氢化且富含三氟化硼同位素的掺杂剂来源的气体组合物的制作方法
本申请案要求2016年3月28日申请的标题为“氢化且富含bf3同位素的掺杂剂来源的气体组合物(hydrogenatedisotopicallyenrichedbf3dopantsourcegascomposition)”的美国临时申请案第62/314241号的权益，出于所有目的，其内容以全文引用的方式结合在此。
本发明涉及一种用于离子植入中的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物，和相关的方法和设备。
背景技术：
离子植入用于集成电路制造中以在制造微电子/半导体制造期间将受控量的掺杂剂杂质精确引入到半导体晶片中。在这类植入系统中，离子源电离所需的掺杂剂元素气体，且离子呈具有所需能量的离子束的形式从来源中取出。提取通过跨越适当成形的提取电极施加高电压来实现，所述电极并入孔口用于通过提取的射束。离子束随后导引到工件(如半导体晶片)表面，以将掺杂剂元素植入工件中。射束的离子穿透工件表面以形成具有所需导电性的区域。
几种类型的离子源用于离子植入系统中，包括采用热电极且由电弧供电的freeman和bernas型、使用磁控的微波型、间接加热阴极(ihc)源和rf等离子源，它们通常都在真空中操作。在任何系统中，离子源通过将电子引入到填充有掺杂剂气体(通常称为“原料气体”)的真空弧形腔室(下文“腔室”)中来产生离子。电子与掺杂剂气体中的原子和分子的碰撞导致产生由正性和负性掺杂剂离子组成的离子化等离子。具有负或正偏压的提取电极将分别允许正或负离子作为准直离子束穿过孔口，所述离子束朝向目标材料加速。
在诸多离子植入操作中，在集成电路装置的产生中植入硼。硼一般从原料气体(如三氟化硼)植入。
钨常用作建构灯丝组件和离子植入系统中的其它阴极结构的材料。在离子植入系统的离子源腔室中使用所述材料的持续性问题是钨损失，其可导致灯丝薄化或所谓阴极结构的“穿孔”，需要再金属化或替代阴极结构。在极端情况下，钨从阴极的溅镀可能导致需要所述再金属化或替代的前的离子源的操作寿命极短。钨从阴极的损失与离子源腔室表面上非我们所乐见的钨的沉积和非我们所乐见的钨射束与系统中产生的离子束的比重相关。因此钨的损失可以促成离子束不稳定性，并且可能最终导致离子源过早失效。
技术实现要素：
本发明涉及一种用于离子植入中的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物，和相关的方法和设备。
一方面，本发明涉及一种氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物，所述组合物包括(i)三氟化硼，其富含高于天然丰度的同位素原子质量11的硼(11b)，和(ii)氢气，以组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，氢气的量是2到6.99体积％。
另一方面，本发明涉及一种氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物，所述组合物包括(i)三氟化硼，其富含高于99％的同位素原子质量11的硼(11b)，和(ii)氢气，以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，氢气的量是5体积％。
另一方面，本发明涉及一种氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物，所述组合物主要由以下组成：(i)三氟化硼，其富含高于天然丰度的同位素原子质量11的硼(11b)，和(ii)氢气，以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，氢气的量是2到6.99体积％。更特定来说，氢气的含量可以是任何适合的量，以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，2到6.5体积％范围内；以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，2.5到6.25体积％范围内；以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，3到6体积％范围内；以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，约4到6体积％或呈5体积％的量，应理解特定量或所采用的所述量的范围可针对特定应用而选择以实现操作效能或增强的所需程度。
本发明的另一方面涉及包括气体储存和分配容器的硼掺杂剂气体组合物供应封装，所述容器含有根据如本文所公开的各种实施例的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物。
本发明的又一方面涉及形成硼植入的衬底的方法，包含电离根据如本文所公开的各种实施例的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物，以产生含硼离子性植入物种，和将所述含硼植入物种植到衬底中。
本发明的另一方面涉及硼离子植入的方法，包括向离子植入系统的离子源腔室引入根据本文所公开的各种实施例的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物，和在离子源腔室中电离所述氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源的气体组合物，以产生含硼植入物种用于硼离子植入。
另一方面本发明涉及增强离子植入系统的操作的方法，包括将来自硼掺杂剂气体供应封装的硼掺杂剂气体组合物流动到离子植入系统，所述封装包括气体储存和分配容器，所述容器容纳根据如本文所述的本发明的各种实施例的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物。
本发明的另一方面涉及减少具有钨阴极的硼离子植入系统中钨阴极腐蚀的方法，所述方法包括通过电离根据如本文所述的本发明的各种实施例的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物在系统内产生硼植入物种用于硼离子植入。
本发明的又一方面涉及增强硼离子植入系统的操作效能的方法，其包括供应用于硼离子植入系统中的硼掺杂剂来源气体组合物，所述组合物包括根据如本文所述的本发明的各种实施例的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物。
