CN111180300B - 离子布植设备与其散热构件 - Google Patents

Abstract

本揭露有关于一种离子布植设备与其散热构件。此散热构件包含本体、多个凹陷渠道、第一流道、第二流道及流道图案。于本体中，顶表面的面积是大于底表面的面积，且第一侧面具有贯穿顶表面与底表面的凹陷部。凹陷渠道是设于相邻于第一侧面的第二侧面与第三侧面上，并形成鳍片结构。第一流道与第二流道分别穿过底表面，并延伸至本体中，且第一流道与第二流道分别位于凹陷部的两侧。流道图案是埋设于本体中，且连通至第一流道与第二流道。其中，流道图案至少覆盖部分凹陷渠道的上方。

Description

离子布植设备与其散热构件

技术领域

本揭露是有关一种散热构件，且特别是提供一种应用于离子布植设备的散热构件。

背景技术

为了呈现出不同的半导体特性，半导体装置可掺入不同的掺质，以满足应用需求。通过离子布植机，半导体制程可将欲掺杂的原子或分子转为带电离子，再将带电离子加速植入至晶圆表面的某一深度，以达成改变材料物性的目的。例如：晶圆可掺入p型掺质(例如：硼等掺质)或n型掺质(例如：磷或砷等掺质)。一般而言，离子布植机是通过施加电压所产生的热电子来撞击通入的布植气体，以使其解离为带电离子。其中，这些带电离子可进一步被萃取，以分离出欲布植的掺质。

发明内容

根据本揭露的一态样，提出一种散热构件。此散热构件包含本体、多个凹陷渠道、第一流道、第二流道及流道图案。本体具有顶表面、底表面、第一侧面，以及相邻于第一侧面且彼此相对的第二侧面和第三侧面。顶表面的面积是大于底表面的面积，且第一侧面具有由顶表面贯穿至底表面的凹陷部。凹陷渠道分别设于第二侧面与第三侧面上，而形成多个鳍片结构。第一流道与第二流道分别穿过底表面，并延伸至本体中，且第一流道与第二流道分别位于凹陷部的两侧。流道图案是埋设于本体中，且连通至第一流道与第二流道。其中，流道图案至少覆盖部分凹陷渠道的上方。

根据本揭露的另一态样，提出一种离子布植设备。此离子布植设备包含电弧腔体、阴极电极、基座、第一管路与第二管路、前述的散热构件及两个散热膜。电弧腔体具有底板与侧板。阴极结构是设于电弧腔体内的侧板上。第一管路与第二管路贯穿过基座。这些散热膜分别覆盖散热构件的顶表面与底表面，且这些散热膜分别直接接触底板与基座的顶面。第一管路与第二管路分别穿过散热膜的一者。第一管路的一端连通至散热构件的第一流道，且第二管路连通至散热构件的第二流道。

附图说明

从以下结合所附附图所做的详细描述，可对本揭露的态样有更佳的了解。需注意的是，根据业界的标准实务，各特征并未依比例绘示。事实上，为了使讨论更为清楚，各特征的尺寸可任意地增加或减少。

图1A是绘示根据本揭露的一实施例的散热构件的立体示意图；

图1B是绘示根据本揭露的一实施例的散热构件的侧视示意图；

图1C是绘示根据本揭露的一些实施例沿着图1A的剖切线A-A’剖切的散热构件的剖面示意图；

图1D是绘示根据本揭露的一些实施例沿着图1A的剖切线B-B’剖切的散热构件的剖面示意图；

图2A是绘示根据本揭露的一实施例的散热构件的立体示意图；

图2B是绘示根据本揭露的一些实施例沿着图2A的剖切线C-C’剖切的散热构件的剖面示意图；

图2C是绘示根据本揭露的一些实施例沿着图2A的剖切线D-D’剖切的散热构件的剖面示意图；

图3A是绘示根据本揭露的一实施例的散热构件的立体示意图；

图3B是绘示根据本揭露的一些实施例沿着图3A的剖切线E-E’剖切的散热构件的剖面示意图；

图4是绘示依照本揭露的一实施例的离子布植设备的剖面示意图；

图5是绘示依照本揭露的一实施例的离子布植设备的电弧腔体内部的剖面俯视示意图。

具体实施方式

以下的揭露提供了许多不同的实施例或例子，以实施发明的不同特征。以下所描述的构件与安排的特定例子是用以简化本揭露。当然这些仅为例子，并非用以做为限制。举例而言，在描述中，第一特征形成于第二特征上方或上，可能包含第一特征与第二特征以直接接触的方式形成的实施例，而也可能包含额外特征可能形成在第一特征与第二特征之间的实施例，如此第一特征与第二特征可能不会直接接触。此外，本揭露可能会在各例子中重复参考数字及/或文字。这样的重复是基于简单与清楚的目的，以其本身而言并非用以指定所讨论的各实施例及/或配置之间的关系。

另外，在此可能会使用空间相对用语，以方便描述来说明如附图所绘示的一元件或一特征与另一(另一些)元件或特征的关系。除了在图中所绘示的方向外，这些空间相对用词意欲含括元件在使用或操作中的不同方位。设备可能以不同方式定位(旋转90度或在其他方位上)，因此可利用同样的方式来解释在此所使用的空间相对描述符号。

