[發明專利]離子注入設備及方法

在審

• 申請號: 201710712878.1
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN109148247A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 何川;洪俊華;張勁;陳炯;楊勇
• 申請（專利權）人: 上海凱世通半導體股份有限公司
• 主分類號: H01J37/317
• 分類號: H01J37/317;H01J37/32;H01J37/244;H01L21/265
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;楊東明

1.一種離子注入設備，其包括離子源，該離子源包括一真空腔，以及引出電極，其特征在于，該離子源還包括有：

一摻雜氣體供應裝置，用于容置氣態摻雜源以及將氣態摻雜源傳輸至該真空腔中以在該真空腔中產生摻雜源等離子體；

一氫氣供應裝置，用于將氫氣傳輸至該真空腔中，進入該真空腔中的氫氣在該真空腔中產生氫等離子體；

連接于該摻雜氣體供應裝置和該真空腔之間的第一流量計，用于控制被傳輸至該真空腔中的氣態摻雜源的流量，連接于該氫氣供應裝置和該真空腔之間的第二流量計，用于控制被傳輸至該真空腔中的氫氣的流量；

該引出電極用于從該真空腔中引出束流以完成對襯底的離子注入，其中該束流中包括摻雜源離子束流和氫離子束流，

該離子注入設備還包括：位于該引出電極下游的偏轉元件，用于從至少部分束流中分離出摻雜源離子束流和氫離子束流；

位于摻雜源離子束流傳輸路徑上的摻雜源離子束流檢測裝置和/或位于氫離子束流傳輸路徑上的氫離子束流檢測裝置，該摻雜源離子束流檢測裝置用于檢測摻雜源離子束流的電流和/或電流密度，該氫離子束流檢測裝置用于檢測氫離子束流的電流和/或電流密度。

2.如權利要求1所述的離子注入設備，其特征在于，該第一流量計用于根據氫離子束流的檢測結果和摻雜源離子束流的檢測結果控制氣態摻雜源的流量，和/或，該第二流量計用于根據氫離子束流的檢測結果和摻雜源離子束流的檢測結果控制氫氣的流量。

3.如權利要求1所述的離子注入設備，其特征在于，該摻雜源離子束流檢測裝置還用于檢測摻雜源離子束流的電流的變化量和/或電流密度的變化量，該氫離子束流檢測裝置還用于檢測氫離子束流的電流的變化量和/或電流密度的變化量。

4.如權利要求1所述的離子注入設備，其特征在于，離子注入設備還包括：一控制器和一比較器，

該控制器用于計算一比值并將該比值分別與第一閾值和第二閾值比較，若該比值大于第一閾值，則啟用該比較器以判斷檢測次數是否達到次數閾值，若是，發出警報；若否，啟用該第一流量計使通入的氣態摻雜源降低第一流量閾值，和/或，啟用該第二流量計使通入的氫氣流量增加第二流量閾值；

若該比值小于第二閾值，該控制器則用于啟用該比較器以判斷檢測次數是否達到次數閾值，若是，發出警報；若否，啟用該第一流量計使通入的氣態摻雜源增加第三流量閾值，和/或，啟用該第二流量計使通入的氫氣流量減小第四流量閾值；

若該比值介于第二閾值和第一閾值之間，則采用該束流完成對襯底的離子注入，

其中該比值為所檢測的摻雜源離子束流的電流與氫離子束流的電流之比，或者摻雜源離子束流的電流密度和氫離子束流的電流密度之比，第一閾值大于第二閾值，

優選地，該比較器優先啟用該第一流量計調節該氣態摻雜源的流量。

5.如權利要求1所述的離子注入設備，其特征在于，該比較器還用于判斷摻雜源離子束流的電流的變化量是否達到第一變化閾值和/或氫離子束流的電流的變化量是否達到第二變化閾值，若是，則啟用該控制器計算該比值；若否，則采用該束流完成對襯底的離子注入。

6.如權利要求1-5中任意一項所述的離子注入設備，其特征在于，該氫氣供應裝置為氫氣發生器或氫氣瓶；和/或，

該離子源還包括一惰性氣體供應裝置，用于將惰性氣體傳輸至該真空腔中，該惰性氣體用于在該真空腔中產生惰性氣體等離子體以使該真空腔的溫度維持在100℃-500℃。

7.如權利要求1-5中任意一項所述的離子注入設備，其特征在于，該氫離子束流為該束流的0.01-0.5。