CN105637616A - 基板中的硅注入及提供其硅前体组合物 - Google Patents

基板中的硅注入及提供其硅前体组合物 Download PDF

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Abstract

本发明描述了用于在基板中注入硅和/或硅离子的组合物、系统和方法，包括从相应的硅前体组合物中生成硅和/或硅离子，以及在基板中注入该硅和/或硅离子。

Description

基板中的硅注入及提供其硅前体组合物
相关申请的互相参引
根据35USC119，本申请要求以YingTang、JosephD.Sweeney、TianniuChen、JamesJ.Mayer、RichardS.Ray、OlegByl、SharadN.Yedave和RobertKaim的名义于2013年8月16日提交的“基板中的硅注入及提供其硅前体组合物”的美国临时专利申请61/866,918的优先权。美国临时专利申请61/866,918的公开内容通过引用的方式全部纳入本说明书中，用于所有目的。
技术领域
本发明涉及用于在基板中(例如，在微电子产品、太阳能电池、平板显示器等的制造中)注入硅和/或硅离子的组合物、系统及方法。
现有技术的描述
在制造微电子器件或器件前体结构的过程中常会进行硅和/或硅离子(本文中所用的“硅离子”包括硅离子本身，以及含硅的离子物质)的注入。通常，通过使用离子源来生成硅离子，该离子源接收来自供应容器的用于离子化的原料，所述供应容器位于气体箱或位于离子注入系统中的离子源附近。
举例来说，在制造硅器件时，可采用硅注入以使结晶硅非晶化(amorphize)或改变结晶硅的形态。可将硅注入晶体管结构中改变某些区域的蚀刻速率，以改变所述区域在后续蚀刻步骤中的反应性。还可将硅注入晶体管结构中以降低该晶体管的源区和漏区的接触电阻。在制造GaAs器件时，硅还被用作供注入用的掺杂剂。
常用于Si+注入的原料为SiF4。已经发现使用这种材料会缩短离子源的使用寿命。不受任何理论的束缚，推测等离子体源中存在的氟原子和/或氟原子与硅原子的结合物会导致不希望的沉积物，该沉积物会导致该离子源寿命缩短。氟可与注入机中存在的金属(例如，钨和钼)反应并蚀刻电弧腔的部件，同时也导致钨或钼在电弧腔组件(例如，阴极、面板等)以及电极和源外壳表面(包括高压套管、壁面等)上沉积。过多的沉积可能造成各种问题，这些问题包括电弧狭缝晶须(arcslitwhisker)、阴极增长或短缺、击穿(arcing)以及造成相应的源或射束问题而缩短寿命的其他问题。
其他可用于Si+注入的原料为硅烷(SiH4)。这种材料高度易燃，并且由于安全原因可能不希望在离子注入中使用硅烷。
若可提供一种硅原料，其可避免与SiF4相关的源寿命问题，且还可避免与硅烷相关的安全问题，这将是本领域中的显著进步。
发明概要
本发明涉及用于在基板中注入硅和/或硅离子的组合物、系统和方法。
在一个方面中，本发明涉及一种在基板中注入硅和/或硅离子的方法，其包括：从组合物生成硅或含硅离子，该组合物包含选自以下的硅前体：
(a)式SiR1R2R3R4的甲硅烷，其中R1、R2、R3和R4可各自独立地为：H；卤素(F、Cl、Br、I)；羟基；烷氧基；乙酰氧基；氨基；式CnH2n+1的烷基，其中n＝1-10，其任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；式CnH2n-1的环烷基、二环烷基和多环烷基，其中n＝1-10，该环烷基任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；包含C＝C键的式CnH2n的烯基，其中n＝1-10，其任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；芳基，其包含苯基和芳族部分；亚烷基，其包含式＝CH2和CR1R2的官能团，其中R1和R2各自如以上所述，其任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；炔基，其包含式≡CH和≡CR的官能团，其中R为C1-C10烷基、羟基、卤素或烷基的氨基衍生物；或式-OOCR的酰氧基，其中R为C1-C10烷基、羟基、卤素或烷基的氨基衍生物；
(b)包含至少一个Si-Si键的式SinHy的乙硅烷和多硅烷，其中n＝1-8，且对于非支链和支链而言y＝2n+2，对于环状化合物而言y＝2n，以及相应的经取代的式SinR1R2…Ry的乙硅烷和多硅烷，其中n＝1-8，且R1、R2…Ry各自如以上对于R1、R2、R3和R4的各个所述；
(c)式H3Si-X-SiH3的桥连硅前体，其中X为-CR1R2-、GeR1R2-、-NR-、-PR-、-O-、-S-、-SR1R2-和-Se-，其中R、R1和R2各自如上所述，以及相应的经取代的式R1R2R3Si-X-SiR4R5R6的硅前体，其中X如以上所述，且R1、R2…R6各自如以上对于R1、R2、R3和R4的各个所述；
(d)式H3Si-X-SiH2-Y-SiH2-…Z-SiH3或含有Si-Si键的多桥连支链和环状硅前体，其中X为-CR1R2-、GeR1R2-、-NR-、-PR-、-O-、-S-、-SR1R2-和-Se-，其中R、R1和R2各自如以上所述，以及相应的经取代的支链硅前体，其中X、Y和Z＝C或N，以及相应的环状硅前体；
(e)式H2Si＝SiH2的硅烯，以及相应的经取代的式R1R2Si＝SiR3R4的硅烯，其中R1、R2、R3和R4各自如以上所述；以及
(f)式HSi≡SiH的硅炔，以及相应的经取代的式R1Si≡SiR2的硅炔，其中R1和R2如以上所述；
(g)簇硅化合物；
(h)包含一种或多种上述前体的预混合物或共流混合物；以及
(i)一种或多种上述前体，其中所述组合物包含气体，该气体经同位素富集而使其中至少一种同位素丰度高于天然丰度；
其中该组合物并不是仅由以下组成：(1)四氟化硅、(2)硅烷、(3)四氟化硅和硅烷的混合物或(4)四氟化硅、氙和氢；以及
在基板中注入硅或硅离子。
在另一个方面中，本发明涉及一种在基板中注入硅离子的方法，其包括：
(a)将包含四氟化硅(SiF4)的硅前体离子化，其中该四氟化硅与氟反应抑制剂共流或预混合；以及
(b)在基板中注入来自所述离子化步骤的硅离子。
在另一个方面中，本发明涉及一种用于在基板中注入硅和/或硅离子的硅前体组合物，所述组合物包含至少一种选自以下的硅前体：
(a)式SiR1R2R3R4的甲硅烷，其中R1、R2、R3和R4可各自独立地为：H；卤素(F、Cl、Br、I)；羟基；烷氧基；乙酰氧基；氨基；式CnH2n+1的烷基，其中n＝1-10，该烷基任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；式CnH2n-1的环烷基、二环烷基和多环烷基，其中n＝1-10，其任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；包含C＝C键的式CnH2n的烯基，其中n＝1-10，其任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；芳基，其包含苯基和芳族部分；亚烷基，其包含式＝CH2和CR1R2的官能团，其中R1和R2各自如以上所述，其任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；炔基，其包含式≡CH和≡CR的官能团，其中R为C1-C10烷基、羟基、卤素或烷基的氨基衍生物；或式-OOCR的酰氧基，其中R为C1-C10烷基、羟基、卤素或烷基的氨基衍生物；
(b)包含至少一个Si-Si键的式SinHy的乙硅烷和多硅烷，其中n＝1-8，且对于非支链和支链而言y＝2n+2，对于环状化合物而言y＝2n，以及相应的经取代的式SinR1R2…Ry的乙硅烷和多硅烷，其中n＝1-8，且R1、R2…Ry各自如以上对于R1、R2、R3和R4的各个所述；
(c)式H3Si-X-SiH3的桥连硅前体，其中X为-CR1R2-、GeR1R2-、-NR-、-PR-、-O-、-S-、-SR1R2-和-Se-，其中R、R1和R2各自如上所述，以及相应的经取代的式R1R2R3Si-X-SiR4R5R6的硅前体，其中X如以上所述，且R1、R2…R6各自如以上对于R1、R2、R3和R4的各个所述；
(d)式H3Si-X-SiH2-Y-SiH2-…Z-SiH3或含有Si-Si键的多桥连支链和环状硅前体，其中X为-CR1R2-、GeR1R2-、-NR-、-PR-、-O-、-S-、-SR1R2-和-Se-，其中R、R1和R2各自如以上所述，以及相应的经取代的支链硅前体，其中X、Y和Z＝C或N，以及相应的环状硅前体；
