天然存在Se 中最丰富的质量同位素，如表1中所示。观察到基于肥Se的工艺产生高剂量Se注入应用 所期望的充足的SOSe+离子。然而，还观察到在操作期间，在包括所述电弧室（图3b)和抽 取板（图3a)的所述离子源区域中形成含Se沉积物，所述抽取板位于所述电弧室前面。大 量的含Se的沉积物导致显著的重量增加。
[0047] 在完成使用HzSe的SOSe离子注入之后，在所述相同的离子源室中运行使用SiF4 的Si离子注入。相比于比较实施例1，观察到所述灯丝W更快的速率减少其电子发射效率， 从而导致要W更快速率增加灯丝电流来维持所述等离子体。所述灯丝电流在约1. 5小时内 达到更高的值，20A。由于所述灯丝不能保持产生足够量的电子来维持在所述室中的等离 子体，因此需要中止所述注入工艺。观察到，在所述Si注入期间，从所述电弧室和离子源区 域附近快速蚀刻沉积的Se,W及随后再沉积在所述灯丝上。在图4中通过标记为"在肥Se 之后的SiF4"的曲线图解说明Si离子源作用的过早衰竭。该结果表明使用天然存在的肥Se 的所述先前SOSe离子注入工艺严重影响了所述Si离子注入。
[0048] 实施例1 (富集的SeF6) 进行实验W评估在使用作为所述渗杂剂气体源的富集的SeF6与共同流动的氣和氨的 混合物的组合的Se离子注入期间的离子源性能。富集的SeF6富含水平>90%的80AMUSe。 选择SOSe作为用于离子注入的期望的质量同位素。富集的80SeF6产生SOSe+离子，其允许 在充足的束流水平注入高剂量的SOSe离子，运与肥Se(比较实施例1)相当。与肥Se(比 较实施例1)不同，SeF6的离子化在抽取板（图5a)和所述电弧室（图化）的离子源区域中 不产生显著的含Se的沉积物。图5a和化显示了最小化的沉积物，其不影响所述实验的运 行。在SeF6离子化之后产生的氣离子蚀刻来自所述电弧室壁的所述W组分。然而，通过使 氣和氨气与SeF6同时流动，有效地减轻并控制所述蚀刻。最小化的沉积物导致所述灯丝的 边缘增重。
[0049] 接着，在所述相同的离子室中使用SiF4运行Si离子注入。与肥Se之后的情况（比 较实施例2)不同，未观察到离子源寿命减少。观察到所述灯丝电流趋势与从不具有任何先 前Se注入的所述基线SiF4工艺（比较实施例1)观察到的所述趋势相似。在图4中通过标 记为"富集的SeF6之后的SiF4"的曲线图解说明所述结果。所述结果表明使用富集的SeF6 的所述先前SOSe离子注入工艺不影响所述Si离子注入。
[0050] 尽管已展示和描述了被认为是本发明的一些实施方式的内容，然而毫无疑问应理 解的是，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可容易作出在形式或细节方面的修饰和 变化。因此，希望本发明不受限于本文中所展示和描述的所述精确形式和细节，也不受限于 比在本文中公开的W及在随后要求保护的发明整体要少的任意内容。
【主权项】
1. 用于注入硒的方法，包括： 选择基于富集硒的掺杂剂前体材料，所述材料具有多个硒质量同位素； 从所述多个硒质量同位素选择特定硒质量同位素，所述特定的硒质量同位素以高于天 然丰度水平的富集水平包含在所述前体材料中； 提供所述基于富集硒的掺杂剂前体材料在储存和递送容器中，所述容器与所述选择的 基于富集硒的掺杂剂前体兼容； 从所述储存和递送容器取出气相的所述基于富集硒的掺杂剂前体材料； 使所述材料以预定流量流至离子源； 使所述基于富集硒的掺杂剂前体材料离子化，以产生所述特定硒质量同位素的离子； 从所述离子源抽取所述离子化的特定硒质量同位素； 将所述离子化的特定硒质量同位素注入基底； 其中所述特定硒质量同位素被富集至比在相应的天然丰度硒掺杂剂前体材料中的所 述特定硒质量同位素的浓度大的浓度，从而允许所述基于富集硒的掺杂剂前体材料的预定 流率小于基于天然丰度硒的掺杂剂前体材料的相应流率。2. 如权利要求1所述的方法，其中所述基于富集硒的掺杂剂前体选自金属硒、氧化硒、 六氟化硒、硒化氢及其组合。