一种连续晶圆质子辐照装置及操作方法与流程

1.本发明属于电力电子器件生产制作领域，特别涉及一种连续晶圆质子辐照装置及操作方法。


背景技术：

2.随着电力电子技术的发展，现代igbt、mosfet器件的开关速度很快，二极管主要向着低压降、高耐压、快速软恢复的方向发展，一般功率二极管已无法满足现代igbt等功率器件的性能需求，进而如何提高快恢复二极管的性能备受关注。目前国内igbt、frd等大功率半导体器件生产厂家因缺失关键的质子辐照工艺，无法完成软度因子2以上的高性能frd等功率芯片生产，高度依赖进口，长期受制于人。晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅，也是制作快恢复二极管（frd）的主要组成，晶圆性能的优劣直接影响着快恢复二极管（frd）的性能。
3.轻离子辐照是目前唯一能够实现局域寿命可控的技术，也是实现软度因子≥2的唯一技术手段。所谓轻离子，主要是指h
+
、he
2+
。质子辐照与电子辐照相似，都是利用辐照产生的感生缺陷作为复合中心来控制少子寿命。与传统寿命控制技术相比，质子辐照可通过控制能量、流强等参数，进而精确控制形成的缺陷峰的位置、剂量，进而实现局域少子寿命控制，提高功率芯片性能。同时，通过调节能量、流强，开展多次不同深度、剂量辐照，可形成任意得复合中心浓度分布，为功率器件性能的优化提供了新的设计自由度，获得不同性能需要的现代高性能功率芯片。
4.因此，当前国内急需开展功率芯片质子辐照工艺、装置产业化研究，解决国内高端功率芯片生产所缺失的质子辐照能力的问题，填补国内空白，使得国内大功率半导体器件厂能够实现高端大功率半导体器件国产化，提升我国的在高端大功率半导体器件方面的核心竞争。


技术实现要素：

5.针对上述问题，一方面，本发明公开了一种连续晶圆质子辐照装置，所述装置包括两个料仓、辐照机构、上料机构以及移动机构，所述料仓设置于辐照机构的两侧，所述上料机构将放置于料仓内的料盘从料仓中取出转移至移动机构，移动机构将料盘转运至辐照机构的照射范围，辐照机构对料盘进行照射；两个所述料仓中的料盘交替不断的被上料机构向移动机构输送。
6.进一步地，所述移动机构包括移动平台支座、安装于移动平台支座上的料盘移动平台、安装于移动平台上的传送组件和安装于移动平台上的微调组件、设置于传送组件上的取料组件；所述取料组件抓取上料机构推送的料盘，并拖动料盘在传送组件上移动，将料盘输送至辐照机构的辐射范围；所述微调组件在垂直于取料组件运动方向上对料盘的位置进行调整。
7.进一步地，所述取料组件包括位移单元和两个连接单元，所述位移单元两侧均设
置有一个连接单元；所述料盘上安装有与连接单元对接的固定单元。
8.进一步地，所述辐照机构包括扫描盒和扫描盒支架，所述扫描盒的一端安装有风冷束流扫描窗，所述扫描盒的一端贯穿扫描盒支架，所述风冷束流扫描窗安装于扫描盒支架内。
9.进一步地，所述扫描盒发出的束流延长线上设置有束流监测器，所述束流监测器位于移动机构的下方，用于接收束流并测量束流强度。
10.进一步地，所述料仓包括固定格架、安装在固定格架下方的料仓支座、设置在固定格架内的储片格架以及安装在固定格架上的驱动电机，所述驱动电机驱动放置于储片格架上的料盘升降。
11.进一步地，所述上料机构包括安装在固定格架上的推杆以及驱动推杆运动的动力源；所述推杆将料盘推送至移动机构上。
12.进一步地，所述固定格架上安装有用于监控束流激射位置的束流位置监视器。
13.进一步地，所述固定格架内安装有用于监控料仓内料盘位置的料仓监视器。
14.进一步地，所述固定格架上安装有用于监控移动机构上料盘位置的料盘监视器。