(e)式H2Si＝SiH2的硅烯，以及相应的经取代的式R1R2Si＝SiR3R4的硅烯，其中R1、R2、R3和R4各自如以上所述；以及
(f)式HSi≡SiH的硅炔，以及相应的经取代的式R1Si≡SiR2的硅炔，其中R1和R2如以上所述；
(g)簇硅化合物；
(h)预混合物或共流形式的一种或多种上述前体；以及
(i)一种或多种上述前体，其包含经同位素富集而使其中至少一种同位素丰度高于天然丰度的前体；
其中该组合物并不是仅由以下组成：(1)四氟化硅、(2)硅烷、(3)四氟化硅和硅烷的混合物或(4)四氟化硅、氙和氢。
本发明的另一方面涉及一种硅前体组合物，其包含至少一种选自群组A的硅前体气体，任选地包含一种或多种选自群组B、群组C和群组D的附加气体，其中当仅存在一种选自群组A中的硅前体气体时，选自群组B、群组C和群组D的至少一种附加气体作为共流气体而存在，或与该硅前体气体混合成为前体气体混合物，并且其中：
群组A包含选自以下的硅前体气体：
SiF4
SiH4
SiHxFy，其中x和y各自为0至4
SiHxCly，其中x和y各自为0至4
SiFxCly，其中x和y各自为0至4
SiHxFyClz，其中x、y和z各自为0至4；
群组B包含选自以下的氢或氢化物气体：
H2
PH3
AsH3
NH3
H2Se
H2S
CH4
GeH4
B2H6
SiH4；
群组C包含选自以下的惰性气体：
Ne
Ar
Kr
He
Xe；以及
群组D包含选自以下的其他气体：
N2
O2。
本发明的另一个方面涉及硅前体组合物，其包含以预混合物或共流形式的四氟化硅和氟反应抑制剂。
在另一个方面中，本发明涉及一种用于离子注入系统的气体供应套件，其包括：
第一气体供应容器，其容纳本发明的硅前体组合物；以及
第二气体供应容器，其容纳用于与所述硅前体组合物一起使用的共流气体。
本发明的又一个方面涉及一种提高离子注入系统的操作的方法，其包括提供以下用于该离子注入系统中：
第一气体供应容器，其容纳本发明的硅前体组合物；以及
第二气体供应容器，其容纳用于与所述硅前体组合物一起使用的共流气体。
在另一个方面中，本发明涉及一种硅前体组合物供应包，其包括含有本发明的硅前体组合物的流体储存与分配容器。
从随后的说明和所附的权利要求中，将更充分地理解本发明的其他方面、特征和实施方案。
附图说明
图1为离子注入过程系统的示意图，该系统包括含有气体的储存与分配容器，所述气体被供应用于在所示离子注入腔中进行基板的离子注入掺杂。
图2为离子注入系统的剖面图，其示意性地显示出在该系统的电弧腔中生成等离子体，且该系统设置有气体进料管线以提供该管线的主动冷却作用，该管线用于对本发明的前体进行冷却，若不进行冷却则本发明的前体容易分解。
图3为根据本发明的一个实施方案的离子注入系统的离子源的剖面图，该离子源被设置成将气体共流供应至该离子注入系统。
具体实施方式
本发明涉及用于进行硅和硅离子注入的组合物、系统和方法。
当用于本文中及所附权利要求中时，除非上下文另有明确说明，则单数形式“一”、“一个”及“该”包括复数形式。
当用于本文时，例如，在C1-C12烷基中，碳原子数范围的确定意在包括在此范围内的组成碳原子数部分的每一个部分，因此包括在所述范围中的每个中间的碳原子数和任何其他所述的或中间的碳原子数值，还应理解，在本发明的范围内，在指定碳原子数范围内的碳原子数的子范围可独立地包含在较小的碳原子数范围内，并且本发明包括特别排除某一个或某几个碳原子数的碳原子数范围，并且本发明还包括将指定范围的任一个或两个碳原子数限值排除后的子范围。因此，C1-C12烷基意指包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基和十二烷基，包括这些类型的直链以及支链基团。因此应当理解，碳原子数范围(例如，C1-C12)被认定为可广泛适用于取代基部分，这使得在本发明的具体实施方案中，碳原子数范围能够被进一步限定为碳原子数在该取代基部分的较宽规格范围内的子部分。举例来说，碳原子数范围(例如，C1-C12烷基)可在本发明的具体实施方案中，被更限制性地指定为包括子范围(例如C1-C4烷基、C2-C8烷基、C2-C4烷基、C3-C5烷基)或在宽碳原子数范围内的任何其他子范围。换言之，碳原子数范围被认为是肯定地列出该范围内的每个碳原子数种类，同样应用于该范围适用的取代基、部分或化合物，同样应用于选择群组(可从该群组成员中选择出特定成员)，同样应用于连续的碳原子数子范围或在该选择群组中的特定碳原子数种类。
在本发明的宽范围内，相同的结构和选择灵活性可应用于化学计量系数和数值，将原子、官能团、离子或基团的数目指定为所指出的范围、数值限制(例如，不等式、大于、小于限值)，以及特定形式、电荷态及适用于掺杂剂源的组合物的氧化态和其他限定性变量，以及注入种类和化学实体。
对于本文中所列出的各种规格及其范例，可通过排除特定取代基、基团、部分或结构的前提条件或限制而在具体实施方案中进一步指定本发明的前体。因此，本发明提出了被限制性界定的组合物，例如，一种组合物，其中Ri为C1-C12烷基，条件是当Rj为甲硅烷基时，Ri≠C4烷基。
因此，本发明，如在本文中从其特征、方面和实施方案多方面地展示的，在具体实施中可被视为包含部分或全部的所述特征、方面和实施方案，由部分或全部的所述特征、方面和实施方案组成，或基本上由部分或全部的所述特征、方面和实施方案组成，以及其要素和组成被集合构成的本发明的各种进一步的实施方案。本发明相应地提出所述特征、方面和实施方案或从中选出的一者或多者的各种排列和组合落入本发明的范围内。
在一个方面中，本发明提出了一种在基板中注入硅和/或硅离子的方法，其包括：从组合物生成硅或含硅离子，该组合物包含选自以下的硅前体：
(a)式SiR1R2R3R4的甲硅烷，其中R1、R2、R3和R4可各自独立地为：H；卤素(F、Cl、Br、I)；羟基；烷氧基；乙酰氧基；氨基；式CnH2n+1的烷基，其中n＝1-10，其任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；式CnH2n-1的环烷基、二环烷基和多环烷基，其中n＝1-10，该环烷基任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；包含C＝C键的式CnH2n的烯基，其中n＝1-10，其任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；芳基，其包含苯基和芳族部分；亚烷基，其包含式＝CH2和CR1R2的官能团，其中R1和R2各自如以上所述，任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；炔基，其包含式≡CH和≡CR的官能团，其中R为C1-C10烷基、羟基、卤素或烷基的氨基衍生物；或式-OOCR的酰氧基，其中R为C1-C10烷基、羟基、卤素或烷基的氨基衍生物；
(b)包含至少一个Si-Si键的式SinHy的乙硅烷和多硅烷，其中n＝1-8，且对于非支链和支链而言y＝2n+2，对于环状化合物而言y＝2n，以及相应的经取代的式SinR1R2…Ry的乙硅烷和多硅烷，其中n＝1-8，且R1、R2…Ry各自如以上对于R1、R2、R3和R4的各个所述；
(c)式H3Si-X-SiH3的桥连硅前体，其中X为-CR1R2-、GeR1R2-、-NR-、-PR-、-O-、-S-、-SR1R2-和-Se-，其中R、R1和R2各自如上所述，以及相应的经取代的式R1R2R3Si-X-SiR4R5R6的硅前体，其中X如以上所述，且R1、R2…R6各自如以上对于R1、R2、R3和R4的各个所述；
(d)式H3Si-X-SiH2-Y-SiH2-…Z-SiH3或含有Si-Si键的多桥连支链和环状硅前体，其中X为-CR1R2-、GeR1R2-、-NR-、-PR-、-O-、-S-、-SR1R2-和-Se-，其中R、R1和R2各自如以上所述，以及相应的经取代的支链硅前体，其中X、Y和Z＝C或N，以及相应的环状硅前体；
(e)式H2Si＝SiH2的硅烯，以及相应的经取代的式R1R2Si＝SiR3R4的硅烯，其中R1、R2、R3和R4各自如以上所述；以及
(f)式HSi≡SiH的硅炔，以及相应的经取代的式R1Si≡SiR2的硅炔，其中R1和R2如以上所述；
(g)簇硅化合物；
(h)包含一种或多种上述前体的预混合物或共流混合物；以及
(i)一种或多种上述前体，其中所述组合物包含气体，该气体经同位素富集而使其中至少一种同位素丰度高于天然丰度；
其中该组合物并不是仅由以下组成：(1)四氟化硅、(2)硅烷、(3)四氟化硅和硅烷的混合物或(4)四氟化硅、氙和氢；以及
在基板中注入硅或硅离子。