于半导体制程中，为了制得各种性质的半导体装置，半导体晶圆可布植不同的元素，而使其具有不同的特性。其中，布植制程的进行是先通入布植气体至电弧腔体中，并于其中通电使布植气体解离为离子。然后，利用电荷相吸的原理，使带有正电荷的气体离子经由狭缝射出形成离子束，并进一步利用磁场萃取出需要的离子，以将这些离子布植于半导体晶圆中。一般而言，离子布植制程须通入高电压，以使灯丝因通电受热射出热电子，并通过热电子碰撞布植气体，使布植气体解离为气体离子。据此，施加的高电压常会提升电弧腔体的温度，而导致腔体变形，进而无法进行离子布植制程。再者，虽然气体离子可通过磁场萃取出所需的离子，但具有较高能量的电子碰撞布植气体时，布植气体所解离出离子种类是较多样的，因而降低所需离子的含量比值。为了提升所需离子于解离离子中的含量比值，所施加的电压是被降低，以减少其他离子的含量。但，所施加的电压虽已被降低，但电弧腔体的温度仍难以有效降低，故腔体变形的缺陷并未被解决。

据此，本揭露揭示一种散热构件及离子布植设备。通过本揭露的散热构件，离子布植设备的电弧腔体可有效地被冷却，而可避免腔体底板受热变形膨胀。

请同时参照图1A及图1B，其中图1A是绘示根据本揭露的一实施例的散热构件的立体示意图，且图1B是绘示根据本揭露的一实施例的散热构件的侧视示意图。散热构件100包含本体110，以及设置于本体110上的多个凹陷渠道121与122。

本体110具有顶表面110a、底表面110b，及侧面110c、110d、110e与110f。其中，侧面110c与侧面110f彼此相对，侧面110d与侧面110e彼此相对，且侧面110d与侧面110e分别相邻于侧面110c。在一些实施例中，基于底表面 110b的面积为100％，顶表面110a的面积是实质大于100％且小于或等于 200％。若顶表面110a的面积不大于100％时，顶表面100a是小于底表面110b，而降低散热构件100的冷却效果。若顶表面110a的面积大于200％时，散热构件100的体积随之增大，但其对于冷却效果并无助益。在其他实施例中，基于底表面110b的面积为100％，顶表面110a的面积实质可为150％至180％。在一些实施例中，本体110的材料没有特别的限定，其仅须具有热传导能力即可。在一些实施例中，本体110的材料的热传导系数不小于90W/mK。在一些实施例中，本体110的材料可为金属材料。举例而言，本体110的材料可为铝金属、铝基合金、其他适当的材料，或上述材料的任意组合。

于本体110中，顶表面110a的面积实质是大于底表面110b的面积，以使散热构件100的顶表面110a与电弧腔体具较大的接触面积，而可有效传导并逸散电弧腔体所产生的热能。如图1A所绘示，侧面110d具有斜面，而使顶表面110a的面积实质是大于底表面110b的面积。在一些实施例中，侧面110d 与110e均可具有斜面，而使逐渐扩张的顶表面110a的面积实质是大于底表面 110b的面积。在一些实施例中，沿着底表面110b朝向顶表面110a的方向，侧面110d及/或侧面110b所具有的斜面可朝向电弧腔体的长轴的延伸方向延伸，而使顶表面110a的面积实质是大于底表面110b的面积，且可确保电弧腔体的底板可被涵盖于散热构件100的顶表面110a中，进而避免电弧腔体的底板于长轴方向是突出于顶表面110a之外。

本体110的侧面110c可具有凹陷部130，且凹陷部130贯穿顶表面110a 与底表面110b。凹陷部130可容许离子布植设备的气体的供给管道通过，而可由离子布植设备的底板供给气体至电弧腔体中。依据图1A所绘示的内容，虽然凹陷部130可为子弹型的凹陷结构，但依据气体的供给管道的设置的不同，凹陷部130可具有不同的凹陷结构。

由于侧面110c具有凹陷部130，故散热构件100的本体110的体积是缩小的。据此，为了避免本体110的体积缩小，而降低散热构件100的散热效果，侧面110f可具有突出部(未标示)，而可保持顶表面110a与电弧腔体的接触面积，并维持本体110的体积。此突出部的结构并没有特别的限制，其可有效接触电弧腔体即可。在一些实施例中，侧面110f亦可具有前述的斜面，而可同时维持前述的接触面积与本体110的整体体积。在一些实施例中，突出部的顶表面的面积可大于或等于凹陷部130所对应的电弧腔体的底板的面积。

凹陷渠道121与122分别设置于本体110的侧面110d与110e上，而可形成鳍片结构121a与122a，进而提升散热构件100的散热效能。鳍片结构121a 与122a的数量与形式并没有特别的限制，其可达到散热需求即可。在一些实施例中，侧面110c与侧面110f亦可具有凹陷渠道，而形成鳍片结构，以进一步提升散热构件100的散热效果。

