TWI757372B - 用於碳植入之膦共伴氣體 - Google Patents

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Abstract

本發明提供用於碳離子植入之方法及系統，其包括在離子源腔室中利用作為共伴氣體之膦與碳氧化物氣體。在一或多個具體實例中，將使用該膦共伴氣體之碳植入與鑭鎢合金離子源組件組合，其有利地引起陰極及陰極罩以及該離子源腔室內之其他組件發生最小氧化。

Description

用於碳植入之膦共伴氣體 【相關申請案之交叉參考】
本申請案係2016年11月24日申請之序列號為62/426,251的美國非臨時申請案，該美國非臨時申請案之內容以全文引用之方式併入本文中。
本發明係關於用於在離子源腔室中使用作為共伴氣體之膦與碳氧化物氣體進行碳離子植入的方法及系統。
在製造半導體裝置中，離子植入用以使用雜質摻雜半導體。離子植入系統常常用以使用來自離子束之離子摻雜工件(諸如，半導體晶圓)，以便產生n型或p型材料摻雜，或在製造積體電路期間形成鈍化層。此射束處理常常用以使用指定摻雜劑材料之雜質在預定能量位準下及以經控制之濃度選擇性地植入晶圓，以在製造積體電路期間產生半導體材料。當用於摻雜半導體晶圓時，離子植入系統將所選擇的離子物種噴射至工件中以產生所要外源性材料。
典型離子植入機包括離子源、離子提取裝置、質量分析裝置、射束輸送裝置及晶圓處理裝置。離子源產生所要之原子或分子摻雜劑物種之離子。此等離子藉由提取系統(通常為一組電極)自源提取，從而 形成離子束，該組電極供能且導引來自源之離子流。所要離子在質量分析裝置中與離子束分隔，該質量分析裝置通常為執行所提取離子束之質量分散或分離的磁偶極子。射束輸送裝置(通常為含有一系列聚焦裝置之真空系統)輸送離子束至晶圓處理裝置，同時維持離子束之所要之性質。最終，半導體晶圓經由晶圓處置系統轉移入或轉移出晶圓處理裝置，該晶圓處置系統可包括一或多個機器人臂用於將待處理之晶圓置放在離子束前方且自離子植入機移除經處理之晶圓。
離子源(通常被稱作電弧離子源)產生用於植入機中之離子束且可包括經加熱之長絲陰極，用於產生成形為用於晶圓處理之適當的離子束之離子。舉例而言，Sferlazzo等人之美國專利第5,497,006號揭示具有由底座支撐且相對於氣體限制腔室定位之陰極的離子源，該離子源用於將電離電子噴射至該氣體限制腔室中。Sferlazzo等人之陰極為具有部分地擴展至氣體限制腔室中之端蓋的管式傳導主體。長絲經支撐於管式主體內且發射經由電子轟擊加熱端蓋之電子，從而將電離電子以熱離子方式發射至氣體限制腔室中。
碳已形成廣泛用於半導體行業中之摻雜劑，以用於廣泛多種材料修改應用。舉例而言，碳植入常常用以抑制共伴摻雜劑之擴散，或用於增強摻雜區域之穩定性。就此而言，二氧化碳及/或一氧化碳為兩種常用於碳植入之摻雜氣體源。殘餘氧與碳分子之分離可使腔室內襯氧化以及損害陰極罩，從而造成離子源發生過早故障。此外，亦已知歸因於二氧化碳及/或一氧化碳之裂解而發生的殘餘碳沉積及剝落會縮短離子源壽命。
本文中揭示用於將碳植入至一基板中之方法及系統。在一或多個具體實例中，用於將碳植入至一基板中之方法包括：在一離子源腔室中使一碳氧化物氣體源與包含膦之一共伴氣體電離以產生碳離子及氧化磷；及將該等碳離子植入至該基板中。
在一或多個具體實例中，一種用於將碳離子植入至一工件中之方法包括：將一碳氧化物氣體與一膦氣體之一混合物供應至一離子源；在一化學計量下使用該離子源來使該碳氧化物氣體與該膦氣體電離，該化學計量有效地產生電離碳之一原料流及包含磷氧化物之一副產物；提取該電漿內之該電離碳以形成一離子束；及使該工件曝露於該離子束以將該電離碳植入至該工件中。
