DE102013108850A1 - Ionenquellenvorrichtungen und -verfahren - Google Patents
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Abstract
Eine Ionenquelle (25) weist eine Kammer (3'), die einen inneren Hohlraum für die Ionisation definiert, eine Elektronenstrahlquelle (15) an einem ersten Ende des inneren Hohlraums, einen Einlass (21) zum Einleiten ionisierbaren Gases in die Kammer (3') und einen Bogenschlitz zum Extrahieren von Ionen aus der Kammer (3'), auf. Die Kammer (3') weist eine elektrisch leitende Keramik auf.
Description
- Diese Offenbarung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum elektrischen Manipulieren von Teilchen und insbesondere Vorrichtungen und Verfahren zum Erzeugen von Ionen.
- Eine Ionenquelle ist eine Vorrichtung, die für das Erzeugen geladener Teilchen oder Ionen verwendet wird. Ionen haben sowohl in der Wissenschaft als auch in der Industrie mehrere Anwendungen. Eine Ionenquelle kann beispielsweise in Zusammenhang mit verschiedenen Spektrometern, Teilchenbeschleunigern oder Ionenimplantationseinrichtungen verwendet werden. Die Halbleiterdotierung ist insbesondere eine wichtige Anwendung von Ionenquellen, wobei dotierte Halbleiter eine Grundlage der modernen Elektronik bilden.
- Herkömmliche Ionenquellen haben gewöhnlich eine begrenzte Lebensdauer. Abhängig von dem verwendeten Plasma kann die Nutzungsdauer einer herkömmlichen Ionenquelle etwa 40 Stunden betragen.
- Bei einer ersten Implementation weist eine Ionenquelle eine Kammer auf, die einen inneren Hohlraum für die Ionisation definiert, eine Elektronenstrahlquelle an einem ersten Ende des inneren Hohlraums, einen Einlass zum Einleiten ionisierbaren Gases in die Kammer und einen Bogenschlitz zum Extrahieren von Ionen aus der Kammer. Die Kammer weist eine elektrisch leitende Keramik auf.
- In einer Ausgestaltung kann die Kammer zumindest teilweise von einem zweiten Material umhüllt sein. In noch einer Ausgestaltung kann das zweite Material Graphit aufweisen. In noch einer Ausgestaltung kann die elektrisch leitende Keramik eine Hexaboridsubstanz aufweisen. In noch einer Ausgestaltung kann die elektrisch leitende Keramik aus der folgenden Gruppe ausgewählt sein: Lanthanhexaborid (LaB6), Calciumhexaborid (CaB6), Cerhexaborid (CeB6) und Europiumhexaborid (EuB6). In noch einer Ausgestaltung kann die elektrisch leitende Keramik Lanthanhexaborid (LaB6) sein. In noch einer Ausgestaltung kann die Kammer ferner eine zweite Hexaboridsubstanz aufweisen. In noch einer Ausgestaltung kann die zweite Hexaboridsubstanz aus der folgenden Gruppe ausgewählt sein: Calciumhexaborid (CaB6), Cerhexaborid (CeB6) und Europiumhexaborid (EuB6). In noch einer Ausgestaltung kann die Elektronenstrahlquelle eine Elektronen erzeugende Kathode sein, die eine Substanz aufweist, die aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Wolfram (W), Molybdän (Mo) und Tantal (Ta).
- In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein. Verfahren zum Dotieren eines Halbleiters bereitgestellt, welches folgende Schritte aufweist: Ionisieren eines Gases innerhalb einer Kammer einer Ionenquelle, wobei die Kammer eine elektrisch leitende Keramik aufweist, Anordnen eines Targethalbleitermaterials in einem Implantationstargetbereich, Erzeugen eines Ionenstroms mit der Ionenquelle, Richten des Ionenstroms auf das Targethalbleitermaterial und Implantieren des Targethalbleiters mit Ionen aus dem Ionenstrom.
