气体的实例包括但不限于：四氣化娃（SiF4)、甲硅烷（SiH4)、乙 硅烷（SizHe)、Ci-Cs烷基硅烷（例如SiH3邸3、SiHz(CHs)2、SiH(CHs)3、Si(CHs)4、SiHsK化)、 SiH2(C2H5)2、SiH(C2H5)3、Si(C2H5)4等）、氣硅烷（例如SiHF3、SiH2F2、Si?F)和氯硅烷（例如 SiCl*'Si肥I3、SiHzClz'SiHsCl)。
[0031] 在本文中使用的术语"补充气体"是指稀释气体或同种气体。
[0032] 稀释气体是不含有渗杂物且与渗杂气体混合起作用的气体，所述作用为：相较于 含有渗杂气体但不不存在稀释气体的离子源的寿命和性能，改善运种含稀释气体的混有渗 杂气体的混合物的离子源的寿命和性能。说明性的稀释气体的实例包括：氣气、氨气、氣气、 氯气、氛气、氮气、氨气、胺、水、憐化氨、神化氨、错烧、砸化氨、硫化氨、甲烧、氮气、氧气、一 氧化碳、二氣化氣、乙棚烧和氣气。
[0033] 同种气体是含有与按杂气体相同的渗杂物质的气体，其中相同的渗杂物质伴随或 结合至非渗杂组分，所述非渗杂组分不同于所述渗杂气体的非渗杂组分。
[0034] 例如，所述渗杂气体可为四氣化娃（SiF4)，并且所述同种气体可为甲硅烷、SiH4。在 所述协同类组合物的各实施方案中，所述渗杂气体W及所述同种气体可在一种或多种娃同 位素中W高于天然丰度的量同位素富集。在其他实施方案中，所述同种气体中含有的娃可 W其天然同位素的天然丰度和分布存在。在其他的实施方案中，所述同种气体可在一种或 多种娃同位素中W高于天然丰度的量富集，而所述渗杂气体中其娃含量在同位素分布中为 天然丰度。
[0035] 本公开在各种实施方案中设及离子注入娃的方法，包括：离子化娃渗杂组合物W 形成离子化娃，并将所述离子化娃与衬底接触W使娃注入其中，其中所述娃渗杂组合物包 括至少一种娃化合物，所述娃化合物为在至少一种28SL29Si和3°Si中W高于天然丰度的量 同位素富集，并且其中当所述娃渗杂组合物由富集于29Si中的四氣化娃组成时，富集的水 平为在50原子％W上且最高达100原子％。
[0036] 在所述方法中，所述娃渗杂组合物可包括：（i)上述提及的作为娃渗杂气体的气 态娃化合物，和（ii)包括同种气体和稀释气体中至少一种的补充气体。
[0037] 所述方法的实施，可使用离子化设备离子化所述娃渗杂组合物W产生娃离子的 离子束，并在接触操作中通过电场加速所述离子束W使娃注入所述衬底中。或者，所述离 子化娃可在等离子体浸没处理中与所述衬底接触W使娃注入其中。如前面讨论所指出的， 所述娃渗杂组合物可包括选自W下的娃化合物：四氣化娃（SiF4)、甲硅烷（SiH4)、乙硅烷 (SizHe)、Ci-Cs烷基硅烷、氣硅烷和氯硅烷。
[0038] 在具体实施方案中，所述方法可使用在28Si的同位素（例如四氣化娃）中W高于 天然丰度的量富集的娃化合物进行，在28Si中同位素富集的浓度范围为大于92. 3原子％至 100原子％。所述四氣化娃在具体的实施方案中可为同型同位素28Si。
[0039] 在本公开娃渗杂组合物中使用的补充气体可为任何合适的类型，并且可例如包括 选自W下的稀释气体：氣气、氨气、氣气、氯气、氛气、氮气、氨气、水、憐化氨、神化氨、错烧、 砸化氨、硫化氨、氮气、氧气、一氧化碳、二氣化氣、乙棚烧、甲烧和氣气。
[0040] 在本公开广泛的实践中可采用各种各样的渗杂气体组合物，包括含有选自W下的 气体组合的渗杂气体组合物：
[0041] (i)同位素富集的四氣化娃与氣气和氨气；
[0042] (ii)同位素富集的四氣化娃与硅烷；
[0043] (iii)同位素富集的四氣化娃和同位素富集的硅烷；
