TWI413149B - 離子源氣體反應器及用於將氣體饋給材料轉化成不同分子或原子物種之方法 - Google Patents

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Description

離子源氣體反應器及用於將氣體饋給材料轉化成不同分子或原子物種之方法
本發明係關於一種氣體反應室，其饋給一離子源用於半導體之離子佈植，更特定言之，本發明係關於一種氣體反應室，其將氣體材料轉化成一用於離子束產生之特定氣體饋給材料，例如，將分子氣體材料轉化成其他分子或原子物種。
本申請案主張2008年1月22日申請之美國臨時專利申請案第61/022,562號之優先權及權利，該案以引用的方式併入本文中。
在積體電路(IC)之製造中，離子佈植是一種關鍵之重要性技術。在邏輯及記憶體IC之製造中，將離子佈植於例如由矽及GaAs晶圓形成之基板中，以形成電晶體接面。亦佈植離子以摻雜pn接面之井區。藉由改變離子之能量，可控制離子進入基板之佈植深度，以使由離子佈植引進之摻雜劑濃度能作三維控制。摻雜劑濃度控制電晶體之電特性，且因此控制IC之性能。
已知許多不同電活性材料被用作摻雜劑材料，其包含As、B、P、In、Sb、Bi及Ga。此等材料中多種可以氣體形式應用，例如，AsH3 、PH3 、BF3 及SbF5 。
已知之離子佈植器為製造工具，其將包含摻雜劑之饋給材料離子化(例如，利用本技術中熟知之電弧電漿、電子衝擊、RF或微波)及提取所期望的摻雜劑離子；使摻雜劑離子加速達到期望能量；濾除不期望物種；然後將期望的摻雜劑離子傳輸至晶圓。為達成期望之佈植分佈，必須對一既定之佈植製程控制下列變數：
‧摻雜劑饋給材料(例如，BF3 氣體)
‧摻雜劑離子(例如，B+ )
‧離子能量(例如，5keV)
‧離子束之化學純度(例如，<1%污染物)
‧離子束之能量純度(例如，<2% FWHM)
‧佈植期間的離子劑量、溫度及角度均勻性。
離子佈植技術中極其重要之一區域是離子源。用於商業離子源，亦即「增強型Bernas」離子源之「標準」技術已為吾人所熟習。此類型源通常用於高電流、高能量、及中等電流之離子佈植器。離子源例如係藉由一安裝凸緣安裝至離子佈植器之真空系統，該安裝凸緣亦可提供用於冷卻水、熱電偶、摻雜劑氣體饋給、氮氣冷卻氣體、及用於供電之真空饋給孔。一饋給氣體被饋給至源電弧室中，於其中該氣體經裂解及/或離子化形成摻雜劑離子。
饋給氣體常為常態下是一氣體之材料。在一些情況下，氣體饋給是得自熱的固體材料。在此等情況下，氣體饋給系統包含一蒸發器或電爐，其係取決於待轉化成一氣體以引進離子源室中用於離子化之固體饋給材料之類型。通常提供蒸發器或電爐(下文稱為「蒸發器」)，於其中固體饋給材料諸如As、Sb2 O3 、B18 H22 、B10 H14 、C14 H14 、C16 H10 及P經蒸發。
在本技術之一已知實例中，電爐、氣體饋給及冷卻管線係包含在經冷卻的機械加工鋁區塊內。當在100℃與800℃之間操作的蒸發器作用時，需要水冷卻來限制該鋁區塊之溫度偏移，及當源作用時，亦需要水冷卻以阻礙電弧室之輻射加熱。該電弧室係安裝至鋁區塊，但與該鋁區塊之熱接觸不良。
傳統上，已將Bernas型離子源用於離子佈植設備中。Bernas型離子源稱為熱電漿或電弧放電源且通常併有一電子發射體，其為一裸燈絲陰極或一間接受熱陰極。此類型源產生一受到一磁場限制之電漿。最近，圍簇佈植離子源已被引進設備市場中。此等圍簇離子源不同於Bernas樣式源之處在於其係經設計產生「圍簇」或呈分子形式的摻雜劑原子之晶團，其包含以下形式的離子：Asn + 、Pn + 、Cn Hm 或Bn Hm + ，其中n及m是整數，且m、。此等離子化圍簇可被佈植在更接近於基板之表面，且相對於其等之單體(n=1，m=0)對應物以更高的劑量速率佈植。因此，圍簇離子源非常有利於(例如)在65奈米、45奈米、或32奈米世代之電晶體裝置中形成超淺p-n電晶體接面。