專利名稱：銦離子產(chǎn)生裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種銦離子產(chǎn)生裝置及使用該銦離子產(chǎn)生裝置的銦離子產(chǎn)生方法，尤其涉及使用固態(tài)含銦化合物加熱產(chǎn)生銦離子的銦離子產(chǎn)生裝置和方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體行業(yè)的飛速發(fā)展，向半導(dǎo)體元件內(nèi)注入離子化的銦已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在各種半導(dǎo)體器件工藝中。目前的工藝中，注入離子化的銦時使用的銦源是固體源，如InCl3。使用坩堝來加熱InCl3使其升華變成氣體后在電弧室電離形成正價銦離子。而在半導(dǎo)體器件工藝中，其他元素(如As、P、B、BF)的離子注入使用的都是氣體源，可以直接電離產(chǎn)生正離子。 現(xiàn)有技術(shù)中，注入離子化的銦必須等到InCl3經(jīng)坩堝加熱到300度以上升華，同時在電弧室中聚集到達一定濃度后，才可以通過電絲發(fā)出的電子來轟擊，使銦氣體電力，然后吸引出來形成銦離子束。在坩堝升溫和銦原子聚集的過程中會消耗較多的時間，至少30分鐘?？傊?，單純的銦在電弧室中的電離效率較低，離子化的數(shù)量少，速度慢，影響生產(chǎn)速度和質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于提供一種銦離子產(chǎn)生速度快，離子轉(zhuǎn)化率高的銦離子產(chǎn)生裝置和方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種銦離子產(chǎn)生裝置，包括坩堝，用于盛放固態(tài)含銦化合物；熱源，用于加熱所述坩堝，氣化所述固態(tài)含銦化合物得到含銦化合物蒸氣；電弧室，用于使含銦化合物蒸氣電離產(chǎn)生等離子體；向所述電弧室通入稀釋氣體的充
氣裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種使用上述銦離子產(chǎn)生裝置的銦離子產(chǎn)生方法，包括以下步驟第一步，向坩堝中盛放固態(tài)含銦化合物；第二步，通過熱源加熱所述坩堝；第三步，所述含銦化合物達到第一預(yù)設(shè)溫度時，使用充氣裝置向電弧室內(nèi)充入稀釋氣體；第四步，通過熱源加熱所述坩堝，使所述含銦化合物達到第二預(yù)設(shè)溫度。優(yōu)選的，所述含銦化合物為InCl3 InCl3 H2O InCl3 4H20。優(yōu)選的，所述稀釋氣體為氬氣。優(yōu)選的，所述第一預(yù)設(shè)溫度為250攝氏度。優(yōu)選的，所述第二預(yù)設(shè)溫度為300攝氏度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是通過向電弧室中充入稀釋氣體，利用荷轉(zhuǎn)過程增加了銦離子化的速度和轉(zhuǎn)化率。
具體實施例方式以下通過具體實施例說明本發(fā)明的思想。
本發(fā)明的具體實施例的銦離子產(chǎn)生裝置包括坩堝，用于盛放固態(tài)含銦化合物；熱源，用于加熱所述坩堝，氣化所述固態(tài)含銦化合物得到含銦化合物蒸氣；電弧室，用于使含銦化合物蒸氣電離產(chǎn)生等離子體；向所述電弧室通入稀釋氣體的充氣裝置。具體的，使用銦離子產(chǎn)生裝置產(chǎn)生銦離子包括以下步驟第一步，向坩堝中盛放固態(tài)含銦化合物，具體的，所述含銦化合物為InCl3InCl3 H2O InCl3 4H20。第二步，通過熱源加熱所述坩堝。第三步，所述含銦化合物達到第一預(yù)設(shè)溫度時，使用充氣裝置向電弧室內(nèi)充入稀釋氣體。在含銦化合物為InCl3或InCl3 H2O或InCl3 4H20時，該第一預(yù)設(shè)溫度優(yōu)選為 250攝氏度。優(yōu)選的，該稀釋氣體為氬氣，但也可以為其他合適的氣體。這樣，在InCl3升華前，在電弧室形成大量的Ar+。第四步，通過熱源加熱所述坩堝，使所述含銦化合物達到第二預(yù)設(shè)溫度。