JP2017515258A - ホウ素イオン注入中のイオン・ビーム電流及びパフォーマンスを向上させるためのホウ素含有ドーパント組成物、システム及びこれらの使用方法 - Google Patents
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Abstract
Description
イオン化テストを、11BF3だけのドーパント・ガス組成物から引き出されたイオン・ビームのイオン・ビーム・パフォーマンスを評価するために実行した(すなわち、図5においてサンプル「A」と示した)。チャンバの内部を、らせん状フィラメント及びらせん状フィラメントの軸に垂直に置かれたアノードを含むように組み立てられたイオン・ソースから構成した。基板プレートを、アノードの前に設置し、イオン化プロセス中にアノードを静止して保った。11BF3を、イオン・ソース・チャンバ中へと導入した。電圧をイオン・ソースに印加して、11BF3をイオン化させ、ホウ素イオンを生成した。測定したビーム電流を、図5に示す。
イオン化テストを、2.25%Xe+12.75%H2+85%11BF3からなるチャンバ内のドーパント・ガス組成物から得られたイオン・ビーム電流を評価するために実行した(すなわち、図5においてサンプル「B」と示した)。比較例1において基準テストを実行したときと同じイオン・ソース・チャンバを利用した。11BF3を、別個のソースとしてチャンバ中へと導入し、そして希釈剤キセノン/水素を、イオン・ソース・チャンバ中へともう1つのソースから導入した。11BF3及びキセノン/水素を、チャンバ内で2.25%Xe+12.75%H2+85%11BF3のドーパント・ガス組成物を生成するために必要な量で導入した。
イオン化テストを、97.5%11BF3+2.5%B2H6の混合物からなるチャンバ内のドーパント・ガス組成物から得られたイオン・ビーム電流を評価するために実行した(すなわち、図5においてサンプル「C」と示した)。純粋な11BF3を、1つのソースから流し、そして5%B2H6−11BF3の混合物を、もう1つのソースから流した。97.5%11BF3+2.5%B2H6を含む組成物を形成するために、構成成分をチャンバ中へと導入した。比較例1及び比較例2においてテストを実行したときと同じイオン・ソース・チャンバを利用した。
イオン化テストを、95%11BF3+5%B2H6の混合物からなるチャンバ内のドーパント・ガス組成物から得られるイオン・ビーム電流を評価するために実行した(すなわち、図5においてサンプル「D」と示した)。比較例1、比較例2及び比較例3においてテストを実行したときと同じイオン・ソース・チャンバを利用した。ドーパント・ガス組成物を、事前に混合し、シングル・ソースからチャンバ中へと導入した。
イオン化テストを、5%B2H6+5%H2+90%11BF3からなるチャンバ内のホウ素含有ドーパント・ガス組成物から得られたイオン・ビーム電流を評価するために実行した(すなわち、図5においてサンプル「E」と示した)。比較例1、比較例2、比較例3及び比較例4のテストを実行したときと同じイオン・ソース・チャンバを利用した。組成物を、シングル配送容器中へと事前に混合し、そこからイオン・ソース・チャンバへと配送した。
イオン化テストを、3%B2H6+5%H2+92%11BF3からなるホウ素含有ドーパント・ガス組成物から得られたイオン・ビーム電流を評価するために実行した(すなわち、図5においてサンプル「F」と示した)。比較例1、比較例2、比較例3及び比較例4のテストを実行したときと同じイオン・ソース・チャンバを利用した。組成物を、シングル配送容器中へと事前に混合し、そこからイオン・ソース・チャンバへと配送した。
Claims (15)
- 約0.1%〜10%の範囲にわたるレベルでのジボラン(B2H6)、約5%〜15%の範囲にわたるH2を含み、且つ残部が三フッ化ホウ素(BF3)であるホウ素含有ドーパント・ガス組成物であって、前記B2H6が、活性ホウ素イオンの発生及び注入中に利用されるイオン・ソースの動作アーク電圧で、前記BF3のイオン化断面積よりも大きいイオン化断面積を有するように選択される、ホウ素含有ドーパント・ガス組成物を含み、
前記ホウ素含有ドーパント・ガス組成物が、BF3から発生されるビーム電流と比較して、ホウ素イオン・ビーム電流を増加させ、イオン・ソース寿命を長くする、
ドーパント・ガス組成物。 - 前記B2H6が約2%〜5%であり、前記H2が約5%〜10%の範囲にわたるレベルであり、前記残部がBF3である、請求項1に記載のドーパント・ガス組成物。
- 前記B2H6、前記H2及び残部のBF3が、シングル貯蔵部及び配送ソースから供給される、請求項1に記載のドーパント組成物。
