CN119856270A - 用于离子植入系统的含氯前体及相关方法 - Google Patents

Abstract

一种用于产生植入到衬底中的铝离子的系统及方法。所述系统及方法包括将来自第一容器的含氯气体，任选地连同含氢共伴气体及任选地连同含氟共伴气体一起，流到离子植入装置的离子源室。所述离子源室包括固体铝靶材料。在所述离子源室中，产生铝离子以用于植入到衬底中。

Description

用于离子植入系统的含氯前体及相关方法

技术领域

本公开涉及用于离子植入系统的含氯前体(包含含氯源材料及含氯气体)及相关方法的领域。

背景技术

离子植入装置的蒸发器在离子植入过程期间必须经历加热及冷却。加热及冷却可为漫长过程，借此使得离子植入过程效率低下。另外，蒸发器对材料处置及清洁提出挑战。

如在半导体制造中实践的离子植入涉及通过将化学物质的高能离子撞击在衬底上而将此类物质掺杂到衬底中，例如微电子装置晶片。为了产生离子掺杂剂物质，掺杂剂源(其可呈(例如)掺杂剂物质的卤化物或氢化物的形式)经受电离。使用离子源(也称为“离子源设备”)执行此电离以产生含有掺杂剂物质的离子束。离子源在“离子室”或“电弧室”内产生离子。

在某些情况下，需要更有效地产生铝离子。

发明内容

一些实施例涉及一种离子植入方法。在一些实施例中，所述离子植入方法包括获得第一容器。在一些实施例中，所述第一容器包括含氯源材料、含氯气体、含氟共伴气体、含氢共伴气体、惰性气体或其任何组合中的至少一者。在一些实施例中，所述离子植入方法包括蒸发所述含氯源材料以获得含氯气体。在一些实施例中，所述离子植入方法包括使至少所述含氯气体从所述第一容器流到离子植入装置的离子源室。在一些实施例中，所述离子植入方法包括将所述含氯气体与安置在所述离子源室内的固体铝靶材料接触。在一些实施例中，所述离子植入方法包括在所述离子源室产生铝离子以用于植入到衬底中。

一些实施例涉及一种离子植入方法。在一些实施例中，所述离子植入方法包括获得第一容器，所述第一容器包括含氯气体、含氯源材料、含氟共伴气体、含氢共伴气体、惰性气体或其任何组合中的至少一者。在一些实施例中，所述离子植入方法包括使至少所述含氯气体流到离子植入装置的离子源室。在一些实施例中，所述离子植入方法包括将所述含氯气体与所述离子源室内存在的固体铝靶材料接触。在一些实施例中，所述离子植入方法包括在所述离子源室处产生铝离子以用于植入到衬底中。

一些实施例涉及一种离子植入系统。在一些实施例中，所述离子植入系统包括离子植入装置。在一些实施例中，所述离子植入装置包括包含固体铝源材料的离子源室。在一些实施例中，所述离子植入装置包括流体耦合到所述离子源室的蒸发器。在一些实施例中，所述离子植入系统包括第一容器。在一些实施例中，所述第一容器包括含氯源材料、含氯气体、含氟共伴气体、含氢共伴气体、惰性气体或其任何组合中的至少一者。在一些实施例中，所述第一容器能流体耦合到所述离子植入装置的所述离子源室。在一些实施例中，所述离子植入系统经配置以产生用于植入到衬底中的铝离子。

一些实施例涉及一种供应封装。在一些实施例中，所述供应封装包括第一容器，所述第一容器包括含氯源材料、含氯气体、含氟共伴气体、含氢共伴气体、惰性气体或其任何组合中的至少一者。在一些实施例中，所述第一容器能流体耦合到离子植入装置的离子源室。在一些实施例中，所述第一容器经配置以蒸发所述含氯源材料以产生含氯气体。在一些实施例中，所述第一容器经配置以将所述含氯气体排放到所述离子源室，其中产生铝离子以用于植入到衬底中。

附图说明

本文中仅通过实例参考附图描述本公开的一些实施例。现具体详细参考附图，将强调的是，所展示的实施例是通过实例且是为了对本公开的实施例进行说明性讨论。在此方面，结合附图的描述使得所属领域的技术人员清楚如何实践本公开的实施例。

图1是根据一些实施例的离子植入方法的流程图。

图2是根据一些实施例的离子植入方法的流程图。

图3是根据一些实施例的离子植入系统的示意图。

具体实施方式

在已公开的好处及改进中，本公开的其它目的及优点将从以下结合附图的描述变得明显。本文公开本公开的详细实施例；然而，应理解，所公开的实施例仅说明以各种形式体现的本公开。另外，关于本公开的各种实施例给出的实例中的每一者是说明性，而非限制性。

