专利名称：图案化植入用的步进遮罩方法
技术领域：
本发明涉及一种经由遮罩的离子植入，尤其涉及一种移动遮罩以执行衬底的图案化植入的方法。
背景技术：
离子植入是一种将导电率变更杂质引入至衬底中的标准技术。使所要杂质材料在离子源中离子化，使所述离子加速以形成规定 能量的离子束，且使离子束指向衬底的表面。离子束中的高能离子渗透至衬底材料的主体中且嵌入至衬底材料的晶格中以形成所要导电率的区域。太阳能电池使用免费自然资源以提供无污染、平等取用的能源。归因于环境关注以及上涨的能源成本，可由硅衬底构成的太阳能电池在全世界变得重要。高效能太阳能电池的制造或生产的任何减少成本、或高效能太阳能电池的任何效率改良将对全世界的太阳能电池的实施具有正面影响。此情形将实现此清洁能源技术的较广可用性。掺杂可改良太阳能电池的效率。图I为选择性发射极太阳能电池210的横截面图。对发射极200掺杂且将额外掺杂剂提供至触点(contact) 202下的区域201可增加太阳能电池210效率(例如，在太阳能电池连接至电路时所转换的以及收集的电力的百分比)。对区域201较重地掺杂会改良导电率且在触点202之间具有较少掺杂会改良电荷收集。触点202可仅隔开约2毫米至3毫米。区域201可仅为约100微米至300微米宽。图2为指叉型背部触点(interdigitated back contact, IBC)太阳能电池220的横截面图。在IBC太阳能电池中，接面在太阳能电池220的背部上。在此特定实施例中，掺杂图案为交替p型以及n型掺杂区域。可对p+发射极203以及n+背表面场204掺杂。此掺杂可使IBC太阳能电池中的接面能够起作用或具有增加的效率。在过去，使用含有掺杂剂的玻璃或糊状物来对太阳能电池掺杂(含有掺杂剂的玻璃或糊状物经加热而将掺杂剂扩散至太阳能电池中)。此举并不允许对太阳能电池的各种区域精确掺杂，且若存在空隙、气泡或污染物，则可出现不均匀掺杂。太阳能电池可受益于离子植入，这是因为离子植入允许对太阳能电池精确掺杂。然而，太阳能电池的离子植入可能需要特定掺杂剂图案或仅对太阳能电池衬底的特定区域植入以离子。以前，使用光阻以及离子植入来完成仅对衬底的特定区域植入。然而，使用光阻给太阳能电池生产增加额外成本，这是因为涉及额外制程步骤。太阳能电池表面上的其他硬式遮罩同样昂贵且需要额外步骤。经由遮罩(诸如，蔽荫遮罩(shadow mask)或接近式遮罩(proximity mask))来对衬底植入具有若干缺点。第一、若经由遮罩对衬底植入，则离子植入器的输送量减小，此是因为一些离子束被阻断。第二、遮罩难以按成本有效方式来制造，尤其是具有小孔隙大小的遮罩。第三、遮罩本身可归因于孔隙的大小而为易碎的。若孔隙之间的支撑物或固体遮罩部分变弱，则孔隙可能不与衬底的所要区域对准。在植入期间可导致不良植入区域置放、不良尺寸公差、热膨胀或遮罩的损坏。第四、使用遮罩会产生两个剂量的区域具有植入剂量的第一区域以及具有零剂量的第二区域。一些应用可能需要具有交替条状图案的较可变位准的剂量。然而，进行跨越衬底的整个面的毯覆式植入且接着使用遮罩进行选择性植入需要重新定位遮罩或衬底。此情形减小植入器的输送量，给植入器增加复杂性，且减小植入图案的逼真度(fidelity)。因此，此项技术中需要一种经由遮罩植入的改良方法，且更特定言之，一种移动遮罩以执行衬底的图案化植入的方法。
发明内容
