CS241509B2 - Method of metal ions forming - Google Patents

Method of metal ions forming Download PDF

Info

Publication number
CS241509B2
CS241509B2 CS824048A CS404882A CS241509B2 CS 241509 B2 CS241509 B2 CS 241509B2 CS 824048 A CS824048 A CS 824048A CS 404882 A CS404882 A CS 404882A CS 241509 B2 CS241509 B2 CS 241509B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
metal
gas
gallium
ions
arc discharge
Prior art date
Application number
CS824048A
Other languages
English (en)
Other versions
CS404882A2 (en
Inventor
Kei Kirita
Katuo Koike
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co
Publication of CS404882A2 publication Critical patent/CS404882A2/cs
Publication of CS241509B2 publication Critical patent/CS241509B2/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/513Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using plasma jets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/087Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
    • B01J19/088Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J27/00Ion beam tubes
    • H01J27/02Ion sources; Ion guns
    • H01J27/20Ion sources; Ion guns using particle beam bombardment, e.g. ionisers
    • H01J27/22Metal ion sources

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu vytváření iontů kovu, zejména pak zlepšeného způsobu implantance iontů kovového prvku.
Jako zdroje iontů pro implantaci iontů kovového prvku se až dosud vhodně používalo tuhého kovového prvku nebo tuhého halogenidu kovu. Při implantaci iontů musí být plyn, obsahující zvolený prvek, udržován ve stavu plazmového výboje v komoře pro obloukový výboj. К vytvoření plynné plazmy, obsahující takový prvek, musí být plyn, obsahující páry kovového prvku, zaváděn do komory pro obloukový výboj. Avšak za normální teploty a tlaku je většina kovových prvků nebo halogenidů kovů tuhými látkami. Proto se až dosud, jak výše uvedeno, jako zdroje iontů používá tuhých kovových prvků nebo tuhých halogenidů kovů.
Postup, při němž se používá tuhého kovového prvku nebo tuhého halogenidů kovu jakožto zdroje iontů má tyto nedostatky.
Ohřívací pec je upravena v sousedství Ionizační komory (komora pro obloukový výboj) a v této ohřívací peci vznikají páry kovu. Poněvadž však tlak par kovu je regulován nepřímo ovládáním teploty ohřívací pece, není možno rádně regulovat tlak par kovu.
. Poněvadž si vytvoření plynné plazmy v předem zvoleném typu výboje vyžaduje určitého časového intervalu, není možno svazek iontů vytvořit rychle. Dále, poněvadž je nutný určitý časový interval pro zchladnutí pece, není možno obloukový výboj rychle zastavit.
Poněvadž tlak par kovu není stálý, stává se vybíjení plynu nestálým a tudíž i svazek iontů se stává nestálým.
Trvání doby výboje je určeno množstvím tuhého zdroje kovu vneseného do ohřívací pece. Při masové výrobě se pokaždé, když se tuhý zdroj kovu spotřebuje, musí znovu doplnit novým tuhým zdrojem kovu. Během doplňování se implantance iontů musí přerušit.
V případě, že jako tuhého zdroje kovu se použije halogenidů kovu, je nutná zvýšená opatrnost, poněvadž se haiogenid vyznačuje vysokou rozplývavostí. Dále, jestliže do vnitřku zařízení pro implantování iontů má přístup okolní vzduch, dochází к pohlcování vlhkosti ze vzduchu halogenidem kovu, který lpí na vnitřní stěně zařízení. Haiogenid kovu, ulpělý na vnitřní stěně zařízení, tj. na všech stěnách vakuové nádoby včetně komory pro obloukový výboj, se stává mazlavý. Tím dochází ke korozi vlastního zařízení mazlavým materiálem a v zařízení nelze udržet vakuum, což má za následek vážné obtíže.
Výše uvedené problémy jsou způsobeny okolností, že materiál tvořící zdroj iontů, jako například indium, antimon a jodit galitý, jsou při normální teplotě tuhými látkami.
Účelem vynálezu je proto poskytnout jednoduchý, rychlý a stabilní způsob vytváření iontů kovu, vyznačující se dobrou regulovatelností.
