| 主权项 |
1.一种离子布植方法,藉由电离分子之气体或蒸汽沿一主轴产生高亮度离子束,该分子至少包括一种可布植种类,该方法包括下列步骤:提供一具有大小限制出口孔径之电离室;于该电离室中提供一压力使该气体或蒸汽之压力更大于汲取区压力,该汲取区系由电离室中之离子被抽出后所进入之空间;利用主电子藉由电子撞击游离法,于电离室出口孔径邻近处电离该气体或蒸汽,于孔径处产生离子密度至少系1010cm-3,同时控制离子横向动能小于0.7eV;离子密度产生之孔径邻近处之电离容积宽度,该宽度小于三倍之相对出口孔径宽度;控制电离室内条件避免辉光放电(arc放电)之发生;藉由一汲取系统,将于电离室生成之离子经由出口孔径由电离室汲取至末端之汲取区;之后,利用离子束光学系统将该光束移动至一标的表面;以及将送达之离子束布植于标的上。2.如申请专利范围第1项所述之离子布植方法,其中更控制电离室内条件以避免电浆产生。3.如申请专利范围第1项所述之离子布植方法,其中汲取时之离子束亮度约大于1mA-cm-2-deg-2x(E/E0),E系光束能、E0=10keV。4.如申请专利范围第1.2或3项所述之离子布植方法,其中于汲取时光束之x-发射率(x-发射)小于70mm-mradx(E0/E)1/2(E系光束能、E0=10keV)。5.如申请专利范围第1.2或3项所述之离子布植方法,其中自出口孔径汲取出之离子流光束杂讯控制在1%以下。6.如申请专利范围第1.2或3项所述之离子布植方法,其中电离室中之任何磁场强度小于70gauss。7.如申请专利范围第6项所述之离子布植方法,其中电离室中之任何磁场强度小于20gauss。8.如申请专利范围第7项所述之离子布植方法,其中电离室中实质上不存在任何磁场。9.如申请专利范围第1.2或3项所述之离子布植方法,其中汲取区中之任何磁场强度小于20gauss。10.如申请专利范围第1.2或3项所述之离子布植方法,其中该气体或蒸汽消耗控制在10sccm以下。11.如申请专利范围第1.2或3项所述之离子布植方法,其中该主电子系系一光束于该电离室外部产生藉由电子光学系统导入电离室中。12.如申请专利范围第1.2或3项所述之离子布植方法,其中每一被电离分子分别包括至少二种可布植种类原子,或由至少二种可布植种类原子所组成。13.一种离子布植方法,包括下列步骤:沿一主轴产生高亮度离子束;提供一具有出口孔径之电离室;供给电离室气体或蒸汽分子,其中每一被电离分子分别包括至少二种可布植种类原子,或由至少二种可布植种类原子所组成;电离该分子并利用由分子所形成之离子在控制条件下产生一光束,该光束汲取时之离子束亮度约大于1mA-cm-2-deg-2x(E/E0),其中E系光束能、E0=10keV;利用离子束光学系统将该光束移动至一标的表面;以及将送达之离子束布植于标的上。14.如申请专利范围第13项所述之离子布植方法,其中该分子系二聚体(dimer)。15.如申请专利范围第13项所述之离子布植方法,其中该分子包括十硼烷(decaborane)。16.如申请专利范围第13项所述之离子布植方法,其制造系以可产生具有低发散角位(低angular divergence)之高亮度离子束使标的与该主轴间所夹角度约小于1度之方式进行。17.如申请专利范围第16项所述之离子布植方法,其中送达之离子束布植于标的上之步骤系用于产生一高亮度、低发散光束以形成一标的上之电晶体结构之汲极扩充区,其中该电晶体结构包括一源极(source)、一闸极(gate)以及一汲极(drain)。18.如申请专利范围第17项所述之离子布植方法,其中该标的更包括一井(well)杂质以及电晶体结构之闸极长度等于或小于0.20um,汲极扩充与闸极相交于一侧向(lateral)接面侧边,汲极扩充之砷布植分布侧向陡度(lateral陡度)小于或等于3nm/decade,其中分布侧向陡度之定义系于侧向接面侧边于一被布植种类单位浓度中所需完成一十进(decade)之侧向程度(lateral extent),接面侧边定义系被布植离子与井杂质单位浓度相同之区域。19.如申请专利范围第18项所述之离子布植方法,其中该汲极扩充其侧向陡度小于或等于2nm/decade。20.如申请专利范围第17.18或19项所述之离子布植方法,其中高亮度、低发散角位光束离子被布植于闸极两端之间以清楚定义出闸极底下之通道。