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CN109196617A - 于氮离子植入中改善离子源效能的氟化组合物 - Google Patents

于氮离子植入中改善离子源效能的氟化组合物 Download PDF

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Abstract

本发明描述用于实施氮离子植入的组合物、方法和设备，其在所述氮离子植入后进行易于发生故障的另一离子植入操作，例如植入砷和/或磷离子物种时避免发生严重故障。所述氮离子植入操作有利地利用引入离子植入系统的离子源室或在所述离子源室中形成的氮离子植入组合物实施，其中所述氮离子植入组合物包括氮(N2)掺杂剂气体和故障抑制气体，所述故障抑制气体包括选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，以及任选地含氢气体，例如包括选自由以下组成的群组的一或多种的含氢气体：H2、NH3、N2H4、B2H6、AsH3、PH3、SiH4、Si2H6、H2S、H2Se、CH4和CxHy(x≥1，y≥1)通式的其它烃和GeH4。

Description

于氮离子植入中改善离子源效能的氟化组合物
技术领域
本公开大概来说涉及氮离子植入。更具体来说，本公开在多个方面中涉及于氮离子植入中改善离子源效能的氟化组合物、利用所述氟化组合物改善离子源效能的方法和用于氮离子植入系统中的气体供应设备和试剂盒。
背景技术
离子植入是在微电子和半导体产品制造中广泛使用的工艺，其用于将控制量的掺杂剂杂质准确地引入诸如半导体晶片的衬底中。
在用于所述应用中的离子植入系统中，通常采用离子源来离子化所需的掺杂剂元素气体，并且离子是以具有所需能量的离子束的形式从源引出。离子植入系统中使用多种类型的离子源，包括采用热电电极且由电弧供电的弗里曼(Freeman)型和伯纳斯(Bernas)型、使用磁控管的微波型、间热式阴极(IHC)源和RF等离子体源，其通常都在真空中操作。用于离子植入系统中的掺杂剂具有众多不同类型且尤其包括砷、磷、硼、氧、氮、碲、碳和硒。离子植入工具可不间断地用于植入众多种掺杂剂物种，其中连续操作工具以植入不同掺杂剂物种并相应改变操作条件和化学。
在任一系统中，离子源通过将电子引入填充有掺杂剂气体(通常称为“原料气体”)的真空电弧室(下文中的“室”)中而生成离子。电子与掺杂剂气体中的原子和分子碰撞导致产生由正掺杂剂离子和负掺杂剂离子组成的离子化等离子体。具有负偏压或正偏压的引出电极将分别使正离子或负离子可作为准直离子束穿过孔，使所述准直离子束向靶标材料加速，以形成具有所需电导率的区域。
预防维护(PM)的频率和持续时间是离子植入工具的一个效能因数。作为一般目标，应减小工具PM频率和持续时间。需要最多维护的离子植入机工具的部件包括离子源、引出电极和高压绝缘体，以及与工具相关的真空系统的泵和真空管线。另外，定期更换离子源的灯丝。
理想地，给入电弧室中的原料分子将经离子化和片段化，而与电弧室自身或离子植入机的任何其它组件无实质相互作用。实际上，原料气体离子化和片段化可产生不需要的的效应，例如电弧室组件蚀刻或溅镀、电弧室表面上的沉积、电弧室壁材料的再分布等。这些效应促进离子束不稳定性，并且可最终引起离子源的过早失效。原料气体和其离子化产物的残余物当在离子植入机工具的高压组件(例如，源绝缘体或引出电极的表面)上沉积时，还可引起高能的高压火花。所述火花是束不稳定性的另一促进因素，并且由这些火花所释放的能量可损坏灵敏的电子组件，从而导致设备失效增加以及差的平均失效间隔时间(MTBF)。
由固体在绝缘表面上的过量沉积所导致的电短路称为“故障”，并且对在离子植入系统中实现有效离子植入非常不利。
不管离子植入操作中所用掺杂剂的具体类型如何，共同目标都是确保原料气体经有效加工，离子物种的植入以有效且经济的方式实施，并且植入机设备经操作使得维护需要最小化且系统组件的平均失效前时间最大化，以使植入工具生产力尽可能高。
在集成电路和其它微电子产品的制造中所遇到的特定故障问题与氮离子植入有关。当将用于植入氮(N+)的离子植入工具之后切换到用于植入砷(As+)或磷(P+)的操作时，所述工具易于发生严重故障。此故障的机制未充分阐明，但可能涉及导电氮化钨(WNx)沉积到离子源绝缘体上。
解决和最小化关于氮离子植入和随后砷或磷离子植入的此严重故障的先前努力未令人满意。举例来说，已确定，实施中间短持续时间(例如，5分钟长)的加工(也就是，离子化)步骤，离子植入机工具中在初始氮离子植入与随后砷或磷离子植入之间的硼原料气体可减少故障行为，但此需要重置工具操作条件并中断工具原本可应用的加工顺序。
因此，通过有效、成本有效并避免为抑制工具的此不利故障行为而需要中断离子植入操作的排定顺序的预防性方法预防离子植入工具在所述工具从氮离子植入切换到易于发生故障的其它离子植入操作(例如，砷离子植入或磷离子植入)时经历的严重故障是非常有利的。
发明内容
本公开涉及实施氮离子植入的组合物、方法和设备，其在氮离子植入后进行易于发生故障的另一离子植入操作(例如，植入砷或磷离子物种)时避免发生严重故障。
在多个方面中，本发明涉及氮离子植入组合物，其包含氮掺杂剂气体(N2)和包含氟和/或氧源的故障抑制气体。不希望受限于理论，认为氟和/或氧可截断氮与离子源的内部构件(例如)形成氮化物的反应，此可减轻与故障相关的沉积物的形成。
在一方面中，本公开涉及氮离子植入组合物，其用于在氮离子植入后进行易于发生故障的另一离子植入操作时抵抗离子植入系统中的故障，所述氮离子植入组合物包含氮(N2)掺杂剂气体和故障抑制气体，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，以及任选地含氢气体。