在所述方法中，所述硅前体可进行离子化以生成硅和/或含硅离子。该离子化可以任何合适的方式来进行。例如，可进行离子化以生成硅掺杂剂种类的离子束，并且该硅掺杂剂种类的离子束通过电场进行加速以在基板中注入硅离子。该方法可在制造包含掺杂硅的材料的产品、组件或子组件的方法中进行。所述产品、组件或子组件可为任何合适的类型，且例如可选自半导体的产品、组件和子组件，太阳能的产品、组件和子组件，以及平面显示器的产品、组件和子组件。
上述方法可用以下方式来进行：将该硅前体与第二气体共流至注入加工工具，将该硅前体与第二气体作为分离气流同时流至该工具，或同时流至混合歧管或其他组件或导管，在这些管中将共流气流彼此混合且随后流至该加工工具。或者，该硅前体与第二气体可作为用于此目的而预先混合的这些组分的混合物而存在于硅前体组合物中。
注入本身可为任何合适的类型，且例如可包括束线离子注入、等离子体浸没离子注入或等离子体掺杂。
在本发明的某些实施方案中，在离子化腔中进行离子化，并在输送导管中将该硅前体组合物输送至所述离子化腔，主动冷却离子化腔和输送导管中至少一者，例如在如不进行主动冷却则硅前体组合物容易进行热引起的降解或分解的情况下。因此，主动冷却作用可降低进入该离子化腔中的硅前体组合物的温度。
在本发明的多个实施方案中，该硅前体经同位素富集而使至少一种硅同位素的丰度高于天然丰度。例如，该硅前体可经同位素富集而使一个或多个选自以下的硅同位素的丰度高于天然丰度：28Si、29Si和30Si，例如硅前体经同位素富集而使29Si的丰度高于天然丰度。在各种应用中，该硅前体可经同位素富集而使29Si的丰度达到至少10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、97％、98％、99％或更高，最高达100％，基于在该硅前体材料中存在的总同位素种类计。
在一些具体的实施方案中，该硅前体经同位素富集而使29Si的丰度为30％至70％，基于在该硅前体中存在的总同位素种类计。
如上所述，可使该硅前体与共流气体以共流方式进行离子化来进行本发明的注入方法。该共流气体可为任何合适的类型，并且例如可选自氢化物、卤素(氟、溴、氯、碘)、卤化物化合物及配合物、一氧化碳、二氧化碳、羰基氟化物、氙、二氟化氙、氧、氮、氩、氖、氪、氦、SiF4、SiH4、Si2H6、甲基硅烷、氟硅烷、氯硅烷、硒化氢、硫化氢、二硼烷、甲烷、氨、磷化氢和砷化氢。
在一些实施方案中，该硅前体组合物可包含除该硅前体以外的气体，且所述其他气体可经同位素富集而使其中至少一种同位素丰度高于天然丰度。
在具体实施方案中，该硅前体组合物可包含选自以下的硅前体：
烷基硅烷；
桥连硅氧烷；
式RnSiH(4-n)的化合物，其中0≤n≤4，且Rn为烷基、烷氧基、酰氨基、亚烷基、甲硅烷基、亚氨基、氢或乙酸根；
烷基乙硅烷；
三甲硅烷基胺；
甲基硅烷；
(MeHSi)4O4；
Me2SiH2；
EtSiH3；
Me3SiH；
(MeO)3SiH；
Me3SiSiMe3；
n-BuSiH3；
(SiH3)3N；
(MeHSi)4O4(TMCTS)；
Me2SiH2；
Si2H6；
Si3H8；
Me2SiF2；
HSiF3；
SiCl4；
SiHCl3；
SiH2Cl2；
SiH3Cl；
(NMe)2Si2H4；
Me3Si(CH2CH2)；
(Me3Si)3SiH；
(Me2Si)3(NHMe)3；
(Me3Si)3GeH；
[(tBu)NCH＝CHN(tBu)]Si；
(Me3Si)3N；
[(MeO)3Si]3N；
(C2H4O2)2Si；
Si(OOCCH3)4；
Me3Si(NMe2)；
SiH(NMe2)3；
Me3SiEt；
Me2SiCH2NH2；
Me3SiNHSiMe3；
Si(OC2H5)4；
部分氟化或氯化的材料；
原位生成的材料；
既含有卤素又含有氢的分子；
以及
其衍生物和混合物。
在其他实施方案中，该硅前体组合物包含选自以下的硅前体：
(a)选自以下的含硅前体：
(i)式Si(R1R2R3R4)或(R1R2)Si:(硅烯)的单体；
(ii)式[Si(R1R2R3)]2的二聚体；
(iii)式[Si(R1R2)]3的三聚体；以及
(iv)式[Si(R1)]4的四聚体，
其中R1、R2、R3和R4各自独立地选自：C1-C8烷基；甲硅烷基；氨基；酰氨基；亚氨基；C1-C8烷氧基；硅氧基；卤素；单烷基甲硅烷基、二烷基甲硅烷基及三烷基甲硅烷基，其中烷基为C1-C8烷基；单烷基氨基或二烷基氨基，其中烷基为C1-C8烷基；
(b)联吡啶和炔基硅烷的加合物；
(c)包含硅与硒直接键合(Si-Se键)的硅硒化物，以及
(d)前体(a)-(c)，其经同位素富集而有至少一种硅同位素丰度高于天然丰度。
在一些具体实施方案中，可使用包含选自以上(d)中的前体的硅前体组合物来进行本发明的方法。
本发明的注入方法可通过以下来进行：在电弧腔中进行离子化，该电弧腔中具有选自以下的电弧腔内衬：(1)镧钨内衬，(2)WSi内衬，(3)硅内衬及(4)石墨内衬。
在各种特定实施方案中，可使用硅前体组合物来进行本发明的注入方法，该硅前体组合物包含至少一种选自群组A的硅前体气体，任选地包含一种或多种选自群组B、群组C和群组D的附加气体，其中当仅有一种选自群组A的硅前体气体存在时，至少一种选自群组B、群组C和群组D的附加气体是以共流气体的形式存在，或与该硅前体气体混合成为前体气体混合物，并且其中：
群组A包含选自以下的硅前体气体：
SiF4
SiH4
SiHxFy，其中x和y各自为0至4
SiHxCly，其中x和y各自为0至4
SiFxCly，其中x和y各自为0至4
SiHxFyClz，其中x、y和z各自为0至4；
群组B包含选自以下的氢和氢化物气体：
H2
PH3
AsH3
NH3
H2Se
H2S
CH4
GeH4
B2H6
SiH4；
群组C包含选自以下的惰性气体：
Ne
Ar
Kr
He
Xe；以及
群组D包含选自以下的其他气体：
N2
O2。
在另一个方面中，本发明涉及一种在基板中注入硅离子的方法，其包括：
(a)将包含四氟化硅(SiF4)的硅前体进行离子化，其中该四氟化硅与氟反应抑制剂共流或预混合；以及
(b)在基板中注入来自所述离子化步骤的硅离子。
在具体实施方案中，该氟反应抑制剂可为任何合适的类型，且例如可包含以下中的至少一种：(i)氢、(ii)氢化物气体以及(iii)氮。在其他实施方案中，该氟反应抑制剂可包含硅烷。在又一些其他实施方案中，该氟反应抑制剂可包含氨。在更进一步的实施方案红，该氟反应抑制剂可包含氮。
在另一个方面中，本发明涉及一种用于在基板中注入硅和/或硅离子的组合物，该组合物包含至少一种选自以下的硅前体：
(a)式SiR1R2R3R4的甲硅烷，其中R1、R2、R3和R4可各自独立地为：H；卤素(F、Cl、Br、I)；羟基；烷氧基；乙酰氧基；氨基；式CnH2n+1的烷基，其中n＝1-10，其任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；式CnH2n-1的环烷基、二环烷基和多环烷基，其中n＝1-10，其任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；包含C＝C键的式CnH2n的烯基，其中n＝1-10，其任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；芳基，其包含苯基和芳族部分；亚烷基，其包含式＝CH2和CR1R2的官能团，其中R1和R2各自如以上所述，其任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；炔基，其包含式≡CH和≡CR的官能团，其中R为C1-C10烷基、羟基、卤素或烷基的氨基衍生物；或式-OOCR的酰氧基，其中R为C1-C10烷基、羟基、卤素或烷基的氨基衍生物；
(b)包含至少一个Si-Si键的式SinHy的乙硅烷和多硅烷，其中n＝1-8，且对于非支链和支链而言y＝2n+2，对于环状化合物而言y＝2n，以及相应的经取代的式SinR1R2…Ry的乙硅烷和多硅烷，其中n＝1-8，且R1、R2…Ry各自如以上对于R1、R2、R3和R4的各个所述；
(c)式H3Si-X-SiH3的桥连硅前体，其中X为-CR1R2-、GeR1R2-、-NR-、-PR-、-O-、-S-、-SR1R2-和-Se-，其中R、R1和R2各自如上所述，以及相应的经取代的式R1R2R3Si-X-SiR4R5R6的硅前体，其中X如以上所述，且R1、R2…R6各自如以上对于R1、R2、R3和R4的各个所述；
(d)式H3Si-X-SiH2-Y-SiH2-…Z-SiH3或含有Si-Si键的多桥连支链和环状硅前体，其中X为-CR1R2-、GeR1R2-、-NR-、-PR-、-O-、-S-、-SR1R2-和-Se-，其中R、R1和R2各自如以上所述，以及相应的经取代的支链硅前体，其中X、Y和Z＝C或N，以及相应的环状硅前体；
