F3+++、B2F2+++、BF3+++、BF2+++、BF+++、B+++和F+++，其中含硼前体化合物同位素富集至超过iqB和11B之一的天然丰度。
[0072]在这些组合物中，所述硼前体化合物可具有化学式B2F4或任意其它合适的化学式。所述组合物的构成可为使得原子质量为10的硼同位素在含硼离子物质中的浓度高于19.9%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、80%、85%、90%、95%、99%、99.9%或99.99%。或者，所述组合物的构成可为使得原子质量为11的硼同位素在上述含硼离子物质中的浓度高于80.1%、85%、90%、95%、99%、99.9%或99.99%。
[0073 ] 本公开内容的另一方面涉及硼离子物质，其选自B2F/、B2Fs+、B2F2+、BF3+、BF2+、BF+、B+、B2F/+、B2F3++、B2F2++、BF3++、BF2++、BF++、B++、B2F/++、B2F3+++、B2F2+++、BF3+++、BF2+++、BF+++和 B+++，并且同位素富集至超过lt3B和11B之一的天然丰度。在所述硼离子物质中，原子质量为10的硼同位素在上述硼离子物质中的浓度高于19.9%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、80%、85%、90%、95%、99%、99.9%或99.99%，或者，原子质量为11的硼同位素在上述硼离子物质中的浓度高于80.1 %、85%、90%、95%、99%、99.9%或99.99%。
[0074]本公开内容的另一方面涉及改进离子注入过程的射束电流的方法，其包括使用同位素富集的含硼化合物，所述化合物与相应的非同位素富集的含硼化合物相比可有效形成同位素富集的离子物质，得到该改进的射束电流。
[0075]所述同位素富集的含硼化合物可以具有化学式B2F4,或者包括任意其它合适的同位素富集的含硼化合物。在一个实施方案中，原子质量为10的硼同位素在所述同位素富集的离子物质中的浓度高于19.9%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、80%、85%、90%、95%、99%、99.9%或99.99%。在另一个实施方案中，原子质量为11的硼同位素在上述同位素富集的离子物质中的浓度高于80.1%、85%、90%、95%、99%、99.9% 或 99.99%。
[0076]本公开内容的另一方面涉及乙硼烷(B2H6)结合B2F4作为掺杂剂前体组合物的用途。所述B2F4在该掺杂剂前体组合物中可以为如在本说明书中广泛描述的同位素富集的，或者为非同位素富集形式。类似地，该掺杂剂前体组合物中的乙硼烷可以同位素富集硼同位素物质，或者为非同位素富集的形式。在使用这样的B2F4和乙硼烷的掺杂剂前体组合物时，所述B2F4和乙硼烷化合物可以彼此预混合并且从相同的源部件传送，或者，这些B2F4和乙硼烷化合物可各自由分别的源部件提供，并且以任意合适的方式从这些分别的源部件流至处理工具。例如，单独的B2F4和乙硼烷化合物可从分别的源部件共同流至所述处理工具，或者，这些化合物可以以连续或交替的方式传送至所述处理工具。
[0077]在本公开内容的另一方面，本公开内容的硼化合物和组合物可用于基底的等离子体掺杂以用于生产太阳能电池，其使用来自本说明书中广泛描述的富集的或非富集的B2F4和含B2F4组合物的硼离子。
[0078]现在参照附图，图1为本公开内容的一个实施方案的半导体制造设备的示意图，其包括配置以接收来自前体供应容器的同位素富集的含硼前体的离子注入系统。
[0079]如图1所示，所述半导体制造设备180包括掺杂剂前体供应容器182，其配置用于将掺杂剂前体分配至所述离子注入系统的离子源室。所述掺杂剂前体供应容器182可以为任意合适的类型，并且当所述掺杂剂前体为气态形式并且可物理吸附在所述容器中含有的吸附介质上时，可以由例如购自ATMI公司(Danbury ,Connecticut ,USA)商标为“SDS”类型的基于吸附剂的流体贮存和分配装置构成，所述容器用于在低于大气压的压力下(例如，低于600torr(托)的压力，如约10至约500torr的压力)提供掺杂剂前体气体。或者，当所述掺杂剂前体以加压状态贮存时(例如，贮存在购自ATMI公司(Danbury，Connect i cut，USA)商标为“VAC”的类型的压力调节容器中，其用于在较低压力下从含液体容器中分配气体)，所述掺杂剂前体可以为液体形式。再或者，所述掺杂剂前体可以为固体形式并且可以在购自ATMI公司(Danbury ,Connecticut ,USA)商标为ProE-Vap的类型的气化器容器中提供，其中加热所述掺杂剂前体固体以生成前体蒸汽用于所述离子注入操作。
[0080]在示意性的图1系统中的掺杂剂前体可包括例如同位素富集的四氟化二硼(B2F4),或任意其它同位素富集的含硼前体。
[0081]所述掺杂剂气体在进料管线184中流至气体分配单元186，其构造并配置为抑制位于离子源190的高压进口 188上游的掺杂剂气体的电离，其中所述掺杂剂气体经电离形成具有所需特性的掺杂剂离子。
