更低浓度/量的相同/期望的娃同位素娃源的 系统和/或方法相比，本公开继而会产生相应生产量的优势。
[0173] 本公开设及渗杂材料的有序流动，其中在所述离子源的操作过程中监控阴极偏置 功率，并将该监控的阴极偏置功率用于反馈控制处理中W在输送至所述离子源的各个渗杂 化合物之间进行控制/选择/变换，从而延长所述离子源或其组件的工作寿命，例如，通过 在所述离子源的操作中维持预定的阴极偏置功率。所述方法可用来修理或修复所述离子源 的阴极，即，使所述阴极达到再生或蚀刻的目的，根据需要W维持或W其他方式在所述离子 源的操作中达到预定的阴极偏置功率。
[0174] 在所述监控和受控过程中所述离子源可为任何适宜的类型，例如间热式阴极 (IHC)离子源。所述方法中的阴极偏置功率可有利地用作控制不同渗杂化合物流动顺序的 反馈机制，W延长所述离子源/阴极的工作寿命。
[01巧]该操作离子注入系统的方法，所述离子注入系统包括维持所述离子源有效运行的 位于离子源的放电室内的阴极，在一个实施方案中，所述方法包括将所述阴极与相继供应 的渗杂组分接触，同时测定阴极偏置功率，且在对所测得的阴极偏置功率的响应中，调节所 述相继供应的渗杂组分的至少一种，W延长所述离子源、阴极和/或所述离子源的一种或 多种其他组件的工作寿命。
[0176] 关于所述相继供应的渗杂组分的术语"调节"是指在对所测得的阴极偏置功率的 响应中，可控制所述相继供应的渗杂组分中的至少一种的顺序、持续时间、工艺条件或渗杂 组分选择，即，可选择性地变化。因此，每个渗杂组分的供应时期可彼此不同，W维持阴极偏 置功率的设定值，或其中一种渗杂组分可在比另一组分高的电压下供应，或该反馈监控和 控制系统可设置成W别的方式在各个渗杂组分之间进行控制/选择/变换。
[0177] 在另一实施方案中，所述方法可用于将清洗剂或沉淀剂与一种或多种渗杂组分同 时或相继地流过所述离子源，其中利用所述离子源的阴极偏置功率或其他功率利用变量使 所述阴极达到蚀刻的目的W除去其上的沉淀，例如，如果所监控的功率利用率增加到初始 或其他预定或给定值或水平W上，则通过将酸洗剂流过所述离子源而进行，和/或如果所 监控的功率利用率降到初始或其他预定或给定值W下，其中利用所述离子源的阴极偏置功 率或其他功率利用变量W通过将沉淀剂流过所述离子源而使阴极材料达到再生的目的。
[0178] 因此，本公开设及与同位素富集的娃渗杂组合物的利用相关的各个方面、特征和 优点。
[0179] 因此，应理解，本公开的组合物、工艺、方法、设备和系统能够容易地W多种多样的 方式进行实施和应用，W获得离子注入系统性能的相应改善。
[0180] 虽然本文中列举了关于具体的方面、特征和说明性的实施方案的公开内容，但应 了解，本公开的应用并不因此而受到限制，而是其延伸并包含大量的其他变型、修饰和替换 的实施方案，如基于本说明书本公开将对本领域技术人员所暗示的。相应地，下文中所保护 的本发明应旨在广义地被理解和解释，其包括在其实质和范围内的所有改变、修饰和替换 的实施方案。
【主权项】
1. 一种离子注入硅的方法，包括：离子化硅掺杂组合物以形成离子化的硅，并将离子 化的硅与衬底接触以使硅注入衬底中，其中硅掺杂组合物包括至少一种硅化合物，所述至 少一种硅化合物以 28Si、29Si和3°Si中的至少一种同位素富集至天然丰度以上，并且其中当 硅掺杂组合物由以29Si富集的四氟化硅组成时，富集的水平在50原子％以上且最高达100 原子％。2. 权利要求1所述的方法，其中硅掺杂组合物包括：（i)呈气态形式的所述硅化合物， 作为娃掺杂气体，和（ii)补充气体，所述补充气体包括同种气体和稀释气体中至少一种。3. 权利要求1所述的方法，其中使用离子化设备离子化硅掺杂组合物以生成硅离子的 离子束，且所述方法包括，在所述接触中，通过电场加速离子束而将硅注入所述衬底中。4. 