Pro dosažení výše uvedeného cíle slouží způsob vytváření iontů kovu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se vyrobí plyn obsahující kovový prvek vypařením kapalné organické sloučeniny kovu, vzniklý plyn, obsahující kovový prvek, a pomocný plyn pro čištění ionizační komory se zavedou do ionizační komory a v ionizační komoře se plazmovým výbojem vytvoří ionty kovu ionizací kovového prvku.
Výsledky, dosažené způsobem podle vynálezu, je možno shrnout takto:
Při způsobu podle vynálezu lze velmi snadno manipulovat s materiálem, tvořícím zdroj iontů, v porovnání s běžně používaným postupem. Doba, již vyžaduje doplnění doplnění materiálu tvořícího zdroj iontů, se velmi zkrátí. Při implataci iontů galia se až dosud jakožto materiálu tvořícího zdroj iontů obvykle používá kovového galia, slitiny galia a halogenidů galia, jako je fluorid galitý, chlorid galitý, bromid galitý a jodid galitý. Avšak všechny materiály tohoto typu, tvořící zdroj iontů, jsou tuhými materiály, což má řadu nevýhod. Poněvadž halogenidy galia se vyznačují vysokou rozplývavostí, dochází ke znečišťování vnitřku komory pro obloukový výboj a vakuové nádoby a čištění vnitřku těchto zařízení si vyžaduje dlouhé doby. Avšak použitím způsobu podle vynálezu, při němž se používá kapalné organické sloučeniny kovu, například trimethylgalia nebo triethylgalia, se všechny výše popsané problémy vyřeší.
Při způsobu podle vynálezu je možno okamžitě reprodukovat pouze svazek iontů o prakticky dostačujícím iontovém proudu. Kromě toho, jak je patrné z obr. 2 na přiloženém výkresu, je rozložení hmotového spektra svazku iontů, získaného při dále popsaném provedení způsobu podle vynálezu, vynikající. Ačkoliv isotopy galia shrnují isotopy, jejichž hmotová čísla jsou 69, resp. 71, je výhodným isotopem galia isotop mající hmotové číslo 69, který je v přírodním stavu přítomen ve větším množství.
Při způsobu podle vynálezu se získá stabilní svazek iontů.
Vynález je dále blíže vysvětlen s pomocí výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje pohled v řezu na část zařízení pro implantaci iontů, v níž se vytvářejí ionty, kteréžto zařízení se používá к provádění způsobu podle vynálezu;
obr. 2 představuje hmotové spektrum vytvořených iontů, když se jakožto zdroje iontů použije trimethylgalia Ga(CH3)s a jako pomocného plynu fluoridu boritého BFs;
obr. 3 znázorňuje graf, ukazující časové změny ve svazku iontů galia v případě, že se jako zdroje iontů použije tuhého jodidu galitého Gaj3 a jako pomocného plynu se použije argonu;
obr. 4 znázorňuje graf, ukazující časové změny ve svazku iontů galia v případě, že se ionty galia vytvářejí způsobem podle vynálezu, a obr. 5 znázorňuje spektrum hmotových čísel vytvořených iontů v případě, že se jako zdroje iontů použije trimethylgalia Ga(CH3)3 a jako zdroje pomocného plynu se použije fluoridu křemičitého S1F4.
Při způsobu podle vynálezu pro vytváření iontů kovu se jako zdroje iontů použije kapalné organické sloučeniny kovu. Plyn obsahující kovový prvek, vyrobený odpařením kapalné organické sloučeniny kovu, se odvádí к vytvoření iontů kovu. Poněvadž se jako materiálu tvořícího zdroj iontů používá organické sloučeniny kovu, dochází к usazování nečistot, jako je například uhlík vzniklý rozkladem organické sloučeniny kovu, na vnitřních stěnách zařízení. Aby se tomu zabránilo, přivádí se podle vynálezu do ionizační komory pomocný plyn pro čištění vnitřku zařízení společně s plynem obsahujícím páry organické sloučeniny kovu.
