JP2009506580A - 代替フッ化ホウ素前駆体を使用するホウ素イオン注入および注入のための大きな水素化ホウ素の形成 - Google Patents
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Abstract
Description
・固体コンテナおよび輸送ラインを熱追跡することは、費用がかかり、煩わしく、イオン注入器においては実施することが難しく、装置の改装が困難であり、失敗しやすい。
・バランスのとれていない熱負荷は、冷たいスポットでの濃縮に至る可能性があり、詰まり又は不均一な流量をもたらす。
・固体物質に加えられた過剰な熱は、分解に至る可能性があり、不純物および不均一な流量をもたらす。
・昇華した物質の流量は、蒸発器の利用可能な表面積に左右される。時が経つにつれて、固体が使い尽くされ(または劣化し)、再結晶されるので、蒸発器の表面積が減少し、詰められる蒸発器の寿命の間に、流量の減少を招く。
・ツール内の物質の量を測定することが非常に困難であり、蒸気圧のみに基づいている。
・ツールへの物質の供給を制御することが困難であり、かつ費用がかかる。
・デカボランおよびオクタデカボラン物質は、高価である。
・イオン供給源に隣り合う蒸発器の設置は、熱追跡される輸送ラインを注入器内部に設置することに関する問題を最小限にするように、多くの場合、行われるが、安全および法律上の懸念に帰結し得る危険な行為である。
真空チャンバー(または真空容器、真空槽もしくは減圧チャンバー)内の気化したホウ素含有ドーパント種を、イオン化条件にてイオン化し、ホウ素含有イオンを生じさせること;および
ホウ素含有イオンを、電場により加速させて、ホウ素含有イオンをデバイスの基体に注入すること
を含み、
ホウ素含有ドーパント種が、BF3以外の種から実質的に成る
方法に関する。
真空チャンバー(または真空容器もしくは真空槽)にて、気化したフッ化ホウ素ドーパント種を、イオン化条件にてイオン化し、ホウ素含有イオンを生じさせること;および
ホウ素含有イオンを、電場により加速させて、ホウ素含有イオンをデバイスの基体に注入すること
を含み、
フッ化ホウ素ドーパント種が、B2F4、B(BF2)3CO、BF2CH3、BF2CF3、BF2Cl、BFCl2、BF(CH3)2、NOBF4、NH4BF4、H2BF7、H2B2F6、H4B4F10、H2BFO2、H2B2F2O3、H2B2F2O6、H2B2F4O2、H3BF2O2、H4BF3O2、H4BF3O3、B8F12、B10F12、および(F2B)3BCOから成る群から選択された化合物を含む
方法に関する。
ホウ素含有ガス供給源;
ホウ素含有ガス供給源からのホウ素含有ガスが、より高次のホウ素含有クラスターへ転換することを誘発する容器;
ホウ素含有ガス供給源と反応器を、相互に繋ぐフロー回路;および
必要に応じて、前記フロー回路内で、質量または圧力コントローラ
を含む供給源に関する。
本発明は、効率、MTBFおよびイオン注入器の寿命を向上させるために、三フッ化ホウ素よりも容易に劈開する、代替のホウ素含有前駆体を使用する、ホウ素含有イオンに富むイオンビームを生成することに関する。
Claims (67)
- ホウ素含有イオンを注入する方法であって、
気化したホウ素含有ドーパント種を真空チャンバー内で、イオン化条件にて、イオン化して、ホウ素含有イオンを生成すること;および
ホウ素含有イオンを電場により加速して、ホウ素含有イオンをデバイスの基体に注入すること
を含み、
ホウ素含有ドーパント種が三フッ化ホウ素を含まない、