权利要求1所述的方法，其中离子化硅在等离子体浸没处理中与衬底接触以使硅注 入其中。5. 权利要求1所述的方法，其中硅掺杂组合物包括选自以下的硅化合物：四氟化硅 (SiF4)、甲硅烷（SiH4)、乙硅烷基硅烷、氟硅烷和氯硅烷。6. 权利要求5所述的方法，其中硅化合物以2SSi同位素富集至天然丰度以上。7. 权利要求6所述的方法，其中硅化合物包括四氟化硅，其以2SSi同位素富集至如下 浓度范围：大于92. 3原子％且最高达100原子％。8. 权利要求7所述的方法，其中四氟化硅为呈2SSi的同型同位素。9. 权利要求2所述的方法，其中所述补充气体包括选自以下的稀释气体：氩气、氢气、 氟气、氪气、氖气、氦气、氨气、胺、水、磷化氢、砷化氢、锗烷、硒化氢、硫化氢、氮气、氧气、一 氧化碳、二氟化氙、乙硼烷、甲烷和氙气。10. 权利要求1所述的方法，其中掺杂气体组合物包括选自以下的气体组合： (i) 同位素富集的四氟化硅与氙气和氢气； (ii) 同位素富集的四氟化硅与甲硅烷； (iii) 同位素富集的四氟化硅和同位素富集的甲硅烷； (iv) 同位素富集的四氟化硅与氩气； (v) 同位素富集的四氟化硅与乙硅烷； (vi) 同位素富集的四氟化硅和同位素富集的乙硅烷； (vii) 同位素富集的四氟化硅与氢气； (viii) 同位素富集的四氟化娃与氨气； (ix) 同位素富集的四氟化硅与氨气和氙气； (X)同位素富集的四氟化硅与氢气和氪气； (xi) 同位素富集的四氟化硅与氨气和氪气； (xii) 同位素富集的四氟化硅与氮气； (xiii) 同位素富集的四氟化硅与氮气和氙气； (xiv) 同位素富集的四氟化硅与氮气和氪气；和 (xv) 同位素富集的四氟化娃与一种或多种以下气体：氢气、氮气、氨气、氣气和氩气。11. 一种用于硅的离子注入的掺杂气体组合物供应装置，所述供应装置选自： (A)气体存储和分配容器，其容纳有硅掺杂组合物，所述硅掺杂组合物包含与补充气体 混合的娃掺杂气体，所述补充气体含有稀释气体和同种气体（co-speciesgas)中的至少 一种，其中硅掺杂组合物包含至少一种气态硅化合物，所述至少一种气态硅化合物以2SSi、 29Si和3°Si中的至少一种同位素富集至天然丰度以上；和 (B)气体供应包，包括：（i)第一气体存储和分配容器，其容纳硅掺杂气体，和（ii)第二 气体存储和分配容器，其容纳补充气体，所述补充气体含有稀释气体和同种气体中的至少 一种，其中硅掺杂气体和一一如果存在一一同种气体中的至少一种以 28Si、29Si和3°Si中的 至少一种同位素富集至天然丰度以上。12. 根据权利要求11所述的掺杂气体组合物供应装置，包括选自以下的硅化合物：四 氟化硅（SiF4)、甲硅烷（SiH4)、乙硅烷基硅烷、氟硅烷和氯硅烷。13. 根据权利要求12所述的掺杂气体组合供应装置，其中所述硅化合物以2SSi同位素 富集至天然丰度以上。14. 根据权利要求13所述的掺杂气体组合物供应装置，其中所述硅化合物包括四氟化 硅，其以2SSi同位素富集至如下浓度范围为：大于92. 3原子％且最高达100原子％。15. 根据权利要求14所述的掺杂气体组合物供应装置，其中所述四氟化硅为呈2SSi的 同型同位素。16. 根据权利要求11所述的掺杂气体组合物供应装置，其中所述补充气体包括选自以 下的稀释气体：氩气、氢气、氟气、氪气、氖气、氦气、氨气、胺、水、磷化氢、砷化氢、锗烷、硒化 氢、硫化氢、氮气、氧气、一氧化碳、二氟化氙、乙硼烷、甲烷和氙气。17. 