[發(fā)明專利]使用固體碘化鋁(AlI3

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780038149.0
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN109312452B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丹尼斯·卡梅尼察;理查德·雷舒特;費(fèi)爾南多·席爾瓦;尼爾·科爾文
• 申請（專利權(quán)）人: 艾克塞利斯科技公司
• 主分類號: C23C14/48
• 分類號: C23C14/48;H01J37/317;H01L21/265
• 代理公司: 北京中原華和知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11019
• 代理人: 劉新宇;壽寧

本發(fā)明提供離子注入系統(tǒng)和方法，用于由碘化鋁形成離子束。水蒸汽源進(jìn)一步引入水與殘余碘化鋁反應(yīng)形成氫碘酸，其中從系統(tǒng)中排空殘余碘化鋁和氫碘酸。

相關(guān)申請的引用

本申請要求于2016年6月21日提交的名稱為《IMPLANTATION USING SOLIDALUMINUM IODIDE(ALI₃)FOR PRODUCING ATOMIC ALUMINUM IONS AND IN SITU CLEANINGOF ALUMINUM IODIDE AND ASSOCIATED BY-PRODUCTS》的美國臨時(shí)申請第62/352,673號的權(quán)益，其內(nèi)容通過引用整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及離子注入系統(tǒng)，更具體涉及一種利用碘化鋁離子源材料和相關(guān)束線組件注入鋁離子的離子注入系統(tǒng)，其具有用于原位清潔離子注入系統(tǒng)的機(jī)制。

背景技術(shù)

離子注入是半導(dǎo)體器件制造中所采用的物理過程，選擇性將摻雜劑注入半導(dǎo)體和/或晶片材料。因此，注入行為并不依賴于摻雜劑及半導(dǎo)體材料間的化學(xué)交互作用。對于離子注入，使離子注入機(jī)的離子源中的摻雜劑原子/分子離子化、加速、形成離子束、分析并掃過晶片，或者使晶片掃過離子束。摻雜離子以物理方式轟擊晶片、進(jìn)入表面并在與其能量有關(guān)的深度下停止在該表面下方。

離子注入機(jī)中的離子源通常通過使電弧腔室中的源材料離子化來產(chǎn)生離子束，其中源材料的組分是所需的摻雜元素。然后以離子束的形式從離子化的源材料中提取所需的摻雜元素。

常規(guī)上，當(dāng)鋁離子是所需的摻雜元素時(shí)，出于離子注入的目的，使用諸如氮化鋁(AlN)和氧化鋁(Al₂O₃)的材料作為鋁離子的源材料。氮化鋁或氧化鋁是固體絕緣材料，通常將其放置于(在離子源中)形成等離子體的電弧腔室中。

常規(guī)上，引入氣體(例如氟)來化學(xué)蝕刻含鋁材料，由此使源材料離子化，提取鋁并使其沿束線轉(zhuǎn)移到位于終端站中的碳化硅工件以便注入其中。含鋁材料例如通常與電弧腔室中的某種形式的蝕刻劑氣體(例如BF₃、 PF₃、NF₃等)一起用作鋁離子的源材料。然而，這類材料具有產(chǎn)生絕緣材料(例如AlN、Al₂O₃等)并與來自電弧腔室的預(yù)期鋁離子一起發(fā)射的不利副作用。

該絕緣材料隨后涂覆離子源的各種組件，如引出電極，然后這些引出電極開始構(gòu)建電荷并且不利地改變這些引出電極的靜電特性。電荷積聚的后果導(dǎo)致引出電極通常稱為電弧放電或“毛刺化”的行為，因?yàn)榉e聚的電荷電弧放電到其他組件和/或接地。在極端情況下，引出電極電源的行為可能發(fā)生改變和失真。這通常導(dǎo)致不可預(yù)測的光束行為并且導(dǎo)致束電流減小以及清潔與離子源相關(guān)聯(lián)的各種組件的頻繁預(yù)防性維護(hù)。此外，來自這類材料的薄片和其他殘留物可在電弧腔室中形成，從而改變其操作特性，這就導(dǎo)致額外的頻繁清潔。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過提供改善用于鋁注入物的離子注入系統(tǒng)中離子源性能并延長離子源壽命的系統(tǒng)、裝置和方法而克服現(xiàn)有技術(shù)的局限性。據(jù)此，下文提出本發(fā)明的簡要發(fā)明內(nèi)容，提供對本發(fā)明某些方面的基本理解。本發(fā)明內(nèi)容并非本發(fā)明的詳盡綜述。本發(fā)明內(nèi)容既非旨在確認(rèn)本發(fā)明的關(guān)鍵或關(guān)鍵要素，亦非旨在描述本發(fā)明的范圍。其目的在于，以簡化形式呈現(xiàn)本發(fā)明的某些構(gòu)思，作為下文具體實(shí)施方式的引言。

本發(fā)明的各方面促進(jìn)用于將鋁離子注入工件的離子注入工藝。根據(jù)某個(gè)示例性方面，一種離子注入系統(tǒng)的離子源包括固態(tài)材料源，該固態(tài)材料源包括固體形式的碘化鋁。在某個(gè)實(shí)例中，該碘化鋁呈粉末形式、顆粒形式和塊狀固體形式中的一種或多種。

所述離子注入系統(tǒng)例如進(jìn)一步包括配置成選擇性輸送離子束的束線總成，其中終端站配置成接受該離子束以將鋁離子注入工件中。