21.如申请专利范围第20项所述之离子布植方法,其中清楚定义出闸极底下之通道更包括清楚定义出该通道之长度。22.一种离子布植系统,其利用低布植能布植标的基板,其包括:一离子源,用以产生分子离子(利用具有适当原子簇种类之分子以进行布植);一加速级,用于加速离子使该离子移动能(transport能量)实质大于适当布植能;及一减速级,用于在布植标的基板前降低离子能量至适当布植能。23.如申请专利范围第22项所述之离子布植系统,其中该离子源包括一电子枪产生具一定控制能量之电子束藉由直接电子撞击游离法电离分子。24.如申请专利范围第23项所述之离子布植系统,其中该电子所具能量约系20eV与500eV之间或1000eV。25.如申请专利范围第22.23或24项所述之离子布植系统,其中位于电离室旁之该电子枪发出电子束通过电离室至止光器(beam dump)。26.如申请专利范围第22项所述之离子布植系统,其中一加长电离室具有一相对加长狭孔汲取孔径,于光束进入分析器(analyzer)前,相对于对应汲取孔径,孔径后电子光学系统系用于缩小组合光束(resultant beam)之横切面长度。27.如申请专利范围第26项所述之离子布植系统,其中该电子光学系统包括一光学放大镜(telescope)。28.如申请专利范围第26项所述之离子布植系统,其中该电离室汲取之孔径约为6寸长。29.如申请专利范围第22项所述之离子布植系统,其中系统系依批次操作而设,一组晶圆固定于一载具上往光束相对移动光束影响扫瞄之进行。30.如申请专利范围第22项所述之离子布植系统,其系用以建构成一连续离子布植机。31.如申请专利范围第22项所述之离子布植系统,其中该离子源具有一气化器与温度气化器之温度控制系统共同固定于一离子源电离室。32.如申请专利范围第31项之离子布植系统,其中该电离室电子枪与一电子束朝向之止光器分别与电离室热绝缘。33.如申请专利范围第22项所述之离子布植系统,其中该离子源系十硼烷,该电子枪系用于提供电子束能约介于50至1000eV之间。34.如申请专利范围第22项所述之离子布植系统,其中该离子源系As2+离子源。35.如申请专利范围第22项所述之离子布植系统,其中该离子源系P2+离子源。36.如申请专利范围第22项所述之离子布植系统,其中该离子源系B2+离子源。37.如申请专利范围第22项所述之离子布植系统,其中该离子源系In2+离子源。38.如申请专利范围第22项所述之离子布植系统,其中该离子源系Sb2+离子源。39.一种离子布植方法,用以利用低布植能布植标的基板,其包括下列步骤:产生分子离子,其利用具有适当原子簇种类之分子以进行布植;加速离子使该离子移动能(transport能量)更大于适当布植能;以及在布植标的基板前降低离子能量至适当布植能。40.如申请专利范围第39项所述之离子布植方法,其中该离子系十硼烷离子。41.如申请专利范围第39项所述之离子布植方法,其中该离子系P2+离子源。42.如申请专利范围第39项所述之离子布植方法,其中该离子系B2+离子源。43.如申请专利范围第39项所述之离子布植方法,其中该离子系In2+离子源。44.如申请专利范围第39项所述之离子布植方法,其中该离子系Sb2+离子。45.一种离子布植系统,其包括:一离子布植机,具有离子汲取系统;一离子源,能以商用离子流水平供给离子汲取系统所需离子,离子源包括一电离室系壁面所包围而形成内含一电离容积,其中一壁面决定汲取孔径之位置与长度宽度大小,以使汲取系统将该离子流由电离容积汲取出来;一电子枪,其设置大小位置与电离室相配合,用于沿电离室主轴以发射一主电子方向光束;以及一止光器,与电子枪并置以接收方向光束,止光器维持一相对于电子枪发射极电压之正电压,该主电子光束路主径轴延伸方向大约于孔径邻近,电子束方向与对应于汲取孔径宽度方向同向,电子束大小约等于或大于孔径宽度。46.如申请专利范围第45项所述之离子布植系统,其更包括:一气化器,以引入气体进入电离容积中;一气体通道,将气体进入电离容积中;以及一控制系统,用于控制主电子能量,藉由电子枪主电子之主撞击以电离个别气体或蒸汽分子。47.如申请专利范围第46项所述之离子布植系统,其中该气体包括十硼烷。48.如申请专利范围第45项所述之离子布植系统,适用于形成离子转为一带离子束(ribbon beam)。