另一方面，本发明涉及增强硼离子植入系统的操作效能的方法，其包括在硼离子植入系统中从硼掺杂剂来源气体组合物产生硼植入物种，所述组合物包括根据如本文所述的本发明的各种实施例的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物。
另一方面本发明涉及增强包含阴极的硼掺杂离子植入系统的射束稳定性和离子源寿命的方法，所述方法包括将硼掺杂剂来源气体组合物引入到硼掺杂离子植入系统的离子源腔室，操作硼掺杂离子植入系统以在离子源腔室中电离硼掺杂剂来源气体组合物且生成硼掺杂剂物种的射束，所述射束导引至离子植入系统中的衬底用于将其中的衬底用硼掺杂剂物种硼掺杂，其中掺杂剂来源气体组合物包括(i)三氟化硼，其富含高于天然丰度的同位素原子质量11的硼(11b)，和(ii)氢气，以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，所述氢气的量是2到6.99体积％，其中射束电流中的降低小于8％。更特定来说，氢气的含量可以是任何适合的量，以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，2到6.5体积％范围内；以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，2.5到6.25体积％范围内；以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，3到6体积％范围内；以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，约4到6体积％或呈5体积％的量，应理解特定量或所采用的所述量的范围可针对特定应用而选择以实现操作效能或增强的所需程度。
在又一方面中，本发明涉及操作离子植入系统的方法，其包括使(a)来自第一气体供应封装的富含同位素11b的三氟化硼和(b)来自第二气体供应封装的氢气以三氟化硼和氢气的相对比率共流动到离子植入系统的离子源腔室，以在离子源腔室中构成掺杂剂来源气体组合物，所述气体组合物包含(i)三氟化硼，其富含高于天然丰度的同位素原子质量11的硼(11b)，和(ii)氢气，以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，氢气的量是2到6.99体积％。更特定来说，氢气的含量可以是任何适合的量，以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，2到6.5体积％范围内；以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，2.5到6.25体积％范围内；以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，3到6体积％范围内；以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，约4到6体积％或呈5体积％的量，应理解特定量或所采用的所述量的范围可针对特定应用而选择以实现操作效能或增强的所需程度。
提供前述发明内容以促进理解本发明独特的创新的特征中的一部分，且不打算是完整描述。可以通过采用整个说明书、权利要求书、图式和摘要作为整体获得本发明的完整理解。
附图说明
考虑以下关于随附图式的各种说明性实施例的描述可以更彻底地理解本发明。
图1是流体供应封装的示意性横截面图，所述封装包括压力调节的流体储存和分配容器，其中可以提供根据本发明的各种实施例的氢化且富含三氟化硼的掺杂剂来源气体组合物用于组合物的储存和分配。
图2是离子植入系统的示意性图标，说明根据本发明的操作模式，其中本发明的氢化且富含三氟化硼的掺杂剂来源气体组合物供应到离子植入机用于在衬底中植入硼。
图3是b+射束电流作为流动到离子植入设备的离子腔室的氢气/三氟化硼共流动比率(h2体积/bf3体积，0到0.6)的函数的图，其中富含同位素的bf3的流动速率是2.75标准立方厘米/分钟(sccm)，展示根据本发明的各种实施例的氢化且富含三氟化硼同位素的掺杂剂来源气体组合物的射束效能。
图4是以毫安为单位的射束电流作为原子质量单元(amu)值的函数的射束频谱比较图，展示b+、f+、hf+、bf+、bf2+和w++离子的射束电流值，且插入频谱片段展示w+和wfx+(x＝1、2、3、4、5和6)离子在170-300amu范围内的射束电流值，如针对以下所展示：(i)仅大体上纯的(>99.95体积％)11bf3的流动，(ii)氢气和大体上纯的(>99.95体积％)11bf3以低h2/11bf3体积比的共流动，和(iii)氢气和大体上纯的(>99.95体积％)11bf3以高h2/11bf3体积比的共流动。
图5是以毫安为单位的f+、hf+、w+和wf+射束电流作为0到0.6的h2/11bf3体积比的函数的图，其中各别离子物种的资料由以下表示：菱形符号(◆)表示f+，圆点符号(●)表示hf+，正方形符号(■)表示w+，且三角形符号(▲)表示wf+。采用的生成所述数据的三氟化硼是大体上纯的(>99.95体积％)11bf3。
图6是以毫安为单位的相对应的正规化的f+、hf+、w+和wf+射束电流作为0到0.6的h2/11bf3体积比的函数的图，其中x是h2/bf3比的系数，其中f+、hf+、w+和wf+射束电流已相对于b+射束电流正规化，且各别离子物种的资料由以下表示：菱形符号(◆)表示f+，圆点符号(●)表示hf+，正方形符号(■)表示w+，且三角形符号(▲)表示wf+。
图7是以毫安为单位的射束电流作为原子质量单元(amu)值的函数的射束频谱比较图，展示b+、f+、bf+、和bf2+离子的射束电流值，且插入频谱片段展示w+和wfx+(x＝1、2、3、4、5和6)离子在170-300amu范围内的射束电流值，其中离子植入系统在第一回合中针对b+离子植入物种调谐，且在第二回合中针对bf2+离子植入物种调谐，在两种情况下都采用未经氢化的大体上纯的(>99.95体积％)11bf3。
图8是以毫安为单位的射束电流作为原子质量单元(amu)值的函数的射束频谱比较图，展示b+、f+、bf+、和bf2+离子的射束电流值，且插入频谱片段展示w+和wfx+(x＝1、2、3、4、5和6)离子在170-300amu范围内的射束电流值，其中离子植入系统针对b+离子植入物种调谐，在第一回合中采用未经氢化的大体上纯的(>99.95体积％)11bf3(绿色光谱)，且在第二回合中采用经氢化的大体上纯的(>99.95体积％)11bf3(红色光谱；h2/11bf3体积处于0.05的优化比率)。
