در فرآیند کاشت یون، یون ها به سمت قطعه هدف شتاب گرفته و پروفیل مناسبی از ناخالصی را در داخل شبکه ی میزبان ایجاد می کنند. دو روش عمده برای عمل کاشت یون می توان برشمرد که بر اساس هرکدام از این روش ها دستگاه کاشت یون طراحی و ساخته می شود.

انواع دستگاه کاشت یون

در روش اول یون ها از منبع یون جدا شده و توسط یک میدان مغناطیسی بر حسب نسبت جرم به بارشان انتخاب می گردند. سپس انرژی لازم برای ورود به قطعه هدف را توسط شتاب دهنده بدست  می آورند و توسط متمرکز کننده هایی به صورت یک پرتو یون در می آیند.

این پرتو بر روی سطح هدف متمرکز شده و سطح هدف را اسکن می کند. این دستگاه را دستگاه کاشت یون با روش پرتو یون می نامند.

شکل زیر یک نمای شماتیک از قسمت های مهم یک دستگاه کاشت یون با پرتو یون را نشان می دهد.

دستگاه کاشت یون با پرتو یون

 

در روش دوم که در سال 1990 توسط جان کنراد ارائه شد قطعه هدف درون محفظه تولید یون قرار می گیرد و ولتاژ های بسیار بزرگ منفی به صورت پالس هایی به آن اعمال می شود. در نتیجه یون های مثبت موجود در محیط پلاسمای اطراف قطعه به سمت آن سرعت می گیرند و با انرژی زیاد در آن نفوذ می کنند.

این روش با عنوان دستگاه کاشت یون با منبع پلاسما شناخته می شود. لازم به ذکر است که پلاسما حالتی از ماده است که در آن یون ها و الکترون ها از هم جدا هستند و ماده از نظر بار الکتریکی خنثی است.

اعضای اصلی یک دستگاه کاشت یونی شامل منبع یون، آنالیز کننده، شتاب دهنده، اسکن کننده، متمرکز کننده و محفظه ویفر می باشند.

طراحی اعضای دستگاه وابسته به پیش بینی های انجام شده در مورد کشت دهنده و دوپینگ مورد نظر خاص آن، شامل شار کشت دهنده، جریان اشعه و چگالی توان می باشد.