例如，美國專利案第6,452,338號、第6,686,595號、第6,744,214號及第7,107,929號詳細描述圍簇佈植之方法及圍簇離子源，該等案之所有內容皆以引用的方式併入本文。此等圍簇離子源保有經引進至離子源中以產生離子束之饋給氣體之母體分子(或利用其不同物種，例如，C14 H14 轉化成C7 H7 )。申請者之受讓人之待審中的美國專利申請案第60/856,994號揭示使用As4 + 、P4 + 或P7 + 作為一用於製造半導體裝置之離子佈植之佈植材料，該案以引用的方式併入本文。用於佈植之其他材料可包含Cn Hm 及As7 。
先前技術(諸如上述專利)揭示之蒸發器適用於蒸發諸如十硼烷(B10 H14 )、C14 H14 、C16 H10 、B18 H22 及TMI(三甲基銦)之固體材料，該等材料在室溫下具有相當高的蒸氣壓，且因此在大約100℃的溫度下蒸發。由於饋給材料要被轉化成一氣體以引進至離子源中，所以傳統上與Bernas類型源相關之電爐通常在大於100℃，例如，從100℃至800℃之溫度下操作。
如先前技術已知，可直接將氣體材料饋給至離子源室中，然而，與半導體製造用途相關之呈氣體形式的有利饋給材料有限。關於饋給材料諸如砷及磷，可取得一氣體形式，例如氫化物，以用於單體原子佈植之用途。然而，已證實四聚物束有利於半導體製造設備之操作效率且亦可提供製程上之益處。目前，四聚物，諸如As4 、P4 及其它，很難在標準Bernas型源中產生。
在使用諸如AsH3 及PH3 之氣體饋給材料作為一Bernas型離子源中之饋給材料之情況下，在離子化室中可利用摻雜劑分子之單體形式，且因此已知四聚物分子之形成受到抑制。在形成四聚物之情況，其可能是由沈積在離子化室之壁上的金屬As(或P)所形成，然後形成四聚物。該室壁相對於用於電爐之通常的350-400℃蒸發溫度可能非常熱或非常冷，因此壁並非四聚物分子例如As4 或P4 之充分或可再現之源。
目前，已知用於產生四聚物分子之最豐富的源是一在350-400℃下以固體砷(As)或固體磷(P)操作的蒸發器電爐。此方法之主要缺點很多，包含：
‧在裝載電爐時需要處理有毒的或易燃材料；
‧材料之緩慢的加熱及冷卻時間會影響系統之整體回應及工具產量；
‧系統之不可再現性，亦即，隨著電爐中饋給材料之供應的老化，經常需要不同溫度以達到相同之操作壓力，且壓力可取決於固體饋給材料表面之性質(例如，自然氧化物層)或甚至在不可預測之時間捕獲釋放之大量氣體而在短時期內變化；
‧非揮發性、毒性或易燃金屬沈積在真空表面上，當需要清潔至該室之電爐輸入時，其會影響操作時間；及
‧不易控制，亦即，打開及關閉四聚物材料至離子源室之流動。
已知利用氣態氫化物作為一饋給材料之分子束磊晶(MBE)設備。例如，參見Calawa,A. R.,Applied Physics Letters (1981),38(9),701-703頁；Shiralagi,K. T.,J. Vac. Sci. Technol. A(1992)10(1),46-50頁；Panish,M. B.,Prog.Crystal Growth and Charact. (1986)12,1-28頁；「藉由校準四極質譜分析研究之AsH3 裂化器中二聚物及四聚物形成(Dimer and Tetramer Formation in an AsH3 Cracker Studied by Calibrated Quadrupole Mass Spectrometry)」,C. Lohe及C. D. Kohl,J. Vac. Sci. Techno. B7(2)1998年3月/4月；及Veeco之「氣體裂化器(Gas Crackers)」，化合物半導體(Compound Semiconductor) ,MBE Operations，St. Paul,MN,USA。