图9是以毫安为单位的射束电流作为原子质量单元(amu)值的函数的射束频谱比较图，展示b+、f+、bf+、和bf2+离子的射束电流值，且插入频谱片段展示w+和wfx+(x＝1、2、3、4、5和6)离子在170-300amu范围内的射束电流值，其中离子植入系统针对bf2+离子植入物种调谐，在第一回合中采用未经氢化的大体上纯的(>99.95体积％)11bf3(绿色光谱)，且在第二回合中采用经氢化的大体上纯的(>99.95体积％)11bf3(红色光谱；h2/11bf3体积处于0.05的优化比率)。
图10是展示相对于氢气的体积百分比标绘的每小时阴极重量改变的图，其中植入离子是b+。
图11是展示相对于氢气的体积百分比标绘的每小时对阴极(anti-cathode)重量改变的图，其中植入离子是b+。
图12是展示相对于氢气的体积百分比标绘的每小时阴极重量改变的图，其中植入离子是bf2+。
图13是展示相对于氢气的体积百分比标绘的每小时对阴极重量改变的图，其中植入离子是bf2+。
尽管本发明容许各种修改和替代形式，但其细节已借助于实例在图式中展示且将详细地描述。然而，应理解不打算将本发明的方面限制于所描述的特定说明性实施例。相反，打算涵盖属于本发明的精神和范围内的所有修改、等效物和替代物。
具体实施方式
应参考图式阅读以下具体实施方式，其中不同图式中类似组件编号相同。具体实施方式和图式(其不一定按比例)描述说明性实施例并且不打算限制本发明的范围。所描述的说明性实施例仅打算是例示性的。除非明确相反陈述，否则任何说明性实施例的所选特征可以并入到另一个实施例中。
除非上下文另外明确指示，否则如本文中和随附权利要求书中所使用，单数形式“一”、“和”和“所述”包括复数个指示物。
如本文所使用，关于流体储存和分配容器的术语“压力调节”意思是所述容器具有至少一个压力调节器装置、设定压力阀门或真空/压力启动止回阀安置于容器的内部容积中和/或容器的阀头中，并每种这类压力调节器装置经调适使得其对紧接在压力调节器装置下游的流体流动路径中的流体压力起反应，并且打开以使得流体能够在相对于压力调节器装置上游的较高流体压力的特定下游减压条件下流动，且在所述打开之后操作以将释放自压力调节器装置的流体的压力维持在特定的、或“设定点”压力水平。
本发明涉及在用于产生离子性硼物种以用于植入衬底中的离子植入中具有效用的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物，和相关的方法和设备，从而可以在如半导体装置、平板显示器和太阳电池板的产品的制造中进行高效离子植入。本发明的氢化且富含三氟化硼同位素的组合物使得能够保持高硼离子束电流，同时大体上减少非所需射束组分(包括钨和氟化钨离子性物种)的量，以使得阴极的源寿命能够延长，借此增进通过使用富含同位素的三氟化硼获得的高效率，且减少离子植入装备所需的维护，例如，在阴极再金属化和替代方面。
在各种实施例中，本发明的氢化且富含三氟化硼同位素的组合物可包含在本文中不同地公开的三氟化硼和氢气组分，基本上由其组成，或由其所组成。在经描述为包含组件、零件或部件的本文公开的组合物、方法和设备中的任一者中，应了解，如果适用，可将所述组合物、方法和设备的其它实施例采用为由所述组件、零件或配件组成或基本上由其组成。
在一个实施例中，本发明涉及一种氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物，其包括(i)三氟化硼，其富含高于天然丰度的同位素原子质量11的硼(11b)；和(ii)氢气，以组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，氢气的量是2体积％到6.99体积％。
在本发明的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物的各种实施例中，富含高于天然丰度的同位素原子质量11的硼(11b)的三氟化硼可富含高于选自由以下组成的群组的富集含量的同位素：80.1％、85％、88％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％、99.9％、99.99％、99.995％和99.999％。
在本发明的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物的其它实施例中，富含高于天然丰度的同位素原子质量11的硼(11b)的三氟化硼可富含在选自由以下组成的群组的范围内的富集含量的同位素：81-85％、85-90％、90-95％、95-99％和95-100％。
在本发明的各种实施例中，富含高于天然丰度的同位素原子质量11的硼(11b)的三氟化硼富含100％同位素。
一方面，本发明涉及一种氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物，其包括(i)三氟化硼，其富含高于99％的同位素原子质量11的硼(11b)，和(ii)氢气，以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，氢气的量是5体积％。
另一方面，本发明涉及一种氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物，其主要由以下组成：(i)三氟化硼，其富含高于天然丰度的同位素原子质量11的硼(11b)，和(ii)氢气，以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，氢气的量是2到6.99体积％。
在上述氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物的各种实施例中，氢气的含量可以是任何适合的量，以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，2到6.5体积％范围内；以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，2.5到6.25体积％范围内；以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，3到6体积％范围内；以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，约4到6体积％或呈5体积％的量，应理解特定量或所采用的所述量的范围可针对特定应用而选择以实现操作效能或增强的所需程度。
本发明的另一方面涉及包括气体储存和分配容器的硼掺杂剂气体组合物供应封装，所述容器容纳根据如本文所公开的本发明的各种实施例的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物。
