KR20020012515A - 대체가능하고 스퍼터링가능한 고체 소스 재료를 구비한이온소스 - Google Patents

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Abstract

이온 주입기용 이온소스(10)는, (ⅰ) 챔버벽들(12)에 의해서 적어도 부분적으로 형성되고, 스퍼터링 가스가 주입되어 들어가는 입구(45)와 이온빔(B)이 추출될 때 거치게 되는 개구(18)를 구비한 이온화 챔버(14)와; (ⅱ) 스퍼터링 가스를 이온화하여 스퍼터링 플라즈마를 형성하는 이온화 전자 소스(44)와; (ⅲ) 스퍼터링가능한 반사전극(100)으로 구성된다. 상기 스퍼터링가능한 반사전극은 (a) 전자소스에 의해 방사된 전자들을 반사시킬 뿐 아니라 (b) 전자소스에 의해 이온화될 수 있는 스퍼터링될 재료의 소스를 제공한다. 상기 스퍼터링가능한 반사전극(100)은 스퍼터링가능한 재료로 만들어진 슬러그(108)를 구비하고, 이온화 챔버(14) 내에 슬러그를 착탈하기 위한 장착구조물(102,104)을 또한 구비하여, 상기 슬러그가 상기 장착구조물에 착탈가능하게 한다. 상기 스퍼터링가능한 재료는 다음 원소들: 알루미늄(Al), 붕소(B), 베릴륨(Be), 탄소(C), 세슘(Cs), 게르마늄(Ge), 몰리브덴(Mo), 안티몬(Sb), 또는 실리콘 중 어느 하나 또는 이들 원소 중 어느 하나를 포함하는 화합물로 이루어질 수 있다. 상기 반사전극(100)은, 이온화 챔버벽들(12)에 대하여 음으로 바이어스되고, 연속적, 가변적으로 바이어스되어 그 결과 넓은 동적 범위를 갖는 이온빔 전류를 제공한다.

Description

대체가능하고 스퍼터링가능한 고체 소스 재료를 구비한 이온소스{ION SOURCE HAVING REPLACEABLE AND SPUTTERABLE SOLID SOURCE MATERIAL}
본 발명은 일반적으로 이온 주입기와 같은 반도체 제조공정 시스템 분야에 관한 것이며, 특히 이온 주입기 등에 사용하기 위한 이온소스로서, 대체가능하고 스퍼터링(sputtering)이 가능한 고체 소스 재료를 내장하고 있는 이온소스에 관한 것이다.
대규모 집적회로 제조에 있어서, 이온 주입은 실리콘 웨이퍼와 같은 워크피이스(workpiece)를 불순물로 도핑하기 위한 표준으로 적용되는 기술이 되고 있다. 종래의 이온 주입 시스템들은, 소정 에너지를 갖는 이온빔을 형성하기 위하여 가속되는 소정의 도펀트(dopant) 성분을 이온화하는 이온소스를 포함한다. 이온빔이 워크피이스의 표면에 인가되어 워크피이스에 도펀트 성분을 주입한다. 이온빔의 여기이온들은 워크피이스의 표면에 침투하여 워크피이스 재료의 결정 격자 매립되어 소정의 도전 영역을 형성한다. 주입 공정은 일반적으로 고진공 처리 챔버에서 수행되는데, 이러한 고진공 처리 챔버에 의해 잔여 가스 분자와의 충돌로 인한 이온빔의 분산을 막고, 공기로 운반되는 미립자들에 의해 워크피이스가 오염될 위험을 최소화한다.
이온선량 및 에너지는 주입 단계를 실행하는데 사용되는 가장 중요한 두 가지 변수이다. 이온선량은 소정의 반도체 재료에 주입되는 이온의 농도와 관련이 있다. 통상, (일반적으로 수십 밀리암페아(mA)의 이온빔 전류를 생성하는 것이 가능한)고전류 주입기들은 고선량 주입에 사용되는 반면에, 중간 전류 주입기들은(일반적으로 약 1mA의 빔 전류까지 생성가능한) 더 낮은 선량 주입에 사용된다. 이온 에너지는 반도체 장치의 접합 깊이를 제어하는데 사용된다. 이온빔을 포함하는 이온들의 에너지 레벨들에 의해 주입되는 이온들의 심도가 결정된다. 대부분의 반도체 장비에서 역행성 우물(retrograde well)들을 형성하기 위해 사용되는 에너지 레벨과 같은 고에너지 처리는 수 메가전자볼트(MeV)까지의 주입을 필요로 하는 반면, 얕은 접합들은 단지 1킬로전자볼트(keV) 이하의 에너지를 필요로 할 수 있다.
