TWI720372B - 離子源及間熱式陰極離子源 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種離子源及一種間熱式陰極離子源，更具 體而言，公開一種具有坩堝的離子源。在一些實施例中，坩堝設置在離子源的各端中與陰極相對的一端上。在其他實施例中，坩堝設置在各側壁中的一者中。可呈固態形式的饋入材料設置在坩堝中。在某些實施例中，饋入材料通過電漿中的離子及電子而被濺射。在其他實施例中，饋入材料被加熱成使得其汽化。離子源可被定向成使得坩堝設置在最下部壁中，從而使重力將饋入材料保持在坩堝中。

Description

離子源及間熱式陰極離子源
本發明的實施例涉及一種離子源，且更具體來說，涉及一種具有固態饋入材料坩堝的離子源。
可使用各種類型的離子源來形成在半導體加工設備中所使用的離子。舉例來說，間熱式陰極(indirectly heated cathode，IHC)離子源通過向設置在陰極後面的絲極(filament)供應電流而運作。絲極發射熱電子，所述熱電子被朝向陰極加速且對陰極進行加熱，此又使陰極向離子源的電弧腔室中發射電子。陰極設置在電弧腔室的一端處。推斥極(repeller)通常設置在電弧腔室的與陰極相對的端上。陰極及推斥極可被施加偏壓，以推斥電子，從而將電子朝向電弧腔室的中心往回引導。在一些實施例中，使用磁場來進一步將電子局限在電弧腔室內。
在某些實施例中，在電弧腔室的一個或多個側壁上也設置有電極。這些電極可被施加正的偏壓或負的偏壓，以控制離子及電子的位置，從而增大電弧腔室的中心附近的離子密度。抽取 開孔沿著另一側、鄰近電弧腔室的中心而設置，可經由所述抽取開孔抽取離子。
在某些實施例中，可期望利用呈固態形式的饋入材料作為摻雜劑物質。然而，存在與將固態饋入材料與IHC離子源一起使用相關聯的問題。舉例來說，與離子源一起使用的汽化器難以在高於攝氏1200度的溫度下運作。此外，在連接汽化器與電弧腔室的管中可存在熱遮罩及冷凝的問題。這些問題可阻礙許多固體在汽化器中的使用，因為所述固體的蒸汽壓力在攝氏1200度下是過低的。
因此，可與固態饋入材料一起使用且沒有這些局限性的離子源將為有益的。此外，如果離子源不被固態饋入材料污染，則將為有利的。
本發明公開一種具有坩堝的離子源。在一些實施例中，坩堝設置在離子源的各端中與陰極相對的一端上。在其他實施例中，坩堝設置在各側壁中的一者中。可呈固態形式的饋入材料設置在坩堝中。在某些實施例中，饋入材料通過電漿中的離子及電子而被濺射。在其他實施例中，饋入材料被加熱成使得其汽化。離子源可被定向成使得坩堝設置在最下部壁中，從而使重力將饋入材料保持在坩堝中。
根據一個實施例，公開一種間熱式陰極(IHC)離子源。 所述IHC離子源包括：電弧腔室，包括連接所述電弧腔室的第一端與第二端的多個導電側壁；間熱式陰極，設置在所述電弧腔室的所述第一端上；以及坩堝，設置在所述電弧腔室的所述第二端上。在某些實施例中，所述離子源包括設置在所述多個導電側壁中的一者上的電極；其中相對於對所述電弧腔室的所述多個導電側壁施加的電壓而對所述電極施加電壓。在一些實施例中，饋入材料設置在所述坩堝中，其中所述電弧腔室被定向成使得重力將所述饋入材料保持在所述坩堝中。在某些實施例中，坩堝包括具有凹陷腔的靶座(target holder)，饋入材料設置到所述凹陷腔中。在某些實施例中，所述坩堝包括具有凹陷腔的受熱式坩堝，饋入材料設置在所述凹陷腔中並被加熱。在一些實施例中，在所述凹陷腔的頂部上設置有具有小開口的蓋。在某些實施例中，使用絲極來對所述饋入材料進行加熱。
根據另一實施例，公開一種間熱式陰極(IHC)離子源。所述IHC離子源包括：電弧腔室，包括連接所述電弧腔室的第一端與第二端的多個導電側壁；間熱式陰極，設置在所述電弧腔室的所述第一端上；以及坩堝，設置在與所述多個導電側壁的第一側壁相對的所述多個導電側壁的第二側壁上。在某些實施例中，所述離子源包括設置在所述第一側壁上的電極；其中相對於對所述電弧腔室的所述多個導電側壁施加的電壓而對所述電極施加電壓。在一些實施例中，饋入材料設置在所述坩堝中，其中所述電弧腔室被定向成使得重力將所述饋入材料保持在所述坩堝中。在 某些實施例中，坩堝包括具有凹陷腔的靶座，饋入材料設置到所述凹陷腔中。在某些實施例中，所述坩堝包括具有凹陷腔的受熱式坩堝，饋入材料設置在所述凹陷腔中並被加熱。在一些實施例中，在所述凹陷腔的頂部上設置有具有小開口的蓋。在某些實施例中，使用絲極來對所述饋入材料進行加熱。在某些實施例中，在所述第二側壁上設置有第二坩堝。