Při způsobu podle vynálezu pro vytváření iontů kovu se jako kapalné organické sloučeniny kovu používá alkylovaného nebo alkoxylovaného kovu a opd. Z těchto sloučenin je výhodný například methylovaný nebo ethylovaný kov nebo methoxidovaný či ethoxidovaný kov, který má nízkou teplotu varu a malý počet atomů uhlíku. Použije-li se sloučeniny, mající vysokou teplotu varu, je nutné zařízení pro ohřev. Použije-li se sloučeniny, mající velký počet atomů uhlíku, dochází ke znečišťování vnitřku zařízení volným uhlíkem.
Jako kapalné organické sloučeniny kovu к vytvoření iontů galia se používá trimethylgalia Ga(CH3)3, diethylgalia Ga(C2H5)2 a podobně. Jako kapalné organické sloučeniny kovu к vytvoření iontů antimonu se použímethylindia 1п(СНз)з, triethylindia 1п(С2Н5)з a pod. Jako kapalné organické sloučeniny kovu к vvytvoření iontů antimonu se používá trimethylstibia SbfCHsJs, triethylstibia Sb(C2H5)3, tripropylstibia ЗЬ(СзН7)з, tributylstibia Sb(C4H9)5, trimethoxystibia Sb(OCH3)3, triethoxystibia Sb(OC2H5)3, tripropoxystibia Sb (OC3H7 ) 3, tributoxystibia Sb{OCdH9)3 a pod. Jako kapalné organické sloučeniny kovu к vytvoření iontů cínu se používá tetramethylcínu Sn(CH3)4, tetraethylcínu Sn(C2Hs)4, tetrapropylcínu Sn[C3H7)4, tetrabutylcínu Sn(C4H9)4 a pod. Jako kapalné organické sloučeniny kovu к vytvoření iontů rtuti se používá dimethylrtuti Hg(CH3)2, diethylrtuti Hg(C2'H5)2 a pod. Jako kapalné organické sloučeniny к vytvoření iontů zinku se používá diethylzinku Zn(C2H5]2, dipropylzinku Zn(C3H7)2, dibutylzinku Zn(C4H9)2 a pod. Jako kapalné organické sloučeniny kovu к vytvoření iontů tantalu se používá pentamethoxytantalu
Ta (ОСНз) 5, pentaethoxytantalu Ta(OC2H5)5 a pod.
Jako pomocného plynu se při způsobu vytváření iontů kovu podle vynálezu může použít plynného fluoridu, jako je fluorid boritý BF3, fluorid křemičitý S1F4, fluorid germaničitý GeF4, fluorid fosforitý PF3, fluorid fosforičitý PF4, fluorid arsenitý AsF3, fluorid arseničitý AsFs a pod., vzácného plynu, jako je helium, neon, argon, krypton, xenon a pod., plyného vodíku, plynného dusíku a jiných plynů, jako je arsin AsHs, fosfin РНз, stibin SbH3 a pod., a směsí těchto látek.
Výhodným pomocným plynem je plynný fluorid. Použije-li se jako pomocného plynu plynného fluoridu, zabrání se usazování různých látek, jako jsou uhlovodíkové a kovové hmoty, které vznikají rozkladem plynných organických sloučenin kovu při obloukovém výboji, na vnitřní stěně komory pro obloukový výboj. Vnitřní stěna komory pro obloukový výboj proto zůstává čistá. Rovněž se zabrání ucpání vstupního otvoru pro plyn a abnormálnímu výboji. Tím se udrží stabilita obloukového výboje.
Jestliže se jako pomocného plynu při vytváření iontů galia použije plynného fluoridu fosforitého PF3 nebo fluoridu fosforičitého PF4, je hmotové číslo 69 ionů PF2+, vytvořených obloukovým výbojem v plynném fluoridu, stejné jako hmotové číslo iontů galia (isotopu obsaženého v přírodním stavu v množství 60 %). V takových případech se pomocí hmotového analyzátoru výhodně vyčlení ionty isotopu galia o hmotovém čísle 71 (obsaženého v přírodním stavu v množství 40 %) a použijí jakožto svazek iontů galia. Alternativně, když se jako pomocného plynu při vytváření svazku iontů galia použije plynného fluoridu germaničitého, je třeba vniklé ionty germania (zahrnující ionty isotopů o hmotových číslech 70, 72, 73, 74 a 76) porovnat s ionty galia a analyzovat hmotovým analyzátorem o vysoké rozdělovači mohutnosti, aby se získal svazek iontů galia o vysoké čistotě. Výhodnými plynnými fluoridy jsou při způsobu podle vynálezu fluorid boritý BF3, fluorid křemičitý SiFd, fluorid arsenitý AsF3 nebo fluorid arseničný AsFs.