(e)式H2Si＝SiH2的硅烯，以及相应的经取代的式R1R2Si＝SiR3R4的硅烯，其中R1、R2、R3和R4各自如以上所述；以及
(f)式HSi≡SiH的硅炔，以及相应的经取代的式R1Si≡SiR2的硅炔，其中R1和R2如以上所述；
(g)簇硅化合物；
(h)预混合物或共流形式一种或多种上述前体；以及
(i)一种或多种的上述前体，其包含经同位素富集而使其中至少一种同位素丰度高于天然丰度的前体，
其中该组合物并不是仅由以下组成：(1)四氟化硅、(2)硅烷、(3)四氟化硅和硅烷的混合物或(4)四氟化硅、氙和氢。
在某些应用中，上述组合物可包含经同位素富集的硅前体，其中至少一种硅同位素(例如，一种或多种选自28Si、29Si和30Si的硅同位素)丰度高于天然丰度。例如，该硅前体可经同位素富集而使29Si的丰度高于天然丰度，或经同位素富集而使除29Si以外的同位素丰度高于天然丰度。在多个实施方案中，该组合物可包含硅前体，该硅前体经同位素富集而使29Si的丰度达到至少10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、97％、98％、99％或更高，最高达100％，基于在该硅前体材料中存在的总同位素种类计。在其他实施方案中，该硅前体可经同位素富集而使29Si的丰度为30％至70％，基于在该硅前体材料中存在的总同位素种类计。
如所描述的，本发明的组合物可包含该硅前体和共流气体，如选自以下的共流气体：氢化物、卤素(氟、溴、氯、碘)、卤化物化合物及配合物、一氧化碳、二氧化碳、羰基氟化物、氙、二氟化氙、氧、氮、氩、氖、氪、氦、SiF4、SiH4、Si2H6、甲基硅烷、氟硅烷、氯硅烷、硒化氢、硫化氢、二硼烷、甲烷、氨、磷化氢和砷化氢。
在其他变化中，该硅前体组合物可包含除该硅前体以外的气体，其中其他气体经同位素富集而使其中至少一种同位素丰度高于天然丰度。
本发明的硅前体组合物可包含选自以下的硅前体：
烷基硅烷；
桥连硅氧烷；
式RnSiH(4-n)的化合物，其中0≤n≤4，且Rn为烷基、烷氧基、酰氨基、亚烷基、甲硅烷基、亚氨基、氢或乙酸根；
烷基乙硅烷；
三甲硅烷基胺；
甲基硅烷；
(MeHSi)4O4；
Me2SiH2；
EtSiH3；
Me3SiH；
(MeO)3SiH；
Me3SiSiMe3；
n-BuSiH3；
(SiH3)3N；
(MeHSi)4O4(TMCTS)；
Me2SiH2；
Si2H6；
Si3H8；
Me2SiF2；
HSiF3；
SiCl4；
SiHCl3；
SiH2Cl2；
SiH3Cl；
(NMe)2Si2H4；
Me3Si(CH2CH2)；
(Me3Si)3SiH；
(Me2Si)3(NHMe)3；
(Me3Si)3GeH；
[(tBu)NCH＝CHN(tBu)]Si；
(Me3Si)3N；
[(MeO)3Si]3N；
(C2H4O2)2Si；
Si(OOCCH3)4；
Me3Si(NMe2)；
SiH(NMe2)3；
Me3SiEt；
Me2SiCH2NH2；
Me3SiNHSiMe3；
Si(OC2H5)4；
部分氟化或氯化的材料；
原位生成的材料；
既含有卤素又含有氢的分子；
以及
其衍生物和混合物。
在具体应用中，该组合物可包含选自以下的硅前体：
(a)选自以下的含硅前体：
(i)式Si(R1R2R3R4)或(R1R2)Si:(硅烯)的单体；
(ii)式[Si(R1R2R3)]2的二聚体；
(iii)式[Si(R1R2)]3的三聚体；以及
(iv)式[Si(R1)]4的四聚体，
其中R1、R2、R3和R4各自独立地选自：C1-C8烷基；甲硅烷基；氨基；酰氨基；亚氨基；C1-C8烷氧基；硅氧基；卤素；单烷基甲硅烷基、二烷基甲硅烷基及三烷基甲硅烷基，其中烷基为C1-C8烷基；单烷基氨基和二烷基氨基，其中烷基为C1-C8烷基；
(b)联吡啶和炔基硅烷的加合物；
(c)包含硅与硒直接键合(Si-Se键)的硅硒化物，以及
(d)前体(a)-(c)，其经同位素富集而有至少一种硅同位素丰度高于天然丰度。
该组合物例如可由选自(d)的硅前体构成。
在另一个实施方案中，本发明提供了一种硅前体组合物，其包含至少一种选自群组A的硅前体气体，任选地包含一种或多种选自群组B、群组C和群组D的附加气体，其中当仅有一种选自群组A的硅前体气体存在时，至少一种选自群组B、群组C和群组D的附加气体是以共流气体的形式存在，或与该硅前体气体混合成为前体气体混合物，并且其中：
群组A包含选自以下的硅前体气体：
SiF4
SiH4
SiHxFy，其中x和y各自为0至4
SiHxCly，其中x和y各自为0至4
SiFxCly，其中x和y各自为0至4
SiHxFyClz，其中x、y和z各自为0至4；
群组B包含选自以下的氢和氢化物气体：
H2
PH3
AsH3
NH3
H2Se
H2S
CH4
GeH4
B2H6
SiH4；
群组C包含选自以下的惰性气体：
Ne
Ar
Kr
He
Xe；以及
群组D包含选自以下的其他气体：
N2
O2。
在另一个方面中，本发明涉及一种硅前体组合物，其包含以预混合物或共流形式的四氟化硅和氟反应抑制剂。在该组合物中的氟反应抑制剂可为任何合适的类型，例如可包含以下中的一种或多种：氢、氢化物气体、氮、硅烷和氨。在一个具体实施方案中，该氟反应抑制剂可包含氮。在另一个具体实施方案中，该氟反应抑制剂可包含氨。
本发明进一步提供了一种用于离子注入系统的气体供应套件，其包括：
第一气体供应容器，其容纳本发明的硅前体组合物；以及
第二气体供应容器，其容纳用于与所述硅前体组合物一起使用的共流气体。
在该气体供应套件的具体实施方案中，该硅前体组合物可包含四氟化硅，且该共流气体可包含氟反应抑制剂气体。该气体供应套件可由四氟化硅构成，该四氟化硅中的至少一种硅同位素经同位素富集。该氟反应抑制剂气体可包含以下中的一种或多种：氢、氢化物气体、氮、硅烷和氨。该气体供应套件可包含在一个气体供应容器中的该硅前体组合物，以及在另一个气体供应容器中作为氟反应抑制剂的氮或氨。
本发明的又一个方面涉及一种提高离子注入系统的操作的方法，其包括提供以下用于该离子注入系统中：
第一气体供应容器，其容纳根据本发明的硅前体组合物；以及第二气体供应容器，其容纳用于与所述硅前体组合物一起使用的共流气体。
如上所述，该第一气体供应容器可含有四氟化硅，并且该第二气体供应容器可含有作为共流气体的氟反应抑制剂。
在上述方法中，其中该硅前体组合物包含四氟化硅，该四氟化硅中的至少一种硅同位素可经同位素富集。
在该该操作提高方法中，该氟反应抑制剂气体可包含任何合适的气体，例如，以下气体中的一种或多种：氢、氢化物气体、氮、硅烷及氨。
在另一个方面中，本发明涉及一种硅前体组合物供应包，其包括气体储存与分配容器，该气体储存与分配容器含有本发明的硅前体组合物。该气体储存与分配容器可包含用于该硅前体组合物的储存介质，例如物理吸附剂介质或离子性液体储存介质。在其他实施方案中，该气体储存与分配容器包含压力调节容器，在该压力调节容器的内部体积中包含压力调节组件。
因此，本发明提供了一种将硅、硅离子或含硅离子注入目标基板(例如，半导体晶片)或用于制造微电子产品、太阳能电池、平板显示器等的其他基板中。该方法可通过以下来进行：将含硅掺杂剂材料进行离子化以产生含有离子的等离子体，并且将该离子注入目标基板中。
可用于实施本发明的示例性含硅掺杂剂化合物或材料的实例包括烷基硅烷、桥连硅氧烷、具有化学式RnSiH(4-n)的化合物(其中1≤n≤4，且Rn为烷基、烷氧基、酰氨基、亚烷基、甲硅烷基、亚氨基、氢或乙酸根)、烷基乙硅烷以及其衍生物和混合物。合适的含硅掺杂剂化合物或材料的具体实例包括：三甲硅烷基胺或(SiH3)3N；甲基硅烷或MeSiH3；TMCTS或(MeHSi)4O4；二甲基硅烷或Me2SiH2；乙基硅烷或EtSiH3；三甲基硅烷或Me3SiH；三甲氧基硅烷或(MeO)3SiH；六甲基乙硅烷或Me3SiSiMe3；TEOS或Si(OC2H5)4；以及正丁基硅烷或正BuSiH3。附加的掺杂剂材料包括部分氟化或氯化的材料以及原位生成的材料和既含有卤素又含有氢的分子。
合适材料的附加实例和它们的相关特征列于以下表1和表2中。
优选地，用于实施本发明的含硅掺杂剂化合物或材料在所涉及的最终使用条件下呈气态。合适的掺杂剂源材料还包括具有足够蒸气压的液态或固态含硅掺杂剂化合物或材料，以向离子注入系统的离子源腔提供充足的蒸气流。
在多个实施方案中，硅离子或含硅离子是从原料源材料中生成的，并且通过离子注入过程而被注入到基板的目标材料中。
在一个示例性实施方案中，离子源通过将电子引入充满含硅掺杂剂气体(作为原材料)的真空电弧腔中而生成硅离子。电子与含硅掺杂剂气体中的分子碰撞导致产生含有硅正离子的离子化的等离子体。然后所述离子被准直成离子束，并使该离子束加速射向目标材料。可将该离子束对准穿过其中具有多个开孔的遮罩，以在期望的结构中注入硅离子。
