用于离子注入的掺杂剂组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种用于离子注入的改进组合物。该组合物包含掺杂剂源和助剂物质，其中助剂物质与掺杂剂气体组合产生所需掺杂剂离子的束电流。选择助剂物质的标准基于以下性质的组合：电离能，总电离截面，键离解能与电离能比和某种组成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于离子注入的掺杂剂组合物
本专利技术涉及一种组合物，该组合物包含与掺杂剂源组合的合适的助剂物质以产生目标离子物质的束电流。
技术介绍
离子注入用于制造基于半导体的设备，诸如发光二极管(LED)、太阳能电池和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。离子注入用于引入掺杂剂以改变半导体的电性质或物理性质。在传统的离子注入系统中，通常被称为掺杂剂源的气态物质被引入离子源的电弧室中。离子源室包括被加热至其热离子生成温度以生成电子的阴极。电子朝向电弧室壁加速，并且与存在于电弧室中的掺杂剂源气体分子碰撞以生成等离子体。等离子体包括离解的离子、自由基和中性原子以及掺杂剂气体物质的分子。将离子从电弧室中提取，并且然后分离以选择目标离子物质，该目标离子物质然后被引导至目标基板。产生的离子的量取决于电弧室的各种参数，包括但不限于每单位时间提供给电弧室的能量的量，(即功率水平)和掺杂物源和/或助剂物质流入离子源中的流速。目前正在使用若干掺杂剂源，诸如含有掺杂剂原子或分子的氟化物、氢化物和氧化物。这些掺杂剂源可受其产生目标离子物质的束电流的能力的限制，并且对于改进束电流，尤其是用于高剂量离子注入应用诸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合物，所述组合物适用于离子注入机用于产生非碳目标离子物质以产生离子束电流，所述组合物包含：a.掺杂剂源，所述掺杂剂源包括所述非碳目标离子物质；b.助剂物质，所述助剂物质包含：(i)与所述掺杂剂源的电离能相比的较低电离能；(ii)大于

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.11 US 62/321069;2017.04.10 US 15/483479;201.一种组合物，所述组合物适用于离子注入机用于产生非碳目标离子物质以产生离子束电流，所述组合物包含：a.掺杂剂源，所述掺杂剂源包括所述非碳目标离子物质；b.助剂物质，所述助剂物质包含：(i)与所述掺杂剂源的电离能相比的较低电离能；(ii)大于的总电离截面(TICS)；(iii)0.2或更高的所述助剂物质的最弱的键的键离解能(BDE)与所述助剂物质的所述较低电离能的比；以及(iv)由不存在所述非碳目标离子物质表征的组合物；其中所述掺杂剂源和所述助剂物质占据所述离子注入机并在其中相互作用以产生所述非碳目标离子物质。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述非碳目标离子物质产生比仅由所述掺杂剂源产生的水平高的水平的所述离子束电流。3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述非碳目标离子物质产生等于仅由所述掺杂剂源产生的水平的水平的所述离子束电流。4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述掺杂剂源或所述助剂物质的任何原子为同位素富集大于天然丰度水平。5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述助剂物质还包含比所述掺杂剂源的所述电离能低至少5％的所述较低电离能。6.根据权利要求1所述的组合物，其中所述助剂物质还包含所述助剂物质的所述最弱的键的BDE与所述助剂物质的所述较低电离能的比为.25或更高。7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述助剂物质还包含所述助剂物质的所述最弱的键的BDE与所述助剂物质的所述较低电离能的比为.3或更高。8.根据权利要求1所述的组合物，还包含TICS大于9.根据权利要求1所述的组合物，还包含TICS大于10.根据权利要求1所述的组合物，还包含TICS大于11.