종래의 이온소스들은 압축가스로 된 소스로부터 직접 혹은 고체가 기화한 고체로부터 직접 얻어지는 이온화가능한 도펀트 가스를 이용한다. 일반적인 소스 원소들은 붕소(B), 인(P), 갈륨(Ga), 인듐(In), 안티몬(Sb), 비소(As)이다. 이러한 소스 원소들은 고체 상태 혹은 가스 상태로 제공될 수 있는데, 예를 들어 붕소는 고체 상태(B)로 제공될 수 있으며 삼염화붕소(BF3)와 같이 가스 상태로도 제공될 수 있다. 하지만, BF3는 BF3의 불소성분에 의해 주입기 표면에 부식이 일어날 뿐 아니라 유독성이며 가연성이라는 불리한 조건을 가진다.
고체 혹은 가스 상태에서 이온화를 위한 원자를 얻기 위한 통상의 이온소스(10)가 도 1에 도시되어 있다. 이러한 타입의 이온소스는 애노드 기능을 하는 아크챔버(arc chamber)(AC)와 캐소드 기능을 하는 필라멘트(F)를 내부에 구비한다. 작동시에, 아크전압이 필라멘트(F)와 아크챔버(AC)의 벽 사이에 가해진다. 여기된 필라멘트는 전기적으로 접지된(즉, 상대적으로 양으로 바이어스된) 챔버벽쪽으로 가속되어지는 고에너지 전자들(E)을 열이온적으로 방사한다. 붕소 또는 인을 포함하는 가스는 입구(I)를 경유하여 아크챔버에 공급된다.
반사전극(R)은 아크챔버(AC) 내부에 필라멘트(F) 반대쪽으로 위치한다. 반사전극은, 필라멘트방사 전자들(E)이 필라멘트와 반사전극 사이의 이온화 영역 내에 있는 경로(P1)에 구속되도록 필라멘트방사 전자들(E)을 정전기적으로 반사시킨다. 전자들(E)은 이온화 영역에 있는 가스 분자들과 충돌하여 가스 분자들을 해리 및/또는 이온화시키는데, 이 때 이온화가능한 가스 분자와의 충돌 회수는 최대화된다. 필라멘트방사 전자들(E)에 의해 이들 가스 분자들의 외각에서 전자가 제거되면 양이온들이 만들어진다. 이 방법에서, 생성된 플라즈마에는 적어도 부분적으로 양전하를 띈 이온들이 포함되어 있다. 일반적으로 양전하를 띈 이온빔은, 음으로 바이어스된 전극(도시 안됨)에 의하여 대체로 아크챔버에 있는 소스 개구(aperture)(SA)를 통하여 이러한 플라즈마로부터 유인된다.
소스 자석(SM)은 아크챔버를 따라 자장을 형성하여 이 아크챔버내에서의 이온화 효율을 증가시킨다. 자장은 아크챔버를 통하여 이동하는 전자들(E)의 경로(P1)를 나선형으로 만드는데, 이로써 가스 분자와의 충돌을 더욱 증가시켜 유용한 이온들을 더 많이 만들 수 있다. 소스 자석 전류는 추출된 이온빔 전류와 이온빔 품질을 최대화하도록 조정된다.
반사전극(R)은 일반적으로 몰리브덴과 같은 금속으로 만들어진다. 반사 전극은 플로팅(floating) 전위로 존재할 수 있다. 세라믹 절연체(C)는 아크챔버의 벽들로부터 필라멘트와 반사 전극 모두를 절연시키고, 아크챔버의 벽은 일반적으로 접지전위로 유지된다. 따라서, 필라멘트(F)와 반사전극(R)은 서로로부터 그리고 아크챔버벽으로부터 전기적으로나 열적으로 분리되어 있다.
