濃度對于摻質(zhì)束電流及污染物比例(與離子束中的摻質(zhì)相比)兩個的作用的代表圖。如上述，污染物可以是含有下述的離子物種:娃、氧、氫、招、碳、碳類化合物、氟、氟類化合物、或其他非摻質(zhì)物種。
[0024]如圖2中可見，當不存在稀釋物時，由長條圖表示的摻質(zhì)電流最大。隨著稀釋氣體(在本實例中為GeH4)濃度增加，摻質(zhì)電流幾乎線性的減小。雖然此圖示出摻質(zhì)電流與稀釋物濃度之間的特別關(guān)系，然而應注意到，這個關(guān)系對于使用的測試條件可以是特定的。舉例來說，等離子體腔室中的不同的稀釋氣體、不同的射頻功率位準、或不同壓力(或流速)可造成不同結(jié)果。因此，這個長條圖意圖表示摻質(zhì)電流與稀釋物濃度之間大致的趨勢。
[0025]線300示出束雜質(zhì)的量測，定義為與離子束中的摻質(zhì)相比的污染物的百分比，其中所述污染物可以是以上確認的一或多種污染物。如預測，束雜質(zhì)隨著稀釋物濃度從0%增加到10%而降低。如上述，這可能是因為稀釋氣體中的氫的涂覆作用。稀釋氣體中的其他物種可影響涂覆作用是可能的。舉例來說，在6通4的情況下，氫分子是輕的，因此可快速輸出。然而，具有附加的氫的66!14是重分子(heavy molecule)，因此可具有長傳輸時間及與腔室表面反應的高可能性而覆蓋這些表面。
[0026]然而，未預料到的是，束雜質(zhì)會維持相對平穩(wěn)直到稀釋物濃度到達約30%。換句話說，盡管引入更多稀釋氣體，污染物的量相對于摻質(zhì)的量仍維持相對定值。在從約5%至30%的整個范圍中，束雜質(zhì)約少于1%。意外地，若稀釋物濃度增加約超過30%，則束雜質(zhì)轉(zhuǎn)而劇烈增加，若氣體混合物中60%為稀釋氣體，則束雜質(zhì)達到超過5%的程度。當稀釋氣體的濃度在約5%與30%之間時，束雜質(zhì)可最少化。
[0027]圖1A至圖1C使用具有RF天線120與射頻電源的離子源，以產(chǎn)生必要的離子。然而，可了解到，可使用其他離子源。舉例來說，在一些實施例中，也可使用利用熱以造成電子的熱離子發(fā)射(therm1nic emiss1n)的間接加熱陰極(indirectly heated cathode，IHC)o其它離子源也是在本揭示的范疇中。
[0028]因此，可藉由使用兩種源氣體來產(chǎn)生具有減少的束雜質(zhì)的提取的離子束180。第一源氣體，或是饋入氣體，可以是包含硼與氟兩個的物種，例如BF3S B 2F4。第二源氣體，或是稀釋物，可以是包含氫及硅或鍺的物種，例如硅烷(SiH4)或鍺烷(GeH4)。同時或者相繼地將這兩種源氣體引入離子源100的腔室105中，在此處所述兩種源氣體離子化。離子源可使用由RF天線120產(chǎn)生的射頻能量。在其他實施例中，離子源可使用IHC來利用電子的熱離子發(fā)射。離子源也可使用其他離子化氣體的方法?？梢脒@兩種源氣體，使得總氣體的5%至30%之間(以體積計)為稀釋氣體，而其余為饋入氣體。藉由使用電極130、電極150經(jīng)由孔隙140提取來自兩種源氣體的離子，且將所述離子加速朝向工件160，其中所述離子植入所述工件160中。如之前描述，這些離子不會經(jīng)過質(zhì)量分析，表示所有提取的離子皆植入所述工件160中。
[0029]在另個實例中，稀釋氣體可包括具有相反電性的摻質(zhì)。舉例來說，第一源氣體(或饋入氣體)，可以是包含硼與氟兩個的物種，例如BF3S B 2F4。第二源氣體(或稀釋物)，可以是包含氫及第五族元素(例如磷、氮或砷)的物種。
[0030]以上揭示討論在氣體總體積約5%至30%之間的稀釋物范圍。然而，在一些實施例中，這個范圍可以是不同的。舉例來說，在一些實施例中，稀釋物濃度可最多到10 %，例如1至10%、2至10%、3至10%或5至10%。在另個實施例中，稀釋物濃度可最多到15%，例如1至15%、2至15%、3至15%、5至15%或7至15%。在另個實施例中，稀釋物濃度可最多到20%，例如2至20%、3至20%、5至20%、7至20%或10至20%。在另個實施例中，稀釋物濃度可最多到30%，例如3至30%、5至30%、7至30%、10至30%或15至30%。在另個實施例中，稀釋物濃度可最多到40%，例如3至40%、5至40%、7至40%、10至40%、15至40 %或20至40 %。在另個實施例中，稀釋物濃度可最多到50 %，例如5至50 %、7至50%、10至50%、15至50%、20至50%或25至50%。最后，在另個實施例中，稀釋物濃度可高達 60%，例如 5 至 60%、7 至 60%、10 至 60%、15 至 60%、20 至 60%、25 至 60%或 30至 60%o
[0031]本揭示并非由本文所述的特定實施例的范疇所限制。更確切地，本揭示的其他各種實施例以及修改加上本文所述的此些部分將從以上描述與隨附圖而對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言為顯而易見。因此，這種其他實施例及修改意圖為落入本揭示的范疇中。此外，雖然本揭示已為特定目的在特定環(huán)境中的特定實施的上下文中描述于本文中，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員將辨識到，其用途并非限制于此，且本揭示可為任意多個目的在任意多個環(huán)境中有益地實施。因此，闡述的權(quán)利要求應以本文所述的本揭示的全廣度及精神來詮釋。
