離子注入機與光刻機、刻蝕機和鍍膜機并稱半導體行業四大核心裝備。

離子注入機是高壓小型加速器中的一種，應用數量最多。它是由離子源得到所需要的離子，經過加速得到數百千電子伏能量的離子束流，用做半導體材料、大規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鍵裝備。

（圖片來源于網絡）

離子注入機的設備結構包括離子源、離子吸出系統、磁分析系統、加速系統、聚焦/掃描/偏轉系統、法拉第電荷計量系統、裝片/注入/出片系統、真空系統和冷卻系統。在離子注入機中，需要多個直流電源來對多個系統進行供電，包括源磁場電源、預過濾器電源、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。

離子注入機設備結構圖

測試難點

離子注入機內系統內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，離子注入機對系統內電源還有以下要求：

要求一

由于離子注入機中空間有限，通常使用機柜來搭建電源系統，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架的ATE系統電源。

要求二

目前市面上離子注入機電源的主流控制方式是模擬口控制，且離子注入機廠家需將電源的控制寫入到離子注入機的控制軟件中，直接從軟件中操控電源。因此，大多數離子注入機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軟件。

要求三

由于電源的穩定性對離子注入機系統運行效率和穩定性會產生巨大的影響，所以離子注入機廠家非常重視電源輸出電壓和電流的穩定性，特別是在程控狀態下電源輸出的穩定性。

解決方案

多年以來進口離子注入機產品占據了全球70%以上的離子注入機市場。近年來，為快速突破集成電路國產化瓶頸，國產離子注入機受到國家政策的重點支持。但為了達到離子注入機對系統電源的嚴苛要求，我國自主研發的離子注入機只能大量采用進口電源，這在經費、貨期、維修等方面給離子注入機廠家甚至半導體行業帶來了諸多困難。

面對難題和挑戰，北京大華無線電儀器有限責任公司迎難而上，自主研發生產的DH1799系列可編程系統直流電源集合了國際大品牌可編程直流ATE電源的優勢，采用世界先進的環路設計，以確保高精度高穩定性的直流輸出。搭配標準的1U機箱和高達1500W的單機功率，使其能夠完全勝任離子注入機內部多種電壓/電流等級的供電需求。標配模擬通訊接口，既符合離子注入機對通訊方式的要求，又滿足可將電源控制嵌入離子注入機操作軟件的條件。除此之外，DH1799系列可編程系統直流電源還采用了獨特的抗干擾硬件設計和完備的軟件管理，在減小每臺電源騷擾輻射的同時，有效地增強了每臺電源的抗干擾能力，確保遠程控制時對每臺電源進行精確的無縫控制，既有效減少不必要的操作步驟，又能實現精準且高效的供電。

總結

面對離子注入機電源的困難和挑戰，大華電子迎難而上，以自主研發生產的DH1799系列可編程系統直流電源全力協助離子注入機國產化發展。