揭示一种移动遮罩以执行衬底的图案化植入的改良方法。所述遮罩具有多个孔隙，且置放于离子源与所述衬底之间。在将所述衬底暴露于离子束之后，将所述遮罩相对于所述衬底指引(index)至新位置且执行后续植入步骤。可经由选择孔隙大小以及形状、指引距离以及植入步骤的数目来产生多种植入图案。在一些实施例中，所述植入图案包含重掺杂水平条带，其中较轻掺杂区域介于所述条带之间。在一些实施例中，所述植入图案包含重掺杂区域的栅格。在其他实施例中，所述植入图案适合于与汇流排结构一起使用。
为了更好地理解本揭示，请参看附图，所述附图以引用的方式并入本文中。图I为选择性发射极太阳能电池的横截面图。图2为指叉型背部触点太阳能电池的横截面图。图3为经由遮罩进行的植入的横截面图。图4为遮罩的实施例的前视平面图以及横截面图。图5A至图说明第一顺序扫描方法。图6为单一剂量分段遮罩的前视平面图。图7A至图7F为说明以2 I的区段蔽荫比率进行的顺序扫描。图8为多剂量分段遮罩的前视平面图。图9A至图9J为说明藉由图8的遮罩实施例进行的顺序扫描。图IOA至图IOD为说明第二顺序扫描方法。图IlA至图IlF为遮罩与所得植入区域的比较。图12A至图12B为遮罩与所得植入图案的实施例。图13A至图13C为步进遮罩以及所得植入图案的实施例。图14A至图14D为汇流排的步进遮罩植入的实施例。图15A至图15C显示使用倾斜植入(angled implant)的实施例。图16A至图16E为另一遮罩以及所得植入区域的实施例。图17A至图17E为显示可在两个维度上平移的遮罩的实施例。
具体实施例方式本文中结合太阳能电池描述此系统的实施例。然而，此系统的实施例可与(例如)半导体衬底或平板一起使用。因此，本发明不限于下文所描述的特定实施例。图3为经由遮罩进行的植入的横截面图。当衬底100中的离子植入的特定图案为所要时，可使用遮罩104。此遮罩104可为蔽荫遮罩或接近式遮罩。遮罩104在离子束101的路径上置放于衬底100的前方。衬底100可为(例如)太阳能电池。衬底100可置放于平板102上，平板102可使用静电力或物理力(physical force)来保持衬底100。遮罩104具有对应于衬底100中的离子植入的所要图案的孔隙105。孔隙105可为条带、圆点或其他形状。使用遮罩104会消除其他离子植入技术所需的制程步骤(诸如，丝网印刷或微影)。图4为遮罩的实施例的前视平面图以及横截面图。遮罩104定位于衬底100的前方。在每一遍(pass)植入之后，将遮罩104指引或平移至新位置。遮罩104的孔隙105经设计以使得在每一遍之后，目标区的总的所要剂量的一部分已施加至衬底100。遮罩104的 孔隙105沿着经指引的长度隔开，以使每一区域中的剂量变化。经由遮罩定位特征(诸如，遮罩对准插脚(pin) 107)将遮罩104安装至驱动机构106。遮罩104由在与驱动机构106相对的侧上的遮罩间隙物108来支撑，以维持与衬底100的平行性。衬底夹钳109 (其为平板102的实例)可为静电的或机械的。在一个实施例中，使用接地插脚将衬底100配置于衬底夹钳109上。可使用接地插脚来定位遮罩驱动机构106。遮罩驱动机构106可具有等于遮罩图案长度的工作范围。驱动机构106可为齿条与小齿轮机构或熟悉此项技术者所知的任何其他驱动机构。在图4中所说明的参考插脚110的替代实施例中，在夹持之前，可藉由使衬底100的边缘滑动至遮罩特征上来直接使衬底100与遮罩104对齐或对准。此举可将衬底100对齐或对准，这是因为遮罩104可直接定位于扫描机构111上。遮罩104无需移动离开对齐表面而移动至新的植入位置。此举可改良衬底对齐的可重复性。遮罩104中的孔隙可为任何形状，诸如，方形(如图4中所显示)或矩形(如图13中所显示)。亦可使用其他形状(诸如，图12以及图14中所显示的形状)。据称，每一孔隙具有宽度(水平尺寸)以及高度(垂直尺寸)。