离子源气体反应器的制作方法

专利名称：离子源气体反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及馈送在半导体的离子植入中所用的离子源的气体反应腔室，且更明确 地说，涉及将气态材料转化成用于离子束产生的特定气体馈送材料(例如，分子气体材料 转化成其它分子或原子种类)的气体反应腔室。
背景技术：
离子植入为集成电路(IC)制造中的关键使能技术。在逻辑和存储器IC的制造 中，将离子植入到衬底中以形成晶体管结，所述衬底由(例如)硅和GaAs晶片形成。还植 入离子以对Pn结的阱区进行掺杂。通过改变离子的能量，可控制离子植入到衬底中的植入 深度，从而允许对由离子植入所引入的掺杂剂浓度进行三维控制。掺杂剂浓度控制晶体管 的电特性，且因此控制IC的性能。已知将许多种不同电活性材料用作掺杂剂材料，包括As、B、P、In、Sb、Bi和Ga。这 些材料中的多数可呈气态形式，例如为AsH3、PH3、BF3和SbF5。已知离子植入机为以下一类制造工具，其将含掺杂剂的馈送材料离子化(例如， 如此项技术中众所周知，通过电弧等离子体、电子冲击、RF或微波)且提取出关注的掺杂剂 离子；使掺杂剂离子加速到所要能量滤掉不需要的种类；和接着将关注的掺杂剂离子运 送到晶片上。为实现所要植入剖面，必须针对给定植入制程控制以下变量·掺杂剂馈送材料(例如，BF3气体) 掺杂剂离子(例如，B+) 离子能量(例如，5keV)·离子束的化学纯度(例如，< 污染物)·离子束的能量纯度(例如，< 2% FffHM)·植入期间的离子剂量、温度和角均勻性。离子植入技术中极重要的方面为离子源。商用离子源(即，“增强式伯纳”离子源) 的“标准”技术为众所周知的。此类型的源常用在高电流、高能量和中等电流的离子植入机 中。举例来说，通过安装凸缘将离子源安装到离子植入机的真空系统，所述安装凸缘也可容 纳用于冷却水、热电偶、掺杂剂气体馈料、N2冷却气体和电力的真空进给装置。将馈送气体 馈送到源电弧腔室中，在源电弧腔室中气体裂化及或离子化以形成掺杂剂离子。馈送气体通常为在正常条件下为气体的材料。在一些情况下，气体馈料是从热固 体材料得到。在这些情况中，气体馈送系统包括汽化器或烘箱，这取决于将转化成供引入到 离子源腔室中用于离子化的气体的固体馈送材料的类型。通常提供汽化器或烘箱(在下 文称作“汽化器”)，在所述汽化器或烘箱中汽化固体馈送材料，例如As、Sb203、B18H22^B10H14,C14H14、C16H10 禾口 P0在此项技术中已知的一项实例中，在冷却机械加工的铝块内含有烘箱、气体馈送 装置和冷却管线。需要进行水冷却以当在100C与800C之间操作的汽化器在使用中时限制 铝块的温度剧增，且还在离子源在使用中时抵消电弧腔室所致的辐射加热。电弧腔室安装 到铝块但与铝块成不良热接触。传统上，已在离子植入设备中使用伯纳型离子源。伯纳型离子源被称作热等离子 体或电弧放电源，且通常并入有电子发射器，为裸丝状阴极或间热式阴极。此类型的源产生 由磁场限界的等离子体。近来，已将集束植入离子源引入到设备市场中。这些集束离子源 与伯纳式离子源不同之处在于其已经设计以产生呈分子形式的掺杂剂原子的“集束”或聚 结体，包括Asn+、Pn+、CnHffl或BnHm+形式的离子，其中η和m为整数，且m，η彡1。此等离子化 集束可植入到更接近于衬底表面处，且剂量率相对于其单体(η = 1，m = 0)对应物更高。 因此，集束离子源对在(例如)65nm、45nm或32nm各代的晶体管装置中形成超浅p-n晶体 管结极具重要性。举例来说，集束植入和集束离子源的方法详细描述在第6，452，338号；第 6，686，595号；第6，744，214号和第7，107，929号美国专利中，这些专利全部以引用方式并 入本文中。