- In einer Ausgestaltung kann die Ionenquelle Folgendes aufweisen: einen inneren Hohlraum zur Ionisation, der durch die Kammer definiert ist, eine Elektronenstrahlquelle an einem ersten Ende des inneren Hohlraums, einen Einlass zum Einleiten eines ionisierbaren Gases in die Kammer und einen Bogenschlitz zum Extrahieren von Ionen aus der Kammer. In noch einer Ausgestaltung kann der Ionenstrom so erzeugt werden, dass er verhältnismäßig frei von Schwermetallen ist. In noch einer Ausgestaltung kann die elektrisch leitende Keramik eine Hexaboridsubstanz aufweisen. In noch einer Ausgestaltung kann die elektrisch leitende Keramik aus der folgenden Gruppe ausgewählt sein: Lanthanhexaborid (LaB6), Calciumhexaborid (CaB6), Cerhexaborid (CeB6) und Europiumhexaborid (EuB6). In noch einer Ausgestaltung kann die elektrisch leitende Keramik Lanthanhexaborid (LaB6) sein. In noch einer Ausgestaltung kann das Lanthanhexaborid (LaB6) in der Kammer den Ionenstrom verstärken. In noch einer Ausgestaltung kann das Gas ein Halogengas sein. In noch einer Ausgestaltung kann das Halogengas Germaniumtetrafluorid (GeF4) sein.
- In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Erzeugen eines Ionenstrahls bereitgestellt, welches folgende Schritte aufweist: Versorgen einer Ionenquelle mit Energie, welche aufweist: eine Kammer, die einen inneren Hohlraum für die Ionisation definiert, eine Elektronenstrahlquelle an einem ersten Ende des inneren Hohlraums, einen Einlass zum Einleiten ionisierbaren Gases in die Kammer und einen Bogenschlitz zum Extrahieren von Ionen aus der Kammer, wobei die Kammer eine elektrisch leitende Keramik aufweist, Einleiten eines Fluor (F) enthaltenden Gases in die Kammer durch den Einlass und Extrahieren von Ionen aus dem Bogenschlitz.
- In einer Ausgestaltung kann das Gas Germaniumtetrafluorid (GeF4) sein. In noch einer Ausgestaltung kann die Kammer zumindest teilweise durch ein zweites Material umhüllt sein. In noch einer Ausgestaltung kann das zweite Material Graphit aufweisen. In noch einer Ausgestaltung kann die elektrisch leitende Keramik eine Hexaboridsubstanz aufweisen. In noch einer Ausgestaltung kann die elektrisch leitende Keramik aus der folgenden Gruppe ausgewählt sein: Lanthanhexaborid (LaB6), Calciumhexaborid (CaB6), Cerhexaborid (CeB6) und Europiumhexaborid (EuB6). In noch einer Ausgestaltung kann die elektrisch leitende Keramik Lanthanhexaborid (LaB6) sein. In noch einer Ausgestaltung kann die Kammer ferner eine zweite Hexaboridsubstanz aufweisen. In noch einer Ausgestaltung kann die zweite Hexaboridsubstanz aus der folgenden Gruppe ausgewählt sein: Calciumhexaborid (CaB6), Cerhexaborid (CeB6) und Europiumhexaborid (EuB6). In noch einer Ausgestaltung kann die Elektronenstrahlquelle eine Elektronen erzeugende Kathode sein, die eine aus der folgenden Gruppe ausgewählte Substanz aufweist: Wolfram (W), Molybdän (Mo) und Tantal (Ta).