在一些实施例中，在水平(或横向)方向上指引遮罩，而在其他实施例中，在垂直方向上指引遮罩。在其他实施例中，如图17中所描述，在两个方向上指引遮罩。孔隙的大小以及形状、孔隙之间的间隔、指引距离的方向以及量值(magnitude)以及植入步骤的数目均有助于判定最终植入图案。图5A至图为说明第一顺序扫描方法。虽然说明扫描衬底100，但可代替衬底扫描或结合衬底扫描来扫描离子束101。经由遮罩104对衬底100植入。接着使遮罩104与衬底100相对于彼此平移(图5B至图5C)且再次在第二位置中进行植入。此顺序扫描使得能够对整个衬底100植入以所要图案。在一些实施例中，诸如图5A至图中所显示，当衬底已移出离子束101之外时，可出现遮罩的平移，以便不会在移动期间疏忽地植入离子。举例而言，在图5A中，当使用离子束101来将离子植入至衬底100中时，将遮罩104相对于衬底100固持于第一位置中。在衬底100以及遮罩104已移动至离子束之外(图5B)之后，将遮罩104相对于衬底100指引至第二位置。接着将衬底100以及遮罩104移动穿过离子束101，如图5C中所显示。接着将遮罩104相对于衬底100移动至第三位置，如图中所显示。为了增加操作的效率，可在衬底位于离子束101上方时(如图5B中所显示)或在衬底位于离子束下方时(如图5D中所显示)，平移遮罩104。意欲按照步阶函数(step function)来施加图案。在其他实施例中，可在衬底100行进穿过离子束101的同时移动遮罩104。此整合运动(亦即，遮罩104与衬底100两者同时在不同方向上移动)倾向于使至衬底100上的图案变模糊。在此实施例中，所述图案可为在水平方向上为整体的任何轮廓(profile)。
在一个特定例子中，以第一剂量执行对衬底100的表面的至少超过50%的植入。接着可以较高第二剂量对衬底100的较小百分比植入。使用图5A至图中所显示的顺序扫描方法将产生具有已被植入的多个水平条带的衬底100，所述多个水平条带穿插有未被植入的水平条带。在图5的此实施例中，可将遮罩104横向地(亦即，水平地)移动达等于两个邻近孔隙104之间的间隔的距离。遮罩104相对于衬底100移动的距离被称为指引距离。在孔隙的宽度等于孔隙之间的间隔的宽度的遮罩中，此将用2遍来产生所要条状图案。第一遍将产生掺杂棋盘形图案。第二遍将填充掺杂方形之间的空间，藉此将其转换成条带。此技术的一个优点是遮罩的结构完整性增加。具有长孔隙(呈条带的形式)的遮罩可能较易碎且较容易遭受疲劳以及失效。图5的遮罩104得到加强，此是因为孔隙105与遮罩中的材料的量相比而言较小。 图6为单一剂量分段遮罩104的前视平面图。如上文所描述，单一剂量分段遮罩经由狭缝或孔隙105对衬底100植入以一系列水平条带。每一植入的条带将具有相同剂量，因此称为“单一剂量”遮罩。遮罩的一个特性是分段孔隙105的长度(或宽度)与邻近分段孔隙105之间的遮罩部分的长度的比例。此比例称作区段蔽荫比率(segment-shadowratio) 0举例而言，经设计以用六遍植入条状区域的遮罩104将具有为区段蔽荫比率5 I。因此，具有较大的区段蔽荫比率的遮罩将需要较大数目的遍数以产生跨越条带具有均匀剂量的图案。然而，在每一遍期间，会归因于遮罩蔽荫的有限量而植入较多离子。具有较低的区段蔽荫比率的遮罩将在结构上较具刚性且需要较少步骤来完成均匀条状植入。孔隙形状的另一实例为矩形。若使用矩形形状，则邻接植入步骤具有最低的剂量均勻性缺乏。对于生产，可使用具有圆角的矩形、椭圆形以及坑孔(bored holes),以减少制造成本且减小条带的厚度。