專利名稱：離子源和離子注入器及包括離子源的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離子源和具有離子源的離子注入器，更具體涉及用于產(chǎn)生在半導(dǎo)體制造工藝中摻雜半導(dǎo)體用的離子的離子源，以及涉及包括這種離子源的離子注入器。
背景技術(shù)：
通常，通過用于在半導(dǎo)體襯底如硅晶片上形成電路的制造工藝、用于檢查在襯底上形成的電路的電性能電子管芯挑選(EDS)工藝以及用于使用環(huán)氧樹脂密封半導(dǎo)體器件的封裝工藝來制造半導(dǎo)體器件。
制造工藝通常分為用于在襯底上形成層的淀積工藝、用于平整化層的化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝、用于在層上形成光刻膠圖形的光刻工藝、用于使用光刻膠圖形由該層形成電子圖形的刻蝕工藝、用于將離子注入襯底的預(yù)定區(qū)域中的離子注入工藝、用于從襯底除去顆粒的清洗工藝以及用于檢查圖形的電氣故障的檢查工藝。
為了在半導(dǎo)體襯底上獲得摻雜區(qū)，通過將離子注入襯底的預(yù)定部分，執(zhí)行離子注入工藝。該離子注入工藝使用包括離子源的離子注入器來執(zhí)行。例如，在Bright等的美國(guó)專利號(hào)5,262,652，Abbott等的美國(guó)專利號(hào)6,184,532，Dudniknov等的美國(guó)專利號(hào)6,022,258以及Reyes的美國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)2002/0185607中公開了用于產(chǎn)生離子的已知離子源。
已知的離子源具有其中產(chǎn)生離子的電弧室以及用于熱發(fā)射電子到電弧室中的燈絲。燈絲電流被施加到燈絲，以便熱發(fā)射電子，以及在電弧室施加相對(duì)于燈絲電流偏置的電弧電壓。因此，燈絲用作陰極，而電弧室用作陽極。
通過在燈絲和電弧室之間插入絕緣部件，燈絲與電弧室電絕緣。通過施加燈絲電流到燈絲從加熱的燈絲熱發(fā)射電子。發(fā)射的電子與電弧室中提供的源氣體碰撞，由此在電弧室中產(chǎn)生離子。
圖1是說明現(xiàn)有技術(shù)離子源30的水平剖面圖。圖2是說明圖1的離子源30的垂直剖面圖。
參考圖1和2，現(xiàn)有技術(shù)離子源30包括電弧室外殼32、燈絲34和反射體36。電弧室外殼32限定電弧室33。
燈絲34布置在電弧室33中。燈絲34鄰近電弧室外殼32的第一側(cè)壁32a。在燈絲34和第一側(cè)壁32a之間插入第一絕緣部件38，以便燈絲34與電弧室外殼32電絕緣。
反射體36布置在電弧室33中。反射體36鄰近電弧室外殼32的第二側(cè)壁32b。第二側(cè)壁32b與第一側(cè)壁32a相對(duì)。第二絕緣部件40布置在反射體36和第二側(cè)壁32b之間，以便反射體36也與電弧室外殼32電絕緣。
燈絲34電連接到燈絲電源(未示出)。燈絲34發(fā)射電子到電弧室33中。由于負(fù)電壓被施加到反射體36，因此反射體36排斥電子朝第二側(cè)壁32b移動(dòng)，回到電弧室33的內(nèi)部區(qū)域。因此，可以增加源氣體電離效率。正電壓被施加到電弧室外殼32的側(cè)壁，以便由源氣體的電子和分子之間碰撞產(chǎn)生的離子被返回或反彈回電弧室33。
供氣管線42貫穿電弧室外殼32的第三側(cè)壁32c的中心部分。第三側(cè)壁32c垂直于第一側(cè)壁32a和第二側(cè)壁32b。離子提取管線44貫穿電弧室外殼32的第四側(cè)壁32d。第四側(cè)壁32d與第三側(cè)壁32c相對(duì)。供氣管線42連接到氣體饋送線46，以在電弧室33中提供源氣體。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用于電離源氣體的離子源包括限定電弧室以接收源氣體的電弧室外殼。電弧室具有第一區(qū)域和第二區(qū)域。電子發(fā)射裝置布置在鄰近第一區(qū)域的電弧室中以及用于發(fā)射電子到第一和第二區(qū)域中，以電離源氣體的。電子反射裝置布置在鄰近第二區(qū)域的電弧室中并用于反射從電子發(fā)射裝置發(fā)射的至少一些電子到第二區(qū)域中。供氣系統(tǒng)用于直接將源氣體提供到第一區(qū)域和第二區(qū)域中。根據(jù)某些實(shí)施例，與提供到電弧室的其他區(qū)域中相比，供氣系統(tǒng)用于提供更大質(zhì)量流速的源氣體到第一和第二區(qū)域中。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種用于將材料注入到襯底中的離子注入器包括離子源、終端站以及傳送單元。該離子源用于電離包含待注入到襯底中的材料的源氣體。終端站單元用于處理襯底，以注入從離子源提供的離子。傳送單元將離子源連接到終端站單元，以將離子從離子源傳送到終端站單元。離子源包括限定電弧室以接收源氣體的電弧室外殼。電弧室具有第一區(qū)域和第二區(qū)域。電子發(fā)射裝置布置在鄰近第一區(qū)域的電弧室中以及用于發(fā)射電子到第一和第二區(qū)域中，以電離源氣體。電子反射裝置布置在鄰近第二區(qū)域的電弧室中以及用于反射從電子發(fā)射裝置發(fā)射的至少一些電子到第二區(qū)域中。供氣系統(tǒng)用于將源氣體直接提供到第一區(qū)域和第二區(qū)域中。根據(jù)某些實(shí)施例，與提供到電弧室的其他區(qū)域中相比，供氣系統(tǒng)用于提供更大質(zhì)量流速的源氣體到第一和第二區(qū)域中。
根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，一種用于電離源氣體的方法包括將源氣體直接提供到電弧室的第一區(qū)域中和電弧室的第二區(qū)域中；從電子發(fā)射裝置發(fā)射電子到第一和第二區(qū)域中，以電離源氣體，其中電子發(fā)射裝置布置在鄰近第一區(qū)域的電弧室中；以及使用電子反射裝置將從電子發(fā)射裝置發(fā)射的至少一些電子反射到第二區(qū)域中，其中電子反射裝置布置在鄰近第二區(qū)域的電弧室中。根據(jù)某些實(shí)施例，將源氣體直接提供到第一區(qū)域和第二區(qū)域中的步驟包括與提供到電子發(fā)射裝置和電子反射裝置之間以及第一和第二區(qū)域之間設(shè)置的電弧室的第三區(qū)域中相比，提供更大質(zhì)量流速的源氣體到第一和第二區(qū)域中。
所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從附圖的閱讀和優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述將理解本發(fā)明的更多特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)，這種描述僅僅是本發(fā)明的說明。