请同时参照图1A、图1C与图1D，其中图1C是绘示根据本揭露的一些实施例沿着图1A的剖切线A-A’剖切的散热构件的剖面示意图，且图1D是绘示根据本揭露的一些实施例沿着图1A的剖切线B-B’剖切的散热构件的剖面示意图。散热构件100包含设置于本体110中的第一流道141、第二流道143和流道图案150。第一流道141与第二流道143分别穿过底表面110b，并延伸至本体110中。流道图案150是包埋于本体110中，并连通至第一流道141与第二流道143。

第一流道141与第二流道143是作为冷却流体流入本体110与流出本体 110的流道。据此，第一流道141与第二流道143的一者可作为冷却流体流入的流道(即流入流道)，且另一者可作为冷却流体流出的流道(即流出流道)。第一流道141与第二流道143的设置位置并没有特别的限制，但为了简化流道图案150的设计，第一流道141与第二流道143分别可设置于凹陷部130的两侧。可理解的是，相较于流出流道中的冷却流体，流入流道中的冷却流体具有较低的温度，故依据电弧腔体中的温度分布，流入流道可设置于邻近电弧腔体的高温处的位置，且流出流道可设置于邻近电弧腔体中的较低温处的位置。在一些实施例中，第一流道141与第二流道143是沿着垂直于底表面110b的方向延伸，以提升加工便利性。

第一流道141与第二流道143分别具有螺纹结构141a与螺纹结构143a。螺纹结构141a与螺纹结构143a是配置以使供给冷却流体的管路可旋入锁固于此，以避免冷却流体由此泄漏。在一些实施例中，供给冷却流体的管路可通过紧配合的方式固定于第一流道141和第二流道143中。在一些实施例中，当供给冷却流体的管路旋入螺纹结构141a与143a时，这些管路与第一流道141和第二流道143之间可设有止漏垫片，以进一步避免冷却流体由这些管路与第一流道141或第二流道143的连接位置泄漏。

为了获得较佳的冷却散热效果，流道图案150可为一网状冷却流道，且具有一流入端与一流出端。其中，流入端与流出端分别连通至第一流道141与第二流道143。在一些实施例中，流道图案150的网络设计没有特别的限制，但经由第一流道141或第二流道143所流入的冷却流体可流经流道图案150中的每个位置，以确保流道图案150的冷却散热效果。如图1D所示，流道图案150 可包含多个彼此连通的子流道151a、151b、151c、153a、153b与153c。在一些实施例中，这些子流道151a、151b、151c、153a、153b与153c可通过对本体110的侧面110c、110d、110e或110f进行铣床加工来形成。待形成子流道 151a、151b、151c、153a、153b与153c后，相同于本体110的材料是用以填塞铣刀的切削孔，以避免冷却流体由这些加工位置渗漏。在一些实施例中，为了提升子流道151a、151b、151c、153a、153b与153c的制作便利性，子流道 151a、151b与151c的延伸方向可垂直于侧面110d，且子流道153a、153b与 153c的延伸方向可垂直于侧面110c。在一些实施例中，子流道151a、151b与 151c的延伸方向可垂直于子流道153a、153b与153c的延伸方向。子流道151a、 151b、151c、153a、153b与153c所连通形成的流道网络并不以图1D所绘示的网络为限，在一些实施例中，子流道153b与153c之间可选择性地具有垂直并连通至子流道151a、151b及/或151c的另一子流道，且子流道153a、153b、 151a与151b之间亦可选择性地具有多个垂直并连通至子流道151a与151b的子流道，及/或具有垂直并连通至子流道153a与153b的子流道。在一些实施例中，为提升冷却流体的流动性质，子流道151a、151b与151c的延伸方向可不垂直于子流道153a、153b与153c的延伸方向。举例而言，为避免冷却流体于流道网络的转角位置或连通位置形成迟滞流动的流动死区(dead zone)，而导致这些区域的冷却效果不彰，子流道151a、151b与151c和子流道153a、153b 与153c的转角位置可为圆弧弯角转折。在其他实施例中，于子流道151a、151b、 151c、153a、153b和/或153c的连通位置，两个相连通的子流道中的冷却流体的流动方向的夹角实质可小于90度。

在一些实施例中，依据流体的流动特性，第一流道141与第二流道143 可设置于邻近流入端与流出端的末端的位置，而使冷却流体的流入与流出有缓冲空间，进而使冷却流体更有效地流动。为了加工的便利性，流道图案150 可水平于顶表面110a与底表面110b。在一些实施例中，为了有效地冷却电弧腔体的底板，并考量制作散热构件100的便利性，流道图案150与顶表面110a 的距离D1实质可为1.5毫米至4毫米。当流道图案150与顶表面110a的距离 D1为前述的范围时，散热构件100的加工便利性与冷却效果可同时被兼顾。换言之，当距离D1小于1.5毫米时，虽然流道图案150的冷却效果更佳，但其加工精度的要求较高；当距离D1大于4毫米时，流道图案150的冷却效果较差。在一些实施例中，流道图案150与顶表面110a的距离D1实质可为2 毫米至3.5毫米。在一些实施例中，依据电弧腔体的温度分布，相较于较低温的位置，于高温位置的流道图案150与顶表面110a的垂直距离可为较小的。换言之，高温位置的流道图案150较靠近顶表面110a，而可更快速地逸散电弧腔体的底板的热能。