本文引用的任何先前专利及出版物全文以引用的方式并入本文中。

贯穿本说明书及权利要求书，以下术语采用本文明确关联的含义，除非上下文另有明确指示。如本文中所使用的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”及“在一些实施例中”并不一定指相同实施例，但可指相同实施例。此外，如本文中所使用的短语“在另一实施例中”及“在一些其它实施例中”并不一定指不同实施例，但可指不同实施例。在不脱离本公开的范围或精神的情况下，本公开的所有实施例希望可组合。

如本文中所使用，术语“基于”不具有排他性且允许基于未描述的额外因素，除非上下文另有明确指示。另外，在整个说明书中，“一”、“一个”及“所述”的含义包含复数引用。“在……中”的含义包含“在……中”及“在……上”。

一些实施例涉及用于产生铝离子以用于植入到衬底中的系统及方法。在一些实施例中，含氯气体从外部容器排放，且任选地连同一或多个共伴气体一起输送到含有固体铝靶材料的离子源室。在离子源室内，含氯气体(例如AlCl₃)经电离以产生离子(例如Al⁺离子及Cl⁺离子)，其可与固体铝靶材料相互作用以进一步产生Al⁺离子。本文中所公开的系统及方法的至少一些优点包含增强铝离子束流及提高离子植入系统的操作效率等等。

图1是根据一些实施例的离子植入方法100的流程图。

如图1中所展示，离子植入方法100可包括以下步骤中的一或多者：获得第一容器的步骤102；获得第二容器的步骤104；获得第三容器的步骤106；获得第四容器的步骤108；流到离子植入装置的离子源室的步骤110；与固体铝靶材料接触的步骤112；及产生用于离子植入到衬底中的离子的步骤114。

在步骤102处，在一些实施例中，离子植入方法包括获得第一容器。在一些实施例中，步骤102包括获得第一容器，所述第一容器包括含氯源材料、含氯气体或其任何组合中的至少一者。

第一容器可包括含氯前体。在一些实施例中，含氯前体包括含氯源材料。在一些实施例中，含氯源材料是液体。在一些实施例中，含氯源材料是固体。在一些实施例中，含氯源材料是蒸汽、气体或其任何组合。含氯源材料的非限制性实例包含(但不限于)AlCl₃、Al₂Cl₆或其任何组合中的至少一者。AlCl₃可作为固体存在于第一容器内。在其中第一容器包括含氯源材料(例如AlCl₃)的实施例中，第一容器可经配置以蒸发含氯源材料。例如，在一些实施例中，第一容器是蒸发器容器，其经配置以加热含氯源材料以在第一容器内产生含氯气体且进一步经配置以从第一容器排放含氯气体。在其它实施例中，含氯前体包括含氯气体。含氯气体的非限制性实例包含(但不限于)PCl₃、PCl₅、POCl₃、Cl₂、MoO₂Cl₂、WOCl₄、WCl₅、BCl₃、HCl、SiCl₄、GeCl₄、AsCl₃、SbCl₅、GaCl₃、AlCl₃、Al₂Cl₆或其任何组合中的至少一者。

在本公开的特定实施例中，在含氯气体的存在下，由铝掺杂剂源(例如，电弧室中的固体铝靶)产生铝离子，所述含氯气体包括单独含氯气体或与含氢气体一起包括含氯气体、由含氯气体组成或基本上由含氯气体组成。流到电弧室的含氯气体可包括、由或由一定百分比的AlCl₃、Al₂Cl₆、Cl₂或其组合组成，相对于流入电弧室中的含氯气体总量，至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、98％、99％或99.5％(体积)是AlCl₃、Al₂Cl₆、Cl₂或其组合。含氯气体可任选地连同含氢气体组合流动。

在一些实施例中，第一容器包括含氯源材料、含氯气体、含氢共伴气体、含氟共伴气体、惰性气体或其任何组合中的至少一者。

在步骤104处，离子植入方法100包括获得第二容器。在一些实施例中，步骤104包括获得包括含氢气体的第二容器。

第二容器可包括含氢共伴气体。含氢共伴气体可包括含氢化合物、含氢化物化合物或其任何组合中的至少一者。含氢共伴气体的非限制性实例包含(但不限于)H₂、PH₃、AsH₃、SiH₄、Si₂H₆、B₂H₆、CH₄、C₂H₆、NH₃、N₂H₄、GeH₄、Ge₂H₆或其任何组合中的至少一者。在一些实施例中，含氢共伴气体包括非氟化气体。

在一些实施例中，流到离子源的含氢气体的量在流入电弧室中的总气体的2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90体积百分比内。在一些实施例中，含氢气体可基于平衡束流及/或对源条件的影响而变化。例如，如果在50％氢下产生平衡束流或对源条件的影响，所述方法可包含以45％到55％的量(在50％的5个百分点内)或以40％到60％的量(在50％的10个百分点内)，或以30％到70％的量(在50％的20个百分点内)，或以20％到80％的量(在50％的30个百分点内)流动含氢气体。如果最大束流等于或接近含氢气体量的百分之零，那么本发明的实例方法可包含使含氢气体以低于20％、10％、5％或2％的量流入离子源中。