- Eines oder mehrere der folgenden Merkmale können aufgenommen sein. Die Kammer kann zumindest teilweise von einem zweiten Material umhüllt sein. Das das zweite Material kann Graphit aufweisen. Die elektrisch leitende Keramik kann eine Hexaboridsubstanz aufweisen. Die elektrisch leitende Keramik kann Lanthanhexaborid (LaB6), Calciumhexaborid (CaB6), Cerhexaborid (CeB6) und/oder Europiumhexaborid (EuB6) sein. Die Kammer kann ferner eine zweite Hexaboridsubstanz aufweisen. Die zweite Hexaboridsubstanz kann beispielsweise Calciumhexaborid (CaB6), Cerhexaborid (CeB6) und/oder Europiumhexaborid (EuB6) sein. Die Elektronenstrahlquelle kann eine Elektronen erzeugende Kathode mit Wolfram (W), Molybdän (Mo) und/oder Tantal (Ta) sein.
- Bei einer anderen Implementation weist ein Verfahren zum Dotieren eines Halbleiters folgende Schritte auf: Ionisieren eines Gases innerhalb einer Kammer einer Ionenquelle, Anordnen eines Targethalbleitermaterials in einem Implantationstargetbereich, Erzeugen eines Ionenstroms mit der Ionenquelle, Richten des Ionenstroms auf das Targethalbleitermaterial und Implantieren des Targethalbleiters mit Ionen aus dem Ionenstrom. Die Kammer weist eine elektrisch leitende Keramik auf.
- Es können ein oder mehrere der folgenden Merkmale enthalten sein. Die Ionenquelle kann aufweisen: einen inneren Hohlraum zur Ionisation, der durch die Kammer definiert ist, eine Elektronenstrahlquelle an einem ersten Ende des inneren Hohlraums, einen Einlass zum Einleiten eines ionisierbaren Gases in die Kammer und einen Bogenschlitz zum Extrahieren von Ionen aus der Kammer. Der Ionenstrom kann so erzeugt werden, dass er verhältnismäßig frei von Schwermetallen ist. Die elektrisch leitende Keramik kann eine Hexaboridsubstanz umfassen. Die elektrisch leitende Keramik kann Lanthanhexaborid (LaB6), Calciumhexaborid (CaB6), Cerhexaborid (CeB6) und/oder Europiumhexaborid (EuB6) sein. Die elektrisch leitende Keramik kann Lanthanhexaborid (LaB6) sein. Das Lanthanhexaborid (LaB6) in der Kammer kann den Ionenstrom verstärken. Das Gas kann ein Halogengas sein. Das Halogengas kann Germaniumtetrafluorid (GeF4) sein.
- Bei einer anderen Implementation weist ein Verfahren zum Erzeugen von Ionen folgende Schritte auf: Versorgen einer Ionenquelle mit Energie, Einleiten eines Fluor (F) enthaltenden Gases in eine Kammer durch einen Einlass und Extrahieren von Ionen aus einem Bogenschlitz. Die Ionenquelle weist eine Kammer auf, die einen inneren Hohlraum für die Ionisation definiert, eine Elektronenstrahlquelle an einem ersten Ende des inneren Hohlraums, einen Einlass zum Einleiten ionisierbaren Gases in die Kammer und einen Bogenschlitz zum Extrahieren von Ionen aus der Kammer. Die Kammer weist eine elektrisch leitende Keramik auf.
- Eines oder mehrere der folgenden Merkmale können enthalten sein. Das Gas kann Germaniumtetrafluorid (GeF4) sein. Die Kammer kann zumindest teilweise von einem zweiten Material umhüllt sein. Das zweite Material kann Graphit aufweisen. Die elektrisch leitende Keramik kann eine Hexaboridsubstanz aufweisen. Die elektrisch leitende Keramik kann Lanthanhexaborid (LaB6), Calciumhexaborid (CaB6), Cerhexaborid (CeB6) und/oder Europiumhexaborid (EuB6) sein. Die elektrisch leitende Keramik kann Lanthanhexaborid (LaB6) sein. Die Kammer kann ferner eine zweite Hexaboridsubstanz aufweisen. Die zweite Hexaboridsubstanz kann beispielsweise Calciumhexaborid (CaB6), Cerhexaborid (CeB6) und/oder Europiumhexaborid (EuB6) sein. Die Elektronenstrahlquelle kann eine Elektronen erzeugende Kathode mit Wolfram (W), Molybdän (Mo) und/oder Tantal (Ta) sein.