參考以下對本公開及本公開中所包括之實例之各種特徵的詳細描述可更易於理解本發明。
100:例示性離子植入系統
102:端子
104:射束線總成
106:終端站
108:離子源
110:電源
112:摻雜氣體
114:離子束
116:入口
117:質量分析器
118:孔徑
120:工件
122:夾盤
124:處理腔室
126:真空腔室
128:處理環境
130:真空源
132:控制器
200:離子源
204:陰極
206:斥拒極
208:電弧腔室
210:壁
212:內襯
214:污染物材料
216:主體
300:例示性離子源
302:主體
304:內部區域
305:一或多個電極
306:陰極
308:斥拒極
310:電弧隙縫
312:一或多個內襯
314:一或多個壁
316:陰極罩
400:習知陰極
402:陰極罩
404:嚴重氧化
406:陰極側壁
408A:片件
408B:片件
410:習知電弧腔室
412:鎢之過度沉積
414:斥拒極
416:電弧腔室內襯
418:電弧腔室內襯
500:陰極
502:陰極罩
504:陰極側壁
508:電弧腔室
510:斥拒極
512:腔室壁
514:內襯
516:表面
600:曲線圖
700:表
現在參考各種圖式，在該等圖式中，對相同要素進行相同編號：圖1為根據本發明之若干態樣之例示性離子植入系統的方塊圖；圖2說明用於本發明中之例示性離子源的透視圖；圖3說明用於本發明中之例示性電弧腔室的透視圖；圖4說明20小時之操作之後的習知鎢陰極及罩；圖5說明20小時之操作之後的鑭鎢陰極及罩；圖6說明在不具有共伴氣體的情況下運行30小時之後的習 知電弧腔室。
圖7說明在不具有共伴氣體的情況下使用各種源材料運行30小時之後的鑭鎢電弧腔室。
圖8以圖形方式說明純鎢及鑭鎢之發射特性；且圖9為說明各種化合物之各種特性的圖。
本發明大體上係關於利用作為共伴氣體之膦(PH3)氣體與諸如一氧化碳及/或二氧化碳之碳氣體源而進行的碳植入。在一或多個具體實例中，將使用膦作為共伴氣體之碳植入與離子植入系統組合，該離子植入系統包括在其中由鑭鎢形成之至少一個導電組件。有利地，舉例而言，在使用膦以作為諸如陰極及陰極罩之離子植入導電組件之共伴氣體的情況下，觀測到最小氧化。此外，已觀測到包括(尤其)電弧隙縫之電弧腔室內部組件上之可接受的碳沉積位準，以及標記氧化鎢形成(亦即，WOx，其中x係自1至6)降低。關於所產生之碳離子，可選擇性地提取此等離子且在適用於將離子植入至所關注工件中之高速度下進行加速。取決於應用，碳植入大體上在1至30keV能量範圍中，且劑量自低變化至中級E13s而至中級E15s。
因此，本發明現在將參考圖式描述，其中通篇中之相同參考編號可用於指相同要素。應理解，此等態樣之描述僅為說明性的且其不應以限制意義來解釋。在以下描述中，出於解釋之目的，闡述大量具體細節以便提供對本發明之透徹理解。然而，熟習此項技術者將顯而易知，本發明可在無此等具體細節之情況下實踐。另外，本發明之範圍並不意欲受下 文參考隨附圖式所描述之具體實例或實例限制，但意欲僅受其所附申請專利範圍及等效物限制。
亦注意，圖式係提供以說明本發明之具體實例的一些態樣且因此應視為僅示意性的。詳言之，根據本發明之具體實例，圖式中所示要素彼此未必按比例繪製，且各種要素在圖式中之置放係選擇以提供各別具體實例之清楚理解且不應理解為必定代表實施中各個組件之實際相對位置。此外，除非以其他方式特定指出，否則本文中所描述之各種具體實例及實例之特徵可彼此組合。