이온들이 고체 소스로부터 얻어질 필요가 있을 때, 96년 12월 26일에 출원된 일본 특허출원번호 1996-356494(98년 7월 21일에 공개된 공개번호 10-188833)에서와 마찬가지로, 아크챔버의 벽들은 붕소와 같은 스퍼터링가능한 소스 재료로 만들어지거나 채워질 수 있다. 이와 같은 스퍼터 이온소스에 있어서, 아르곤(Ar)과 같은 불활성 운반 가스는 입구(I)를 경유하여 아크챔버(AC)에 공급된 후 필라멘트(F)에 의해 이온화되어 이온화된 플라즈마를 생성한다. 그 때에 이온화된 플라즈마 스퍼터는 붕소라이너(boron liner)로부터 재료를 에칭하며, 이어서 붕소라이너로부터의 재료가 필라멘트(F)에서 방사된 전자들에 의해서 해리 및/또는 이온화된다. 그 결과로서 생기는 양(positive)의 붕소 이온들과 음의 아르곤 이온들이 이온빔의 형태로 소스 개구(SA)를 통하여 추출된다. 이어서 추출된 이온빔을 질량분석하여 아르곤 이온들을 제거하면 실질적으로 이온화된 붕소 원자로 구성된 이온빔이 생성된다.
하지만, 기지의 스퍼터 이온소스들에서는, 스퍼터링 공정에 의해서 충분히 부식되어진 후에 대체될 스퍼터링 가능한 벽 라이너들이 필요하다. 게다가, 반사 전극은 시간이 지나면 부식될 수 있기 때문에 보수되어야만 한다. 더 나아가, 스퍼터링가능한 벽 라이너들이 교체되어 다른 이온 종류(예를 들어, 붕소(B)에서 인(P)으로)를 생성하여도, 미리 반사전극상에 코팅된 스퍼터링된 재료가 이온 종류 오염의 위험을 일으킬 수 있다. 그러므로, 이온빔 종류 변경을 위해서는, 스퍼터링가능한 벽 라이너들과 반사전극 모두가 교체되어야만 한다.
따라서, 본 발명의 목적은, 이온 주입기 이온소스용의 스퍼터링가능한 고체 소스 재료를 포함하면서, 소스 재료를 변경하는데 요구되는 보수를 최소화하는 메카니즘을 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은 반사전극 기능도 하고 스퍼터링가능한 고체 소스 재료 기능도 하는 이온 주입기 이온소스용 반사전극을 제공하는 데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 반사전극에 공급된 전압을 동적으로 제어함으로써 이온빔의 특성을 제어하기 위한 메카니즘을 제공하는 데 있다.
도 1은 종래의 이온소스의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 원리에 따라 구성된 이온소스의 단면도이다.
도 3은 도 2의 이온소스의 반사전극 부분의 단면도이다.
도 4는 도 2의 이온소스에 전력을 공급하는 전원을 나타내는 개략적인 전기블록선도이다.
도 5는 반사전극 전원 제어회로의 개략적인 전기블록선도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 상세한 부호의 설명
10 : 이온소스 12 : 챔버벽
14 : 이온화 챔버 18 : 개구
44 : 앤드캡 캐소드 45 : 입구
100 : 반사전극 102 : 나사형 블록
104 : 고정 요소 108 : 스퍼터 전극 슬러그
110 : 전기절연체 114 : 반사전극 전원
122 : 제어기 124 : 이온빔 전류 피드백 신호
128 : 제어신호
이온주입기용 이온소스는 (ⅰ) 챔버벽들로 형성되고, 스퍼터링 가스가 주입되어 들어가는 입구와 이온빔이 추출될 때 거치게 되는 개구를 구비한 이온화 챔버와; (ⅱ) 스퍼터링 가스를 이온화하여 스퍼터링 플라즈마를 형성하는 이온화 전자 소스와; (ⅲ) 상기 챔버내에 배치된 스퍼터링가능한 반사전극으로 구성된다. 스퍼터링가능한 반사전극은 (ⅰ) 전자 소스에 의해서 방사된 전자를 반사시킬 뿐만 아니라 (ⅱ) 전자 소스에 의해서 이온화될 수 있는 스퍼터링될 재료의 소스를 제공한다. 스퍼터링가능한 반사전극은 스퍼터링가능한 재료로 된 슬러그(slug)를 구비하고, 이온화 챔버내에 슬러그를 장착하기 위한 장착구조물도 구비하여, 슬러그가 장착구조물에 착탈가능하게 만들어진다.
