【技术实现步骤摘要】
相关申请案交叉参照本申请案主张优先于并主张美国临时专利申请案第60/392,271号及第60/391,847号的权利，该两个临时专利申请案均于2002年6月26日提出申请。本专利申请案亦主张优先于共同拥有且同在申请中的美国专利申请案第10/244,617号(2002年9月16日提出申请)及美国专利申请案第10/251,491号(2002年9月20日提出申请)。 专利技术
技术介绍
领域本专利技术涉及一种离子植入系统及一种半导体制造方法，其用于植入由N-型掺杂剂簇离子的簇构成的离子束以及带负电荷的簇离子束。
技术介绍
半导体器件的制造会部分地涉及到在半导体衬底中引入杂质以形成掺杂区域。所选杂质元素应与半导体材料适当结合形成电载流子并改变半导体材料的导电率。其中，电载流子既可为电子(由N-型掺杂剂产生)亦可为空穴(由P-型掺杂剂产生)。所引入掺杂剂杂质的浓度会决定由此得到的区域的导电性。为形成晶体管结构、绝缘结构及其他此等电子结构(其统统用作半导体器件)，必须形成许多此等N-型及P-型杂质区域。用于将掺杂剂引入半导体衬底中的传统方法是通过离子植入。在离子植入中，是将一含有所...
【技术保护点】
一种通过在一半导体衬底内植入掺杂剂材料来制造一半导体器件的方法，其包括： 产生Ｎ－型掺杂剂簇离子Ａｓ↓［４］↑［＋］；及 将所述Ｎ－型Ａｓ↓［４］↑［＋］掺杂剂簇离子植入所述衬底中的一第一区域内，从而形成所述衬底的Ｎ－型掺杂。
【技术特征摘要】
US 2002-6-26 60/392,271;US 2002-6-26 60/391,847;US1.一种通过在一半导体衬底内植入掺杂剂材料来制造一半导体器件的方法，其包括产生N-型掺杂剂簇离子As4+；及将所述N-型As4+掺杂剂簇离子植入所述衬底中的一第一区域内，从而形成所述衬底的N-型掺杂。2.如权利要求1所述的方法，其中所述产生步骤包括提供一砷化氢(AsH3)气体源；在所述砷化氢(AsH3)气体源与一离子化室之间提供一导管，以使所述气态砷化氢(AsH3)连通所述离子化室；及在所述离子化室中将所述砷化氢(AsH3)气体离子化。3.如权利要求2所述的方法，其中所述离子化步骤包含由一或多个电子束在所述离子化室内辐照。4.如权利要求2所述的方法，其进一步包括如下步骤将所述离子化室的温度控制至一预定值。5.如权利要求2所述的方法，其中所述植入步骤包括如下步骤使用一电场自所述离子化室提取As4+离子。6.如权利要求5所述的方法，其进一步包括如下步骤对所述所提取的离子进行质量分析并选择所述As4+离子。7.如权利要求1所述的方法，其进一步包括如下步骤产生P-型掺杂剂簇离子；及将所述P-型掺杂剂簇离子植入所述衬底内一不同于所述第一区域的第二区域内。8.如权利要求7所述的方法，其中所述产生步骤包括产生负十硼烷簇离子(B10Hx-)，其中x为一整数且0≤x≤14。9.如权利要求7所述的方法，其中所述产生步骤包括产生正十硼烷簇离子(B10Hx+)，其中x为一整数且0≤x≤14。10.一种通过在一半导体衬底内植入掺杂剂材料来制造一半导体器件的方法，其包括产生N-型掺杂剂簇离子As3+；及将所述N-型As3+掺杂剂簇离子植入所述衬底中的一第一区域内，从而形成所述衬底的N-型掺杂。11.如权利要求10所述的方法，其中所述产生步骤包括提供一砷化氢(AsH3)气体源；在所述砷化氢(AsH3)气体源与一离子化室之间提供一导管，以使所述气态砷化氢(AsH3)连通所述离子化室；及在所述离子化室中将所述砷化氢(AsH3)气体离子化。12.如权利要求11所述的方法，其中所述离子化步骤包含由一或多个电子束在所述离子化室内辐照。13.如权利要求11所述的方法，其进一步包括如下步骤将所述离子化室的温度控制至一预定值。