亦應瞭解，在以下描述中，在圖式中所示或本文中所描述之功能區塊、裝置、組件、電路元件或其他實體或功能單元之間之任何直接連接或耦接亦可藉由間接連接或耦接來實施。此外，應瞭解，圖式中所示功能區塊或單元在一個具體實例中可以各別特徵或電路形式來建構，且在另一具體實例中，亦可或者以共同特徵或電路來完全或部分地建構。舉例而言，若干功能區塊可被實施為在通用處理器，諸如信號處理器上運行之軟體。進一步應理解，除非相反地指出，否則在以下說明書中基於電線所描述之任何連接亦可以無線通信形式實施。
根據本發明之一個態樣，圖1說明例示性離子植入系統100。在本實例中，離子植入系統100大體上包括端子102、射束線總成104及終端站106。
一般而言，將端子102中之離子源108耦接至電源110以將摻雜氣體112(亦即，源氣體)電離成來自離子源之多個離子，從而形成離子束114。將離子束114導引通過質量分析器117之入口116且朝向終端站 106導出孔徑118。在終端站106中，離子束114轟擊工件120，選擇性地將工件120夾持或安裝至夾盤122(例如，靜電夾盤)。一旦嵌入至工件120之晶格中，所植入之離子就改變工件之物理及化學性質。鑒於此，離子植入係用於半導體裝置製造及金屬表面處理，以及材料科學研究中之各種應用。
本發明之離子束112可採用任何形式，諸如筆形或點束、帶束、掃描束或使離子朝向末端站106定向之任何其他形式，且所有該等形式係預期落在本發明之範圍內。
根據一個例示性態樣，終端站106包括處理腔室124，諸如真空腔室126，其中處理環境128與處理腔室相關聯。處理環境128一般存在於處理腔室124內，且在一個實例中，包括藉由耦接至處理腔室124且經組態以實質上抽空該處理腔室126之真空源130(例如真空泵)產生之真空。此外，提供控制器132以用於對離子植入系統100進行整體控制。
舉例而言，離子源108(亦被稱為離子源腔室)可使用耐火金屬(W、Mo、Ta等等)及石墨建構以便提供合適高溫效能，其中此類材料通常為半導體晶片製造商所接受。源氣體112用於離子源108內，其中源氣體在性質上可為或可不為傳導性的。然而，一旦源氣體112裂解裂解或分裂後，電離氣體副產物可為極具腐蝕性的。在本發明中，源氣體係包括碳氧化物及作為共伴氣體之至少膦的混合物。
裝置製造商對於較長源壽命、增加的離子束電流、離子束穩定性及非專用物種操作的需求已將習知離子源設計推到其極限。然而，此等需求中之每一者並不相互排斥，其中通常犧牲一或多個效能特性以提供 並不過早發生故障之離子源。
自裂解碳氧化物(諸如一氧化碳(Co)及/或二氧化碳(CO2)及/或二氧化三碳(C3O2))產生之氧化物的高度腐蝕性質會挑戰用以建構離子源108及與其相關聯之組件的習知耐火金屬。舉例而言，WO2及WO3在內部源組件上之形成可不利地影響離子植入轉變成其他物種(諸如11B及49BF2)，直至自氧化鎢釋離之殘餘氧低於某一臨限值位準為止。
在一或多個具體實例中，本發明利用鑭鎢合金，或具有與用於與離子源108相關聯之組件(例如，內部電弧腔室組件)的預定百分比之稀土金屬合金化之其他耐火金屬的鑭鎢合金。在許多狀況下，提供此等鑭鎢組件可防止受殘餘氧損害。舉例而言，O-與鑭之反應會產生保護性表層(其在大於2000℃之溫度下極其穩定)，而氧化鎢極具揮發性(例如鹵循環)，且引起離子源壽命較短以及離子束不穩定性增加。此外，本發明之離子源提供改良式陰極電子發射，歸因於其較低功函數及碳化鎢或氧化鎢在陰極尖端上之形成的減少，因此減少用於碳植入之陰極電子發射。