在一些实施例中，当含氯气体用于从固体铝靶溅射铝离子或与铝离子反应时，含氢气体用于与残余氯反应。例如但不限于，氢气可用于与残余氯气反应以形成HCl且其中HCl是易于从离子源泵出的气体。在一些实施例中，这防止氯在别处反应且防止潜在地对离子源的腐蚀或任何其它潜在污染。

在一些实施例中，第二容器包括含氯源材料、含氯气体、含氢共伴气体、含氟共伴气体、惰性气体或其任何组合中的至少一者。

在步骤106处，离子植入方法100包括获得第三容器。在一些实施例中，步骤106包括获得包括含氟气体的第三容器。

第三容器可包括含氟共伴气体。含氟共伴气体可包括含氟化合物、含氟化物化合物或其任何组合中的至少一者。含氟共伴气体的非限制性实例包含(但不限于)BF₃、PF₃、PF₅、GeF₄、XeF₂、CF₄、B₂F₄、SiF₄、Si₂F₆、AsF₃、AsF₅、XeF₄、XeF₆、WF₆、MoF₆、C_nF_2n+2、C_nF_2n、C_nF_2n-2、C_nH_xF_2n+2-x、C_nH_xF_2n-x、C_nH_xF_2n-2-x、COF₂、SF₆、SF₄、SeF₆、NF₃、N₂F₄、HF、F₂或其任何组合中的至少一者。在一些实施例中，n是从1到100的整数。在一些实施例中，x是0或从1到100的整数。在一些实施例中，含氟共伴气体不同于含氢共伴气体。在一些实施例中，含氟共伴气体不同于含氯前体。

在一些实施例中，第三容器包括含氯源材料、含氯气体、含氢共伴气体、含氟共伴气体、惰性气体或其任何组合中的至少一者。

在步骤108处，离子植入方法100包括获得第四容器。在一些实施例中，步骤108包括获得包括惰性气体的第四容器。

第四容器可包括惰性气体。惰性气体可包含氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氮气或其任何组合中的至少一者。

在一些实施例中，第四容器包括含氯源材料、含氯气体、含氢共伴气体、含氟共伴气体、惰性气体或其任何组合中的至少一者。

在步骤110处，离子植入方法100包括流到离子植入装置的离子源室。在一些实施例中，使含氯气体、含氢气体、含氟气体或其任何组合中的至少一者流到离子植入装置的离子源室的步骤110。

含氯气体、含氢气体及含氟气体可作为混合物流到离子源室，或含氯气体、含氢气体及含氟气体可经由分开的气体管线流到离子源室，含氯气体、含氢气体及含氟气体在其中混合。在一些实施例中，含氯气体、含氢气体及含氟气体中的每一者的流动可在真空下或经由泵独立进行。在一些实施例中，流动在压力下执行，例如2托到750托的范围内的压力，或2托与750托之间的任何范围或子范围。

在步骤112处，离子植入方法100包括与固体铝靶材料接触。在一些实施例中，步骤112包括将含氯气体、含氢气体、含氟气体或其任何组合中的至少一者与固体铝靶材料接触。

固体铝靶材料可包括固体铝或含铝材料。在一些实施例中，固体铝靶材料安置在离子植入装置的离子源室内。例如，在一些实施例中，固体铝靶材料作为固体安置在离子源室的内部处。固体铝靶材料可安置在离子源室的侧壁处，任选地作为可替换衬垫结构的部分。在一些实施例中，固体铝靶材料经偏压到用于从固体铝靶材料溅射铝的电压。在一些实施例中，偏压电压未施加到固体铝靶材料。固体铝靶材料可包括，例如但不限于，铝、氧化铝、氮化铝、碳化铝、硼化铝或其任何组合中的至少一者。在一些实施例中，固体铝靶材料包括高于铝同位素的天然丰度的至少一种铝同位素。

在本公开的一些实施例中，包含但不限于在离子源室处产生特定铝离子，用于植入到衬底中。为了有效产生铝离子，所公开的过程包含使用氯作为固体铝靶的溅射及/或反应气体。此允许产生更多铝离子。

在步骤114处，离子植入方法100包括产生用于离子植入到衬底中的离子。在一些实施例中，步骤114包括在离子源室处产生铝离子以用于植入到衬底中。在离子源室处产生的用于植入的铝离子可包括Al₂ ⁺、Al⁺、Al²⁺、Al³⁺或其任何组合中的至少一者。

在本公开的一些实施例中，与产生铝离子的替代气体相比，经产生的铝离子的产生可具有更高数量。与用于产生铝离子的其它气体相比，含氯气体具有增加束流及/或提高源寿命的优点。

图2是根据一些实施例的离子植入方法200的流程图。

如图2中所展示，离子植入方法200可包括以下步骤中的一或多者：获得第一容器的步骤202；获得第二容器的步骤204；获得第三容器的步骤206；获得第四容器的步骤208；蒸发第一容器中的源材料的步骤210；流到离子植入装置的离子源室的步骤212；与固体铝靶材料接触的步骤214；及产生用于离子植入到衬底中的离子的步骤216。除离子植入方法200包含在第一容器中蒸发源材料的步骤之外，离子植入方法200类似于离子植入方法100。为简单起见，此处不再重复相同或类似步骤。