49.如申请专利范围第48项所述之离子布植系统,其中该带光束短于离子汲取孔径长度。50.如申请专利范围第48项所述之离子布植系统,其中该带光束长于离子汲取孔径。51.如申请专利范围第48项所述之离子布植系统,其中该带光束约等于离子汲取孔径长度。52.如申请专利范围第50项所述之离子布植系统,其中该孔径长度至少等于标的基板之长度或宽度。53.一种照射方法,用以照射具有预设大小之一延伸平面,其包括下列步骤:产生一带离子束;以及导引该带离子束朝向该延伸平面之一表面上。54.如申请专利范围第53项之照射方法,其中该延伸平面系一平面面板,该照射方法更包括一步骤:实质地照射该平面面板之全面板表面。55.如申请专利范围第54项所述之照射方法,其中该产生之带离子束为静态,面板之离子掺杂系藉由机械式光束扫瞄完成。56.如申请专利范围第53项所述之照射方法,其中该带光束之长度长于面板基板垂直扫瞄方向长度。57.如申请专利范围第1项所述之离子布植方法,其中大于0.5mA之离子电流之十硼烷离子布植于一基板内以掺杂p-n接面(junction),以便于该矽基板内产生晶格破坏,而减低通道(channeling),以进行浅布植接面(shallow implanted junction)。58.如申请专利范围第31项所述之离子布植系统,其中使该电子束所指向之该电子束止光器与其余的该离子源热隔离。59.如申请专利范围第58项所述之离子布植系统,其中包括控制离子化室温度之工具。60.如申请专利范围第59项所述之离子布植系统,其中该离子化室固定于具有冷却的底座之热传送单元。61.如申请专利范围第45项所述之离子布植系统,其中安排两种该离子源产生一带离子束,从任一该离子源布植至该基板,允许使用一种该离子源作n形掺杂,第二种该离子源作p形掺杂。62.如申请专利范围第61项所述之离子布植系统,其具有双栅汲取光学系统,以产生该带离子束。63.如申请专利范围第62项所述之离子布植系统,其中该两种该离子源被并列固定,且该双栅汲取光学系统被安排在该离子源之该汲取孔径对面。64.一种离子源,能以商用离子布植流水平供给离子汲取系统所需离子,该离子源包括:一延长的电离室,由壁面所包围而形成内含之一电离容积,其中一壁面决定延长的汲取孔径之位置与长度宽度大小,以使汲取系统将该离子流由电离容积汲取出来;一延长的电子枪,其与该汲取孔径相对且平行,该延长的电子枪设置大小位置与该电离室相配合,用于沿该电离室主轴朝向该汲取孔径,以发射一主电子方向之片形光束;该电子枪包括一延长的电子发射极,维持于一发射极电压,及至少维持一平行延长电极维持在一实体地正电压相对于该电子枪之该发射电压,该主电子之该片形光束路径通常延展至一相邻近的该延长的离子汲取孔径之区域。65.如申请专利范围第64项所述之离子源,其中该电子发射极包括一延长的线形或带形之灯丝。66.如申请专利范围第64项所述之离子源,其中该电子发射极位于该电离容积外侧且该电极被定义在一入口孔径至该容积。67.如申请专利范围第64项所述之离子源,其中该电子极为一二极体排列。68.如申请专利范围第64项所述之离子源,其中该电子枪包括至少两个相互间隔电极及该发射极。69.如申请专利范围第68项所述之离子源,其中该等电极中之一被定义在一入口孔径至该电离室。70.如申请专利范围第68或69项所述之离子源,其中该等电极中之一为一电子带状电极。71.如申请专利范围第68或69项所述之离子源,其中该等电极中之一包括一网格状电极。72.如申请专利范围第64.65.66.67.68或69项所述之离子源,其中该片状电子束之形状具有一厚度为该电离室之该离子汲取孔径之该宽度左右以内。73.如申请专利范围第64.65.66.67.68或69项所述之离子源,其中该电离室被固定于一冷却区及该延长的电子发射极嵌入于该区中。74.如申请专利范围第64.65.66.67.68或69项所述之离子源,其中该延长的电子发射位于电离容积及远处且被安排曝露在压力低于该电离容积内压力之真空中。75.如申请专利范围第64.65.66.67.68或69项所述之离子源,其中该电子枪加速/减速模式操作。76.如申请专利范围第64项所述之离子源,其中一纵轴电子束沿着该孔径之该长度指向及一片形电子束朝向该孔径。77.