آنالیز کننده و شتاب دهنده در کاشت یونی

یونهایی که از منبع خارج می شوند، قبل از ورود به شتاب دهنده، وارد آنالیز کننده می شوند.

در این دستگاه یون ها بر اساس نسبیت جرمشان به باری که دارند توسط یک میدان مغناطیسی از هم جدا می شوند.

 

 

برای یک میدان مغناطیسی به شدت B، جرم یون M1 با بار الکتریکی Q در یک مسیر دایروی با شعاع R حرکت می کند. صفحه این دایره نسبت به میدان در مولفه نرمال آن واقع است (عمود بر هم)، این شعاع از رابطه زیر بدست می آید:

(MV^2)/R=QVB => R=(((MV)^2)/QB)^(1/2)

در اینجا V ولتاژ شتاب که در سیستم پیش از آنالیز اعمال شده می باشد و تقریبا برابر است با ولتاژ استخراج در منبع یون.

مقدار شدت میدان مغناطیسی به گونه ای انتخاب می شود که شعاع مسیر یون ها با شعاع فیزیکی مغناطیسی آنالیز کننده یکسان شود.

آنالیز کننده که در واقع جداکننده یون مورد نظر می باشد از ورود ناخالصی های ناخواسته به داخل ویفر جلوگیری می کند. ولی به طور فرض در صورتی که جرم ناخالصی ناخواسته دو برابر ناخالصی مورد نظر باشد و دوباره یونیزه شده باشد، این ناخالصی همراه با ناخالصی مورد نظر عبور کرده و وارد ویفر می شود.

شتاب دهنده:

دستگاه های کشت یونی بسته به ولتاژ شتاب دهندگی طبقه بندی می شوند.

انرژی مورد نظر وابسته به عمق نفوذ دلخواه یون مورد نظر می باشد.

هیچ شتاب دهنده ای موجود نمی باشد که به تنهایی بتواند تمام محدوده های انرژی را داشته باشد.

در شتاب دهنده ها، یون انرژی لازم برای نفوذ به داخل ویفر را پیدا می کند. حداقل انرژی کشت که بدون استفاده از یون های مولکولی و کاهش سرعت به دست می آیند، همان انرژی استخراج می باشد جهت کاهش انرژی یون ها به مقدار محدودیت که حاصل از انرژی استخراج می باشد،

بعضی از کشت دهنده ها از حالت کاهش سرعت استفاده می کنند. در این روش یون ها خارج شده، توسط معکوس شدن پلاریته ولتاژ در محفظه شتاب دهنده، سرعتشان کاهش می یابد.

یکی از مشکلاتی که در این روش وجود دارد، حضور اتم های خنثی ای است ک توسط تغییر شار تولید می شود.