束101。
[0032]控制器150被耦接至离子束导向单元120，并且控制离子束101的偏转，以在穿过离子束导向单元120的离子束101和衬底支撑190之间产生相对运动，从而离子束101在加工表面201上的束轨迹109是螺旋或者包括圆。例如，控制器150可被电连接或电耦接至第一偏转单元121和第二偏转单元122，且以适当方式影响被施加于第一偏转单元和第二偏转单元121、122的偏转电压的调节。
[0033]如图1B和图1C中所示，偏转单元121、122中的每个可分别包括在离子束101的相对侧面上的两个偏转板121、121b、122a、122b。控制单元150可将第一偏转信号sl(t)施加于第一偏转单元121和将第二偏转信号s2(t)施加于第二偏转单元122。根据所示实施例，第一偏转信号sl(t)被施加于第一偏转单元121的第一偏转板121a，且第二偏转信号s2(t)被施加于第二偏转单元122的第一偏转板122a，因此第二偏转板12b、122b被接地。根据其他实施例，控制单元150可将差分偏转信号施加于每个偏转单元121、122的两个偏转板。
[0034]该两个偏转信号sl(t)、s2(t)的振幅可围绕平均值波动，该平均值定义了离子束101的中心位置。该两个偏转信号sl(t)、s2(t)可以是正弦信号，该正弦信号可具有相同的频率并且可对于彼此以Π/2被相移，从而离子束产生锥形表面，并且对于每个完整振荡，离子束101在中心点105和斜向加工表面201的横向区203之间环绕中心点105 —次。该两个偏转信号sl(t)、s2(t)的振幅确定该圆距中心点105的距离。
[0035]根据所具有的加工表面201垂直于在其中心位置的离子束101的实施例，该两个偏转信号sl(t)、s2(t)的振幅可相等，从而对于每个完整振荡，加工表面201上的束轨迹109是圆。根据所具有的加工表面201斜向在其中心位置的离子束101的实施例，该两个偏转信号sl(t)、s2(t)的振幅可在某一程度上被调整，从而束轨迹109包括围绕中心点105的圆。
[0036]为了整个加工表面201实现均匀的注入剂量，该偏转信号sl(t)、s2(t)的振幅可以以固定的振幅比与Ι/r成比例地被变化，其中r表示离子束101在加工表面201上距中心点105的距离。举例说明，从为了均匀注入剂量的偏转信号开始，旋转对称的(例如，圆形)注入分布可通过在相同的注入电流时修改第一偏转信号和第二偏转信号sl(t)、s2(t)的频率而获得，这导致沿着束轨迹109的注入剂量的修改，或者可通过在相同振幅比时修改偏转信号si (t)、s2(t)的振幅梯度，这导致束轨迹109的循环的密度的径向修改。
[0037]根据图1B的实施例，偏转信号sl(t)、s2(t)的振幅在一个或多个完整循环期间是恒定的，并且在束轨迹109已完成一个或多个完整循环之后同时地以相同振幅比被改变。束轨迹109包括不同直径的圆，且杂质分布是圆形。根据另一个实施例，两个偏转信号si (t)、s2 (t)的振幅可仅在圆的部分变化，从而注入剂量沿着束轨迹109变化。
[0038]根据图1C的实施例，图1A的控制器150平稳地增加两个偏转信号si (t)、s2 (t)的振幅，从而离子束101在加工表面201上的束轨迹109是螺旋。控制器150可控制偏转单元121、122，从而束轨迹109向内或向外卷绕。束轨迹109可穿过中心点105和横向区域203或其一部分之间的整个衬底200。两个偏转信号sl(t)、s2(t)的频率可仅在循环的部分中变化，从而注入剂量沿着束轨迹109变化。
[0039]图1D示出了在半导体衬底200中的杂质浓度分布，半导体衬底200通过使用图1A的离子注入装置100获得。对于分布302，束轨迹109仅穿过包括中心点105的内部部分，对于分布304，束轨迹109沿着横向区203穿过外部部分，并且对于分布306，束轨迹束轨迹109穿过距中心点105和横向区203 —定距离处环形部分。离子注入装置100被调整，以形成旋转对称(例如，圆形)的杂质区和沿着圆或螺旋的掺杂变化。