通過參考下面的詳細(xì)描述，同時(shí)結(jié)合附圖，將使本發(fā)明的實(shí)施例的上述及其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更為明顯，其中圖1是說明現(xiàn)有技術(shù)離子源的水平剖面圖。
圖2是說明圖1的現(xiàn)有技術(shù)離子源的垂直剖面圖；圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子源的水平剖面圖；圖4是說明圖3的離子源的垂直剖面圖；圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燈絲電源和電弧電源的電路圖；圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例包括選擇性的電子發(fā)射裝置和選擇性的電子反射裝置的圖3和4的離子源的剖面圖；圖7是說明根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例的供氣系統(tǒng)的剖面圖；圖8是說明根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例的供氣系統(tǒng)的剖面圖；圖9是說明根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例的氣體注入器的不完全放大的剖面圖。
圖10是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例包括圖3的離子源的離子注入器的示意性剖面圖；
圖11是說明圖10的離子注入器的終端站單元的放大剖面圖；以及圖12是說明根據(jù)比較例子和根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的例子由離子源產(chǎn)生的離子束的離子電流的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖更完全地描述本發(fā)明，附圖中示出本發(fā)明的說明性實(shí)施例。在圖中，為了清楚可以放大區(qū)域或部件的相對(duì)尺寸。但是，本發(fā)明可以以許多不同形式體現(xiàn)，不應(yīng)該認(rèn)為局限于在此闡述的實(shí)施例中；相反，提供這些實(shí)施例是為了本發(fā)明將是徹底的和完全的，并將本發(fā)明的范圍完全傳遞給所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員。
應(yīng)當(dāng)理解當(dāng)一個(gè)元件或?qū)颖环Q為在另一元件或?qū)印吧稀?、“連接到”另一元件或?qū)?，或“耦合到”另一元件或?qū)?，或與另一元件或?qū)印敖Y(jié)合”時(shí)，它可以直接在另一元件上，連接到另一元件或?qū)?，或耦合到另一元件或?qū)樱蚩梢源嬖诓迦朐驅(qū)?。相反，?dāng)一個(gè)元件被稱為直接在另一元件或?qū)印吧稀?，或“直接連接到”到另一個(gè)元件或?qū)訒r(shí)，不存在插入元件或?qū)?。相同的?biāo)記始終指相同的元件。在此使用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列項(xiàng)的任意和所有組合。應(yīng)當(dāng)理解，盡管在此可以使用術(shù)語第一、第二、第三等來描述各個(gè)元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)該被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅僅用來使一個(gè)元件、層或部分與其它區(qū)域、層或部分相區(qū)別。因此，在不脫離本發(fā)明的教導(dǎo)的條件下，下面論述的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分可以稱為第二元件、組件、區(qū)域、層或部分。
為了便于描述，在此可以使用空間相對(duì)術(shù)語如“在...底下”、“在...下面”、“下”、“在...之上”、“上”等描述一個(gè)元件或部件與圖中所示的另一元件或部件的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解這些空間相對(duì)術(shù)語旨在包括除圖中描繪的取向之外的使用或操作中器件的不同取向。例如，如果在圖中該器件被翻轉(zhuǎn)，那么描述為在其他元件“下面”或“底下”的元件將定向在其他元件或部件“之上”。因此，示例性術(shù)語“在...下面”可以包括“在...之上”和“在...之下”的兩種取向。器件可以被另外定向(旋轉(zhuǎn)90度或以其他取向)以及由此解釋在此使用的空間相對(duì)的描述詞。
在此使用的專業(yè)詞匯僅僅用于描述具體實(shí)施例而不是用來限制本發(fā)明。如在此使用的單數(shù)形式“a”，“an”和“the”同樣打算包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外清楚地表明。還應(yīng)當(dāng)理解，在說明書中使用的術(shù)語“comprises”和/或“comprising”說明陳述部件、整體、步驟、操作、元件、和/或組件的存在，但是不排除存在或增加一個(gè)或多個(gè)其他部件、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組。
在此參考剖面圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例，剖面圖是本發(fā)明的理想化實(shí)施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖。因而，將預(yù)想由于制造技術(shù)和/或容差圖例形狀的變化。因此，本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)該認(rèn)為限于在此所示的區(qū)域的特定形狀，而是包括由制造所得的形狀的偏差。例如，圖示為矩形的注入?yún)^(qū)一般地將具有圓滑的或彎曲的特點(diǎn)和/或在其邊緣具有注入濃度的梯度，而不是從注入?yún)^(qū)至非注入?yún)^(qū)的二元變化。同樣，通過注入形成的掩埋區(qū)在掩埋區(qū)和通過其進(jìn)行注入的表面之間的區(qū)域中可能引起某些注入。因此，圖中所示的區(qū)域本質(zhì)上是示意性的，以及它們的形狀不打算圖示器件區(qū)域的實(shí)際形狀，以及不打算限制本發(fā)明的范圍。