这些集束离子源保留引入到离子源中用于产生离子束的馈送气体的母体分子 (或利用其不同种类，例如，C14H14转化成C7H7)。使用As4+、P4+或P7+作为用于离子植入的植 入材料以制造半导体装置是揭示在申请人的受让人的第60/856，994号未决美国专利申请 案中，所述专利申请案以引用方式并入。用于植入的其它材料可包括CnHn^nAs715先前技术(例如，上文识别的专利)中所揭示的汽化器适于汽化固体材料，例如 癸硼烷(BltlH14)、C14H14, C16H10, B18H22和TMI (三甲基铟)，其在室温下具有相对较高的蒸汽 压力且因此在100°C左右的温度下汽化。传统上与伯纳型离子源相关联的烘箱通常在大于 IOO0C (例如，从100°C到800°C)的温度下操作，此归因于将转化成供引入到离子源中的气 体的馈送材料。如先前技术中所知，气态材料可直接馈送到离子源腔室中，然而，与半导体制造目 的有关的呈气态形式的关注的馈送材料为有限的。关于例如砷和磷的馈送材料，气态形式 (例如，氢化物)可供用于实现单体原子植入目的。然而，已展示，四聚物束对半导体制造设 施的操作效率具有重要性，且也可提供处理益处。目前，在标准伯纳型离子源中难以产生四 聚物(例如，As4、P4和其它四聚物)。在气态馈送材料(例如，AsH3和PH3)用作伯纳型离子源中的馈送材料的情况下， 单体形式的掺杂剂分子可用在离子化腔室中，且因此已知四聚物分子的形成受到抑制。就 形成四聚物而论，其有可能由沉积在离子化腔室的壁上的金属As (或P)形成，所述壁接着 形成四聚物。腔室壁有可能相对于烘箱中所用的通常350°C到400°C的汽化温度为极热或 极冷的，且因此所述壁并非四聚物分子(例如，As4或P4)的极丰富或可重复的源。目前，已知用于产生四聚物分子的最多气态源为汽化器烘箱，其以固体砷(As)或 固体磷(P)在350°C到400°C下操作。此种方法的主要不适宜性是众多的，包括·需要在加载烘箱过程中处置有毒或易燃材料；·减缓材料加热和冷却时间，此影响到系统和工具生产量的总响应度；·系统的不可重复性，S卩，到达相同操作压力通常需要不同温度，因为烘箱中馈送 材料的供应老化且压力可在短时段内变化，这取决于固体馈送材料表面(例如，天然氧化
5层)的性质或甚至在不可预测的时间释放的气体的截留体积；·非挥发性、有毒或易燃金属在真空表面上的沉积，此影响到需要清除烘箱对腔室 的输入物时的操作时间；和·不能易于控制(即，接通和切断)四聚物材料到离子源腔室的流动。已知利用气态氢化物作为馈送材料的分子束外延(MBE)设备。见(例如)克拉 瓦(Calawa)，A. R,应用物理学报(Applied Physics Letters) (1981)，38 (9)，第 701 页 到第703页；席拉拉吉(Shiralagi)，K. T,真空科学与技术期刊A(.L Vac. ScL Technol. 41(1992) 10(1)，第46页到第50页；潘尼斯(Panish), M. B,晶体牛长和特件讲展(Prog. Crystal Growth and Charact.) (1986) 12,第1页到第28页；“通过经校准四极质谱仪 研究AsH3裂化器中二聚物和四聚物的形成(Dimer and Tetramer Formation in an AsH3Cracker Studied by Calibrated Quadrupole Mass Spectrometry) C.罗赫(Lohe) 和C. D.克赫(Kohl)，真空科学与技术期刊(.L Vac. Sci. Techno. )B7 (2) 1998年3月/4月；和 维克(Veeco)的“气体裂化器(Gas Crackers) ”,化合物半导体(CompoundSemiconductor), 美国明尼苏达州圣保罗MBE Operations公司。