同位素富集的含硼化合物及其制备和使用方法技术

本文涉及同位素富集的含硼化合物，含有两个或以上的硼原子和至少一个氟原子，其中至少一个硼原子含有所需的硼同位素，所述同位素的浓度或比例高于其天然丰度的浓度或比例。所述化合物可以具有化学式B2F4。本文描述了合成这些化合物的方法和使用这些化合物的离子注入方法，以及描述了贮存和分配容器，其中有利地含有所述同位素富集的含硼化合物用于随后的分配应用。

【技术实现步骤摘要】
本申请是2011年8月16日提交的专利技术名称为“同位素富集的含硼化合物及其制备和使用方法”的第201180049806.4号专利技术专利申请的分案申请。相关申请的互相参引本申请要求2011年3月15日以RobertKaim,etal.名义提交的第13/048,367号美国专利申请——“ISOTOPICALLY-ENRICHEDBORON-CONTAININGCOMPOUNDS,ANDMETHODSOFMAKINGANDUSINGSAME”的优先权，所述专利申请是根据35USC120对2010年10月27日以RobertKaim,etal.名义提交的第12/913,721号美国专利申请——“ISOTOPICALLY-ENRICHEDBORON-CONTAININGCOMPOUNDS,ANDMETHODSOFMAKINGANDUSINGSAME”的部分延续，该专利申请根据35USC119(e)要求下列美国临时专利申请的优先权：2010年8月30日以OlegByl,etal.名义提交的第61/378,353号美国临时专利申请——“ISOTOPICALLY-ENRICHEDBORON-CONTAININGCOMPOUNDS,ANDMETHODSOFMAKINGANDUSINGSAME”；2010年8月18日以OlegByl,etal.名义提交的第61/375,031号美国临时专利申请——“ISOTOPICALLY-ENRICHEDBORON-CONTAININGCOMPOUNDS,ANDMETHODSOFMAKINGANDUSINGSAME”；2010年6月25日以EdwardJones,etal.名义提交的第61/358,514号美国临时专利申请——“ACTIVECOOLINGFORIONIMPLANTGASDELIVERYSYSTEM”；2010年5月27日以EdwardJones,etal.名义提交的第61/349,202号美国临时专利申请——“ACTIVECOOLINGFORIONIMPLANTGASDELIVERYSYSTEM”；以及2009年10月27日以RobertKaim,etal.名义提交的第61/255,097号美国临时专利申请——“BORONIONIMPLANTATIONAPPARATUSANDMETHOD”。此外，在本申请中要求前述第12/913,721号美国专利申请、第61/378,353号美国临时专利申请和第61/375,031号美国临时专利申请的优先权。出于所有目的，所有上述美国专利申请(第13/048,367和12/913,721号美国专利申请)以及第61/378,353、61/375,031、61/358,514、61/349,202和61/255,097号美国临时专利申请的公开内容以其各自全文通过引证的方式纳入本说明书中。
本文公开内容涉及同位素富集的含硼化合物、组合物，及其制备和使用方法。
技术介绍
离子注入(ionimplantation)用于集成电路制造中以将受控量的掺杂剂杂质精确地引入半导体晶片中，并且其是微电子/半导体制造中的关键步骤。在这样的注入系统中，离子源电离所需掺杂剂源气体(dopantsourcegas)的掺杂元素(dopantelement)。所述离子源通过将电子引入充满掺杂剂源气体(通常也被称为“原料气(feedstockgas)”)的真空室来生成离子。用于生成注入物质的原料气包括但不限于BF3、B10H14、B12H22、PH3、AsH3、PF5、AsF5、H2Se、N2、Ar、GeF4、SiF4、O2、H2和GeH4。含有待注入的掺杂元素的组合物通常称为掺杂剂源或前体。电子与气体中的掺杂剂原子和分子碰撞使得形成由正和负掺杂离子组成的离子化等离子体(ionizedplasma)。所生成的离子以具有所需能量的离子束形式从所述源中引出。引出(extraction)通过将高电压施加到合适形状的引出电极(extractionelectrode)而完成，所述引出电极包含用以通过引出束(extractedbeam)的孔。所述引出束穿过孔并且作为平行离子束离开离子源，所述平行离子束向基底加速。所述离子束撞击基底(如半导体晶片)表面以将掺杂剂元素注入基底。所述离子束的离子渗透基底表面以形成具有所需电导率的区域。注入离子物质广泛地包括B、P、As、Se、N、Ar、Ge、Si、O和H，硼为特别广泛使用的注入物质。在集成电路制造中的主要步骤之一是将硼注入硅晶片中。由于元素硼甚至在高温下也显示出非常低的蒸汽压，因此需要使用挥发性含硼化合物。目前，三氟化硼(BF3)作为硼注入的原料气(feedgas)广泛使用(例如，据估计2007年度全世界消耗的用于离子注入的BF3为约3000kg)。尽管BF3使用广泛，但其确实存在缺点。BF3分子非常难以电离并且仅有约15％的所有注入离子源的BF3可被碎片化。剩余的BF3被丢弃。此外，仅有约30％的离子化BF3转化成可用于注入的B+离子。这导致低B+射束电流(beamcurrent)，其严重限制了注入过程的处理量。B+射束电流的某些增加可通过改变工艺参数实现，如通过提高引出电流以及通过增加BF3流速。这些措施使得离子源的使用寿命减少，高压电弧导致工具不稳定，以及较差的真空造成射束能量污染。即使没有大幅调整注入工艺参数，已经公认硼的注入需要更频繁的预防性维修中断，所述维修中断为集成电路制造商带来了其它问题。因为半导体产业总体趋向使用较低的注入能量，由于低B+射束电流引起的处理量限制问题在近年来已经变得更加重要。由于空间电荷和硼的低原子重量，在较低的注入能量时，B+射束经历更严重的吹灭效应(blow-outeffect)。除了前述问题外，已经提及元素硼具有非常低的蒸汽压。因此，如果含硼前体易于过度分解导致硼残余物的沉积，那么，从离子注入器工具操作的角度看，该含硼前体可能不适合用于离子注入。由于上述原因，本领域持续寻找改进的硼前体。
技术实现思路
本文公开内容涉及同位素富集的含硼化合物，及其制备和使用方法。在一方面，本文公开内容涉及同位素富集的含硼化合物，其包括两个或以上的硼原子和至少一个氟原子，其中至少一个硼原子含有所需的硼同位素，其浓度或比例高于其天然丰度(naturalabundance)的浓度或比例。本文公开内容的另一方面涉及一种将硼注入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子注入方法，包括：将B2F4和乙硼烷共流至电离区域；使共流的B2F4和乙硼烷在电离区域中电离以形成硼掺杂剂物质；和离子注入硼掺杂剂物质。