除了使用鑭鎢合金，或具有與用於與用以建構電弧內部組件之預定百分比之稀土金屬合金化之其他耐火金屬的鑭鎢合金以外，亦可利用此類材料來建構電弧腔室主體及在電弧腔室下游之離子植入系統的其他組件。舉例而言，提取電極光學件(例如抑制及接地孔徑)及任何其他下游離子束界定孔徑、內襯及離子束衝擊板可由此類鑭鎢材料形成。將易受所提取氧離子之蝕刻或濺鍍影響的任何組件視為由此類材料形成之候選者，其中在習知系統中形成之揮發性腐蝕傳導氣體通常將會塗佈關鍵絕緣體。
舉例而言，在圖2中所說明之離子源200中，六氟化鎢或其他所得材料可分解於離子源之各種內部組件203之表面202上，諸如與離子源之電弧腔室208相關聯之陰極204、斥拒極206及電弧隙縫光學件(圖中未示)之表面上。此被稱作鹵素循環，如方程式中所展示，但所得材料亦可以污染物材料214(例如，固態顆粒污染物)形式沉澱及/或冷凝回至電弧腔室208之壁210或內襯212或其他組件以及電弧隙縫上。舉例而言，內襯212包含以可操作方式耦接至電弧腔室208之主體216的可替換部件215，其中內襯由石墨或各種其他材料組成。舉例而言，可替換部件215提供在電弧腔室208之操作週期之後可易於替換的耐磨表面。
當陰極經間接加熱(例如，由鎢或鉭構成之陰極)時，沉積至內部組件203上之污染物材料214之另一源由陰極204產生，由此經間接加熱之陰極用以開始及維持離子源電漿(例如，熱電子發射)。舉例而言，經間接加熱之陰極204及斥拒極206(例如，對陰極)關於電弧腔室208之主體216處於負電位，且陰極及斥拒極兩者皆可藉由經電離之氣體濺鍍。舉例而言，斥拒極206可由鎢、鉬或石墨建構。沉積於電弧腔室208之內部組件203上之污染物材料214之又一源為摻雜劑材料(圖中未示)自身。隨時間推移，污染物材料214之此等沉積膜可能受應力且隨後剝離，從而縮短離子源200之壽命。
本發明有利地可包括在碳植入期間在離子植入系統中使用鑭鎢合金以緩解蝕刻及污染問題。在一或多個具體實例中，利用作為共伴氣體之膦與諸如一氧化碳及/或二氧化碳之碳氧化物源，且在一些具體實例中，其與如本文中所描述之鑭鎢合金離子源組件組合。在一或多個其他具 體實例中，離子植入系統之導電組件係由鎢或其類似者形成。使用膦作為共伴氣體以用於碳植入且使用由鑭鎢合金形成或用鑭鎢合金塗佈之組件會提供眾多優點。
舉例而言，當針對碳植入使用一氧化碳及/或二氧化碳作為摻雜氣體時之主要故障模式係氧化及陰極及陰極罩之質量的後續減小。當針對擴展時間運行時，使陰極罩在極高速率下氧化從而導致過早源故障並非不常見的。引入膦作為共伴氣體與碳氧化物氣體源會藉由使膦分子裂解而增加碳氫化合物的形成，其可易於自源腔室泵浦而非沉積至內部表面上。雖然不希望受理論束縛，但咸信磷之存在會引起諸如P4O6及P4O10之磷氧化物的形成，P4O6及P4O10之相對低熔點分別為23.8℃及422℃。雖然以水汽形式，但此等化合物可自腔室泵浦，從而顯著最小化陰極及陰極罩之氧化。此尤其可有利於陰極罩，陰極罩通常為除了陰極以外的最熱組件。因此，基於可供使用之氧的量，可在陰極罩氧化速率與碳沉積之間達成平衡。此外，歸因於穩定氧化鑭化合物(例如，La2O3)之形成，對鑭鎢組件之視情況使用將會進一步降低陰極罩氧化速率。