方法。 - ホウ素含有ドーパント種が、B2F4、B(BF2)3CO、BF2CH3、BF2CF3、BF2Cl、BFCl2、BF(CH3)2、NOBF4、NH4BF4、H2BF7、H2B2F6、H4B4F10、H2BFO2、H2B2F2O3、H2B2F2O6、H2B2F4O2、H3BF2O2、H4BF3O2、H4BF3O3、B8F12、B10F12、および(F2B)3BCOから成る群より選択される化合物を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ホウ素含有ドーパント種が、B2F4を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ホウ素含有ドーパント種が、ガスを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記ホウ素含有ドーパント種が、固体および液体から成る群より選択される、物理的な相を含む、請求項2に記載の方法。
- 前記ホウ素含有ドーパント種を含む原料を、気化条件にて気化して、気化したホウ素含有ドーパント種を生成することをさらに含む、請求項5に記載の方法。
- 前記気化条件が、前記原料を圧力差に付すことを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記気化条件が、前記原料を加熱することを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記イオン化条件が、電気アークで誘発されるイオン化を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記基体が、半導体の基体、フラットパネルディスプレイ、およびマイクロ電子機械システム(MEMS)から成る群より選択される物品を構成する、請求項1に記載の方法。
- ホウ素含有イオン注入の後に、基体をアニーリングすることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 希ガスを、真空チャンバーにて、又は真空チャンバーの上流にて、導入することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記希ガスが、前記ホウ素含有ドーパント種のイオン化を助ける、請求項12に記載の方法。
- 前記希ガスが、ネオン、アルゴン、クリプトンおよびキセノンから成る群より選択される種を含む、請求項12に記載の方法。
- 前記ホウ素含有イオンが、B+およびBF2 +から成る群より選択されるカチオンを含む、請求項1に記載の方法。
- ホウ素含有イオンを注入する方法であって、
気化したフッ化ホウ素ドーパント種を、真空チャンバーで、イオン化条件にてイオン化して、ホウ素含有イオンを生成すること;および
前記ホウ素含有イオンを電場により加速して、ホウ素含有イオンをデバイスの基体に注入すること
を含み、
フッ化ホウ素ドーパント種が、B2F4、B(BF2)3CO、BF2CH3、BF2CF3、BF2Cl、BFCl2、BF(CH3)2、NOBF4、NH4BF4、H2BF7、H2B2F6、H4B4F10、H2BFO2、H2B2F2O3、H2B2F2O6、H2B2F4O2、H3BF2O2、H4BF3O2、H4BF3O3、B8F12、B10F12、(F2B)3BCOおよびそれらの組み合わせから成る群より選択される化合物を含む、
方法。 - 前記フッ化ホウ素ドーパント種が、B2F4を含む、請求項16に記載の方法。
- 前記フッ化ホウ素ドーパント種が、ガスを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記フッ化ホウ素ドーパント種が、固体および液体から成る群より選択される、物理的な相を含む、請求項16に記載の方法。
- 前記フッ化ホウ素ドーパント種を含む原料を、気化条件にて気化して、気化したフッ化ホウ素ドーパント種を生成することをさらに含む、請求項19に記載の方法。
- 前記気化条件が、前記原料を圧力差に付すことを含む、請求項20に記載の方法。
- 前記気化条件が、前記原料を加熱することを含む、請求項20に記載の方法。
- 前記イオン化条件が、電気アークで誘発されるイオン化を含む、請求項16に記載の方法。
