[發明專利]銦離子產生裝置和方法

無效

• 申請號: 201110144533.3
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN102808162A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 張偉
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華半導體有限公司;無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: C23C14/48
• 分類號: C23C14/48;C22B58/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種銦離子產生裝置及使用該銦離子產生裝置的銦離子產生方法，尤其涉及使用固態含銦化合物加熱產生銦離子的銦離子產生裝置和方法。

背景技術

隨著半導體行業的飛速發展，向半導體元件內注入離子化的銦已經廣泛的應用在各種半導體器件工藝中。

目前的工藝中，注入離子化的銦時使用的銦源是固體源，如InCl₃。使用坩堝來加熱InCl₃使其升華變成氣體后在電弧室電離形成正價銦離子。而在半導體器件工藝中，其他元素(如As、P、B、BF)的離子注入使用的都是氣體源，可以直接電離產生正離子。

現有技術中，注入離子化的銦必須等到InCl₃經坩堝加熱到300度以上升華，同時在電弧室中聚集到達一定濃度后，才可以通過電絲發出的電子來轟擊，使銦氣體電力，然后吸引出來形成銦離子束。在坩堝升溫和銦原子聚集的過程中會消耗較多的時間，至少30分鐘?？傊瑔渭兊你熢陔娀∈抑械碾婋x效率較低，離子化的數量少，速度慢，影響生產速度和質量。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明目的在于提供一種銦離子產生速度快，離子轉化率高的銦離子產生裝置和方法。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種銦離子產生裝置，包括：坩堝，用于盛放固態含銦化合物；熱源，用于加熱所述坩堝，氣化所述固態含銦化合物得到含銦化合物蒸氣；電弧室，用于使含銦化合物蒸氣電離產生等離子體；向所述電弧室通入稀釋氣體的充氣裝置。

為解決上述技術問題，本發明還提供了一種使用上述銦離子產生裝置的銦離子產生方法，包括以下步驟：第一步，向坩堝中盛放固態含銦化合物；第二步，通過熱源加熱所述坩堝；第三步，所述含銦化合物達到第一預設溫度時，使用充氣裝置向電弧室內充入稀釋氣體；第四步，通過熱源加熱所述坩堝，使所述含銦化合物達到第二預設溫度。

優選的，所述含銦化合物為InCl₃?InCl₃·H₂O?InCl₃·4H₂O。

優選的，所述稀釋氣體為氬氣。

優選的，所述第一預設溫度為250攝氏度。

優選的，所述第二預設溫度為300攝氏度。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：通過向電弧室中充入稀釋氣體，利用荷轉過程增加了銦離子化的速度和轉化率。

具體實施方式

以下通過具體實施例說明本發明的思想。

本發明的具體實施例的銦離子產生裝置包括：坩堝，用于盛放固態含銦化合物；熱源，用于加熱所述坩堝，氣化所述固態含銦化合物得到含銦化合物蒸氣；電弧室，用于使含銦化合物蒸氣電離產生等離子體；向所述電弧室通入稀釋氣體的充氣裝置。

具體的，使用銦離子產生裝置產生銦離子包括以下步驟：

第一步，向坩堝中盛放固態含銦化合物，具體的，所述含銦化合物為InCl₃?InCl₃·H₂O?InCl₃·4H₂O。

第二步，通過熱源加熱所述坩堝。

第三步，所述含銦化合物達到第一預設溫度時，使用充氣裝置向電弧室內充入稀釋氣體。

在含銦化合物為InCl₃或InCl₃·H₂O或InCl₃·4H₂O時，該第一預設溫度優選為250攝氏度。

優選的，該稀釋氣體為氬氣，但也可以為其他合適的氣體。

這樣，在InCl₃升華前，在電弧室形成大量的Ar+。

第四步，通過熱源加熱所述坩堝，使所述含銦化合物達到第二預設溫度。

優選的，所述第二預設溫度大于等于300攝氏度，即大于等于含銦化合物的氣化溫度。

在第四步中，Ar+正離子和In原子碰撞實現荷轉過程，該荷轉過程釋放多余勢能使In原子外層電子激發形成正離子，同時促成InCl₃分解。

在本發明中，利用了荷轉過程加速銦的離子化。

荷轉，或稱電荷交換，是正離子與中性原子碰撞時發生的電荷轉移過程。這是正離子將俘獲原子中的一個價電子而成為原子；原子則因失去一個價電子而成為正離子。

荷轉過程屬于第二類非彈性碰撞過程。在碰撞中，碰撞粒子的勢能從一方轉移到另一方