本发明并不局限于此，其他注入硅离子的方式也在本发明的范围内。
本发明经同位素富集或未经同位素富集的硅前体可用于进料气体混合物、共流配置例如联用种类(其他含硅流体，可相称地经富集或未经富集)和/或稀释气体中，以及用于后续流动系统中，其中该硅前体间歇地且重复地流至加工工具。
本发明的硅前体可经同位素富集以使任何同位素种类中的硅同位素的丰度高于天然丰度，在单一同位素种类中的同位素富集量最高达100％。
本发明提供了硅二聚体、硅三聚体和硅四聚体以及其他簇硅注入组合物的注入。可形成硅前体组合物，以提供含有超过一种硅原子和/或其他原子的离子种类用于离子注入。包含超过一种硅原子的前体包括乙硅烷、三甲硅烷和含有Si-Si键的其他化合物。可使用含有碳、锗、硼、磷或其他成分的经取代的硅烷来增强由该硅前体衍生的硅注入物种类的非晶化效果。例如，本发明提供了由相应的硅前体衍生的含Si和C的种类，或含Si和Ge的种类，以在相应的注入基板中赋予拉伸或压缩应力。
在另一个方面中，在四氟化硅(SiF4)中存在的氟的有害作用通过SiF4与(i)氢或氰化物气体(例如，SiH4、NH3等)，和/或(ii)氮(N2)的共流或混合而显著减少。这种方法基于氢和/或氮会拦截与电弧腔材料(例如，钨或钼)的氟反应，从而降低氟反应并相应的减少蚀刻作用、沉积作用和卤素循环。发明人已根据经验证实，当将SiF4与氢、氮、或既与氢又与氮混合时，SiF4束中的F+、W+和WFx峰值将显著降低。实现这种混合的方法可以是将SiF4与氟反应抑制剂成分共流或预先混合。该氟反应抑制剂(例如，H2或H2/N2)的浓度可为0.001体积％至99.999体积％，更优选为0.01体积％至30体积％，且最优选为2体积％至20体积％，基于四氟化硅与氟反应抑制剂成分的总体积计。
在任何合适类型的注入机中均可有利地使用氟反应抑制剂组合物作为共流成分或混合物成分。通常，可使用适合用于制造半导体、太阳能及平板产品的注入设备来施行本发明的组合物及方法，例如，束线注入机、等离子体浸没工具(例如，PLAD工具)、离子淋浴注入机等。
使用反应抑制剂的方法也可适用于使用其他氟化物气体，例如共流或混合物形式的GeF4、AsF3和PF3/PF5与诸如氢、氨、其他氢化物气体和/或氮的气体。
在一个具体方面中，本发明涉及气体共流或预混合物改善射束效能和/或寿命方面的用途。
所述气体可在包括共流、预混合或共流与预混合组合的配置中使用。为此目的，该气体组合物可包含总共2至50种气体，存在于共流或预混合物中的各个气体种类的浓度可为0.0001摩尔％至99.9999摩尔％，所有共流或预混合成分的总量为100摩尔％。
本发明的硅前体可以以任何合适的方式并使用任何合适的离子化设备或系统来进行离子化以用于注入应用。例如，离子化可通过电子碰撞、射频照射、微波冲击、脉冲等离子体技术、IHC等离子体工艺等而进行。该硅前体可以以任何合适的方式输送至使用地点，例如，通过在加工工具上设置前体供应容器，或将该前体供应容器设置在远端进行输送，或依照需求在远端处或使用位点处生成该硅前体。
注入由该硅前体得到的硅注入物质可用于任何合适的应用中，包括制造半导体产品、集成电路、太阳能电池、平板显示器、LEDs以及其他离子注入产品。
本发明的硅前体能改进硅植入的方法，包括改进离子束方法中的射束电流(例如，提高射束电流的绝对值、离子束的时空稳定性)，另外可显著提高离子源性能，例如，延长离子源寿命。
在将本发明的硅前体输送至离子注入系统的离子源时，由于硅前体不是热稳定的，故可冷却电弧腔和/或冷却通往该电弧腔的输送管线，若没有这种冷却，硅前体可能在到达该电弧腔之前便分解。在其他实施方案中，可将通往该电弧腔的输送管线加热，用于输送该硅前体的蒸气，以避免在输送管线中发生凝结。
在其他实施方案中，通过使用适当地电弧腔内衬材料也可改进离子源寿命和/或射束电流。示例性的内衬包括，但不限于，镧钨内衬(其可显著改进离子源寿命)、WSi内衬(其可抑制采用100％钨内衬时会发生的翘曲现象)、硅内衬(其可用于降低会造成离子源故障的卤素循环，且可提高机组电流(teamcurrent))以及石墨内衬。
现在参照附图，图1为为离子注入加工系统的示意图，该系统包括储存与分配容器，该储存与分配容器含有供应给图中所示离子注入腔进行基板的离子注入掺杂的含硅掺杂剂气体或其他硅前体源材料。
该离子注入加工系统300包括储存与分配容器302，其容纳供应给图中所示离子注入腔中进行基板328的离子注入掺杂的硅源材料。
该储存与分配容器302包括容器壁306，该容器壁306围出容纳该硅源材料的内部空间。
该容器为常规类型的气瓶，该气瓶内设置有仅容纳气体的内部空间，或者，该容器可含有吸附材料，该吸附材料对于含硅掺杂剂源气体具有吸附亲和力，并且在分配条件下该掺杂剂源气体可从该吸附材料上脱附而从该容器中排出。
该储存与分配容器302包括阀头308，该阀头308以气体流通的方式与排出管线312连接。压力传感器310与质量流量控制器314一起设置在管线312中。其他监控和感测组件可与管线连接，并与控制装置(例如制动器、反馈和电脑控制系统、周期定时器等)相连。
该离子注入腔301包含离子束产生器或离子化器316，其接收从管线312分配出的含硅源材料并生成离子束305。离子束305穿过质量分析单元322，所述质量分析单元322选出所需离子并排斥非选中离子。
所选出的离子穿过加速电极阵列324，随后穿过偏转电极326。所产生的聚焦离子束撞击在设置于旋转固定器330上的基板元件328上，该旋转固定器安装在旋转轴332上。根据需要使用Si+离子或其他含硅离子的离子束来掺杂基板以形成掺杂硅的结构。
该离子注入腔301的各个部分分别借助泵320、342和346通过管线318、340和344而排出。
任何合适的离子源均可有用地用于图1中所示类型的离子注入系统中，例如，更完整地记载于2000年10月24日授予M.A.Graf等人的美国专利6,135,128中的离子源类型。
例如，该离子源可包括外壳(用于界定等离子体腔)和离子提取器组件。将能量传递给可离子化的硅源材料以在等离子体腔中生成离子。通过离子提取器组件(其包括多个电极)经过该等离子体腔中的狭缝而提取出离子。因此，该离子提取器组件的作用是经过提取缝隙板从等离子体腔中提取出离子束，并使所提取的离子加速朝向质量分析磁体前进。
在该配置中，可离子化硅源材料可从合适的供应设备流出并经过其中含有质量流控制器的导管而注入该等离子体腔中。该供应设备可包括基于吸附剂的气体储存与供应容器(例如，从Entegris,Inc.(Billerica,Massachusetts,USA)商购的商标名为SDS的类型)，包含内部气体压力调节器的压力调节容器(例如，从Entegris,Inc.(Billerica,Massachusetts,USA)商购的商标名为VAC的类型)，包含内部气体压力调节器的压力调节容器(例如，从Entegris,Inc.(Billerica,Massachusetts,USA)商购的商标名为VACSorb的类型)，或当使用固态掺杂剂源材料时，该源材料可括固体源容器(例如，从Entegris,Inc.(Billerica,Massachusetts,USA)商购的商标名为ProEvap的类型)。
使用含硅源材料的本发明的离子注入方法可用基于本文所公开的本技术领域中的各种离子注入机系统来实施，而能商业化地生产各种包括用硅掺杂的组件部位或器件结构的微电子产品，例如，半导体产品。
图2为离子注入系统的剖面图，其示意性地显示出在该系统的电弧腔中生成等离子体，且该系统设置有气体进料管线以提供该管线的主动冷却作用，该管线用于对于本发明的前体进行冷却，若不进行冷却则本发明的前体容易分解。
该离子注入系统10包含电弧腔12与气体进料管线14，该气体进料管线14用于将本发明的前体供料至电弧腔以在该电弧腔中使其离子化。在该系统的电弧腔12中生成等离子体16。该前体气体沿箭头A的方向流入该前体气体进料管线14中，该气体进料管线14具有以可监控方式固定于其中的监控热电偶TC1和TC2，以测量该进料管线和进入该电弧腔中的气体的热态质量。
在该离子注入系统10中，该前体气体进料管线适于进行此管线的主动冷却作用。特别地，该前体气体进料管线14具有与其相连的冷却剂通道20，冷却介质沿箭头B的方向流经该冷却剂通道20。监控热电偶TC1和TC2以可监控的方式固定于该前体气体管线中，以测量该管线和进入该电弧腔中的气体的热态质量。
该冷却剂通道可配置成在该前体气体进料管线上的冷却夹套，或可包括包围或与该前体气体进料管线相互交叉的通道，或包括其他热交换器或冷却剂元件、阵列或组件，以向该前体气体提供冷却作用，从而防止该气体进料管线和该电弧腔中堵塞的固态副产物发生分解和沉积。