- Zum weiteren Erklären der vorstehenden und anderer Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung wird eine eingehendere Beschreibung der Erfindung mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen davon gegeben, die in der anliegenden Zeichnung dargestellt sind. Es sei bemerkt, dass diese Zeichnung nur typische Ausführungsformen der Erfindung zeigt und sie daher nicht als ihren Schutzumfang einschränkend anzusehen ist. Die Erfindung wird unter Verwendung der anliegenden Zeichnung in weiteren Einzelheiten und Details beschrieben und erklärt. Es zeigen:
-
1A eine Ionenquelle und1B eine detaillierte Ansicht der Kathode aus1A , -
2 eine Ionenquelle gemäß einem Aspekt der Offenbarung, -
3 ein Verfahren zum Erzeugen von Ionen, beispielsweise zur Ionenimplantation, gemäß einem Aspekt der Offenbarung, -
4 ein Verfahren zum Dotieren eines Halbleiters gemäß einem Aspekt der Offenbarung und -
5 einen Vergleich der Erhöhung und Verringerung des Gewichts mehrerer Komponenten zwischen den mit Bezug auf die1 und2 beschriebenen Ionenquellen, wenn Germaniumtetrafluorid (GeF4) verwendet wird. - Nun wird auf Figuren Bezug genommen, in denen gleiche Strukturen mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es sei bemerkt, dass die Zeichnung aus Diagramm- und Schemadarstellungen als Beispiel dienender Ausführungsformen der Erfindung besteht und die vorliegende Erfindung nicht einschränkt sowie nicht notwendigerweise maßstabsgerecht ist.
-
1A zeigt eine Ionenquelle, und1B zeigt eine detaillierte Ansicht der Kathode aus1A . Insbesondere zeigt1A eine Ionenquelle1 , die eine Kammer3 , eine Kathode15 und eine Abstoßungselektrode19 aufweist. Die Kammer3 weist vier Seitenwände5 ,7 ,9 ,11 und einen Boden13 auf, wobei die Abstoßungselektrode19 entlang der Seitenwand5 angeordnet ist, während die Kathode15 und die Kathodenmutter17 entgegengesetzt dazu entlang der Seitenwand7 angeordnet sind. Beim Betrieb stellt die Kathode15 einen Elektronenstrom innerhalb der Kammer3 bereit. Die Kathode15 und die Abstoßungselektrode19 bestehen häufig aus Wolfram (W) oder aus Legierungen davon. Der Boden13 und die Seitenwände5 ,7 ,9 und11 bestehen in diesem Beispiel aus Molybdän (Mo) und sind nach einiger Verwendung im Betrieb dargestellt. - Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Innere einer Ionenquelle elektrisch leitend sein, um den Elektronenfluss aus dem Inneren ableiten zu können.