藉由基於對原子質量單元(atomic mass unit；amu)譜之分析而偵測磷氧化物之形成，可易於最佳化碳氧化物與膦共伴氣體之比率。一旦磷氧化物不可再偵測且相對射束電流維持在所要量下，就最佳化該比率。膦共伴氣體可經插入以作為與不同鏈帶分離之氣體，或一旦已判定所要比率，就可預先在同一瓶中預混合。離子源中之操作壓力係在低至中級E-5Torr範圍中。高電流離子源壽命隨著物種利用率而變化，但可為數百小時。
另外，使用鑭鎢合金來建構如本文中所描述之內部電弧腔室組件中之一或多者會最小化鹵素循環及控制鹵素循環。La2O3之保護膜係由碳氧化物氣體產生，如二氧化碳之反應方案I中大體上所示，保護膜至多在2300℃下係熱穩定的。
I. 24CO2+8PH3+4LaW→22C++24OH+2CO+2La2O3+4W+P4O6+P4O10
因為WLaO3駐留於鎢粒界中，所以其將會不斷地擴散至表面及補給保護塗層。此又減少揮發性耐火氣體之形成。當鑭經濺鍍、蝕刻或蒸發至含有鎢、氧或氟之電弧腔室中時，鑭不會形成具高度反應性且不穩定的組件，諸如MoFx、WFx及TaFx。實情為，鑭之存在會引起穩定氧化物或氟化合物之形成，其亦沉積至內部電弧腔室表面上，從而進一步保護內部表面。
圖3說明可供利用本發明之例示性離子源300(其亦被稱為電弧腔室或離子源腔室)。圖3之電弧腔室300在許多方面與圖2之電弧腔室208相似。如圖3中所說明，電弧腔室300具有界定電弧腔室之內部區域304的主體302。舉例而言，電弧腔室300包含一或多個電極304。舉例而言，一或多個電極305包含陰極306及斥拒極308。舉例而言，電弧腔室300進一步包含用於自電弧腔室提取離子的電弧隙縫310。一或多個內襯312以可操作方式耦接至電弧腔室300之主體302。舉例而言，主體302可進一步包含以可操作方式耦接至主體或與主體整合之一或多個壁314。在一個實例中，陰極罩316大體上環繞陰極306之周邊。
根據本發明，電極305中之一或多者(例如，陰極306及斥拒極308中之一或多者)、陰極罩316包含鑭鎢或由鑭鎢組成。此外，電弧 腔室300之內襯312、壁314及/或提取孔徑310可包含鑭鎢或由鑭鎢組成。本發明目前瞭解與在習知離子源中所使用之純鎢相比較，鑭鎢對化學侵蝕更具耐受性。目前考慮之理論為：在於電弧腔室300中發生之電離程序期間，鑭鎢在曝露表面上形成氧化鑭層。因為此氧化鑭層相較於習知化學物質化學性更穩定，所以其總稱為禁止進一步侵蝕。可預期利用膦作為共伴氣體將會最小化氧化及延長操作壽命。
圖4說明運行CO2 20小時之後的習知陰極400及其對應陰極罩402(例如覆蓋陰極之管式部件)，其中陰極及陰極罩係由鎢形成。如圖4中所說明，陰極罩402會發生嚴重氧化404，且其後續會經由熱分解沉積至陰極側壁406上。如圖4中所展示，罩402已被氧化，使得罩已被有害地分離成兩個片件408A及408B。
圖5說明運行CO2 20小時之後的陰極500及對應陰極罩502，其中陰極及陰極罩由鑭鎢組成。如圖5中所說明，當與圖4之習知陰極及罩相比較，該陰極罩氧化明顯減小且鎢沉積至陰極側壁504上明顯縮減。
圖6說明在不具有共伴氣體的情況下運行GeF4 30小時之後的習知電弧腔室410中之習知陰極。清楚地存在鎢412過度沉積至陰極400及斥拒極414上及電弧腔室內襯416、418之蝕刻。
圖7說明在不具有共伴氣體的情況下各自運行GeF4、SiF4及BF3 10小時之後的電弧腔室508，其具有一或多個組件(例如陰極500、陰極罩502、斥拒極510、腔室壁512、提取孔徑(圖中未示)、線514及其由鑭鎢形成之類似者中的一或多者)。如圖7中所說明，電弧腔室中之所有曝 露表面516係由鑭鎢形成，但不認為此實例具限制性。如圖6中所展示，鎢未大量沉積至陰極及斥拒極上(例如，不存在鹵素循環)，其中存在電弧腔室內襯514之蝕刻的最小標誌。