所述供应封装可如下构成，其中气体储存和分配容器包含内部压力调节的气体储存和分配容器，例如，其中内部压力调节的气体储存和分配容器内部具有安置其中的气体压力调节器的一系列布置，通过所述布置，封装的分配操作中的气体流动如例如可用于在次大气压下分配氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物。替代地，内部压力调节的气体储存和分配容器可以组态成在常压到低超大气压力的范围内的适合压力水平下传递掺杂剂来源气体组合物，例如，常压到最多200psig(1.38兆帕斯卡(mpa))，或在低超大气压力范围内，如10psig(0.069mpa)到200psig(1.38mpa)，或在其它实施例中，50psig(0.0345mpa)到150psig(1.034mpa)。
本发明进一步涵盖形成硼植入的衬底的方法，包括电离如在本文中不同地描述的本发明的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物，以产生含硼离子性植入物种，和将所述含硼植入物种植入衬底中。含硼离子性植入物种可具有任何适合的类型，且可例如包含b+、b++、b+++、bf2+、bf2++或任何其它有利的硼植入物种。
本发明的另一方面涉及硼离子植入的方法，其包括向离子植入系统的离子源腔室引入根据本发明、如在本文中不同地描述的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物，和在离子源腔室中电离所述氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物以产生含硼植入物种用于硼离子植入。所述方法可进一步包括产生含硼植入物种的射束，和导引所述射束至衬底用于向其中植入含硼植入物种。所述方法替代地可包括将衬底暴露于含硼植入物种，用于所述物种在衬底中的植入，其中所述暴露包括任何适当方法或技术，如等离子辅助式离子植入、具有质量分析器的射束线植入、无质量分析器的射束线植入、等离子浸渍等。
上述方法可在用于制造选自由半导体产品、平板显示器产品和太阳电池板产品组成的群组的产品的方法中进行。
另一方面，本发明涉及增强离子植入系统的操作的方法，其包括提供用于离子植入系统中的硼掺杂剂气体组合物供应封装，所述封装包含气体储存和分配容器，所述容器容纳根据如本文所公开的各种实施例的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物。
本发明的另一方面涉及减少具有钨阴极的硼离子植入系统中钨阴极腐蚀的方法，所述方法包括通过电离根据如本文所公开的各种实施例的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物在系统中产生硼植入物种用于硼离子植入。
本发明的又一方面涉及增强硼离子植入系统的操作效能的方法，包括供应用于硼离子植入系统中的硼掺杂剂来源气体组合物，其包含根据如本文所公开的各种实施例的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物。
另一方面，本发明涉及增强硼离子植入系统的操作效能的方法，其包括在硼离子植入系统中从硼掺杂剂来源气体组合物产生硼植入物种，所述组合物包含根据如本文所公开的各种实施例的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物。
因此，本发明涵盖用于硼离子植入的氢气/富集三氟化硼掺杂剂来源气体组合物，其中作为组合范围，组合物含有2到6.99体积％的氢气，其中射束电流降低保持在极低水平，例如，在硼离子束电流的0％到8％降低的范围内，同时f+、w+和wfx+射束组分的生成出乎意料地有效地减少。硼离子束电流的降低可通过比较当氢气呈所选择量存在于掺杂剂气体中时的硼离子束电流与不存在氢气时的硼离子束电流来确定。因此，本发明的氢化且富含三氟化硼同位素组合物使得高硼离子束电流能够保持，同时大体上减少非所需射束组分(包括钨和氟化钨离子性物种)的量，以使得阴极的源寿命能够显著延长，借此增强通过使用富含同位素的三氟化硼获得的高效，且显著减少离子植入设备所需的维护，例如，在阴极再金属化和替代方面。
另一方面，本发明涉及增强包括阴极的硼掺杂离子植入系统的射束稳定性和离子源寿命的方法，其中所述方法包括将硼掺杂剂来源气体组合物引入到硼掺杂离子植入系统的离子源腔室，操作硼掺杂离子植入系统以在离子源腔室中电离硼掺杂剂来源气体组合物且生成硼掺杂剂物种的射束，所述射束导引至离子植入系统中的衬底用于其中的衬底用硼掺杂剂物种硼掺杂，其中掺杂剂来源气体组合物包括(i)三氟化硼，其富含高于天然丰度的同位素原子质量11的硼(11b)，和(ii)氢气，且以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，掺杂剂来源气体组合物中的氢气以2到6.99体积％的量存在，其中所述操作期间阴极的重量变化(增加或损失)相对于其它氢气浓度降到最低。在所述方法中，离子源腔室可包括包含钨的组件，例如，阴极可包含钨丝。这种方法还将使偏压功率和灯丝电流的改变降到最小。其将进而提供稳定射束条件的益处和与采用不存在氢气的富含同位素的三氟化硼将得到的寿命相比较长的源寿命。在一些实施例中，氢气可以2到6.5体积％范围内(以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计)、2.5到6.25体积％范围内(以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计)、3到6体积％范围内(以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计)、约4到6体积％的量或以5体积％的量(以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计)存在于上述氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物中。
现参看图式，图1是例示性流体供应封装200的示意性横截面图，所述封装包括压力调节的流体储存和分配容器，其中可提供本发明的氢化且富含三氟化硼的掺杂剂来源气体组合物用于组合物的储存和分配。王鲁平(lupingwang)等人发布的美国专利第6,101,816、6,089,027和6,343,476号中所描述、且在商标vac下可购自英特格公司(entegris,inc.)(billerica，美国马萨诸塞州)的气体供应容器是一个实例，其中一或多个气体压力调节器可安置于气体供应容器的内部容积中，以提供分配低压(例如低气压压力)下的气体用于如离子植入的应用，其中低压来源气体组合物用于在相对应低压下操作的设备中生成用于离子植入的离子性物种。