[0044] (iv)同位素富集的四氣化娃与氣气； W45] (V)同位素富集的四氣化娃与乙硅烷；
[0046] (Vi)同位素富集的四氣化娃和同位素富集的乙硅烷；
[0047](Vii)同位素富集的四氣化娃与氨气；
[0048] (Viii)同位素富集的四氣化娃与氨气；
[0049] (ix)同位素富集的四氣化娃与氨气和氣气；
[0050] (X)同位素富集的四氣化娃与氨气和氯气；
[0051] (Xi)同位素富集的四氣化娃与氨气和氯气；
[0052] (Xii)同位素富集的四氣化娃与氮气；
[0053] (Xiii)同位素富集的四氣化娃与氮气和氣气；
[0054] (Xiv)同位素富集的四氣化娃与氮气和氯气讯 阳化5] (XV)同位素富集的四氣化娃与一种或多种W下的物质：氨气、氮气、氨气、氣气和 氣气。
[0056] 本公开还设及用于娃的离子注入的渗杂气体组合物供应装置，其中所述供应装置 选自： 阳057] (A)气体存储和分配容器，其容纳有含有与补充气体混合的娃渗杂气体的娃渗杂 组合物，所述补充气体含有稀释气体和同种气体中的至少一种，其中所述娃渗杂组合物包 括至少一种气态娃化合物，所述娃化合物在至少一种28Si、29Si和3°Si中W高于天然丰度的 量同位素富集；和 阳05引 度）气体供应套件，其包括：a)容纳娃渗杂气体的第一气体存储和分配容器，和 (ii)容纳含有稀释气体和同种气体中的至少一种的补充气体的第二气体存储和分配容器， 其中娃渗杂气体和一-如果存在一-同种气体中的至少一种在至少一种28SL29Si和3°Si中 W高于天然丰度的量同位素富集。
[0059] 所述渗杂气体组合供应装置可包括选自W下的娃化合物：四氣化娃（SiF4)、甲娃 烧仪成)、乙硅烷（SizHe)Xi-Cs烷基硅烷、氣硅烷和氯硅烷。在具体的实施方案中，所述娃 化合物在2SSi(例如四氣化娃）中W高于天然丰度的量同位素富集，其在2SSi中的同位素富 集的浓度范围为大于92. 3原子％至100原子％。在所述渗杂气体组合物供应装置的具体 实施方案中，所述四氣化娃可为同型同位素28Si。
[0060] 在各实施方案中，所述渗杂气体组合供应装置包括含有稀释气体的补充气体，所 述稀释气体选自W下物质：氣气、氨气、氣气、氯气、氛气、氮气、氨气、胺类、水、憐化氨、神化 氨、错烧、砸化氨、硫化氨、氮气、氧气、一氧化碳、二氣化氣、乙棚烧、甲烧和氣气。在特别的 应用中，渗杂气体组合物供应装置可构成提供含有选自W下气体组合的渗杂气体组合物：
[0061] (i)同位素富集的四氣化娃与氣气和氨气；
[0062] (ii)同位素富集的四氣化娃与甲硅烷；
[0063] (iii)同位素富集的四氣化娃和同位素富集的甲硅烷；
[0064] (iv)同位素富集的四氣化娃与氣气； W65] (V)同位素富集的四氣化娃与乙硅烷；
[0066] (Vi)同位素富集的四氣化娃和同位素富集的乙硅烷；
[0067] (Vii)同位素富集的四氣化娃与氨气；
[0068] (Viii)同位素富集的四氣化娃与氨气；
[0069] (ix)同位素富集的四氣化娃与氨气和氣气；
[0070] (X)同位素富集的四氣化娃与氨气和氯气；
[0071] (Xi)同位素富集的四氣化娃与氨气和氯气；
[0072] (Xii)同位素富集的四氣化娃与氮气；
[0073] (Xiii)同位素富集的四氣化娃与氮气和氣气；
[0074] (Xiv)同位素富集的四氣化娃与氮气和氯气讯
[007引 （XV)同位素富集的四氣化娃与一种或多种W下的物质：氨气、氮气、氨气、氣气和 氣气。
[0076] 另一方面，本公开设及一种离子注入系统，其包括设置为与如上所述各种渗杂气 体组合供应装置进行气体接收流连通的离子注入机。在所述离子注入系统中，所述离子注 入机可用于：