- Während der Verwendung wird ein Quellengas, wie Germaniumtetrafluorid (GeF4) in die Kammer
3 eingeleitet, um ein Plasma zu erzeugen. Wie dargestellt hat das Halogen während des Betriebs mit dem Boden13 und den Seitenwänden5 ,7 ,9 ,11 reagiert und eine Ablation davon hervorgerufen. Ein Teil der abgetragenen Materialien setzt sich dann wieder auf der Kathode15 und der Abstoßungselektrode19 ab. - Nadelkristalle
23 , wie sie beispielsweise in1B dargestellt sind, sind durch diese Ablagerung auf der Kathode15 gewachsen, und Elektronen treten daher nicht mehr direkt aus der Kathode15 aus, sondern werden vielmehr durch Nadelkristalle23 von der Kathode15 abgegeben. Weil die Elektronen nicht mehr direkt von der Kathode15 abgegeben werden können, kann die Ausgabe der Ionenquelle1 abnehmen. Wenn dieser Leistungsverlust im Betrieb nicht mehr in der Ionenquelle1 eingestellt werden kann, muss eine kostspielige Wartung an der Ionenquelle1 ausgeführt werden, wodurch die Ionenquelle möglicherweise während einer längeren Zeit außer Betrieb gesetzt wird. -
2 zeigt eine Ionenquelle gemäß einem Aspekt der Offenbarung. Ähnlich1 weist die Ionenquelle25 in2 eine Kammer3' auf, welche einen Boden13' sowie Wände5' ,7' ,9' und11' aufweist. Es sind auch eine Kathode15 zum Erzeugen eines Elektronenstrahls und eine Abstoßungselektrode19 dargestellt. Ein Einlass21 zum Einleiten ionisierbaren Gases in die Kammer3' ist in2 auch detailliert dargestellt. Im Gegensatz zu1 besteht die Kammer3' in2 aus einer elektrisch leitenden Keramik. Beispielsweise besteht die Kammer3' aus Lanthanhexaborid (LaB6). Es ist jedoch zu verstehen, dass die Kammer3' auch mit anderen elektrisch leitenden Keramiken hergestellt werden kann. Beispielsweise wird erwogen, dass Zusammensetzungen mit Lanthanhexaborid (LaB6) und anderen Hexaboriden, wie Calciumhexaborid (CaB6), Cerhexaborid (CeB6) und/oder Europiumhexaborid (EuB6) innerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung geeignet sein können und Vorteile gegenüber der ausschließlichen Verwendung von Lanthanhexaborid (LaB6) oder anderen elektrisch leitenden Keramiken bieten können. Ähnlich können die Kathode15 und die Abstoßungselektrode19 aus Materialien, wie Wolfram (W), Molybdän (Mo), Tantal (Ta) oder Kombinationen davon bestehen. Die Kammer3' ist entlang dem Boden13' und den Seitenwänden5' ,7' ,9' ,11' mit einem anderen Material26 , wie Graphit, umhüllt. - Die Kammer
3' definiert einen inneren Hohlraum für die Ionisation, während die Oberseite der Kammer3' offen dargestellt ist. Typischerweise kann die Oberseite einen Bogenschlitz bereitstellen, an dem Ionen während des Betriebs aus der Kammer3' extrahiert werden können.3 zeigt ein Verfahren zur Erzeugung von Ionen, beispielsweise zur Ionenimplantation gemäß einem Aspekt der Offenbarung. Insbesondere weist das Verfahren27 bei29 das Versorgen der Ionenquelle mit Energie, bei31 das Einleiten eines Fluor (F) enthaltenden Gases in die Kammer durch den Einlass und bei33 das Extrahieren von Ionen aus dem Bogenschlitz, auf. Beim Einleiten31 eines Fluor (F) enthaltenden Gases in die Kammer3' durch den Einlass21 kann die chemische Verbindung beispielsweise Germaniumtetrafluorid (GeF4) sein. Germaniumtetrafluorid (GeF4) ist ein in Ionenimplantationssystemen üblicherweise verwendetes ionisierbares Gas. - Während der Verwendung trägt ein angewendetes Halogen, wie Germaniumtetrafluorid (GeF4), das LaB6 bei