流体供应封装200包括流体储存和分配容器212，其包含圆柱形侧壁214和底部216，共同封闭容器的内部容积218。侧壁和底部可由任何适合的建构材料形成，例如，金属、气体不可渗透型塑料、纤维-树脂复合材料等，如适于储存和分配用途中的容器中保持的压力水平。
在容器上端220，容器具有颈部221，其界定埠开口222，所述开口由颈部221的内壁223限定。内壁223可带螺纹或以其它方式互补地组态以在其中配对地接合阀头225，所述阀头包括阀体226，其可互补地带螺纹或以其它方式组态用于所述接合。
在所述方式中，阀头225以漏泄密封的方式与容器212接合，以使其中的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物在所需储存条件下保持在内部容积218中。
阀头主体226其中形成有中心垂直通道228，用于自容器212分配氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物。中心垂直通道228与流体排出口229的流体排出通道230连通，如所示。
阀头主体含有阀门组件227，其与阀门致动器238(手动轮或气动致动器)耦接，用于选择性手动或自动打开或关闭阀门。以此方式，阀门致动器可打开以使气体流过中心垂直通道228到流体排出口229，或者阀门致动器可以物理方式关闭，以在分配操作期间终止氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物自中心垂直信道228流动至流体排出口229。
因此阀门致动器可为各种适合的类型中的任一者，例如，手动致动器、气动致动器、电机械致动器等，或用于打开和关闭阀头中的阀门的任何其它适合的装置。
因此阀门组件227配置于调节器的下游，使得自容器分配的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物流过调节器随后流过包含阀门组件227的流动控制阀门。
阀头主体226亦含有填充信道232，所述填充信道形成于所述阀头主体中以在其上端与填充口234连通。填充口234在图1中展示绘制为经由填充口盖236封盖，以当容器已填充且置放于用于氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物的储存和分配的用途中时保护填充口免受污染或损害。
填充通道在其下端在如所示的阀头主体226的底表面离开阀头主体226。当填充口234与待含于容器中的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物的来源耦接时，气体可流过填充通道且进入容器212的内部容积218。
接合至阀头主体226的下端的是延伸管240，其中含有上部粒子过滤器239。上部调节器242安装于延伸管240的末端上。上部调节器242以任何适合的方式固定至延伸管下端，如例如通过在延伸管的下端部分中设置内部螺纹，调节器242可以可螺纹旋拧方式与下端部分接合。
替代地，上部调节器可通过压缩配件或其它漏泄密封的真空和压力配件接合到延伸管的下端，或通过例如，焊接、铜焊、焊接、熔融接合，或适合的机械接合方式和/或方法等接合至其上。
上部调节器242与下部调节器260呈串联关系配置，如所示。出于所述目的，上部和下部调节器可通过互补的螺纹以可螺纹旋拧方式与彼此可啮合，所述螺纹包含上部调节器242的下部延伸部分上的螺纹，和在下部调节器260的上部延伸部分上与所述螺纹配对地可啮合的螺纹。
替代地，上部和下部调节器可以任何适合的方式与彼此接合，如例如通过耦接或配合构件，通过胶合黏接、焊接、铜焊、焊接等，或上部和下部调节器可整体地建构为双调节器组合件的组件。
在下部调节器260下端，下部调节器260接合至高效粒子过滤器246。
高效粒子过滤器246用以防止调节器组件和阀门组件227经以其它方式可存在于在设备操作时流过调节器和阀门的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物中的颗粒或其它污染性物种污染。
图1中绘示的实施例还具有安置于延伸管240中的高效粒子过滤器239，以提供额外粒子去除能力，和保证分配的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物的高纯度。
优选地，调节器具有至少一个与其呈串联流动关系的粒子过滤器。优选地，如图1实施例中所示，在容器内部容积218到流体排出口229的流体流动路径中，系统包括调节器上游的粒子过滤器，以及调节器下游的粒子过滤器。
因此图1实施例中的阀头225提供两口阀头组合件，一个口是气体填充口234，且另一个口是气体排出口229。
图1实施例中的压力调节器是包括与提升阀固持晶片耦接的膜片组件的类型中的每一个。晶片继而连接到提升阀组件的主干，作为精确地控制出口流体压力的压力感测组合件的部分。出口压力高于设定点的略微升高导致压力感测组合件收缩，且出口压力的略微降低导致压力感测组合件展开。收缩或展开用以使提升阀组件转变为提供精确压力控制。压力感测组合件具有预先建立或针对流体储存和分配系统的给定应用设定的设定点。
如所说明，气体排出管线266(其中含有流动控制装置268)与排出口229耦接。通过这种布置，在流体储存和分配封装200的分配模式中，当来自储存和分配容器的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物流过上游(下部)调节器260且随后流过下游(上部)调节器242到阀头至排出口229时，气体排出管线中的流动控制装置打开以使气体自容器212流动到连接的离子植入工艺设施270(例如，半导体制造设备、平板显示器制造设备、太阳电池板制造设备或其它工艺设备中，其中部署离子植入设备用于衬底粒子的硼掺杂)。流动控制装置268可具有任何适合的类型，且在各种实施例中可包含质量流量控制器。
以所述方式分配的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物将在通过调节器242的设定点确定的压力下。
图1实施例中的调节器260和调节器242的各别设定点可经选择或预设于任何适合的值，以适应特定的所需硼离子植入最终用途应用。
举例来说，下部(上游)调节器260可具有约20psig至约2500psig范围内的设定点。上部(下游)调节器242可具有高于下部(上游)调节器260的压力设定点的设定点，例如，在约1托到最多2500psig范围内。
在一个说明性实施例中，下部(上游)调节器260具有约100psig到约1500psig范围内的设定点压力值，而上部(下游)调节器242具有约100托到约50psig范围内的设定点压力值，其中下部(上游)压力设定点高于上部(下游)调节器的设定点。