除非另外限定，在此使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同意思。還應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語如在通常使用的詞典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該解釋為具有符合相關(guān)技術(shù)的環(huán)境中的意思且不被解釋理想化或過度地形式感知清楚地，除非在此清楚地限定。
如由本發(fā)明人理解，在現(xiàn)有技術(shù)離子源如離子源30(圖1和2)中，與電弧室33中的其它地方相比，在電弧室33的第一內(nèi)部區(qū)域48a和第二內(nèi)部區(qū)域48b中源氣體被更活躍地電離。第一內(nèi)部區(qū)域48a和第二內(nèi)部區(qū)域48b分別鄰近燈絲34和反射體36。因?yàn)樵诘谝缓偷诙?nèi)部區(qū)域48a和48b處從燈絲34發(fā)射的電子具有最大的動(dòng)能，因此在第一和第二內(nèi)部區(qū)域48a和48b中源氣體也具有最大的離子化級(jí)別。因?yàn)楣夤芫€42布置在第一內(nèi)部區(qū)域48a和第二內(nèi)部區(qū)域48b之間，但是，源氣體不可以被直接提供到第一和第二內(nèi)部區(qū)域48a和48b。因此，電弧室33中的源氣體的總的電離效率可能被減小。結(jié)果，離子注入工藝的處理量可能被減小以及非電離的源氣體可能污染離子注入器。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供離子源和/或引入離子源的離子注入器，可以克服現(xiàn)有技術(shù)離子源和離子注入器的缺點(diǎn)，以及增加源氣體的離子化的效率。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，構(gòu)成和采用離子源，以便源氣體被直接提供到鄰近電子發(fā)射裝置的電弧室的第一區(qū)域中以及提供到鄰近電子反射裝置的電弧室的第二區(qū)域。
圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子源100的水平剖面圖。圖4是說明離子源100的垂直剖面圖。離子源100可以用來在半導(dǎo)體襯底如硅晶片上執(zhí)行離子注入工序，以形成接觸區(qū)如源/漏區(qū)。
離子源100包括電弧室外殼102、電子發(fā)射裝置111和電子反射裝置113。電弧室外殼102在其中限定電弧室103。電子發(fā)射裝置111與電子反射裝置113合作。電子發(fā)射裝置111包括燈絲110。電子反射裝置113包括反射體112。
電弧室103提供其中源氣體被電離的空間或容積。更具體，源氣體在從燈絲110延伸到反射體112的區(qū)域106中被電離，以在其中形成等離子體。源氣體包括離子前體。燈絲110發(fā)射電子到電弧室103的空間中，以便電離源氣體。反射體112反射或排斥從燈絲110發(fā)射的電子朝電弧室103的區(qū)域106的方向。
燈絲110和反射體112沿縱軸A-A互相隔開。沿軸A-A在燈絲110和反射體112之間插入?yún)^(qū)域106。反射體112面對(duì)燈絲110。燈絲110，反射體112和部分區(qū)域106通常沿軸A-A排列。
電弧室外殼102包括第一側(cè)壁102a、第二側(cè)壁102b、第三側(cè)壁102c和第四側(cè)壁102d。第一側(cè)壁102a和第二側(cè)壁102b彼此基本上相對(duì)。第三側(cè)壁102c和第四側(cè)壁102d彼此基本上相對(duì)。第一側(cè)壁102a基本上平行于第二側(cè)壁102b。第三側(cè)壁102c基本上平行于第四側(cè)壁102d。此外，第三和第四側(cè)壁102c和102d基本上垂直于第一和第二側(cè)壁102a和102b。因此，電弧室103被第一、第二、第三和第四側(cè)壁102a，102b，102c和102d限定。
燈絲110布置在電弧室103中。燈絲110可以鄰近于第一側(cè)壁102a設(shè)置。部分燈絲110穿過第一側(cè)壁102a在電弧室103的外部延伸。
反射體112也布置在電弧室103中。反射體112鄰近于第二側(cè)壁102b設(shè)置。部分反射體112穿過第二側(cè)壁102b在電弧室103的外面延伸。反射體112相對(duì)和面對(duì)燈絲110。
燈絲110通過設(shè)置在第一側(cè)壁102a上和/或穿過第一側(cè)壁102a的一個(gè)或多個(gè)第一絕緣部件114與第一側(cè)壁102a電絕緣。第一絕緣部件114插入燈絲110和第一側(cè)壁102a之間。第一絕緣部件114包圍燈絲的各個(gè)延伸部分。
反射體112通過部分地包圍反射體112的延伸部分的第二絕緣部件116與第二側(cè)壁102b電絕緣。第二絕緣部件116布置在第二側(cè)壁102b上和/或穿過第二側(cè)壁102b，以及插入延伸部分和側(cè)壁102b之間。
根據(jù)選擇性實(shí)施例(未示出)，燈絲110和反射體112可以分別與第一和第二側(cè)壁102a和102b隔開預(yù)定距離。在此情況下，燈絲110和反射體112可以與第一和第二側(cè)壁102a和102b電絕緣，不采用第一和第二絕緣部件114和116。
根據(jù)更多實(shí)施例(未示出)，第一側(cè)壁102a可以包括第一孔，具有基本上大于燈絲110的延伸部分的直徑。穿過第一孔的燈絲110的延伸部分具有預(yù)定的圍繞間隙，以便燈絲110與第一側(cè)壁102a電絕緣。附加地，第二側(cè)壁102b可以具有第二孔，第二孔具有基本上大于反射體112的延伸部分的直徑。穿過第二孔的反射體112的延伸部分具有預(yù)定的圍繞間隙，以便反射體112與第二側(cè)壁102b電絕緣。
第一供氣入口104a和第二供氣入口104b貫穿第三側(cè)壁102c。入口104a和104b與電弧室103相連和與電弧室103流動(dòng)地連通。在電離工序過程中源氣體通過第一和第二供氣入口104a和104b提供到電弧室103中。
第一供氣入口104a直接將源氣體提供到位于第一供氣入口104a上的電弧室103的第一內(nèi)部區(qū)域或容積106a中。第一內(nèi)部區(qū)域106a鄰近于燈絲110設(shè)置。第二供氣入口104b直接將源氣體提供到位于第二供氣入口104b上的電弧室103的第二內(nèi)部區(qū)域或容積106b中。區(qū)域106b鄰近于反射體112布置。具體，與區(qū)域106b相比，區(qū)域106a位于更接近燈絲110，與區(qū)域106a相比，區(qū)域106b位于更接近反射體112。此外，根據(jù)某些實(shí)施例以及如圖所示，與反射體112相比，區(qū)域106a位于更接近燈絲110，以及與燈絲110相比，區(qū)域106b位于更接近反射體112。