14.如权利要求11所述的方法，其中所述植入步骤包括如下步骤使用一电场自所述离子化室提取As3+离子。15.如权利要求14所述的方法，其进一步包括如下步骤对所述所提取的离子进行质量分析并选择所述As3+离子。16.如权利要求10所述的方法，其进一步包括如下步骤产生P-型掺杂剂簇离子；及将所述P-型掺杂剂簇离子植入所述衬底内一不同于所述第一区域的第二区域内。17.如权利要求16所述的方法，其中所述产生步骤包括产生负十硼烷簇离子(B10Hx-)，其中x为一整数且0≤x≤14。18.如权利要求16所述的方法，其中所述产生步骤包括产生正十硼烷簇离子(B10Hx+)，其中x为一整数且0≤x≤14。19.一种通过在一半导体衬底内植入掺杂剂材料来制造一半导体器件的方法，其包括产生N-型掺杂剂簇离子As4Hx+，其中x为一整数且1≤x≤6；将所述N-型掺杂剂簇离子植入所述衬底中的一第一区域内，从而形成所述衬底的N-型掺杂。20.如权利要求19所述的方法，其中所述产生步骤包括提供一砷化氢(AsH3)气体源；在所述砷化氢(AsH3)气体源与一离子化室之间提供一导管，以使所述气态砷化氢(AsH3)连通所述离子化室；及在所述离子化室中将所述砷化氢(AsH3)气体离子化。21.如权利要求20所述的方法，其中所述离子化步骤包含由一或多个电子束在所述离子化室内辐照。22.如权利要求20所述的方法，其进一步包括如下步骤将所述离子化室的温度控制至一预定值。23.如权利要求20所述的方法，其中所述植入步骤包括如下步骤使用一电场自所述离子化室提取所述掺杂剂簇离子。24.如权利要求23所述的方法，其进一步包括如下步骤对所述所提取的离子进行质量分析并选择一或多种所述As4Hx+物质。25.如权利要求19所述的方法，其进一步包括如下步骤产生P-型掺杂剂簇离子；及将所述P-型掺杂剂簇离子植入所述衬底内一不同于所述第一区域的第二区域内。26.如权利要求25所述的方法，其中所述产生步骤包括产生负十硼烷簇离子(B10Hx-)，其中x为一整数且0≤x≤14。27.如权利要求25所述的方法，其中所述产生步骤包括产生正十硼烷簇离子(B10Hx+)，其中x为一整数且0≤x≤14。28.一种通过在一半导体衬底内植入掺杂剂材料来制造一半导体器件的方法，其包括产生N-型掺杂剂簇离子As3Hx+，其中x为一整数且1≤x≤5；及将所述N-型As3Hx+簇离子植入所述衬底中的一第一区域内，从而形成所述衬底的N-型掺杂。29.如权利要求28所述的方法，其中所述产生步骤包括提供一砷化氢(AsH3)气体源；在所述砷化氢(AsH3)气体源与一离子化室之间提供一导管，以使所述气态砷化氢(AsH3)连通所述离子化室；及在所述离子化室中将所述砷化氢(AsH3)气体离子化。30.如权利要求29所述的方法，其中所述离子化步骤包含由一或多个电子束在所述离子化室内辐照。31.如权利要求29所述的方法，其进一步包括如下步骤将所述离子化室的温度控制至一预定值。32.如权利要求29所述的方法，其中所述植入步骤包括如下步骤使用一电场自所述离子化室提取所述掺杂剂簇离子。33.如权利要求32所述的方法，其进一步包括如下步骤对所述所提取的离子进行质量分析并选择一或多种所述As3Hx+物质。34.如权利要求28所述的方法，其进一步包括如下步骤产生P-型掺杂剂簇离子，及将所述P-型掺杂剂簇离子植入所述衬底内一不同于所述第一区域的第二区域内。35.如权利要求34所述的方法，其中所述产生步骤包括产生负十硼烷簇离子(B10Hx-)，其中x为一整数且0≤x≤14。36.如权利要求34所述的方法，其中所述产生步骤包括产生正十硼烷簇离子(B10Hx+)，其中x为一整数且0≤x≤14。