[發明專利]團簇離子注入的系統、大原子基團形成方法和超淺結制備方法

有效

• 申請號: 201710515940.8
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107195522B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 康曉旭
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: H01J37/317
• 分類號: H01J37/317;H01J37/08;H01L21/265
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;陳慧弘

本發明提供了一種團簇離子注入的系統、大原子基團形成方法和超淺結制備方法，大原子基團的形成包括離子源發生腔中生成等離子體；從離子源發生腔出來的部分等離子體進入靶材腔，轟擊靶材，從靶材中轟擊出的靶材原子與所述等離子體包括的原子相互碰撞，生成大原子團；從靶材腔出來的大原子團進入基團增大腔中，同時，從離子源發生腔出來的部分等離子體進入基團增大腔，并且所述等離子體包括的電子碰撞從靶材腔出來的大原子團使其帶電，從而增加帶電大原子團的占比；從基團增大腔出來的帶電大原子團進入磁場分析腔，進行荷質比篩選，選擇所需荷質比的帶電大原子團。本發明實現了離化的大原子基團和利用大原子基團的注入。

技術領域

本發明涉及離子注入技術領域，具體涉及一種團簇離子注入的系統、大原子基團形成方法和超淺結制備方法。

背景技術

隨著CMOS器件由平面器件結構變為三維器件結構，其器件特征尺寸越來越小，工作電壓越來越低，并對器件結構和工藝的要求越來越高。

超淺結是實現先進CMOS器件的關鍵。而超淺結對離子注入能量和劑量有著特殊的要求。而當離子本身質量較小時，對其加速和控制成為難題。

而傳統注入機是通過在氣體或者蒸發源內以金屬燈絲發射電子形式將其離化，然后由吸極引出到磁場分析部件進行荷質比的檢出。由于離子源和離化機制，該方案很難形成離化的大原子基團。

發明內容

為了克服以上問題，本發明旨在提供一種團簇離子注入的系統，從而增大所形成的原子團或離子團的體積。

為了達到上述目的，本發明提供了一種團簇離子注入的系統，其包括：

離子源發生腔，所述離子源發生腔包括離子源，所述離子源采用直流高壓放電生成等離子體，所述等離子體包括離子、電子、原子、分子，其中部分等離子體經磁場引出到靶材腔；

靶材腔，從離子源發生腔出來的部分等離子體經磁場進入靶材腔，并采用電場加速轟擊靶材，從靶材中轟擊出的靶材原子與所述等離子體包括的原子相互碰撞，生成大原子團；

基團增大腔，從靶材腔出來的大原子團進入基團增大腔中，同時，從離子源發生腔出來的部分等離子體經磁場進入基團增大腔，并且所述等離子體包括的電子在基團增大腔中做螺旋式運動來撞擊從靶材腔出來的大原子團使其帶電，從而增加帶電大原子團的占比；

磁場分析腔，從基團增大腔出來的帶電大原子團進入磁場分析腔，進行荷質比篩選，選擇所需荷質比的帶電大原子團。

優選地，所述靶材傾斜放置或者呈內圓錐形放置。

為了達到上述目的，本發明還提供了一種大原子基團形成方法，其包括以下步驟：

步驟01：包括離子源的離子源發生腔采用直流高壓放電來生成等離子體，所述等離子體包括離子、電子、原子、分子，其中部分等離子體經磁場引出到靶材腔；

步驟02:從離子源發生腔出來的部分等離子體經磁場進入靶材腔，并采用電場加速轟擊靶材，從靶材中轟擊出的靶材原子與所述等離子體包括的原子相互碰撞，生成大原子團；

步驟03：從靶材腔出來的大原子團進入基團增大腔中，同時，從離子源發生腔出來的部分等離子體經磁場進入基團增大腔，并且所述等離子體包括的電子在基團增大腔中做螺旋式運動來撞擊從靶材腔出來的大原子團使其帶電，從而增加帶電大原子團的占比；

步驟04：從基團增大腔出來的帶電大原子團進入磁場分析腔，進行荷質比篩選，選擇所需荷質比的帶電大原子團。

為了達到上述目的，本發明還提供了一種超淺結的制備方法，其包括：

步驟01：包括離子源的離子源發生腔采用直流高壓放電來生成等離子體，所述等離子體包括離子、電子、原子、分子，其中部分等離子體經磁場引出到靶材腔；