根據(jù)某些實(shí)施例，以及如圖所示，供氣入口104a，104b每個(gè)用于將源氣體直接注入電弧室103中，以便源氣流直接和無阻地流動(dòng)(即，通過電弧室外殼102的結(jié)構(gòu)元件等)到各個(gè)希望的區(qū)域106a，106b。亦即，從跟隨第一基本上直流管線或路徑的入口104a流出的第一氣體從電弧室103進(jìn)入?yún)^(qū)域106a。同樣，從跟隨第二基本上直流管線或路徑的入口104b流出的第二氣體從電弧室103進(jìn)入?yún)^(qū)域106b。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，通過入口104a，104b引入源氣體，以便源氣體被直接提供到區(qū)域106a，106b，以便開始，預(yù)電離的源氣體以比提供到或通過電弧室103中的其他區(qū)域更大的質(zhì)量流速被提供到區(qū)域106a，106b中或通過區(qū)域106a，106b，電弧室103中的其他區(qū)域發(fā)生較不活躍的電離(即，不在電子發(fā)射裝置和電子反射裝置之間以及鄰近電子發(fā)射裝置和電子反射裝置的每一個(gè)的那些區(qū)域)。結(jié)果，進(jìn)入或通過電弧室103的各個(gè)區(qū)域(包括區(qū)域104a，104b)的源氣體的各個(gè)質(zhì)量流速更多與電弧室的那些區(qū)域中的電離(即，激勵(lì))電子的密度成正比。提供更有效的離子化的源氣體的電離材料。
離子源100被配置為第一供氣入口104a優(yōu)先直接將第一源氣流提供到區(qū)域106a中，以及第二供氣入口104b優(yōu)先直接將第二源氣流提供到區(qū)域106b中。亦即，與沿軸A-A的區(qū)域106a，106b之間的電弧室103的區(qū)域或電弧室103中的其它區(qū)域相比，更多的第一和第二源氣流被入口104a，104b直接提供到各個(gè)區(qū)域106a，106b中。此外，與引入到區(qū)域106b中相比，可以從入口104a引入更多的第一源氣流到區(qū)域106a中，以及，與引入?yún)^(qū)域106a中相比，從入口104b引入更多的第二源氣流到區(qū)域106b中。
根據(jù)某些實(shí)施例以及如圖所示，入口104a，104b沿軸A-A隔開，以便入口104a比入口104b更接近燈絲110和區(qū)域106a，以及入口104b比入口104a更接近反射體112和區(qū)域106b。根據(jù)某些實(shí)施例，在相對(duì)于軸A-A橫向的方向D1和D2中，入口104a和104b分別將它們的源氣體直接流動(dòng)到室103中。根據(jù)某些實(shí)施例以及如圖所示，方向D1和D2基本上垂直于軸A-A。來自入口104a和104b的第一和第二氣流的流徑在方向D1和D2中延伸，方向D1和D2交叉各個(gè)區(qū)域106a和106b。
第一供氣入口104a沿縱軸A-A與燈絲110隔開第一距離d1(從入口104a的中心起計(jì)算)。第二供氣入口104b沿縱軸A-A與反射體112隔開第二距離d2(從入口104b的中心起計(jì)算)。根據(jù)某些實(shí)施例，第一距離d1在約5至15mm的范圍之內(nèi)，以及第二距離d2在約5至15mm的范圍之內(nèi)。根據(jù)某些實(shí)施例，第一供氣入口104a的直徑基本上與第二供氣入口104b的直徑相同。根據(jù)某些實(shí)施例，每個(gè)入口104a，104b的直徑處于約3至5mm的范圍之內(nèi)。
在第三側(cè)壁102c上布置第一接頭或連接部件108a以及第二接頭或連接部件108b。供氣系統(tǒng)120通過第一和第二連接部件108a和108b連接到電弧室103。第一和第二供氣入口104a和104b分別通過第三側(cè)壁102c延伸到電弧室103的外部，然后連接到第一和第二連接部件108a和108b。
供氣系統(tǒng)120包括氣體源122、第一管線124和兩個(gè)第二管線126。源氣體通過第一管線124和第二管線126從氣體源122提供到電弧室103中。第一管線124分為接近第一和第二連接部件108a和108b的第二管線126。第二管線126分別通過第一和連接部件108a和108b連接到第一和第二供氣入口104a和104b。
供氣系統(tǒng)120還包括安裝在第一管線124中的質(zhì)流控制器(MFC)130和閘閥128，以便控制被引入電弧室103中的源氣體的流速。
根據(jù)某些實(shí)施例，源氣體包括如硼(B)、磷(P)、砷(As)、銻(Sb)等元素。這些元素可以改變?cè)谝r底上形成的層和/或襯底的電性能。根據(jù)某些實(shí)施例，源氣體包括BF3。當(dāng)包括BF3的源氣體被提供到電弧室102中，由于源氣體和從燈絲110發(fā)射的電子之間的碰撞，在電弧室103中可以產(chǎn)生包括10B+、10BF+、10BF3+、11B+和/或11BF2+的離子。根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，源氣體還包括不活潑氣體如氬(Ar)氣或氮(N2)氣。
圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燈絲電源140和電弧電源142的電路圖。燈絲電源140電連接到燈絲110(圖3)，以及電弧電源142電連接到電弧室外殼102(圖3)。
參考圖3至5，燈絲電流從燈絲電源140流動(dòng)到燈絲110，以由此從燈絲110熱發(fā)射電子到電弧室103中。相對(duì)于燈絲電流偏置的電弧電壓從弧電源142施加到電弧室外殼102。
燈絲110的延伸部分電連接陰極端子和燈絲電源140的陽極端子。電弧電源142的陽極端子電連接到電弧室102，而電弧電源142的陰極端子電連接到燈絲電源140的陰極端子。燈絲電源140的陰極端子和電弧電源142也被電連接到源地線144。