15.另一方面，一种连续晶圆质子辐照装置的操作方法，所述方法包括：向两个料仓中放入盛有晶圆的料盘；全部料盘放置完毕，确认料盘放入无误后，启动上料机构；上料机构将两个料仓中的料盘推送至移动机构；移动机构将两侧料盘交替转运至辐照机构的照射范围；辐照机构对处于其照射范围内的料盘进行照射。
16.进一步地，所述方法具体包括：向两个储片格架中逐一放入盛有晶圆的料盘；全部料盘放置完毕之后，启动驱动电机，上下移动储片格架，检查料盘放置位置是否合适，如果确认料盘放入无误，将储片阵列上下位置归零位；待人员远离之后，再次启动驱动电机，上下移动储片格架，通过料仓监视器检查料盘放置位置是否合适，如果确认料盘放入无误，将储片阵列上下移动至起始位置；启动两个推杆，将第一个料盘从两个料仓中推至传送组件上，随后推杆退回；取料组件向一侧料仓靠近，并通过一个连接单元抓取一侧料盘，位移单元带动料盘移动至辐照起始零位待命；扫描盒开始工作，启动质子束流，将束流引出风冷束流扫描窗9，用束流监测器接收束流并测量束流强度；确认束流参数无误后，启动位移单元，带动一侧料盘移动至束流下，对料盘上的晶圆进行辐照。
17.进一步地，所述启动位移单元，带动一侧料盘移动至束流下，对料盘上的晶圆进行辐照具体包括：位移单元带动一侧料盘以设定速度通过质子束流，移动至靠近另一侧料仓时，另一个连接单元抓取另一侧料盘，再以设定速度反向运动；待一侧料盘上的晶圆辐照完成之后，一侧料盘与连接单元分离，取料组件和另一侧料盘停止等待；
一侧推杆伸出，将与连接单元分离的料盘拉回到料仓储片格架中，推杆退回至初始位置；一侧料仓上的驱动电机再次启动，将下一盘待辐照的料盘上移指定距离；启动推杆将下一盘待辐照的料盘推动至传送组件上，推杆退回复位；位移单元一侧的连接单元将一侧料盘抓取，并带动两个料盘再次正向移动；待另一侧料盘上的晶圆辐照完成之后，另一侧料盘与连接单元分离，取料组件和一侧料盘停止等待；再次将另一侧辐照后的料盘更换成下一盘待辐照的料盘；以此步骤循环操作辐照装置，使得两侧料仓料盘上的晶圆连续得到辐照。
18.进一步地，所述启动位移单元，带动一侧料盘移动至束流下，对料盘上的晶圆进行辐照具体包括：位移单元带动一侧料盘以设定速度通过质子束流，移动至靠近另一侧料仓，再以设定速度反向运动；待一侧料盘上的晶圆辐照完成后，一侧料盘与连接单元分离；一侧推杆伸出，将与连接单元分离的料盘拉回到料仓储片格架中，推杆退回至初始位置，同时位移单元再次正向运动靠近另一侧料仓；一侧料仓上的驱动电机再次启动，将下一盘待辐照的料盘上移指定距离，启动推杆将下一盘待辐照的料盘推动至传送组件上，推杆退回复位；同时位移单元另一侧的连接单元抓取另一侧料盘，带动另一侧料盘反向通过质子束流，再正向通过质子束流；待另一侧料盘上的晶圆完成质子辐照后，将另一侧料盘与连接单元分离；位移单元带动连接单元再靠近一侧料仓抓取一侧待辐照的料盘，同时另一侧辐射完成的料盘在推杆的拉动下回到储片格架中，并将下一盘待辐照的料盘上移指定距离，推杆将下一盘待辐照的料盘推动至传送组件上，推杆退回复位，下一个循环辐照操作继续进行。
19.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明提供的一种连续晶圆质子辐照装置，通过双料仓设计，重在实现批量连续性晶圆质子辐照，单批次最大可实现超过2000片晶圆质子连续辐照，集成了批量连续化生产、换片装载、辐照均匀性控制等质子辐照关键环节，有效地提高辐照生产效率，从而有更好的经济效益，提升核心竞争力。
20.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1示出了本发明实施例的一种连续晶圆质子辐照装置侧视图；