[0040]其中对于圆形杂质分布，为了通过修改扫描局部地改变注入剂量，沿着X轴或沿着之字形路径执行线性逐行扫描的常规的离子注入机需要相当复杂和耗时的编程步骤，离子注入装置100更省力地达成类似效果且具有更好的局部分辨率。
[0041]图2A的离子注入装置100包括发射离子束101的离子束源120和离子束导向单元120，离子束导向单元120沿着线性方向(例如，X轴)使所发射的离子束101偏转。离子束导向单元120可包括具有两个偏转板120a、120b的偏转单元。此外，马达驱动单元180使衬底支撑190围绕衬底200的中心点105旋转，衬底200在与其中心位置的离子束101垂直的平面中或者相对于与其中心位置的离子束101垂直的该平面以至多10° (例如，约V )倾斜的平面中被固定在衬底支撑190上。
[0042]控制单元150可控制离子束导向单元120，从而离子束101在加工表面201的法线所跨越的平面中移动，或者在以至多10° (例如，约7° )的倾斜角斜向该法线的平面中移动。此外，控制器150可通过监测和/或控制马达驱动单元180检测和/或控制衬底支撑190的旋转速度，马达驱动单元的轴被耦接至衬底支撑190。剖面线108表明了离子束101在其中移动的平面和衬底200的加工表面201之间的横截面线。剖面线108包括中心点 105。
[0043]偏转信号s3(t)可以是线性减少或增加的信号201。如图2B所示，对于衬底支撑190的恒定旋转速度，偏转信号s3(t)可在靠近横向区203处只缓慢变化，并且随着距离中心点105的距离减少变化更快。例如，以r表示距离中心点105的距离，为了达到均匀的杂质分布偏转信号s3(t)可如用信号202所表示的以Ι/r的速率变化。
[0044]根据其他实施例，偏转信号s3(t)可以是振幅调整周期性信号203，其中周期性信号203的频率可低于衬底支撑190的旋转速率，衬底支撑190也在图2B中被示出。根据实施例，该旋转速率高达偏转信号s3 (t)的线性扫描速率的至少10倍。为了达到足够均匀的杂质分布，在每个完整的线性扫描期间，离子束101可围绕中心点105循环至少10次。
[0045]图3A至图3C涉及晶片级半导体器件200x，其通过在圆形半导体衬底上使用图1A和图2A的离子注入装置100获得。晶片级半导体器件200x基于圆柱形的半导体二极管205，半导体二极管205的直接可相对于标准晶片直径，例如25.4mm、50.8mm、76.2mm、100mm、125mm、150mm、200mm或300mm或大于1mm的任何其他值。晶片级半导体器件200x是单一半导体裸片，并且未被集成在包括多个相同的半导体裸片的晶片复合物中。
[0046]图3A的半导体器件200x可以是具有近似圆形横向基底区201、202的盘形形状的闸流晶体管或盘形形状的半导体二极管。在闸流晶体管导通状态(on-state)中或在半导体二极管的正向模式(forward mode)中，移动电荷载流子充满两个相对的基底区201、202之间的半导体主体的漂移区。当闸流晶体管变成截止状态或阻断状态时，或者当半导体二极管变成阻断模式时，各半导体器件200x换流，其中移动电荷载流子从该漂移区中被除去。通常地，直接邻接横向区203的边沿区290对从漂移区除去移动电荷载流子不太有效，横向区203连接基底区201、103，因为例如电极结构并未达到横向区203。
[0047]在半导体器件200x中，具有径向浓度变化的圆形注入的杂质可导致在围绕中心点105的边沿区290中的环状圆形注入区295，其中圆形注入区295可与横向表面203间隔开，或可直接邻接横