在此等系統中，使用呈氣體形式的氫化物作為饋給材料。為了產生有利的分子及原子物種，已知有「裂化器」用於將氣體氫化物材料「裂化」成各種分子及原子物種。已知此等「裂化器」為電爐或熔爐，其在800° K至1300° K的溫度範圍操作，且其加熱氣體氫化物而產生各種分子及原子物種，在固體As材料之情況下，該等分子及原子物種包含H2 、As4 、As2 、As、AsH及AsH3 。
在氣態饋給材料(AsH3 及PH3 )之情況下，於離子化室中主要可取得單體形式，因此四重四聚物分子之形成受到抑制。在其發生之情況下，其可能是來自沈積在壁上的金屬砷(或磷)，然後形成四聚物。室壁相對於用於電爐之通常的350-400℃蒸發溫度可能非常熱或非常冷，因此壁並非四聚物分子(As4 或P4 )之非常充分或可再現之源。目前，四聚物分子之最豐富的源是一在350-400℃下以塊狀砷或磷操作的固體電爐。
此方法之主要缺點很多，包含：在裝載電爐時需要處理毒性或易燃材料；材料之緩慢的加熱及冷卻時間會影響系統之整體回應及工具產量；系統之不可再現性，亦即，隨著電爐中饋給材料之供應的老化，通常需要不同溫度以達到相同之操作壓力，且壓力可取決於固體饋給材料表面之性質(例如，自然氧化層)或甚至在不可預測之時間捕獲釋放之大量氣體而在短時間內變化；非揮發性、毒性或易燃金屬沈積在真空表面上，當需要清潔至該室之電爐輸入時，其會影響操作時間；及不容易控制，亦即，打開及關閉四聚物材料至離子源室之流動。
為了產生原子砷，'407中揭示之系統利用兩個(2)步驟程序，其包含一蒸發器電爐及一「裂化器」，其包含一霧化器以獲致期望的原子物種。更特定言之，分兩步驟產生砷原子。在第一步驟，一昇華器蒸發固體砷，產生砷四聚物及/或二聚物之分子束。該分子束源可視需要包含一裂化器以自As4 產生As2 。在第二步驟，分子束衝擊於一稱為霧化器之受熱元件之表面，產生一包含原子砷之輸出束。
'407中揭示之系統具有若干缺點。例如，其需要兩個步驟。該系統除了一裂化器之外還需要一蒸發器且不適合與氣態氫化物材料一起使用。
因此，需要一種配合氣體氫化物使用以產生四聚物源材料之系統，其可在單一步驟中完成而不需要一個別的蒸發器電爐，其克服與將氣體氫化物轉化成各種分子及原子物種之先前技術方法相關之問題。
簡言之，本發明係關於一種包含一氣體反應室之離子源。本發明亦包含一種藉由將一氣體饋給材料供應給氣體反應室而將該氣體饋給材料轉化成一四聚物、二聚物、其他分子或原子物種之方法，其中該饋給材料經轉化成適當氣體物種以供應給離子源且經離子化。更特定言之，氣體反應室係經組態以接收呈氣體形式之氫化物及其它饋給材料，諸如AsH3 或PH3 ，及產生迄今未知之用於離子佈植之各種分子及原子物種。在本發明之一實施例中，加熱氣體以對產生的分子或原子物種提供相對準確之控制。在本發明之一替代實施例中，氣體反應室使用一催化表面以將饋給氣體轉化成佈植所需之不同源氣體物種，諸如，將氫化物轉化成四聚物分子。在本發明之又另一實施例中，氣體反應室係經組態使得在一經提高至一適當溫度之適當材料的存在下發生一催化或熱力或熱解(本文稱為催化)反應，該適當材料包含玻璃或金屬諸如W、Ta、Mo、不銹鋼、陶瓷、氮化硼或其他難熔金屬。
本發明提供優於先前技術之各種優點。例如，本發明允許利用一般實務安全且容易地處理氣體饋給材料，例如，利用一安全輸送系統，諸如一氣體鋼瓶。本發明亦解決與先前技術相關之問題，包含當移除該饋給氣體時，在該離子源氣體之輸送停止時提供回應性的啟動及停機時間；由於輸送速率是取決於氣體饋給速率，因而輸送速率之再現性良好，且由於饋給材料之視需轉化成源材料(例如，氫化物轉化成四聚物)，而非固體之緩慢的加熱及冷卻，因而固體材料於離子化室及真空系統中之累積可能較少。
參考以下說明書及附隨圖式當可容易明瞭本發明之此等及其它優點。