尽管串联调节器组合件中的调节器的设定点可以任何适合的相对于彼此的比率建立，但在如图1中所展示的两调节器组合件中，在优选实务中的上游调节器宜具有至少为下游调节器的设定点值(以相同压力测量单元量测)两倍的压力设定点。
在图1实施例中，下部和上部调节器彼此同轴对准以形成在任一端具有粒子过滤器的调节器组合件。作为所述布置的结果，从容器212分配的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物具有极高纯度。
作为另一修改，粒子过滤器可涂布或浸渍有对存在于打算分配的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物中的杂质物种(例如，源于容器中气体的反应或分解的分解产物)具有选择性的化学吸附剂。以此方式，流过粒子过滤器的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物当其经分配时沿着流动路径当场纯化。
在图1中展示的类型的流体储存和分配系统的一个说明性实施例中，容器212是3aa2015dot2.2升圆柱体。高效粒子过滤器246是gasshieldtmpentatm使用点流体过滤器，可购自盟德公司(mottcorporation)(法明顿(farmington)，ct)，在316lvar/电抛光不锈钢或镍的外壳中具有烧结的金属过滤介质，所述介质能够去除大于99.9999999％的低至0.003微米直径的粒子。高效粒子过滤器239是盟德公司标准6610-1/4串联过滤器，可购自盟德公司(法明顿，ct)。调节器是hf系列
图2是说明根据本发明的操作模式的离子植入系统的示意性图标，其中将本发明的氢化且富含三氟化硼的掺杂剂来源气体组合物供应到离子植入机以用于在衬底中植入硼。
如图2中所示，植入系统10包括离子植入机12，其与用于传递气体到植入机的气体供应封装14、16和18呈接收关系配置。
气体供应封装14包括含有气体的容器。在一些情形下，容器包括阀头组合件22，其中排出口24接合到气体进料管线44。阀头组合件22配备有手动轮38，用于手动调整阀头组合件中的阀门，以根据需要将其转变为全开与充分关闭位置之间，以实行分配，或替代地，关闭含于容器20中的气体的储存。代替手动轮38的供应，气体供应封装14可设置有自动阀门致动器，例如，螺线管或气动阀门致动器，用于将封装的阀头组合件中的阀门转变为适当的打开或关闭位置。
气体还可含于气体供应封装16和18中，每一个以与气体供应封装14类似的方式建构。气体供应封装16包含容器26，其配备有耦接手动轮40或替代地用于阀头组合件中的阀门的致动器的阀头组合件28。阀头组合件28包括排出口30，其接合气体进料管线52。类似地，气体供应封装18包括容器32，其配备有耦接手动轮42或用于阀头组合件34中的阀门的驱动的相对应致动器的阀头组合件34。阀头组合件34还包括接合到气体排出管线60的排出口36。
在所展示的布置中，气体供应封装14、16和18中的至少一个可含有本发明的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物，用于依序供应所述气体组合物到离子植入机12。另外或替代地，气体供应封装中的一个(例如，气体供应封装14)可含有氢气，且气体供应封装中的另一个(例如，气体供应封装16)可含有富含同位素的三氟化硼，以使得能够在使用时通过在各别气体进料管线44和52中使组合物的氢气和三氟化硼组分流动到混合腔室68来制造氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物。所述布置中的气体供应封装18可含有额外的富含同位素的三氟化硼，使得气体供应封装16和18两者都提供富含同位素的bf3，从而当气体供应封装16耗竭其三氟化硼库存时，气体供应封装16的阀头中的阀门可关闭，且当气体供应封装18的阀头中的阀门打开时，富含同位素的三氟化硼的激活的分配交换到气体供应封装18。所述布置适应氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物中的相对比例，其中氢气以微量添加到富含同位素的三氟化硼。
因此，本发明涵盖掺杂剂来源气体组合物供应试剂盒，其包含(a)硼掺杂剂气体组合物供应封装，所述硼掺杂剂气体组合物供应封装包含第一气体储存和分配容器，所述容器含有富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物，和(b)氢气供应封装，所述氢气供应封装包含第二气体储存和分配容器，所述容器含有氢气。
作为图2中展示的系统的另一变化，气体供应封装14和16中的每一个可含有氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物，使得当所述封装中的一个在操作中耗竭时，其它气体供应封装可切换成分配操作，用于离子植入机中的硼掺杂操作的连续性，且气体供应封装18可含有清洗气体。在所述变化布置中，硼掺杂操作可在依序从气体供应封装14和16中的每一个分配氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物的情况下进行，且在硼掺杂操作已结束之后，所述封装可切换出，用于氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物的新鲜封装，同时气体供应封装18中的阀门打开，以分配清洗气体到流动线路和下游离子植入机12。出于所述目的，气体供应封装18可含有任何适合的清洗气体，如例如三氟化氮、二氟化氙、氟化氢或其它合适的清洗气体。
出于控制来自各别气体供应封装的流动的目的，各别气体进料管线44、52和60其中分别设置有流动控制阀门46、54和62。
流动控制阀门46配备有自动阀门致动器48，其具有将致动器连接到cpu78的信号传输线50，从而cpu78可在信号传输线50中传输信号到阀门致动器以调变阀门46的位置，以相应地控制容器20到混合腔室68的气流。
以类似方式，气体排出管线52含有与阀门致动器56耦接的流动控制阀门54，所述阀门致动器继而通过信号传输线58耦接到cpu78。相应地，气体排出管线60中的流动控制阀门62配备有阀门致动器64，所述阀门致动器通过信号传输线66耦接到cpu78。
以此方式，cpu可以操作方式控制来自相对应容器20、26和32的各别气体的流动。
在气体并行地流动(共流动)到混合腔室68的情况下，如在混合来自容器中的一个的氢气与来自所述容器中的另一个或其它的富含同位素的三氟化硼的情况下，所得气体组合物在混合腔室68中混合之后，随后排出到进料管线70用于传递到离子植入机12。因此，本发明涵盖操作离子植入系统的方法，其中来自第一气体供应封装的富含同位素11b的三氟化硼与来自第二气体供应封装的氢气以三氟化硼与氢气的相对比率共流动到离子植入系统的离子源腔室，以在离子源腔室中构成掺杂剂来源气体组合物，所述掺杂剂来源气体组合物包含(i)三氟化硼，其富含高于天然丰度的同位素原子质量11的硼(11b)，和(ii)氢气，以所述组合物中三氟化硼和氢气的总体积计，所述氢气的量是2到6.99体积％。