【主權(quán)項】
1.一種將摻質(zhì)植入工件中的方法，包括: 將饋入氣體與稀釋氣體引入離子源的腔室中，所述饋入氣體包括包含摻質(zhì)與氟的分子，其中所述摻質(zhì)包括第三族或第五族的元素，而所述稀釋氣體包括包含氫及第四族元素的分子或包括包含氫及具有與所述摻質(zhì)相反的電性的物種的分子，其中引入的氣體的總體積的3%與40%之間包括所述稀釋氣體； 在所述腔室中離子化所述饋入氣體與所述稀釋氣體；以及 從所述腔室提取離子，且將所述離子加速朝向所述工件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將摻質(zhì)植入工件中的方法，其中所述稀釋氣體包括包含氫及第四族元素的分子。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的將摻質(zhì)植入工件中的方法，其中所述第四族元素包括硅或錯O4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將摻質(zhì)植入工件中的方法，其中所述摻質(zhì)包括第三族元素，且所述稀釋氣體包括包含氫及第五族元素的分子。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的將摻質(zhì)植入工件中的方法，其中所述第三族元素包括硼。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的將摻質(zhì)植入工件中的方法，其中所述第五族元素包括磷或砷。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將摻質(zhì)植入工件中的方法，其中所述摻質(zhì)包括硼。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將摻質(zhì)植入工件中的方法，其中經(jīng)提取的所述離子在植入所述工件中之前并未經(jīng)過質(zhì)量分析。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將摻質(zhì)植入工件中的方法，其中所述引入的氣體的總體積的3%至20%包括稀釋氣體。10.一種將硼植入工件中的方法，包括: 將饋入氣體及稀釋氣體引入離子源的腔室中，所述饋入氣體包括包含硼及氟的分子，所述稀釋氣體包括包含氫及第五族元素的分子，其中引入的氣體的總體積的3%與20%之間包括稀釋氣體； 在所述腔室中離子化所述饋入氣體與所述稀釋氣體；以及 從所述腔室提取離子，且將所述離子加速朝向所述工件，其中經(jīng)提取的所述離子在植入所述工件中之前，并未經(jīng)過質(zhì)量分析。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的將硼植入工件中的方法，其中所述饋入氣體包括BF3或B2F4012.根據(jù)權(quán)利要求10所述的將硼植入工件中的方法，其中所述稀釋氣體包括PH3或AsH3013.一種將硼植入工件中的方法，包括: 將饋入氣體及稀釋氣體引入離子源的腔室中，所述饋入氣體包括包含硼與氟的分子，所述稀釋氣體包括包含氫及鍺的分子，其中引入的氣體的總體積的10%與20%之間包括稀釋氣體； 在所述腔室中離子化所述饋入氣體與所述稀釋氣體；以及 從所述腔室提取離子，且將所述離子加速朝向所述工件，其中經(jīng)提取的所述離子在植入所述工件中之前，并未經(jīng)過質(zhì)量分析。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的將硼植入工件中的方法，其中所述饋入氣體包括BF3o15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的將硼植入工件中的方法，其中所述饋入氣體包括B2F4。
【專利摘要】揭示一種用于改善離子植入機中離子束品質(zhì)的方法。在一些離子植入系統(tǒng)中，來自離子源的污染物與期望的離子一同被提取，而引入污染物至工件。這些污染物可能是離子源腔室中的雜質(zhì)。當不進行提取的離子束的質(zhì)量分析時，這個問題會變嚴重，而當期望的饋入氣體包括鹵素時，這個問題會變得更嚴重。將稀釋氣體引入離子腔室中可減少腔室內(nèi)表面上的鹵素的有害影響，以減少提取的離子束中的污染物。在一些實施例中，所述稀釋氣體可以是鍺烷或硅烷。
【IPC分類】H01L21/265
【公開號】CN105378896
【申請?zhí)枴緾N201480039222
【發(fā)明人】約翰·W·奎夫, 具本雄, 約翰·A·弗龍?zhí)萑? 尼可拉斯·Pt·貝特曼, 提摩西·J·米勒, 維克拉姆·M·博斯爾
【申請人】瓦里安半導體設(shè)備公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2014年7月17日
【公告號】US20150024579, WO2015009975A1