離子提取器310通過貫穿電弧室外殼102的第四側(cè)壁102d的離子提取出口或管線109連接到電弧室103。離子提取器310通過離子提取管線109從電弧室103提取離子。離子提取器310電連接到提取電源146的陰極端子。抑制電源148電連接離子提取器310和提取電源146，以便防止離子提取器310產(chǎn)生輻射。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，電子反射裝置113的反射體112具有負(fù)電位，以排斥從燈絲110發(fā)射的電子朝電弧室103的第一和第二區(qū)域106a和106b的方向，如圖5所示，反射體112電連接到燈絲電源140的陰極端子。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，離子源100包括電子發(fā)射裝置，電子發(fā)射裝置包括用于發(fā)射電子到電弧室103中的陰極帽蓋152。圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例包括選擇性的電子發(fā)射裝置111a和選擇性的電子反射裝置113a的選擇性離子源100a的剖面圖。
參考圖3，5和6，電子發(fā)射裝置111a包括管150、陰極帽蓋152以及燈絲154。管150通過電弧室外殼102的第一側(cè)壁102a延伸到電弧室103。陰極帽蓋152布置在管150的端部。燈絲154安裝在管150中。燈絲154電連接到燈絲電源140。管150通過包圍管150的第一絕緣部件156與電弧室外殼102電絕緣。
從燈絲154發(fā)射的電子與陰極帽蓋152碰撞，以便陰極帽蓋152被電子加熱。當(dāng)陰極帽蓋152被足夠地加熱時(shí)，加熱的陰極帽蓋152熱發(fā)射電子到電弧室103中。
如圖6所示，電子反射裝置113a采用反射極158代替反射體112。反射極158面對(duì)并與電子發(fā)射裝置111a合作。反射極158布置在電弧室外殼102的第二側(cè)壁102b上。反射極158可以基本上與陰極帽蓋152相對(duì)。反射極158也通過在反射極158和第二側(cè)壁102b之間插入的第二絕緣部件157與電弧室外殼102電絕緣。電浮置的反射極158用來反射或排斥從燈絲110發(fā)射的電子朝電弧室103的第一和第二區(qū)域106a和106b的方向。當(dāng)反射極158用作電子反射裝置時(shí)，發(fā)射到電弧室103中的電子被電浮置的反射極158聚集。一旦由于聚集的電子反射極158具有負(fù)電位，那么反射極158排斥從燈絲110發(fā)射的電子朝電弧室103的第一和第二區(qū)域106a和106b的方向，由此增加源氣體的離子化的效率。
圖7是說明根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例的供氣系統(tǒng)160的剖面圖。參考圖4和7，供氣單元160包括氣體源162、第一管線164、一對(duì)第二管線166、閘閥168、第一MFC 169a和第二MFC 169b。
閘閥168安裝在第一管線164中，第一管線164連接到氣體源162。第二管線166與第一管線164相背離。第二管線166分別連接到布置在電弧室外殼102的第三側(cè)壁102c上的第一連接部件108a和第二連接部件108b。第一和第二MFCs169a和169b分別被安裝在第二管線108a和108b中。每個(gè)第一和第二MFCs169a和169b可被操作為有選擇地調(diào)整流過各個(gè)入口104a和104b并進(jìn)入電弧室103中的源氣體的流速。如上所述，源氣體被引入電弧室103的第一區(qū)域106a和第二區(qū)域106b中。這里，提供到第一區(qū)域106a中的源氣體的第一流速可以基本上等于被引入第二區(qū)域106b的源氣體的第二流速。另外地，MFCs169a，169b可以被有選擇地調(diào)整，以通過入口104a和104b提供不同的流速。根據(jù)某些實(shí)施例，通過入口104a的第一流速基本上大于通過入口104b的第二流速。這些可以是有利的，因?yàn)榻咏鼰艚z110的電子的第一密度相對(duì)大于鄰近于反射體112的電子的第二密度。根據(jù)某些實(shí)施例，第一流速和第二流速之間的比率處于約1.0∶1.0至約2.0∶1.0的范圍之內(nèi)。
圖8是說明根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例的供氣系統(tǒng)170的剖面圖。參考圖4和8，供氣系統(tǒng)170包括氣體源172、第一管線174以及與第一管線174隔開的第二管線176。
第一管線174和第二管線176分別通過第一連接部件108a和第二連接部件108b連接到第一供氣入口104a和第二供氣入口104b。源氣體通過第一和第二管線174和176以及第一和第二供氣入口104a和104b從氣體源172引入到電弧室103中。為了控制源氣體的流速，第一閘閥179a和第一MFC178a被安裝在第一管線174中，以及第二閘閥179b和第二MFC被安裝在第二管線176中。
圖9是說明根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例的氣體注入器180的剖面圖。參考圖3和9，離子源100還包括分別設(shè)置在第一和第二供氣入口104a和104b的每一個(gè)中的第一和第二噴氣嘴或注入器180(圖9中僅僅示出了一個(gè)氣體注入器180)。每個(gè)氣體注入器180包括插入各個(gè)供氣入口104a和104b中的體部分182，以及安裝在第三側(cè)壁102c的內(nèi)部上的法蘭或頭部184。頭部184可以與體部182集成。頭部184可以具有基本上大于體部182的尺寸。通過頭部184和體部182形成多個(gè)注氣孔186。通過增加從入口104a，104b流動(dòng)的源氣體的速度氣體注入器180可以用來增加源氣體電離的效率，以及由此分別將源氣體更直接引入鄰近于燈絲110和反射體112的第一和第二區(qū)域106a和106b中。
參考圖10和11，離子注入器10包括離子源100、終端站單元200和傳送單元300。圖10是說明離子注入器10的示意性剖面圖。圖11是說明終端站單元200的放大剖面圖。
如上所述，離子注入器10將離子從離子源100直接提供到半導(dǎo)體襯底20的預(yù)定部分中。終端站單元200處理半導(dǎo)體襯底20，以將離子注入半導(dǎo)體襯底20的希望部分。傳送單元300將離子源100連接到終端站單元200。傳送單元300將離子從離子源100傳送到終端站單元200。
如上所述，離子源100包括用于提供產(chǎn)生離子的空間的電弧室外殼102，電子發(fā)射裝置用于提供電子到電弧室103中，電子反射裝置用于排斥電弧室103內(nèi)的電子，以及供氣系統(tǒng)用于提供源氣體到電弧室103中。從離子源100產(chǎn)生的離子被注入到裝載在終端站單元200中的半導(dǎo)體襯底20的希望部分中。
終端站單元(end station unit)200包括離子注入室230、用于保持半導(dǎo)體襯底的卡盤以及連接到卡盤210的驅(qū)動(dòng)單元220?？ūP210和驅(qū)動(dòng)單元220布置在離子注入室230中。驅(qū)動(dòng)單元220使在卡盤210上裝載的半導(dǎo)體襯底20傾斜，以便控制離子束的入射角。驅(qū)動(dòng)單元220也垂直地移動(dòng)卡盤210，以沿設(shè)置在卡盤210上的半導(dǎo)體襯底20掃描離子束。