圖8係說明純鎢及鑭鎢之發射特性的曲線圖600，其中4A/cm2之最大穩定發射為1900K(例如，參考2100K時3A/cm2之敷釷鎢)。舉例而言，純鎢熱離子發射係在~2300K時少一百倍。
圖9係說明在與氟及氧反應之後的各種材料之特性的表700。舉例而言，氧化鑭之熔點近似地為1000℃，高於標準鎢二氧化物，此意謂氧化鑭穩定得多。上文所描述之電弧腔室內襯通常在近似地700至800℃下操作，陰極在近似地2500℃下操作，且陰極罩在近似地2000℃下操作。因此，鑭鎢組件提供穩定化合物，穩定化合物不易於在與氟反應之後在高溫下分解。
當使用氧(或具有氧之任何氣體)運行碳時，可在電弧腔室中形成大量二氧化鎢及三氧化鎢。當需要後續轉變成硼時，離子源不穩定直至移除安置於其中之氧為止。因此，直至移除氧為止，與離子源相關聯之先前調諧解決方案將不會很好地起作用。因此，根據本發明，因為形成二氧化鎢，所以鑭鎢提供腔室之鈍化，因此保護該腔室，且不形成大量WO2或WO3。
根據一個實例，用以自離子源(例如光學件板)提取離子之提取電極可由鑭鎢組成。舉例而言，當將氟用於習知鎢提取電極中時，氟將會濺鍍孔徑且組合以形成鎢氟(WF)氣體，該氣體具腐蝕性。此外，常常在提取板之間提供絕緣體，由此氟化鎢將會攻擊絕緣體(Al2O3)，其進一 步在絕緣體上產生有害傳導塗層。因此，根據本發明，孔徑板係由鑭鎢形成，因此緩解此有害傳導。
本發明預期待由鑭鎢組成之AMU磁體上游的組件，諸如離子源、提取電極光學件及源腔室之出口。電弧腔室內部組件可由鑭鎢組成，諸如與離子源腔室相關聯之任何內襯、電弧隙縫、陰極、斥拒極及陰極罩。此外，AMU入口孔徑亦可由鑭鎢組成。另外，進一步在AMU下游(例如沿著射束線之任何地方)之組件可以相似方式由鑭鎢組成。
雖然本發明已關於某一具體實例或各個具體實例顯示且描述，但應注意，上述具體實例僅充當本發明一些具體實例之實施的實例，且本發明之應用不受此等具體實例限制。特別就藉由上文所描述之組件(總成、裝置、電路等等)執行之各種功能而言，用於描述此類組件之術語(包括對「構件」之參考)，除非另外指示，意欲對應於執行所描述組件之指定功能(亦即，功能上等效)之任何組件，儘管在結構上不等效於所揭示之執行本文中本發明之例示性具體實例所說明之功能的結構。此外，雖然本發明之特定特徵可能已關於若干具體實例中之僅一者揭示，但該特徵可與其他具體實例之一或多個其他特徵組合為對於任何給定或特定應用可合乎需要及有利。因此，本發明不限於上述具體實例，但意欲僅受所附申請專利範圍及其等效物限制。
此編寫描述使用實例來揭示本發明，包括最佳模式，且亦使得任何熟習此項技術者能夠製作及使用本發明。本發明之可獲專利範圍係藉由申請專利範圍所界定，且可包括熟習此項技術者所想到之其他實例。若此等其他實例具有並非不同於申請專利範圍字面語言之結構元件，或若 該等其他實例包括與申請專利範圍字面語言無實質差異之等效結構元件，則該等實例意欲在申請專利範圍之範圍內。
100‧‧‧例示性離子植入系統
102‧‧‧端子
104‧‧‧射束線總成
106‧‧‧終端站
108‧‧‧離子源
110‧‧‧電源
112‧‧‧摻雜氣體
114‧‧‧離子束
116‧‧‧入口
117‧‧‧質量分析器
118‧‧‧孔徑
120‧‧‧工件
122‧‧‧夾盤
124‧‧‧處理腔室
126‧‧‧真空腔室
128‧‧‧處理環境