根據另一些實施例，公開一種離子源。所述離子源包括：電弧腔室，具有多個壁，在所述電弧腔室中產生電漿；以及坩堝，設置在所述多個壁中的一者上，用以容納饋入材料；其中所述電弧腔室被定向成使得重力將所述饋入材料保持在所述坩堝中。在某些實施例中，所述坩堝包括具有凹陷腔的靶座，饋入材料設置到所述凹陷腔中。在某些實施例中，所述坩堝包括具有凹陷腔的受熱式坩堝，饋入材料設置在所述凹陷腔中並被加熱。在一些實施例中，使用絲極來對所述饋入材料進行加熱。在某些實施例中，所述電漿是使用間熱式陰極離子源或射頻(radio frequency，RF)離子源而產生。
10:IHC離子源/離子源
11:IHC離子源
100:電弧腔室
101:側壁
103:頂壁
104:第一端
105:第二端
106:氣體入口
110:陰極
111:偏壓電源
115:陰極偏壓電源
120:坩堝
125:饋入材料
130a:第一電極
130b:第二電極
135a:第一電極電源
135b:第二電極電源
140:抽取開孔
150:電漿
160:絲極
165:絲極電源
180:控制器
190:磁場
200:靶座
201:頂表面
210、302:凹陷腔
300:受熱式坩堝
301:靶本體
303:靶絲極電源
304:靶絲極
305:靶偏壓電源
306:蓋
307:小開口
310:第一表面
315:第二腔
320:第二表面
X、Y、Z:方向
為更好地理解本發明，參照併入本文中供參考的附圖，附圖中：
圖1是根據一個實施例具有坩堝的間熱式陰極(IHC)離子源。
圖2是根據一個實施例的坩堝。
圖3是根據另一實施例的坩堝。
圖4是根據另一實施例具有坩堝的間熱式陰極(IHC)離子源。
如上所述，因冷凝及低蒸汽壓力，汽化器在極高溫度下可能成問題。
圖1示出具有克服這些問題的坩堝的IHC離子源10。IHC離子源10包括電弧腔室100，電弧腔室100包括兩個相對的端以及與這些端連接的側壁101。電弧腔室100還包括底壁及頂壁。電弧腔室100的各壁可由導電材料構造而成，且可彼此進行電連通。陰極110在電弧腔室100的第一端104處設置在電弧腔室100中。絲極160設置在陰極110後面。絲極160與絲極電源165連通。絲極電源165被配置成使電流穿過絲極160，使得絲極160發射熱電子。陰極偏壓電源115相對於陰極110對絲極160施加負的偏壓，因此這些熱電子從絲極160被朝向陰極110加速且在其射到陰極110的背表面時對陰極110進行加熱。陰極偏壓電源115可對絲極160施加偏壓，以使得絲極160的電壓比陰極110的電壓負例如200V至1500V之間。接著，陰極110在其前表面上向電弧腔室100中發射熱電子。
因此，絲極電源165向絲極160供應電流。陰極偏壓電源115對絲極160施加偏壓，以使得絲極160比陰極110更負， 從而使電子從絲極160被朝向陰極110吸引。在某些實施例中，可例如通過偏壓電源111相對於電弧腔室100對陰極110施加偏壓。在其他實施例中，陰極110可電連接到電弧腔室100，以處於與電弧腔室100的側壁相同的電壓下。在這些實施例中，可不採用偏壓電源111，且陰極110可電連接到電弧腔室100的側壁。在某些實施例中，電弧腔室100連接到電地。
在此實施例中，坩堝120在電弧腔室100的與陰極110相對的第二端105上設置在電弧腔室100中。坩堝120可由導電材料製成，且可電連接到電弧腔室100的側壁。
在某些實施例中，在電弧腔室100中產生磁場190。此磁場旨在沿著一個方向來局限電子。磁場190通常平行於側壁101從第一端104延伸到第二端105。舉例來說，電子可被局限在與從陰極110到坩堝120的方向(即，y方向)平行的柱中。因此，電子在y方向上移動不會經受任何電磁力。然而，電子在其他方向上的移動可經受電磁力。