- 前記B2H6及びBF3が、前記イオン・ソースのチャンバ内で前記ホウ素含有ドーパント組成物を作り出すために別々の貯蔵部及び配送ソースに供給される、請求項1に記載のドーパント組成物。
- 前記ホウ素含有ガス組成物が、不活性ガスの欠如によって特徴付けられる、請求項1に記載のドーパント組成物。
- ホウ素イオン注入中に高めたビーム電流を供給するためのシステムであって、
アーク・チャンバ壁によって一部が画定されたイオン・ソース装置であり、前記チャンバは、少なくとも一部が前記チャンバ壁内に配置されたホウ素イオン・ソースを備える、イオン・ソース装置と、
前記イオン・ソース装置と流体連通する1つ又は複数の供給容器であり、ホウ素含有ドーパント・ガス組成物を貯蔵し、前記組成物が、約0.1%〜10%の範囲にわたるレベルでのB2H6、約5%〜15%の範囲にわたるH2を含み、且つ残部がBF3であり、前記B2H6が、活性ホウ素イオンの発生及び注入中に利用されるイオン・ソースの動作アーク電圧で、前記BF3のイオン化断面積よりも大きいイオン化断面積を有するように選択される、1つ又は複数の供給容器と、
前記1つ又は複数の供給容器に対応する1つ又は複数の供給物供給ラインであり、前記1つ又は複数の供給容器から前記チャンバ中へと前記壁を通って延びる、1つ又は複数の供給物供給ラインとを備え、
前記1つ又は複数の容器が、前記供給物供給ラインを通り且つ前記イオン・ソース装置中へと前記ホウ素含有ドーパント組成物を分配し、これにより前記ホウ素含有組成物をイオン化させ、これにより活性ホウ素イオンを発生させることを可能にするように構成され、
前記活性ホウ素イオンが、BF3から単独で発生されるビーム電流と比較して高いビーム電流を生成する、
システム。 - 前記B2H6が約2%〜5%であり、前記H2が約5%〜10%の範囲にわたるレベルであり、前記残部がBF3である、請求項6に記載のシステム。
- 第1の供給容器及び第2の供給容器が、ガス・キットの一部として設けられ、前記第1の供給容器が、H2との組合せでB2H6を含み、前記第2の供給容器が、BF3を含み、前記第1の供給容器及び前記第2の供給容器の各々が、前記チャンバ内でホウ素含有ドーパント組成物を生成するために制御された流量で前記イオン・ソース・チャンバへ、それぞれB2H6、H2及びBF3を分配し、前記B2H6が約2%〜5%であり、前記H2が約5%〜10%の範囲にわたるレベルであり、前記残部がBF3である、請求項6に記載のシステム。
- 前記ガス・キットが、前記第1の供給容器から第1の流量で前記B2H6及び前記H2の流れを調節するための第1の流量制御装置を備え、前記キットが、前記第2の供給容器から第2の流量で前記BF3の流れを調節するための第2の流量制御装置をさらに備える、請求項8に記載のシステム。
- シングル供給容器では、前記ホウ素含有ドーパント・ガス組成物が事前に混合され、さらに前記供給容器が、低大気圧貯蔵及び配送容器である、請求項6に記載のシステム。
- ホウ素イオン注入中のイオン・ビーム電流の品質を向上させるための方法であって、
約0.1%〜10%の範囲にわたるレベルでのB2H6、約5%〜15%の範囲にわたるH2、及びBF3として残部を含むホウ素含有ドーパント組成物を用意するステップと、
イオン・ソース・チャンバ中へと前記ホウ素含有ドーパント組成物を導入するステップと、
前記B2H6が前記BF3のイオン化断面積よりも大きいイオン化断面積を有する所定の動作アーク電圧で前記B2H6及び前記BF3をイオン化させるステップと、
活性ホウ素イオンを発生させるステップと、
BF3から単独で発生されるビーム電流と比較して長いソース寿命を有する高いビーム電流を生成するステップと
を含む方法。 - 前記ホウ素含有ドーパント組成物が、不活性ガスの欠如によって特徴付けられる、請求項11に記載の方法。
- 第1の供給容器及び第2の供給容器が、ガス・キットの一部として設けられ、前記第1の供給容器が、H2との組合せでB2H6を含み、前記第2の供給容器が、BF3を含み、前記チャンバ内で前記ホウ素含有ドーパント組成物を生成するために並行流方式又は逐次流方式で制御された流量で前記イオン・ソース・チャンバへ、前記第1の容器がB2H6及びH2を分配し、前記第2の容器が前記BF3を分配する、請求項11に記載の方法。
- 前記所定の動作アーク電圧が、約80V〜120Vの範囲にわたる、請求項11に記載の方法。
- シングル供給容器が、前記チャンバ中へと前記ホウ素含有ドーパント組成物を分配する、請求項11に記載の方法。
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