图7A至图7C为说明以2 I的区段蔽荫比率进行的顺序扫描。具有区段蔽荫比率2 I的遮罩114可以不同位置的三次植入的序列产生植入图案(图7A至图7C)。在图7A至图7C中，分别在顶部说明遮罩114且在下部说明衬底100上的图7A至图7C的所得植入。在此特定实施例中，遮罩114以及/或衬底100可平移。在第一遍(图7A)之后，衬底100具有类似棋盘形图案116的植入区域。在第二遍(图7B)之后，孔隙115已移动以允许对棋盘形图案之间的区域植入。然而，棋盘形图案的部分117承受第二植入，且因此，虽然已产生水平条带118，但此条带的配料尚不均匀。在第三步骤(图7C)之后，每一水平条带118的所有部分确切地暴露于离子束两次，藉此产生均匀掺杂区域。图7D至图7F显示在每一步骤期间所达成的植入的不同表示。图7D显示在第一遍(图7A)之后的水平条带118的植入图案。此时，已将离子植入至交叉影线区域112中。图7E显示在第二遍(图7B)之后的离子植入。先前已植入区域113现在显示为白色区域。注意，一些区域承受两次植入，此情形经由较高区块来指示。其他区域承受其第一离子植入，且因此，交叉影线区域112以两个不同层次(levels)显示。图7F显示在第三遍(图7C)之后的离子植入。注意，衬底100中的水平条带118的所有部分确切地承受两个剂量的离子植入。图8为多剂量分段遮罩124的前视平面图。正交扫描的遮罩的区段的间隔可变化，以变更各种条带的施加剂量。因此，可在単一遮罩下对衬底植入以多个剂量，而无需执行在衬底的整个面上的“毯覆式”植入(此“毯覆式”植入可不使用遮罩)。在图8中所说明的实施例中，将遮罩孔隙125划分成一系列交替行(row)。较大孔隙126具有区段蔽荫比率4 1，而较小孔隙127具有区段蔽荫比率I : 4。此遮罩124的实施例对孔隙105之间的区给予较多结构支撑。遮罩124将扫描遍及五个不同位置以产生均匀条帯。此情形在图9A至图9E中加以说明。图9A至图9E为说明藉由图8的遮罩实施例进行的顺序扫描。遮罩扫描遍及对应于图9A至图9E的五个不同位置。在第一遍(图9A)之后，大孔隙126达成衬底100上的开放场(open-field)剂量的80%的剂量且小孔隙127达成衬底100上的开放场剂量的20%的剂量。在第二遍(图9B)之后，因为遮罩124的横向移动允许对大孔隙126之间的区域植入，所以形成由大孔隙126形成的水平条带128。注意，尚未完全形成将由小孔隙127产生的窄条带129。事实上，仅植入此等条带129的2/5。在每一遍(图9C、图9D)之后，水平条带128继续增加施加至区域的剂量，而窄条带129继续形成，在诸遍植入之间无重叠。在第五遍之后，水平条带128的所有部分已植入4次(或承受80%剂量)。与此对比，水平条带129的部分确切地植入一次(其等于20%剂量)。图9F至图9J显示此等植入图案的第二表示。每ー图的上部线显示水平条带128·的植入，而每ー图的下部线显示窄条带129的植入。在第一植入(图9A以及图9F)之后，已植入大部分水平条带128，如藉由交叉影线区域122指示。然而，仅植入窄条带129的1/5。在图9G中，先前植入123显示为白色区域，而新植入显示为交叉影线区域122。针对五次植入继续此程序。注意，在五次植入之后，上部线显示条带128的所有部分已确切植入四次。与此对比，下部线显示在此程序期间窄条带129仅植入一次。应注意，本掲示不限于此多剂量分段遮罩124。举例而言，在孔隙的各行之间可能存在垂直间隔，此可产生未被植入的衬底的水平条带。另外，本掲示不限于仅2个不同剂量。可使用具有不同区段蔽荫比率的额外孔隙来产生各种剂量的水平条带。