图中：1-左料仓固定格架、2-束流位置监视器、3-左料仓位置监视器、4-左料仓料盘推杆、5-左料仓储片格架、6-左料仓支座、7-扫描盒上段、8-扫描盒下段、9-风冷束流扫描窗、10-扫描盒支架、11-料盘取料模组、12-电磁铁模组、13-右料盘、14-左料盘、15-x向无动力芯片料盘传送滚轮组、16-y向微调伺服模组、17-辐照料盘移动平台、18-束流监测器、19-辐照料盘xy向移动平台支座、20-辐照料盘移动平台位置监视器、21-右料仓位置监视器、22-右料仓固定格架、23-右料仓料盘推杆、24-右料仓储片格架、25-右料仓支座、26-格架升降驱动电机。
具体实施方式
23.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.图1示出了本发明的一种连续晶圆质子辐照装置侧视图，所述装置包括两个料仓、辐照机构、上料机构以及移动机构，所述料仓设置于辐照机构的两侧，所述上料机构将放置于料仓内的料盘从料仓中取出转移至移动机构，移动机构将料盘转运至辐照机构的照射范围，辐照机构对料盘进行照射；两个所述料仓中的料盘交替不断的被上料机构向移动机构输送。在图1中，辐照机构设置于移动机构上方，两个料仓对称设置于移动机构两侧，两个料仓中均安装有上料机构，并且上料机构能够贯穿料仓运动，将料仓中的料盘推送至移动机构，或者将移动机构中的料盘拉回料仓中。
25.在本发明的一种实施例中，所述移动机构包括移动平台支座、安装于移动平台支座上的料盘移动平台、安装于移动平台上的传送组件和安装于移动平台上的微调组件、设置于传送组件上的取料组件；所述取料组件抓取上料机构推送的料盘，并拖动料盘在传送组件上移动，将料盘输送至辐照机构的辐射范围；所述微调组件在垂直于取料组件运动方向上对料盘的位置进行调整。在图1中，移动平台为辐照料盘移动平台17，移动平台支座为辐照料盘xy向移动平台支座19，传送组件为x向无动力芯片料盘传送滚轮组15，微调组件为y向微调伺服模组16，除此之外，传送组件还可以是滚子平台或者皮带传送平台，所述y向微调伺服模组16包伺服电机和y向移动件，例如丝杆滑块组件等。移动机构用于支撑左右两个料仓中的右料盘13和左料盘14运动。
26.在本实施例的一种情况中，所述取料组件包括位移单元和两个连接单元，所述位移单元两侧均设置有一个连接单元；所述料盘上安装有与连接单元对接的固定单元。在图1中，所述位移单元为料盘取料模组11，连接单元为电磁铁模组12，同时料盘上设置有与电磁铁模组12吸合的固定单元，固定单元可以是磁铁，也可以是能够被电磁铁吸附的零件。所述位移单元为一个位移组件，可以是由电机驱动的滑轨小车，或者是由电机驱动的丝杆滑块机构，其中滑块带动连接单元移动。另外，连接单元除了可以是电磁铁模组12之外，还可以是插接件，同时固定单元为与插接件配合使用的插槽，所述插接件可以挤压释放。
27.在本发明的一种实施例中，所述辐照机构包括扫描盒和扫描盒支架10，所述扫描盒的一端安装有风冷束流扫描窗9，所述扫描盒的一端贯穿扫描盒支架10，所述风冷束流扫描窗9安装于扫描盒支架10内。在图1中，扫描盒分为扫描盒上段7和扫描盒下段8，所述扫描
盒下段8底部安装有风冷束流扫描窗9，并固定在扫描盒支架10上，所述扫描盒支架10将风冷束流扫描窗9罩设在内，减少质子束流对周围的辐射影响。
28.在本实施例的一种情况中，所述扫描盒发出的束流延长线上设置有束流监测器18，所述束流监测器18位于移动机构的下方，用于接收束流并测量束流强度，并且移动机构上开设有孔洞，供质子束流穿过移动机构到达束流监测器18。