在步骤210处，在一些实施例中，离子植入方法200包括在第一容器中蒸发源材料。在一些实施例中，步骤210包括蒸发含氯源材料以获得含氯气体。

含氯源材料的蒸发可通过加热含氯源材料来执行。例如，在一些实施例中，蒸发包括将含氯源材料加热到足以蒸发含氯源材料的温度。所施加的热可直接施加到含氯源材料或可经由加热含氯源材料的第一容器间接施加。在一些实施例中，温度是在100℃到180℃的范围内的温度。在一些实施例中，温度是在60℃到250℃的范围内，或在60℃到250℃之间的子范围内的温度。应了解，含氯源材料经加热到的温度可尤其取决于源材料的类型、源材料存在的相(例如，作为固体或作为液体)、存储源材料的条件(例如，第一容器内及任选外部的条件)或其组合。因此，在其它实施例中，温度可在所述范围上下变化。

根据本公开的一些实施例，归因于含氯气体的蒸发，其减少离子源内关键表面上的沉积。与用于在离子源中产生铝离子的先前方法相比，此可增加离子源寿命。在一些实施例中，来自所属领域中使用的先前方法的离子源表面上的沉积/污染的减少。

图3是根据一些实施例的离子植入系统200的示意图。

如图3中所展示，第一容器302包括容器壁304，其封闭含有含氯前体的内部容积。第一容器302包含阀头308。在一些实施例中，阀头308经由分配管线372流体耦合到混合室360(其是任选的)。混合室360经由分配管线370流体耦合到第二容器362及第三容器364。第二容器362包括封闭内部容积的容器壁，所述内部容积含有含氢前体。第二容器包含经由分配管线366及分配管线370流体耦合到混合室360的阀头380。第三容器364包括封闭内部容积的容器壁，所述内部容积含有含氟前体。第三容器包含经由分配管线368及分配管线370流体耦合到混合室360的阀头382。尽管未展示，但在一些实施例中，提供第四容器，所述第四容器包括封闭含有惰性气体的内部容积的容器壁。

第一容器302、第二容器362及第三容器364中的每一者分别经配置以存储及分配含氯气体、含氢气体及含氟气体。在其中第一容器302含有含氯源材料的实施例中，第一容器302经配置以蒸发含氯源材料以获得含氯气体。另外，第一容器302、第二容器362及第三容器364中的每一者能流体耦合到离子植入装置301的离子源室316。即，例如，第一容器302、第二容器362及第三容器364可脱离地耦合到离子植入装置301。在一些实施例中，第一容器302、第二容器362及第三容器364在离子植入装置301的外部且不同于离子植入装置301的蒸发器。

在一些实施例中，第一容器302经配置以存储及分配含氯气体、含氢气体、含氟气体、惰性气体或其任何组合。在一些实施例中，第二容器362经配置以存储及分配含氯气体、含氢气体、含氟气体、惰性气体或其任何组合。在一些实施例中，第三容器364经配置以存储及分配含氯气体、含氢气体、含氟气体、惰性气体或其任何组合。在一些实施例中，第四容器(未展示)经配置以存储及分配含氯气体、含氢气体、含氟气体、惰性气体或其任何组合。在一些实施例中，离子植入系统300不包含第一容器302、第二容器362、第三容器364、第四容器(未展示)或其任何组合中的至少一者。

混合室360经由分配管线312流体耦合到离子源室301。压力传感器310及质量流量控制器314安置在分配管线312中。尽管未展示，但应了解，其它监测组件及感测组件可流体耦合或安置在分配管线312、分配管线372、分配管线370、分配管线366、分配管线368或其任何组合中的至少一者中，且与控制构件(例如致动器、反馈及计算机控制系统、循环定时器及其类似者)对接。另外，分配管线312、分配管线372、分配管线370、分配管线366、分配管线368或其任何组合中的至少一者可配备有阀、控制器及/或传感器中的至少一者，用于手动或自动控制从容器分配的材料的流量或其它特性，且此类阀、控制器及/或传感器可以任何合适方式与对应供给/分配管线耦合或连接。

此类阀可又与可操作地链接到中央处理器单元(CPU)的阀致动器耦合。CPU可以信号通信关系与前述控制器及/或传感器耦合，且可经编程布置以控制从容器中的每一者分配的彼此相关的流体的速率、条件及量，使得管线312中从混合室360流到离子源室316的流体具有进行离子植入过程所需的成分、温度、压力及流速。

