установка для имплантации

Формула изобретения

Установка для имплантации, включающая источник быстрых частиц, систему их транспортировки от источника к мишени, систему для размещения имплантируемых образцов, отличающаяся тем, что использованы источник быстрых тяжелых атомов на основе ловушки с вращающейся плазмой, система транспортировки, представляющая собой выпускной раструб с азимутальным размером 360^o, система размещения имплантируемых образцов в области выходящего потока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиационному материаловедению и предназначено для улучшения электрофизических, химических и механических свойств поверхности изделий из металлов и сплавов, полупроводников, диэлектриков и т.д.

Известны устройства, предназначенные для имплантации, содержащие источник быстрых тяжелых ионов, систему транспортировки и систему для размещения образцов, имплантируемых этими потоками [1].

Однако известные устройства обладают рядом недостатков. В них используются ионные источники, для которых интенсивность пучков принципиально ограничена объемным зарядом ионов. Кроме того, для равномерного облучения локальным пучком больших площадей необходимо использовать сканирующие системы, что значительно увеличивает размеры и усложняет конструкцию установки.

Наиболее близким устройством к заявленному объекту того же назначения, принятым за прототип, является установка для имплантации, содержащая источник ионов, систему транспортировки ионных пучков от источника к мишени, систему для размещения имплантируемых образцов [2].

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании вышеуказанного устройства, принятого за прототип, относится то, что в известном устройстве используется источник ионов, имеющий низкую интенсивность ионного тока из-за ограничений по объемному заряду, а следовательно, и низкую производительность. Система транспортировки ионного пучка включает магнитный масс-сепаратор, что значительно усложняет конструкцию и увеличивает габаритные размеры установки. Для равномерного облучения локальным пучком больших площадей необходимо применение сканирующих систем, также значительно усложняющих конструкцию и увеличивающих стоимость имплантационной обработки. Кроме того, известное устройство не обладает универсальностью, то есть возможностью имплантировать любые элементы. Помимо этого, имплантация в диэлектрические материалы в вышеуказанном устройстве требует специальных мер по нейтрализации поверхностного заряда, возникающего при ионной имплантации.

Сущность изобретения заключается в следующем. Изобретение направлено на повышение производительности и стабильности в работе установки для имплантации. Другой целью является повышение чистоты получаемых имплантируемых потоков, повышение площади имплантируемых поверхностей без применения сканирующих устройств, повышение универсальности установки для имплантации, позволяющей производить имплантацию любым сортом имплантируемых элементов в любые материалы, в том числе и диэлектрические.

Сущность изобретения заключается в повышении производительности установки для имплантации.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной установке для имплантации, состоящей из источника быстрых частиц, системы их транспортировки от источника к мишени, системы для размещения имплантируемых образцов, использованы источник быстрых тяжелых атомов на основе ловушки с вращающейся плазмой, система транспортировки, представляющая собой выпускной раструб с азимутальным размером 360^o, система размещения имплантируемых образцов в области выходящего потока.

Изложенная выше совокупность признаков обеспечивает достижение указанного технического результата, то есть создание установки для имплантации с повышенной производительностью по сравнению с известными установками. Кроме того, использование источника быстрых тяжелых атомов позволяет получать потоки любых имплантируемых элементов, при этом чистота имплантируемых потоков высокая и не требуется сепарирование потока. Широкоапертурный поток и специальная конструкция системы транспортировки позволяют одновременно имплантировать большие поверхности, а высокая азимутальная однородность атомарного потока позволяет отказаться от 2- мерных сканирующих устройств. Кроме того, атомарная имплантация, осуществляемая в этом устройстве, позволяет проводить имплантацию в диэлектрические материалы, не применяя специальные меры по нейтрализации поверхностного заряда.

Все вышеизложенное обуславливает причинно-следственную связь между признаками и техническим результатом, и существенность признаков формулы изобретения.

Впервые используется комбинация описанных элементов в качестве установки для имплантации. Впервые используется источник быстрых тяжелых атомов в установке для имплантации.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Дополнительный поиск известных решений, с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными признаками заявляемого изобретения, показывает, что заявляемое изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

На фиг. 1, 2 изображены различные виды конструкций установки для имплантации в зависимости от имплантируемых изделий.

Обозначения: 1 - источник быстрых тяжелых атомов, 2 - поток быстрых тяжелых атомов, 3-система транспортировки, 4 - имплантируемые образцы, 5 - система для размещения имплантируемых образцов.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем:

Источник быстрых тяжелых атомов 1 по азимуту вакуумно соединен с системой транспортировки 3, имеющей азимутальный размер - 2 и размер вдоль оси установки порядка ширины пучка. Имплантируемые образцы 4 помещаются в систему размещения 5, вакуумно соединенной с системой транспортировки.

Из источника 1 быстрые тяжелые атомы выходят в виде радиального веерного потока 2, проходят через систему транспортировки 3, попадают на имплантируемые образцы 4, помещаемые в системе размещения 5. Имплантация производится в вакууме.

Используемый источник 1 позволяет получать веерные потоки быстрых тяжелых атомов 2, выходящие из источника атомы движутся перпендикулярно оси источника. Энергетический спектр атомов - широкий. Могут существовать как импульсный, так и непрерывный режимы работы этого источника, а следовательно, и установки в целом.

Для полного использования выходящего из источника веерного потока атомов применяется система транспортировки 3 в виде вакуумной камеры, состоящей из 2-х дисков, обеспечивающих транспортировку (выпуск) этого потока за пределы габаритных размеров источника.

Вне источника расположена система размещения 5, в которую вводятся имплантируемые образцы 4 через вакуумные шлюзы. В зависимости от размеров образцов приемная камера может быть выполнена в различном исполнении (фиг. 1,2).

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий.

Средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, именно в радиационном материаловедении, и предназначено для улучшения электрофизических, химических и механических свойств поверхности изделий из сплавов, полупроводников, диэлектриков и т.д.

Для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.

Средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.