在圖1所示實施例中，第一電極130a及第二電極130b可分別設置在電弧腔室100的兩個相對的側壁101上，使得第一電極130a及第二電極130b位於電弧腔室100內。第一電極130a及第二電極130b可被配置成與側壁101電隔離。第一電極130a及第二電極130b可各自由相應的電源施加偏壓。在某些實施例中，第一電極130a及第二電極130b可與共同的電源連通。然而，在其他實施例中，為實現對IHC離子源10的輸出進行微調的最大 靈活性及能力，第一電極130a可與第一電極電源135a連通，且第二電極130b可與第二電極電源135b連通。
第一電極電源135a及第二電極電源135b分別用於相對於電弧腔室100的側壁對第一電極130a及第二電極130b施加偏壓。在某些實施例中，第一電極電源135a及第二電極電源135b可相對於電弧腔室100的側壁101對第一電極130a及第二電極130b施加正的或負的偏壓。在某些實施例中，可相對於電弧腔室100的側壁101對電極中的至少一者施加介於40伏與500伏之間的偏壓。
陰極110、坩堝120及電極中的每一者由導電材料(例如金屬或石墨)製成。
在電弧腔室100的另一側(被稱作頂壁103)上可設置有抽取開孔140。在圖1中，抽取開孔140設置在與X-Y平面(平行于頁面)平行的一側上。此外，IHC離子源10還包括氣體入口106，待電離的氣體經由氣體入口106被引入到電弧腔室100。
控制器180可與所述電源中的一者或多者進行通信，以使得由這些電源供應的電壓或電流可被修改。控制器180可包括處理單元，例如微控制器、個人電腦、專用控制器或另一適合的處理單元。控制器180還可包括非暫時性記憶元件，例如半導體記憶體、磁性記憶體或另一適合的記憶體。此種非暫時性記憶元件可包含使得控制器180能夠執行本文所述功能的指令及其他資料。
饋入材料125(例如銦、鋁、銻或鎵)可設置在坩堝120內。饋入材料125在被放置在坩堝120中時可呈固體的形式。然而，在某些實施例中，饋入材料125可熔化且變為液體。因此，在某些實施例中，離子源10被配置成使得坩堝120位於最下側(即，距地面最近的側)上，從而使熔化的饋入材料不從坩堝120流入電弧腔室100中，而是留在坩堝120中。換句話說，離子源10被定向成使得饋入材料125通過重力保持在坩堝120中。
在操作期間，絲極電源165使電流穿過絲極160，這使絲極160發射熱電子。這些電子射到可比絲極160更正的陰極110的背表面上，從而使陰極110加熱，這又使陰極110向電弧腔室100中發射電子。這些電子與經由氣體入口106被饋入到電弧腔室100中的氣體分子碰撞。可經由具有適合位置的氣體入口106將載氣(例如氬)或刻蝕氣體(例如氟)引入到電弧腔室100中。來自陰極110的電子、所述氣體及正電勢的組合形成電漿150。電漿150可由第一電極130a及第二電極130b所形成的電場進行局限及操縱。此外，在某些實施例中，電子及正離子可由磁場190在某種程度上進行局限。在某些實施例中，電漿150鄰近抽取開孔140被局限在電弧腔室100的中心附近。在一些實施例中，可以與被施加到第一電極130a的電壓和被施加到第二電極130b的電壓的平均值接近的電壓來對電漿150施加偏壓。通過電漿150進行的化學刻蝕或濺射將饋入材料125變換成氣相並引起電離。接著，經電離的饋入材料可經由抽取開孔140被抽取並用於製備離子束。
在某些實施例中，陰極110的電壓不如電漿150的電壓正。舉例來說，在一個實施例中，陰極110可處於與電弧腔室100的側壁相同的電壓下。可對第一電極130a施加150V的偏壓，同時可對第二電極130b施加0V或20V的偏壓。因此，由陰極110產生的電子被朝向電漿150吸引。在一些實施例中，這些所發射的電子或其他粒子也可射到饋入材料125上，從而使饋入材料125進行濺射。
由於電漿150被維持在比坩堝120更正的電壓下，因此從饋入材料125濺射或以其他方式釋放的負離子及中性原子被朝向電漿150吸引。
儘管圖1示出兩個電極，然而應理解，在一些實施例中，可消除這些電極(例如第二電極130b及其相關聯的第二電極電源135b)中的一者。在另一實施例中，第二電極130b設置在電弧腔室100內，但電連接到電弧腔室100的側壁101。因此，在此實施例中，可消除第二電極電源135b。