[0077] (A)离子化来自所述渗杂气体组合物供应装置的娃渗杂组合物并形成离子化娃， 然后使所述离子化娃与衬底接触W使娃注入其中；和
[0078] 度）（i)产生所述离子化娃的离子束，并通过电场加速所述离子束至所述衬底W使 娃注入其中，或（ii)进行等离子体浸没处理W使娃注入所述衬底中。
[0079] 本公开还设及一种增强离子注入系统操作的方法，其包括在所述离子注入系统中 使用如上所述的各种渗杂气体组合物供应装置。所述方法可W多种方式实施。例如，所述渗 杂气体组合物供应装置可包括选自W下的娃化合物：四氣化娃（SiF4)、甲硅烷（SiH4)、乙娃 烧（SizHeKCi-Cs烷基硅烷、氣硅烷和氯硅烷。在具体的实施方案中所述娃化合物可包括四 氣化娃（SiF4)，其在2Ssi中W高于天然丰度的量同位素富集，浓度范围为大于92.3原子％ 至100原子％，例如在28Si中为同型同位素的四氣化娃。可采用补充气体，所述补充气体 包括选自W下的稀释气体：氣气、氨气、氣气、氯气、氛气、氮气、氨气、胺类、水、憐化氨、神化 氨、错烧、砸化氨、硫化氨、氮气、氧气、一氧化碳、二氣化氣、乙棚烧、甲烧和氣气。
[0080] 在具体的实施方案中，所述方法可使用所述渗杂气体组合物进行实施，所述渗杂 气体组合物包括选自W下的气体组合：
[0081] (i)同位素富集的四氣化娃与氣气和氨气；
[0082] (ii)同位素富集的四氣化娃与甲硅烷；
[0083] (iii)同位素富集的四氣化娃和同位素富集的甲硅烷；
[0084] (iv)同位素富集的四氣化娃与氣气；
[0085] (V)同位素富集的四氣化娃与乙硅烷；
[0086] (Vi)同位素富集的四氣化娃和同位素富集的乙硅烷；
[0087] (Vii)同位素富集的四氣化娃与氨气；
[0088] (Viii)同位素富集的四氣化娃与氨气；
[0089] (ix)同位素富集的四氣化娃与氨气和氣气；
[0090] (X)同位素富集的四氣化娃与氨气和氯气；
[0091] (Xi)同位素富集的四氣化娃与氨气和氯气；
[0092] (Xii)同位素富集的四氣化娃与氮气；
[0093] (Xiii)同位素富集的四氣化娃与氮气和氣气；
[0094] (Xiv)同位素富集的四氣化娃与氮气和氯气；和
[0095] (XV)同位素富集的四氣化娃与一种或多种W下的物质：氨气、氮气、氨气、氣气和 氣气。
[0096] 另一方面，本公开设及离子注入方法，其包括将渗杂组合物流动到离子源W产生 用于注入的离子渗杂种类，其中所述渗杂组合物选自：
[0097] (i)娃化合物，其在至少一种质量28、29或30的娃同位素中W高于天然丰度的 水平同位素富集，例如其中所述至少一种娃同位素的同位素富集水平为：对于质量28的 娃同位素大于92. 2%、对于质量29的娃同位素大于4. 7%和对于质量30的娃同位素大于 3. 1 %，并且其中当所述娃化合物为四氣化娃时，富集的仅为质量29的娃同位素，富集水平 为大于50%至100% ;和
[0098] (ii)渗杂气体配方，其包括娃渗杂气体和补充气体，其中所述补充气体包括稀释 气体和同种气体中的至少一种，并且其中所述渗杂气体和--如果存在--同种气体中的 至少一种，在至少一种娃同位素中W高于天然丰度的量同位素富集。
[0099] 在各实施方案中，所述渗杂组合物可选自在至少一种质量28、29或30的娃同位素 中W高于天然丰度的水平同位素富集的娃化合物，其中当所述娃化合物为四氣化娃时，富 集的仅为质量29的娃同位素，富集水平为大于50%至100%。
[0100] 在其他实施方案中，所述离子注入方法可使用包括四氣化娃和甲硅烷中的至少一 种的娃化合物而进行。例如，所述娃化合物可包括四氣化娃，在所述