[发明专利]将掺质植入工件中的方法

说明书

本发明提供一种将掺质植入工件中的方法。在一些离子植入系统中，来自离子源的污染物与期望的离子一同被提取，而引入污染物至工件。这些污染物可能是离子源腔室中的杂质。当不进行提取的离子束的质量分析时，这个问题会变严重，而当期望的馈入气体包括卤素时，这个问题会变得更严重。将稀释气体引入离子源腔室中可减少腔室内表面上的卤素的有害影响，以减少提取的离子束中的污染物。在一些实施例中，所述稀释气体可以是锗烷或硅烷。

相关申请案交叉参考

本发明主张于2013年7月18日提申的美国临时专利申请案第61/847,776号的优先权，其内容以全文引用的方式并入本文。

技术领域

本发明是关于一种改善离子植入系统中离子束品质的方法，且特别是关于一种改善硼离子束品质的方法。

背景技术

半导体工件通常以掺质种类植入，来产生期望的电性。举例来说，太阳能电池可以藉由植入掺质种类以产生射极区(emitter region)。这种植入可使用各种不同机制来完成。在一实施例中，使用一种离子源。这种离子源可包括腔室，其中源气体在所述腔室中离子化。来自这些源气体的离子可通过腔室中的孔隙，并使用一或多个电极来提取。这些提取的离子经引导朝向工件，其中这些离子被植入至工件中以形成太阳能电池。

为了改善制程效率及降低成本，在一些实施例中，提取自离子源的离子经加速而直接朝向工件，没有经过任何质量分析。换句话说，离子源中产生的离子经加速而直接植入工件中。质量分析器是用于自离子束移除不期望的种类。将质量分析器移除，表示所有提取自离子源的离子将会植入工件中。因此，在离子源中也会产生不想要的离子并接着植入所述工件中。

这种现象在源气体为卤素类化合物(例如氟化物)时最为明显的。氟离子与中性粒子(半稳态或激态)可能与离子源的内表面反应，释放出不想要的离子，例如硅、氧、碳与铝以及以杂质元素存在的重金属。

因此，一种改善束品质(beam quality)，特别是改善使用卤素类源气体的实施例的束品质的方法，将会是有益的。

发明内容

本发明提供一种用于改善离子植入机中离子束品质的方法。在一些离子植入系统中，来自离子源的污染物与期望的离子一同被提取，而引入污染物至工件。这些污染物可以是离子源腔室中的杂质。当不进行提取的离子束的质量分析时，这个问题会变严重，而当期望的馈入气体包括卤素时，这个问题会变得更严重。将稀释气体引入离子源腔室中可减少腔室的内表面上的卤素有害影响、减少提取的离子束中的污染物。在一些实施例中，所述稀释气体可以是锗烷或硅烷。

在一实施例中，揭示一种将掺质植入工件中的方法。所述方法包括：将馈入气体与稀释气体引入离子源的腔室中，所述馈入气体包括包含掺质与氟的分子，其中所述掺质包括第三族或第五族元素，而所述稀释气体包括包含氢及第四族元素的分子或包括包含氢及具有与所述掺质相反的电性的种类的分子，其中引入的气体的总体积的3％与40％之间包括所述稀释气体，且总体积的剩余部分包括所述馈入气体。在所述腔室中离子化所述馈入气体与所述稀释气体，且从所述腔室提取离子，且将所述离子加速朝向所述工件。

在另一实施例中，揭示一种将硼植入工件中的方法。所述方法包括将馈入气体及稀释气体引入离子源的腔室中，所述馈入气体包括包含硼与氟的分子，所述稀释气体包括包含氢及第五族元素的分子，其中引入的气体的总体积的3％与20％之间包括所述稀释气体，且总体积的剩余部分包括所述馈入气体。在所述腔室中离子化所述馈入气体与所述稀释气体，以及从所述腔室提取离子且将所述离子加速朝向所述工件，其中经提取的所述离子在植入所述工件中之前，不会经过质量分析。