在所说明的实施例中，离子植入装置301包含离子源室316。在一些实施例中，离子源室316含有固体铝靶材料。离子源室316接收来自管线312的流体且产生离子束305。离子束305穿过质量分析器单元322，质量分析器单元322选择所需的离子且拒绝未选定离子。选定离子通过加速电极阵列324且接着通过偏转电极326。所得聚焦离子束撞击于衬底组件328上，衬底组件328安置在安装于主轴332上的可旋转支架330上。掺杂离子的离子束用于根据需要掺杂衬底以获得掺杂结构。

离子植入装置301的各个区段分别经由泵320、342、346通过管线318、340、344排出。

一些实施例涉及供应封装。在一些实施例中，供应封装包括第一容器、第二容器、第三容器或其任何组合中的至少一者。

第一容器(例如(举例来说)第一容器302)可包括含氯前体，例如(举例来说)含氯源材料、含氯气体或其任何组合。在一些实施例中，第一容器能流体耦合到离子植入装置的离子源室。在一些实施例中，第一容器经配置以蒸发含氯源材料以产生含氯气体。在一些实施例中，第一容器经配置以将含氯气体排放到离子源室，其中产生铝离子以用于植入到衬底中。

第二容器(例如(举例来说)第二容器362)可包括含氢共伴气体。在一些实施例中，第二容器能流体耦合到离子植入装置的离子源室。在一些实施例中，第二容器经配置以将含氢共伴气体排放到离子源室。

第三容器(例如(举例来说)第二容器364)可包括含氟共伴气体。在一些实施例中，第三容器能流体耦合到离子植入装置的离子源室。在一些实施例中，第三容器经配置以将含氟共伴气体排放到离子源室。

方面

下文描述各个方面。应理解，在以下方面中列举的特征中的任何一或多者可与任何一或多个其它方面组合。

方面1.一种离子植入方法，其包括：获得第一容器，所述第一容器包括含氯源材料；蒸发所述含氯源材料以获得含氯气体；将所述含氯气体从所述第一容器流到离子植入装置的离子源室；将所述含氯气体与安置在所述离子源室内的固体铝靶材料接触；及在所述离子源室处产生铝离子以用于植入到衬底中。

方面2.根据方面1所述的方法，其中所述含氯源材料包括AlCl₃、Al₂Cl₆或其任何组合中的至少一者。

方面3.根据方面1到2中任一方面所述的方法，其中所述蒸发包括将所述含氯源材料加热到60℃到250℃的范围内的温度。

方面4.根据方面1到3中任一方面所述的方法，其中所述流动包括在2托到750托的范围内的压力下使所述含氯气体流动。

方面5.根据方面1到4中任一方面所述的方法，其中所述固体铝靶材料包括铝、氧化铝、氮化铝、碳化铝、硼化铝或其任何组合中的至少一者。

方面6.根据方面1到5中任一方面所述的方法，其中所述铝离子包括Al₂ ⁺、Al⁺、Al²⁺、Al³⁺或其任何组合中的至少一者。

方面7.根据方面1到6中任一方面所述的方法，其进一步包括：获得第二容器，所述第二容器包括含氢共伴气体；及使所述含氢共伴气体从所述第二容器流到所述离子植入装置的所述离子源室。

方面8.根据方面1到7中任一方面所述的方法，其中所述含氢共伴气体包括H₂、PH₃、AsH₃、SiH₄、Si₂H₆、B₂H₆、CH₄、C₂H₆、NH₃、N₂H₄、GeH₄、Ge₂H₆或其任何组合中的至少一者。

方面9.根据方面1到8中任一方面所述的方法，其进一步包括：获得第三容器，所述第三容器包括含氟共伴气体；及使所述含氟共伴气体从所述第三容器流到所述离子植入装置的所述离子源室。

方面10.根据方面9所述的方法，其中所述含氟共伴气体包括BF₃、PF₃、PF₅、GeF₄、XeF₂、CF₄、B₂F₄、SiF₄、Si₂F₆、AsF₃、AsF₅、XeF₄、XeF₆、WF₆、MoF₆、C_nF_2n+2、C_nF_2n、C_nF_2n-2、C_nH_xF_2n+2-x、C_nH_xF_2n-x、C_nH_xF_2n-2-x、COF₂、SF₆、SF₄、SeF₆、NF₃、N₂F₄、HF、F₂或其任何组合中的至少一者，其中n是1或更大，其中x是0或更大。

方面11.根据方面1到10中任一方面所述的方法，其进一步包括：获得第四容器，所述第四容器包括惰性气体，其中所述惰性气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氮或其任何组合中的至少一者；及使所述惰性气体从所述第四容器流到所述离子植入装置的所述离子源室。

方面12.一种离子植入方法，其包括：获得第一容器，所述第一容器包括含氯气体；将所述含氯气体流到离子植入装置的离子源室；将所述含氯气体与所述离子源室内存在的固体铝靶材料接触；及在所述离子源室处产生铝离子以用于植入到衬底中。

方面13.根据方面12所述的方法，其中所述含氯气体包括PCl₃、PCl₅、POCl₃、Cl₂、MoO₂Cl₂、WOCl₄、WCl₅、BCl₃、HCl、SiCl₄、GeCl₄、AsCl₃、SbCl₅、GaCl₃、AlCl₃、Al₂Cl₆或其任何组合中的至少一者。