在此类系统中，使用气态形式的氢化物作为馈送材料。为了产生关注的分子和原 子种类，“裂化器”已知用于将气态氢化物材料裂化成各种分子和原子种类。此类“裂化器” 已知为烘箱或熔炉，其在800° K到1300° K范围中的温度下操作且对产生各种分子和原 子种类(在固体As材料的情况下包括H2、As4、AS2、AS、ASH和AsH3)的气态氢化物加热。在气态馈送材料(AsH3和PH3)的情况下，主要是单体形式可用在离子化腔室中，且 因此四倍四聚物分子的形成受到抑制。就此情形发生而论，其有可能来自沉积在接着形成 四聚物的壁上的金属As (或P)。腔室壁有可能相对于烘箱中所用的通常350°C到400°C的 汽化温度为极热或极冷的，且因此所述壁并非四聚物分子(As4或P4)的极丰富或可重复的 源。目前，四聚物分子最充足的来源是以成块As或磷在350°C到400°C下操作的固体烘箱。此种方法的主要不适宜性为众多的，包括需要在加载烘箱过程中处置有毒或易 燃材料；减缓材料加热和冷却时间，此影响到系统和工具生产量的总响应度；系统的不可 重复性，即，到达相同操作压力通常需要不同温度，因为烘箱中馈送材料的供应老化且压力 可在短时段内变化，这取决于固体馈送材料表面(例如，天然氧化层)的性质或甚至在不可 预测的时间释放的气体的截留体积；非挥发性、有毒或易燃金属在真空表面上的沉积，此影 响到需要清除烘箱对腔室的输入物时的操作时间；和不能易于控制(即，接通和切断)四聚 物材料到离子源腔室的流动。为了产生原子砷，‘407中所揭示的系统利用一种两(2)步法，所述方法包括汽 化器烘箱和“裂化器”，所述裂化器包括原子化器以实现所要原子种类。更明确地说，以两个 步骤来产生砷原子。在第一个步骤中，升华器汽化固体砷，从而产生砷四聚物及/或二聚物 的分子束。分子束源可任选地包括裂化器以从As4产生As2。在第二个步骤中，分子束撞击 到受热元件(称为原子化器)的表面上，从而产生含有原子砷的输出束。407中所揭示的系统具有若干缺点。举例来说，其需要两(2)个步骤。所述系统除 了裂化器外还需要汽化器，且不适用于气态氢化物材料。因此，需要一种系统，其用于气态氢化物以产生四聚物源材料，此产生可在单一步 骤中在无需单独汽化器烘箱的情况下实现，所述系统克服与用于将气态氢化物转化成各种分子和原子种类的现有技术方法相关联的问题。

发明内容
简要地，本发明涉及包括气体反应腔室的离子源。本发明还包括一种方法，所述方 法通过将气态馈送材料供应到气体反应腔室中将所述馈送材料转化成四聚物、二聚物、其 它分子或原子种类，在所述气体反应腔室中所述馈送材料转化成待供应到所述离子源中且 加以离子化的合适气体种类。更明确地说，气体反应腔室经配置以接收呈气态形式的氢化 物和其它馈送材料(例如，AsH3或PH3)，且产生供用在离子植入中的各种分子和原子种类， 此为迄今未知的。在本发明的一项实施例中，对气体加热以对所产生的分子或原子种类提 供相对精确的控制。在本发明的替代实施例中，气体反应腔室使用催化表面来将馈送气体 转化成植入所需的不同源气体种类，例如，氢化物转化成四聚物分子。在本发明的又一实施 例中，气体反应腔室经配置以使得在升高到适合温度的适合材料(包括玻璃或金属，例如， W、Ta、Mo、不锈钢、陶瓷、氮化硼或其它难熔金属)存在的情况下发生催化或热力或热解反 应(本文中为催化反应)。本发明提供优于现有技术的各种优点。举例来说，本发明允许按惯例安全且容易 地处置气态馈送材料，例如，通过安全输送系统(例如，气筒)。本发明还解决与现有技术相 关联的问题，包括提供响应式启动和关闭时间，这是因为离子源气体的输送在移除馈送气 体时停止，输送速率的可重复性为良好的，因为这取决于气体馈送速率，且固体材料在离子 化腔室和真空系统中的堆积可归因于馈送材料到源材料的按需转化(例如，氢化物到四聚 物)而为较小的，而没有固体的较慢加热和冷却。