本發明係關於一種包含氣體反應室或反應器之離子源。該氣體反應室係經組態以接收呈氣體形式之氫化物的氫化物饋給材料，例如，AsH3 或PH3 ，及產生用於離子佈植之迄今未知之各種分子及原子物種。更特定言之，氣體反應室將饋給供應氣體，諸如但不限於氫化物(例如，AsH3 或PH3 )轉化成四聚物(As4 或P4 )、二聚物或其他期望單體或分子物種，用於在單一步驟中佈植而不使用個別的蒸發器電爐。
圖1是用於本發明之一例示性離子源之示意圖。離子源詳述於美國專利案第7,107,929號中，該案以引用的方式併入本文中。圖2是根據本發明之氣體反應室之一實施例及饋送一離子化室之一傳統蒸發器之示意圖。圖3是根據本發明之一離子源之實施例及氣體反應室之一替代實施例之示意圖。
參考圖1，離子源，一般由參考數字1標識，包含一低溫蒸發器(與高溫電爐對比)。蒸發器2係透過一環形導熱墊片4附接至一蒸發器閥3。蒸發器閥3同樣地附接至一安裝凸緣7，其繼而藉由另一環形導熱墊片6及6A附接至離子化室本體5。透過經由導熱元件之密切接觸，此確保蒸發器、蒸發器閥、與離子化室本體5之間的良好熱傳導。附接至離子化室5之安裝凸緣7，例如，允許將離子源1安裝至一離子佈植器之真空殼體，及包含用於供電給離子源之電饋送孔(未圖示)，及用於冷卻之冷卻水饋送孔8、9。出口孔板13係藉由金屬螺釘(未圖示)安裝至離子化室本體5之表面。
當蒸發器閥3處於打開位置時，蒸發的氣體從蒸發器2流動通過蒸發器閥3至一進口通道15而進入離子化室16之開放空間。此等氣體經離子化，例如，藉由與自電子源12輸送至一電子束收集器11之電子束相互作用。於離子化室16中產生之離子經由一出口孔37離開離子源1，其中該等離子經離子佈植器之離子光學器件以本技術中一般知曉之方式被收集及輸送。
蒸發器2之本體收容一液體，例如，水浴17，其圍繞一包含一固體饋給材料之坩鍋18。水浴17是藉由一電阻加熱板20加熱及藉由一熱交換器盤管21冷卻以保持水浴在期望溫度。熱交換器盤管21是藉由進水口22及出水口23提供之去離子水冷卻。加熱元件與冷卻元件之間的溫度差提供水之對流混合，且一磁性漿式攪拌器24在蒸發器之操作中連續地攪拌水浴17。一熱電偶25連續地監測坩鍋18之溫度以提供用於一PID蒸發器溫度控制器(未圖示)之溫度回讀。離子化室本體5是由鋁、石墨、碳化矽、或鉬製成，且透過熱傳導在接近蒸發器2之溫度下操作。除了低溫蒸發固體，離子源可通過氣體饋給26接收氣體，其經由一進口通道27直接饋給至離子化室16之開放空間。
為了以氣體饋給材料操作，離子佈植器通常使用經連結至離子佈植器內之氣體分配系統的氣瓶。氣體係經由金屬氣體饋給管線饋給至離子源，該等金屬氣體饋給管線係透過一密封氣體配件，諸如VCR或VCO配件，直接連結至該離子源1。
圖2是本發明之一實施例，其繪示一氣體反應室(或裂化器)100，其是用以自一氫化物饋給氣體產生(例如)四聚物分子。其係以一常用的雙重組態設置為鄰接本技術中已知之典型電爐或蒸發器2，該雙重組態係類似於通常與2個電爐或2個蒸發器相關之組態，其中固體材料經加熱以提供一用於離子源之氣體/蒸氣饋給。蒸發器/電爐2係用以昇華(亦即蒸發)經由通道15進入離子化室16之固體材料。氣體反應室100係用於氣體饋給材料，諸如氣體氫化物。
在圖2所繪示之實施例中，氣體反應室100包含一具有一噴嘴102之環形真空室101，該噴嘴102饋給進入未圖示之離子源1之離子化室16。在此實施例中，氣體反應室100是藉由一外部線圈103加熱，該外部線圈103可被銅焊到外表面上。
可使用一包含一熱電偶121之控制系統來藉由本技術中熟知的已知溫度控制系統將氣體反應室100之溫度控制至大於800℃的溫度。氣體反應室100包含一氣體饋給進口104，該進口可連接至半導體設備氣體供應或一氣瓶(未圖示)。藉由氣體饋給進口104分配之氣體可藉由本技術中亦熟知之已知氣體控制系統控制。
