[发明专利]用于改进硅离子注入期间的离子束电流和性能的含硅掺杂剂组合物、使用该组合物的系统和方法

权利要求书

1.掺杂剂气体组合物，其包含：

包含第一基于硅的物质和第二物质的基于硅的掺杂剂气体组合物，其中选择所述第二物质，以在产生并注入活性硅离子期间在所利用的离子源的操作电弧电压下具有比所述第一基于硅的物质高的电离截面；

其中与从四氟化硅(SiF₄)产生的束电流相比，所述基于硅的掺杂剂气体组合物改进离子束电流，以致保持或增加束电流而不使所述离子源降级。

2.如权利要求1所述的掺杂剂气体组合物，其中所述第一基于硅的物质选自SiH₂C1₂、Si₂H₆、SiH₄、SiF₂H₂、SiF₄和其任何组合。

3.如权利要求1所述的掺杂剂气体组合物，其中所述第一基于硅的物质是SiF₄。

4.如权利要求1所述的掺杂剂气体组合物，其中所述第一基于硅的物质是SiF₄并且所述第二物质是Si₂H₆。

5.如权利要求4所述的掺杂剂气体组合物，其中基于所述组合物的总体积计，所述Si₂H₆具有小于50％的浓度。

6.如权利要求5所述的掺杂剂气体组合物，其中所述Si₂H₆具有10％或更小的浓度。

7.用于在硅离子注入期间提供改进的束电流的系统，其包含：

由电弧室壁部分限定的离子源装置，其中所述室包含至少部分配置于所述室壁内的硅离子源；

与所述离子源装置流体连通的一个或更多个供应容器，所述容器存储基于硅的掺杂剂气体组合物，所述组合物包含第一基于硅的物质和第二物质，其中选择所述第二物质，以在注入活性硅离子期间在所述离子源的操作电弧电压下具有比所述第一基于硅的物质高的电离截面；对应于一个或更多个供应容器的一个或更多个供应进料管线，所述进料管线从所述一个或更多个供应容器经由所述壁延伸入所述室中；

其中配置所述一个或更多个供应容器，以使所述基于硅的掺杂剂气体组合物经由所述供应进料管线被分配并且进入所述离子源装置，从而允许所述硅离子源电离所述基于硅的掺杂剂气体组合物，以至少从所述第一基于硅的物质产生至少一部分的活性硅离子，与单独从SiF4产生的束电流相比，所述活性硅离子产生增加的束电流。

8.如权利要求7所述的系统，其中所述第一基于硅的物质选自SiH₂C1₂、Si₂H₆、SiH₄SiF₂H₂、SiF₄和其任何组合。

9.如权利要求7所述的系统，其中所述第一基于硅的物质是SiF₄并且所述第二物质是Si₂H₆。

10.如权利要求9所述的系统，其中基于总的基于硅的掺杂剂气体组合物计，所述Si₂H₆的浓度为1-10vol％。

11.如权利要求7所述的系统，其中作为气体套件的一部分来提供第一供应容器和第二供应容器，所述第一供应容器包含SiF₄并且所述第二供应容器包含Si₂H₆，所述第一和第二供应容器各自分别将SiF₄和Si₂H₆以受控流动速率分配至所述离子源室，以在所述室内产生包含预定浓度下的SiF₄和Si₂H₆的含硅掺杂剂气体组合物，由此Si₂H₆的浓度小于20vol％。