產(chǎn)品分類品牌分類
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華測(cè)儀器HCAM10kV、25kV系列高壓功率放大器用于離子注入機(jī)系統(tǒng)
華測(cè)儀器HCAM10kV、25kV系列高壓功率放大器用于離子注入機(jī)系統(tǒng)
華測(cè)儀器10kV、25kV高壓功率放大器在離子注入機(jī)系統(tǒng)中的技術(shù)解析與工程實(shí)踐——國(guó)產(chǎn)儀器在半導(dǎo)體制造中的創(chuàng)新突破。
在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域,離子注入機(jī)被譽(yù)為“芯片制造的精密手術(shù)刀",其核心功能是通過(guò)高能離子束對(duì)晶圓進(jìn)行原子級(jí)摻雜,從而精確調(diào)控材料的電學(xué)特性。作為離子注入系統(tǒng)的“心臟",高壓功率放大器直接決定了離子能量的穩(wěn)定性、注入深度控制精度及系統(tǒng)長(zhǎng)期可靠性。北京華測(cè)試驗(yàn)儀器有限公司(以下簡(jiǎn)稱“華測(cè)儀器")自主研發(fā)的HCAM系列高壓功率放大器(含10kV、25kV等型號(hào)),通過(guò)全固態(tài)電路設(shè)計(jì)、四象限動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)及超低噪聲控制等創(chuàng)新技術(shù),實(shí)現(xiàn)了從電壓輸出穩(wěn)定性(直流精度優(yōu)于1%)到動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力(轉(zhuǎn)換速率突破900V/μs)的全面突破,不僅為5nm以下先進(jìn)制程提供了國(guó)產(chǎn)化解決方案,以高精度、高可靠性及靈活定制能力,成為推動(dòng)國(guó)產(chǎn)離子注入設(shè)備性能躍遷的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。
華測(cè)儀器高壓功率放大器設(shè)備圖
一、核心技術(shù):全鏈路精密控制
華測(cè)儀器HCAM系列高壓功率放大器采用全固態(tài)電路設(shè)計(jì),摒棄傳統(tǒng)真空管結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)免維護(hù)運(yùn)行,顯著降低停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。其核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)包括:
1. 寬域動(dòng)態(tài)響應(yīng)
10kV:支持0~±10kV直流/交流峰值輸出,電流達(dá)±40mA,小信號(hào)帶寬高達(dá)25kHz,壓擺率>900V/μs,可快速響應(yīng)高頻脈沖信號(hào)(如離子注入的1-100μs脈寬需求。
25kV:0~±25kV(直流或交流峰值),覆蓋離子注入機(jī)加速電極的高壓需求。電流驅(qū)動(dòng)能力:0~20mA(直流)或±20mA(峰值,1ms),支持高能離子束的穩(wěn)定加速。
2. 四象限智能驅(qū)動(dòng)
采用四象限有源輸出技術(shù),可同時(shí)吸收或供給電流,適配容性負(fù)載(如靜電偏轉(zhuǎn)板)和阻性負(fù)載(如等離子體源),避免傳統(tǒng)放大器因負(fù)載突變導(dǎo)致的性能波動(dòng),提升離子束路徑控制的均勻性。
3. 閉環(huán)控制與低噪聲特性
通過(guò)高精度閉環(huán)系統(tǒng),直流電壓增益精度優(yōu)于1%,輸出噪聲<1.5Vrms,溫度漂移<100ppm/°C,滿足離子劑量控制(101? ions/cm2量級(jí))的超高精度需求。
二、應(yīng)用場(chǎng)景:從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)的全覆蓋
在離子注入機(jī)系統(tǒng)中,華測(cè)儀器高壓放大器通過(guò)多級(jí)協(xié)同,賦能關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié):
1.主加速級(jí)能量供給
25kV放大器驅(qū)動(dòng)多級(jí)加速電場(chǎng),賦予離子束數(shù)十至數(shù)百keV能量,確保先進(jìn)制程的注入深度與濃度一致性。
2.束流控制與掃描系統(tǒng)
靜電偏轉(zhuǎn):10kV提供精準(zhǔn)電壓,驅(qū)動(dòng)偏轉(zhuǎn)板實(shí)現(xiàn)晶圓表面混合掃描(機(jī)械+電子),減少邊緣效應(yīng)導(dǎo)致的摻雜不均。
聚焦透鏡供電:低紋波輸出優(yōu)化束流聚焦,散射損失降低30%,提升晶圓利用率。
3.等離子體源與電荷中和
為離子源電離(如BF?、PH?氣體)提供高壓,并通過(guò)電子槍消除晶圓表面電荷,防止器件擊穿損傷。
4.材料改性研究
介電彈性體測(cè)試:施加0~10kV/mm電場(chǎng),研究材料形變與電致伸縮效應(yīng),為柔性電子器件開(kāi)發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。
鐵電材料極化:通過(guò)精準(zhǔn)控制極化電場(chǎng)(0~10kV),提升材料剩余極化強(qiáng)度,優(yōu)化存儲(chǔ)器件性能。
HCAM系列高壓功率放大器還可擴(kuò)展至材料極化、介電擊穿測(cè)試等領(lǐng)域,例如驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷薄膜極化、微流控芯片操控等,展現(xiàn)多場(chǎng)景適配能力。
華測(cè)儀器HCAM系列高壓功率放大器憑借其全固態(tài)設(shè)計(jì)、四象限動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)精準(zhǔn)調(diào)控及模塊化擴(kuò)展接口等核心技術(shù),已從半導(dǎo)體制造領(lǐng)域延伸至量子計(jì)算、核物理研究、先進(jìn)材料改性等前沿科研場(chǎng)景,成為多學(xué)科交叉創(chuàng)新的關(guān)鍵賦能工具。