3' nicht schnell vom Boden13' und vier Seitenwänden5' ,7' ,9' ,11' ab, wie es beim Boden13 und vier Seitenwänden5 ,7 ,9 ,11 der Fall wäre, wie mit Bezug auf1 erörtert wurde. Weil es in2 eine viel geringere Abtragung von der Kammer3' gibt, wobei sie beispielsweise Lanthanhexaborid (LaB6) aufweist, hat die Kammer3' eine längere Nutzungsdauer und kann nach einer geringen Reinigung als solche wieder verwendet werden. Ferner wird sehr wenig Material auf der Kathode15 und der Abstoßungselektrode19 abgelagert, so dass sich Nadelkristalle23 nicht schnell bilden. Daher treten Elektronen optimal weiter direkt aus der Kathode15 aus, und die Ausgabe der Ionenquelle25 bleibt stabil. Die Lebensdauer der Ionenquelle25 ist dadurch erheblich länger als jene der Ionenquelle1 . - Überdies hat eine aus Lanthanhexaborid (LaB6) bestehende innere Ionisationsseitenbasis einen geringeren Elektronenemissionsgrad, und die Kammer auf Lanthanhexaborid-(LaB6)-Basis scheint den Ionenstrom verglichen mit traditionellen Materialien, wie Wolfram (W), zu verstärken. In diesem Zusammenhang soll die Verstärkung des Ionenstroms bedeuten, dass er in geringerem Maße abgeschwächt wird oder die Stärke oder Leistung des Ionenstroms vergrößert oder erhöht wird, ohne die Ionisationseingaben entsprechend zu erhöhen. Ein zusätzlicher Vorteil der Verwendung der Kammer
4 auf Lanthanhexaborid-(LaB6)-Basis besteht darin, dass der erzeugte Ionenstrom verhältnismäßig frei von Schwermetallen ist und dass die Gefahr einer Kontamination durch Verunreinigungen im Ionenstrom erheblich verringert wird. -
4 zeigt ein Verfahren zum Dotieren eines Halbleiters gemäß einem Aspekt der Offenbarung. Das Verfahren35 zum Dotieren eines Halbleiters weist bei37 das Ionisieren eines Gases innerhalb einer Kammer einer Ionenquelle auf, wobei die Kammer Lanthanhexabord (LaB6) aufweist, bei39 das Anordnen eines Targethalbleitermaterials in einem Implantationstargetbereich, bei41 das Erzeugen eines Ionenstroms mit der Ionenquelle, bei43 das Richten des Ionenstroms auf das Targethalbleitermaterial und bei45 das Implantieren des Targethalbleiters mit Ionen aus dem Ionenstrom. - Der Ionenstrom wird so erzeugt, dass er verhältnismäßig frei von Schwermetallen ist. Das Verfahren
35 und die Ionenquelle25 können beispielsweise verwendet werden, um einen solchen Ionenstrom zu erzeugen, das verhältnismäßig frei von Schwermetallen ist. - Weil innerhalb der Kammer
4 der Ionenquelle25 nur eine geringe oder keine Ablation auftritt, neigt die Ionenquelle dazu, einen Ionenstrom zu erzeugen, der verhältnismäßig rein ist. Das heißt, dass ein mit der Ionenquelle25 oder entsprechend dem Verfahren35 erzeugter Ionenstrom dazu neigt, von Schwermetallen verhältnismäßig frei zu sein, weil es unwahrscheinlich ist, dass eine Ablation von Schwermetallen innerhalb der Kammer3 der Ionenquelle25 auftritt. Dementsprechend besteht gemäß einem Aspekt der Offenbarung ein geringeres Risiko einer Kontamination nach dem Verfahren35 hergestellter Halbleiterprodukte. - Ähnlich den vorstehend beschriebenen Aspekten hat sich das Verfahren
35 als besonders vorteilhaft erwiesen, beispielsweise wenn Germaniumtetrafluorid (GeF4) mit der Ionenquelle25 angewendet wird. Das Lanthanhexaborid (LaB6) wird nicht schnell abgetragen und wieder innerhalb der Kammer abgelagert. - Insbesondere vergleicht
5 die Erhöhung und Verringerung des Gewichts mehrerer Komponenten zwischen den mit Bezug auf die1 und2 beschriebenen Ionenquellen, wenn Germaniumtetrafluorid (GeF4) verwendet wird. Insbesondere wird in der Balkengraphik47 die mit Bezug auf1 beschriebene Ionenquelle als ”Kammer auf Wolframbasis” bezeichnet, während die mit Bezug auf2 und nachfolgende Figuren beschriebene Ionenquelle als ”Kammer auf LaB6-Basis” bezeichnet wird. Die Balkengraphik47 weist neun verschiedene Messungen auf, wobei jede gemessene Komponente die Messung der Kammer auf LaB6-Basis als einen Balken auf der linken Seite zeigt, während die Messungen der Kammer auf Wolframbasis rechts dargestellt sind. - In Bezug auf die Seite