29.在本发明的一种实施例中，所述料仓包括固定格架、安装在固定格架下方的料仓支座、设置在固定格架内的储片格架以及安装在固定格架上的驱动电机，所述驱动电机驱动放置于储片格架上的料盘升降。在图1中，两个料仓分别为左料仓和右料仓，左料仓包括左料仓固定格架1、左料仓储片格架5以及左料仓支座6，右料仓包括右料仓固定格架22、右料仓储片格架24以及右料仓支座25，左右两个料仓均设置格架升降驱动电机26，格架升降驱动电机26安装在料仓的顶部。所述左料仓储片格架5、右料仓储片格架24可以是环形链条传动结构，在驱动电机的带动下，环形链条传动结构一边带动完成辐照的料盘从一侧下降，一边将下方没有进行辐照的料盘上移，完成所有料盘上下位置的交替；或者左料仓储片格架5、右料仓储片格架24还可以是升降机结构，在驱动电机的带动下，带动料盘上升。
30.在本实施例的一种情况中，所述上料机构包括安装在固定格架上的推杆以及驱动推杆运动的动力源；所述推杆将料盘推送至移动机构上。在图1中，每个料仓对应设置一个上料机构，分别为左料仓料盘推杆4、右料仓料盘推杆23，所述推杆可以是电动推杆，还可以是气缸或者油缸等，动力源可以是电源、气源或者电机等。
31.在本实施例的一种情况中，所述固定格架上安装有用于监控束流激射位置的束流位置监视器2。所述固定格架内安装有用于监控料仓内料盘位置的料仓监视器，例如图1中的左料仓位置监视器3和右料仓位置监视21。所述固定格架上安装有用于监控移动机构上料盘位置的料盘监视器，例如图1中的辐照料盘移动平台位置监视器20。
32.大气下连续晶圆质子辐照装置的结构说明：因在质子束辐照过程中，会产生较强的伽马射线和中子射线，需要对辐照过程中产生的电离辐射进行屏蔽，同时，被辐照晶圆应根据产品要求置于不同等级的洁净环境中，因此，大气下连续晶圆质子辐照装置整体应置于屏蔽洁净间内。在图1中，扫描盒上段7和、扫描盒下段8及扫描盒支架10均为真空状态，束流通过风冷束流扫描窗9输出，开始晶圆辐照前先通过束流监测器18，测量出质子束流流强强度及束斑形状，确认束流状态满足要求后，开始晶圆辐照。辐照料盘移动平台17连接左右两个料仓，料盘取料模组11通过两侧的电磁铁模组12交替抓取两个料仓的辐照料盘，实现批量连续辐照，两侧料仓至质子束流位置的距离大于辐照料盘长度。辐照料盘移动平台17分别通过x向无动力芯片料盘传送滚轮组15和y向微调伺服模组16，使处于辐照位置的晶圆可以实现x向和y向两个方向移动，x向、y向最大移动速度分别可达到600mm/s、100mm/s，同时，通过精确控制两方向移动速度以控制辐照均匀性，速控控制精度优于0.1mm/s。
33.大气下连续晶圆质子辐照装置的正常辐照工作流程：1. 人工向左料仓储片格架5、右料仓储片格架24中逐一放入盛有晶圆的料盘，并锁止料盘，防止其窜动；2. 全部料盘放入左料仓储片格架5、右料仓储片格架24中后，启动格架升降驱动电机26，上下移动左料仓储片格架5、右料仓储片格架24，检查料盘放置位置是否合适，如确认料盘放入无误，则将储片阵列上下位置归零位；
3. 待人员退出，关闭辐照厅后，再次启动格架升降驱动电机26，上下移动左料仓储片格架5、右料仓储片格架24，通过左料仓位置监视器3、右料仓位置监视器21检查料盘放置位置是否合适，如确认料盘放入无误，则将储片阵列上下移动至起始位置；4. 启动左料仓料盘推杆4、右料仓料盘推杆23，将第一盘晶圆从左料仓储片格架5、右料仓储片格架24中推至x向无动力芯片料盘传送滚轮组15上，随后两个推杆退回；5. 料盘取料模组11通过左侧的电磁铁模组12抓取左料盘14，将左料盘14移至辐照起始零位待命；6. 开启质子束流，将束流引出风冷束流扫描窗9，用束流监测器18接收束流并测量束流强度；7. 确认束流参数无误后，启动料盘取料模组11，带动左料盘14移动至束下，进行晶圆质子辐照。