可在真空室101之體積內設置一(例如)形成為一圓柱狀之流動通道裝置105。流動通道裝置105可由金屬、玻璃或陶瓷(諸如熱解氮化硼，pBN)製造。當流動通道裝置105被設置在真空室101內時，界定出一與氣體饋給進口104流體連通的環形氣體分配空間120。真空室101之內徑與流動通道裝置105之外徑產生一用於來自環形氣體分配空間120之氣體的環形間隙或流動通道107，以允許氣體均勻地分配自身在真空室101之內部側壁周圍。
如圖2所示，加熱線圈103係環繞真空室101之外徑設置。此等加熱線圈103係用以加熱或「裂化」均勻地分配在流動通道107中的氣體。由於氣體係均勻地分配在流動通道107中，因而氣體被相當均勻地加熱。藉由均勻地加熱氣體，可藉由控制氣體之加熱相對準確地控制所得物種，使其僅包含期望的分子或原子物種。
流動通道裝置105包含一縱向口徑106，其與一延伸進入離子化室16之噴嘴102流體連通。當氣體經加熱線圈加熱時，氣體膨脹及流入一形成在真空室101之內壁111與水平口徑106之間的空腔110中。受熱氣體流過口徑106且經由噴嘴102進入離子化室16。
圖2中所繪示之氣體反應室裝置100之實施例包含一真空室101、一流動通道裝置105及一噴嘴102。此實施例包含將諸如一氣態氫化物之一氣態饋給氣體轉化成另一分子或原子物種，例如，將一氫化物饋給氣體轉化成一四聚物氣體用於離子化的單一組態。其他如上文所討論使饋給氣體被均勻加熱之組態也可採用。
如先前技術已知，加熱饋給氣體至特定溫度可將該等氣體裂化成其他分子及原子物種。本技術中大致知曉用於將各種已知源氣體，諸如氣態氫化物，裂化成其他分子及原子物種之溫度，例如，200℃至1000℃。
因此，氣體反應室100適於將各種分子物種，諸如氫化物(例如AsH3 或PH3 )，分解、「裂化」成中間物種，其在催化材料之存在下便利地形成四聚物(As4 或P4 )、二聚物(As2 或P2 )或其他期望之單體或分子物種，例如，BF3 形成BF2 及/或B，用於在單一步驟中佈植而不使用一個別的蒸發器電爐。
其他氣體物種(包含除氫化物外的氣體物種)，諸如BF3 、SbH3 、GeH4 、SiH4 等，亦可在氣體反應室100中被成功地處理以形成其他期望的分子及原子物種。一般而言，根據本發明之氣體反應室100係經組態以將氣態供應材料，通常是An Cm Rz Hx 形式之氣體，轉化成用於離子佈植之其他期望分子及原子物種，其中A是諸如B、P或As之摻雜劑原子，C是碳，R是一包含對佈植程序或半導體裝置性能無害之原子的分子、基團或配位體，且H是氫，n、m、x及z係使、且x及。
根據本發明之一重要特徵，氣體反應室100亦可用以產生穿過其的較低形式之氣體。例如，氣體反應室100可經組態以使較低形式之BF3 產生為諸如BF2 、BF及甚至B之較低形式。
在本發明之另一實施例中，氣體反應室裝置100可視需要包含一催化材料表面108，該表面在此處係經顯示為設置在流動通道裝置105之外壁上或作為該外壁之部分，及形成饋給氣體藉以與該離子源室連通之流動通道107之流動表面之部分。或者，催化材料表面可形成與氣體饋給材料接觸之任何表面或可為該任何表面之一部分。在另一替代實施例中，可將一鎢(W)之精細網絲插入至流動通道裝置105中，形成一允許氣體流動的便利催化表面108。在又另一替代實施例中，可使用金屬之薄板來形成催化表面108。此等金屬板可由包含鎢(W)及鉬(Mo)之各種金屬形成。將形成催化表面108之金屬板定形以適應流動通道107。
在另一替代實施例中，可將諸如鉭(Ta)之催化表面108材料設置在口徑106內。應瞭解可使用許多其他材料或組合以形成催化材料表面108，諸如不銹鋼、熱解氮化硼、石墨、難熔金屬及石英或一熱燈絲。此外，可將催化表面108形成為其他形狀，包含網絲、固體表面、金屬線及絨線。