方面14.根据方面12到13中任一方面所述的方法，其中所述固体铝靶材料包括铝、氧化铝、氮化铝、碳化铝、硼化铝或其任何组合中的至少一者。

方面15.根据方面12到14中任一方面所述的方法，其中所述铝离子包括Al₂ ⁺、Al⁺、Al²⁺、Al³⁺或其任何组合中的至少一者。

方面16.根据方面12到15中任一方面所述的方法，其进一步包括：获得第二容器，所述第二容器包括含氢共伴气体；及使所述含氢共伴气体从所述第二容器流到所述离子植入装置的所述离子源室。

方面17.根据方面16所述的方法，其中所述含氢共伴气体包括H₂、PH₃、AsH₃、SiH₄、Si₂H₆、B₂H₆、CH₄、C₂H₆、NH₃、N₂H₄、GeH₄、Ge₂H₆或其任何组合中的至少一者。

方面18.根据方面12到17中任一方面所述的方法，其进一步包括：获得第三容器，所述第三容器包括含氟共伴气体；及使所述含氟共伴气体从所述第三容器流到所述离子植入装置的所述离子源室。

方面19.根据方面18所述的方法，其中所述含氟共伴气体包括BF₃、PF₃、PF₅、GeF₄、XeF₂、CF₄、B₂F₄、SiF₄、Si₂F₆、AsF₃、AsF₅、XeF₄、XeF₆、WF₆、MoF₆、C_nF_2n+2、C_nF_2n、C_nF_2n-2、C_nH_xF_2n+2-x、C_nH_xF_2n-x、C_nH_xF_2n-2-x、COF₂、SF₆、SF₄、SeF₆、NF₃、N₂F₄、HF、F₂或其任何组合中的至少一者，其中n是1或更大，其中x是0或更大。

方面20.根据方面12到19中任一方面所述的方法，其进一步包括：获得第四容器，所述第四容器包括惰性气体，其中所述惰性气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氮或其任何组合中的至少一者；及使所述惰性气体从所述第四容器流到所述离子植入装置的所述离子源室。

方面21.一种离子植入系统，其包括：离子植入装置，所述离子植入装置包括：离子源室，其包括固体铝源材料；及流体耦合到所述离子源室的蒸发器；第一容器，所述第一容器包括含氯源材料、含氯气体或其任何组合中的至少一者；其中所述第一容器能流体耦合到所述离子植入装置的所述离子源室；其中所述离子植入系统经配置以产生铝离子以用于植入到衬底中。

方面22.根据方面21所述的离子植入系统，其中所述固体铝源材料包括铝、氧化铝、氮化铝、碳化铝、硼化铝或其任何组合中的至少一者。

方面23.根据方面21到22中任一方面所述的离子植入系统，其中所述含氯源材料包括AlCl₃、Al₂Cl₆或其任何组合中的至少一者。

方面24.根据方面21到23中任一方面所述的离子植入系统，其中所述含氯气体包括PCl₃、PCl₅、POCl₃、Cl₂、MoO₂Cl₂、WOCl₄、WCl₅、BCl₃、HCl、SiCl₄、GeCl₄、AsCl₃、SbCl₅、GaCl₃、AlCl₃、Al₂Cl₆或其任何组合中的至少一者。

方面25.根据方面21到24中任一方面所述的离子植入系统，其进一步包括第二容器，所述第二容器包括含氢共伴气体，其中所述第二容器能流体耦合到所述离子植入装置的所述离子源室。

方面26.根据方面25所述的离子植入系统，其中所述含氢共伴气体包括H₂、PH₃、AsH₃、SiH₄、Si₂H₆、B₂H₆、CH₄、C₂H₆、NH₃、N₂H₄、GeH₄、Ge₂H₆或其任何组合中的至少一者。

方面27.根据方面21到26中任一方面所述的离子植入系统，其进一步包括第三容器，所述第三容器包括含氟共伴气体，其中所述第三容器能流体耦合到所述离子植入装置的所述离子源室。

方面28.根据方面27所述的离子植入系统，其中所述含氟共伴气体包括BF₃、PF₃、PF₅、GeF₄、XeF₂、CF₄、B₂F₄、SiF₄、Si₂F₆、AsF₃、AsF₅、XeF₄、XeF₆、WF₆、MoF₆、C_nF_2n+2、C_nF_2n、C_nF_2n-2、C_nH_xF_2n+2-x、C_nH_xF_2n-x、C_nH_xF_2n-2-x、COF₂、SF₆、SF₄、SeF₆、NF₃、N₂F₄、HF、F₂或其任何组合中的至少一者，其中n是1或更大，其中x是0或更大。

方面29.根据方面21到28中任一方面所述的离子植入系统，其进一步包括第四容器，所述第四容器包括：惰性气体，其中所述惰性气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氮或其任何组合中的至少一者；其中所述第四容器流体耦合到所述离子植入装置的所述离子源室。