在另一方面中，本公开涉及氮离子植入组合物，其用于在氮离子植入后进行砷离子植入和/或磷离子植入时抵抗离子植入系统中的故障，所述氮离子植入组合物包含氮(N2)掺杂剂气体和故障抑制气体，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，以及任选地含氢气体。
在多个方面中，本发明涉及气体供应包装和试剂盒，其用于向离子植入系统递送氮掺杂剂气体(N2)和包含氟和/或氧源的故障抑制气体。
在又一方面中，本公开涉及用于向离子植入系统供应氮离子植入组合物的气体供应包装，其中所述气体供应包装包含气体储存和分配容器，其含有如本文中以不同方式描述的氮离子植入组合物。
在另一方面中，本公开涉及用于向离子植入系统供应氮离子植入组合物的气体供应试剂盒，其中所述气体供应试剂盒包含含有氮(N2)掺杂剂气体的第一气体储存和分配容器和含有故障抑制气体的第二气体储存和分配容器，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3。
在另一方面中，本公开涉及如本文中以不同方式描述的离子植入组合物、气体供应包装或气体供应试剂盒的用途，其用于抵抗离子植入系统中的故障的目的，其中在离子植入系统中的氮离子植入操作后进行易于发生故障的另一离子植入操作，例如砷离子植入和/或磷离子植入。离子植入系统可具有内部构件，其包含易于形成氮化物的材料，例如钨。
本公开的另一方面涉及供应用于氮离子植入的气体的方法，其包含将所述气体以包装形式递送到离子植入系统，所述包装形式包含以下各项中的至少一项：(i)气体供应包装，其包含含有作为包装气体混合物的氮离子植入组合物的气体储存和分配容器，所述氮离子植入组合物包含氮(N2)掺杂剂气体和故障抑制气体，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，以及任选地含氢气体；和(ii)用于向离子植入系统供应氮离子植入组合物的气体供应试剂盒，其中所述气体供应试剂盒包含含有氮(N2)掺杂剂气体的第一气体储存和分配容器和含有故障抑制气体的第二气体储存和分配容器，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，任选地其中所述气体供应试剂盒进一步包含于第三气体储存和分配容器中或于第一和第二气体储存和分配容器的一或多个中的含氢气体，例如包含选自由以下组成的群组的一或多种：H2、NH3、N2H4、B2H6、AsH3、PH3、SiH4、Si2H6、H2S、H2Se、CH4和CxHy(x≥1，y≥1)通式的其它烃和GeH4。
本公开的又一方面涉及抵抗离子植入系统中的故障的方法，其中在离子植入系统中的氮离子植入操作后进行易于发生故障的另一离子植入操作(例如，砷离子植入和/或磷离子植入)，所述方法包含将如本文中以不同方式描述的氮离子植入组合物离子化，以生成用于氮离子植入操作的氮植入物种。
在另一方面中，本公开涉及氮离子植入方法，其包含将如本文中以不同方式描述的氮离子植入组合物离子化以生成氮离子植入物种，并将氮离子植入物种植入衬底中，例如其中所述植入包含将氮离子植入物种束引导到衬底。
本公开的其它方面、特征和实施例将从下文说明和所附权利要求书更充分明了。
附图说明
图1是离子植入系统的示意图，其图解说明根据本公开的操作模式，其中将氮掺杂剂源材料供应离子植入机用于将氮植入衬底中。
图2比较根据本发明的实施例使用纯N2进料和混合N2和BF3进料从离子源所获得的束光谱。
具体实施方式
本公开涉及氮离子植入系统、方法和组合物。适宜地，氮离子植入系统、方法和组合物可经配置以提供包含氮离子的可植入离子、包含大部分氮离子的可植入离子或基本上由氮离子组成的可植入离子。
在多个方面中，本公开涉及在其中实施氮离子植入的离子植入系统中改善离子源效能的氟化或含氧组合物、利用所述氟化或含氧组合物改善离子源效能的方法和用于氮离子植入系统中的气体供应设备和试剂盒。
在一方面中，本公开涉及氮离子植入组合物，其用于在氮离子植入后进行易于发生故障的另一离子植入操作时抵抗离子植入系统中的故障，所述氮离子植入组合物包含氮(N2)掺杂剂气体和故障抑制气体，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，以及任选地含氢气体。
尽管本公开的组合物、方法和设备在本文中是参照其中在氮离子植入后进行砷离子植入和/或磷离子植入的离子植入操作说明性描述，但应了解，本公开的所述组合物、方法和设备同样适用于其中在氮离子植入后进行呈易于发生故障的离子植入操作顺序的离子植入操作的任何离子植入操作。除砷离子植入和磷离子植入以外，在多种实施方案中所述易于发生故障的随后离子植入操作可包括硼离子植入、碳离子植入、矽离子植入等。
本公开在特定方面中涉及氮离子植入组合物，其用于在氮离子植入后进行砷离子植入和/或磷离子植入时抵抗离子植入系统中的故障，所述氮离子植入组合物包含氮(N2)掺杂剂气体和故障抑制气体，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，以及任选地含氢气体，例如包含选自由以下组成的群组的一或多种：H2、NH3、N2H4、B2H6、AsH3、PH3、SiH4、Si2H6、H2S、H2Se、CH4和CxHy(x≥1，y≥1)通式的其它烃和GeH4。
故障抑制气体可以任一适宜量存在于氮离子植入组合物中，所述量有效抑制故障，也就是有效使得氮离子植入组合物能在氮离子植入后进行易于发生故障的另一离子植入操作(例如，砷离子植入和/或磷离子植入)时抵抗离子植入系统中的故障，使得氮离子植入组合物相对于缺少所述故障抑制气体的对应组合物故障发生率降低。