- 前記基体が、半導体の基体、フラットパネルディスプレイ、およびマイクロ電子機械システム(MEMS)から成る群より選択される物品を構成する、請求項16に記載の方法。
- 前記ホウ素含有イオン注入の後に、基体をアニーリングすることをさらに含む、請求項16に記載の方法。
- 希ガスを、真空チャンバーにて、又は真空チャンバーの上流にて、導入することをさらに含む、請求項16に記載の方法。
- 前記希ガスが、前記フッ化ホウ素ドーパント種のイオン化を助ける、請求項26に記載の方法。
- 前記希ガスが、ネオン、アルゴン、クリプトンおよびキセノンから成る群から選択される種を含む、請求項26に記載の方法。
- 前記ホウ素含有イオンが、B+およびBF2 +から成る群より選択されるカチオンを含む、請求項26に記載の方法。
- 前記フッ化ホウ素ドーパント種が、BF3をさらに含む、請求項16に記載の方法。
- B2F4、B(BF2)3CO、BF2CH3、NOBF4、NH4BF4、H2BF7、H2B2F6、H4B4F10、H2BFO2、H2B2F2O3、H2B2F2O6、H2B2F4O2、H3BF2O2、H4BF3O2、H4BF3O3、B8F12、B10F12、(F2B)3BCO、およびそれらの組み合わせから成る群より選択される、少なくとも一つのフッ化ホウ素ドーパント種を含み、
ホウ素イオンを基体に注入するための供給源として使用するのに適している、
試薬組成物。 - 前記組成物が、実質的に三フッ化ホウ素を含まない、請求項31に記載の試薬組成物。
- 希ガスをさらに含む、請求項31に記載の試薬組成物。
- BF3をさらに含む、請求項31に記載の試薬組成物。
- ホウ素含有ドーパント種がおよび希ガスを含む、気相試薬組成物。
- BF3、B2F4、B(BF2)3CO、BF2CH3、BF2CF3、BF2Cl、BFCl2、BF(CH3)2、NOBF4、NH4BF4、H2BF7、H2B2F6、H4B4F10、H2BFO2、H2B2F2O3、H2B2F2O6、H2B2F4O2、H3BF2O2、H4BF3O2、H4BF3O3、B8F12、B10F12、および(F2B)3BCO、およびそれらの組み合わせから成る群より選択される、少なくとも一つのフッ化ホウ素ドーパント種;および
希ガス
を含み、
ホウ素含有イオンをマイクロ電子デバイスの基体に注入する供給源として使用するのに適した
気相試薬組成物。 - a)ホウ素含有ガスを供給すること;および
b)前記ホウ素含有ガスを、より高次のホウ素含有クラスターに変換することを誘発すること
を含む、クラスターホウ素を注入するための水素化ホウ素前躯体を生成する方法。 - 前記ホウ素含有ガスが、ジボランおよびペンタボランから成る群より選択される、請求項37に記載の方法。
- 前記ホウ素含有ガスのより高次のホウ素含有クラスターへの変換を誘発することを、反応器において実施し、
前記反応器を、加熱反応器;触媒反応器;加熱触媒反応器;UVランプ;電気的放電、マイクロ波放電もしくは高周波放電またはプラズマを含む反応器;充填反応器;多段階加熱反応器;ホットプレート;高圧反応器;および同心管状反応器から成る群より選択する、
請求項37に記載の方法。 - 前記ホウ素含有ガスのより高次のホウ素含有クラスターへの変換を誘発することを、反応器内において実施し、反応器がさらに触媒を含む、
請求項37に記載の方法。 - 触媒を、鉄、アルミニウム、銅、アルミナ、白金、ホウ素、炭素、及び活性炭から成る群より選択する、請求項40に記載の方法。
- より高次なホウ素含有クラスターへの変換を誘発することが、ホウ素含有ガスを加熱することを含む、請求項37に記載の方法。
- より高次なホウ素含有クラスターへの変換を誘発することが、熱エネルギまたはプラズマエネルギを、前記ホウ素含有ガスに、反応器内で供給することを含む、請求項37に記載の方法。
- より高次なホウ素含有クラスターへの変換を誘発することが、反応器内で、ホウ素含有ガスに、多段階温度勾配を与えることを含む、請求項37に記載の方法。