스퍼터링가능한 재료는 다음 원소들: 알루미늄(Al), 붕소(B), 베릴륨(Be), 탄소(C), 세슘(Cs), 게르마늄(Ge), 몰리브덴(Mo), 안티몬(Sb), 실리콘(Si) 중 어느하나 또는 이들 원소 중 어느 하나를 포함하고 있는 화합물로 이루어질 수 있다. 반사전극은 이온화 챔버 벽에 대하여 음으로 바이어스되고, 연속적, 가변적으로 바이어스되어 그 결과 넓은 동적범위를 갖는 이온빔 전류를 제공한다.
도면을 참조하면, 도 2는 본 발명의 반사전극(100)을 구비한 이온 주입기용 이온소스(10)를 나타낸 것이다. 이온소스(10)는 플라즈마가 내부에 형성되는 이온화 챔버(14)로부터의 챔버벽(12)을 포함한다. 소스 개구판(16)은, 플레이트에 형성된 개구(18)를 구비하고, 이 개구에 의해 이온빔(B)이 추출전극들(20,22)에 의하여 경로(P2)를 따라 이온화 챔버 외부로 유도될 수 있다.
추출전극들은 일반적으로 개구판(16) 및 다른 이온소스 벽들(12)에 대하여 음으로 바이어스되어, 이온화 챔버에서 추출된 이온빔이 우선 양이온으로 구성될 수 있다. 알루미늄 지지다리(24)와 지지다리(26)는 각각 하프링(28)과 하프링(30)을 지지하는데, 하프링(28)과 하프링(30) 각각은 소스하우징(34)의 흑연삽입물들(32)을 통해 이온빔(B)을 유도한다.
이온소스 어셈블리 지지관(36)은 이온화 챔버를 에워싸 지지하고 장착플랜지(38)에 접해 있다. 절연체(40)는 소스하우징(34)에 있는 장착플랜지(38)와 장착플랜지(42)를 전기적으로 절연시킨다. 절연체(40)는 이온들을 내부에서 생성하고 아크챔버(14)로부터 이온을 가속시키는데 필요한 여기전압으로부터 소스하우징(34)을 절연시킨다.
이온화 챔버(14)의 챔버 벽들(12) 내부에는, 직접적으로 가열된 캐소드 내에 적어도 부분적으로 포함된 필라멘트(도시 않음)가 챔버의 한쪽 단부에 위치하고,반사전극(100)이 캐소드의 반대쪽 다른 단부에 위치한다. 아르곤(Ar)과 같은 스퍼터링 가스가 입구(45)를 거쳐 이온화 챔버(14)로 주입되고, 필라멘트가 여기되어 열이온적으로 전자를 방사한다. 이들 필라멘트방사 전자들은 직접 가열된 캐소드(44)를 향하여 가속되어 캐소드와 접촉하게 되고, 캐소드는 아크챔버(14) 내부로 전자들을 차례로 방사한다. 다음에 설명되는 바와 같이, 음전위에 있는 반사전극(또는 안티캐소드)(100)은 엔드캡(endcap) 캐소드(44)로 되돌아오는 전자들을 반사시킨다. 따라서 반사전극(100)은 챔버내의 이러한 캐소드방사 전자들을 중심에 구속시키는 기능을 하고, 챔버 내의 중앙에서 이들 전자들은 스퍼터링 가스 분자들과 많은 충돌을 하여 분자들의 이온화를 일으킨다.
이온화 챔버는 소스 어셈블리 지지관(36)에 장착된 자기 어셈블리로 둘러싸여 있는데, 이 자기 어셈블리는 (ⅰ) 한 쌍의 코일로 감겨있는 환상요크(46)와, (ⅱ) 직경방향으로 서로 반대편에 위치하고 요크(46)로부터 연장하는 자극들(48)과, (ⅲ) 각각의 자극(48)에 부착된 차폐부(50)를 구비한다. 비자성차폐부(52)가 자기 어셈블리 전체를 둘러싸고 있어 역류하는 전자들로부터 어셈블리를 보호한다. 자장이 이온화 챔버(14) 내부에 집중되어 플라즈마 이온화율을 향상시킨다.