将参考以下说明书和附图来容易地理解本发明的这些优点和其它优点，在附图 中图1说明包括汽化器的现有技术离子源的示意图。图2为根据本发明的气体反应腔室和对离子化腔室馈料的传统烘箱的实施例的 示意图。图3为根据本发明的离子和气体反应腔室的实施例的示意图。
具体实施例方式本发明涉及包括气体反应腔室或反应器的离子源。气体反应腔室经配置以接收呈 氢化物气态形式的氢化物馈送材料(例如，AsH3或PH3),且产生供用在离子植入中的各种 分子和原子种类，此为迄今未知的。更明确地说，气体反应腔室在不使用单独汽化器烘箱的 情况下将馈送供应气体(例如但不限于氢化物(例如，AsH3或PH3))转化成四聚物(As4或 P4)、二聚物或其它所要单体或分子种类以供在单一步骤中植入。图1为用于本发明的示范性离子源的示意图。所述离子源描述于第7，107，929号 美国专利中，所述专利以引用方式并入本文中。图2为根据本发明的气体反应腔室和对离 子化腔室馈料的传统汽化器的实施例的示意图。图3为根据本发明的离子源的实施例和气 体反应腔室的替代实施例的示意图。
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参看图1，离子源(通常用参考数字1来识别)包括低温汽化器(与高温烘箱相 反)。汽化器2通过环形导热垫片4而附接到汽化器阀3。通过另外的环形导热垫片6和 6A，汽化器阀3同样附接到安装凸缘7，安装凸缘7又附接到离子化腔室主体5。此确保汽 化器、汽化器阀与离子化腔室主体5之间通过经由导热元件所致的紧密接触而存在良好热 传导。附接到离子化腔室5的安装凸缘7 (例如)允许将离子源1安装到离子植入机的真 空外壳上，且含有对离子源供电的电进给装置(未图示)和用于冷却的水冷却进给装置8、 9。出口孔板13通过金属螺钉(未图示)而安装到离子化腔室主体5的表面。当汽化器阀3处于打开位置时，来自汽化器2的汽化气体通过汽化器阀3流动到 入口通道15从而进入离子化腔室16的敞开容积中。这些气体(例如)通过与从电子源12 运送到电子束倾卸处11的电子束相互作用而离子化。在离子化腔室16中产生的离子通过 出口孔37离开离子源1，其中离子由离子植入机的离子光学装置以此项技术中通常已知的 方式来收集并运送。汽化器2的主体容纳液体，例如，水浴17，其包围含有固体馈送材料的坩埚18。通 过电阻式加热器板20加热水浴17且通过热交换器盘管21来冷却水浴17以使水浴保持在 所要温度。热交换器盘管21由水入口 22和水出口 23所提供的去离子水来冷却。加热元 件与冷却元件之间的温度差提供水的对流混合，且磁性桨式搅拌器24在汽化器在操作中 时连续地搅动水浴17。热电偶25连续地监视坩锅18的温度以提供PID汽化器温度控制 器(未图示)的温度读回。离子化腔室主体5由铝、石墨、碳化硅或钼制成，且通过热传导 而在接近汽化器2的温度下操作。除了低温汽化固体外，离子源还可通过气体馈送装置26 接收气体，所述气体通过入口通道27而直接馈送到离子化腔室16的敞开容积中。为了以气态馈送材料进行操作，离子植入机通常使用耦合到离子植入机内的气体 分配系统的气瓶。经由金属气体馈送管线将气体馈送到离子源，所述金属气体馈送管线通 过密封气体配件(例如，VCR或VCO配件)直接耦合到离子源1。图2为本发明的实施例，展示意欲由氢化物馈送气体产生(例如)四聚物分子的 气体反应腔室(或裂化器)100。气体反应腔室100安置在此项技术中已知的呈一般双重配 置的典型烘箱或汽化器2附近，所述双重配置类似于通常与2个烘箱或2个汽化器相关联 的配置，在所述烘箱或汽化器中对固体材料加热以为离子源提供气体/蒸汽馈料。使用汽 化器/烘箱2来升华(即，汽化)通过通道15进入到离子化腔室16中的固体材料。