[发明专利]利用增强源技术进行磷或砷离子植入

说明书

本申请涉及利用增强源技术进行磷或砷离子植入。本发明描述使用固体掺杂剂磷及砷源及较高阶磷或砷植入源材料的设备及方法。在各种实施方案中，在离子源室中提供固体含磷或含砷材料以用于产生二聚物或四聚物植入物质。在其它实施方案中，通过使用反应器来分解气态含磷或含砷材料以形成用于离子植入的气相二聚物及四聚物而增强离子植入。

分案申请信息

本发明专利申请是申请日为2015年8月19日、申请号为201580053465.6、发明名称为“利用增强源技术进行磷或砷离子植入”的发明专利申请案的分案申请。

相关申请案的交叉参考

特此依据35 USC 119主张以Oleg Byl等人的名义于2014年9月1日提出申请的美国临时专利申请案第62/044,409号(标题为“利用增强技术的磷或砷离子植入(PHOSPHORUSOR ARSENIC ION IMPLANTATION UTILIZING ENHANCED SOURCE TECHNIQUES)”)的优先权权益。美国临时专利申请案第62/044,409号的揭示内容出于所有目的而特此以全文引用方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及磷或砷的离子植入。更具体来说，本发明涉及使用固体掺杂剂源及较高阶磷或砷植入源材料的增强源技术，且涉及相关联方法及设备。

在具体方面中，本发明涉及形成包含二聚物及四聚物的As及P群集分子以用于产生包含二聚物及四聚物的对应磷及砷群集离子。本发明进一步涉及使用气体混合物来延长源寿命，例如，如下的气体混合物：(i)PH₃及PF₃，(ii)PH₃及PF₅，(iii)PF_X及H₂，及(iv)PF_X、PH₃、H₂及惰性气体，其中x具有任一化学计量可接受值，如举例来说从3到5的值，以及对应基于As的气体混合物。可利用以预混合形式供应到离子植入机或如从不同供应器皿同流到植入机的此些气体混合物来实现用于离子植入的单体、二聚物及四聚物束的束流的改进，且获得植入机的经改进源寿命，因为所述气体混合物将最小化在仅运行氢化物源物质(AsH₃或PH₃)时在植入机中将以其它方式形成的砷或磷沉积物，且还将最小化在仅运行氟化源物质(PF₃、PF₅、AsF₃或AsF₅)时将以其它方式发生的卤素效应。

背景技术

在离子植入领域中，例如，在半导体装置制造中，不断关注改进植入过程的效率。磷及砷是常用的掺杂剂物质。

在常规惯例中，以气体、液体或固体形式提供掺杂剂物质的源化合物。所述源化合物(如果并非处于气相中)可通过升华或蒸发技术从固体形式或液体形式源化合物挥发。直接如在等离子浸没离子植入过程中或通过以下方式接着使所得掺杂剂气体经受离子化以形成用于植入于衬底中的离子物质：由电极阵列分离离子物质以形成含有穿过束线结构加速且撞击在衬底上以实现将离子植入于衬底中的所要类型的离子的离子束。

在许多情形中，针对离子植入所利用的掺杂剂源化合物在经离子化以构成用于植入的离子物质的原子方面是单原子的。从必须提供、存储及处理的掺杂剂源化合物体积的角度来看，非常优选的是，利用在经离子化以构成用于植入的离子化物质的原子方面是多原子的掺杂剂源化合物。通过利用多原子掺杂剂源化合物，掺杂剂源化合物的每单位体积可获得的掺杂剂离子量相比于单原子掺杂剂源化合物可大致增加，其中源化合物中的增加数目个掺杂剂原子一般越来越优选。因此，较高阶掺杂剂源化合物(源化合物的每分子较高数目个掺杂剂原子)相比于较低阶掺杂剂源化合物(源化合物的每分子较低数目个掺杂剂原子)通常是优选的。

发明内容

本发明涉及磷或砷的离子植入。