優(yōu)選的，所述第二預(yù)設(shè)溫度大于等于300攝氏度，即大于等于含銦化合物的氣化溫度。在第四步中，Ar+正離子和In原子碰撞實現(xiàn)荷轉(zhuǎn)過程，該荷轉(zhuǎn)過程釋放多余勢能使In原子外層電子激發(fā)形成正離子，同時促成InCl3分解。在本發(fā)明中，利用了荷轉(zhuǎn)過程加速銦的離子化。荷轉(zhuǎn)，或稱電荷交換，是正離子與中性原子碰撞時發(fā)生的電荷轉(zhuǎn)移過程。這是正離子將俘獲原子中的一個價電子而成為原子；原子則因失去一個價電子而成為正離子。荷轉(zhuǎn)過程屬于第二類非彈性碰撞過程。在碰撞中，碰撞粒子的勢能從一方轉(zhuǎn)移到另一方在本具體實施例中，銦原子和氬原子間的荷轉(zhuǎn)過程可以表示為Ar++In- > Ar+In++ A E式中，In、In+、Ar、Ar+、AE分別代表銦原子、銦的正尚子、気原子、気的正尚子、兩個粒子的勢能之差，當(dāng)它們均處于基態(tài)時，AE就等于兩者電離能之差，由于Ar的電離能大于In的電離能，AE為正值，荷轉(zhuǎn)過程中釋放多余勢能，釋放能量可以轉(zhuǎn)換為碰撞粒子的動能活使其激發(fā)；若碰撞粒子為分子，還可以使分子離解。這種電離能之間的差異可以增加粒子碰撞的幾率，通過能量轉(zhuǎn)換和電荷轉(zhuǎn)換實現(xiàn)目標(biāo)原子的快速電離。盡管為示例目的，已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將意識到，在不脫離由所附的權(quán)利要求書公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，各種改進、增加以及取代是可能的。
權(quán)利要求
1.一種銦離子產(chǎn)生裝置，包括 坩堝，用于盛放固態(tài)含銦化合物； 熱源，用于加熱所述坩堝，氣化所述固態(tài)含銦化合物得到含銦化合物蒸氣； 電弧室，用于使含銦化合物蒸氣電離產(chǎn)生等離子體； 其特征在于，還包括向所述電弧室通入稀釋氣體的充氣裝置。
2.一種的銦離子產(chǎn)生方法，使用權(quán)利要求I所述的銦離子產(chǎn)生裝置，其特征在于包括以下步驟 第一步，向坩堝中盛放固態(tài)含銦化合物； 第二步，通過熱源加熱所述坩堝； 第三步，所述含銦化合物達到第一預(yù)設(shè)溫度時，使用充氣裝置向電弧室內(nèi)充入稀釋氣體； 第四步，通過熱源加熱所述坩堝，使所述含銦化合物達到第二預(yù)設(shè)溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銦離子產(chǎn)生方法，其特征在于，所述含銦化合物為InCl3InCl3 H2O InCl3 4H20。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銦離子產(chǎn)生方法，其特征在于，所述稀釋氣體為氬氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的銦離子產(chǎn)生方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)溫度為250攝氏度。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的銦離子產(chǎn)生方法，其特征在于，所述第二預(yù)設(shè)溫度為300攝氏度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種銦離子產(chǎn)生裝置，包括坩堝，用于盛放固態(tài)含銦化合物；熱源，用于加熱所述坩堝，氣化所述固態(tài)含銦化合物得到含銦化合物蒸氣；電弧室，用于使含銦化合物蒸氣電離產(chǎn)生等離子體；向所述電弧室通入稀釋氣體的充氣裝置。本發(fā)明的有益效果是通過向電弧室中充入稀釋氣體，利用荷轉(zhuǎn)過程增加了銦離子化的速度和轉(zhuǎn)化率。
文檔編號C23C14/48GK102808162SQ20111014453
公開日2012年12月5日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者張偉 申請人:無錫華潤上華半導(dǎo)體有限公司, 無錫華潤上華科技有限公司