请参照图1C与图1D，由于侧面110d具有斜面，而使顶表面110a的面积大于底表面110b的面积，故为了确保电弧腔体的底板可完整地被散热，本体 110中的流道图案150是对应电弧腔体的底板延伸。据此，沿着垂直于顶表面 110a的方向，朝具有斜面的侧面110d延伸的流道图案150是与设置于侧面 110d上的鳍片结构121a重叠。可理解的是，流道图案150是实质高于鳍片结构121a，以确保延伸的流道图案150所涵盖的范围可对应电弧腔体的底板。在一些实施例中，若侧面110e亦具有斜面时，流道图案150亦可朝向侧面110e 延伸。相同地，在这些实施例中，流道图案150是与鳍片结构122a重叠，并实质高于鳍片结构122a。

在一些实施例中，于沿着平行于流道图案150剖切的剖切平面中，基于本体110的面积为100％，当流道图案150的面积是实质为15％至40％，电弧腔体的底板的热能可快速地被逸散，而不产生变形，且流道图案150可较易被制作。其中，若流道图案150的面积大于40％时，冷却流体不易充满整个流道图案150，而易降低散热构件100的冷却效果。在一些实施例中，于此剖切平面中，基于本体110的面积为100％，流道图案150的面积是实质可为20％至30％。在一些实施例中，依据电弧腔体的温度分布，于沿着平行于流道图案150剖切的剖切平面中，于较高温的区域，流道图案150的分布密度是实质大于较低温的区域的流道图案150的分布密度。

在一些实施例中，由于侧面110d具有斜面，而使顶表面110a的面积是实质大于底表面110b的面积，故如图1D所示，侧面110d与凹陷部130间的区域面积是实质大于侧面110e与凹陷部130间的区域面积。据此，在这些实施例中，流道图案150于侧面110d与凹陷部130间的分布密度是实质大于流道图案150于侧面110e与凹陷部130间的分布密度。在一些实施例中，当侧面 110e亦具有斜面时，侧面110d与凹陷部130间的区域与侧面110e与凹陷部130间的区域可具有相同或不同的面积。故，流道图案150于各区域的分布密度可根据电弧腔体的温度分布来调整。

请继续参照图1C与图1D。冷却流体可由第一流道141流入散热构件100 的本体110中，并流经流道图案150，而由第二流道143流出本体110。当冷却流体流经流道图案150时，由于电弧腔体的底板与散热构件紧密接触，故底板的热能可通过热传导传送至散热构件100，并传送至冷却流体。然后，通过冷却流体的循环，传导至散热构件100的热能可快速地被逸散。在一些实施例中，冷却流体可为液体、气体、其他适当的流体形式，或上述流体形式的任意混合。举例而言，冷却流体可为水。另外，传导至本体110的热能亦可通过鳍片结构121a与122a逸散。

请参照图2A至图2C，其中图2A是绘示根据本揭露的一实施例的散热构件的立体示意图，图2B是绘示根据本揭露的一些实施例沿着图2A的剖切线 C-C’剖切的散热构件的剖面示意图，且图2C是绘示根据本揭露的一些实施例沿着图2A的剖切线D-D’剖切的散热构件的剖面示意图。散热构件200包含本体210、设置于本体210的侧面210d与210e上的凹陷渠道221与222，以及包埋于本体210中的第一流道241、第二流道243和流道图案250。其中，凹陷渠道221与222的设置可形成鳍片结构221a与222a。

其中，本体210的侧面210d具有斜面，而使本体210的顶表面210a的面积是实质大于底表面210b的面积。在一些实施例中，基于底表面210b的面积为100％，顶表面210a的面积是实质大于100％且小于或等于200％。本体210 的侧面210c具有凹陷部230，且凹陷部230是配置以供离子布植设备的气体供应管路通过。由于电弧腔体的底板于凹陷部230并未与散热构件200接触，故为提升散热构件200对于电弧腔体的底板的冷却效率，本体210的侧面210f 具有突出部(未标示)。在一些实施例中，本体210的侧面210c与210f亦可具有鳍片结构，而可进一步提升散热构件200的冷却效能。

冷却流体是经由第一流道241或第二流道243的一者流入本体210中，流过流道图案250后，由第一流道241或第二流道243的另一者流出本体210。其中，由于第一流道241与第二流道243是彼此相邻设置。因此，流道图案 250可包含两个邻近的子流道251与253，且子流道251与253中的冷却流体的流动方向是相反的。如图2C所示，当冷却流体是由第一流道241流入本体 210，并由第二流道243流出时，子流道251中的冷却流体是由侧面210d朝向侧面210e流动，且子流道253中的冷却流体是由侧面210e朝向侧面210d流动。可理解的是，相较于由第二流道243流出的冷却流体，由第一流道241 流入的冷却流体具有较低的温度。据此，子流道251与253间亦会发生热交换，而可再次降低流经子流道253的冷却流体的温度，进而冷却侧面210d与凹陷部230间的区域。

再者，供给冷却流体的管路可利用螺纹结构241a与243a来锁固于第一流道241与第二流道243中，而可避免冷却流体由此处泄漏。在一些实施例中，供给冷却流体的管路与第一流道241与第二流道243之间可设有止漏垫片，以避免冷却流体由两者的锁固位置渗漏。