Při použití plynného fluoridu jakožto pomocného plynu dochází к čištění vnitřku komory pro obloukový výboj chemickou reakcí a rozprašováním. Kromě toho dochází к dissociování plynného fluoridu za vzniku elektronů, jež urychlují ionizaci kovového prvku. К čištění vnitřku zařízení rozprašováním lze kromě plynného fluoridu použít i jiných plynů.
Pro vytvoření iontů kovu se při použití materiálu jakožto zdroje iontů společně s pomocným plynem musí tento materiál a pomocný plyn pečlivě volit, aby ve svazku iontů, analyzovaném hmotovým analyzátorem, nevznikaly ionty nečistot. Materiál, použitý jako zdroj iontů, a pomocný plyn musí být zvoleny tak, aby při plazmovém výboji neposkytovaly ionty mající totéž hmotové číslo, jako je hmotové číslo iontů, které se mají vytvořit. Jestliže však by plazmovým výbojem mohly vzniknout ionty mající hmotové číslo blízké hmotovému číslu iontů, jež se mají vytvořit, je nutno použít hmotového analyzátoru s vysokou rozlišovací schopností.
Pro vytvoření obloukového výboje v komoře pro obloukový výboj se tlak v komoře pro obloukový výboj zpravidla udržuje v rozmezí od 1,33 do 0,133 Pa. Jestliže však tlak při použití organické sloučeniny kovu o nízkém napětí par jakožto materiálu tvořícího zdroj iontů nedosahuje výše uvedeného rozmezí, je možno nádobu, obsahující materiál tvořící zdroj iontů, zahřívat, aby se napětí par zvýšilo.
V dalším bude popsán případ, při němž se provádí implantace iontů galia za použití horké katody (typu Freeman) jakožto zdroje iontů.
Na obr. 1 je znázorněn schematický pohled v řezu částí, v níž se vytvářejí ionty, zařízení pro implantaci iontů, používaného pro provádění způsobu podle vynálezu.
Materiál, tvořící zdroj iontů, se přivádí do komory pro obloukový výboj, kde se ionizuje za vzniku svazku iontů. Při popisovaném provedení se jakožto materiálu tvořícího zdroj iontů používá trimethylgalia [GafCHJj] a jakožto pomocného plynu se používá fluoridu boritého (BF3). První válcová nádoba 3a obsahuje trimethylgalium 1 a druhá válcová nádoba 3b obsahuje fluorid boritý 2. Odpařením kapalného trimethylgalia vznikají páry la trimethylgalia. Poněvadž napětí par trimethylgalia za normální teploty (25 °C) dosahuje 26,6 kPa, přeměňuje se kapalné trimethylgalium snadno v páry při normální teplotě. Tlak plynného fluoridu boritého ve druhé válcové nádobě 3b činí přibližně 10 MPa.
Páry trimethylgalia se přivádějí do komory 8 pro obloukový výboj prvním přívodním potrubím 7a, v němž jsou upraveny první uzavírací ventil 4a, první regulátor 5a tlaku a první jehlový ventil 6a. Plynný fluorid boritý se přivádí do komory 8 pro obloukový výboj druhým přívodním potrubím 7b, v němž jsou upraveny druhý uzavírací ventil 4b, druhý regulátor 5b tlaku a druhý jehlový ventil 6b. Komora 8 pro obloukový výboj zahrnuje plášť 9, vyrobený z vodivého materiálu, a žhavicí vlákno 11 pro vysílání thermoiontů. Žhavicí vlákno 11 je upraveno tak, že prochází pláštěm 9 skrze isolační členy 10a a 10b. Každý z obou konců 12a a 12b žhavicího vlákna 11 je spojen s jedním z tyčových vodičů 13a, 13b. Konce 14a a 14b tyčových vodičů 13a a 13b jsou spojeny s (neznázorněným] zdrojem elektrického napětí pro žhavicí vlákno.