37.一种通过在一半导体衬底内植入掺杂剂材料来制造一半导体器件的方法，其包括产生N-型掺杂剂簇离子P4+；及将所述N-型P4+掺杂剂簇离子植入所述衬底中的一第一区域内，从而形成所述衬底的N-型掺杂。38.如权利要求37所述的方法，其中所述产生步骤包括提供一磷化氢(PH3)气体源；在所述磷化氢(PH3)气体源与一离子化室之间提供一导管，以使所述气态磷化氢(PH3)连通所述离子化室；及在所述离子化室中将所述磷化氢(PH3)气体离子化。39.如权利要求38所述的方法，其中所述离子化步骤包含由一或多个电子束在所述离子化室内辐照。40.如权利要求38所述的方法，其进一步包括如下步骤将所述离子化室的温度控制至一预定值。41.如权利要求38所述的方法，其中所述植入步骤包括如下步骤使用一电场自所述离子化室提取P4+离子。42.如权利要求41所述的方法，其进一步包括如下步骤通过选择所述P4+物质对所述所提取的离子进行质量分析。43.如权利要求37所述的方法，其进一步包括如下步骤产生P-型掺杂剂簇离子；及将所述P-型掺杂剂簇离子植入所述衬底内一不同于所述第一区域的第二区域内。44.如权利要求43所述的方法，其中所述产生步骤包括产生负十硼烷簇离子(B10Hx-)，其中x为一整数且0≤x≤14。45.如权利要求43所述的方法，其中所述产生步骤包括产生正十硼烷簇离子(B10Hx+)，其中x为一整数且0≤x≤14。46.一种通过在一半导体衬底内植入掺杂剂材料来制造一半导体器件的方法，其包括产生N-型掺杂剂簇离子P3+；及将所述N-型P3+掺杂剂簇离子植入所述衬底中的一第一区域内，从而形成所述衬底的N-型掺杂。47.如权利要求46所述的方法，其中所述产生步骤包括提供一磷化氢(PH3)气体源；在所述磷化氢(PH3)气体源与一离子化室之间提供一导管，以使所述气态磷化氢(PH3)连通所述离子化室；及在所述离子化室中将所述磷化氢(PH3)气体离子化。48.如权利要求47所述的方法，其中所述离子化步骤包含由一或多个电子束在所述离子化室内辐照。49.如权利要求47所述的方法，其进一步包括如下步骤将所述离子化室的温度控制至一预定值。50.如权利要求47所述的方法，其中所述植入步骤包括如下步骤使用一电场自所述离子化室提取P3+离子。51.如权利要求50所述的方法，其进一步包括如下步骤通过选择所述P3+物质对所述所提取的离子进行质量分析。52.如权利要求46所述的方法，其进一步包括如下步骤产生P-型掺杂剂簇离子；及将所述P-型掺杂剂簇离子植入所述衬底内一不同于所述第一区域的第二区域内。53.如权利要求52所述的方法，其中所述产生步骤包括产生负十硼烷簇离子(B10Hx-)，其中x为一整数且0≤x≤14。54.如权利要求52所述的方法，其中所述产生步骤包括产生正十硼烷簇离子(B10Hx+)，其中x为一整数且0≤x≤14。55.一种通过在一半导体衬底内植入掺杂剂材料来制造一半导体器件的方法，其包括产生N-型掺杂剂簇离子P2+；及将所述N-型P2+掺杂剂簇离子植入所述衬底中的一第一区域内，从而形成所述衬底的N-型掺杂。56.如权利要求55所述的方法，其中所述产生步骤包括提供一磷化氢(PH3)气体源；在所述磷化氢(PH3)气体源与一离子化室之间...
【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯N霍尔斯基，达勒C雅各布森，韦德A克鲁尔，
申请(专利权)人：山米奎普公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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