【技术特征摘要】
2010.08.18 US 61/375,031;2010.08.30 US 61/378,353;1.一种离子注入方法，包括：
将B2F4和乙硼烷共流至电离区域；
使共流的B2F4和乙硼烷在电离区域中电离以形成硼掺杂剂物质；和
离子注入硼掺杂剂物质。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述B2F4是同位素富集的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述乙硼烷是同位素富集的。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述B2F4和所述乙硼烷均是同
位素富集的。
5.根据权利要求1所述的方法，其中进行所述电离以产生所述硼掺
杂剂物质的离子束，并且所述硼掺杂剂物质的所述离子束被电场加速以
将含硼离子注入基底。
6.根据权利要求1所述的方法，如在一种制备包含硼掺杂物质的半
导体制品的方法中所进行的。
7.一种将硼注入基底的方法，包括：在电离条件下电离包含同位素
富集的B2F4的硼前体组合物，所述电离条件能有效电离至少15％的所述
同位素富集的B2F4并且生成硼离子；以及将来自所述电离的硼离子注入
基底，其中所述电离条件包括小于100伏的电离电压。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述硼前体组合物包括至少一
种不同于所述同位素富集的B2F4的其他硼前体。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述至少一种其他硼前体是同
位素富集的。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述至少一种其他硼前体包
括BF3、B2H6和B2F6中的一种或多种。
11.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·凯姆，J·D·斯威尼，O·比尔，S·N·耶德卫，E·E·琼斯，邹鹏，唐瀛，B·L·钱伯斯，R·S·雷，
申请(专利权)人：恩特格里斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US