[发明专利]离子注入系统及方法

权利要求书

1.一种离子注入系统，包括：

离子源，包括设置为在其中对气体进行离子化的电弧腔室；

掺杂气体源；

掺杂气体馈送线路，用于将掺杂气体从所述掺杂气体源引入所述电弧腔室；以及

冷却结构，与所述掺杂气体馈送线路相关联，并且设置为冷却所述掺杂气体馈送线路中的掺杂气体，从而对抗由所述电弧腔室的操作中生成的热量对所述掺杂气体的加热，以及由这样的热量造成的所述掺杂气体的分解。

2.根据权利要求1所述的离子注入系统，其中，所述冷却结构包括冷却通道，所述冷却通道设置为冷却所述掺杂气体馈送线路以及流经其中的掺杂气体。

3.根据权利要求2所述的离子注入系统，其中，所述掺杂气体馈送线路设置为在其远端将掺杂气体释放到所述电弧腔室，并且其中，所述冷却通道定位在所述掺杂气体馈送线路的远端部分。

4.根据权利要求3所述的离子注入系统，还包括用于所述离子源的水冷却组件，其中所述水冷却组件可操作地耦接到所述冷却通道，以使水流经其中而冷却所述掺杂气体馈送线路以及流经其中的掺杂气体。

5.根据权利要求1所述的离子注入系统，其中，所述掺杂气体源包括压力调节式气体储存与分配容器。

6.根据权利要求5所述的离子注入系统，其中，所述压力调节式气体储存与分配容器包含硼掺杂气体。

7.根据权利要求6所述的离子注入系统，其中，所述硼掺杂气体包括四氟化二硼。

8.根据权利要求7所述的离子注入系统，其中，所述冷却结构用于将所述掺杂馈送气体线路中的四氟化二硼的温度维持在700°C以下。

9.根据权利要求1所述的离子注入系统，其中，所述冷却结构包括散热器主体，所述散热器主体中包括至少一个通道，冷却剂可流过所述至少一个通道以实现所述掺杂气体的冷却，并且所述散热器主体适于由机械紧固件紧固至所述掺杂气体馈送线路。

10.根据权利要求9所述的离子注入系统，其中，所述离子注入系统包括冷却剂循环通过的离子源冷却流动回路，其中所述流动回路以冷却剂供给关系耦接到所述散热器主体，以使冷却剂流过其中的所述至少一个通道。

11.根据权利要求10所述的离子注入系统，其中，所述离子源包括电弧腔室基底衬板，其中所述基底衬板中具有与所述掺杂气体馈送线路在气流上连通的开口。

12.根据权利要求1所述的离子注入系统，还包括清洗气体供应器、稀释气体供应器与补充材料供应器中的至少一个，

其中，当存在所述清洗气体供应器时，所述离子源设置为在所述离子源从所述掺杂气体源接收所述掺杂气体期间，和/或当所述离子源未从所述掺杂气体源接收所述掺杂气体时，从所述清洗气体供应器接收清洗气体；

其中，当存在所述稀释气体供应器时，所述离子源设置为在所述离子源从所述掺杂气体源接收所述掺杂气体期间，从所述稀释气体供应器接收稀释气体；以及

其中，当存在所述补充材料供应器时，所述离子源设置为在所述离子源从所述掺杂气体源接收所述掺杂气体期间，从所述补充材料供应器接收补充材料。

13.根据权利要求12所述的离子注入系统，其中：

所述清洗气体包括从XeF₂与NF₃中选择的至少一种气体物料；

所述稀释气体包括从XeF₂、惰性气体、稀有气体、BF₃、H₂、Ar、N₂、Xe与H₂的混合物、CH₄及NF₃中选择的至少一种稀释气体物料；以及

所述补充材料包括以下至少一个：有效地使离子化反应平衡朝向B⁺偏移的补充材料；氢；甲烷；以及有效地对抗在所述电弧腔室中、用于使所述掺杂气体流至所述电弧腔室的所述掺杂气体馈送线路中、和/或在所述电弧腔室与掺杂气体馈送线路之间的接口的区域中的分解物料的沉积的材料。