Komora 8 pro obloukový výboj je zpravidla uložena ve vakuové nádobě 9, která zahrnuje kovové válcové těleso 15, isolační desku 16, jež uzavírá otvor ve válcovém tělese 15, a víko 17 zdroje iontů kovu, které je namontováno na isolační desce 16. Tyčové vodiče 13a a 13b jsou vyvedeny vně vakuové nádoby 19 skrze isolační členy 18a a 18b.
V boční stěně pláště 9, který ohraničuje komoru 8 pro obloukový výboj, je upraven první průzor 20. Čelem к prvnímu průzoru 20 je upravena extrakční elektroda 21 tak, aby odváděla prvním průzorem 20 svazek iontů. Extrakční elektroda 21 je opatřena druhým průzorem 22, jímž prochází svazek iontů. Extrakční elektroda 21 prochází stěnou vakuové nádoby 19 skrze třetí isolační člen 23 a je spojena s vnější elektrodou 24.
V dalším budou popsány jednotlivé stupně к vytváření svazku iontů galia, přičemž ona část zařízení, v níž se vytvářejí ionty, má výše popsané uspořádání.
Vakuová nádoba 19 je vyčerpána do té míry, že v ní panuje tlak v rozmezí od 133,3 Pa do 1,3.10-4 Pa. Páry trimethylgalia a plynný fluorid boritý se do komory 8 pro obloukový výboj přivádějí odděleně prvním přívodním potrubím 7a, respektive druhým přívodním potrubím 7b. V tomto okamžiku jsou první uzavírací ventil 4a a druhý uzavírací ventil 4b otevřeny a první regulátor 5a tlaku a druhý regulátor 5b tlaku jsou nastaveny na předem zvolených hodnotách. První jehlový ventil 6a a druhý jehlový ventil 6b jsou řízeny tak, aby průtok par a průtok plynu byly konstantní. Zejména jsou oba jehlové ventily 6a a 6b ovládány tak, aby obloukový výboj v plynu probíhal v komoře 8 pro obloukový výboj stabilně. Za tímto účelem se tlak v komoře 8 pro obloukový výboj udržuje v rozmezí od 1,33 do 0,133 Pa. Páry a plyn se přivádějí výhodně tak, aby si udržovaly stejný parciální tlak. Avšak podmínky při obloukovém výboji se mohou měnit v závislosti na tlaku ve vakuové nádobě 19, na tvaru komory 8 pro obloukový výboj, na napětí oblouku a na stupni opotřebení žhavicího vlákna 11.
Páry a plyn se přivádějí v předem stanovených průtokových množstvích. Tlak v komoře 8 pro obloukový výboj se udržuje konstantní. Pak se mezi žhavicí vlákno 11 a plášť 9 přiloží napětí v rozmezí od 100 do 200 V. Když žhavicím vláknem 11 prochází proud 100 až 200 A, thermoionty vysílané žhavicím vláknem 11 narážejí na plyn v komoře 8 pro obloukový výboj. Tím dochází к iniciaci ionizace plynu. Thermionty, vyzářené žhavicím vláknem 11, a molekuly plynu, ionizované thermionty, se pohybují složitým způsobem působením elektrického obloukového pole a kruhového magnetického pole, vytvářeného proudem ze žhavicího vlákna v komoře 8 pro obloukový výboj. Přitom probíhají řetězové reakce, například rozklad molekul plynu a ionizace plynu. Následkem toho se jednotlivé skupiny molekul a atomů v komoře 8 pro obloukový výboj ionizují a zůstávají v ionizovaném stavu.
Zpravidla, jak je to znázorněno na obr. 1, se navíc používá magnetického pole v axiálním směru žhavícího vlákna 11, kteréžto pole je vytvářeno magnety 25 upravenými vně vakuové nádoby 19. Nabité částice v komoře 8 pro obloukovitý výboj se pohybují složitým způsobem, takže ionizace molekul plynu a atomů se dále zvyšuje, čímž se získá plazma o vysoké hustotě.