应当理解，该前体气体进料流的冷却配置可以以任何合适的方式来实施和操作，以实现该前体气体需要的冷却作用，并且该冷却配置可进一步与该离子源的热管理控制系统集成在一起，从而适当地设定该冷却剂的流速和其他操作参数，以使用前体气体进行有效的离子注入，否则该前体气体可能不适合用于离子注入。该冷却配置可与各种类型(相应使用本发明的各种前体气体)的离子注入系统一起使用。
图3为根据本发明的一个实施方案的离子注入系统的离子源剖面图，该离子源被配置成将气体共流供应至该离子注入系统。该离子源122包括外壳(其界定等离子体腔122)和离子提取器组件。将能量传递给可离子化的前体气体以在等离子体腔122中生成离子。通常，生成正离子，尽管本发明可用于通过该前体气体而生成负离子的系统。通过该离子提取器组件124经过该等离子体腔中的狭缝而提取出正离子，该离子提取器组件124包含多个电极142。因此，该离子提取器组件的作用是经过提取缝隙板146从该等离子体腔中提取出正离子束，并使所提取的离子加速朝向质量分析磁体(图3中未示出)前进。
可离子化的前体气体从可离子化的前体气体源166流出并经过其中含有质量流控制器168的导管170而注入到该等离子体腔122中。该源166可包括基于吸附剂的气体储存与供应容器(例如，从Entegris,Inc.(Billerica,Massachusetts,USA)商购的商标名为SDS的类型)，包含内部气体压力调节器的压力调节容器(例如，从Entegris,Inc.(Billerica,Massachusetts,USA)商购的商标名为VAC的类型)，或当使用固体掺杂剂源材料时，该源166可包括固体源容器(例如，从Entegris,Inc.(Billerica,Massachusetts,USA)商购的商标名为ProEvap的类型)。该等离子体腔122具有导电腔壁412、414、416，它们在腔内部形成了离子化区域420。腔壁414以该等离子体腔122的中心轴415为准成圆形对称。面向分辨磁体的导电壁416与等离子体腔支座422连接。腔壁416支撑该孔板146，该孔板146具有多个孔以允许离子离开该等离子体腔122，然后离子在多个隔开且电绝缘的提取电极124下游位置处组合成离子束。该孔板146包含以指定图案排列的多个开孔，这些开孔的排列类似于配置在间隔开的提取电极142中的多个孔。图3中仅示出了一个这种孔。
金属天线430具有金属表面432，该金属表面432暴露于该腔室内部用于将能量发射至该等离子体腔122中。在该等离子体腔122外部的电源434用合适特性的射频(RF)信号(例如，约13.56兆赫(MHz)的RF信号)给金属天线430提供能量，以设定该金属天线中的交流电流，从而在该等离子体腔122中感应产生离子化电场。该天线的功率可为适合进行特定离子化操作的任何合适的量级，例如，功率为约500-3000瓦(W)。该源腔中的压力可为例如约1-10毫托，以使该源112充当低压、高密度电感源。该等离子体腔122还可包括磁性过滤器组件440，其延伸通过该天线430与该孔板146之间的腔室内部的区域。
通过可拆式支撑板450可将该天线430设置在该等离子体腔122内。该支撑板450由在具有圆形切口452的位置处的侧壁414支撑，且该天线延伸穿过该圆形切口452。用于天线430的支撑板450的尺寸可装配在该腔壁414中的切口452内，同时将该天线430的露出的U形金属部位432定位在离子化区域420中。
支撑板450界定两个贯穿通道，该两个贯穿通道容纳两个真空压力接头456。将天线430的长脚段457推入该接头后，将端盖458旋在该接头上以密封该接头456与脚段457之间的接触区域。天线430在其辐射发射区域优选为U型，且可例如由铝组成。该管的外直径尺寸可穿过该压力接头456。当使用时，该天线吸收其周边的热。为了将这个热散去，则使冷却剂穿过该管的中心。
板450具有大体上平坦的暴露于该等离子体腔的内部的表面460，且包含背向该腔室内部的平行外表面462。该板450的凸缘部分464覆盖在环状磁体470上，该环状磁体470围绕腔壁414且通过连接器472附接在腔壁414上。附接于支撑板450上的铁磁插入件474安装在该磁体470上，使得该板450设置在该切口452中，磁铁插入件474和磁体470彼此附接以将该板450及延伸至该腔室内部的天线430固定于适当位置。
在离子源的操作期间会产生热，且这种热会被腔壁412、414、416、418吸收。所吸收的热可通过经由接头476而引入的冷却剂而从该腔室122中除去，该接头476用于使水穿过所述腔壁而进入通道内并通过第二出口接头(图中未示出)离开该腔室。通过该配置，腔壁的温度可维持在低于100℃，使得该离子源112充当冷壁离子源。
在操作该离子注入机期间，天线430在靠近支撑板450附近的区域特别容易被溅射的材料涂敷。为了将该溅射作用最小化，在将天线插入该支撑板450之前，可在该铝天线上滑动两个屏蔽件480。优选地，这些屏蔽件由铝组成，且通过在该屏蔽件与该天线430暴露出的铝的外表面之间的摩擦配合而保持在适当的位置上。
在该离子源112的操作期间，可在与离子化区域420接合的内壁412、414和416上形成掺杂剂元件的沉积物。本发明提出当在正常操作条件下操作该离子源112时，时共流气体与该源气体同时流动。可提供共流气体源482和相应的质量流控制器484，并且将该质量流控制器484输出的共流气体与质量流控制器168输出的前体气体在被输送至该等离子体腔122之前，在管道170中进行组合。或者，将该前体气体和该共流气体分别输送至该等离子体腔。
应当认识到，该前体气体源166可含有前体气体，且该前体气体可与其他材料(例如，清洁材料、稀释剂、反应抑制剂、平衡引导材料、反应物、冷却剂等)预混合或组合。或者，该共流气体源482可含有共流气体或以与清洁材料、稀释剂、反应抑制剂、平衡引导材料、反应物、冷却剂等混合或组合的气体。可使用任何适当配置的源容器和/或其他供应设备组件来将任何该供应材料供应至离子源和/或相关的流动线路。
因此，可从与供应前体气体的源容器相关的相同或不同源容器中供应共流气体，用于将该前体气体与共流气体共流至该离子源腔。
该共流气体可用于通过抑制会造成不想要的沉积作用的反应来调节该离子源腔中的这种沉积作用，或可包括清洁气体以在该离子源腔的原位处进行清洁。各种清洁气体可用于此目的，包括，但不限于，反应性氟化物，例如XeF2和NF3。
基于本文的公开内容，通过本技术领域的经验或其他技术而有利地确定出该共流气体与前体气体蒸气的相对流速，以建立适用于各个共流气体气流的共流条件。
尽管已参照具体方面、特征及示例性实施方案来阐述本发明，但应当理解，本发明的应用并不限于此，而应拓展至并包含许多其他变化、修改和替代实施方案，并且基于本文的描述，将会给本发明所属技术领域中的普通技术人员带来启示。因此，如以下要求保护的本发明应当被广义地理解和解释为包括在本发明精神及范围内的所有这些变化、修改和替代实施方案。

Claims (62)

1.一种在基板中注入硅和/或硅离子的方法，其包括：
从组合物生成硅或含硅离子，该组合物包含选自以下的硅前体：
(a)式SiR1R2R3R4的甲硅烷，其中R1、R2、R3和R4可各自独立地为：H；卤素(F、Cl、Br、I)；羟基；烷氧基；乙酰氧基；氨基；式CnH2n+1的烷基，其中n＝1-10，其任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；式CnH2n-1的环烷基、二环烷基和多环烷基，其中n＝1-10，其任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；包含C＝C键的式CnH2n的烯基，其中n＝1-10，其任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；芳基，其包含苯基和芳族部分；亚烷基，其包含式＝CH2和CR1R2的官能团，其中R1和R2各自如以上所述，其任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；炔基，其包含式≡CH和≡CR的官能团，其中R为C1-C10烷基、羟基、卤素或烷基的氨基衍生物；或式-OOCR的酰氧基，其中R为C1-C10烷基、羟基、卤素或烷基的氨基衍生物；
(b)包含至少一个Si-Si键的式SinHy的乙硅烷和多硅烷，其中n＝1-8，且对于非支链和支链而言y＝2n+2，对于环状化合物而言y＝2n，以及相应的经取代的式SinR1R2…Ry的乙硅烷和多硅烷，其中n＝1-8，且R1、R2…Ry各自如以上对于R1、R2、R3和R4的各个所述；
(c)式H3Si-X-SiH3的桥连硅前体，其中X为-CR1R2-、GeR1R2-、-NR-、-PR-、-O-、-S-、-SR1R2-和-Se-，其中R、R1和R2各自如上所述，以及相应的经取代的式R1R2R3Si-X-SiR4R5R6的硅前体，其中X如以上所述，且R1、R2…R6各自如以上对于R1、R2、R3和R4的各个所述；