3. 如权利要求2所述的方法，其中所述基于富集硒的掺杂剂前体是硒化氢。4. 如权利要求1所述的方法，其中所述基于富集硒的掺杂剂前体的所述预定流率小于 非富集硒化合物的流率。5. 如权利要求3所述的方法，其中所述富集的硒化氢包括大于天然存在水平的富集浓 度的质量80硒同位素。6. 如权利要求1所述的方法，其中所述基于富集硒的掺杂剂前体材料富集比天然丰度 水平高至少10%的所述特定硒质量同位素。7. 如权利要求1所述的方法，其中所述富集水平比天然丰度水平高50%。8. 如权利要求2所述的方法，其中所述基于富集硒的掺杂剂前体材料是六氟化硒，所 述六氟化硒富集约10%或以上的所述硒同位素之一。9. 如权利要求8所述的方法，其中使所述富集的六氟化硒与稀释剂一起流入离子源， 所述稀释剂与基于富集硒的掺杂剂前体材料共同流动或按顺序流动。10. 如权利要求8所述的方法，进一步包括从所述储存和递送容器取出所述富集的六 氟化硒，其中所述容器是低于大气压的递送分配系统。11. 如权利要求8所述的方法，其中在注入来自所述富集的六氟化硒的所述离子化的 特定硒质量同位素之后，将含卤化物的掺杂剂气体引入所述离子源室。12. 如权利要求9所述的方法，其中所述稀释剂包括氢化物。13. 基于硒的掺杂剂气体组合物的供应源，包括： 包含气态硒掺杂剂的气体源材料，其富集其天然存在质量同位素之一；以及 低于大气压的递送和储存设备，其用于在加压状态将所述包含富集硒掺杂剂的气体源 材料保持在所述设备的内部容积内，所述递送设备与排放流通路流体连通，其中响应于沿 着所述排放流通路获得的低于大气压条件，所述递送设备被开动以允许所述包含富硒掺杂 剂的气体源材料从所述设备的内部容积的受控流出。14. 如权利要求13所述的供应源，其中所述硒掺杂剂气体源是富集的六氟化硒。15. 如权利要求13所述的供应源，进一步包括在所述低于大气压的递送和储存设备中 与所述含硒掺杂剂气体预先混合的稀释剂或示踪气体。16. 如权利要求15所述的供应源，进一步包括稀释剂，其中所述稀释剂气体选自：H2、 Xe、Ar、Kr、Ne、N2、PH3 及其混合物。17. 如权利要求15所述的供应源，进一步包括选自磷化氢、氢气、胂、锗烷和硅烷的示 踪气体。18. 如权利要求13所述的供应源，进一步包括第二低于大气压的储存和递送设备，所 述第二低于大气压的储存和递送设备包括稀释剂或示踪气体。19. 在离子注入工艺中使用的含硒掺杂剂组合物，其包括： 含硒掺杂剂气体源材料，其富集其天然存在质量同位素之一至一定浓度，该浓度大于 在相应天然丰度硒掺杂剂前体材料中的所述特定硒质量同位素的浓度，其中所述含硒材料 以气相储存和递送，从而特征在于无需来自汽化器的储存和递送。20. 如权利要求19所述的含硒掺杂剂组合物，选自：金属硒、氧化硒、六氟化硒、硒化氢 及其组合。21. 如权利要求19所述的含硒掺杂剂组合物，包括六氟化硒。22. 如权利要求21所述的含硒掺杂剂组合物，进一步包括示踪剂或稀释剂材料。
【专利摘要】提供一种用于离子注入包含同位素富集硒的源材料的新颖方法。选择所述源材料并富集硒的特定质量同位素，藉此所述富集高于天然丰度水平。本发明的方法允许降低气体消耗以及减少废物。优选从低于大气压的储存和递送设备储存并递送所述源材料，以增加在所述硒离子注入工艺期间的安全性和可靠性。
【IPC分类】H01L21/265, F17C1/00, H01J37/317, C23C14/00
【公开号】CN105190826
【申请号】CN201480024538
【发明人】D.C.海德曼, A.K.辛哈, L.A.布朗
【申请人】普莱克斯技术有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2014年5月1日
【公告号】EP2992546A1, US9257286, US20140329377, WO2014179585A1