34.本装置具体可通过以下两种方法实现大气下连续晶圆质子辐照，分别为：操作方法一8. 料盘取料模组11，带动左料盘14以设定速度通过质子束流，移动至靠近右料盘13一侧时，料盘取料模组11通过右侧的电磁铁模组抓取右料盘13，再以设定速度反方向，向左料仓方向移动；9. 待左料盘14的晶圆辐照完成后，左料盘14与电磁铁模组12分离，料盘取料模组11及右料盘13停止等待；10. 伸出左料仓料盘推杆4，将左料盘14反向拉回到左料仓储片格架5内初始位置，同时左料仓料盘推杆4也回到初始位置；11. 启动左侧格架升降驱动电机26，将下一盘待辐照晶圆料盘对准x向无动力芯片料盘传送滚轮组15；12. 用左料仓料盘推杆4将下一盘待辐照晶圆料盘推出至x向无动力芯片料盘传送滚轮组15上，随后左料仓料盘推杆4退回；13. 料盘取料模组11通过左侧的电磁铁模组抓取左料盘14，料盘取料模组11同时带动左、右料盘通过质子束流进行辐照；14. 待右料盘13的晶圆辐照完成后，右料盘13与电磁铁模组12分离，料盘取料模组11及左料盘14停止等待；15. 伸出右料仓料盘推杆23，将右料盘13反向拉回到右料仓储片格架24内初始位置，同时右料仓料盘推杆23也回到初始位置；16. 启动右侧格架升降驱动电机26，将下一盘待辐照晶圆料盘对准x向无动力芯片料盘传送滚轮组15；17. 用右料仓料盘推杆23将下一盘待辐照晶圆料盘推出至x向无动力芯片料盘传送滚轮组15上，随后右料仓料盘推杆23退回；18. 料盘取料模组11通过右侧的电磁铁模组抓取右料盘13，料盘取料模组11同时带动左、右料盘通过质子束流进行辐照；操作方法二19. 料盘取料模组11，带动左料盘14以设定速度通过质子束流；20. 待左料盘14的晶圆辐照完成后，左料盘14被传送回到左料仓储片格架5中，并
与电磁铁模组12分离；21. 伸出左料仓料盘推杆4，将晶圆料盘反向拉回到左料仓储片格架5内初始位置，同时左料仓料盘推杆4也回到初始位置；22. 启动左侧格架升降驱动电机26，将下一盘待辐照晶圆料盘对准x向无动力芯片料盘传送滚轮组15；23. 用左料仓料盘推杆4将下一盘待辐照晶圆料盘推出至x向无动力芯片料盘传送滚轮组15上待命，随后左料仓料盘推杆4退回；24. 进行步骤21至步骤23动作的同时，盘取料模组11快速移动至右侧料仓位置一侧，通过电磁铁模组12抓取已在x向无动力芯片料盘传送滚轮组15上的右料盘13，并通过料盘取料模组11，带动右料盘13以设定速度通过质子束流；25. 待右料盘13的晶圆辐照完成后，右料盘14被传送回到右料仓储片格架24中，并与电磁铁模组12分离，随后料盘取料模组11快速移动至左侧料仓位置一侧，通过电磁铁模组12抓取已在x向无动力芯片料盘传送滚轮组15上的左料盘14，随后重复步骤19至步骤24；26. 电磁铁模组12，y向微调伺服模组16联动，完成晶圆辐照；27. 重复步骤1至步骤25，可完成所有晶圆的辐照；28. 晶圆辐照完成后，停止质子束流，启动两侧格架升降驱动电机26，将左料仓储片格架5、右料仓储片格架24归零位；29. 人工将左料仓储片格架5、右料仓储片格架24中所有辐照过的晶圆料盘逐一取出；30. 放入新的一批装载待辐照晶圆的料盘；31. 重复步骤1至步骤25，可完成新一批晶圆的辐照；32. 待所有晶圆辐照完成后，关闭所有控制系统设备，进入停机状态。
35.本装置的优势具有以下几点：1、双料仓结构设计，实现单次大批量晶圆质子辐照。本装置采用双料仓格架结构设计，双料仓可一次放入2400片3英寸晶圆，容量大，生产效率高。
36.2、单盘辐照及双盘辐照的两种辐照方法，实现大批量晶圆质子连续辐照。本装置可实现两个辐照料盘同时抓取，实现单料盘/每次及双料盘/每次两种辐照方法，将束流浪费率最小化，实现大批量晶圆质子连续辐照。
37.3、辐照舱内的x，y向移动平台，可以实现晶圆的均匀化辐照，提高辐照质量。
38.4、格架式储片阵列方式，单次储片容量大，同时后续根据产能需要，容量具备可扩展性，进一步提高单次辐照晶圆数量，提高生产效率。