圖2示出坩堝的第一實施例。在此實施例中，所述坩堝包括靶座200。靶座200包括凹陷腔210，饋入材料可設置到凹陷腔210中。凹陷腔210設置在頂表面201上，當靶座200附裝到電弧腔室100時，頂表面201與電弧腔室100的內部連通。靶座200由導電材料(例如石墨、鎢或鉭)製成。此外，靶座200電性且機械性地連接到電弧腔室100的側壁101。
當將圖2所示靶座200與電弧腔室100一起採用時，饋 入材料125通過由電漿150中的電子及離子驅動的濺射作用或化學刻蝕作用而轉移到電弧腔室100中。不存在被施加到饋入材料125的電偏壓或熱量的其他源。
圖3示出坩堝的第二實施例。在此實施例中，所述坩堝是受熱式坩堝300。受熱式坩堝300包括靶本體301，靶本體301在其第一表面310上具有凹陷腔302。凹陷腔302用於容納饋入材料125。靶本體301可為例如石墨、鎢或鉭等導電材料。
靶絲極304設置在第二腔315中，第二腔315通常位於與第一表面310相對的第二表面320上。靶絲極304與靶絲極電源303連通。靶絲極電源303被配置成使電流穿過靶絲極304，以使得靶絲極304發射熱電子。靶偏壓電源305相對於靶本體301對靶絲極304施加負的偏壓，因此這些熱電子從靶絲極304被朝向靶本體301加速且在其射到靶本體301的第二腔315的內表面上時對靶本體301進行加熱。靶偏壓電源305可對靶絲極304施加偏壓，以使得靶絲極304的電壓比靶本體301的電壓負例如200V至1500V之間。靶本體301可被加熱至使得饋入材料被汽化的溫度。在某些實施例中，由靶偏壓電源305施加的電壓可為可調整的，以控制靶本體301的溫度。
因此，靶絲極電源303向靶絲極304供應電流。靶偏壓電源305對靶絲極304施加偏壓，使得靶絲極304比靶本體301更負，從而使電子從靶絲極304被朝向靶本體301吸引。在某些實施例中，靶本體301可電連接到電弧腔室100，以處於與電弧腔 室100的側壁相同的電壓下。電子對靶本體301進行加熱，這將饋入材料125加熱至使其達到足以產生電漿的蒸汽壓力為止。受熱式坩堝300可用於在高溫下直接使固體蒸發。可在不期望使用載氣或不存在適合的載氣時利用受熱式坩堝300。
圖3所示受熱式坩堝300不依賴於濺射。因此，可在凹陷腔302之上放置具有小開口307的蓋306，以將饋入材料125與電漿150隔離。在某些實施例中，所述開口的尺寸可被設定成避免從受熱式坩堝300快速耗盡饋入材料125。在某些實施例中，所述開口的尺寸可小於坩堝的最大內部尺寸的25%。蓋306可由與靶本體301相同的材料構造而成，或者可為石墨而不管用於靶本體301的材料如何。使用蓋306會減少在受熱式坩堝300未在使用中時饋入材料125對電漿150的污染。因此，離子源10仍可用於多種饋入材料而非專用於僅一種饋入材料。
此外，雖然靶本體301相對於靶絲極304被施加偏壓，然而靶本體301並未相對於離子源10的壁被施加偏壓。不存在被施加到饋入材料125的電偏壓的其他源。
可將圖1所示離子源10與圖2所示靶座200或圖3所示受熱式坩堝300一起利用。在兩個實施例中，可取的是，坩堝被安裝在使得重力將饋入材料保持在坩堝中的側上，如圖1所示。在某些實施例中，靶座200的頂表面可與第二端105齊平，如圖1所示。在其他實施例中，靶座200可簡單地擱置在第二端105上。類似地，在某些實施例中，受熱式坩堝300的頂表面可與第二端 105齊平。在其他實施例中，受熱式坩堝300可簡單地擱置在第二端105上。
應注意，在此實施例中，坩堝120設置在電弧腔室100的傳統上將安裝推斥極的端上。此外，在此實施例中，不使用推斥極。
在一個測試期間，使用圖2所示靶座200來形成包含銦的離子束。將固態銦設置在靶座200中，且對離子源10進行激勵。銦熔化，但未將離子源10污染。換句話說，液態銦留在坩堝120內。在第二測試期間，使用圖2所示靶座200來容納鋁饋入材料。再次，鋁熔化，但未將離子源10污染。