可使孔隙交织以产生非步阶类型图案。在垂直量测剂量轮廓时，若适当地配置孔隙，则可达成几乎任何目标轮廓。藉由比较，继之以单ー遮罩植入的跨越衬底面的毯覆式植入将各自在目标区中承受100%剂量。然而，用以执行毯覆式植入的遮罩的移动将减小植入器的输送量。在一特定实施例中，可使遮罩以及衬底一起相对于离子束101旋转或傾斜。在此实施例中，在类似于本文中所描述的其他实施例的程序中指引分段遮罩植入。遮罩位于较远离衬底之处，以使得对于每一指引的角度，蔽荫移动至不同位置。遮罩的移动需要考虑倾斜角度对穿过孔隙的离子束的影响。图15A显示遮罩194以及衬底100，藉由正交离子束101对衬底100植入以产生植入区域196。图15B显示相对于离子束101倾斜的相同衬底100以及遮罩194。注意，离子束101现对不同于藉由正交植入而植入的区域的区域植入。为了对此进行补偿，可能需要基于倾斜角的方向而使遮罩194最初垂直地或水平地偏离其正交位置，如图15C中所显示。若在植入期间倾斜角保持恒定，则指引距离可能与用于正交植入的指引距离一祥。若将使用多个倾斜角执行多次植入，则必须针对每ー倾斜角正确地计算初始偏移。沿着植入的条带的剂量均匀性类似于本文中所描述的正交指引遮罩的植入。
在又一实施例中，指引距离可变化以达成沿着指弓I方向的特定分布。換言之，遮罩相对于遮罩而平移的距离可能并不恒定。此举可在衬底上提供非均匀剂量分布。可増加指引距离与区段长度的比率，以减小区段之间的间隙或增加植入的特征的平滑度。可能需要増加指引或步骤以維持相同剂量。为此，可增加扫描速度以达成每ー扫描的减小剂量。如上文所叙述，遮罩与衬底之间的平移可处于水平(横向)方向上，或处于垂直方向上。图IOA至图IOD为说明第二顺序扫描方法。图5显示在垂直于扫描方向的方向上(亦即，横向地)指引遮罩104的实施例。此举使遮罩产生由水平条带组成的植入区域。在此扫描方法中，在平行于扫描方向的方向上(亦即，垂直地)移动遮罩134。遮罩134定位于衬底100的前方且在预定数目遍植入的后指引至新位置。遮罩134的孔隙135以及指引距离经设计以使得需要比衬底100的其他区的剂量高的剂量的衬底100的区第二次暴露于离子束101。图IOA显不相对于衬底100处于第一位置中的遮罩134。在完成植入之后,相对于衬底100 (诸如，垂直地)移动遮罩134，如图IOC中所显示。接着使遮罩134以及衬底100与离子束101 —致地移动，以便在此第二位置中对衬底100植入，如图IOD中所显示。在第一位置以及第二位置两者中暴露的衬底100的任何区域将承受两次离子暴露。
換言之，可取决于遮罩的类型以及所要植入图案而相对于衬底100在垂直方向或水平方向上移动遮罩。图IlA至图IlE为遮罩与所得植入区域的比较。图IlA中的遮罩144为具有遮罩对跨距比率(mask-to-span ratio) I I的遮罩144。图IlB中的遮罩154具有孔隙155，其横跨图IlA的遮罩144中的三行孔隙145的宽度。孔隙大小、形状以及宽度的其他变化是可能的。在ー个特定实施例中，可将图IlB的遮罩154步进或指引至三个不同位置，以完成太阳能电池的植入。图IlC为在三个不同植入位置中的仅ー个位置之后使用图IlB的遮罩154进行的在衬底100中的所得植入。图IlD显示植入图案的不同表示。此图表示衬底100的垂直横截面图。除了在遮罩154正下方、相邻孔隙155之间的区域之外，对衬底100的所有区域植入。植入区域152显示为交叉影线区域。图IlD显示在植入位置中的ー个植入位置(亦即，图11C)之后的所得植入。