130‧‧‧真空源
132‧‧‧控制器

Claims (13)

  1. 一種用於將碳植入至基板中之方法，該方法包含：在離子源腔室中使碳氧化物氣體源與包含膦之共伴氣體電離以產生碳離子及磷氧化物；基於對原子質量單元譜之分析而偵測該磷氧化物之形成；當該磷氧化物不可再偵測時，判定該碳氧化物氣體源與該包含膦之共伴氣體之間之最終比率；及將該等碳離子植入至該基板中。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該碳氧化物源包含次氧化碳、一氧化碳、二氧化碳、含碳氣體及氧氣混合物或其組合。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該離子源腔室包含由鑭鎢形成或用鑭鎢塗佈之一或多個組件。
  4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該一或多個組件係選自由以下各者組成之群：陰極、陰極罩、斥拒極、內襯、電弧隙縫、源腔室壁、孔徑板、提取電極及電弧腔室主體。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該膦相對於碳氧化物氣體之比率使得磷氧化物之形成為約零。
  6. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該碳氧化物氣體為一氧化碳，且根據反應方案I而與該膦反應：I. 24CO+8PH3+4LaW→22C++24OH+2CO+2La2O3+4W+P4O10+P4O6。
  7. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該鑭鎢包含呈1重量%至3重量%之量的鑭。
  8. 一種用於將碳離子植入至工件中之方法，該方法包含：將碳氧化物氣體與膦氣體之混合物供應至離子源，其中該離子源及含有該離子源之離子植入系統包含由鑭鎢形成或用鑭鎢塗佈之陰極、陰極罩及/或斥拒極；在化學計量下使用該離子源來使該碳氧化物氣體與該膦氣體電離，該化學計量有效地產生電離碳之原料流及包含磷氧化物之副產物；提取電漿內之該電離碳以形成離子束；及使該工件曝露於該離子束以將該電離碳植入至該工件中。
  9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該碳氧化物氣體係選自由以下各者組成之氣體的群：一氧化碳、二氧化碳、次氧化碳、含碳氣體及氧氣混合物，以及其組合。
  10. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該膦氣體相對於該碳氧化物氣體之比率使得該等磷氧化物之形成為約零。
  11. 如申請專利範圍第8項之方法，其進一步包含自該離子源腔室抽空該等磷氧化物。
  12. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該碳氧化物氣體為一氧化碳，且根據反應方案I而與該膦氣體反應：I. 24CO+8PH3+4LaW→22C++24OH+2CO+2La2O3+4W+P4O10+P4O6。
  13. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該鑭鎢包含分別呈該組件或塗層之1重量%至3重量%之量的鑭。
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