根据权利要求11所述的掺杂气体组合物供应装置，其中掺杂气体组合物包括选自 以下的气体组合： (i) 同位素富集的四氟化硅与氙气和氢气； (ii) 同位素富集的四氟化硅与甲硅烷； (iii) 同位素富集的四氟化硅和同位素富集的甲硅烷； (iv) 同位素富集的四氟化硅与氩气； (v) 同位素富集的四氟化硅与乙硅烷； (vi) 同位素富集的四氟化硅和同位素富集的乙硅烷； (vii) 同位素富集的四氟化硅与氢气； (viii) 同位素富集的四氟化娃与氨气； (ix) 同位素富集的四氟化硅与氨气和氙气； (X)同位素富集的四氟化硅与氢气和氪气； (xi) 同位素富集的四氟化硅与氨气和氪气； (xii) 同位素富集的四氟化硅与氮气； (xiii) 同位素富集的四氟化硅与氮气和氙气； (xiv) 同位素富集的四氟化硅与氮气和氪气；和 (xv) 同位素富集的四氟化硅与一种或多种以下的气体：氢气、氮气、氨气、氙气和氩 气。18. 根据权利要求11 (A)所述的掺杂气体组合物供应装置。19. 根据权利要求11 (B)所述的掺杂气体组合物供应装置。20. -种离子注入系统，包括离子注入机，其与掺杂气体组合物供应装置以气体接收流 连接的方式布置。21. 权利要求20所述的离子注入系统，其中离子注入机可用于： (A) 离子化来自所述掺杂气体组合物供应装置的硅掺杂组合物并形成离子化的硅，然 后使离子化的硅与衬底接触以使硅注入衬底中；和 (B) (i)产生离子化的硅的离子束，并通过电场加速离子束至衬底以使硅注入衬底中， 或（ii)进行等离子体浸没处理以使硅注入衬底中。22. -种提高离子注入系统操作的方法，包括在离子注入系统中使用根据权利要求11 所述的掺杂气体组合物供应装置。23. 权利要求22所述的方法，其中掺杂气体组合物供应装置包括选自以下的硅化合 物：四氟化硅（SiF4)、甲硅烷（SiH4)、乙硅烷基硅烷、氟硅烷和氯硅烷。24. 权利要求23所述的方法，其中硅化合物包括四氟化硅（SiF4)，其以2SSi同位素富 集至天然丰度以上，且浓度范围为大于92. 3原子％且最高达100原子％。25. 权利要求24所述的方法，其中四氟化硅为呈2SSi的同型同位素。26. 权利要求22所述的方法，其中补充气体包括选自以下的稀释气体：氩气、氢气、氟 气、氪气、氖气、氦气、氨气、胺、水、磷化氢、砷化氢、锗烧、硒化氢、硫化氢、氮气、氧气、一氧 化碳、二氟化氙、乙硼烷、甲烷和氙气。27. 权利要求22所述的方法，其中掺杂气体组合物包括选自以下的气体组合： (i) 同位素富集的四氟化硅与氙气和氢气； (ii) 同位素富集的四氟化硅与甲硅烷； (iii) 同位素富集的四氟化硅和同位素富集的甲硅烷； (iv) 同位素富集的四氟化硅与氩气； (v) 同位素富集的四氟化硅与乙硅烷； (vi) 同位素富集的四氟化硅和同位素富集的乙硅烷； (vii) 同位素富集的四氟化硅与氢气； (viii) 同位素富集的四氟化娃与氨气； (ix) 同位素富集的四氟化硅与氨气和氙气； (X)同位素富集的四氟化硅与氢气和氪气； (xi) 同位素富集的四氟化硅与氨气和氪气； (xii) 同位素富集的四氟化硅与氮气； (xiii) 同位素富集的四氟化硅与氮气和氙气； (xiv) 同位素富集的四氟化硅与氮气和氪气；和 (xv) 同位素富集的四氟化硅与一种或多种以下的气体：氢气、氮气、氨气、氙气和氩 气。
【专利摘要】公开了同位素富集的硅前体组合物，相对于缺乏该同位素富集的硅前体组合物的相应离子注入，其用在离子注入中以提高离子注入系统性能。该硅掺杂组合物包括至少一种硅化合物，并且可包括含有同种气体和稀释气体中至少一种的补充气体，所述至少一种硅化合物以28Si、29Si和30Si中的至少一种同位素富集至天然丰度以上。公开了用于将硅掺杂组合物提供至离子注入机的掺杂气体供应设备，以及包括掺杂气体供应设备的离子注入系统。
【IPC分类】H01L21/265
【公开号】CN105431927
【申请号】CN201480029840
【发明人】J·J·迈耶, R·S·雷, R·凯姆, J·D·斯威尼
【申请人】恩特格里斯公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2014年5月21日
【公告号】EP3000123A1, WO2014190087A1