- より高次なホウ素含有クラスターへの変換を誘発することを、室温から400℃の範囲内にある温度にて実施する、請求項37に記載の方法。
- より高次なホウ素含有クラスターへの変換を誘発することを、真空から1000psiの範囲内にある圧力にて実施する、請求項37に記載の方法。
- より高次なホウ素含有クラスターへの変換を誘発するよりも前に、またはそれと同時に、反応体を加えることをさらに含む、請求項37に記載の方法。
- クラスターホウ素注入のための水素化ホウ素前駆体を供給する方法であって、
a)ホウ素含有ガスを供給すること;
b)ホウ素含有ガスをより高次のホウ素含有クラスターへ変換することを誘発すること;および
c)より高次のホウ素含有クラスターを、クラスターホウ素を注入するツールに供給すること
を含む、方法。 - 前記ホウ素含有ガスを、ジボランおよびペンタボランから成る群より選択する、請求項48に記載の方法。
- 前記変換を、前記ツールに隣り合って配置された反応器において実施する、請求項48に記載の方法。
- 前記変換を、前記ツールの内部に配置された反応器において実施する、請求項48に記載の方法。
- 前記変換を、加熱反応器;触媒反応器;加熱触媒反応器;UVランプ;電気的放電、マイクロ波放電もしくは高周波放電またはプラズマを含む反応器;充填反応器;多段階加熱反応器;ホットプレート;高圧反応器;および同心管状反応器から成る群より選択する反応器において、実施する、請求項48に記載の方法
- 前記変換を、触媒を含む反応器において実施する、請求項48に記載の方法。
- 前記触媒を、鉄、アルミニウム、銅、アルミナ、白金、ホウ素、炭素、及び活性炭から成る群より選択する、請求項53に記載の方法。
- より高次のホウ素含有クラスターへの変換を誘発することが、前記ホウ素含有ガスを加熱することを含む、請求項48に記載の方法。
- より高次のホウ素含有クラスターへの変換を誘発することが、ホウ素含有ガスに熱エネルギまたはプラズマエネルギを前記ホウ素含有ガスに供給することを含む、請求項48に記載の方法。
- より高次のホウ素含有クラスターへの変換を誘発することが、前記ホウ素含有ガスに、多段階温度勾配を与えることを含む、請求項48に記載の方法。
- より高次のホウ素含有クラスターへの変換を誘発することを、室温から400℃の範囲内にある温度にて実施する、請求項48に記載の方法。
- より高次のホウ素含有クラスターへの変換を誘発することを、真空から1000psiの範囲内にある圧力にて実施する、請求項48に記載の方法。
- 反応体を、より高次なホウ素含有クラスターへの変換を誘発することよりも前に、またはそれと同時に、添加することをさらに含む、請求項48に記載の方法。
- a)ホウ素含有ガス供給源;
b)前記ホウ素含有ガスの供給源からのホウ素含有ガスが、より高次のホウ素含有クラスタへ変換することを誘発するようにした、反応器;
c)ホウ素含有ガス供給源と反応器を相互に接続するフロー回路;および
d)必要に応じて、フロー回路内の質量または圧力コントローラ
を含む、水素化ホウ素前駆体の供給源。 - 前記ホウ素含有ガス供給源が、ジボランを含む、請求項61に記載の水素化ホウ素前駆体の供給源。
- 前記ホウ素含有ガス供給源が、ボラン混合物を含む、請求項61に記載の水素化ホウ素前駆体の供給源。
- 請求項61に記載の水素化ホウ素前駆体の供給源、および
水素化ホウ素供給源と流体連通するように接続した、マイクロ電子デバイスの製造ツール
を含む、マイクロ電子デバイスの製造設備。 - 前記製造ツールがイオン注入器を含む、請求項64に記載のマイクロ電子デバイスの製造設備。
- 請求項48に記載の方法で形成された、クラスターホウ素種を用いて、クラスターホウ素イオン注入を含む、マイクロ電子デバイスの製造方法。
- 請求項48に記載の方法で形成された、クラスターホウ素種を利用することを含む、クラスターホウ素イオンを注入する方法。
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