(d)式H3Si-X-SiH2-Y-SiH2-…Z-SiH3或含有Si-Si键的多桥连支链和环状硅前体，其中X为-CR1R2-、GeR1R2-、-NR-、-PR-、-O-、-S-、-SR1R2-和-Se-，其中R、R1和R2各自如以上所述，以及相应的经取代的支链硅前体，其中X、Y和Z＝C或N，以及相应的环状硅前体；
(e)式H2Si＝SiH2的硅烯，以及相应的经取代的式R1R2Si＝SiR3R4的硅烯，其中R1、R2、R3和R4各自如以上所述；以及
(f)式HSi≡SiH的硅炔，以及相应的经取代的式R1Si≡SiR2的硅炔，其中R1和R2如以上所述；
(g)簇硅化合物；
(h)包含一种或多种上述前体的预混合物或共流混合物；以及
(i)一种或多种上述前体，其中所述组合物包含气体，该气体经同位素富集而使其中至少一种同位素丰度高于天然丰度；
其中该组合物并不是仅由以下组成：(1)四氟化硅、(2)硅烷、(3)四氟化硅和硅烷的混合物或(4)四氟化硅、氙和氢；以及
在基板中注入硅或硅离子。
2.权利要求1的方法，其包括将所述硅前体进行离子化以生成硅和/或离子。
3.权利要求2的方法，其中进行所述离子化步骤以生成硅掺杂剂种类的离子束，并且将所述硅掺杂剂种类的离子束通过电场进行加速以在基板中注入硅离子。
4.权利要求1的方法，在制造产品、组件或子组件的方法中进行时，其包含掺杂硅的材料。
5.权利要求4的方法，其中所述产品、组件或子组件选自：半导体的产品、组件和子组件，太阳能的产品、组件和子组件，以及平面显示器的产品、组件和子组件。
6.权利要求1的方法，其中所述硅前体和第二气体共流至注入加工工具。
7.权利要求1的方法，其中所述硅前体和第二气体作为混合物存在于所述组合物中。
8.权利要求1的方法，其中所述注入包括束线离子注入、等离子体浸没离子注入或等离子体掺杂。
9.权利要求1的方法，其中所述离子化在离子化腔中进行，且在输送导管中将硅前体组合物输送至所述离子化腔，该方法还包括将所述离子化腔和输送导管中的至少一者进行主动冷却。
10.权利要求9的方法，其中所述主动冷却包括降低进入离子化腔中的硅前体组合物的温度。
11.权利要求1的方法，其中所述硅前体经同位素富集而使至少一种硅同位素的丰度高于天然丰度。
12.权利要求11的方法，其中所述硅前体经同位素富集而使选自以下中的一个或多个硅同位素的丰度高于天然丰度：28Si、29Si和30Si。
13.权利要求1的方法，其中所述硅前体经同位素富集而使29Si的丰度高于天然丰度。
14.权利要求1的方法，其中所述硅前体经同位素富集而使29Si的丰度达到至少10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、97％、98％、99％或更高，最高达100％，基于在所述硅前体材料中存在的总同位素种类计。
15.权利要求1的方法，其中所述硅前体经同位素富集而使29Si的丰度为30％至70％，基于在所述硅前体中存在的总同位素种类计。
16.权利要求1的方法，其中将所述硅前体与共流气体共流以进行离子化。
17.权利要求16的方法，其中所述共流气体选自以下：氢化物、卤素(氟、溴、氯、碘)、卤化物化合物及配合物、一氧化碳、二氧化碳、羰基氟化物、氙、二氟化氙、氧、氮、氩、氖、氪、氦、SiF4、SiH4、Si2H6、甲基硅烷、氟硅烷、氯硅烷、硒化氢、硫化氢、二硼烷、甲烷、氨、磷化氢和砷化氢。
18.权利要求1的方法，其中所述硅前体组合物包含除所述硅前体以外的气体，并且其中所述其他气体经同位素富集而使其中至少一种同位素丰度高于天然丰度。
19.权利要求1的方法，其中所述硅前体组合物包含选自以下的硅前体：
烷基硅烷；
桥连硅氧烷；
式RnSiH(4-n)的化合物，其中0≤n≤4，且Rn为烷基、烷氧基、酰氨基、亚烷基、甲硅烷基、亚氨基、氢或乙酸根；
烷基乙硅烷；
三甲硅烷基胺；
甲基硅烷；
(MeHSi)4O4；
Me2SiH2；
EtSiH3；
Me3SiH；
(MeO)3SiH；
Me3SiSiMe3；
n-BuSiH3；
(SiH3)3N；
(MeHSi)4O4(TMCTS)；
Me2SiH2；
Si2H6；
Si3H8；
Me2SiF2；
HSiF3；
SiCl4；
SiHCl3；
SiH2Cl2；
SiH3Cl；
(NMe)2Si2H4；
Me3Si(CH2CH2)；
(Me3Si)3SiH；
(Me2Si)3(NHMe)3；
(Me3Si)3GeH；
[(tBu)NCH＝CHN(tBu)]Si；
(Me3Si)3N；
[(MeO)3Si]3N；
(C2H4O2)2Si；
Si(OOCCH3)4；
Me3Si(NMe2)；
SiH(NMe2)3；
Me3SiEt；
Me2SiCH2NH2；
Me3SiNHSiMe3；
Si(OC2H5)4；
部分氟化或氯化的材料；
原位生成的材料；
既含有卤素又含有氢的分子；
以及
其衍生物及混合物。
20.权利要求1的方法，其中所述硅前体组合物包含选自以下的硅前体：
(e)选自以下的含硅前体：
(v)式Si(R1R2R3R4)或(R1R2)Si:(硅烯)的单体；
(vi)式[Si(R1R2R3)]2的二聚体；
(vii)式[Si(R1R2)]3的三聚体；以及
(viii)式[Si(R1)]4的四聚体，
其中R1、R2、R3和R4各自独立地选自：C1-C8烷基；甲硅烷基；氨基；酰氨基；亚氨基；C1-C8烷氧基；硅氧基；卤素；单烷基甲硅烷基、二烷基甲硅烷基及三烷基甲硅烷基，其中烷基为C1-C8烷基；单烷基氨基或二烷基氨基，其中烷基为C1-C8烷基；
(f)联吡啶和炔基硅烷的加合物；
(g)包含硅与硒直接键合(Si-Se键)的硅硒化物，以及
(h)前体(a)-(c)，其经同位素富集而有至少一种硅同位素丰度高于天然丰度。
21.权利要求20的方法，其中所述硅前体选自(d)。
22.权利要求1的方法，其中所述离子化在电弧腔中进行，并且所述电弧腔中具有选自以下的电弧腔内衬：(1)镧钨内衬，(2)WSi内衬，(3)硅内衬及(4)石墨内衬。
23.权利要求1的方法，其中所述硅前体组合物包含至少一种选自群组A的硅前体气体，任选地包含一种或多种选自群组B、群组C和群组D的附加气体，其中当仅有一种选自群组A的硅前体气体存在时，至少一种选自群组B、群组C和群组D的附加气体是以共流气体的形式存在，或与该硅前体气体混合成为前体气体混合物，并且其中：
群组A包含选自以下的硅前体气体：
SiF4
SiH4
SiHxFy，其中x和y各自为0至4
SiHxCly，其中x和y各自为0至4
SiFxCly，其中x和y各自为0至4
SiHxFyClz，其中x、y和z各自为0至4；
群组B包含选自以下的氢和氢化物气体：
H2
PH3
AsH3
NH3
H2Se
H2S
CH4
GeH4
B2H6
SiH4；
群组C包含选自以下的惰性气体：
Ne
Ar
Kr
He
Xe；以及
群组D包含选自以下的其他气体：
N2
O2。
24.一种在基板中注入硅离子的方法，其包括：
(a)将包含四氟化硅SiF4的硅前体离子化，其中该四氟化硅与氟反应抑制剂共流或预混合；以及
(b)在基板中注入来自所述离子化步骤的硅离子。
25.权利要求24的方法，其中所述所述氟反应抑制剂包含以下中的至少一种：(i)氢、(ii)氢化物气体以及(iii)氮。
26.权利要求24的方法，其中所述氟反应抑制剂包含硅烷。
27.权利要求24的方法，其中所述氟反应抑制剂包含氨。
28.一种用于在基板中注入硅和/或硅离子的组合物，所述组合物包含至少一种选自以下的硅前体：
(a)式SiR1R2R3R4的甲硅烷，其中R1、R2、R3和R4可各自独立地为：H；卤素(F、Cl、Br、I)；羟基；烷氧基；乙酰氧基；氨基；式CnH2n+1的烷基，其中n＝1-10，该烷基任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；式CnH2n-1的环烷基、二环烷基和多环烷基，其中n＝1-10，其任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；包含C＝C键的式CnH2n的烯基，其中n＝1-10，其任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；芳基，其包含苯基和芳族部分；亚烷基，其包含式＝CH2和CR1R2的官能团，其中R1和R2各自如以上所述，其任选地被羟基、烷氧基、乙酰氧基和/或氨基取代；炔基，其包含式≡CH和≡CR的官能团，其中R为C1-C10烷基、羟基、卤素或烷基的氨基衍生物；或式-OOCR的酰氧基，其中R为C1-C10烷基、羟基、卤素或烷基的氨基衍生物；