实际上，由于利用氮离子植入组合物进行离子植入，故氮(N2)掺杂剂气体有利地构成主要部分，也就是，氮离子植入组合物的大于50体积百分比(体积％)，其中氮(N2)掺杂剂气体、故障抑制气体和可选含氢气体(如果存在)的体积百分比共计100体积百分比。然而，将认识到，本公开涵盖其中氮(N2)掺杂剂气体作为氮离子植入组合物的次要体积部分存在且其中故障抑制气体以氮离子植入组合物的主要体积部分存在的实施例。然而，对于大多数应用来说，氮(N2)掺杂剂气体将构成氮离子植入组合物的主要部分。
在特定实施例中，故障抑制气体可以可为氮离子植入组合物的1体积％到49体积％的量存在于氮离子植入组合物中。在其它实施例中，故障抑制气体可以可为氮离子植入组合物的5体积％到45体积％的量存在于氮离子植入组合物中。在其它实施例中，故障抑制气体可以以下范围内的量存在于氮离子植入组合物中：其下端点体积％值是1、2、3、4、5、6、8、10、12、15、18、20、22、25、28、30、32、34、35、37、38、40中的任一者，并且其上端点体积％值大于下端点值且是4、5、6、8、10、12、15、18、20、22、25、28、30、32、34、35、37、38、40、42、44、45、47、48和49中的任一者。由此，涵盖在例如以下范围内的氮离子植入组合物：2体积％到4体积％、或20体积％到40体积％、或15体积％到37体积％，或在可选自由上述端点值所界定的排列中的任何其它范围内。
在多个实施例中，氮离子植入组合物可包含氮(N2)掺杂剂气体和氟化合物故障抑制气体，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2，以及任选地含氢气体，例如包含选自由以下组成的群组的一或多种的含氢气体：H2、NH3、N2H4、B2H6、AsH3、PH3、SiH4、Si2H6、H2S、H2Se、CH4和CxHy(x≥1，y≥1)通式的其它烃和GeH4。在多个实施例中，氮离子植入组合物可包含氮(N2)掺杂剂气体和氟化合物故障抑制气体，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4和XeF2。在其它特定实施例中，氮离子植入组合物可包含氮(N2)掺杂剂气体和NF3与彼此、任选地与含氢气体的混合物。
在其它实施例中，氮离子植入组合物可包含氮(N2)掺杂剂气体和故障抑制含氧(含有氧的)气体，例如包含至少一种选自由以下组成的群组的含氧气体：COF2、OF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，以及任选地含氢气体，例如包含选自由以下组成的群组的一或多种：H2、NH3、N2H4、B2H6、AsH3、PH3、SiH4、Si2H6、H2S、H2Se、CH4和CxHy(x≥1，y≥1)通式的其它烃和GeH4。在特定实施例中，氮离子植入组合物可包含N2和O2。
在其中故障抑制气体包含氟化氢(HF)的情形中，将理解，包含可选含氢气体的对应氮离子植入组合物将包含除氟化氢以外的含氢气体。
在本文中所公开的任一氮离子植入组合物或其它气态组合物中，尽管组合物以不同方式广泛公开为包含明确描述的气体组分，但所述组合物可以或者由所述明确描述的气体组分组成或者基本上由所述气体组分组成。
可将氮离子植入组合物递送到离子植入系统的离子源室，其中所述氮离子植入组合物作为气体混合物利用，所述气体混合物从含有其的气体供应包装供应。或者，可从各自含有一或多种、但少于所有组分的单独气体供应包装供应构成氮离子植入组合物的气体混合物的相应气体组分，以使可将从单独气体供应包装所供应的气体作为单独气流供应到离子植入系统的离子源室，所述单独气流在离子源室中混合在一起作为共流气流。由此，氮离子植入操作有利地利用引到离子植入系统的离子源室或在所述离子源室中形成的氮离子植入组合物实施。或者，单独气体供应包装可供应气体，所述气体经引到离子源室上游的流动线路，使得相应气流在气体流动线路中彼此混合，并作为氮离子植入组合物的气体混合物递送到离子源室。作为又一替代选择，单独气体供应包装可通过流动管线将气体供应到混合室或另一组合装置或结构，以在离子源室上游生成作为气体混合物的氮离子植入组合物，并且气体混合物排出管线将所生成的混合物输送到离子植入系统的离子源室。
由此，在氮掺杂剂气体与上文所提到的补充气体的组合中，在向其单独递送氮离子植入组合物的相应组分的离子源室中，或在涉及从含有氮离子植入组合物的气体供应包装递送作为混合物的氮离子植入组合物的不同流动方案中提供全面灵活性，或其中氮离子植入组合物是通过离子植入系统的离子源室上游的气体混合形成。
本公开的氮离子植入组合物由此提供使得能够在氮离子植入后和在从N+植入切换到As+和/或P+植入操作之前避免中间调整(seasoning)或调节步骤的优点，从而增加工艺效率。另外，可使用某些含氮组合物(例如，N2F4与N2气体混合物或N2O与N2气体混合物)，以预防因氮与来自离子植入系统的灯丝和/或其它组件的钨反应所致的WNx累积，并增加N+束流。在此情形中，补充气体不会减少总氮量，并且此外其因其较高离子化截面积和较低离子化能量而贡献N+多于N2。
因此，可根据本公开使用氟化物/N2组合物来预防WNx层累积。此组合物中的氟化物含量可相对较低，但不足够低到不够中断WNx形成，并且不会太高以致引起有害的WFx传输现象，也就是卤素循环。NF3是优选补充气体物种，这是因为其仅引入氟作为相对安全的补充气体。其它氟化气体(NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4和XeF2等)可与N2一起使用，以增加包装安全性(CF4、SF6)或工艺效率(GeF4、F2、HF)。利用氧化组合物可实现相似的效应。WOx导电但其在高温下较不稳定。可采用简单的O2/N2组合物提供与N2相同的安全特性，但具有减少故障的另一优点。如在前述论述中所描述，可将N2和补充气体在单个气体供应容器中共包装或从两个单独气体供应容器共流。如还在上述论述中所反映，可包括一或多种含氢气体作为补充气体以进一步平衡离子源条件。含氢气体可具有任一适宜特性，并且可(例如)包含H2、NH3、N2H4、B2H6、AsH3、PH3、SiH4、Si2H6、H2S、H2Se、CH4和CxHy(x≥1，y≥1)通式的其它烃和GeH4等。