请参照图3A与图3B，其中图3A是绘示根据本揭露的一实施例的散热构件的立体示意图，且图3B是绘示根据本揭露的一些实施例沿着图3A的剖切线E-E’剖切的散热构件的剖面示意图。散热构件300包含本体310、设置于本体310上的凹陷渠道321与322，以及包埋于本体310中的第一流道341、第二流道343、流道图案350a与流道图案350b。其中，凹陷渠道321与322的设置可形成鳍片结构321a与322a于本体310的侧面310d与310e上。

于散热构件300中，流道图案350a可平行于另一流道图案350b，且此流道图案350b是介于流道图案350a与底表面310b之间。其中，由于侧面310d 的斜面的延伸，本体310的顶表面310a的面积是大于本体310的底表面310b 的面积。在一些实施例中，基于底表面310b的面积为100％，顶表面310a的面积是实质大于100％且小于或等于200％。为使电弧腔体的底板可有效地被散热，流道图案350a与350b均是延伸至鳍片结构321a之上。换言之，沿着垂直于顶表面310a的方向，流道图案350a与350b是实质高于鳍片结构321a。其中，流道图案350b可与流道图案350a具有相同的流道设计，且彼此可互相重叠。据此，流道图案350b可通过第一流道341与第二流道343两者来连通至流道图案350a。在一些实施例中，流道图案350a与350b可具有相同的流道设计，但彼此不互相重叠。在这些实施例中，流道图案350a与350b可通过额外的连接流道来连通。换言之，第一流道341仅与流道图案350a与350b的一者连通，且第二流道343与流道图案350a与350b的另一者连通。在一些实施例中，流道图案350a与350b亦可具有不相同的流道设计，以使流道网络可完整地涵盖电弧腔体的底板，或者可通过流道间的温度差形成热交换，进而提升流道的冷却效率。举例而言，如图3B所绘示，较靠近本体310的顶表面310a 的流道图案350a可用以冷却电弧腔体的底板，而远离顶表面310a的流道图案 350b中的流体除可冷却本体310外，亦可降低流道图案350a中的流体温度，而可提升散热构件300的冷却效果。

再者，第一流道341与第二流道343分别可具有螺纹结构341a与343a，且螺纹结构341a与343a是配置以让供给冷却流体的管路锁固于此，而可避免冷却流体由供给冷却流体的管路和第一流道341与第二流道343的连接位置泄漏。在一些实施例中，供给冷却流体的管路和第一流道341与第二流道343 的连接位置可设置止漏垫片，以进一步避免冷却流体泄漏。

在一些实施例中，流道图案350a与顶表面310a的距离D31是实质为1.5 毫米至4毫米。在一些实施例中，流道图案350a与350b的垂直距离D32是实质为2毫米至4.5毫米。当流道图案350a与350b间的距离D32为此范围时，流道图案350a与350b的加工便利性与冷却效果可同时被兼顾。其中，若距离 D32小于2毫米时，流道图案350a与350b不易被制作，而增加加工难度。若距离D32大于4.5毫米时，流道图案350a与350b间的冷却效果较差。在一些实施例中，流道图案350a与350b间的距离D32是实质为3.5毫米至4.5毫米。

据此，本揭露的散热构件可通过鳍片结构与流经流道图案的冷却流体来快速地散热。其次，热能亦可通过本体快速地被传导，而可避免电弧腔体的热累积，进而解决电弧腔体的底板因高温变形的缺陷。

请参照图4，其是绘示依照本揭露的一实施例的离子布植设备的剖面示意图。离子布植设备400包含电弧腔体410、阴极电极411、反射极(repeller)413、散热构件420、散热膜431与433，以及基座440。其中，散热构件420设置于电弧腔体410与基座440之间。电弧腔体410具有底板410a，且阴极电极 411与反射极413是设置于电弧腔体410的侧板410b的内壁上。为了清楚说明的目的，图4省略电弧腔体410中的其他组件(例如：气体供应管路与邻设于阴极电极的灯丝等组件)。

散热构件420具有顶表面420a与底表面420b，且散热构件420的侧面可具有一斜面，而使得顶表面420a的面积是实质大于底表面420b的面积，进而可有效地冷却电弧腔体410所产生的热能。在一些实施例中，基于底表面420b 的面积为100％，顶表面420a的面积是实质大于100％且小于或等于200％。散热构件420的材料没有特别的限制，其仅须具有热传导能力即可。在一些实施例中，散热构件420的材料的热传导系数不小于90W/mK。在一些具体例中，散热构件420的材料可包含但不限于铝金属、铝基合金、其他适当的材料，或上述材料的任意组合。

散热构件420具有第一流道423a、第二流道423b及流道图案425，且流道图案425连通至第一流道423a与第二流道423b。其中，第一流道423a与第二流道423b的一者是作为冷却流体的输入流道，且另一者是作为冷却流体的输出流道。其次，散热构件420具有鳍片结构421。鳍片结构421可通过热对流传导散热构件420的热能，而有助于冷却电弧腔体410的底板410a。在一些实施例中，流道图案425与顶表面420a的距离实质可为1.5毫米至4毫米。当此距离小于1.5毫米时，流道图案425过于接近顶表面420a，而易提升散热构件420的加工难度。当此距离大于4毫米时，流道图案425距离顶表面 420a过远，而无法有效降低电弧腔体410的底板410a的温度。其中，由于散热构件420中含有第一流道423a、第二流道423b及流道图案425，故基于顶表面420a的面积为100％，若底表面420b的面积小于50％时，第一流道423a 与第二流道423b不易制作。