方面30.一种供应封装，其包括：包括含氯源材料的第一容器，其中所述第一容器能流体耦合到离子植入装置的离子源室，其中所述第一容器经配置以：蒸发所述含氯源材料以产生含氯气体，且将所述含氯气体排放到所述离子源室，其中产生铝离子以用于植入到衬底中。

方面31.根据方面30所述的供应封装，其进一步包括：包括含氢共伴气体的第二容器，其中所述第二容器能流体耦合到所述离子植入装置的所述离子源室，其中所述第二容器经配置以将所述含氢共伴气体排放到所述离子源室。

方面32.根据方面31所述的供应封装，其中所述含氢共伴气体包括H₂、PH₃、AsH₃、SiH₄、Si₂H₆、B₂H₆、CH₄、C₂H₆、NH₃、N₂H₄、GeH₄、Ge₂H₆或其任何组合中的至少一者。

第33方面.根据方面30到32中任一方面所述的供应封装，其进一步包括：包括含氟共伴气体的第三容器，其中所述第三容器能流体耦合到所述离子植入装置的所述离子源室，其中所述第三容器经配置以将所述含氟共伴气体排放到所述离子源室。

方面34.根据方面33所述的供应封装，其中所述含氟共伴气体包括BF₃、PF₃、PF₅、GeF₄、XeF₂、CF₄、B₂F₄、SiF₄、Si₂F₆、AsF₃、AsF₅、XeF₄、XeF₆、WF₆、MoF₆、C_nF_2n+2、C_nF_2n、C_nF_2n-2、C_nH_xF_2n+2-x、C_nH_xF_2n-x、C_nH_xF_2n-2-x、COF₂、SF₆、SF₄、SeF₆、NF₃、N₂F₄、HF、F₂或其任何组合中的至少一者，其中n是1或更大，其中x是0或更大。

方面35.根据方面30到34中任一方面所述的供应封装，其进一步包括：包括惰性气体的第四容器，其中所述惰性气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氮或其任何组合中的至少一者；其中所述第四容器能流体耦合到所述离子植入装置的所述离子源室，其中所述第四容器经配置以将所述惰性气体排放到所述离子源室。

应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可在细节上进行改变，尤其是在所采用的构造材料及零件的形状、大小及布置方面。本说明书及所描述的实施例是实例，本公开的真实范围及精神由随附权利要求书指示。

实例1

包括AlCl₃(固体)的容器流体耦合到离子植入装置的离子源室。加热容器以蒸发AlCl₃(固体)且产生AlCl₃(蒸气)及/或Al₂Cl₆(蒸气)。AlCl₃(蒸气)及/或Al₂Cl₆(蒸气)在高达约150℃的温度及5托到200托的压力下，经由含有质量流量控制器及控制阀的加热气体歧管及加热气体管线从容器排放到离子源室。在离子源室内电离AlCl₃(蒸气)及/或Al₂Cl₆(蒸气)，且测量经增强铝离子束流。

实例2

包括AlCl₃(固体)的容器流体耦合到离子植入装置的离子源室。加热容器以蒸发AlCl₃(固体)且产生AlCl₃(蒸气)及/或Al₂Cl₆(蒸气)。AlCl₃(蒸气)及/或Al₂Cl₆(蒸气)在高达约150℃的温度及5托到200托的压力下，经由含有质量流量控制器及控制阀的加热气体歧管及加热气体管线从容器排放到离子源室。包括H₂的第二容器流体耦合到离子源室。H₂从第二容器排放且输送到离子源室。在离子源室内电离AlCl₃(蒸气)及/或Al₂Cl₆(蒸气)，且测量经增强铝离子束流。

实例3

包括AlCl₃(固体)的容器流体耦合到离子植入装置的离子源室。加热容器以蒸发AlCl₃(固体)且产生AlCl₃(蒸气)及/或Al₂Cl₆(蒸气)。AlCl₃(蒸气)在高达约150℃的温度及5托到200托的压力下，经由含有质量流量控制器及控制阀的加热气体歧管及加热气体管线从容器排放到离子源室。AlCl₃(蒸气)及/或Al₂Cl₆(蒸气)与安置在离子源室内的固体铝靶材料(例如，Al、AlN、Al₂O₃)接触。测量且观察经增强铝离子束流。

实例4

包括AlCl₃(固体)的容器流体耦合到离子植入装置的离子源室。加热容器以蒸发AlCl₃(固体)且产生AlCl₃(蒸气)及/或Al₂Cl₆(蒸气)。AlCl₃(蒸气)在高达约150℃的温度及5托到200托的压力下，经由含有质量流量控制器及控制阀的加热气体歧管及加热气体管线从容器排放到离子源室。包括H₂的第二容器流体耦合到离子源室。H₂从第二容器排放且输送到离子源室。AlCl₃(蒸气)及/或Al₂Cl₆(蒸气)与安置在离子源室内的固体铝靶材料(例如，Al、AlN、Al₂O₃)接触。测量且观察经增强铝离子束流。