이온화 챔버(14)에서 생성된 이온화 스퍼터링 가스는 도 3에 더욱 자세하게 도시된 반사전극(100)에 충돌하는 스퍼터링 플라즈마를 형성한다. 스퍼터링 플라즈마는 +10V와 -10V 사이의 낮은 플라즈마 전위에 있다. 도시된 바와 같이, 반사전극(100)은, 실리콘 카바이드(SiC) 나사형 블록(102)과, 나삿니(106)에 의해서 나사형 블록(102)과 나사결합한 SiC 나사형 고정 요소 또는 슬리브(104)와, 슬리브(104)에 의해 블록(102)에 고정된 스퍼터 전극 슬러그(108)를 포함한다. 스퍼터 전극 슬러그(108)는 알루미늄(Al), 붕소(B), 베릴륨(Be), 탄소(C), 세슘(Cs), 게르마늄(Ge), 몰리브덴(Mo), 안티몬(Sb), 실리콘(Si), 혹은 그 외의 적당한 재료로 이루어질 수 있다. 일반적으로, 적당한 재료라면 섭씨 800도 이상에서 용융점을 가질 것이다. 나사형 블록과 나사형 고정 슬리브 구조에 의해 다양한 성분 혹은 그 화합물로 된 스퍼터 전극 슬러그(108)들이 용이하게 교체될 수 있다.
전극 재료는 소스가 작동하는 동안에 멀리 스퍼터링되어 이온화된 스퍼터링 가스에 의해서 이온화되는 이온가능한 재료의 원소 소스를 제공할 수 있다. 양전하를 띈 이온빔은 추출전극들(20,22)(다시 도 2 참조)에 의해서 이온화 챔버로부터 소스 개구판(16)을 거쳐 추출된다. 다음에, 질량 분석 자석이 스퍼터 전극(예를 들어, 붕소)으로부터 생성된 양전하 이온들로부터 스퍼터링 가스(예를 들어, 아르곤)의 양전하 이온을 제거하여 소정의 이온빔을 생성한다.
비록 아르곤과 같은 비활성 스퍼터링 가스의 사용을 설명했지만, 본 발명은 붕소 반사전극에 스퍼터링 가스로 BF3를 사용하고 인 반사전극에 스퍼터링 가스로 인 가스를 사용할 수 있다. 뒤에 얘기한 두 경우에 있어서, 스퍼터링 가스의 이온화에 따라, 스퍼터링에 의해 발생된 이온 생산량과 그에 수반되는 반사전극 재료의 이온화가 향상된다. BF3와 붕소 스퍼터 반사전극의 경우에 있어서, 30mA의 B+ 전류가 20KeV의 이온빔 에너지 레벨에서만 얻어졌다.
반사전극(100)은 전기 절연체(110)에 의해서 이온화 챔버벽(12)으로부터 절연되어있다. 나사형 블록상의 스템(stem)(112)은 벽(12)을 통과하여 반사전극 전원(114)(도 4에 도시됨)에 연결되기 위한 수단이다. 전원(114)은 반사전극을 (전기적으로 접지시킨 챔버벽(12)에 대하여) 전기적 음으로 바이어스시키는데 이용된다. 이와 같이, 반사전극은 이온화 챔버(14)내에 갇힌 캐소드방사 전자들을 반사시키는데 효과적으로 작용한다. 바람직하게는, 전원(114)은 10A로 하여 반사전극에 -2KV까지 공급할 수 있다. 일반적으로, 반사전극은 접지시킨 챔버벽에 대하여 약 -600V로 바이어스된다.
반사전극 전원(114) 외에도, 아크전원(116)이 엔드캡 캐소드(44)를 접지시킨 챔버벽(12)에 대하여 음으로 바이어스하는데 사용된다. 음으로 바이어스됨으로써 얼마간의 캐소드방사 전자들이 가속되어 스퍼터링 가스의 이온화를 위해 필요한 아크를 생성할 수 있다. 아크전원(116)은 바람직하게 7A로 하여 -150V까지 공급할 수 있다. 일반적으로, 아크전원은 약 -110V에서 가동한다.
캐소드 전원(118)은 앤드캡 캐소드를 필라멘트에 대하여 양으로 바이어스시키도록 설치된다. 이러한 양의 바이어스에 의해 필라멘트방사 전자들이 앤드캡 캐소드(44) 쪽으로 가속되어, 이온화 챔버 내부에 캐소드방사 전자들을 생성한다. 캐소드 전원(118)은 바람직하게 1.6A로 하여 -600V까지 공급할 수 있다. 일반적으로, 앤드캡 캐소드(44)는 챔버벽의 로컬 그라운드 이하의 400V에서 500V사이의 전위에서 유지된다.