卡盤210可以使用靜電壓力保持半導(dǎo)體襯底20。驅(qū)動(dòng)單元220包括用于使卡盤210傾斜的第一移動(dòng)部件222和用于沿垂直方向移動(dòng)卡盤210的第二移動(dòng)部件224。第一移動(dòng)部件222調(diào)整在卡盤210上設(shè)置的半導(dǎo)體襯底20的傾斜角，以便避免在注入工序過程中由半導(dǎo)體襯底20的晶體結(jié)構(gòu)引起的溝道效應(yīng)。例如，當(dāng)離子束被水平地照射在半導(dǎo)體襯底20上時(shí)，第一移動(dòng)部件222沿相對(duì)于半導(dǎo)體襯底20的垂直線傾斜半導(dǎo)體襯底20約±7°度。亦即，當(dāng)?shù)谝灰苿?dòng)部件222以約±7°傾斜半導(dǎo)體襯底20時(shí)，離子束的入射角約為83°。
根據(jù)某些實(shí)施例，終端站單元200包括用于同時(shí)保持多個(gè)襯底的分批式卡盤，代替如圖11所示的單個(gè)型卡盤210。
傳送單元300包括離子提取器310、分析器磁鐵320和加速器330。離子提取器310提取來自離子源100的離子。分析器磁鐵320從由離子提取器310提取的離子當(dāng)中選擇待注入到部分半導(dǎo)體襯底20中的離子。加速器330加速?gòu)姆治銎鞔盆F320選擇的離子。
提取電壓被施加到離子提取器310，以從電弧室103提取離子。在離子提取器310和分析器磁鐵320之間布置第一極性變換器。第一極性變換器340變換離子束的極性，離子束包括由離子提取器310提取的離子。第一極性變換器340可以包括電子捐獻(xiàn)物質(zhì)如固體鎂和加熱器。當(dāng)加熱器加熱固體鎂直到適當(dāng)?shù)臏囟?例如，約450℃)時(shí)，從固體鎂發(fā)射的蒸發(fā)鎂分子可以與由離子提取器310提取的離子碰撞。根據(jù)蒸發(fā)的鎂分子和提取的離子之間的碰撞，離子束的極性從正極性轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)極性。分析器磁鐵320從具有負(fù)極性的離子束中包括的離子當(dāng)中選擇希望的離子。
包括由分析器磁鐵320選擇的離子的離子束被感應(yīng)到加速器330。然后在加速器330中加速所選擇的離子，以具有各種能量級(jí)。此外，第二極性變換器350布置在加速器330中，以轉(zhuǎn)變離子束的極性，離子束包括穿過加速器330的離子。第二極性變換器350使用汽提氣體轉(zhuǎn)變離子束的極性。因此，第二極性變換器350可以包括汽提器。
加速器330可以包括用于加速具有負(fù)極性的離子束的第一加速部件和用于加速具有正極性的離子束的第二加速部件。為了將離子束的極性從負(fù)極性轉(zhuǎn)變?yōu)檎龢O性，在第一加速部件和第二加速部件之間布置第二極性變換器350。被第一加速部件加速的負(fù)極性離子束通過從第二極性變換器350提供的汽提氣體變?yōu)檎龢O性離子束。使用第二加速部件加速轉(zhuǎn)變的正極性離子束。汽提氣體可以包括氮?dú)饣驓鍤?。通過汽提氣體的負(fù)離子和分子之間的碰撞，負(fù)極性離子束中包括的負(fù)離子變?yōu)檎x子。
傳送單元300包括離子過濾器360、掃描器磁鐵370和準(zhǔn)直儀磁鐵380。離子過濾器選擇具有希望能量級(jí)或級(jí)別的離子。掃描器磁鐵370掃描水平延伸的離子束，離子束包括具有期望能量級(jí)的離子。準(zhǔn)直儀磁鐵380提供相對(duì)于襯底20的整個(gè)掃描區(qū)域平行的離子束。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，離子注入器10包括可移動(dòng)的法拉第圓筒系統(tǒng)和劑量法拉第圓筒系統(tǒng)，以便測(cè)量離子的劑量和離子束的離子電流的均勻性，離子束具有通過掃描器磁鐵370和準(zhǔn)直儀磁鐵380形成的帶狀?？梢苿?dòng)法拉第圓筒系統(tǒng)可以沿離子束的延伸方向移動(dòng)，以及劑量法拉第圓筒系統(tǒng)可以設(shè)置在卡盤210之后。
例子-離子源的離子化效率的估計(jì)具有上述結(jié)構(gòu)的離子源構(gòu)成例子1至6，以及現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)的離子源用作比較例子。測(cè)量與各種施加的加速度能量相關(guān)的離子束的離子電流，以根據(jù)比較例子和例子1至6估計(jì)離子源的離子化效率。
下列圖表示出了根據(jù)用于八種施加的加速能量的每一個(gè)的比較例子和例子1至6，由離子源產(chǎn)生的離子束的離子電流。圖12是說明根據(jù)比較例子和例子1至6，由離子源產(chǎn)生的離子束的離子電流的曲線圖。
圖表

在上述圖表和12中，BF3氣體用作源氣體和使用分析器磁鐵形成由離子源產(chǎn)生的包括11B+離子的離子束。使用可移動(dòng)法拉第圓筒系統(tǒng)和劑量法拉第圓筒系統(tǒng)測(cè)量離子束的離子電流。
如上述圖表和圖12所示，盡管離子束的離子電流根據(jù)施加的加速能量而變化，但是由例子1至6的離子源產(chǎn)生的離子束的離子電流基本上大于由比較例子的離子源產(chǎn)生的離子束的離子電流。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例構(gòu)成的離子源具有基本上大于現(xiàn)有技術(shù)離子源的源氣體的電離效率。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，離子源可以具有增加的源氣體電離效率，因?yàn)樵礆怏w通過第一供氣入口被直接提供到鄰近于電子發(fā)射裝置的第一區(qū)域中以及通過第二供氣入口被直接提供到鄰近于電子反射裝置的第二區(qū)域中。更有效的離子化可以防止或減小由非電離的源氣體引起的離子源的雜質(zhì)。通過增加離子束中的離子密度可以增加離子束的均勻性。此外，包括離子源的離子注入器具有增加的源氣體電離效率。
此外，當(dāng)離子注入工序采用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的離子源時(shí)，離子注入工序的處理量可以被增強(qiáng)。例如，離子注入工序的處理時(shí)間可以減小約3,990秒至約2,990秒。