相应地，如果仅仅单个气体供应封装14、16或18以分配模式操作，那么相对应氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物随后流过混合腔室，如通过相关的流动控制阀门调变，且在进料管线70中传递到离子植入机。
进料管线70与由迂回管线72和76组成的迂回流动回路耦接，所述迂回管线与进料管线和气体分析器74连通。气体分析器74因此接收来自进料管线70中的主流的支流，且回应性地产生与气流的浓度、流动速率等相关的监测信号，且在耦接分析器74与cpu78的信号传输线中传输监测信号。以所述方式，cpu78接收来自气体分析器74的监测信号，处理所述监测信号且响应性地产生输出控制信号，其视需要递送到各别阀门致动器48、56和64，或其所选择的一个或多个，以实现氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物到离子植入机的所需分配操作。气体分析器74和cpu78、和其辅助信号传输线和致动器，构成监测和控制系统，所述系统可以操作方式用以获取氢气和富含同位素的三氟化硼，以形成含有处于需浓度的氢气的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物。
离子植入机12产生流出物，其在流出物管线80中流动到流出物处理单元82，所述单元可通过流出物处理操作(包括洗涤、催化性氧化等)处理流出物，以产生经处理气体流出物，其在排出管线84中从处理单元82排出，且可传递到其它处理或其它安置。
cpu78可具有任何适合的类型，且可不同地包含通用可程序化计算机、专用可程序化计算机、可程序化逻辑控制器、微处理器、或对监测信号的信号处理和产生如上所描述的输出控制信号或信号有效的其它计算单元。
cpu因此可以编程方式组态成实现循环操作，包括来自来源14、16和18中的两个或全部三个的气体的并流，或替代地其中各别气体依序流动。因此，可容纳涉及共流动或气体的混合物、或依序气体流动的任何流动模式。
因此将认识到离子植入机中的衬底的硼掺杂可在利用氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物作为预混合气体组合物、或在使用点的情况下混合来自独立气体供应封装的氢气和富集的三氟化硼、或与其它气体物种组合或呈序列的各种方式中的任一个中进行。因此将理解氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物可在图1中所展示的离子植入系统的各种实施中、或在针对根据本发明的操作相对应地组态的离子植入系统中不同地与氢化物气体、氟化物气体、惰性气体、氧化物气体或其它气体一起使用。
因此将理解本发明的氢化且富含三氟化硼(bf3)同位素的掺杂剂来源气体组合物可作为预混合组合物提供，或替代地如在使用点时从所述组合物的氢气和三氟化硼组分的各别气体供应封装制造，如可在本发明的掺杂剂来源气体组合物的给定实施中、在特定离子植入设施中所需要。
现参看图3，图展示以毫安为单位的b+射束电流作为流动到离子植入设备的离子腔室的氢气/富集三氟化硼共流动比率(h2体积/bf3体积，0到0.6)的函数，其中富含同位素的bf3的流动速率是2.75标准立方厘米/分钟(sccm)，展示本发明的氢化且富含三氟化硼同位素的掺杂剂来源气体组合物的射束效能。
用于生成图3中所展示的资料的氢化且富含三氟化硼同位素的掺杂剂来源气体组合物中的富集三氟化硼气体是大体上纯的(>99.95体积％)11bf3。用以产生所述数据的离子植入设备的电弧电压是90v，且源射束电流是25ma，且提取电压是20kv。
图3中的资料展示仅富含同位素的bf3的b+射束电流是大致6.5ma。已发现在氢气/三氟化硼共流动比值在0.07和高于0.07下，射束电流快速降低。已发现低于0.02的氢气/三氟化硼共流动比值提供不足以在离子植入系统的操作中遏止钨氟反应和钨沉积、钨的涂层和阴极生长的氢气。
因此，本发明涵盖用于硼离子植入的氢气/富集三氟化硼掺杂剂来源气体组合物，其中组合物含有约2到约6.99体积％的氢气，且更特定来说约5％体积百分比的氢气，如其中射束电流降低保持在极低水平(例如，当与基线硼离子束电流相比时，0％到8％范围内的b+射束电流的降低)的组合范围，同时f+、w+和wfx+射束组分的生成有效减少。因此，本发明的氢化且富含三氟化硼同位素的组合物使得高硼离子束电流能够保持，同时大体上减少非所需射束组分(包括钨和氟化钨离子性物种)的量，以使得阴极的源寿命能够延长，借此增强通过使用富含同位素的三氟化硼获得的高效率，且减少离子植入设备所需的维护，例如，在阴极再金属化和替代方面。
图4是以毫安为单位的射束电流作为原子质量单元(amu)值的函数的射束频谱比较图，展示b+、f+、hf+、bf+、bf2+和w++离子的射束电流值，且插入频谱片段展示w+和wfx+(x＝1、2、3、4、5和6)离子在170-300amu范围内的射束电流值，如针对以下所展示：(i)仅大体上纯的(>99.95体积％)11bf3的流动，(ii)氢气和大体上纯的(>99.95体积％)11bf3以低h2/11bf3体积比的共流动，和(iii)氢气和大体上纯的(>99.95体积％)11bf3以高h2/11bf3体积比的共流动。在所有测试操作中，大体上纯的11bf3的流动速率是2.75sccm，且源射束电流是25ma，且电弧电压是90v，且提取电压是20kv。
图4中的数据展示氢气共流动有效地显著减少w+和wfx(x＝1、2、3、4、5和6)射束频谱组分的产生，低于在不存在氢气的情况下产生的含量。
图5是以毫安为单位的f+、hf+、w+和wf+射束电流作为0到0.6的h2/11bf3体积比的函数的图，其中各别离子物种的资料由以下表示：菱形符号(◆)表示f+，圆点符号(●)表示hf+，正方形符号(■)表示w+，且三角形符号(▲)表示wf+。所采用以生成所述数据的三氟化硼是大体上纯的(>99.95体积％)11bf3。所采用以生成所述数据的三氟化硼是大体上纯的(>99.95体积％)11bf3。
图5中的数据展示f+、w+和wf+射束电流通过存在氢气而大体上降低。已发现hf+射束电流可在2到6.99体积％h2中、且更特定来说本发明的h2/enbf3掺杂剂来源气体组合物的约5体积％h2浓度范围中保持在极低水平。