气体 反应腔室100用于气态馈送材料，例如气态氢化物。在图2中所说明的实施例中，气体反应腔室100包括环形的抽空腔室101，其具有 馈料到离子源1的离子化腔室16(未图示)中的喷嘴102。在此实施例中，气体反应腔室 100由外部线圈103加热，外部线圈103可铜焊到外表面上。控制系统(包括热电偶121)可用以通过此项技术中众所周知的已知温度控制系 统将气体反应腔室100的温度控制为大于800°C的温度。气体反应腔室100包括可耦合到 半导体设施气体供应源或气瓶(未图示)的气体馈送入口 104。由气体馈送入口 104分配 的气体可通过在此项技术中也众所周知的已知气体控制系统来控制。在抽空腔室101的容积内可安置有形成为(例如)圆柱形形状的开流道装置105。 开流道装置105可由金属、玻璃或陶瓷(例如，热解氮化硼，pBN)制成。在开流道装置105 安置在抽空腔室101内时，界定与气体馈送入口 104流体连通的环形气体分配室120。抽空腔室101的内径与开流道装置105的外径产生用于来自环形气体分配室120的气体的环形 间隙或流道107，以允许气体将其自身均勻地分散在抽空腔室101的内侧壁周围。如图2中所展示，加热线圈103安置在抽空腔室101的外径周围。这些加热线圈 103用以加热或“裂化”均勻地分散在流道107中的气体。由于气体均勻地分散在流道107 中，因此气体相对均勻地受热。通过均勻地加热气体，可通过控制对气体的加热来相对精确 地控制所得种类以使之仅包括所要分子或原子种类。开流道装置105包括与延伸到离子化腔室16中的喷嘴102流体连通的纵向孔 106。在气体由加热线圈加热时，气体膨胀且流动到空腔110中，所述空腔110形成于抽空 腔室101的内壁111与水平孔106之间。受热气体流经孔106且通过喷嘴102进入到离子 化腔室16中。图2中所说明的气体反应腔室装置100的实施例包括抽空腔室101、开流道装置 105和喷嘴102。此实施例包括用以将气态馈送气体(例如，气态氢化物)转化成另一分子 或原子种类(例如，氢化物馈送气体转化成四聚物气体以进行离子化)的单一配置。如上 文所述，使馈送气体均勻受热的其它配置为可能的。如先前技术中所知，将馈送气体加热到特定温度可使这些气体裂化成其它分子和 原子种类。用于使各种已知源气体(例如，气态氢化物)裂化成其它分子和原子种类的温 度在此项技术中通常已知，例如，200°C到1000°C。因此，气体反应腔室100适于将各种分子种类(例如，氢化物，例如AsH3或PH3)分 解、“裂化”成中间种类，所述中间种类在催化材料存在的情况下便利地形成四聚物(As4或 P4)、二聚物仏82或&)或其它所要单体或分子种类(例如，用以形成或B的BF3) 以在无需使用单独汽化器烘箱的情况下在单一步骤中供植入。也可在气体反应腔室100中成功地处理其它气体种类(包括不同于氢化物的气体 种类)(例如，8&、5油3、6纽4、5让4等)以形成其它所要分子和原子种类。大体上，根据本 发明的气体反应腔室100经配置以将呈AnCmRzHx形式的气态供应材料(通常为气体)转化 成其它所要分子和原子种类以供用在离子植入中，其中A为掺杂剂原子(例如，B、P或As)， C为碳，R为含有对植入过程或半导体装置性能无害的原子的分子、游离基或配位基，且H为 S1, n、m、χ 禾口 ζ 中 η > 2、m >0 且 χ 禾口 ζ >0。根据本发明的重要特征，气体反应腔室100也可用以产生通过其的气体的较低形 式。举例来说，气体反应腔室100可经配置以将较低形式的BF3产生为更低形式，例如，BF2、 BF和甚至B。在本发明的另一实施例中，气体反应腔室装置100可任选地包括催化材料表面 108，在此处催化材料表面108展示为安置在开流道装置105的外壁上或作为开流道装置 105的外壁的一部分且形成流道107的流动表面的一部分，馈送气体通过所述流道107与离 子源腔室连通。