5 in der Balkengraphik47 war die Gewichtsänderung der Seite5' in der Kammer auf LaB6-Basis unmessbar klein und ist demgemäß nicht dargestellt. Ebenso war die Gewichtsänderung für die Kammer auf LaB6-Basis bei der Abstoßungselektrode19 unmessbar klein und ist daher nicht dargestellt. Bei Seite7 war die Gewichtsänderung in der Kammer auf Wolfram-(W)-Bass unmessbar klein und ist demgemäß nicht dargestellt. Die Kathode15 und die Kathodenmutter17 sind nicht einzeln dargestellt, sondern vielmehr als eine kombinierte Messung dargestellt. Die Kammern auf Wolfram- und LaB6-Basis wurden auch sowohl mit Graphit- als auch mit Wolframbogenschlitzen gemessen, wie dargestellt ist. - Die Balkengraphik
47 fasst einen vorstehend mit Bezug auf die Ionenquelle25 mit der Kammer4 , welche in der Balkengraphik39 als ”Kammer auf LaB6-Basis” bezeichnet ist, beschriebenen Vorteil zusammen. Insbesondere geschieht während des Betriebs einer Ionenquelle mit einer Kammer auf LaB6-Basis nur eine geringe Ablation und Neuablagerung. - Die hier beschriebenen Ausführungsformen ermöglichen es Fachleuten auf diese Weise, die Erfindung nachzubilden und zu verwenden, und es wird die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann in anderen spezifischen Formen verwirklicht werden, ohne von ihrem Gedanken oder ihren wesentlichen Merkmalen abzuweichen. Die beschriebenen Ausführungsformen sind in allen Hinsichten nur als erläuternd und nicht als einschränkend anzusehen. Der Schutzumfang der Erfindung wird daher durch die anliegenden Ansprüche und nicht durch die vorhergehende Beschreibung angegeben. Alle Änderungen, die innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der Ansprüche liegen, sollen innerhalb ihres Schutzumfangs liegen.
Claims (23)
- Ionenquelle (
25 ), welche aufweist: eine Kammer (3' ), die einen inneren Hohlraum für die Ionisation definiert, eine Elektronenstrahlquelle (15 ) an einem ersten Ende des inneren Hohlraums, einen Einlass (21 ) zum Einleiten ionisierbaren Gases in die Kammer (3' ) und einen Bogenschlitz zum Extrahieren von Ionen aus der Kammer (3' ), wobei die Kammer (3' ) eine elektrisch leitende Keramik aufweist. - Ionenquelle (
25 ) nach Anspruch 1, wobei die Kammer (3' ) zumindest teilweise von einem zweiten Material umhüllt ist; wobei vorzugsweise das zweite Material Graphit aufweist. - Ionenquelle (
25 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elektrisch leitende Keramik eine Hexaboridsubstanz aufweist. - Ionenquelle (
25 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elektrisch leitende Keramik aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Lanthanhexaborid (LaB6), Calciumhexaborid (CaB6), Cerhexaborid (CeB6) und Europiumhexaborid (EuB6). - Ionenquelle (
25 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elektrisch leitende Keramik Lanthanhexaborid (LaB6) ist; - Ionenquelle (
25 ) nach Anspruch 5, wobei die Kammer (3' ) ferner eine zweite Hexaboridsubstanz aufweist; wobei vorzugsweise die zweite Hexaboridsubstanz aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Calciumhexaborid (CeB6), Cerhexaborid (CeB6) und Europiumhexaborid (EuB6). - Ionenquelle (
25 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Elektronenstrahlquelle (15 ) eine Elektronen erzeugende Kathode (15 ) ist, die eine Substanz aufweist, die aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Wolfram (W), Molybdän (Mo) und Tantal (Ta). - Verfahren zum Dotieren eines Halbleiters, welches folgende Schritte aufweist: Ionisieren eines Gases innerhalb einer Kammer (