图IIE显示在两个植入步骤之后使用图IlB的遮罩154进行的在衬底100中的所得植入。在第一步骤期间所执行的植入步骤显示为白色区域153，而新植入籍由交叉影线区域152来指示。因为遮罩154已向上平移，所以植入区域152并不与先前已植入区域153对准，藉此产生已植入两次的区域，以及仅植入一次的其他区域。图IIF显示在完成三个植入步骤之后使用图IlB的遮罩154进行的在衬底100中的所得植入。再次，在前两个步骤期间所执行的植入步骤显示为白色区域153，而新植入籍由交叉影线区域152来指示。区域159已在所有三个植入步骤期间植入，而其他区域仅在3个植入步骤中的确切2个植入步骤期间植入。因此，此遮罩图案以及指引距离产生以下特征的衬底其中，ー些区域承受等于其他区域159所承受的最大剂量的2/3的剂量。在此实例中，较重植入区域159的宽度、指引距离以及分离距离(孔隙之间的间隔)几乎相同。然而，此并非要求。事实上，分离距离无需恒定。另外，需要时，每一孔隙的大小可变化。图16A显示具有区段蔽荫比率I : I的遮罩144。图16B显示分离距离大致等于孔隙开ロ 165的三倍的遮罩164。然而，所得重植入区域167 (參见图16E)比分离距离窄得多。在此实施例中，使用三个植入步骤来产生以下特征的图案其中，重植入区域167承受三倍于其他区域的剂量的剂量。图16A中的遮罩为具有遮罩对跨距比率I : I的遮罩144。图16B中的遮罩164具有孔隙165，其横跨图16A的遮罩144中的ー个孔隙的宽度。图16B中的遮罩164亦具有孔隙166，其横跨图IlA的遮罩144中的三行孔隙的宽度。邻近孔隙165、166之间的分离距离亦横跨一行孔隙145。孔隙大小、形状以及宽度的其他变化是可能的。图16C为在三个不同植入位置中的仅ー个位置之后使用图16B的遮罩164进行的在衬底100中的所得植入的垂直剖面表示。在此步骤期间植入的区域显示为交叉影线区域162。图16D显示在两个植入步骤之后使用图16B的遮罩164进行的在衬底100中的所得植入。第一植入步骤显示为白色区域163，而新植入显示为交叉影线区域162。图16E显示在完成三个植入步骤之后使用图16B的遮罩164进行的在衬底100中的所得植入。区域167已在三个植入步骤期间植入，而其他区域仅在3个植入步骤中的确切I个植入步骤期间植入。步进遮罩概念不限于具有条带形状孔隙的遮罩。图12A至图12B为遮罩174与其所得植入图案的实施例。可藉由设计用以产生适当重叠区域的遮罩来将许多不同图案植入 至衬底中。可使重配量特征为离散的且可重复图案达至少某种程度。在图12A至图12B的实施例中，步进遮罩174图案在衬底100上产生栅格状图案。在此状况下的孔隙175除小压痕(indentation) 176外不具有重叠。此等压痕区176植入两次且在衬底100上形成栅格。图12B为在将遮罩174移动至第二位置之后在衬底100上的所得植入图案。衬底100的ー些区域(压痕区)是以比衬底100的其他区域的剂量高的剂量植入。图17A至图17E表示遮罩284以及对应植入。图17A显示具有孔隙285的遮罩284。图17B显不在遮罩284用于Iv步骤之后的植入图案。在完成此步骤之后，相对于衬底100向右移动遮罩284，且执行第二植入。图17C显示在执行两次植入之后的所得植入图案。注意，遮罩284的此移动产生具有非均匀掺杂浓度的水平条带286。接着垂直向下移位遮罩284且执行另ー植入。图17D显示在三次植入之后的所得图案。接着向左移位遮罩284且执行第四植入。所得图案在整个衬底100上具有毯覆式植入与呈交叉状图案的额外掺杂，此是因为较重掺杂区域287在衬底上形成水平条带与垂直条带两者。