特許 6204438 同位体濃縮ホウ素含有化合物、およびその製造方法と使用方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6204438

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】同位体濃縮ホウ素含有化合物、およびその製造方法と使用方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/265 20060101AFI20170914BHJP

   H01J 27/02 20060101ALI20170914BHJP

   H01J 37/08 20060101ALI20170914BHJP

   H01J 37/317 20060101ALI20170914BHJP

   C01B 35/16 20060101ALN20170914BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/265 Z

   H01L21/265 F

   H01L21/265 603A

   H01J27/02

   H01J37/08

   H01J37/317 Z

   !C01B35/16

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-215991(P2015-215991)

(22)【出願日】2015年11月2日

(62)【分割の表示】特願2013-524931(P2013-524931)の分割

【原出願日】2011年8月16日

(65)【公開番号】特開2016-103629(P2016-103629A)

(43)【公開日】2016年6月2日

【審査請求日】2015年12月2日

(31)【優先権主張番号】61/375,031

(32)【優先日】2010年8月18日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/378,353

(32)【優先日】2010年8月30日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】12/913,721

(32)【優先日】2010年10月27日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】13/048,367

(32)【優先日】2011年3月15日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】505307471

【氏名又は名称】インテグリス・インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】カイム ロバート

(72)【発明者】

【氏名】スウィーニー ジョセフ ディー．

(72)【発明者】

【氏名】バイル オレグ

(72)【発明者】

【氏名】イェダヴェ シャラード エヌ．

(72)【発明者】

【氏名】ジョーンズ エドワード イー．

(72)【発明者】

【氏名】ゾウ ペン

(72)【発明者】

【氏名】タン イン

(72)【発明者】

【氏名】チェンバース バリー ルイス

(72)【発明者】

【氏名】レイ リチャード エス．

【審査官】 桑原 清

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００９−５０６５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２８８２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０５６５１５（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特表２０１３−５０９００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１６０１０５（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 国際公開第２００５／０２７２０８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／２６５

Ｈ０１Ｊ ２７／０２

Ｈ０１Ｊ ３７／０８

Ｈ０１Ｊ ３７／３１７

Ｃ０１Ｂ ３５／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

イオン注入方法であって、
Ｂ_２Ｆ_４とジボランとをイオン化領域に併流することと、
前記イオン化領域に併流されたＢ_２Ｆ_４とジボランとをイオン化して、ホウ素ドーパント種を形成することと、
前記ホウ素ドーパント種をイオン注入することを含み、
前記Ｂ_２Ｆ_４は、同位体濃縮されている、イオン注入方法。

【請求項2】

前記ジボランは、同位体濃縮されている、請求項１記載の方法。

【請求項3】

前記イオン化することは、前記ホウ素ドーパント種のイオンビームを生成するように行われ、前記ホウ素ドーパント種の前記イオンビームは、基板にホウ素を含有するイオンを注入するために電場によって加速される、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

ホウ素をドープした材料を含む半導体製品を製造する方法において実行される、請求項１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【発明の詳細な説明】