氣體穿過氣體反應室100之流動可設置成不同於圖2中繪示之組態。例如，氣體反應室100可經組態為沒有一流動通道裝置105。在一實施例中，未使用加熱線圈103。亦可使用擋板來控制氣體反應室100內的壓力。參考圖3，其繪示沒有通道裝置105之一氣體反應室100之示意圖。此氣體反應室100係經形成為一簡單的導管110，該導管110在一端經由一或多個閥111連接至一氣體供應器112且在另一端經由氣體饋給26及通道27連接至離子源1。導管110自氣體供應器112形成一流動通道107。導管110可由上文討論之催化材料108、一第一材料及一催化材料、及/或催化材料之組合形成，或可包含位於流動通道107內部(未圖示)或襯於或部分襯於導管110之流動通道107內(未圖示)的催化材料108。
在氣體反應室裝置100之另一實施例中，氣態饋給材料在來自環繞在導管110周圍之加熱線圈103之熱之存在下與催化材料表面108相互作用，將氫化物或其他氣態饋給材料轉化成四聚物分子或其他物種，諸如二聚物分子。或者，催化材料自身可藉由電流(如在燈絲中)或感應加熱，因此提供一不同於間接受熱催化劑之直接受熱材料。
在操作中，使氣體饋給材料在其至離子化室16之途中流經反應器100。向加熱線圈103供能以升高氣體反應室100之溫度，使得氣體饋給材料(例如，氣態氫化物)被轉化成期望的分子或原子物種(例如，四聚物分子)用於離子源1內的離子化。使用一溫度監測裝置(未圖示)於進行上文討論之導管溫度之閉合迴路控制。
在本發明之又另一實施例中，氣體反應室100可經組態，以致在一藉由加熱線圈103升高至一適當溫度(例如，600℃至1000℃)之適當材料的存在下發生一催化(或熱解)反應，該適當材料包含玻璃或金屬，諸如W、Ta、Mo、不銹鋼、陶瓷、氮化硼或其他難熔金屬。
明顯地，根據上文教示，本發明可做許多修改及變更。因此，應瞭解在隨附請求項之範圍內，本發明可以除上文明確描述者外實踐。
1．．．離子源
2．．．蒸發器
3．．．蒸發器閥
4．．．環形導熱墊片
5．．．離子化室本體
6．．．環形導熱墊片
6A．．．環形導熱墊片
7．．．安裝凸緣
8．．．饋送孔
9．．．饋送孔
11．．．電子束收集器
12．．．電子源
13．．．出口孔板
15．．．進口通道
16．．．離子化室
17．．．水浴
18．．．坩鍋
20．．．電阻加熱板
21．．．熱交換器盤管
22．．．進水口
23．．．出水口
24．．．磁性漿式攪拌器
25．．．熱電偶
26．．．氣體饋給
27．．．進口通道
37．．．出口孔
100．．．氣體反應室
101．．．真空室
102．．．噴嘴
103．．．外部線圈
104．．．氣體饋給進口
105．．．流動通道裝置
106．．．口徑
107．．．流動通道
108．．．催化材料表面
110．．．空腔(圖2)；導管(圖3)
111．．．閥
112．．．氣體供應器
120．．．環形氣體分配空間
121．．．熱電偶
圖1例示一包含一蒸發器之先前技術離子源之示意圖；
圖2是根據本發明之一氣體反應室之實施例及一饋給離子化室之傳統電爐之示意圖；
圖3是根據本發明之離子及氣體反應室之一實施例之示意圖。
1．．．離子源
2．．．蒸發器
100．．．氣體反應室
101．．．真空室
102．．．噴嘴
103．．．外部線圈
104．．．氣體饋給進口
105．．．流動通道裝置
106．．．口徑
107．．．流動通道
108．．．催化材料表面
110．．．空腔
111．．．閥
120．．．環形氣體分配空間
121．．．熱電偶

Claims (17)

  1. 一種配合離子佈植裝置使用之離子源，該離子源包括：一具有用於接收饋給氣體之氣體饋給進口之氣體反應室，該饋給氣體係An Cm Rz Hx 形式之預定物種，其中A係摻雜劑原子，C係碳，R係一包含對佈植程序或半導體裝置性能無害之原子的分子、基團或配位體，且H是氫，n、m、x及z係整數，且n2、m及x0而z>0，且該氣體反應室將該饋給氣體轉化成定義為經轉化饋給氣體之不同的分子或原子物種；一用於自該氣體反應室接收該經轉化饋給氣體之離子化室，該離子化室具有一提取孔；及一離子化系統，其將離子化室內的該經轉化饋給氣體離子化及自該提取孔提取相關之離子。
