確保遠(yuǎn)程控制時(shí)對每臺電源進(jìn)行精確的無縫控制，既有效減少不必要的操作步驟，又能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)且高效的供電。

總結(jié)

面對離子注入機(jī)電源的困難和挑戰(zhàn)，大華電子迎難而上，以自主研發(fā)生產(chǎn)的DH1799系列可編程系統(tǒng)直流電源全力協(xié)助離子注入機(jī)國產(chǎn)化發(fā)展。