在多个实施例中，本公开涵盖可在从氮离子植入过渡到随后易于发生故障的离子植入操作(例如，砷和/或磷的离子植入)中采取的其它行动。这些行动可包括在所述连续离子植入操作之间使吹扫气体流过系统，以从离子植入系统的管线和室消除潜在污染物。吹扫气体可包含诸如氩的惰性气体或诸如三氟化物硼的气体，其不经离子化以形成等离子体。作为另一或替代行动，在其它实施例中，可采用净化剂或涤气剂材料(例如对氮污染物具选择性的吸附剂)纯化用于将氮离子植入气体递送到离子植入系统的流动线路(例如，歧管或流动管线)中的氮离子植入气体。另外或另一选择为，在多个实施例中，可用氮气吹扫流动线路的气体歧管，以例如从其去除可促进随后故障行为的水或其它污染物。
本公开在另一方面中涉及用于向离子植入系统供应氮离子植入组合物的气体供应包装，其中所述气体供应包装包含含有作为包装气体混合物的氮离子植入组合物的气体储存和分配容器，所述氮离子植入组合物包含氮(N2)掺杂剂气体和故障抑制气体，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，以及任选地含氢气体，例如包含选自由以下组成的群组的一或多种：H2、NH3、N2H4、B2H6、AsH3、PH3、SiH4、Si2H6、H2S、H2Se、CH4和CxHy(x≥1，y≥1)通式的其它烃和GeH4。
本公开在另一方面中涉及用于离子植入中的包装气体混合物。气体供应包装是作为可从单个供应容器提供的共包装混合物。包装气体混合物包含含有作为包装气体混合物的氮气混合物的气体储存和分配容器，所述氮气混合物包含氮(N2)掺杂剂气体和故障抑制气体，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，以及任选地含氢气体，例如包含选自由以下组成的群组的一或多种：H2、NH3、N2H4、B2H6、AsH3、PH3、SiH4、Si2H6、H2S、H2Se、CH4和CxHy(x≥1，y≥1)通式的其它烃和GeH4。
在另一方面中，本公开涉及用于向离子植入系统供应氮离子植入组合物的气体供应试剂盒，其中所述气体供应试剂盒包含含有氮(N2)掺杂剂气体的第一气体储存和分配容器，和含有故障抑制气体的第二气体储存和分配容器，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1、y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3。任选地，气体供应试剂盒可进一步于第三气体储存和分配容器中包含含氢气体，例如包含选自由以下组成的群组的一或多种：H2、NH3、N2H4、B2H6、AsH3、PH3、SiH4、Si2H6、H2S、H2Se、CH4和CxHy(x≥1，y≥1)通式的其它烃和GeH4。或者，可在气体供应试剂盒中提供在第一气体储存和分配容器中的含氢气体与氮(N2)掺杂剂气体的混合物，和/或可在气体供应试剂盒中提供在第二气体储存和分配容器中的含氢气体与故障抑制气体的混合物。
在另一方面中，本公开涉及如本文中以不同方式描述的离子植入组合物、气体供应包装或气体供应试剂盒的用途，其用于抵抗离子植入系统中的故障的目的，其中在离子植入系统中的氮离子植入操作后进行易于发生故障的另一离子植入操作，例如砷离子植入和/或磷离子植入。适宜地，可通过减少离子植入系统内一或多种含氮沉积物、尤其WNx沉积物的累积来抵抗故障。
本公开在另一方面中涉及供应用于氮离子植入的气体的方法，其包含将所述气体以包装形式递送到离子植入系统，所述包装形式包含以下各项中的至少一项：(i)气体供应包装，其包含含有作为包装气体混合物的氮离子植入组合物的气体储存和分配容器，所述氮离子植入组合物包含氮(N2)掺杂剂气体和故障抑制气体，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，以及任选地含氢气体，例如包含选自由以下组成的群组的一或多种：H2、NH3、N2H4、B2H6、AsH3、PH3、SiH4、Si2H6、H2S、H2Se、CH4和CxHy(x≥1，y≥1)通式的其它烃和GeH4；和(ii)用于向离子植入系统供应氮离子植入组合物的气体供应试剂盒，其中所述气体供应试剂盒包含含有氮(N2)掺杂剂气体的第一气体储存和分配容器，和含有故障抑制气体的第二气体储存和分配容器，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，任选地其中所述气体供应试剂盒进一步包含于第三气体储存和分配容器中或于第一和第二气体储存和分配容器的一或多个中的含氢气体，例如包含选自由以下组成的群组的一或多种：H2、NH3、N2H4、B2H6、AsH3、PH3、SiH4、Si2H6、H2S、H2Se、CH4和CxHy(x≥1，y≥1)通式的其它烃和GeH4。
本公开的另一方面涉及在离子植入系统中的氮离子植入操作后进行易于发生故障的另一离子植入操作(例如，砷离子植入和/或磷离子植入)时抵抗离子植入系统中的故障的方法，所述方法包含将氮离子植入组合物离子化，以生成用于氮离子植入操作的氮植入物种，其中氮离子植入组合物包含氮(N2)掺杂剂气体和故障抑制气体，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，以及任选地含氢气体，例如包含选自由以下组成的群组的一或多种：H2、NH3、N2H4、B2H6、AsH3、PH3、SiH4、Si2H6、H2S、H2Se、CH4和CxHy(x≥1，y≥1)通式的其它烃和GeH4。