【0001】

〔関連出願の相互参照〕
本出願は、ロバート・ケイム（Ｒｏｂｅｒｔ Ｋａｉｍ）らの名義で「同位体濃縮ホウ素含有化合物、およびその製造方法と使用方法」として２０１１年３月１５日に提出された米国特許出願第１３／０４８，３６７号の優先権を主張する。該出願は、米国特許法第１２０条において、ロバート・ケイムらの名義で「同位体濃縮ホウ素含有化合物、およびその製造方法と使用方法」として２０１０年１０月２７日に提出された米国特許出願第１２／９１３，７２１号の一部継続出願であり、米国特許法第１１９条（ｅ）において、以下の米国特許仮出願の優先権の利益を主張している。該仮出願は、オレッグ・ビル（Ｏｌｅｇ Ｂｙｌ）らの名義で「同位体濃縮ホウ素含有化合物、およびその製造方法と使用方法」として２０１０年８月３０日に提出された米国特許仮出願第６１／３７８，３５３号、オレッグ・ビルらの名義で「同位体濃縮ホウ素含有化合物、およびその製造方法と使用方法」として２０１０年８月１８日に提出された米国特許仮出願第６１／３７５，０３１号、エドワード・ジョーンズ（Ｅｄｗａｒｄ Ｊｏｎｅｓ）らの名義で「イオン注入ガス運搬システムのための能動的冷却」として２０１０年６月２５日に提出された米国特許仮出願第６１／３５８，５１４号、エドワード・ジョーンズらの名義で「イオン注入ガス運搬システムのための能動的な冷却」として２０１０年５月２７日に提出された米国特許仮出願第６１／３４９，２０２号、およびロバート・ケイムらの名義で「ホウ素イオン注入装置および注入方法」として２００９年１０月２７日に提出された米国特許仮出願第６１／２５５，０９７号である。前述の米国特許出願第１２／９１３，７２１号、米国特許仮出願第６１／３７８，３５３号、および米国特許仮出願第６１／３７５，０３１号の優先権も本願で主張されている。前述の全ての米国特許出願第１３／０４８，３６７号、第１２／９１３，７２１号および米国特許仮出願第６１／３７８，３５３号、第６１／３７５，０３１号、第６１／３５８，５１４号、第６１／３４９，２０２号、および第６１／２５５，０９７号の全内容を、全ての目的のために本願に援用する。
〔技術分野〕
本開示は、同位体濃縮ホウ素含有化合物、組成、並びにその製造方法及び使用方法に関する。
〔関連技術の説明〕
イオンの注入は、制御された量のドーパント不純物を正確に半導体ウェハに導入するために集積回路の製造において用いられ、マイクロ電子回路／半導体の製造において極めて重要な工程である。

【0002】

このような注入システムにおいて、イオンソースは、ドーパントソースガスの所望のドーパント要素をイオン化する。該イオンソースは、ドーパントソースガス（「原料ガス」とも呼ばれる）で満たされた真空チャンバの中に電子を導入することによってイオンを発生させる。注入種を発生させるのに用いられる原料ガスには、ＢＦ₃，Ｂ₁₀Ｈ₁₄，Ｂ₁₂Ｈ₂₂，ＰＨ₃，ＡｓＨ₃，ＰＦ₅，ＡｓＦ₅，Ｈ₂Ｓｅ，Ｎ₂，Ａｒ，ＧｅＦ₄，ＳｉＦ₄，Ｏ₂，Ｈ₂，およびＧｅＨ₄が含まれるが、これらに限定されない。注入されるドーパント要素を含む組成は、通常ドーパントソースあるいは前駆体と呼ばれる。ガス中で電子とドーパント原子および分子とが衝突することによって、ドーパント陽イオンと陰イオンとで構成される電離プラズマが生成される。

【0003】

生成されたイオンは、所望のエネルギーを有するイオンビームとしてソースから抽出される。抽出は、高電圧を適切な形に形成された引出電極に流すことによって行われ、該電極は、抽出されたビームを通過させるための開口部を備えている。抽出されたビームは該開口部を通り、平行イオンビームとしてイオンソースから流出し、基板の方向に加速され
る。

【0004】

該イオンビームは半導体ウェハなどの基板の表面に作用し、基板にドーパント要素を注入する。ビームのイオンは基板の表面を貫通し、所望の伝導率を有する領域を形成する。注入イオン種にはＢ，Ｐ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｎ，Ａｒ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｏ，およびＨが種々含まれており、ホウ素は特に広く用いられる注入種である。

【0005】

集積回路の製造における主要なステップの１つは、ホウ素をシリコンウェハに注入するステップである。元素ホウ素は高温においても非常に低い蒸気圧を示すため、揮発性のホウ素を含む化合物を用いることが必要である。現在、三フッ化ホウ素（ＢＦ₃）はホウ素
を注入するための供給ガスとして広く用いられている（例えば、２００７年に世界でイオン注入に用いられたＢＦ₃の年間消費量は、３０００ｋｇ以下であったと推定される）。

【0006】

世界的に使用されているものの、ＢＦ₃にはデメリットがある。ＢＦ₃分子はイオン化することが非常に困難であり、イオンソースに流されたＢＦ₃全体の約１５％しかフラグメ
ント化されず、残りは廃棄されてしまう。更に、イオン化されたＢＦ₃の約３０％しか、
注入に使用可能なＢ⁺イオンに変換されないのである。このことにより、注入工程のスル
ープットを著しく制限してしまう、低いＢ⁺ビーム電流がもたらされることになる。