圖1示出IHC離子源10的實施例，其中將陰極110電連接到電弧腔室100，同時分別使用第一電極電源135a及第二電極電源135b相對於電弧腔室100對第一電極130a及第二電極130b單獨地施加偏壓。圖4示出根據另一實施例的IHC離子源11。類似的構件被賦予了相同的參考識別字。在此實施例中，IHC離子源11具有電連接到電弧腔室100的陰極110。然而，應理解，可使用偏壓電源111相對於電弧腔室100的側壁101對陰極110施加偏壓。此外，第二電極130b已被消除。也可採用磁場190。
在此實施例中，相對於電弧腔室100對僅第一電極130a施加偏壓。可使用第一電極電源135a相對於電弧腔室100對第一電極130a施加介於40伏與500伏之間的正偏壓。此外，電弧腔室100已被旋轉成使得側壁101中的一者最靠近地面。具體來說， 與第一電極130a相對的側壁最靠近地面。
在此實施例中，坩堝120設置在與第一電極130a相對的側壁上。此外，在某些實施例中，此側壁可具有足以支撐多個坩堝120的長度，如圖4所示。舉例來說，可沿著此側壁安裝兩個或更多個坩堝120。在此實施例中，可採用圖2及圖3所示坩堝中的任一者。在某些實施例中，靶座200的頂表面可與側壁101齊平，如圖4所示。在其他實施例中，靶座200可簡單地擱置在側壁101上。類似地，在某些實施例中，受熱式坩堝300的頂表面可與側壁101齊平。在其他實施例中，受熱式坩堝300可簡單地擱置在側壁101上。
如果採用多個圖2所示靶座200，則使所有靶座200包含相同的饋入材料以防止發生污染是可取的。使用多個靶座200可增大電漿150中固態材料的濃度。因此，可通過使用多個坩堝來實現較高的由所需離子形成的束流。
如果採用多個圖3所示受熱式坩堝300，則可在受熱式坩堝300中的每一者中設置不同的饋入材料。舉例來說，兩個受熱式坩堝300可填充有不同的饋入材料。當將使用第一饋入材料時，對第一受熱式坩堝300的靶絲極304進行激勵，同時將第二受熱式坩堝的靶絲極304去能。這樣一來，第一受熱式坩堝中的蒸汽可進入電弧腔室100，但第二受熱式坩堝中的饋入材料不進入電弧腔室100。在稍後的時間，通過對第二受熱式坩堝中的靶絲極304進行激勵並將第一受熱式坩堝中的靶絲極去能，IHC離子源11可 接著使用第二受熱式坩堝300中的饋入材料來形成離子束。
圖1及圖4示出用於說明坩堝120可被放置在電弧腔室100的與其中設置有陰極110及第一電極130a的側不同的一側上的具體實施例。
儘管以上公開內容闡述了將坩堝與間熱式陰極離子源一起使用，然而應理解，本發明並非僅限於此種實施例。離子源可為任何類型的離子源，例如RF離子源、伯納(Bernas)離子源或任何其他類型。
此外，在某些實施例中，圖4所示實施例可聯合推斥極一起使用。在某些實施例中，可相對於電弧腔室的側壁對圖4所示陰極施加正的偏壓。在一個特定實施例中，使用偏壓電源111相對於側壁對陰極施加偏壓，且存在推斥極。在此實施例中，可消除第一電極130a及第一電極電源135a。
以上在本申請中所述的實施例可具有許多優點。首先，本發明系統使得固態饋入材料能夠用作摻雜劑材料，而不存在與現有技術相關聯的問題。其次，通過將坩堝放置在距地面最近的壁上，饋入材料甚至在呈液態形式時也保持在坩堝中。這樣一來，離子源不會被液態形式的饋入材料污染或損壞。再次，與傳統的汽化器相比，使用此種坩堝，離子束中摻雜劑的濃度可大得多。在一個實驗中，與傳統的汽化器相比，離子束中的摻雜劑濃度不止增大一倍。此外，在某些實施例中，可在單個電弧腔室內設置多個坩堝。這可使得能夠電離出高濃度的饋入材料。在其他實施 例中，這可使得不同的饋入材料能夠與單個電弧腔室一起使用，而不需要更換坩堝。
本發明的範圍不受本文所述具體實施例限制。實際上，通過閱讀以上說明及附圖，對所屬領域中的一般技術人員來說，除本文所述實施例及潤飾以外，本發明的其他各種實施例及對本發明的各種潤飾也將顯而易見。因此，這些其他實施例及潤飾都旨在落于本發明的範圍內。此外，儘管已針對特定目的而在特定環境中在特定實施方案的上下文中闡述了本發明，然而所屬領域中的一般技術人員將認識到，本發明的效用並非僅限於此且可針對任何數目的目的在任何數目的環境中有益地實施本發明。因此，應考慮到本文所述本發明的全部範圍及精神來理解以上提出的權利要求書。