3' ) einer Ionenquelle (25 ), wobei die Kammer (3' ) eine elektrisch leitende Keramik aufweist, Anordnen eines Targethalbleitermaterials in einem Implantationstargetbereich, Erzeugen eines Ionenstroms mit der Ionenquelle (25 ), Richten des Ionenstroms auf das Targethalbleitermaterial und Implantieren des Targethalbleiters mit Ionen aus dem Ionenstrom. - Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Ionenquelle (
25 ) Folgendes aufweist: einen inneren Hohlraum zur Ionisation, der durch die Kammer (3' ) definiert ist, eine Elektronenstrahlquelle (15 ) an einem ersten Ende des inneren Hohlraums, einen Einlass (21 ) zum Einleiten eines ionisierbaren Gases in die Kammer (3' ) und einen Bogenschlitz zum Extrahieren von Ionen aus der Kammer (3' ). - Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Ionenstrom so erzeugt wird, dass er verhältnismäßig frei von Schwermetallen ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die elektrisch leitende Keramik eine Hexaboridsubstanz aufweist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die elektrisch leitende Keramik aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Lanthanhexaborid (LaB6), Calciumhexaborid (CaB6), Cerhexaborid (CeB6) und Europiumhexaborid (EuB6).
- Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die elektrisch leitende Keramik Lanthanhexaborid (LaB6) ist.
- Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Lanthanhexaborid (LaB6) in der Kammer (
3' ) den Ionenstrom verstärkt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei das Gas ein Halogengas ist; wobei vorzugsweise das Halogengas Germaniumtetrafluorid (GeF4) ist.
- Verfahren zum Erzeugen eines Ionenstrahls, welches folgende Schritte aufweist: Versorgen einer Ionenquelle (
25 ) mit Energie, welche aufweist: eine Kammer (3' ), die einen inneren Hohlraum für die Ionisation definiert, eine Elektronenstrahlquelle (15 ) an einem ersten Ende des inneren Hohlraums, einen Einlass (21 ) zum Einleiten ionisierbaren Gases in die Kammer (3' ) und einen Bogenschlitz zum Extrahieren von Ionen aus der Kammer (3' ), wobei die Kammer (3' ) eine elektrisch leitende Keramik aufweist, Einleiten eines Fluor (F) enthaltenden Gases in die Kammer (3' ) durch den Einlass (21 ) und Extrahieren von Ionen aus dem Bogenschlitz. - Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Gas Germaniumtetrafluorid (GeF4) ist.
- Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Kammer (
3' ) zumindest teilweise durch ein zweites Material umhüllt ist; wobei vorzugsweise das zweite Material Graphit aufweist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die elektrisch leitende Keramik eine Hexaboridsubstanz aufweist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die elektrisch leitende Keramik aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Lanthanhexaborid (LaB6), Calciumhexaborid (CaB6), Cerhexaborid (CeB6) und Europiumhexaborid (EuB6).
- Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die elektrisch leitende Keramik Lanthanhexaborid (LaB6) ist.
- Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Kammer (
3' ) ferner eine zweite Hexaboridsubstanz aufweist. wobei vorzugsweise die zweite Hexaboridsubstanz aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Calciumhexaborid (CaB6), Cerhexaborid (CeB6) und Europiumhexaborid (EuB6). - Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, wobei die Elektronenstrahlquelle (
15 ) eine Elektronen erzeugende Kathode (15 ) ist, die eine aus der folgenden Gruppe ausgewählte Substanz aufweist: Wolfram (W), Molybdän (Mo) und Tantal (Ta).
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