根據(jù)某些實(shí)施例，通過至在電子發(fā)射裝置和電子反射裝置之間振蕩的路徑的磁場(chǎng)(例如，通過外部磁場(chǎng)發(fā)生器提供)限制從電子發(fā)射裝置發(fā)射的高能離子。
根據(jù)某些實(shí)施例，離子源是Bernas型離子源。
根據(jù)某些實(shí)施例，在電離工序過程中電弧室103保持真空。
上述是本發(fā)明的說明且不允許被認(rèn)為是其限制。盡管已經(jīng)描述本發(fā)明的一些示例性實(shí)施例，但是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易理解在不顯著地脫離本發(fā)明的新穎性教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)的條件下，在示例性實(shí)施例中許多改進(jìn)是可能的。由此，所有這種改進(jìn)都確定為包括在權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。在權(quán)利要求書中，裝置-加功能條款用來覆蓋執(zhí)行所述功能的在此描述的結(jié)構(gòu)，以及不僅結(jié)構(gòu)等效而且也等效結(jié)構(gòu)。因此，應(yīng)當(dāng)理解上文是本發(fā)明的說明以及不允許被認(rèn)為是局限于公開的特定實(shí)施例，而且對(duì)公開實(shí)施例的改進(jìn)以及其他實(shí)施例確定為包括在附加權(quán)利要求的范圍內(nèi)。發(fā)明由下列權(quán)利要求限定，具有在其中包括的權(quán)利要求的等效物。
權(quán)利要求
1.一種用于電離源氣體的離子源，該離子源包括限定電弧室以接收源氣體的電弧室外殼，電弧室具有第一區(qū)域和第二區(qū)域；布置在鄰近第一區(qū)域的電弧室中以及用于發(fā)射電子到第一和第二區(qū)域中以電離源氣體的電子發(fā)射裝置；布置在鄰近第二區(qū)域的電弧室中以及用于反射從電子發(fā)射裝置發(fā)射的至少一些電子到第二區(qū)域中的電子反射裝置；以及用于直接提供源氣體到第一區(qū)域和第二區(qū)域中的供氣系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的離子源，其中與提供到電弧室的其他區(qū)域中相比，供氣系統(tǒng)用來提供更大質(zhì)量流速的源氣體到第一和第二區(qū)域中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的離子源，其中與提供到位于電子發(fā)射裝置和電子反射裝置之間以及第一和第二區(qū)域之間的電弧室的第三區(qū)域中相比，供氣系統(tǒng)用來提供更大質(zhì)量流速的源氣體到第一和第二區(qū)域中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的離子源，其中供氣系統(tǒng)包括第一和第二供氣入口，以及用于沿第一基本上直流路徑直接將第一源氣流從第一供氣入口提供到第一區(qū)域，以及用于沿第二基本上直流路徑直接將第二源氣流從第二供氣入口提供到第二區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的離子源，其中電子發(fā)射裝置和電子反射裝置沿軸隔開。第一和第二區(qū)域沿軸隔開以及布置在電子發(fā)射裝置和電子反射裝置之間；供氣系統(tǒng)包括沿軸隔開的第一和第二供氣入口；以及第一供氣入口用于將源氣體直接提供到第一區(qū)域中，以及第二供氣入口用于將源氣體直接提供到第二區(qū)域中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的離子源，其中供氣系統(tǒng)包括在電弧室外殼的側(cè)壁中布置的第一供氣入口和第二供氣入口，其中第一供氣入口和第二供氣入口分別用于將源氣體直接提供到第一區(qū)域和第二區(qū)域中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的離子源，其中該供氣系統(tǒng)包括包括供應(yīng)源氣體的氣體源；連接到氣體源的第一管線；以及與第一管線分開并分別連接到第一和第二供氣入口的一對(duì)第二管線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的離子源，其中供氣系統(tǒng)還包括安裝在第一管線中的閘閥和質(zhì)流控制器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的離子源，其中該供氣系統(tǒng)還包括安裝在第一管線中的閘閥；以及安裝在每個(gè)第二管線中的質(zhì)流控制器。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的離子源，其中第一和第二供氣入口的每一個(gè)具有約3至5mm的直徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求6的離子源，其中第一供氣入口的中心部分和電子發(fā)射裝置之間的距離處于約5至15mm的范圍之內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求6的離子源，其中第二供氣入口的中心部分和電子反射裝置之間的距離處于約5至15mm的范圍之內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求6的離子源，其中該供氣系統(tǒng)包括包括供應(yīng)源氣體的氣體源將氣體源連接到第一供氣入口以將源氣體提供到第一區(qū)域的第一管線；以及將氣體源連接到第二供氣入口以將源氣體提供到第二區(qū)域的第二管線。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的離子源，其中該供氣系統(tǒng)還包括安裝在第一管線中的第一閘閥和第一質(zhì)流控制器；以及安裝在第二管線中的第二閘閥和第二質(zhì)流控制器。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的離子源，其中離子源用于以第一流速將源氣體直接提供到第一區(qū)域中以及以第二流速直接提供到第二區(qū)域中，以及第一流速等于或大于第二流速。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的離子源，還包括分別耦合到第一和第二供氣入口以將源氣體注入第一和第二區(qū)域中的第一和第二氣體注入器，氣體注入器分別鄰近于第一和第二區(qū)域設(shè)置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的離子源，其中第一和第二氣體注入器的每一個(gè)包括用于噴射源氣體的多個(gè)注氣孔。