利用非钨材料的氟离子植入系统和其使用方法技术方案

本发明专利技术描述用于氟离子植入的系统和方法，其包括用以产生供植入到个体中的氟离子物质的氟气体源和包括一或多种非钨材料(石墨、碳化物、氟化物、氮化物、氧化物、陶瓷)的电弧室。所述系统在系统操作期间最小化氟化钨的形成，由此延长源寿命且促进经改良的系统性能。此外，所述系统可包括氢和/或氢化物气体源，且这些气体可与氟气一起使用以改良源寿命和/或束电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用非钨材料的氟离子植入系统和其使用方法
本公开涉及利用非钨材料来控制卤素循环、增强性能和延长系统寿命的氟离子植入系统和方法。
技术介绍
氟共植入用于供缺陷工程改造、浅接面形成和材料改性的先进半导体器件制造中。用于氟植入的常见设置包括将氟化物掺杂剂源气体馈入到离子源中以提供氟(F)作为分解副产物中的一者。然而，常规氟植入工艺一般关于所植入氟离子的类型和氟离子植入的特异性受限制，如关于氟离子植入深度。此外，在分解含氟化合物时产生的离子物质也可不合需要地与氟共植入。此外，使用含氟馈料气体产生卤素循环，其可不利地影响离子源性能、源寿命、植入工具生产率和工具所有权的成本。考虑到氟离子束的广泛潜在应用，本领域中仍继续存在用于改良氟离子束性能的各种挑战。
技术实现思路
本专利技术涉及用于在离子植入工艺中将氟离子物质植入到衬底中的方法和系统。所述系统在电弧室中包括非钨材料，其又在系统操作期间将氟化钨的形成降到最低，否则会由氟化物气体与钨腔室材料的反应产生氟化钨。因此，非所需的钨或氟化钨涂层可降到最低，由此延长源寿命且促进改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将氟离子物质植入到衬底中的系统，所述系统包含：/n包含氟化合物的气体源，其中所述氟化合物能够在电离时产生至少一种氟离子物质；和/n包含一或多种材料的电弧室，所述一或多种材料包含含石墨材料、含碳化物材料、含氟化物材料、含氮化物材料、含氧化物材料或陶瓷。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181215 US 62/780,222;20181215 US 62/780,219;20191.一种用于将氟离子物质植入到衬底中的系统，所述系统包含：
包含氟化合物的气体源，其中所述氟化合物能够在电离时产生至少一种氟离子物质；和
包含一或多种材料的电弧室，所述一或多种材料包含含石墨材料、含碳化物材料、含氟化物材料、含氮化物材料、含氧化物材料或陶瓷。


2.根据权利要求1所述的系统，其中包含含石墨材料、含碳化物材料、含氟化物材料、含氮化物材料、含氧化物材料或陶瓷的所述一或多种材料存在于一或多个电弧室衬垫或一或多个电弧室片件中的一或多者的全部或一部分中。


3.根据权利要求1所述的系统，其中包含含石墨材料、含碳化物材料、含氟化物材料、含氮化物材料、含氧化物材料或陶瓷的所述一或多种材料可未经分级、经表面分级或经表面涂布于一或多个电弧室衬垫或一或多个电弧室片件上。


4.根据权利要求1所述的系统，其中所述含石墨材料、所述含碳化物材料、含氟化物材料、含氮化物材料、含氧化物材料或陶瓷选自由以下各者组成的群组：石墨(C)、碳化硅(SiC)、碳化钨(WC)、硼化钨(WB、W2B、WB2、WB4)、碳化硼(B4C、B12C3)、碳化钙(CaC2)、碳化铝(Al4C3)、碳化镁(Mg2C)、氟化铝(AlF3)、氟化镓(GaF3)、氟化铟(InF3)、氮化硼(BN)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、氧化镧钨(WLa2O3)、氧化镓(Ga2O3)、氧化铝(Al2O3)。


5.根据权利要求1所述的系统，其中所述含石墨材料、所述含碳化物材料或所述陶瓷可为10微米石墨、5微米石墨、DFP3-致密石墨、硬石墨、有热解碳涂层的硬5微米石墨、有热解碳渗透的硬5微米石墨、硬1微米石墨、有热解碳涂层的硬1微米石墨、有热解碳渗透的硬1微米石墨、有SiC复合层的石墨或这些材料中的任何两者或更多者的组合。


6.根据权利要求1所述的系统，其中所述电弧室包括：
由包括侧壁、底部和顶部的内部表面界定的内部，其中所述内部表面的全部或一部分包含所述含石墨材料、所述含碳化物材料、所述含氟化物材料、所述含氮化物材料、所述含氧化物材料或所述陶瓷；且
上文所提及的侧壁包括在阴极和反阴极侧处的侧壁，
所述一或多个电弧室衬垫或一或多个电弧室片件包含可未经分级、经表面分级或经表面涂布的含石墨材料、含碳化物材料、含氟化物材料、含氮化物材料、含氧化物材料或陶瓷。


7.根据权利要求1所述的系统，其中
(a)所述氟化合物具有式QxFy，其中Q为能够与氟(F)形成键且能够形成氟离子物质的元素，所述氟离子物质包括式QuFv+、式F+和式F2+的化合物，其中x为大于或等于u的整数，且u为大于或等于1的整数；且其中y为大于或等于v的整数，且v为大于或等于1的整数；
(b)所述氟化合物具有式QxRzFy，其中Q和R为能够与氟(F)形成键且能够形成氟离子物质的元素，且所述氟离子物质包括式QuRwFv+、式F+和式F2+的化合物，其中x为大于或等于u的整数，且u为大于或等于1的整数；其中y为大于或等于v的整数，且v为大于或等于1的整数，且其中z为大于或等于w的整数，且w为大于或等于1的整数；
(c)所述氟化合物具有式Fy，且所述氟离子物质包括式Fv+化合物，其中y为大于或等于v的整数，且v为大于或等于1的整数；或
(d)式QxFy、式QxRzFy和式Fy的任何两种或更多种化合物的混合物。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐瀛，S·N·叶达弗，J·R·德普雷斯，J·D·斯威尼，
申请(专利权)人：恩特格里斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US