JP5999668B2 - マルチステップのイオンインプランテーション及びイオンインプランテーションシステム - Google Patents
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Description
102:上面
104:縁
106:周囲縁
108:中央部
110:イオンインプランテーションシステム
112:真空チャンバー形式のエンドステーション
114:イオンソース
115:磁石
116:チャンバー
118:フィラメント
120:元素ソース
121:プラズマイオンソース
122:イオン抽出部材/前加速ユニット
124:磁石
125:質量分析スリット
128:磁気四極レンズ
131:選択されたイオン
131A:電子/イオンプラズマ
132:真空コンジット
133:真空バルブ
134:真空ポンプ
135:固定具
136:電極
137:電源
138:ヒータ
140:支持部材
142:対向構造体
150:格子結晶構造
152:隙間空間
154:イオン
160:圧縮層
162:クラック
Claims (26)
- サファイア部材の表面をイオンインプランテーション装置に対して配向し、
サファイア部材の表面にイオンを向けて、その表面の下にイオンを埋め込むことを含む第1のインプランテーションステップを遂行し、
サファイア部材を加熱して、前記インプランテーションされたイオンをサファイア部材の深部層へ拡散し、
サファイア部材を冷却し、及び
サファイア部材の表面にイオンを向けて、その表面の下にイオンを埋め込むことを含む少なくとも第2のインプランテーションステップを遂行し、
前記サファイア部材を再配向し、
イオンインプランテーション濃度を選択し、そして
前記サファイア部材の二次表面にイオンを向けて、該二次表面の下にイオンを埋め込み、前記二次表面に圧縮応力を生成する、
という段階を備え、
前記第1のインプランテーションステップのイオンは、前記第2のインプランテーションステップのイオンとは異なること、
前記第1のインプランテーションステップのイオンは、前記第2のインプランテーションステップのイオンより高いエネルギーを有すること、及び、
前記第1のインプランテーションステップのイオンは、前記第2のインプランテーションステップのイオンより低いエネルギーを有すること、のうち少なくとも1つの条件を充足する方法。 - イオンは、1013から1019イオン/cm2のイオン濃度を達成するように前記表面に向けられる、請求項1に記載の方法。
- イオンは、前記表面にわたって濃度勾配をもつようにインプランテーションされる、請求項2に記載の方法。
- 前記表面は、異なるインプランテーションイオン濃度を各々有する少なくとも2つのゾーンを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記少なくとも2つのゾーンの第1ゾーンは、前記表面の周囲縁を含み、前記少なくとも2つのゾーンの第2ゾーンは、前記表面の中央部分を含む、請求項4に記載の方法。
- 前記二次表面の下の選択されたイオンインプランテーション濃度は、前記表面の下の対応するイオンインプランテーション濃度とは異なる、請求項1に記載の方法。
- 前記表面に向けられるイオン及び前記二次表面に向けられるイオンは、窒素イオン、アルゴンイオン、チタンイオン又は鉄イオンの1つ以上を含むように各々選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記選択されたイオンは、+1イオンを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記選択されたイオンは、+2イオンを含む、請求項7に記載の方法。
- イオンは、前記サファイア部材の一次格子層へ貫通しそして前記サファイア部材の一次格子層に埋め込まれる、請求項1に記載の方法。
- イオンは、前記サファイア部材の二次格子層へ貫通しそして前記サファイア部材の二次格子層に埋め込まれる、請求項1に記載の方法。
- サファイア表面の一部分をマスクして、サファイア表面のそのマスクされた部分のイオンインプランテーションを除外する段階を更に備えた、請求項1に記載の方法。
- サファイア部分の格子構造体へ第1イオンをインプランテーションするように構成された第1のイオンインプランテーション装置と、
サファイア部分の格子構造体へ第2イオンをインプランテーションするように構成された第2のイオンインプランテーション装置と、
前記第1イオンまたは第2イオンをインプランテーションすることによって退去させられた原子と置き換わるように、前記サファイア部分をアルミニウム原子または酸素原子の少なくとも1つに衝突させるように構成された原子衝突装置と、
サファイア部分を加熱してそのインプランテーションされたイオンを拡散できるように構成されたヒータと、
を備えたイオンインプランテーションシステム。 - 前記第1のイオンインプランテーション装置は、第1元素の前記第1イオンをインプランテーションし、そして前記第2のインプランテーション装置は、第2元素の前記第2イオンをインプランテーションする、請求項13に記載のシステム。
- サファイア部材の表面をイオンインプランテーション装置に対して配向し、
サファイア部材の表面に第1インプランテーションエネルギーを有する第1イオンを向けて、表面の下でサファイア部材へ埋め込むことを含む第1のインプランテーションステップを遂行し、及び
サファイア部材の表面に第2インプランテーションエネルギーを有する第2イオンを向けて、サファイア部材の表面の下で第1イオンとは異なる深さに埋め込むことを含む少なくとも第2のインプランテーションステップを遂行し、
前記第1のインプランテーションステップまたは第2のインプランテーションステップによって退去させられた原子と置き換わるように前記サファイア部材の表面を原子と衝突させ、前記第1イオンと第2イオンとが異なる原子である段階を備えた方法。 - 前記サファイア部材の表面で遂行されるアニールステップを更に含む、請求項15に記載の方法。
- 前記原子衝突ステップは、アルミニウム原子又は酸素原子の少なくとも一方を前記表面に衝突させることを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記第1及び第2イオンは、単一荷電又は二重荷電のものである、請求項15に記載の方法。
- 前記第1イオンは前記第2イオンとは異なる電荷を有する、請求項18に記載の方法。
- 前記サファイア部材を加熱して、インプランテーションされたイオンを拡散させることを更に含む、請求項18に記載の方法。
- サファイア部材の表面をイオンインプランテーション装置に対して配向し、
サファイア部材の表面に第1イオンを向けて、第1イオンを表面の下に埋め込むことを含む第1のインプランテーションステップを遂行し、
サファイア部材の表面に第2イオンを向けて、この第2イオンを前記第1イオンとは異なるターゲット深さで表面の下に埋め込むことを含む少なくとも第2のインプランテーションステップを遂行し、及び
アルミニウム原子及び酸素原子の少なくとも一方を前記サファイア部材の表面に衝突させる、
という段階を備えた方法。 - 異なるターゲット深さ間に前記第1及び第2イオンの一方又は両方をインプランテーションすることによりサファイア部材の応力曲線を平滑化する段階を更に含む、請求項21に記載の方法。
- 前記平滑化は、異なるターゲット深さ間に前記第1及び第2イオンの一方又は両方を拡散するための加熱ステップを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記第1及び第2イオンは、異なる電荷レベルを有する、請求項21に記載の方法。
- 前記第1及び第2イオンは、異なるインプランテーション濃度レベルでインプランテーションされる、請求項21に記載の方法。
- 前記第1及び第2イオンは、異なる元素である、請求項21に記載の方法。
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