Poněvadž je mezi pláštěm 9 a extrakční elektrodou 21 přiloženo napětí 10 až 50 kV, je prvním průzorem 20 z komory 8 pro obloukový výboj odváděn svazek 26 iontů. Svazek 26 iontů obsahuje všechny atomy (včetně isotopů), molekuly a ionty, které vznikají rozkladem materiálu, tvořícího zdroj iontů, a pomocného plynu během obloukového výboje.
Svazek 26 iontů se pak vede do (neznázorněného) hmotového analyzátoru, kde se vyčlení pouze svazek nabitých částic, majících předem zvolené hmotové číslo. U výše popsaného provedení se hmotovým analyzátorem vyčlení pouze svazek iontů galia, majících hmotové číslo 69, který pak se z analyzátoru odvádí. Odvedený svazek iontů galia se pak urychlí nebo zpomalí na předem stanovenou energii, načež se vede do komory s terčovým vzorkem soustavou pro zaostření svazku a soustavou pro postupné přejíždění vzorku svazkem iontů. Tím se ionty galia implantují do vzorku. V popisovaném případě je dávka ozáření nastavena a ovládána vnějšími prostředky. Veškeré dráhy, jimiž svazek iontů prochází, se musí udržovat na vysokém vakuu, zpravidla na vakuu větším než 6,66 X 10-4 Pa.
Obr. 3 ukazuje časové změny proudu iontů galia (o hmotovém čísle 69), získaného při tříhodinovém testu při obvyklém způsobu, při němž se jakožto materiálu tvořícího zdroj iontů používá jodidu galitého a jakožto pomocného plynu argonu.
Obr. 4 ukazuje při rovněž tříhodinovém testu časové změny proudu iontů galia (o hmotovém čísle 69), získaného při výše popsaném provedení způsobu podle vynálezu. Oba testy se provádějí při napětí v oblouku přibližně 100 V, při proudu ve žhaveném vlákně přibližně 120 A a při extrakčním napětí přibližně 25 kV. Při druhém z uvedených testů jsou parciální tlaky plynu obsahujícího trimethylgalium a plynného fluoridu boritého v komoře pro obloukový výboj prakticky stejné. Měřeným proudem svazku iontů se rozumí hodnota, získaná při postupném přejíždění terčového vzorku svazkem iontů o průměru 10 cm. Urychlovací napětí svazku iontů je přibližně 100 keV. Jak je patrné z obr. 4, proud iontů galia, který činí na počátku testu 204 μΑ, se udržuje téměř konstantní. Po 3 hodinách sé změní na asi 201 ,uA, i když vznikají nepatrné rušivé proudy. Stabilita proudu svazku iontů dokazuje výhodnost a umožňuje snadnou aplikovatelnost při hromadné výrobě, jestliže se pro implantaci iontů použije svazku iontů, získaných způsobem podle vynálezu.
Na obr. 5 je znázorněno spektrum hmotových čísel svazku iontů získaných stejným postupem jak výše popsáno s tou výjimkou, že jakožto pomocného plynu se použije fluoridu křemičitého. Jak je z obr. 5 zřejmé, i když se jako pomocného plynu použije plynného fluoridu, křemičitého pro získání svazku iontů galia, jsou vyčleňovány s vysokou rozlišovací schopností hmotovým analyzátorem pouze ionty galia.
Při výše popsaném provedení se jako zdroje iontů používá horké katody. Alternativně lze к získání iontů kovu použít jako zdroje iontů studené katody.

Claims (7)

  1. PŘEDMĚT
    1. Způsob vytváření iontů kovu, vyznačující se tím, že se vytvoří plyn, obsahující kovový prvek, vypařením kapalné organické sloučeniny kovu, vzniklý plyn, obsahující kovový prvek, a pomocný plyn pro čištění ionizační komory se zavedou do ionizační komory, a v ionizační komoře se výbojem vytvoří ionty kovu ionizací kovového prvku.