图6是以毫安为单位的相对应的正规化的f+、hf+、w+和wf+射束电流作为0到0.6的h2/11bf3体积比的函数的图，其中f+、hf+、w+和wf+射束电流已相对于b+射束电流正规化，且各别离子物种的资料由以下表示：菱形符号(◆)表示f+，圆点符号(●)表示hf+，正方形符号(■)表示w+，且三角形符号(▲)表示wf+。
因此本发明的掺杂剂来源气体组合物在维持硼植入物种的高射束电流中提供有效平衡，而同时降低w+和wfx+(x＝1、2、3、4、5和6)射束电流和氟化钨反应。所选择的硼植入物种(如，例如b+或bf2+)的射束电流的降低可通过比较当氢气以所选择量存在于掺杂剂气体中时的硼植入物种射束电流与不存在氢气的情况下硼植入物种射束电流来确定。在一些情形下，硼植入物种射束电流的降低可在0％到小于10％、0％到小于9％、0％到小于8％或0％到小于约5％的范围内。这一平衡可有助于减少钨沉积、钨的涂层和阴极生长。三氟化硼/氢气的适当平衡还可用以防止溅镀引起的所谓的阴极的“穿孔”。
本发明的掺杂剂来源气体组合物可用于硼掺杂应用中，其中离子植入系统针对各种硼离子性植入物种的选择而“调谐”。举例来说，在各种应用中，离子植入系统可针对衬底的b+掺杂而调谐。在其它应用中，离子植入系统可针对衬底中bf2+植入物种的掺杂而调谐。本发明的掺杂剂来源气体组合物适宜用于针对多种硼离子性植入物种中的任一者调谐的这类离子植入系统中的任一者中。
本发明的另一出人意料的方面是当离子植入系统针对衬底中的bf2+植入物种的掺杂而调谐时，当使用氢化且富含三氟化硼的气体组合物，且更特定来说用于硼离子植入的氢气/富集三氟化硼掺杂剂来源气体组合物时(其中组合物含有约2到约6.99体积％的氢气，且更特定来说约5％体积％的氢气作为组合范围)，相对于衬底的b+掺杂观测到的降低，实现甚至更高的钨质谱峰降低。
进行一系列测试，采用在120v和3.4a的电弧功率下操作的商业的间接加热阴极离子源，且提取电压是20kv，且大体上纯的(>99.95体积％)11bf3的流动速率是4sccm，其中操作涉及氢化且富集的三氟化硼采用三氟化硼的相同基础流动速率(4sccm)，且氢气以优化百分比添加。在射束方法中，离子源通过氩气预温热大致20分钟，且特定的植入物种射束(b+或bf2+)通过使源磁体、所选定位置和离子植入设备的分析器磁体优化来调谐。所得测试射束在优化条件下操作11小时以保证射束稳定性，且产生质谱，随后通过氩气后加热源大致15分钟。
图7是以毫安为单位的射束电流作为原子质量单元(amu)值的函数的射束频谱比较图，展示b+、f+、bf+、和bf2+离子的射束电流值，且插入频谱片段展示w+和wfx+(x＝1、2、3、4、5和6)离子在170-300amu范围内的射束电流值，其中离子植入系统在第一回合中针对b+离子植入物种调谐，且在第二回合中针对bf2+离子植入物种调谐，在两种情况下都采用未经氢化的大体上纯的(>99.95体积％)11bf3。如图中所反映，在各别经调谐设备系统中的氟(f+)峰中和钨(w+)峰中存在显著变化。
图8是以毫安为单位的射束电流作为原子质量单元(amu)值的函数的射束频谱比较图，展示b+、f+、bf+、和bf2+离子的射束电流值，且插入频谱片段展示w+和wfx+(x＝1、2、3、4、5和6)离子在170-300amu范围内的射束电流值，其中离子植入系统针对b+离子植入物种调谐，在第一回合中采用未经氢化的大体上纯的(>99.95体积％)11bf3(绿色光谱)，且在第二回合中采用经氢化的大体上纯的(>99.95体积％)11bf3(红色光谱；h2/11bf3体积处于优化比率)。如图中所反映，在两种操作中产生类似的b+射束，且在使用经氢化的11bf3掺杂剂气体源组合物的情况下的w+和wfx+(x＝1、2、3、4、5和6)峰与使用未经氢化的11bf3掺杂剂气体源组合物相比降低。
图9是以毫安为单位的射束电流作为原子质量单元(amu)值的函数的射束频谱比较图，展示b+、f+、bf+、和bf2+离子的射束电流值，且插入频谱片段展示w+和wf6+离子在170-300amu范围内的射束电流值，其中离子植入系统针对bf2+离子植入物种调谐，在第一回合中采用未经氢化的大体上纯的(>99.95体积％)11bf3(绿色光谱)，且在第二回合中采用经氢化的大体上纯的(>99.95体积％)11bf3(红色光谱；h2/11bf3体积比是0.05)。如图中所反映，在两种操作中产生类似的b+射束，且在使用经氢化的11bf3掺杂剂气体源组合物的情况下的w+和wf6+峰与使用未经氢化的11bf3掺杂剂气体源组合物相比降低。
图10、11、12和13的各别操作的数据陈述于下文表1中。
表1
图10是展示相对于氢气的体积百分比标绘的阴极重量改变的图，其中掺杂剂气体是b+。如由图10所证明，在5％h2处的bf3/h2阴极重量改变未遵循0％到13％的阴极重量改变趋势。bf3/5％h2组合物的重量损失小于0％或13％的h2。
图11是展示相对于氢气的体积百分比标绘的阴极重量改变的图，其中掺杂剂气体是b+。如图11中所示，在5％h2处的bf3/h2对阴极重量改变也未遵循0％到13％的趋势。bf3/5％h2的重量损失几乎与0％相同。
图12是展示相对于氢气的体积百分比标绘的阴极重量改变的图，其中掺杂剂气体是bf2+。如由图10所显示，在5％h2处的bf3/h2阴极重量改变未遵循0％到13％的阴极重量改变趋势。
图13是展示相对于氢气的体积百分比标绘的阴极重量改变的图，其中掺杂剂气体是bf2+。如图13中所示，bf3/5％h2的对阴极重量改变更接近于0％h2条件且稍微脱离0％到13％趋势。
根据前文资料，可见偏压功率经掺杂剂来源气体组合物中的氢气显著影响，其中b+掺杂剂调谐相对于bf2+掺杂剂调谐具有较大偏压功率改变。关于阴极和对阴极组件的重量变化，在针对b+掺杂调谐的离子植入系统中使用根据本发明的氢化11bf3掺杂剂来源组合物相比于使用未经氢化的11bf3掺杂剂来源组合物产生阴极重量损失的7％改变。在针对bf2+掺杂调谐的离子植入系统中，使用根据本发明的氢化11bf3掺杂剂来源组合物产生阴极重量损失的大于4倍改变。
出乎意料和有益的结果是使用本发明的氢化且富含三氟化硼同位素的掺杂剂来源气体组合物与相对应的未经氢化且富含三氟化硼同位素的掺杂剂来源气体组合物相比产生较少阴极重量损失，且同时在离子源中产生较少钨转移。因此，本发明的掺杂剂来源气体组合物在此项技术中实现大致进展。
尽管本发明已参照特定方面、特征和说明性实施例在本文中阐述，但应了解本发明的效用不因此受限，而延伸且涵盖如将基于本文中的说明书向本发明的领域中的一般技术者表明自身的大量其它变化、修改和替代实施例。相应地，如在下文中所主张的本发明打算概括地理解和解释为包括在其精神和范畴内的所有这类变化、修改和替代实施例。
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