现参考图式，图1是离子植入系统10的示意图，其图解说明根据本公开的操作模式，其中将氮掺杂剂源材料供应离子植入机用于在衬底中植入氮。
如图1中所图解说明，植入系统10包括离子植入机12，其经配置与气体供应包装14、16和18呈接收关系，所述气体供应包装14、16和18用于将本公开的氮离子植入组合物或其组分递送到植入机。由此，气体供应包装14、16和18可各自含有本公开的氮离子植入组合物，使得可各自通过穿过下文所述相关流动线路流动到此离子植入机的离子源室，向离子植入机连续提供此组合物。
或者，气体供应包装14、16和18可各自含有氮离子植入组合物的一或多种、但少于所有组分。举例来说，气体供应包装14可含有氮(N2)掺杂剂气体，气体供应包装16可含有故障抑制气体，例如选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，并且气体供应包装18可含有可选含氢气体，使得来自所述气体供应包装的相应气体共流到离子植入机12。
作为其它替代方案，任何其它组合配置都可能。举例来说，可不使用可选含氢气体，并且相反气体供应包装14和16可含有氮(N2)掺杂剂气体，并且气体供应包装18可含有作为氮离子植入组合物的次要部分供应的故障抑制气体，使得可首先从气体供应包装14供应氮(N2)掺杂剂气体用于离子植入操作，并且当气体供应包装14中的氮(N2)掺杂剂气体存料耗尽时，可致动气体供应包装16以继续向离子植入机供应氮(N2)掺杂剂气体，并且在从所述气体供应包装14和16中的任一者分配氮(N2)掺杂剂气体期间，从气体供应包装18向离子植入机供应故障抑制气体，使得离子源室持续接收氮(N2)掺杂剂气体和故障抑制气体，以在离子源室中混合并构成氮离子植入组合物。或者，可将从相应气体供应包装分配的氮(N2)掺杂剂气体与故障抑制气体在离子植入机上游的流动线路中或在混合室或结构中混合。
更详细地考虑气体供应包装的构筑，气体供应包装14包括容器，所述容器包括阀头组合件22，所述阀头组合件22具有接合到气体进料管线44的排出口24。阀头组合件22配备有手轮38，用于手动调整阀头组合件中的阀，以将所述阀视需要在全开位置与全闭位置之间转换，以实现容器20中所含气体的分配或者封闭储存。
气体供应包装16和18是各自以与气体供应包装14相似的方式构筑。气体供应包装16包含容器26，其配备有阀头组合件28，手轮40耦合到所述阀头组合件。阀头组合件28包括排出口30，气体进料管线52接合到所述排出口。气体供应包装18包括容器32，其配备有阀头组合件34，手轮42耦合到所述阀头组合件，用于致动阀头组合件34中的阀。阀头组合件34还包括接合到气体排出管线60的排出口36。
代替针对气体供应包装14、16和18所图解说明的手轮组件，所述包装可配备有自动阀致动器(例如，电磁操作阀致动器、气动阀致动器或另一类型的阀致动器)，所述阀致动器可经操作其以将相应气体供应包装中的阀元件在全开位置与全闭位置之间转换。
在图1中显示的离子植入系统中，可将气体以任一变体配置供应离子植入机，如先前所述。因此，可从任一所述气体供应包装供应氮离子植入组合物，或可从其供应氮离子植入组合物的多种组分。
出于控制来自相应气体供应包装的气体流量的目的，相应气体进料管线44、52和60分别在其中提供有流量控制阀46、54和62。
流量控制阀46配备有自动阀致动器48，其具有连接致动器与CPU 78的信号传输线50，由此CPU 78可将控制信号在信号传输线50中传输到阀致动器，以调节阀46的位置，从而相应地控制气体从容器20到混合室68的流量。
以同样的方式，气体排出管线52含有流量控制阀54，所述流量控制阀与阀致动器56耦合，所述阀致动器56进而通过信号传输线58耦合到CPU 78。相应地，气体排出管线60中的流量控制阀62配备有阀致动器64，其通过信号传输线66耦合到CPU 78。
以此方式，CPU可以可操作方式控制来自对应容器20、26和32的相应气体的流量。
在气体并行流动(共流)到混合室68的情况下，所得气体随后排出到进料管线70以通到离子植入机12。
相应地，如果仅在给定时间以分配模式操作单个气体供应包装14、16或18，以将氮离子植入组合物分配到离子植入机，那么对应单一气体如通过相关流量控制阀所调节流过混合室，并且在进料管线70中通到离子植入机。
进料管线70与旁路流动回路耦合，所述旁路流动回路包括与进料管线连通的旁路管线72和76和气体分析仪74。气体分析仪74由此接收来自进料管线70中主流的侧流，并分别生成与气流的浓度、流速等相关的监测信号，并在耦合分析仪74与CPU 78的信号传输线中传输监测信号。以此方式，CPU 78接收来自气体分析仪74的监测信号，加工所述信号并分别生成输出控制信号，视需要将所述输出控制信号发送到相应阀致动器48、56和64或其所选一或多种，以实现将气体分配到离子植入机的所需分配操作。以此方式，可以可控制方式调整氮(N2)掺杂剂气体与故障抑制气体(和含氢气体，当作为氮离子植入组合物的组分存在时)的相对比例，以实现流动到离子植入机的氮离子植入组合物的组分的所需组成性混合。
离子植入机12产生在流出物管线80中流到流出物处理单元82的流出物，所述流出物处理单元82可通过流出物处理操作(包括涤气、催化氧化等)处理流出物，以生成经处理气体流出物，其在排气管线84中从处理单元82排出且可通到另一处理或另一处置。
CPU 78可属于任一适宜类型，并且可不同地包含通用可编程计算机、专用可编程计算机、可编程逻辑控制器、微加工器或有效用于监测信号的信号加工和输出控制信号的生成的另一计算单元，如上文所述。
由此，CPU可以编程方式经配置以实现循环操作，包括使来自气体供应包装14、16和18的2个或所有3个的气体并行流动。由此，可供应涉及气体的共流或混合物的任一流动模式。