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的離子源，其中電子發(fā)射裝置包括電連接到燈絲電源的燈絲，燈絲穿過電弧室外殼的側(cè)壁延伸到電弧室中。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的離子源，還包括在燈絲和電弧室的側(cè)壁之間布置的第一絕緣部件。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的離子源，其中電子發(fā)射裝置部件包括穿過電弧室外殼的側(cè)壁延伸到電弧室中的管；連接到管的端部的陰極帽蓋；以及布置在管中的燈絲，燈絲電連接到燈絲電源。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的離子源，還包括布置在管和電弧室外殼的側(cè)壁之間的第二絕緣部件。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的離子源，其中電子反射裝置包括電連接到負(fù)電位的反射體。
23.根據(jù)權(quán)利要求1的離子源，其中電子反射裝置包括電浮置的反射極。
24.一種用于將材料注入到襯底中的離子注入器，該離子注入器包括用于電離源氣體的離子源，源氣體包含待注入到襯底中的材料；用于處理襯底，以注入從離子源提供的離子的終端站單元；以及將離子源連接到終端站單元，以將離子從離子源傳送到終端站單元的傳送單元；其中該離子源包括限定電弧室以接收源氣體的電弧室外殼，電弧室具有第一區(qū)域和第二區(qū)域；布置在鄰近第一區(qū)域的電弧室中以及用于發(fā)射電子到第一和第二區(qū)域中以電離源氣體的電子發(fā)射裝置；布置在鄰近第二區(qū)域的電弧室中以及用于反射從電子發(fā)射裝置發(fā)射的至少一些電子到第二區(qū)域中的電子反射裝置；以及用于直接提供源氣體到第一區(qū)域和第二區(qū)域中的供氣系統(tǒng)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的離子注入器，其中與提供到電弧室的其他區(qū)域中相比，供氣系統(tǒng)用于提供更大質(zhì)量流速的源氣體到第一和第二區(qū)域中。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的離子注入器，其中終端站單元包括用于支撐襯底的卡盤；以及用于傾斜卡盤，以調(diào)整包括離子的離子束的入射角，以及移動(dòng)卡盤，以掃描被卡盤支撐的襯底表面的驅(qū)動(dòng)部件。
27.根據(jù)權(quán)利要求24的離子注入器，其中傳送單元包括用于從離子源提取離子以形成第一離子束的離子提取器；用于選擇待注入到襯底中的離子的分析器磁鐵；以及用于加速第二離子束的加速器，第二離子束包括由分析器磁鐵選擇的具有希望能量級(jí)的離子。
28.根據(jù)權(quán)利要求24的離子注入器，其中供氣系統(tǒng)包括布置在電弧室外殼的側(cè)壁中的第一供氣入口和第二供氣入口，其中第一供氣入口和第二供氣入口分別用于將源氣體直接提供到第一區(qū)域和第二區(qū)域中。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的離子注入器，其中供氣單元還包括包括供應(yīng)源氣體的氣體儲(chǔ)藏室；連接到氣體源的第一管線；以及與第一管線分開并分別連接到第一和第二供氣入口的一對(duì)第二管線。
30.根據(jù)權(quán)利要求24的離子注入器，其中離子源用于以第一流速將源氣體直接提供到第一區(qū)域中和以第二流速直接提供到第二區(qū)域中，以及第一流速等于或大于第二流速。
31.根據(jù)權(quán)利要求24的離子注入器，還包括分別耦合到第一和第二供氣入口以將源氣體注入第一和第二區(qū)域中的第一和第二氣體注入器，氣體注入器分別鄰近于第一和第二區(qū)域設(shè)置。
32.根據(jù)權(quán)利要求24的離子注入器，其中電子發(fā)射裝置包括電連接到燈絲電源的燈絲，燈絲穿過電弧室外殼的側(cè)壁延伸到電弧室中。
33.根據(jù)權(quán)利要求24的離子注入器，其中該電子發(fā)射裝置包括延伸到電弧室外殼中的管；連接到管的端部的陰極帽蓋；以及布置在管中并電連接到燈絲電源的燈絲。
34.根據(jù)權(quán)利要求24的離子注入器，其中電子反射裝置包括電連接到負(fù)電位的反射體。
35.根據(jù)權(quán)利要求24的離子注入器，其中電子反射裝置包括電浮置的反射極。
36.一種用于電離源氣體的方法，該方法包括直接將源氣體提供到電弧室的第一區(qū)域中和電弧室的第二區(qū)域中；從電子發(fā)射裝置發(fā)射電子到第一和第二區(qū)域中，以電離源氣體，其中電子發(fā)射裝置布置在鄰近第一區(qū)域的電弧室中；以及使用電子反射裝置將從電子發(fā)射裝置發(fā)射的至少一些電子反射到第二區(qū)域中，其中電子反射裝置布置在鄰近第二區(qū)域的電弧室中。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中將源氣體直接提供到第一區(qū)域和第二區(qū)域中包括，與提供到電子發(fā)射裝置和電子反射裝置之間和第一和第二區(qū)域之間設(shè)置的電弧室的第三區(qū)域中相比，提供更大質(zhì)量流速的源氣體到第一和第二區(qū)域中。
全文摘要
一種用于電離源氣體的離子源包括限定電弧室以接收源氣體的電弧室外殼。電弧室具有第一區(qū)域和第二區(qū)域。電子發(fā)射裝置布置在鄰近第一區(qū)域的電弧室中以及用于發(fā)射電子到第一和第二區(qū)域中以電離源氣體。電子反射裝置布置在鄰近第二區(qū)域的電弧室中以及用于反射從電子發(fā)射裝置發(fā)射的至少一些電子到第二區(qū)域中。供氣系統(tǒng)用于將源氣體直接提供到第一區(qū)域和第二區(qū)域中。根據(jù)某些實(shí)施例，與提供到電弧室的其他區(qū)域中相比，供氣系統(tǒng)用于提供更大質(zhì)量流速的源氣體到第一和第二區(qū)域中。
文檔編號(hào)H01J27/02GK1758409SQ20051008854
公開日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2005年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月4日
發(fā)明者金勇權(quán), 李在哲, 姜成鎬, 李相哲, 鄭義庸 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社