[发明专利]将加工物质与掺杂剂植入工件的方法及用于工件的设备

说明书

本发明公开一种将加工物质与掺杂剂植入工件的方法及用于工件的设备。出乎意料地，将例如氩或氖等稀有气体引入至离子源腔室可增加所期望的离子物质的百分比，同时减少污染物及含卤素的离子的量。此在未经质量分析的离子植入机中尤其有益，于所述离子植入机中所有离子被植入至工件内。在一个实施例中，将包含加工物质及卤素的第一源气体引入至离子源腔室中，还引入包含氢化物的第二源气体及包含稀有气体的第三源气体。这三种源气体的组合与在不使用第三源气体时所将发生的相比，可产生具有更高百分比的纯加工物质离子的离子束。

技术领域

本发明实施例涉及一种用于在离子植入系统中提高离子束品质的设备及各种方法，且更具体而言，涉及将加工物质与掺杂剂植入工件的方法及用于工件的设备。

背景技术

半导体工件常常被植入有掺杂剂的物质以产生所需传导性。举例而言，太阳电池可被植入有掺杂剂的物质以产生发射区。此植入可使用各种不同的机构来进行。在一个实施例中，使用离子源。

为提高过程效率及降低成本，在某些实施例中，使自离子源提取的离子直接朝工件加速，而未进行任何质量分析。换言之，使在离子源中产生的离子加速并将其直接植入工件中。使用质量分析器以自离子束移除不需要的物质。质量分析器进行的移除暗指自离子源提取的所有离子均将被植入工件中。因此，也可能在离子源内产生的不需要的离子，所述不需要的离子随后被植入工件中。

此种现象在源气体为例如氟化物等卤素系化合物时可能最为明显。氟离子及中性物(亚稳态的或受激发的)可与离子源的内表面发生反应，从而释放例如硅、氧、碳及铝等不想要的离子以及作为杂质元素而存在的重金属。此外，也可将卤素离子植入工件中。

因此，尤其对于其中采用卤素系源气体的实施例而言，提高射束品质的设备及方法将为有益的。

发明内容

本发明公开一种提高卤素系源气体的离子束品质的设备及各种方法。出乎意料地，将例如氩或氖等稀有气体引入至离子源腔室可增加所期望的离子物质的百分比，同时减少污染物及含卤素的离子的量。此在未经质量分析的离子植入机中尤其有益，于所述离子植入机中所有离子被植入至工件内。在一个实施例中，将包含加工物质及卤素的第一源气体引入至离子源腔室中，还引入包含氢化物的第二源气体及包含稀有气体的第三源气体。这三种源气体的组合与在不使用第三源气体时所将发生的相比，可产生具有更高百分比的纯加工物质离子的离子束。

在一个实施例中，公开一种将加工物质植入工件的方法。所述方法包括：在腔室中对包含加工物质及氟的第一源气体以及氖供能，以在所述腔室中形成等离子体；以及自所述等离子体提取离子并将所述离子引向所述工件，其中与不使用氖时的基线相比，自所述等离子体提取的纯加工物质离子的量占所有含加工物质的离子的百分比增加了至少5％。在某些实施例中，与所述基线相比，自所述等离子体提取的纯加工物质离子的量占所有含加工物质的离子的百分比增加了至少10％。在某些实施例中，与所述基线相比，自所述等离子体提取的氟离子对加工物质离子的比率减小了至少5％。在某些实施例中，与所述基线相比，纯加工物质离子的射束电流增加了至少10％。

在另一实施例中，公开一种将掺杂剂植入工件中的方法。所述方法包括：在腔室中对包含掺杂剂及氟的第一源气体、包含氢以及锗及硅中的至少一者的第二源气体、以及氖供能，以在所述腔室中形成等离子体；以及使来自所述等离子体的离子朝所述工件加速且未使用质量分析，其中引入的气体的总体积的20％与90％之间包含氖，且其中自所述等离子体提取的所述离子的组成受氖的引入的影响。在某些实施例中，引入的气体的所述总体积的25％与50％之间包含氖。在某些实施例中，所述掺杂剂包含硼。