因此，本公开在多个方面中涉及氮离子植入组合物，其在氮离子植入后进行在此氮离子植入后易于发生故障的离子植入操作时有效抵抗离子植入系统中的故障，氮离子植入组合物包含氮(N2)掺杂剂气体和故障抑制气体，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，以及任选地含氢气体。
在所述氮离子植入组合物中，可选含氢气体可包含选自由以下组成的群组中的一或多种：H2、NH3、N2H4、B2H6、AsH3、PH3、SiH4、Si2H6、H2S、H2Se、CH4和CxHy(x≥1，y≥1)通式的其它烃和GeH4。
上文所述的氮离子植入组合物可经构成使得氮(N2)掺杂剂气体构成氮离子植入组合物的大于50体积百分比(体积％)，例如，其中故障抑制气体以氮离子植入组合物的2体积％到49体积％的量存在，或其中故障抑制气体以氮离子植入组合物的5体积％到45体积％的量存在，或其中故障抑制气体以另一量存在。举例来说，故障抑制气体可以以下范围内的量存在：其下端点体积％值是2、3、4、5、6、8、10、12、15、18、20、22、25、28、30、32、34、35、37、38、40中的任一者，并且其上端点体积％值大于下端点值且是4、5、6、8、10、12、15、18、20、22、25、28、30、32、34、35、37、38、40、42、44、45、47、48和49中的任一者。
在如上文所广泛描述的氮离子植入组合物的特定实施方案中，故障抑制气体可包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3。在多个实施例中，故障抑制气体可包含NF3。在其它实施例中，故障抑制气体可包含含氧气体，例如至少一种选自由以下组成的群组的含氧气体：O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3。在特定实施例中，含氧气体可包含O2。
本公开的另一方面涉及氮离子植入组合物，其用于在氮离子植入后进行砷离子植入和/或磷离子植入时抵抗离子植入系统中的故障，氮离子植入组合物包含氮(N2)掺杂剂气体和故障抑制气体，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，以及任选地含氢气体。
本公开涵盖用于向离子植入系统供应氮离子植入组合物的气体供应包装，其中所述气体供应包装包含气体储存和分配容器，所述容器含有如本文中以不同方式描述的氮离子植入组合物。
在另一方面中，本公开涉及用于向离子植入系统供应氮离子植入组合物的气体供应试剂盒，其中所述气体供应试剂盒包含含有氮(N2)掺杂剂气体的第一气体储存和分配容器，和含有故障抑制气体的第二气体储存和分配容器，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3。
所述气体供应试剂盒可进一步包含第三气体供应容器，其含有含氢气体，例如包含选自由以下组成的群组的一或多种的含氢气体：H2、NH3、N2H4、B2H6、AsH3、PH3、SiH4、Si2H6、H2S、H2Se、CH4和CxHy(x≥1，y≥1)通式的其它烃和GeH4。
上文所述的气体供应试剂盒可进一步包含在第一气体储存和分配容器中的含氢气体与氮(N2)掺杂剂气体的混合物，或者在第二气体储存和分配容器中的含氢气体与故障抑制气体的混合物。
气体供应试剂盒可经构成具有故障抑制气体，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4和XeF2。
在另一方面中，本公开涉及供应用于氮离子植入的气体的方法，其包含将所述气体以包装形式递送到离子植入系统，所述包装形式包含以下各项中的至少一项：(i)气体供应包装，其包含含有作为包装气体混合物的氮离子植入组合物的气体储存和分配容器，所述氮离子植入组合物包含氮(N2)掺杂剂气体和故障抑制气体，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，以及任选地含氢气体；和(ii)用于向离子植入系统供应氮离子植入组合物的气体供应试剂盒，其中所述气体供应试剂盒包含含有氮(N2)掺杂剂气体的第一气体储存和分配容器，和含有故障抑制气体的第二气体储存和分配容器，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，任选地其中所述气体供应试剂盒进一步于第三气体储存和分配容器中或于第一和第二气体储存和分配容器的一或多个中包含含氢气体，例如包含选自由以下组成的群组的一或多种：H2、NH3、N2H4、B2H6、AsH3、PH3、SiH4、Si2H6、H2S、H2Se、CH4和CxHy(x≥1，y≥1)通式的其它烃和GeH4。
在多个实施例中，气体供应包装(i)或气体供应试剂盒(ii)中的含氢气体可包含选自由以下组成的群组中的一或多种：H2、NH3、N2H4、B2H6、AsH3、PH3、SiH4、Si2H6、H2S、H2Se、CH4和CxHy(x≥1，y≥1)通式的其它烃和GeH4。
本公开在另一方面中涉及抵抗离子植入系统中的故障的方法，其中在离子植入系统中的氮离子植入操作后进行易于发生故障的离子植入操作，例如砷离子植入和/或磷离子植入，所述方法包含将如本文中以不同方式描述的氮离子植入组合物离子化，以生成用于氮离子植入操作的氮植入物种。
本公开的另一方面涉及氮离子植入方法，其包含将如本文中以不同方式描述的氮离子植入组合物离子化，以生成氮离子植入物种，并将氮离子植入物种植入衬底中，例如其中所述植入包含将氮离子植入物种束引导到衬底。
