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用于離子注入機系統(tǒng)的設備華測儀器10kV技術、25kV高壓功率放大器

華測儀器10kV推廣開來、25kV高壓功率放大器在離子注入機系統(tǒng)中的技術解析與工程實踐——國產儀器在半導體制造中的創(chuàng)新突破。

在半導體制造領域示範推廣，離子注入機被譽為“芯片制造的精密手術刀”堅持好，其核心功能是通過高能離子束對晶圓進行原子級摻雜，從而精確調控材料的電學特性大幅增加。作為離子注入系統(tǒng)的“心臟”特性，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)長期可靠性交流研討。北京華測試驗儀器有限公司（以下簡稱“華測儀器”）自主研發(fā)的HCAM系列高壓功率放大器（含10kV更加完善、25kV等型號），通過全固態(tài)電路設計建設應用、四象限動態(tài)驅動及超低噪聲控制等創(chuàng)新技術，實現(xiàn)了從電壓輸出穩(wěn)定性（直流精度優(yōu)于1%）到動態(tài)響應能力（轉換速率突破900V/μs）的全面突破日漸深入，不僅為5nm以下先進制程提供了國產化解決方案動力，以高精度、高可靠性及靈活定制能力互動式宣講，成為推動國產離子注入設備性能躍遷的關鍵驅動力效高性。

華測儀器高壓功率放大器設備圖

一自動化、核心技術：全鏈路精密控制

華測儀器HCAM系列高壓功率放大器采用全固態(tài)電路設計提升，摒棄傳統(tǒng)真空管結構高品質，實現(xiàn)免維護運行，顯著降低停機風險支撐能力。其核心技術優(yōu)勢包括：

1. 寬域動態(tài)響應

10kV：支持0~±10kV直流/交流峰值輸出資源優勢，電流達±40mA，小信號帶寬高達25kHz特征更加明顯，壓擺率>900V/μs估算，可快速響應高頻脈沖信號（如離子注入的1-100μs脈寬需求。

25kV：0~±25kV（直流或交流峰值）的可能性，覆蓋離子注入機加速電極的高壓需求不要畏懼。電流驅動能力：0~20mA（直流）或±20mA（峰值，1ms）問題，支持高能離子束的穩(wěn)定加速逐漸顯現。

2. 四象限智能驅動

采用四象限有源輸出技術，可同時吸收或供給電流系統穩定性，適配容性負載（如靜電偏轉板）和阻性負載（如等離子體源）拓展基地，避免傳統(tǒng)放大器因負載突變導致的性能波動，提升離子束路徑控制的均勻性服務體系。

3. 閉環(huán)控制與低噪聲特性

通過高精度閉環(huán)系統(tǒng)說服力，直流電壓增益精度優(yōu)于1%，輸出噪聲<1.5Vrms分析，溫度漂移<100ppm/°C表示，滿足離子劑量控制（101? ions/cm2量級）的超高精度需求。

二非常激烈、應用場景：從實驗室到量產的全覆蓋

在離子注入機系統(tǒng)中競爭力所在，華測儀器高壓放大器通過多級協(xié)同，賦能關鍵工藝環(huán)節(jié)：

1．主加速級能量供給

25kV放大器驅動多級加速電場領域，賦予離子束數(shù)十至數(shù)百keV能量溝通機製，確保先進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：10kV提供精準電壓註入新的動力，驅動偏轉板實現(xiàn)晶圓表面混合掃描（機械+電子）領先水平，減少邊緣效應導致的摻雜不均。

聚焦透鏡供電：低紋波輸出優(yōu)化束流聚焦雙重提升，散射損失降低30%戰略布局，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?表現明顯更佳、PH?氣體）提供高壓狀態，并通過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

介電彈性體測試：施加0~10kV/mm電場廣泛認同，研究材料形變與電致伸縮效應國際要求，為柔性電子器件開發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。

鐵電材料極化：通過精準控制極化電場（0~10kV）鍛造，提升材料剩余極化強度競爭激烈，優(yōu)化存儲器件性能。

HCAM系列高壓功率放大器還可擴展至材料極化逐漸完善、介電擊穿測試等領域參與能力，例如驅動壓電陶瓷薄膜極化、微流控芯片操控等是目前主流，展現(xiàn)多場景適配能力充分發揮。

華測儀器HCAM系列高壓功率放大器憑借其全固態(tài)設計、四象限動態(tài)驅動精準調控及模塊化擴展接口等核心技術充分發揮，已從半導體制造領域延伸至量子計算迎來新的篇章、核物理研究、先進材料改性等前沿科研場景推動並實現，成為多學科交叉創(chuàng)新的關鍵賦能工具薄弱點。