由于散热构件420具有斜面，且顶表面420a的面积是大于底表面420b的面积，故为了有效冷却电弧腔体410的热能，流道图案425是朝向斜面延伸，以使流道图案425的流道网络可涵盖电弧腔体410的底板410a的面积，以有效冷却电弧腔体410。在一些实施例中，为确保散热构件420的流道网络可涵盖电弧腔体410的底板410a，并考量电弧腔体410设置于散热构件420上的操作性，电弧腔体410的底板410a的面积是实质大于或等于散热构件420的顶表面420a的面积。在一些实施例中，为了有效冷却灯丝通电与阴极电极411 受电子撞击所产生的热能，对应于阴极电极411的设置位置，散热构件420 的流道图案425于此位置具有较高的分布密度，而可快速地散热。

散热构件420具有凹陷部427，且凹陷部427是配置以允许布植气体的供应管路通过，并延伸至电弧腔体410中，而可将布植气体导入电弧腔体410 中。于图4中，虽然凹陷部427是贯穿散热构件420，但凹陷部427的结构不以此为限。在一些实施例中，依据供应管路的设计，凹陷部427可具有不同的结构。在一些实施例中，对应于凹陷部427的镂空，散热构件420可具有一突出部，且此突出部可由散热构件420的侧边突伸出，以维持散热构件420的体积，而可避免凹陷部427的设置减弱散热构件420的冷却效果。

散热膜431与433分别是覆盖于散热构件420的顶表面420a与底表面420b 上，且散热膜431与433分别直接接触电弧腔体410的底板410a与基座440 的顶面441。其中，散热膜431有助于将电弧腔体410的热能传导至散热构件 420，且散热构件420多余的热能也可通过散热膜433传导至基座440，而可有效地逸散电弧腔体410布植时所产生的热能。散热膜431与433的材料可包含但不限于陶瓷材料，例如：氮化铝、氧化铝、碳化硅、其他适当的陶瓷材料，或上述材料的任意组合；或者金属材料，例如：铝、铝合金、其他适当的金属材料，或上述材料的任意组合。此外，当散热构件420的顶表面420a未完全平整时，通过散热膜431的设置，电弧腔体410的热能仍可有效地传导至散热构件420。据此，散热构件420的顶表面420a的加工要求可较不严苛，而降低散热构件420的制造成本。在一些实施例中，散热膜431与433亦可分别通过导热胶黏着于散热构件420的顶表面420a与底表面420b上。

如图4所绘示，散热膜433具有对应散热构件420的第一流道423a与第二流道423b的孔洞，而使冷却流体可流经此二个孔洞的一者，并由第一流道 423a或第二流道423b流入散热构件420的流道图案425中，然后由孔洞的另一者流出。须理解的是，由于冷却流体须流经散热膜433与散热构件420的结合面，故散热构件420的底表面420b的平整性须确保散热构件420与散热膜 433结合后，冷却流体不由此结合面渗出。在一些实施例中，前述的散热膜433 可被省略，故散热构件420是直接接触基座440的顶面441。在这些实施例中，散热构件420的底表面420b的平整性的要求较为严苛，以确保冷却流体不由底表面420b与基座440的顶面441的结合面渗出。

基座440可为例如一壳体。基座440具有第一管路443a与第二管路445a，其中第一管路443a与第二管路445a是通过基座440的内部空间与前述散热膜 433的孔洞，以分别连通至散热构件420的第一流道423a与第二流道423b。其中，第一管路443a可通过螺纹结构443b锁固于第一流道423a中，且第二管路445a可通过螺纹结构445b锁固于第二流道423b中，以避免冷却流体由第一管路443a与第一流道423a，或第二管路445a与第二流道423b之间渗漏。在一些实施例中，第一管路443a可通过紧配合的方式固定于第一流道423a中，且第二管路445a可通过紧配合的方式固定于第二流道423b中。因此，冷却流体可由流体槽(未绘示)流出，依序经由第一管路443a、散热膜433的孔洞与散热构件420的第一流道423a后，流入散热构件420的流道图案425，再经由第二流道423b、散热膜433的孔洞与第二管路445a流回流体槽。所述冷却流体的流动方向亦可以相反的方向流动。在一些实施例中，第一管路443a与第一流道423a之间，与第二管路445a与第二流道423b之间可设置止漏垫片，以避免冷却流体渗漏。在一些实施例中，流体槽可为冷却流体槽。在一些实施例中，冷却流体可来自于另一待冷却装置，及/或从散热构件420流出的冷却流体须流入另一待冷却装置。为了更有效地冷却电弧腔体410的底板410a的温度，基座440的顶面441的材料可相同或不同于散热构件420的材料。