마지막으로, 필라멘트 전원(120)은 필라멘트가 열이온적으로 전자를 생성할 수 있도록 필라멘트에 전압을 가하기 위해서 설치된다. 필라멘트 전원(120)은 바람직하게 60A로 하여 10V까지 공급할 수 있다. 일반적으로, 필라멘트 전원(120)은, 앤드캡 캐소드(44)를 가열하기에 충분한 앤드캡 전압 이하의 5V에서 10V 사이에서 작동되어 앤드캡 캐소드(44)가 전자들을 열이온적으로 챔버 내부로 방사할 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 반사전극 전원(114)은 가변적으로 만들어져서 이온빔 전류를 제어에 도움을 줄 수 있다. 일반적으로, 반사전극 전압이 높으면 높을수록[챔버벽들(12)에 대하여 훨씬 더 음일수록], 이온화된 스퍼터링 가스와 충돌에 의해서 주어지는 에너지는 더 커지고, 그 결과 챔버로부터 회수되는 이온빔 전류는 더 커진다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제어기(122)는 이온빔 전류 피드백 신호(124)와 이온빔 전류 목표치 신호(126)를 입력 신호로 사용한다. 제어기는 신호(122)를 신호(124)와 비교하여 그 둘간의 차에 기초한 제어신호(128)를 반사전극 전원(114)으로 출력한다. 이와 같이, 도시된 폐루프 제어 시스템은, 이온빔 전류의 실시간 측정에 기초하여 반사전극 전원 전압을 연속적으로 변화시키는데 사용되어 이온빔 전류를 원하는 레벨로 제어할 수 있다.
게다가, 스퍼터링 가스가 이온화 챔버에 제공될 때의 압력은 또한 스퍼터 전극(108)의 스퍼터링 정도에 영향을 주어, 이온빔의 빔 전류에도 영향을 줄 수 있다. 이와 같이, 스퍼터링 가스 압력을 제어하고 반사전극 전원 전압을 제어하기 위한 제어 시스템을 넓은 동적범위를 갖는 이온빔 전류를 공급하는데 이용할 수 있다. 스퍼터링 가스 압력 제어 시스템은 제어기(122)와 유사한 제어기를 사용할 수 있으며, 또한 이온빔 전류 피드백 신호(124)와 이온빔 전류 목표치 신호(126)를 사용한다.
지금까지, 이온소스용 반사전극의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 이전에 설명한 것을 염두에 두면, 이 설명은, 단지 예로서 이루어진 것이고 본 발명은 여기서 설명된 특정한 실시예들에만 국한된 것이 아니며, 아래의 청구항 및 그와 동등한 것들에 의해 규정된 본 발명의 범위에서 벗어남 없이도 이전에 설명한 것에 관하여 다양한 재배치, 변형, 대용들이 구현될 수 있음이 이해된다.
본 발명에 따른 이온 주입기 이온소스용 반사전극은 반사전극 기능도 하고 스퍼터링가능한 고체 소스 재료 기능도 한다.
또한, 본 발명에 따른 메카니즘은 이온 주입기 이온소스용의 스퍼터링가능한 고체 소스 재료를 포함하면서, 소스 재료를 변경하는데 요구되는 보수를 최소화할 뿐 아니라, 반사전극에 공급된 전압을 동적으로 제어함으로써 이온빔의 특성을 제어할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (16)

  1. 이온 주입기용 이온소스(10)에 있어서,
    (ⅰ) 챔버벽들(12)에 의해 적어도 부분적으로 형성되고, 스퍼터링 가스가 주입되어 들어가는 입구(45)와, 이온빔(B)이 추출될 때 거치게 되는 개구(18)를 구비한 이온화 챔버(14)와;
    (ⅱ) 스퍼터링 가스를 이온화하여 스퍼터링 플라즈마를 형성하는 이온화 전자 소스(44); 및
    (ⅲ) (a) 상기 이온화 전자 소스에 의해 방사된 전자들을 반사시키고 (b)상기 전자 소스에 의해 이온화될 수 있는 스퍼터링되는 재료의 소스를 제공하기 위한 스퍼터링 가능한 반사전극(100)을 구비한 것을 특징으로 하는 이온소스(10).