【0007】

例えば抽出電流を上げたり、ＢＦ₃の流量を増加させたりするなど、処理パラメータを
変えることによって、Ｂ⁺ビーム電流を多少増加させることは可能であるが、これらの方
法によってイオンソースの寿命が縮まったり、高圧アーク放電が生じて機械が不安定になったり、低真空状態が起きビームエネルギーの純度が低下したりする。注入工程のパラメータを大幅に調節しなくても、ホウ素の注入には、予防メンテナンスのためにより頻繁な中断が必要であり、このことが集積回路の製造に他の問題を提起しているということは、広く認識されている。

【0008】

低いＢ⁺ビーム電流によってスループットが制限される問題は、半導体産業が一般的に
より低い注入エネルギーを使用する傾向にあるため、近年、より重要になってきている。より低い注入エネルギーでは、空間電荷とホウ素が低い原子量を有することとに起因して、Ｂ⁺ビームにより大きなブローアウト効果が起こる。

【0009】

前述の問題に加え、元素ホウ素は非常に低い蒸気圧を有するということが上述されている。従って、ホウ素含有前駆体が過剰な分解に影響を受けやすく、残留ホウ素を堆積させてしまうならば、イオン注入機の運用面からすれば、ホウ素はイオン注入に適切ではないかもしれない。

【0010】

前述の結果として、当該技術分野では改善されたホウ素前駆体が求め続けられている。〔発明の概要〕
本開示は、同位体濃縮ホウ素含有化合物、およびその製造方法と使用方法に関する。

【0011】

１つの局面において本開示は、２つ以上のホウ素原子と少なくとも１つのフッ素原子とを有する、同位体濃縮ホウ素含有化合物であって、該ホウ素原子の少なくとも１つは、ホウ素の所望の同位体をホウ素の天然存在濃度あるいは天然存在割合よりも高い濃度あるいは割合で含んでいる化合物に関する。

【0012】

本開示の更なる局面は、ホウ素を基板に注入する方法であって、上記のタイプの化合物をイオン化してホウ素イオンを生成するステップと、該ホウ素イオンを基板に注入するステップとを含む方法に関する。

【0013】

本開示の更に別の局面は、上記の化合物のソースを備える、ビームラインイオン注入、プラズマ浸漬イオン注入あるいはプラズマドーピングシステムに関する。
本開示の別の局面は、上記のタイプの化合物を備える、ガス貯蔵・分配容器（ｖｅｓｓｅｌ）に関する。

【0014】

本開示は別の局面において、イオン注入工程のためのビーム電流を改善させる方法であって、上述のタイプの化合物を流すステップと、該化合物からイオンビームを生成するステップとを含む方法に関する。

【0015】

本開示の更なる局面は、上記のタイプの化合物を合成する方法であって、ホウ素含有ガスを金属ホウ素に接触させるステップを含む方法に関する。
本開示は他の局面において、上述のタイプの化合物のソースを準備する方法であって、貯蔵・分配容器を該化合物で満たすステップを含む方法に関する。

【0016】

本開示の他の局面は、イオン注入方法であって、上記のタイプの化合物を、不活性ガス、アルゴン、窒素、ヘリウム、水素、アンモニア、キセノン、二フッ化キセノン、同位体濃縮ジボラン、および天然存在ジボランからなる群から選択された少なくとも１つの伴流される種と共に、イオン注入機に流すステップを含む方法に関する。

【0017】

本開示の更なる局面は、同位体濃縮された原子量１１のホウ素Ｂ₂Ｆ₄化合物を、同位体濃縮された原子量１１のホウ素ＢＦ₃化合物と共にイオン注入機に流すステップを含むイ
オン注入方法に関する。

【0018】

本開示の更に他の局面は、イオン注入方法であって、上述のタイプの化合物をイオン注入機において用いるステップと、イオン注入操作によって前記注入機あるいはその部品に形成した堆積物の少なくとも一部を除去するのに効果的な洗浄剤を、前記注入機あるいはその部品に流すことによって、前記注入機あるいはその部品の定期的なクリーニングを行うステップとを含む方法に関する。

【0019】

本開示の更なる局面は、イオン注入機において、上記のタイプの化合物を、前記イオン注入機の操作において用いられる唯一のドーパントソース化合物として用いるステップを含む、イオン注入を行う方法に関する。