[0082]所生成的掺杂剂离子在通道192中从离子源190传送至注入室194，其中晶片(未示出)放置在相对于掺杂剂物质的离子流的离子撞击位置。
[0083]从注入室排出的副产物在流出物处理管线196中流至流出物处理单元198，其中所述流出物可以经处理和/或回收加工以生成最终流出物，其从排出物处理单元198排出。
[0084]虽然本发明已经在本说明书中参照本发明具体方面、特征和说明性的实施方案进行了描述，但是应理解的是本发明的应用没有因此而受到限制，而是延伸至并且包括许多其它变化、改变和替换方案，基于本文的公开内容，这一点对于本发明的领域的普通技术人员是显而易见的。相应地，本说明书下文所要求保护的本发明意在被广义地说明和解释为包括在本发明主旨和范围内的所有的这些变化、改变和替换方案。
【主权项】
1.一种离子注入方法，包括: 将B2F4和乙硼烷共流至电离区域； 使共流的B2F4和乙硼烷在电离区域中电离以形成硼掺杂剂物质;和 离子注入硼掺杂剂物质。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述B2F4是同位素富集的。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述乙硼烷是同位素富集的。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述B2F4和所述乙硼烷均是同位素富集的。5.根据权利要求1所述的方法，其中进行所述电离以产生所述硼掺杂剂物质的离子束，并且所述硼掺杂剂物质的所述离子束被电场加速以将含硼离子注入基底。6.根据权利要求1所述的方法，如在一种制备包含硼掺杂物质的半导体制品的方法中所进行的。7.—种将硼注入基底的方法，包括:在电离条件下电离包含同位素富集的B2F4的硼前体组合物，所述电离条件能有效电离至少15%的所述同位素富集的B2F4并且生成硼离子;以及将来自所述电离的硼离子注入基底，其中所述电离条件包括小于100伏的电离电压。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述硼前体组合物包括至少一种不同于所述同位素富集的B2F4的其他硼前体。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述至少一种其他硼前体是同位素富集的。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述至少一种其他硼前体包括BF3、B2H6和B2F6中的一种或多种。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述至少一种其他硼前体包括BF3。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述BF3是同位素富集的。13.根据权利要求10所述的方法，其中所述至少一种其他硼前体包括B2H6。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述B2H6是同位素富集的。15.根据权利要求10所述的方法，其中所述至少一种其他硼前体包括B2F6。16.根据权利要求13所述的方法，其中所述B2F6是同位素富集的。17.根据权利要求7所述的方法，其中所述电离条件包括小于90伏的电离电压。18.根据权利要求8所述的方法，其中所述B2F4同位素富集的是原子质量11的硼同位素，并且所述至少一种其他硼前体包括含有富集的原子质量11的硼同位素的BF3。19.根据权利要求7所述的方法，其中所述注入包括束线离子注入、等离子体浸没离子注入、或等离子体掺杂。20.根据权利要求7所述的方法，其中所述电离在电离室中进行，并且所述硼前体组合物在输送导管中输送至所述电离室，还包括有效冷却所述电离室和输送导管中的至少一个。21.根据权利要求20所述的方法，其中所述有效冷却包括降低进入电离室的硼前体组合物的温度。22.根据权利要求7所述的方法，其中所述电离在一个离子注入系统的电离室中进行，并且所述注入在该离子注入系统的注入室中进行，所述方法还包括清洁该离子注入系统或其组件，以除去来自硼前体组合物的沉积物。23.根据权利要求22所述的方法，其中所述清洁用选自二氟化氙、氟和三氟化氮的清洁 剂进行。
【专利摘要】本文涉及同位素富集的含硼化合物，含有两个或以上的硼原子和至少一个氟原子，其中至少一个硼原子含有所需的硼同位素，所述同位素的浓度或比例高于其天然丰度的浓度或比例。所述化合物可以具有化学式B2F4。本文描述了合成这些化合物的方法和使用这些化合物的离子注入方法，以及描述了贮存和分配容器，其中有利地含有所述同位素富集的含硼化合物用于随后的分配应用。
【IPC分类】C01B35/06
【公开号】CN105645423
【申请号】
【发明人】R·凯姆, J·D·斯威尼, O·比尔, S·N·耶德卫, E·E·琼斯, 邹鹏, 唐瀛, B·L·钱伯斯, R·S·雷
【申请人】恩特格里斯公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2011年8月16日