(b)包含至少一个Si-Si键的式SinHy的乙硅烷和多硅烷，其中n＝1-8，且对于非支链和支链而言y＝2n+2，对于环状化合物而言y＝2n，以及相应的经取代的式SinR1R2…Ry的乙硅烷和多硅烷，其中n＝1-8，且R1、R2…Ry各自如以上对于R1、R2、R3和R4的各个所述；
(c)式H3Si-X-SiH3的桥连硅前体，其中X为-CR1R2-、GeR1R2-、-NR-、-PR-、-O-、-S-、-SR1R2-和-Se-，其中R、R1和R2各自如上所述，以及相应的经取代的式R1R2R3Si-X-SiR4R5R6的硅前体，其中X如以上所述，且R1、R2…R6各自如以上对于R1、R2、R3和R4的各个所述；
(d)式H3Si-X-SiH2-Y-SiH2-…Z-SiH3或含有Si-Si键的多桥连支链和环状硅前体，其中X为-CR1R2-、GeR1R2-、-NR-、-PR-、-O-、-S-、-SR1R2-和-Se-，其中R、R1和R2各自如以上所述，以及相应的经取代的支链硅前体，其中X、Y和Z＝C或N，以及相应的环状硅前体；
(e)式H2Si＝SiH2的硅烯，以及相应的经取代的式R1R2Si＝SiR3R4的硅烯，其中R1、R2、R3和R4各自如以上所述；以及
(f)式HSi≡SiH的硅炔，以及相应的经取代的式R1Si≡SiR2的硅炔，其中R1和R2如以上所述；
(g)簇硅化合物；
(h)预混合物或共流形式的一种或多种上述前体；以及
(i)一种或多种的上述前体，其包含经同位素富集而使其中至少一种同位素丰度高于天然丰度的前体，
其中该组合物并不是仅由以下组成：(1)四氟化硅、(2)硅烷、(3)四氟化硅和硅烷的混合物或(4)四氟化硅、氙和氢。
29.权利要求28的组合物，其包含经同位素富集而有至少一种硅同位素丰度高于天然丰度的硅前体。
30.权利要求28的组合物，其包含经同位素富集而有一种或多种选自28Si、29Si和30Si的硅同位素丰度高于天然丰度的硅前体。
31.权利要求28的组合物，其包含经同位素富集而使29Si的丰度高于天然丰度的硅前体。
32.权利要求28的组合物，其包含经同位素富集而有除29Si以外的同位素丰度高于天然丰度的硅前体。
33.权利要求28的组合物，其包含硅前体，该硅前体经同位素富集而使29Si的丰度达到至少10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、97％、98％、99％或更高，最高达100％，基于在所述硅前体材料中存在的总同位素种类计。
34.权利要求28的组合物，其包含经同位素富集而使29Si的丰度为30％至70％的硅前体，基于在所述硅前体材料中存在的总同位素种类计。
35.权利要求28的组合物，其包含硅前体和共流气体。
36.权利要求35的组合物，其中所述共流气体选自以下：氢化物、卤素(氟、溴、氯、碘)、卤化物化合物及配合物、一氧化碳、二氧化碳、羰基氟化物、氙、二氟化氙、氧、氮、氩、氖、氪、氦、SiF4、SiH4、Si2H6、甲基硅烷、氟硅烷、氯硅烷、硒化氢、硫化氢、二硼烷、甲烷、氨、磷化氢和砷化氢。
37.权利要求28的组合物，其中所述硅前体组合物包含除所述硅前体以外的气体，并且所述其他气体经同位素富集而使其中至少一种同位素丰度高于天然丰度。
38.权利要求28的组合物，其中至少一种所述硅前体组合物包含选自以下的硅前体：
烷基硅烷；
桥连硅氧烷；
式RnSiH(4-n)的化合物，其中0≤n≤4，且Rn为烷基、烷氧基、酰氨基、亚烷基、甲硅烷基、亚氨基、氢或乙酸根；
烷基乙硅烷；
三甲硅烷基胺；
甲基硅烷；
(MeHSi)4O4；
Me2SiH2；
EtSiH3；
Me3SiH；
(MeO)3SiH；
Me3SiSiMe3；
n-BuSiH3；
(SiH3)3N；
(MeHSi)4O4(TMCTS)；
Me2SiH2；
Si2H6；
Si3H8；
Me2SiF2；
HSiF3；
SiCl4；
SiHCl3；
SiH2Cl2；
SiH3Cl；
(NMe)2Si2H4；
Me3Si(CH2CH2)；
(Me3Si)3SiH；
(Me2Si)3(NHMe)3；
(Me3Si)3GeH；
[(tBu)NCH＝CHN(tBu)]Si；
(Me3Si)3N；
[(MeO)3Si]3N；
(C2H4O2)2Si；
Si(OOCCH3)4；
Me3Si(NMe2)；
SiH(NMe2)3；
Me3SiEt；
Me2SiCH2NH2；
Me3SiNHSiMe3；
Si(OC2H5)4；
部分氟化或氯化的材料；
原位生成的材料；
既含有卤素又含有氢的分子；
以及
其衍生物及混合物。
39.权利要求28的组合物，其包含选自以下的硅前体：
(e)选自以下的含硅前体：
(i)式Si(R1R2R3R4)或(R1R2)Si:(硅烯)的单体；
(ii)式[Si(R1R2R3)]2的二聚体；
(iii)式[Si(R1R2)]3的三聚体；以及
(iv)式[Si(R1)]4的四聚体，
其中R1、R2、R3和R4各自独立地选自：C1-C8烷基；甲硅烷基；氨基；酰氨基；亚氨基；C1-C8烷氧基；硅氧基；卤素；单烷基甲硅烷基、二烷基甲硅烷基及三烷基甲硅烷基，其中烷基为C1-C8烷基；单烷基氨基或二烷基氨基，其中烷基为C1-C8烷基；
(f)联吡啶和炔基硅烷的加合物；
(g)包含硅与硒直接键合(Si-Se键)的硅硒化物，以及
(h)前体(a)-(c)，其经同位素富集而有至少一种硅同位素丰度高于天然丰度。
40.权利要求39的组合物，其中所述硅前体选自(d)。
41.一种硅前体组合物，其包含至少一种选自群组A的硅前体气体，任选地包含一种或多种选自群组B、群组C和群组D的附加气体，其中当仅有一种选自群组A的硅前体气体存在时，至少一种选自群组B、群组C和群组D的附加气体是以共流气体的形式存在，或与该硅前体气体混合成为前体气体混合物，并且其中：
群组A包含选自以下的硅前体气体：
SiF4
SiH4
SiHxFy，其中x和y各自为0至4
SiHxCly，其中x和y各自为0至4
SiFxCly，其中x和y各自为0至4
SiHxFyClz，其中x、y和z各自为0至4；
群组B包含选自以下的氢或氢化物气体：
H2
PH3
AsH3
NH3
H2Se
H2S
CH4
GeH4
B2H6
SiH4；
群组C包含选自以下的惰性气体：
Ne
Ar
Kr
He
Xe；以及
群组D包含选自以下的其他气体：
N2
O2。
42.一种硅前体组合物，其包含以预混合物或共流形式的四氟化硅和氟反应抑制剂。
43.权利要求42的组合物，其中所述氟反应抑制剂包含以下中的一种或多种：氢、氢化物气体、氮、硅烷和氨。
44.权利要求42的组合物，其中所述氟反应抑制剂包含氮。
45.权利要求42的组合物，其中所述氟反应抑制剂包含氨。
46.一种用于离子注入系统的气体供应套件，其包括：
第一气体供应容器，其容纳权利要求28的硅前体组合物；以及
第二气体供应容器，其容纳用于与所述硅前体组合物一起使用的共流气体。
47.权利要求46的气体供应套件，其中所述硅前体组合物包含四氟化硅，且所述共流气体包含氟反应抑制剂气体。
48.权利要求47的气体供应套件，其中所述四氟化硅中的至少一种硅同位素经同位素富集。
49.权利要求47的气体供应套件，其中所述氟反应抑制剂气体包含以下中的一种或多种：氢、氢化物气体、氮、硅烷和氨。
50.权利要求47的气体供应套件，其中所述氟反应抑制剂气体包含氮。
51.权利要求47的气体供应套件，其中所述氟反应抑制剂气体包含氨。
52.一种提高离子注入系统操作的方法，其包括提供以下用于该离子注入系统中：
第一气体供应容器，其容纳权利要求28的硅前体组合物；以及
第二气体供应容器，其容纳用于与所述硅前体组合物一起使用的共流气体。
53.权利要求52的方法，其中所述硅前体组合物包含四氟化硅，并且所述共流气体包含氟反应抑制剂气体。
54.权利要求53的方法，其中所述四氟化硅中的至少一种硅同位素经同位素富集。
55.权利要求53的方法，其中所述氟反应抑制剂气体包含以下中的一种或多种：氢、氢化物气体、氮、硅烷和氨。
56.权利要求53的方法，其中所述氟反应抑制剂气体包含氮。
57.权利要求53的方法，其中所述氟反应抑制剂气体包含氨。
58.一种硅前体组合物供应包，其包括气体储存与分配容器，该气体储存与分配容器含有权利要求28的硅前体组合物。
59.权利要求58的硅前体组合物供应包，其中所述气体储存与分配容器含有用于所述硅前体组合物的储存介质。
60.权利要求59的硅前体组合物供应包，其中所述储存介质包含物理吸附剂介质。
61.权利要求59的硅前体组合物供应包，其中所述储存介质包含离子性液体储存介质。
62.权利要求58的前体组合物供应包，其中所述气体存储与分配容器包含压力调节容器，在该压力调节容器的内部体积中包含压力调节组件。
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