或者，催化材料表面可形成与气体馈送材料接触的任何表面或为所述表面 的一部分。在另一替代实施例中，可将细目钨(W)丝网插入到开流道装置105中，从而形成 允许气体流动的便利催化表面108。在又一替代实施例中，可使用薄金属片来形成催化表面 108。这些金属片可由各种金属(包括钨W和钼Mo)形成。使形成催化表面108的金属片 成形以配合流道107。在另一替代实施例中，催化表面108材料(例如，钽Ta)可安置在孔106内。应理解，许多其它材料可用以或组合用以形成催化材料表面108，例如不锈钢、热解氮化硼、石 墨、难熔金属和石英或热丝。另外，催化表面108可形成为其它形状，包括网、固体表面、线 和绒线。流经气体反应腔室100的气体流可或者布置成图2中所说明的配置。举例来说， 可在无开流道装置105的情况下配置气体反应腔室100。在一项实施例中，不使用加热线 圈103。也可使用挡板来控制气体反应腔室100内的压力。参看图3，说明不具有流道装置 105的气体反应腔室100的示意图。此气体反应腔室100形成为简单管道110，所述管道 110在一末端处通过一个或一个以上阀111连接到气体供应源112且在另一末端处经由气 体馈送装置26和通道27连接到离子源1。管道110形成来自气体供应源112的流道107。 管道110可由上述催化材料108、第一材料和催化材料及/或催化材料的组合形成，或可包 括在流道107(未图示)内部或者镶衬或部分镶衬在管道110的流道107 (未图示)内的催 化材料108。在气体反应腔室装置100的另一实施例中，气态馈送材料在来自缠绕在管道110 四周的加热线圈103的热存在的情况下与催化材料表面108相互作用，从而将氢化物或其 它气态馈送材料转化成四聚物分子或其它种类，例如二聚物分子。或者，催化材料自身可由 电流(如在细丝中)或以电感方式来加热，因此提供不同于间热式催化剂的直热式材料。在操作过程中，允许气体馈送材料流经反应器100而到离子化腔室16中。激励加 热线圈103以升高气体反应腔室100的温度，使得气体馈送材料(例如，气态氢化物)转化 成所要分子或原子种类，例如供在离子源1中离子化的四聚物分子。如上所述，使用温度监 视装置(未图示)来对管道温度进行闭环控制。在本发明的又一实施例中，气体反应腔室100可经配置以使得在通过加热线圈 103而升高到适合温度(例如，600°C到1000°C )的适合材料(包括玻璃或金属，例如，W、 Ta、Mo、不锈钢、陶瓷、氮化硼或其它难熔金属)存在的情况下发生催化(或热解)反应。明显地，根据上述教导，本发明的许多修改和变化为可能的。因此，应理解，在所附 权利要求书的范围内，可以不同于上文所具体描述的方式来实践本发明。所主张且意欲由美国专利证书所保护的内容陈述在权利要求书中。
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权利要求
一种用于离子植入装置的离子源，所述离子源包含离子化腔室，用于接收馈送气体，所述离子化腔室具有用于提取所述馈送气体的离子的提取孔；气体馈送入口，用于接收馈送气体源；气体反应腔室，其与所述气体馈送入口流体连通，将所述馈送气体转化成可用种类；以及离子化系统，其将离子化腔室内的所述馈送气体所述馈送气体离子化，且从所述提取孔提取出关注的离子。
2.一种用于将气态馈送材料转化成不同分子或原子种类的方法，所述方法包含以下步骤(a)接收源气体，以及(b)对所述源气体均勻加热以随所述源气体的温度而变产生不同的分子或原子种类。
3.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括步骤(c)使所述源气体与催化材料反应。
4.根据权利要求3所述的方法，其中步骤应。