因此将理解，离子植入机使用本公开的氮离子植入组合物的操作将有效抵抗离子植入机操作中的故障，其中在氮离子植入后进行易于发生故障的离子植入操作，例如砷和/或磷离子植入。对故障行为的抑制将进而增加操作效率、平均失效事件间隔时间和离子植入机生产力，减少离子植入机的维护需要，并避免离子植入机中在氮离子植入与随后易于发生故障的离子植入操作之间的过渡B+离子化加工的需要。
现将参考以下非限制性实例进一步描述本发明的多个实施例。
实例1
检查将BF3与N2共同进给离子植入机的间接加热阴极离子源对N+束流的影响。离子源包含钨衬层。
以不同流速用纯N2进料实现的N+束流显示于下表1中：
表1
N<sub>2</sub>流量(sccm) 2.5 3 4 5 6
N<sup>+</sup>束(mA) 2.98 4.50 4.60 4.42 4.08
以不同流速用N2和10体积％BF3共同进料实现的N+束流显示于下表2中：
表2
N<sub>2</sub>与10体积％BF<sub>3</sub>流量(sccm) 2.4 2.8 3.3 4.4 5.6
N<sup>+</sup>束(mA) 3.22 4.26 4.34 3.99 2.86
测试在不同日期运行且由此结果经历正常源的每天变化。利用两种进料实现相当的N+束流。利用N2/BF3(10％BF3)混合气体，在约3+sccm的略低流量下实现最高束流。
实例2
检查将BF3与N2共同进给离子植入机的间接加热阴极离子源对束光谱的影响。离子源包含钨衬层。
利用纯N2进料(0％BF3)、N2与10体积％BF3共同进料(10％BF3)以及N2与25体积％BF3共同进料(25％BF3)所获得的束光谱显示于图2中。
共同进给BF3与N2导致形成利用纯N2进料未获得的NF+和WFX +物种。不希望受限于理论，推断出来自氟化物气体的氟可反应并截断氮与钨的导致氮化钨形成的反应。所述截断可在气相中、在N与W在钨表面上反应期间或在氮化钨于表面上形成后发生。总之，其将减少氮化钨形成。束光谱中的NF+峰指示N与F反应。如上所述，减少氮化钨的形成在减少故障的情况下是需要的。
尽管已在本文中参考特定方面、特征和说明性实施例陈述本公开，但应理解，本公开的效用并不因此受限，而是扩展到并涵盖众多其它变体、修改和替代实施例，如熟习本公开所属领域者基于本文说明将联想到者。相应地，如下文所主张的本公开打算广泛理解并解释为在本公开的精神和范畴内包括所有所述变体、修改和替代实施例。
在本说明书的整个说明和权利要求书中，词语“包含”和“含有”和所述词语的变体(例如，“包含(comprising和comprises)”)意指“包括但不限于”，并且不排除其它组分、整数或步骤。此外，除非上下文另有需要，否则单数涵盖复数：具体来说，除非上下文另有需要，否则如果使用不定冠词，那么应将本说明书理解为涵盖复数形式以及单数形式。
本发明每一方面的优选特征可如结合其它方面中的任一者所描述。在本申请案的范畴内，权利要求书和/或说明和图式中所陈述的各个方面、实施例、实例和替代方案和尤其其个别特征明确打算可独立地或以任一组合来考虑。也就是，除非所述特征不相容，否则所有实施例和/或任一实施例的特征可以任一方式和/或组合来组合。

Claims (30)

1.一种氮离子植入组合物，其用于在氮离子植入后进行在所述氮离子植入后时易于发生故障的另一离子植入操作时抵抗离子植入系统中的故障，所述氮离子植入组合物包含氮(N2)掺杂剂气体和故障抑制气体，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，以及任选地含氢气体。
2.根据权利要求1所述的氮离子植入组合物，其中所述可选含氢气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：H2、NH3、N2H4、B2H6、AsH3、PH3、SiH4、Si2H6、H2S、H2Se、CH4和CxHy(x≥1，y≥1)通式的其它烃和GeH4。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的氮离子植入组合物，其中所述氮(N2)掺杂剂气体构成所述氮离子植入组合物的大于50体积百分比(体积％)。
4.根据任一前述权利要求所述的氮离子植入组合物，其中所述故障抑制气体是以所述氮离子植入组合物的1体积％到49体积％的量存在。
5.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的氮离子植入组合物，其中所述故障抑制气体是以所述氮离子植入组合物的5体积％到45体积％的量存在。
6.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的氮离子植入组合物，其中所述故障抑制气体是以以下范围内的量存在：其下端点体积％值是1、2、3、4、5、6、8、10、12、15、18、20、22、25、28、30、32、34、35、37、38、40中的任一者，并且其上端点体积％值大于所述下端点值且是4、5、6、8、10、12、15、18、20、22、25、28、30、32、34、35、37、38、40、42、44、45、47、48和49中的任一者。
7.根据任一前述权利要求所述的氮离子植入组合物，其中所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4和XeF2。
8.根据任一前述权利要求所述的氮离子植入组合物，其中所述故障抑制气体包含NF3。
9.根据任一前述权利要求所述的氮离子植入组合物，其中所述故障抑制气体包含含氧气体。
10.根据权利要求9所述的氮离子植入组合物，其中所述含氧气体包含选自由COF2、OF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3组成的群组中的至少一种。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的氮离子植入组合物，其中所述含氧气体包含O2。
