[发明专利]离子植入工艺及设备

说明书

本发明涉及一种离子源设备，其以使得能够采用低蒸气压掺杂剂源材料的方式生成掺杂剂物种。所述离子源设备(10)包括：离子源腔室(12)；及在所述离子源腔室(12)中或与所述离子源腔室(12)相关联的可消耗结构，所述可消耗结构包括固体掺杂剂源材料，其易于与反应性气体发生反应以将气态形式的掺杂剂释放到所述离子源腔室。举例来说，所述可消耗结构是掺杂剂气体馈送管线(14)，其包括具有由固体掺杂剂源材料形成的内部层的管道或导管。

相关申请案的交叉参考

本文借此依据35 U.S.C§119主张2014年10月27日申请的第62/069,272、62/069,259及62,069,233号美国临时专利申请案的优先权益。第62/069,272、62/069,259及62,069,233号美国临时专利申请案的揭示内容的相应全文借此出于所有目的而以引用方式并入本文中。

技术领域

在一个方面中，本发明涉及离子植入系统及方法，其中将掺杂剂物种原位提供或生成到离子植入设备的离子源腔室。在另一方面中，本发明涉及锑、铟及镓前驱物组成物，且涉及利用此类组成物的离子植入设备及方法。在又一方面中，本发明涉及用于锑离子植入的离子植入系统及工艺。

背景技术

在使用掺杂剂源材料以用于进行离子化以形成用于离子植入的掺杂剂物种时，已开发用于生成掺杂剂物种的多种掺杂剂源材料。

在许多情况下，掺杂剂源材料不具有足够高的蒸气压以便向离子植入系统的离子源腔室进行有效输送。因此，使用具有低蒸气压的此类掺杂剂源材料可能需要对离子植入设备进行大量工具修改，以在充分地挥发掺杂剂源材料并防止掺杂剂源材料凝结及沉积在离子植入系统的流动管线中所需的高温下实现输送。因此，必须采用适应此类高温操作的汽化器及流动回路系统(flow circuitry)。

然而，使用高温却是有问题的，这是因为掺杂剂源材料可能易于发生分解及副反应，从而使得难以将离子植入工艺控制在离子植入结构及装置生产的允许公差内。此外，使用高温会限制对控制阀的使用，使得蒸气流动控制受到不利影响。这些因素又导致从一种掺杂剂源材料到另一掺杂剂源材料的长转换时间，且在汽化器的安装或更换/再充填期间，当汽化器未与周围环境隔离时，也可能存在安全危害。

前述问题已在例如锑、铟及镓的掺杂剂物种的离子植入中遇到，因此对可接受的掺杂剂源材料的选择受限，这是因为在利用用于向离子植入系统的离子源腔室进行有效输送的足够高的蒸气压的情况下，馈送材料的数目相对少。

因此，所属领域在持续寻找新的锑、铟及镓前驱物组成物。

因此，提供使能够在离子植入应用中有效利用低蒸气压掺杂剂源材料以便植入对应掺杂剂物种的新方法是所属领域的实质性进展，存在相对极少高蒸气压掺杂剂前驱物的前述锑、铟或镓掺杂剂物种即为这种情况。

发明内容

本发明涉及离子植入设备及工艺，其中以使能够采用低蒸气压掺杂剂源材料的方式生成掺杂剂物种。

在一个方面中，本发明涉及一种用于离子植入的离子源设备，其包括：离子源腔室；及在离子源腔室中或与离子源腔室相关联的可消耗结构，所述可消耗结构包括固体掺杂剂源材料，其易于与反应性气体发生反应以将气态形式的掺杂剂释放到离子源腔室。

在另一方面中，本发明涉及一种进行离子植入的方法，其包括：在离子源腔室中生成离子化掺杂剂物种以用于所述离子植入，其中离子源腔室具有与其相关联的可消耗结构，且其中可消耗结构包括固体掺杂剂源材料，其易于与反应性气体发生反应以将气态形式的掺杂剂释放到离子源腔室以在其中进行离子化以形成所述离子化掺杂剂物种，所述方法包括使可消耗结构与反应物气体接触以用于离子化掺杂剂物种的所述生成。