  2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že jako kapalné organické sloučeniny kovu se použije látky ze skupiny, zahrnující alkylovaný kov a alkoxidovaný kov.
  3. 3. Způsob podle bodu 2, vyznačující se tím, že jako alkylovaného kovu se použije sloučeniny ze skupiny, zahrnující methylovaný kov a ethylovaný kov.
  4. 4. Způsob podle bodu 2, vyznačující se
    VYNALEZU tím, že jako alkoxidovaného kovu se použije sloučeniny ze skupiny, zahrnující methoxidovaný kov a ethoxidovaný kov.
  5. 5. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že jako pomocného plynu se použije plynu ze skupiny, zahrnující plynný fluorid, vzácný plyn, plynný vodík, plynný dusík a směsi těchto látek.
  6. 6. Způsob podle bodu 5, vyznačující se tím, že se použije plynného fluoridu ze skupiny, zahrnující plynný fluorid boritý, plynný fluorid křemičitý, plynný fluorid arsenitý, plynný fluorid arseničný a směsi těchto látek.
  7. 7. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že uvedeným výbojem je obloukový výboj.
    4 listy výkresů
CS824048A 1981-06-01 1982-06-01 Method of metal ions forming CS241509B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56082517A JPS57201527A (en) 1981-06-01 1981-06-01 Ion implantation method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS404882A2 CS404882A2 (en) 1985-08-15
CS241509B2 true CS241509B2 (en) 1986-03-13

Family

ID=13776721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS824048A CS241509B2 (en) 1981-06-01 1982-06-01 Method of metal ions forming

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4496843A (cs)
EP (1) EP0066288B1 (cs)
JP (1) JPS57201527A (cs)
CS (1) CS241509B2 (cs)
DE (1) DE3274469D1 (cs)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4665315A (en) * 1985-04-01 1987-05-12 Control Data Corporation Method and apparatus for in-situ plasma cleaning of electron beam optical systems
CH664768A5 (de) * 1985-06-20 1988-03-31 Balzers Hochvakuum Verfahren zur beschichtung von substraten in einer vakuumkammer.
JPS63118074A (ja) * 1986-11-05 1988-05-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 薄膜形成装置
JPH0262039A (ja) * 1988-08-29 1990-03-01 Hitachi Ltd 多層素子の微細加工方法およびその装置
US5089746A (en) * 1989-02-14 1992-02-18 Varian Associates, Inc. Production of ion beams by chemically enhanced sputtering of solids
GB2308132A (en) * 1995-12-14 1997-06-18 Imperial College Depositing films on a substrate using an electric field
US5972743A (en) * 1996-12-03 1999-10-26 Advanced Technology Materials, Inc. Precursor compositions for ion implantation of antimony and ion implantation process utilizing same
US6001172A (en) * 1997-08-05 1999-12-14 Advanced Technology Materials, Inc. Apparatus and method for the in-situ generation of dopants
WO1999020582A1 (en) * 1997-10-23 1999-04-29 Birken, Stephen, M. System and method of producing pure elements from parent compounds
US6101816A (en) * 1998-04-28 2000-08-15 Advanced Technology Materials, Inc. Fluid storage and dispensing system
KR20010039728A (ko) * 1999-07-22 2001-05-15 가와하라 하지메 이온 소스
US6265722B1 (en) 1999-08-31 2001-07-24 Micron Technology, Inc. Organic field ionization source
JP4627916B2 (ja) * 2001-03-29 2011-02-09 キヤノンアネルバ株式会社 イオン化装置
TW200402769A (en) * 2002-08-02 2004-02-16 Varian Semiconductor Equipment Removal of plasma deposited surface layers by dilution gas sputtering
US7129513B2 (en) * 2004-06-02 2006-10-31 Xintek, Inc. Field emission ion source based on nanostructure-containing material
US7105840B2 (en) * 2005-02-03 2006-09-12 Axcelis Technologies, Inc. Ion source for use in an ion implanter
US7655931B2 (en) * 2007-03-29 2010-02-02 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques for improving the performance and extending the lifetime of an ion source with gas mixing