12.一种用于向离子植入系统供应氮离子植入组合物的气体供应包装，其中所述气体供应包装包含气体储存和分配容器，所述气体储存和分配容器含有根据权利要求1到11中任一权利要求所述的氮离子植入组合物。
13.一种用于向离子植入系统供应氮离子植入组合物的气体供应试剂盒，其中所述气体供应试剂盒包含含有氮(N2)掺杂剂气体的第一气体储存和分配容器，和含有故障抑制气体的第二气体储存和分配容器，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3。
14.根据权利要求13所述的气体供应试剂盒，其进一步包含含有含氢气体的第三气体供应容器。
15.根据权利要求14所述的气体供应试剂盒，其中所述含氢气体包含选自由以下组成的群组的一或多种：H2、NH3、N2H4、B2H6、AsH3、PH3、SiH4、Si2H6、H2S、H2Se、CH4和CxHy(x≥1，y≥1)通式的其它烃和GeH4。
16.根据权利要求13所述的气体供应试剂盒，其进一步包含在所述第一气体储存和分配容器中的含氢气体与所述氮(N2)掺杂剂气体的混合物。
17.根据权利要求13所述的气体供应试剂盒，其进一步包含在所述第二气体储存和分配容器中的含氢气体与所述故障抑制气体的混合物。
18.根据权利要求13到17中任一权利要求所述的气体供应试剂盒，其中所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4和XeF2。
19.一种供应用于氮离子植入的气体的方法，其包含将所述气体以包装形式递送到离子植入系统，所述包装形式包含以下各项中的至少一项：
(i)气体供应包装，其包含含有作为包装气体混合物的氮离子植入组合物的气体储存和分配容器，所述氮离子植入组合物包含氮(N2)掺杂剂气体和故障抑制气体，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，以及任选地含氢气体；和
(ii)用于向离子植入系统供应氮离子植入组合物的气体供应试剂盒，其中所述气体供应试剂盒包含含有氮(N2)掺杂剂气体的第一气体储存和分配容器，和含有故障抑制气体的第二气体储存和分配容器，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，任选地其中所述气体供应试剂盒进一步包含在第三气体储存和分配容器中或在所述第一和第二气体储存和分配容器的一或多个中的含氢气体。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述气体供应包装(i)中的所述含氢气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：H2、NH3、N2H4、B2H6、AsH3、PH3、SiH4、Si2H6、H2S、H2Se、CH4和CxHy(x≥1，y≥1)通式的其它烃和GeH4。
21.根据权利要求19所述的方法，其中所述气体供应试剂盒(ii)中的所述含氢气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：H2、NH3、N2H4、B2H6、AsH3、PH3、SiH4、Si2H6、H2S、H2Se、CH4和CxHy(x≥1，y≥1)通式的其它烃和GeH4。
22.一种抵抗离子植入系统中的故障的方法，其中在所述离子植入系统中的氮离子植入操作后进行易于发生故障的另一离子植入操作，所述另一离子植入操作任选地是砷离子植入和/或磷离子植入，所述方法包含将根据权利要求1到11中任一权利要求所述的氮离子植入组合物离子化，以生成用于所述氮离子植入操作的氮植入物种。
23.一种氮离子植入方法，其包含将根据权利要求1到11中任一权利要求所述的氮离子植入组合物离子化以生成氮离子植入物种，和将所述氮离子植入物种植入衬底中。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述植入包含将所述氮离子植入物种束引导到所述衬底。
25.一种根据权利要求1到18中任一权利要求所述的离子植入组合物、气体供应包装或气体供应试剂盒的用途，其用于抵抗离子植入系统中的故障的目的，其中在所述离子植入系统中的氮离子植入操作后进行易于发生故障的另一离子植入操作，任选地砷离子植入和/或磷离子植入。
26.一种包装气体混合物，其包含含有氮气混合物的气体储存和分配容器，所述氮气混合物包含氮(N2)掺杂剂气体和故障抑制气体，所述故障抑制气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：NF3、N2F4、F2、SiF4、WF6、PF3、PF5、AsF3、AsF5、CF4和CxFy(x≥1，y≥1)通式的其它氟化烃、SF6、HF、COF2、OF2、BF3、B2F4、GeF4、XeF2、O2、N2O、NO、NO2、N2O4和O3，以及任选地含氢气体。
27.根据权利要求26所述的包装气体混合物，其中所述可选含氢气体包含选自由以下组成的群组中的一或多种：H2、NH3、N2H4、B2H6、AsH3、PH3、SiH4、Si2H6、H2S、H2Se、CH4和CxHy(x≥1，y≥1)通式的其它烃和GeH4。
28.根据权利要求26所述的包装气体混合物，其中所述氮(N2)掺杂剂气体构成氮离子植入组合物的大于50体积百分比(体积％)。
29.根据权利要求26所述的包装气体混合物，其中所述故障抑制气体是以氮离子植入组合物的1体积％到49体积％的量存在。
30.根据权利要求26所述的包装气体混合物，其中所述故障抑制气体是以氮离子植入组合物的5体积％到45体积％的量存在。
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