请参照图5，其是绘示依照本揭露的一实施例的离子布植设备的电弧腔体内部的剖面俯视示意图。电弧腔体的内部包含隔板510、挡板510a、阴极电极 521、灯丝523、反射极525与电源供应系统530。其中，电源供应系统530 具有灯丝电源供应器531、偏压电源供应器533与电弧电源供应器535。

隔板510分隔出电弧腔体的放电室，且阴极电极521与反射极525分别穿过隔板510，并暴露于放电室中。其中阴极电极521与反射极525是相对设置。其次，灯丝523是被阴极电极521所包绕。

灯丝电源供应器531的正极与负极分别电性连接灯丝523的两端，而可形成一回路，其中灯丝电源供应器531可对灯丝523施加例如5伏特的最大输出电压。偏压电源供应器533的正极电性连接阴极电极521，且偏压电源供应器 533的负极电性连接灯丝电源供应器531与灯丝523所形成的回路，其中偏压电源供应器533可施加例如600伏特的最大输出电压。电弧电源供应器535 的正极电性连接隔板510，且电弧电源供应器535的负极电性连接偏压电源供应器533的正极，而可电性连接阴极电极521，其中电弧电源供应器535可施加例如100伏特的最大输出电压。

于前述灯丝电源供应器531与灯丝523的回路中，当灯丝电源供应器531 对灯丝523施加电压时，灯丝523可产生热电子。一般而言，热电子是发散射出的。然而，通过偏压电源供应器533所施加的电压，灯丝523与阴极电极 521之间可形成加速电场。因此，通过此加速电场，灯丝523因通电受热所产生的热电子可朝向阴极电极521加速发射。虽然灯丝523所产生的热电子可被加速电场引导，而朝向阴极电极521发射，但为避免热电子发散射出，灯丝 523是设置于阴极电极521与挡板510a之间。因此，灯丝523是被阴极电极 521与挡板510a所包围。进一步地，当热电子撞击阴极电极521时，阴极电极521可被加热，并发散射出热电子。再者，通过电弧电源供应器535所施加的电压，阴极电极521与隔板510之间可形成另一加速电场。据此，通过此另一加速电场，阴极电极521所产生的热电子可加速朝向隔板510发射。由于放电室已通入布植气体，故阴极电极521所产生的热电子撞击布植气体时，布植气体可解离形成布植离子，而可进行布植制程。举例而言，当布植气体为三氟化硼时，通过热电子的撞击与其撞击次数，三氟化硼可解离为B⁺、BF⁺、F⁺、 BF⁺、BF₂ ⁺、BF₃ ⁺、等一价离子，或者BF²⁺、B²⁺与F²⁺等二价离子。其中，这些二价离子是利用热电子再次撞击一价离子所产生。

于放电室中，本揭露的电弧电源供应器535的施加电压是被降低至例如 50伏特，以减弱阴极电极521所发射出的热电子的加速能量。其次，电弧电源供应器535的施加电流是相对提升至例如大于20安培，以避免因加速能量减弱所导致的碰撞效果低降，而可维持解离布植气体的效能。由于本揭露电弧电源供应器535所施加的电压是被降低，故当这些热电子撞击布植气体时，经第一次撞击后的热电子的能量已大幅降低，而使得这些热电子难以再次碰撞解离布植气体，且无法再次碰撞解离一价离子。据此，布植气体可更有效地被撞击解离为B⁺、BF⁺与F⁺等欲形成的离子，而可提升布植气体的利用率。此外，由于热电子的能量较低，故布植气体解离为布植离子所产生的撞击热能较低，而可减少电弧腔体的热量。

于本揭露的离子布植设备中，由于散热构件的配置，电弧腔体的热能可快速地被传导至散热构件。进一步地，经由第一管路与第二管路通入冷却流体至散热构件的第一流道、第二流道与流道图案中，散热构件可快速地被冷却。因此，电弧腔体的热能可快速地被冷却，而不易累积热能，进而可避免电弧腔体的底板变形的缺陷。另外，通过降低电弧电源供应器所施加的电压，布植气体解离为离子态所产生的撞击热能较低，而可减少电弧腔体的热能。故，电弧腔体不产生高热，且因施加电压，以及气体解离为离子所产生的热能可利用本揭露的散热构件快速地被逸散，因此可避免电弧腔体受热变形的缺陷。

熟悉此技艺者应了解到，并非所有优点须已于此讨论，对于所有实施例或例子，没有特定的优点是必须的，且其他实施例或例子可提供不同的优点。

根据本揭露的一态样，提出一种散热构件。此散热构件包含本体、多个凹陷渠道、第一流道、第二流道及流道图案。本体具有顶表面、底表面、第一侧面，以及相邻于第一侧面且彼此相对的第二侧面和第三侧面。顶表面的面积是大于底表面的面积，且第一侧面具有由顶表面贯穿至底表面的凹陷部。凹陷渠道分别设于第二侧面与第三侧面上，而形成多个鳍片结构。第一流道与第二流道分别穿过底表面，并延伸至本体中，且第一流道与第二流道分别位于凹陷部的两侧。流道图案是埋设于本体中，且连通至第一流道与第二流道。其中，流道图案至少覆盖部分凹陷渠道的上方。