  2. 一種用於將氣體饋給材料轉化成不同分子或原子物種之方法，其包含以下步驟：(a)於一反應室接收一An Cm Rz Hx 形式之預定物種之源氣體，其中A係摻雜劑原子，C係碳，R係一包含對佈植程序或半導體裝置性能無害之原子的分子、基團或配位體，且H是氫，n、m、x及z係整數，且n2、m及x0而z>0；及(b)均勻地加熱該源氣體，而以成該源氣體之溫度的函數產生一不同分子或原子物種。
  3. 如請求項2之方法，其進一步包含步驟(c)：使該源氣體與一催化材料反應。
  4. 如請求項3之方法，其中步驟(c)包括：使該源氣體與一受熱之催化材料反應。
  5. 如請求項3之方法，其中步驟(c)包括：使該源氣體與一未受熱之催化材料反應。
  6. 如請求項2之方法，其中步驟(c)包括：使該源氣體與一催化材料在一難熔材料之存在下反應。
  7. 如請求項6之方法，其中步驟(c)包括：使該源氣體與一催化材料在玻璃之存在下反應。
  8. 如請求項6之方法，其中步驟(c)包括：使該源氣體與一催化材料在一經升高至一預定溫度之金屬之存在下反應。
  9. 如請求項8之方法，其中步驟(c)包括：使該源氣體與一催化材料在一經升高至一預定溫度之金屬之存在下反應。
  10. 如請求項8之方法，其中步驟(c)包括：使該源氣體與一催化材料在經升高至一預定溫度之鎢(W)之存在下反應。
  11. 如請求項8之方法，其中步驟(c)包括：使該源氣體與一催化材料在經升高至一預定溫度之鉭(Ta)之存在下反應。
  12. 如請求項8之方法，其中步驟(c)包括：使該源氣體與一催化材料在經升高至一預定溫度之鉬(Mo)之存在下反應。
  13. 如請求項8之方法，其中步驟(經升高至一預定溫度之步 驟(c))包括：使該源氣體與一催化材料在經升高至一預定溫度之不銹鋼之存在下反應。
  14. 如請求項8之方法，其中步驟(經升高至一預定溫度(c))包括：使該源氣體與一催化材料在經升高至一預定溫度之陶瓷之存在下反應。
  15. 如請求項8之方法，其中步驟(經升高至一預定溫度(c))包含：使該源氣體與一催化材料在經升高至一預定溫度之氮化硼之存在下反應。
  16. 一種配合離子佈植裝置使用之離子源，該離子源包括：一具有用於接收饋給氣體之氣體饋給進口之氣體反應室，該饋給氣體係An Cm Rz Hx 形式之預定物種，其中A係摻雜劑原子，C係碳，R係一包含對佈植程序或半導體裝置性能無害之原子的分子、基團或配位體，且H是氫，n、m、x及z係整數，且n2、m及x0而z0，且該氣體反應室將該饋給氣體轉化成定義為經轉化饋給氣體之四聚物物種。 一用於自該氣體反應室接收該經轉化饋給氣體之離子化室，該離子化室具有一提取孔；及一離子化系統，其將該離子化室內的該經轉化饋給氣體離子化及自該提取孔提取相關之離子。
  17. 一種配合離子佈植裝置使用之離子源，該離子源包括：一具有用於接收饋給氣體之氣體饋給進口之氣體反應室，該饋給氣體係An Cm Rz Hx 形式之預定物種，其中A係摻雜劑原子，C係碳，R係一包含對佈植程序或半導體裝 置性能無害之原子的分子、基團或配位體，且H是氫，n、m、x及z係整數，且n2、m及x0而z0，且該氣體反應室將該饋給氣體轉化成定義為經轉化饋給氣體且包含原子B之較低形式的BF3 ；一用於自該氣體反應室接收該經轉化饋給氣體之離子化室，該離子化室具有一提取孔；及一離子化系統，其將離子化室內的該經轉化饋給氣體離子化及自該提取孔提取相關之離子。
TW098102269A 2008-01-22 2009-01-21 離子源氣體反應器及用於將氣體饋給材料轉化成不同分子或原子物種之方法 TWI413149B (zh)

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