如申请专利范围第23项所述之离子布植系统,其中该离子枪包括透镜元件,该等透镜元件中至少之一保持在具有一大热辐射表面积之一冷却支撑架之热传送相关物。78.如申请专利范围第77项所述之离子布植系统,其中该支撑架包括具有一长度之一延长的金属棒,数倍大于该支撑架支撑该等透镜之该直径。79.如申请专利范围第78项所述之离子布植系统,其中该金属棒具有一延长的径向表面积通常指向于相关的该电子束之该轴之方向。80.如申请专利范围第79项所述之离子布植系统,其中该电子枪包括复数的透镜,被分别之棒所支撑,在相邻的棒之间,该等棒之该延展的径向表面积朝向每一其他棒能幅射热传送,趋向于平衡该透镜之该温度。81.如申请专利范围第77项所述之离子布植系统,其中至少之一冷却支撑架具有一延展的径向表面积通常指向于相关的该电子束之该轴方向之横切方向,以散失幅射热于周围。82.如申请专利范围第81项所述之离子布植系统,其中包括复数冷却支撑架。83.如申请专利范围第22项所述之离子布植系统,其中该系统包含具有一系列之连续透镜元件之一电子枪,相邻之该等透镜元件被分别的透镜支撑架支撑,相邻之该等透镜支撑架具有延展的热幅射表面积通常指向于该枪之该轴平行方向,该等透镜支撑架互相朝向,以热传送趋向于平衡个别之该等透镜之该温度,且延展热幅射表面积指向于该电子束轴方向之横切方向,以散失幅射热于周围。84.如申请专利范围第77.78.79或80项所述之离子布植系统,其中至少一该支撑架或包括一夹钳或复数的夹钳以接合分别的透镜或复数的透镜于热传送相关物。图式简单说明:第1图系习知离子布植之离子源之示意图。第2图系根据第1图中离子布植之离子源之部分放大示意图。第3图系根据本发明之离子布植源透视图,本图系以横切图方式由该离子布植源之中心横切,藉以表示内部构造。第4图系根据第3图之离子布植之离子源中电离室之放大透视图。第4a图系根据第4图中所示其根据第3图之较佳实施例所用之离子布植源中电子光学系统之示意图。第5图系供电偏压图示意图,该电力用于提供第3图之离子布植之离子源。第6a图、第6b图系分别为根据本发明之离子布植之离子源中电离室之侧部剖面与顶部剖面示意图。第7a图、第7b图系一装置之透视图与水平剖面图,该装置可改进第6图电离室之电子束焦距之装置之透视图与水平剖面图。第7c图系表示第7a图、第7b图中之该装置之空间几何关系示意图。第8图系表示一透视图,图中之近似第3图之离子布植源将第7a图、第7b图中该装置整合入离子布植源其中。第9图系根据本发明之电离室另一例之水平剖面示意图。第10图系表示第9图之电离室之剖面图,图中之近似第3图之离子布植源将整合入离子布植源其中。第11图系离子布植之概略示意图。第12图系离子源发射离子束之概略示意图。第13图系离子布植概略示意图,该离子布植形成一汲极扩充邻近于一标的基板上之闸极。第14a图系一概略示意图,图中之闸极侧边与汲极扩充层系藉由磷掺杂矽基板进行硼离子布植以形成,而第14图b系沿第14a图之AA之硼与磷离子浓度之对数图。第15图系一曲线图,以函数曲线表示不同离子标的入射角之离子布植之离子布植能与侧向散乱预测间之关系。第16a图、第16b图系示意图,分别表示于一般入射与具7 degree非平行入射角时之离子布植之侧向散乱预测。第17图与第4图近似之装置侧视图,系表示一另一根据本发明之离子布植源以产生延伸带光束。第18a图系一根据本发明之双离子源系统之透视图,用于单离子掺杂装置中以布植n型杂质与p型杂质。第18b图系第18a图所示离子源布植离子于一面板基板之透视图。第19图系一面板显示器用之掺杂装置之透视图,其中包括第18a图所示之设计。第19a图系一图式表示十硼烷之裂面。第20图系一加减速离子布植系统之侧视剖面图,该加减速离子布植系统具有一固定光束线,晶圆系位于一转盘。第21图系一种离子源适用于十硼烷等之侧视图,该离子源改良并入如第20图所示之传统加减速离子布植系统外壳。第22图系另种离子源适用于十硼烷等之侧视图,其特征在于可延伸汲取孔径以产生一具有延伸剖面之初始离子光束;第23图系垂直剖面图,系表示一可利用磁力限制电子束通过电离室之离子源;第24图系电离室之汲取离子光束之延伸剖面之离子光学示意图。第25图系根据本发明之透镜与透镜固定架未说明比例组合立体图。第26图系第27图之根据本发明之电子枪之未说明比例剖面立体图。第27图系根据本发明之电子枪之未封口立体图。 |