图13A至图13C为步进遮罩以及所得植入图案的实施例。为了便于理解，将遮罩184显示为与衬底100分离。在植入期间，遮罩184实际上将配置于衬底100之上，如图3中所见。在此实施例中，遮罩184具有三个孔隙185。在图13A中，遮罩184处于第一位置中且执行植入。此举在衬底100中产生第一植入区域186，其可为太阳能电池。在图13B中，遮罩184相对于衬底100移动或指引至第二位置。在图13C中，执行第二植入。此举在衬底100中产生第二植入区域187。现在，衬底100具有第一植入区域186以及第二植入区域187。在ー些部分中，第一植入区域186与第二植入区域187重叠，从而形成重掺杂区域188。重植入区域188具有约两倍于第一植入区域186以及第ニ植入区域187的剂量，这是因为衬底100的此特定区域承受两次植入。当然，其他剂量是可能的。虽然将第一植入区域186显示为藉由线分离，但各种植入区域可造成第一植入区域186邻接彼此而在其之间无间隙，或具有轻微重叠(类似重植入区域187)。然而，归因于植入以及遮罩184指引的机械学，小间隙可存在于第一植入区域186之间。重植入区域187可对应于(例如)在图I中的触点202之下的区域201，且第一植入区域186以及第ニ植入区域187可对应于(例如)图I中的发射极200。使用步进遮罩184 (诸如，图13A至图13C中所说明的遮罩)可增加输送量。并不必须将遮罩184自衬底100的前方移除。在一个例子中，将遮罩184与衬底100 —起作为夹层(sandwich)移除。在另一例子中，将遮罩184保持在适当位置中且仅移除衬底100。使用此步进遮罩184亦可减小衬底100或平板102上的热负载。步进遮罩可改良加工或减少遮罩184的成本，此是因为孔隙185较大。图14A至图14D为用以产生在汇流排(bus_bars)下方的重掺杂区域的步进遮罩植入的实施例。图14A显示可用以产生所要植入图案的遮罩244。遮罩244中的孔隙245为不规则形状，其沿着每一孔隙245的顶侧具有压痕246。图14B至图14D表示实现区域中的掺杂的三次植入的系列，所述区域最终将在衬底100的汇流排下方。在一实施例中，触点(诸如，图I的触点202)将电流供应至较大汇流排。在此，使用产生图14B的左侧上所说明的植入图案的遮罩244。在一次植入之后的植入图案显示于图14B的右侧上。在此特定实施例中，植入区域247为T形形状。图14C显示在执行两个植入步骤之后的所得植入图案。在此实施例中，相对于衬底100垂直地指引遮罩244。归因于指引距离以及孔隙的形 状，产生了倒“T”形形状的重掺杂区域248，其已在两个植入步骤期间得以植入。亦存在仅植入一次的区域，以及不承受植入的其他区域。若将此遮罩244步进或指引至第三位置，则所得植入图案说明于图14D的右侧上。较暗区域248比较轻掺杂区域(藉由斜线表示)受到更重掺杂。在汇流排之下的植入将减小重组以及串联电阻。本掲示的范畴不受本文中所描述的特定实施例限制。实际上，一般熟悉此项技术者将自上述描述以及附图显而易见除本文中所描述的实施例以及修改外的本掲示的其他各种实施例以及修改。因此，此等其他实施例以及修改意欲落入本掲示的范畴内。此外，里然本文中已在针对特定目的的特定环境下的特定实施方案的情况下描述本掲示，但一般熟悉此项技术者将认识到，本掲示的适用性不限于此且可在针对任何数目个目的的任何数目个环境下有益地实施本掲示。因此，下文所阐述的申请专利范围应根据如本文中所描述的本掲示的全广度以及精神来解释。
权利要求