实例5

包括PCl₃的容器流体耦合到离子植入装置的离子源室。PCl₃从容器排放且输送到离子源室。PCl₃与安置在离子源室内的固体铝靶材料(例如，Al、AlN、Al₂O₃)接触。测量且观察经增强铝离子束流。

实例6

包括PCl₃的容器流体耦合到离子植入装置的离子源室。PCl₃从容器排放且输送到离子源室。包括H₂的第二容器流体耦合到离子源室。H₂从第二容器排放且输送到离子源室。PCl₃与安置在离子源室内的固体铝靶材料(例如，Al、AlN、Al₂O₃)接触。测量且观察经增强铝离子束流。

Claims (20)

1.一种离子植入方法，其包括：

获得第一容器，所述第一容器包括含氯源材料；

蒸发所述含氯源材料以获得含氯气体；

将所述含氯气体从所述第一容器流到离子植入装置的离子源室；

使所述含氯气体与安置在所述离子源室内的固体铝靶材料接触；及

在所述离子源室处产生铝离子以用于植入到衬底中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述含氯源材料包括AlCl₃、Al₂Cl₆或其任何组合中的至少一者。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述蒸发包括将所述含氯源材料加热到60℃到250℃的范围内的温度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述流动包括在2托到750托的范围内的压力下使所述含氯气体流动。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体铝靶材料包括铝、氧化铝、氮化铝、碳化铝、硼化铝或其任何组合中的至少一者。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述铝离子包括Al₂ ⁺、Al⁺、Al²⁺、Al³⁺或其任何组合中的至少一者。

7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

获得第二容器，所述第二容器包括含氢共伴气体；及

使所述含氢共伴气体从所述第二容器流到所述离子植入装置的所述离子源室。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述含氢共伴气体包括H₂、PH₃、AsH₃、SiH₄、Si₂H₆、B₂H₆、CH₄、C₂H₆、NH₃、N₂H₄、GeH₄、Ge₂H₆或其任何组合中的至少一者。

9.一种离子植入方法，其包括：

获得第一容器，所述第一容器包括含氯气体；

将所述含氯气体流到离子植入装置的离子源室；

使所述含氯气体与所述离子源室内存在的固体铝靶材料接触；及

在所述离子源室处产生铝离子以用于植入到衬底中。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述含氯气体包括PCl₃、PCl₅、POCl₃、Cl₂、MoO₂Cl₂、WOCl₄、WCl₅、BCl₃、HCl、SiCl₄、GeCl₄、AsCl₃、SbCl₅、GaCl₃、AlCl₃、Al₂Cl₆或其任何组合中的至少一者。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述固体铝靶材料包括铝、氧化铝、氮化铝、碳化铝、硼化铝或其任何组合中的至少一者。

12.根据权利要求9所述的方法，其中所述铝离子包括Al₂ ⁺、Al⁺、Al²⁺、Al³⁺或其任何组合中的至少一者。

13.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括：

获得第二容器，所述第二容器包括含氢共伴气体；及

将所述含氢共伴气体从所述第二容器流到所述离子植入装置的所述离子源室。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述含氢共伴气体包括H₂、PH₃、AsH₃、SiH₄、Si₂H₆、B₂H₆、CH₄、C₂H₆、NH₃、N₂H₄、GeH₄、Ge₂H₆或其任何组合中的至少一者。

15.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括：

获得第三容器，所述第三容器包括含氟共伴气体；及

将所述含氟共伴气体从所述第三容器流到所述离子植入装置的所述离子源室。

16.一种离子植入系统，其包括：

离子植入装置，所述离子植入装置包括：

离子源室，其包括固体铝源材料；及

蒸发器，其流体耦合到所述离子源室；

第一容器，所述第一容器包括以下中的至少一者：

含氯源材料、含氯气体或其任何组合；

其中所述第一容器能流体耦合到所述离子植入装置的所述离子源室；

其中所述离子植入系统经配置以产生铝离子以用于植入到衬底中。

17.根据权利要求16所述的离子植入系统，其中所述固体铝源材料包括铝、氧化铝、氮化铝、碳化铝、硼化铝或其任何组合中的至少一者。

18.根据权利要求16所述的离子植入系统，其中所述含氯源材料包括AlCl₃、Al₂Cl₆或其任何组合中的至少一者。

19.根据权利要求16所述的离子植入系统，其中所述含氯气体包括PCl₃、PCl₅、POCl₃、Cl₂、MoO₂Cl₂、WOCl₄、WCl₅、BCl₃、HCl、SiCl₄、GeCl₄、AsCl₃、SbCl₅、GaCl₃、AlCl₃、Al₂Cl₆或其任何组合中的至少一者。

20.根据权利要求16所述的离子植入系统，其进一步包括第二容器，所述第二容器包括：

含氢共伴气体，

其中所述第二容器能流体耦合到所述离子植入装置的所述离子源室。