US9396902B2 (en) 2012-05-22 2016-07-19 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Gallium ION source and materials therefore
US20180247800A1 (en) * 2017-02-28 2018-08-30 International Business Machines Corporation Gallium implantation cleaning method
CN112366126A (zh) * 2020-11-11 2021-02-12 成都理工大学工程技术学院 一种霍尔离子源及其放电系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2882408A (en) * 1946-05-21 1959-04-14 Edward J Lofgren Ion source for a calutron
GB1104935A (en) * 1964-05-08 1968-03-06 Standard Telephones Cables Ltd Improvements in or relating to a method of forming a layer of an inorganic compound
US3706597A (en) * 1970-11-23 1972-12-19 Ibm Glass vapor deposition on surfaces of semiconductor elements
US3808035A (en) * 1970-12-09 1974-04-30 M Stelter Deposition of single or multiple layers on substrates from dilute gas sweep to produce optical components, electro-optical components, and the like
DE2210742A1 (de) * 1972-03-06 1973-09-20 Siemens Ag Verfahren zur herstellung von metallbzw. metallegierungs-kohlenstoff-widerstaenden
US4058638A (en) * 1974-12-19 1977-11-15 Texas Instruments Incorporated Method of optical thin film coating
US3991228A (en) * 1975-01-27 1976-11-09 Rca Corporation Deposition of tin oxide films on glass
ATA261878A (de) * 1978-04-14 1979-05-15 Ver Edelstahlwerke Ag Verfahren zur herstellung beschichteter hart- metallkoerper
US4318029A (en) * 1980-05-12 1982-03-02 Hughes Aircraft Company Liquid metal ion source
US4367429A (en) * 1980-11-03 1983-01-04 Hughes Aircraft Company Alloys for liquid metal ion sources

Also Published As

Publication number Publication date
US4496843A (en) 1985-01-29
EP0066288A1 (en) 1982-12-08
EP0066288B1 (en) 1986-11-26
JPS611503B2 (cs) 1986-01-17
CS404882A2 (en) 1985-08-15
JPS57201527A (en) 1982-12-10
DE3274469D1 (en) 1987-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CS241509B2 (en) Method of metal ions forming
KR100883148B1 (ko) 이온 주입시 설비의 가동 시간을 늘리기 위한 방법과 장치
US5977552A (en) Boron ion sources for ion implantation apparatus
US8368309B2 (en) Method and apparatus for extracting ions from an ion source for use in ion implantation
CN101473073B (zh) 半导体加工系统的清洁
US7301160B2 (en) Ion sources
US20080223409A1 (en) Method and apparatus for extending equipment uptime in ion implantation
TW200849309A (en) Techniques for improving the performance and extending the lifetime of an ion source with gas mixing
US5313067A (en) Ion processing apparatus including plasma ion source and mass spectrometer for ion deposition, ion implantation, or isotope separation
US10109488B2 (en) Phosphorus or arsenic ion implantation utilizing enhanced source techniques
KR20120040192A (ko) 이온 소스 세정 종점 검출
KR20230163581A (ko) 이온 주입 시스템용 사플루오르화게르마늄과 수소 혼합물
JP2009283459A (ja) マルチモードイオン源
CN112655066B (zh) 使用镓的离子植入工艺及设备
Ranjan et al. Collisional detachment from atmospheric negative ions
US6998626B1 (en) Method of producing a dopant gas species
US4952294A (en) Apparatus and method for in-situ generation of dangerous polyatomic gases, including polyatomic radicals
Yabe et al. Plasma filament ion source for high current implanter
JP2004139913A (ja) イオンビーム発生装置、イオンビーム発生方法、イオン処理装置およびイオン処理方法
Lejeune et al. Small, simple and high efficiency arsenic ion source
Lehérissier et al. Recycling effect of germanium on ECR ion source
Minehara et al. Mass spectrometric study of the negatively-charged krypton and xenon monofluorides
KR100275398B1 (ko) 제어 메카니즘에 의해 이온 주입기 소스의 수명을 연장시키는방법
Dudnikov Surface Plasma Production of Negative Ions
van Voorthuysen New facility for simultaneous implantation and evaporation