10:IHC離子源/離子源
100:電弧腔室
101:側壁
103:頂壁
104:第一端
105:第二端
106:氣體入口
110:陰極
111:偏壓電源
115:陰極偏壓電源
120:坩堝
125:饋入材料
130a:第一電極
130b:第二電極
135a:第一電極電源
135b:第二電極電源
140:抽取開孔
150:電漿
160:絲極
165:絲極電源
180:控制器
190:磁場
X、Y、Z:方向

Claims (15)

  1. 一種間熱式陰極離子源，包括：電弧腔室，包括連接所述電弧腔室的第一端與第二端的多個導電側壁；間熱式陰極，設置在所述電弧腔室的所述第一端上；以及坩堝，設置在所述電弧腔室的所述第二端上，其中所述坩堝包括具有凹陷腔的靶座，饋入材料設置於所述凹陷腔中。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的間熱式陰極離子源，更包括設置在所述多個導電側壁中的一者上的電極；其中相對於對所述電弧腔室的所述多個導電側壁施加的電壓而對所述電極施加電壓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的間熱式陰極離子源，其中所述電弧腔室被定向成使得重力將所述饋入材料保持在所述坩堝中。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的間熱式陰極離子源，其中所述坩堝包括受熱式坩堝，所述饋入材料設置在所述受熱式坩堝中並被加熱。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的間熱式陰極離子源，其中使用絲極來對所述饋入材料進行加熱。
  6. 一種間熱式陰極離子源，包括：電弧腔室，包括連接所述電弧腔室的第一端與第二端的多個導電側壁； 間熱式陰極，設置在所述電弧腔室的所述第一端上；以及坩堝，設置在與所述多個導電側壁的第一側壁相對的所述多個導電側壁的第二側壁上，其中所述坩堝包括具有凹陷腔的靶座，饋入材料設置於所述凹陷腔中。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的間熱式陰極離子源，更包括設置在所述第一側壁上的電極；其中相對於對所述電弧腔室的所述多個導電側壁施加的電壓而對所述電極施加電壓。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的間熱式陰極離子源，其中所述電弧腔室被定向成使得重力將所述饋入材料保持在所述坩堝中。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的間熱式陰極離子源，其中所述坩堝包括受熱式坩堝，所述饋入材料設置在所述受熱式坩堝中並被加熱。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的間熱式陰極離子源，其中使用絲極來對所述饋入材料進行加熱。
  11. 如申請專利範圍第6項所述的間熱式陰極離子源，更包括設置在所述第二側壁上的第二坩堝。
  12. 一種離子源，包括：電弧腔室，具有多個壁，在所述電弧腔室中產生電漿；以及坩堝，設置在所述多個壁中的一者上，用以容納饋入材料；其中所述電弧腔室被定向成使得重力將所述饋入材料保持在所述坩堝中，且其中所述坩堝包括具有凹陷腔的靶座，所述饋入 材料設置於所述凹陷腔中，所述坩堝的頂表面與所述多個壁中的一者齊平。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的離子源，其中所述坩堝包括具有凹陷腔的受熱式坩堝，所述饋入材料設置在所述凹陷腔中並被加熱。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的離子源，其中使用絲極來對所述饋入材料進行加熱。
  15. 如申請專利範圍第12項所述的離子源，其中所述電漿是使用間熱式陰極離子源或射頻離子源而產生。
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