39.5、从阵列式储片格架至辐照平台的传输结构，保证了晶圆料盘平稳传输，有效到位。
40.上述连续晶圆质子辐照装置，用于制造高性能igbt、frd、fwd、晶闸管等功率芯片的晶圆，在完成正面处理工艺后，需要在背面20um至30um深度注入质子，快恢复二极管（frd）晶圆也需要在90um至110um深度注入质子。本装置可以在大气环境下实现对功率芯片晶圆的质子连续辐照，考虑到辐照过程中质子束流穿过大气，存在一定的束流能量损失及散射，因此，本装置主要用于3mev及以上能量晶圆质子辐照。本装置通过双料仓设计，重在
实现批量连续性晶圆质子辐照，单批次最大可实现超过2000片晶圆质子连续辐照，集成了批量连续化生产、换片装载、辐照均匀性控制等质子辐照关键环节，有效地提高辐照生产效率，从而有更好的经济效益。
41.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种连续晶圆质子辐照装置，其特征在于，所述装置包括两个料仓、辐照机构、上料机构以及移动机构，所述料仓设置于辐照机构的两侧，所述上料机构将放置于料仓内的料盘从料仓中取出转移至移动机构，移动机构将料盘转运至辐照机构的照射范围，辐照机构对料盘进行照射；两个所述料仓中的料盘交替不断的被上料机构向移动机构输送。2.根据权利要求1所述的连续晶圆质子辐照装置，其特征在于，所述移动机构包括移动平台支座、安装于移动平台支座上的料盘移动平台、安装于移动平台上的传送组件和安装于移动平台上的微调组件、设置于传送组件上的取料组件；所述取料组件抓取上料机构推送的料盘，并拖动料盘在传送组件上移动，将料盘输送至辐照机构的辐射范围；所述微调组件在垂直于取料组件运动方向上对料盘的位置进行调整。3.根据权利要求2所述的连续晶圆质子辐照装置，其特征在于，所述取料组件包括位移单元和两个连接单元，所述位移单元两侧均设置有一个连接单元；所述料盘上安装有与连接单元对接的固定单元。4.根据权利要求1所述的连续晶圆质子辐照装置，其特征在于，所述辐照机构包括扫描盒和扫描盒支架，所述扫描盒的一端安装有风冷束流扫描窗，所述扫描盒的一端贯穿扫描盒支架，所述风冷束流扫描窗安装于扫描盒支架内。5.根据权利要求4所述的连续晶圆质子辐照装置，其特征在于，所述扫描盒发出的束流延长线上设置有束流监测器，所述束流监测器位于移动机构的下方，用于接收束流并测量束流强度。6.根据权利要求1-5任一所述的连续晶圆质子辐照装置，其特征在于，所述料仓包括固定格架、安装在固定格架下方的料仓支座、设置在固定格架内的储片格架以及安装在固定格架上的驱动电机，所述驱动电机驱动放置于储片格架上的料盘升降。7.根据权利要求1所述的连续晶圆质子辐照装置，其特征在于，所述上料机构包括安装在固定格架上的推杆以及驱动推杆运动的动力源；所述推杆将料盘推送至移动机构上。8.根据权利要求6所述的连续晶圆质子辐照装置，其特征在于，所述固定格架上安装有用于监控束流激射位置的束流位置监视器。9.根据权利要求6所述的连续晶圆质子辐照装置，其特征在于，所述固定格架内安装有用于监控料仓内料盘位置的料仓监视器。10.根据权利要求6所述的连续晶圆质子辐照装置，其特征在于，所述固定格架上安装有用于监控移动机构上料盘位置的料盘监视器。11.一种如权利要求1-10任一所述的连续晶圆质子辐照装置的操作方法，其特征在于，所述方法包括：向两个料仓中放入盛有晶圆的料盘；全部料盘放置完毕，确认料盘放入无误后，启动上料机构；上料机构将两个料仓中的料盘推送至移动机构；移动机构将两侧料盘交替转运至辐照机构的照射范围；辐照机构对处于其照射范围内的料盘进行照射。12.根据权利要求11所述的连续晶圆质子辐照装置的操作方法，其特征在于，所述方法具体包括：