根据权利要求1所述的组合物，其中所述助剂物质还包含所述助剂物质的所述最弱的键的BDE与所述助剂物质的所述较低电离能的比为.25或更高，并且所述TICS大于12.根据权利要求1所述的组合物，其中所述助剂物质还包含所述助剂物质的所述最弱的键的BDE与所述助剂物质的所述较低电离能的比为.3或更高，并且所述TICS大于13.根据权利要求1所述的组合物，其中所述掺杂剂源是三氟化硼(BF3)。14.根据权利要求1所述的组合物，其中所述掺杂剂源是四氟化锗(GeF4)。15.根据权利要求1所述的组合物，其中所述掺杂剂源是四氟化硅(SiF4)。16.根据权利要求1所述的组合物，其中所述掺杂剂源包括(BF3)，并且另外其中所述助剂物质的所述TICS大于并且所述助剂物质的所述最弱的键的键离解能(BDE)与所述助剂物质的所述较低电离能的比为0.23或更高。17.根据权利要求1所述的组合物，其中所述掺杂剂源包括(GeF4)，并且另外其中所述助剂物质的所述TICS大于并且所述助剂物质的所述最弱的键的键离解能(BDE)与所述助剂物质的所述较低电离能的比为0.22或更高。18.根据权利要求1所述的组合物，其中所述掺杂剂源包括(SiF4)，并且另外其中所述助剂物质的所述TICS大于并且所述助剂物质的所述最弱的键的键离解能(BDE)与所述助剂物质的所述较低电离能的比为0.25或更高。19.根据权利要求1所述的组合物，其中所述掺杂剂源的所述非碳目标离子物质包括锗、硼、硅、氮、砷、磷、硒、锑、铟、硫、锡、镓或铝。20.根据权利要求1所述的组合物，其中所述助剂物质具有式CHiFjClyBrzIq，其中i、j、y、z和q的范围为0至4且i+j+y+z+q＝4。21.根据权利要求1所述的组合物，其中所述助剂物质具有式CiHjNyXz，其中X是任何卤素物质，i的范围为1至4，y和z的范围为0至4并且j的值变化使得每个原子具有封闭的价电子壳。22.根据权利要求1所述的组合物，其中所述助剂物质具有式SiqHyXz，其中X是任何卤素物质，q的范围为1至4，y和z的范围为0至4，并且y和z的值变化使得每个原子具有封闭的价电子壳。23.根据权利要求1所述的组合物，其中所述助剂物质包括CS2、GeH4、Ge2H6或B2H6。24.根据权利要求2所述的组合物，其中与仅由所述掺杂剂源与稀释剂在功率水平和流速下产生的束电流相比，在所述功率水平和所述流速下产生更高束电流为5％或更高。25.根据权利要求2所述的组合物，其中与仅由所述掺杂剂源与稀释剂在功率水平和流速下产生的束电流相比，在所述功率水平和所述流速下产生更高束电流为10％或更高，并且另外其中所述助剂物质的所述TICS大于26.根据权利要求2所述的组合物，其中与仅由所述掺杂剂源与稀释剂在功率水平和流速下产生的束电流相比，在所述功率水平和所述流速下产生更高束电流为5％或更高，并且另外其中所述助剂物质的所述TICS大于并且还包含比所述掺杂剂源的所述电离能低至少5％的所述助剂物质的所述较低电离能。27.根据权利要求1所述的组合物，其中所述非碳目标离子物质产生比仅由所述掺杂剂源产生的水平低的水平的所述离子束电流。28.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物还含有任选的稀释剂物质。29.根据权利要求28所述的组合物，其中所述任选的稀释剂物质选自H2、N2、He、Ne、Ar、Kr和Xe。30.一种组合物，所述组合物适用于离子注入机用于产生含Ge的目标离子物质以产生含Ge的离子束电流，所述组合物包含：包括GeF4的掺杂剂源，从包括GeF4的掺杂剂源衍生出所述含Ge的目标离子物质；以及助剂物质，所述助剂物质包括CH3F；其中所述掺杂剂源和所述助剂物质占据所述离子注入机并在其中相互作用以产生所述含Ge的目标离子物质。31.根据权利要求30所述的组合物，其中所述含Ge的目标离子物质产生比仅由所述掺杂剂源产生的水平高的水平的所述含Ge的离子束电流。32.根据权利要求30所述的组合物，其中所述含Ge的目标离子物质产生等于仅由所述掺杂剂源产生的水平的水平的所述含Ge的离子束电流。33.根据权利要求30所述的组合物，其中基于所述组...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·雷伊尼克尔，A·K·辛哈，
申请(专利权)人：普莱克斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US