依据本揭露的一实施例，此流道图案对本体的顶表面的表面积比是实质介于15％至40％之间。

依据本揭露的另一实施例，流道图案与顶表面间的距离是实质为1.5毫米至4毫米。

依据本揭露的又一实施例，凹陷部和第二侧面间的流道图案的分布密度是实质大于凹陷部和第三侧面间的流道图案的分布密度。

依据本揭露的再一实施例，此散热构件还包含另一流道图案。此另一流道图案是平行于流道图案，且介于流道图案与底表面之间，其中此另一流道图案连通至第一流道与第二流道。

依据本揭露的又另一实施例，流道图案与另一流道图案间的垂直距离是实质为2毫米至4.5毫米。

依据本揭露的再另一实施例，此散热构件还包含突出部。突出部是位于本体的第四侧面上，其中第四侧面是相对于第一侧面，且相邻于第二侧面与第三侧面。

根据本揭露的另一态样，提出一种离子布植设备。此离子布植设备包含电弧腔体、阴极电极、基座、第一管路与第二管路、前述的散热构件及两个散热膜。电弧腔体具有底板与侧板。阴极结构是设于电弧腔体内的侧板上。第一管路与第二管路贯穿过基座。这些散热膜分别覆盖散热构件的顶表面与底表面，且这些散热膜分别直接接触底板与基座的顶面。第一管路与第二管路分别穿过散热膜的一者。第一管路的一端连通至散热构件的第一流道，且第二管路连通至散热构件的第二流道。

依据本揭露的一实施例，对应于阴极电极的位置，散热构件的流道图案对应阴极电极的区域的分布密度是大于流道图案对应其他区域的分布密度。

依据本揭露的另一实施例，第一管路的另一端与第二管路的另一端连通至冷却流体源。

上述已概述数个实施例的特征，因此熟悉此技艺者可更了解本揭露的态样。熟悉此技艺者应了解到，其可轻易地利用本揭露做为基础，来设计或润饰其他制程与结构，以实现与在此所介绍的实施例相同的目的及/或达到相同的优点。熟悉此技艺者也应了解到，这类对等架构并未脱离本揭露的精神和范围，且熟悉此技艺者可在不脱离本揭露的精神和范围下，在此进行各种的更动、取代与修改。

Claims (10)

1.一种散热构件，其特征在于，该散热构件包含：

一本体，具有一顶表面、一底表面、一第一侧面，及相邻于该第一侧面且彼此相对的一第二侧面和一第三侧面，该顶表面的面积大于该底表面的面积，其中该第一侧面具有由该顶表面贯穿至该底表面的一凹陷部；

多个凹陷渠道，分别设于该第二侧面与该第三侧面上，而形成多个鳍片结构；

一突出部，位于该本体的一第四侧面上，其中该第四侧面是相对于该第一侧面，且相邻于该第二侧面与该第三侧面；

一第一流道，穿过该底表面，并延伸至该本体中；

一第二流道，穿过该底表面，并延伸至该本体中，其中该第一流道与该第二流道分别位于该凹陷部的两侧；以及

一流道图案，埋设于该本体中，且连通至该第一流道与该第二流道，其中该流道图案至少覆盖部分的所述多个凹陷渠道的上方。

2.根据权利要求1所述的散热构件，其特征在于，该流道图案对该本体的该顶表面的一表面积比是介于15％至40％之间。

3.根据权利要求1所述的散热构件，其特征在于，该流道图案与该顶表面间的一距离为1.5毫米至4毫米。

4.根据权利要求1所述的散热构件，其特征在于，该凹陷部和该第二侧面间的该流道图案的分布密度是大于该凹陷部和该第三侧面间的该流道图案的分布密度。

5.根据权利要求1所述的散热构件，其特征在于，该散热构件还包含：

另一流道图案，平行于该流道图案，且介于该流道图案与该底表面之间，其中该另一流道图案连通至该第一流道与该第二流道。

6.根据权利要求5所述的散热构件，其特征在于，该流道图案与该另一流道图案间的一垂直距离为2毫米至4.5毫米。

7.根据权利要求1所述的散热构件，其特征在于，该散热构件的该顶表面接触一设备的一底面，且该突出部的一顶表面的面积是大于或等于该凹陷部所对应的该设备的该底面的面积。

8.一种离子布植设备，其特征在于，该离子布植设备包含：

一电弧腔体，具有一底板与一侧板；

一阴极电极，设于该电弧腔体内的该侧板上；

一基座；

一第一管路和一第二管路，贯穿过该基座；

如权利要求1至7中的任一项所述的散热构件，设于该电弧腔体与该基座之间；以及

两散热膜，分别覆盖该散热构件的该本体的该顶表面与该底表面，所述两散热膜分别直接接触该底板与该基座的一顶面，其中该第一管路与该第二管路分别穿过所述两散热膜的一者，该第一管路的一端连通至该散热构件的该第一流道，该第二管路的一端连通至该散热构件的该第二流道。

9.根据权利要求8所述的离子布植设备，其特征在于，该散热构件的该流道图案对应该阴极电极的一区域的分布密度是大于该流道图案对应其他区域的分布密度。

10.根据权利要求8所述的离子布植设备，其特征在于，该第一管路的另一端与该第二管路的另一端连通至一冷却流体源。

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