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    华测仪器HCAM10kV、25kV系列高压功率放大器用于离子注入机系统

    更新时间:2025-05-16      点击次数:328


    华测仪器HCAM10kV、25kV系列高压功率放大器用于离子注入机系统


    华测仪器10kV、25kV高压功率放大器在离子注入机系统中的技术解析与工程实践——国产仪器在半导体制造中的创新突破。

    在半导体制造领域,离子注入机被誉为“芯片制造的精密手术刀",其核心功能是通过高能离子束对晶圆进行原子级掺杂,从而精确调控材料的电学特性。作为离子注入系统的“心脏",高压功率放大器直接决定了离子能量的稳定性、注入深度控制精度及系统长期可靠性。北京华测试验仪器有限公司(以下简称“华测仪器")自主研发的HCAM系列高压功率放大器(含10kV、25kV等型号),通过全固态电路设计、四象限动态驱动及超低噪声控制等创新技术,实现了从电压输出稳定性(直流精度优于1%)到动态响应能力(转换速率突破900V/μs)的全面突破,不仅为5nm以下先进制程提供了国产化解决方案,以高精度、高可靠性及灵活定制能力,成为推动国产离子注入设备性能跃迁的关键驱动力。

    华测仪器HCAM10kV、25kV系列高压功率放大器用于离子注入机系统

    华测仪器高压功率放大器设备图


    一、核心技术:全链路精密控制

    华测仪器HCAM系列高压功率放大器采用全固态电路设计,摒弃传统真空管结构,实现免维护运行,显著降低?;缦?。其核心技术优势包括:

    1. 宽域动态响应

    10kV:支持0~±10kV直流/交流峰值输出,电流达±40mA,小信号带宽高达25kHz,压摆率>900V/μs,可快速响应高频脉冲信号(如离子注入的1-100μs脉宽需求。

    25kV:0~±25kV(直流或交流峰值),覆盖离子注入机加速电极的高压需求。电流驱动能力:0~20mA(直流)或±20mA(峰值,1ms),支持高能离子束的稳定加速。

    2. 四象限智能驱动

    采用四象限有源输出技术,可同时吸收或供给电流,适配容性负载(如静电偏转板)和阻性负载(如等离子体源),避免传统放大器因负载突变导致的性能波动,提升离子束路径控制的均匀性。

    3. 闭环控制与低噪声特性

    通过高精度闭环系统,直流电压增益精度优于1%,输出噪声<1.5Vrms,温度漂移<100ppm/°C,满足离子剂量控制(101? ions/cm2量级)的超高精度需求。


    二、应用场景:从实验室到量产的全覆盖

    在离子注入机系统中,华测仪器高压放大器通过多级协同,赋能关键工艺环节:

    1.主加速级能量供给

    25kV放大器驱动多级加速电场,赋予离子束数十至数百keV能量,确保先进制程的注入深度与浓度一致性。

       2.束流控制与扫描系统

    静电偏转:10kV提供精准电压,驱动偏转板实现晶圆表面混合扫描(机械+电子),减少边缘效应导致的掺杂不均。

    聚焦透镜供电:低纹波输出优化束流聚焦,散射损失降低30%,提升晶圆利用率。

       3.等离子体源与电荷中和
       为离子源电离(如BF?、PH?气体)提供高压,并通过电子枪消除晶圆表面电荷,防止器件击穿损伤。

       4.材料改性研究

    介电弹性体测试:施加0~10kV/mm电场,研究材料形变与电致伸缩效应,为柔性电子器件开发提供数据支持。

    铁电材料极化:通过精准控制极化电?。?/span>0~10kV),提升材料剩余极化强度,优化存储器件性能。

    HCAM系列高压功率放大器还可扩展至材料极化、介电击穿测试等领域,例如驱动压电陶瓷薄膜极化、微流控芯片操控等,展现多场景适配能力。

    测仪器HCAM系列高压功率放大器凭借其全固态设计、四象限动态驱动精准调控??榛┱菇涌诘群诵募际?,已从半导体制造领域延伸至量子计算、核物理研究、先进材料改性等前沿科研场景,成为多学科交叉创新的关键赋能工具。


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