向两个储片格架中逐一放入盛有晶圆的料盘；全部料盘放置完毕之后，启动驱动电机，上下移动储片格架，检查料盘放置位置是否合适，如果确认料盘放入无误，将储片阵列上下位置归零位；待人员远离之后，再次启动驱动电机，上下移动储片格架，通过料仓监视器检查料盘放置位置是否合适，如果确认料盘放入无误，将储片阵列上下移动至起始位置；启动两个推杆，将第一个料盘从两个料仓中推至传送组件上，随后推杆退回；取料组件向一侧料仓靠近，并通过一个连接单元抓取一侧料盘，位移单元带动料盘移动至辐照起始零位待命；扫描盒开始工作，启动质子束流，将束流引出风冷束流扫描窗9，用束流监测器接收束流并测量束流强度；确认束流参数无误后，启动位移单元，带动一侧料盘移动至束流下，对料盘上的晶圆进行辐照。13.根据权利要求12所述的连续晶圆质子辐照装置的操作方法，其特征在于，所述启动位移单元，带动一侧料盘移动至束流下，对料盘上的晶圆进行辐照具体包括：位移单元带动一侧料盘以设定速度通过质子束流，移动至靠近另一侧料仓时，另一个连接单元抓取另一侧料盘，再以设定速度反向运动；待一侧料盘上的晶圆辐照完成之后，一侧料盘与连接单元分离，取料组件和另一侧料盘停止等待；一侧推杆伸出，将与连接单元分离的料盘拉回到料仓储片格架中，推杆退回至初始位置；一侧料仓上的驱动电机再次启动，将下一盘待辐照的料盘上移指定距离；启动推杆将下一盘待辐照的料盘推动至传送组件上，推杆退回复位；位移单元一侧的连接单元将一侧料盘抓取，并带动两个料盘再次正向移动；待另一侧料盘上的晶圆辐照完成之后，另一侧料盘与连接单元分离，取料组件和一侧料盘停止等待；再次将另一侧辐照后的料盘更换成下一盘待辐照的料盘；以此步骤循环操作辐照装置，使得两侧料仓料盘上的晶圆连续得到辐照。14.根据权利要求12所述的连续晶圆质子辐照装置的操作方法，其特征在于，所述启动位移单元，带动一侧料盘移动至束流下，对料盘上的晶圆进行辐照具体包括：位移单元带动一侧料盘以设定速度通过质子束流，移动至靠近另一侧料仓，再以设定速度反向运动；待一侧料盘上的晶圆辐照完成后，一侧料盘与连接单元分离；一侧推杆伸出，将与连接单元分离的料盘拉回到料仓储片格架中，推杆退回至初始位置，同时位移单元再次正向运动靠近另一侧料仓；一侧料仓上的驱动电机再次启动，将下一盘待辐照的料盘上移指定距离，启动推杆将下一盘待辐照的料盘推动至传送组件上，推杆退回复位；同时位移单元另一侧的连接单元抓取另一侧料盘，带动另一侧料盘反向通过质子束流，再正向通过质子束流；待另一侧料盘上的晶圆完成质子辐照后，将另一侧料盘与连接单元分离；位移单元带动连接单元再靠近一侧料仓抓取一侧待辐照的料盘，同时另一侧辐射完成
的料盘在推杆的拉动下回到储片格架中，并将下一盘待辐照的料盘上移指定距离，推杆将下一盘待辐照的料盘推动至传送组件上，推杆退回复位，下一个循环辐照操作继续进行。

技术总结
本发明适用于电力电子器件生产制作领域，提供了一种连续晶圆质子辐照装置及操作方法，所述装置包括两个料仓、辐照机构、上料机构以及移动机构，所述料仓设置于辐照机构的两侧，所述上料机构将放置于料仓内的料盘从料仓中取出转移至移动机构，移动机构将料盘转运至辐照机构的照射范围，辐照机构对料盘进行照射；两个所述料仓中的料盘交替不断的被上料机构向移动机构输送。通过双料仓设计，重在实现批量连续性晶圆质子辐照，单批次最大可实现超过2000片晶圆质子连续辐照，集成了批量连续化生产、换片装载、辐照均匀性控制等质子辐照关键环节，有效地提高辐照生产效率，从而有更好的经济效益，提升核心竞争力。提升核心竞争力。提升核心竞争力。


技术研发人员：吕银龙 葛涛 王婉琳 张俊新 冯雨 石玉博 郭如勇 孙玺
受保护的技术使用者：北京核力同创科技有限公司 无锡市核力创芯科技有限公司
技术研发日：2021.12.28
技术公布日：2023/7/11