1.一种将图案植入至衬底中的方法，包括 在所述衬底与离子源之间置放具有至少ー个孔隙的遮罩； 将所述衬底暴露于所述离子源，藉此将离子植入干与所述孔隙对准的所述衬底的第一区域中； 在第一方向上相对于所述衬底移动所述遮罩，以使得所述孔隙与所述衬底的第二区域对准；以及 将所述衬底暴露于所述离子源，藉此将离子植入于所述衬底的所述第二区域中，藉此所述第一区域的部分与所述第二区域的部分重叠，从而产生重植入区域。
2.根据权利要求I所述的将图案植入至衬底中的方法，其中所述孔隙包括水平矩形，且所述遮罩在垂直方向上相对于所述衬底移动以便产生多个不同植入的水平条带。
3.根据权利要求I所述的将图案植入至衬底中的方法，其中所述孔隙具有小于所述衬底的宽度的宽度，且所述遮罩在水平方向上相对于所述衬底移动以便产生植入的水平条带。
4.根据权利要求I所述的将图案植入至衬底中的方法，其中在所述衬底并未暴露于所述离子源时，相对于所述衬底移动所述遮罩。
5.根据权利要求I所述的将图案植入至衬底中的方法，还包括重复所述移动暴露步骤，直至在所述衬底中植入所述所要图案为止。
6.根据权利要求3所述的将图案植入至衬底中的方法，其中所述遮罩包括多个水平配置的孔隙，在诸对邻近孔隙之间具有空间，且其中所述遮罩相对于所述衬底移动达等于诸对邻近孔隙之间的所述空间的距离。
7.根据权利要求3所述的将图案植入至衬底中的方法，其中所述遮罩包括多个水平配置的孔隙，在诸对邻近孔隙之间具有空间，且其中所述遮罩相对于所述衬底移动达小于诸对邻近孔隙之间的所述空间的距离。
8.根据权利要求I所述的将图案植入至衬底中的方法，其中所述遮罩包括两行水平配置的孔隙，其中第一行中的所述孔隙具有第一宽度且彼此分离开第一间隔，且第二行中的所述孔隙具有不同于所述第一宽度的第二宽度且彼此分离开第二间隔，且其中所述遮罩相对于所述衬底水平地移动以便产生具有不同植入离子量的行。
9.根据权利要求8所述的将图案植入至衬底中的方法，其中所述遮罩移动达等于所述第二宽度的距离。
10.根据权利要求3所述的将图案植入至衬底中的方法，其中所述孔隙包括自所述矩形的顶部或底部中的至少ー者延伸的压痕，所述遮罩在垂直方向上相对于所述衬底移动以便产生具有重植入区的栅格。
11.根据权利要求3所述的将图案植入至衬底中的方法，其中所述孔隙包括自所述矩形的顶部或底部中的至少ー者延伸的压痕，所述遮罩在垂直方向上相对于所述衬底移动以便产生具有藉由至少ー个垂直条带连接的水平条带的图案。
12.根据权利要求I所述的将图案植入至衬底中的方法，还包括 在第二方向上相对于所述衬底移动所述遮罩，以使得所述孔隙与所述衬底的第三区域对准；以及 将所述衬底暴露于所述离子源，藉此将离子植入于所述衬底的所述第三区域中，藉此所述第一区域的部分、所述第二区域的部分与所述第三区域的部分重叠，从而产生重植入 区域。
全文摘要
揭示一种移动遮罩以执行衬底的图案化植入的改良方法。所述遮罩具有多个孔隙，且置放于离子源与所述衬底之间。在将所述衬底暴露于离子束之后，将所述遮罩相对于所述衬底指引至新位置且执行后续植入步骤。可经由选择孔隙大小以及形状、指引距离以及植入步骤的数目来产生多种植入图案。在一些实施例中，所述植入图案包含重掺杂水平条带，其中较轻掺杂区域介于所述条带之间。在一些实施例中，所述植入图案包含重掺杂区域的栅格。在其他实施例中，所述植入图案适合于与汇流排结构一起使用。
文档编号H01L21/266GK102687245SQ201080046602
公开日2012年9月19日 申请日期2010年10月19日 优先权日2009年10月19日
发明者尼可拉斯·P·T·贝特曼, 查尔斯·T·卡尔森, 班杰明·B·里欧登 申请人:瓦里安半导体设备公司