  2. 제1항에 있어서, 상기 스퍼터링가능한 반사전극(100)이 스퍼터링가능한 재료로 된 슬러그(108)를 포함하고, 또 상기 이온화 챔버(14) 내부에 상기 슬러그를 장착하기 위한 장착구조물(102,104)을 포함하며, 상기 슬러그가 상기 장착구조물에 착탈가능한 것을 특징으로 하는 이온소스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스퍼터링가능한 반사전극(100)과 상기 전자 소스(44)는 상기 이온화 챔버(14)의 마주보는 단부들에 장착되는 것을 특징으로 하는 이온소스.
  4. 제2항에 있어서, 상기 장착구조물(102,104)은 실리콘 카바이드(SiC)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온소스.
  5. 제2항에 있어서, 상기 스퍼터링가능한 재료의 용융점이 섭씨 800도 이상인 것을 특징으로 하는 이온소스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 스퍼터링가능한 재료는 다음 원소들: 알루미늄(Al), 붕소(B), 베릴륨(Be), 탄소(C), 세슘(Cs), 게르마늄(Ge), 몰리브덴(Mo), 안티몬(Sb) 또는 실리콘 중 어느 하나 또는 상기 원소들 중 어느 하나를 포함하는 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온소스.
  7. 제6항에 있어서, 상기 이온화 전자 소스는 앤드캡 캐소드(44)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 가열된 필라멘트를 구비하는 것을 특징으로 하는 이온소스.
  8. 제2항에 있어서, 상기 반사전극(100)이 상기 이온화 챔버벽들(12)로부터 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 이온소스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 반사전극(100)이 상기 이온화 챔버벽들(12)에 대하여 음으로 바이어스되는 것을 특징으로 하는 이온소스.
  10. 제9항에 있어서, (ⅰ) 상기 반사전극(100)을 상기 이온화 챔버벽들(12)에 대하여 음으로 바이어스시키기 위한 가변 전원(114)과; (ⅱ) 상기 음의 바이어스를 변화시키기 위하여 수신된 이온빔 전류 피드백 신호(124)에 부분적으로 기초한 제어 신호(128)를 상기 반사 전극 전원(114)으로 출력하기 위한 제어기(122)를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 이온소스.
  11. (ⅰ) 이온화된 가스에 의해서 스퍼터링될 수 있는 재료로 구성된 스퍼터 전극 슬러그(108)와;
    (ⅱ) 상기 전극 슬러그를 장착하기 위한 블록(102); 및
    (ⅲ) 상기 블록(102)에 상기 스퍼터 전극 슬러그(108)를 착탈가능하게 하기 위한 고정 요소(104)를 구비하며, 상기 스퍼터 전극 슬러그가 (a) 이온화된 가스 내에 포함된 전자들을 반사시킬 뿐 아니라 (b) 상기 이온화된 가스에 의해 이온화될 수 있는 스퍼터링된 재료의 소스를 제공하는 것을 특징으로 하는 이온 주입기에 사용하기 위한 이온소스(10)용 반사전극(100).
  12. 제11항에 있어서, 상기 고정 요소(104)에 상기 블록(102)을 장착하고, 상기 스퍼터 전극 슬러그(108)를 상기 블록에 장착하는 것을 특징으로 하는 반사전극.
  13. 제11항에 있어서, 상기 고정 요소(104)와 상기 블록(102)은 실리콘카바이드(SiC)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사전극.
  14. 제11항에 있어서, 상기 스퍼터링가능한 재료의 용융점이 섭씨 800도 이상인 것을 특징으로 하는 반사전극.
  15. 제11항에 있어서, 상기 스퍼터링가능한 재료가 다음 원소들: 알루미늄(Al), 붕소(B), 베릴륨(Be), 탄소(C), 세슘(Cs), 게르마늄(Ge), 몰리브덴(Mo), 안티몬(Sb), 또는 실리콘(Si) 중 하나 또는 상기 원소들 중 하나가 포함된 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사전극.
  16. 제11항에 있어서, (ⅰ) 상기 반사전극(100)을 전기적 음으로 바이어스시키기 위한 가변 전원(114)과; (ⅱ) 상기 음의 바이어스를 변화시키기 위하여 상기 이온 주입기로부터 수신된 이온빔 전류 피드백 신호(124)에 일부 기초한 제어 신호(128)를 상기 반사전극 전원(114)으로 출력하기 위한 제어기(122)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 반사전극.
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