5.根据权利要求3所述的方法，其中步骤反应。
6.根据权利要求2所述的方法，其中步骤 源气体与催化材料反应。
7.根据权利要求6所述的方法，其中步骤 体与催化材料反应。
8.根据权利要求6所述的方法，其中步骤 情况下使所述源气体与催化材料反应。
9.根据权利要求8所述的方法，其中步骤 情况下使所述源气体与催化材料反应。
10.根据权利要求8所述的方法，其中步骤(c)包含在升高到预定温度的W存在的情 况下使所述源气体与催化材料反应。
11.根据权利要求8所述的方法，其中步骤(c)包含在升高到预定温度的Ta存在的 情况下使所述源气体与催化材料反应。
12.根据权利要求8所述的方法，其中步骤c)包含在升高到预定温度的Mo存在的情 况下使所述源气体与催化材料反应。
13.根据权利要求8所述的方法，其中步骤(升高到预定温度c)包含在升高到预定 温度的不锈钢存在的情况下使所述源气体与催化材料反应。
14.根据权利要求8所述的方法，其中步骤(升高到预定温度c)包含在升高到预定 温度的陶瓷存在的情况下使所述源气体与催化材料反应。
15.根据权利要求8所述的方法，其中步骤(升高到预定温度c)包含在升高到预定 温度的氮化硼存在的情况下使所述源气体与催化材料反应。
16.一种气体反应腔室，其包含2(C)包含使所述源气体与受热催化材料反 (C)包含使所述源气体与未受热催化材料 (C)包含在存在难熔材料的情况下使所述 (c)包含在存在玻璃的情况下使所述源气 (c)包含在升高到预定温度的金属存在的 (c)包含在升高到预定温度的金属存在的环形抽空腔室，其具有用于接收外部馈送气体源的气体馈送入口 ； 环形开流道装置，其经配置以接收于所述抽空腔室中以形成与所述气体馈送入口流体 连通的气体分配室，且经配置以使得在所述开流道装置的外径与所述抽空腔室的内径之间 形成流道，所述环形开流道装置包括与所述流道流体连通的纵向孔；喷嘴，其与所述纵向孔流体连通与所述纵向孔流体连通且适于与离子化腔室流体连 通；以及热源，用于加热所述流道。
17.一种气体反应腔室，其包含 管道，用于接收外部馈送气体源；入口阀，用于将所述管道耦合到外部馈送气体源； 出口阀，用于将所述管道耦合到离子源；以及 催化材料，其安置在所述管道内供与所述馈送气体反应。
18.根据权利要求17所述的气体反应腔室，其进一步包括用于加热所述管道内的所述 馈送气体的热源。
19.根据权利要求18所述的气体反应腔室，其中所述催化剂和所述热源经配置以使得 所述热源受热。
20.根据权利要求18所述的气体反应腔室，其中所述催化剂和所述热源经配置以使得 所述热源不受热。
全文摘要
本发明揭示一种离子源，其包括气体反应腔室。本发明还包括一种方法，所述方法通过将气态馈送材料供应到所述气体反应腔室而将所述馈送材料转化成四聚物、二聚物、其它分子或原子种类，在所述气体反应腔室中所述馈送材料转化成待供应到所述离子源且加以离子化的合适气体种类。更明确地说，所述气体反应腔室经配置以接收呈气态形式的氢化物和其它馈送材料(例如，AsH3或PH3)，且产生供用在离子植入中的各种分子和原子种类，此为迄今未知的。在本发明的一个实施例中，所述气体相对均匀地受热以对所产生的分子或原子种类提供相对精确的控制。在本发明的替代实施例中，所述气体反应腔室使用催化表面将所述馈送气体转化成植入所需的不同源气体种类，例如氢化物转化成四聚物分子。在本发明的又一实施例中，所述气体反应腔室经配置以使得在升高到适合温度的适合材料(包括玻璃或金属，例如，W、Ta、Mo、不锈钢、陶瓷、氮化硼或其它难熔金属)存在的情况下发生催化(或热解)反应。
文档编号H01J37/08GK101911245SQ200980102417
公开日2010年12月8日 申请日期2009年1月22日 优先权日2008年1月22日
发明者爱德华·麦金太尔, 理查德·戈德堡 申请人:山米奎普公司