【0020】

本開示の他の局面は、前記イオン注入を、同位体濃縮された原子量１１のホウ素Ｂ₂Ｆ₄のみを該イオン注入におけるドーパント化合物として処理する、イオン注入機において行うステップを含む、イオン注入を行う方法に関する。

【0021】

他の局面において本開示は、前記イオン注入を、同位体濃縮された原子量１１のホウ素Ｂ₂Ｆ₄を該イオン注入におけるドーパント化合物として用いる、イオン注入機において行うステップを備え、該イオン注入機はアルシン、ホスフィン、二酸化炭素、一酸化炭素、四フッ化ケイ素および三フッ化ホウ素の少なくとも１つも同様に処理することを特徴とする、イオン注入を行う方法に関する。

【0022】

本開示の更なる局面は、上記のタイプの化合物を、物理吸着剤とイオン液体とで構成される群から選択された貯蔵媒体に収容する、貯蔵・分配容器に関する。
本開示の更に別の局面は、上記のタイプの化合物を収容する貯蔵・分配容器であって、該容器は、該容器の中あるいは該容器の出力ポートの中のどちらか一方に設けられた流量制限オリフィスを備える、貯蔵・分配容器に関する。

【0023】

本開示の更なる局面は、上記のタイプの化合物を収容する貯蔵・分配容器であって、該
容器は、該化合物を大気圧よりも低い圧力で分配するために、圧力が調整されている貯蔵・分配容器に関する。

【0024】

本開示は別の局面において、イオン注入のためのイオン種を生成するべく行われる質量分析マグネットによる分離（ＡＭＵ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）に有用な、イオン組成に関する。前記組成はＢＦ₃以外のホウ素前駆体化合物に由来し、前記ホウ素前駆体化合物は
、¹⁰Ｂおよび¹¹Ｂの一方において、その天然存在度を超えて同位体濃縮されている。また、前記組成は、Ｂ₂Ｆ₄⁺，Ｂ₂Ｆ₃⁺，Ｂ₂Ｆ₂⁺，ＢＦ₃⁺，ＢＦ₂⁺，ＢＦ⁺，Ｂ⁺，Ｆ⁺，Ｂ₂Ｆ₄⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₃⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₂⁺⁺，ＢＦ₃⁺⁺，ＢＦ₂⁺⁺，ＢＦ⁺⁺，Ｂ⁺⁺，Ｆ⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₄⁺⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₃⁺⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₂⁺⁺⁺，ＢＦ₃⁺⁺⁺，ＢＦ₂⁺⁺⁺，ＢＦ⁺⁺⁺，Ｂ⁺⁺⁺，およびＦ⁺⁺⁺のうち１種あるいはそれより多くの複数種を備え、該組成が備える種のうちホウ素含有種は、¹⁰Ｂおよび¹¹Ｂの一方において天然存在度を超えて同位体濃縮されている。

【0025】

本開示の更なる局面は、Ｂ₂Ｆ₄⁺，Ｂ₂Ｆ₃⁺，Ｂ₂Ｆ₂⁺，ＢＦ₃⁺，ＢＦ₂⁺，ＢＦ⁺，Ｂ⁺，
Ｂ₂Ｆ₄⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₃⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₂⁺⁺，ＢＦ₃⁺⁺，ＢＦ₂⁺⁺，ＢＦ⁺⁺，Ｂ⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₄⁺⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₃⁺⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₂⁺⁺⁺，ＢＦ₃⁺⁺⁺，ＢＦ₂⁺⁺⁺，ＢＦ⁺⁺⁺およびＢ⁺⁺⁺から選択され、¹⁰Ｂおよび¹¹
Ｂの一方において天然存在度を超えて同位体濃縮されたホウ素イオン種に関する。

【0026】

本開示は他の局面において、イオン注入工程のためのビーム電流を改善する方法であって、このような改善されたビーム電流を生成する同位体濃縮イオン種を形成するのに有用な同位体濃縮ホウ素含有化合物を、対応する非同位体濃縮ホウ素含有化合物に対して用いるステップを含む方法に関する。

【0027】

本発明の他の局面、特徴および実施例は、以下の開示および添付の請求項から、より十分に明確になる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】図１は、本開示の実施例による、前駆体供給容器から同位体濃縮ホウ素を含む前駆体を受取るべく設けられたイオン注入システムを備える、半導体製造施設の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

本開示は、同位体濃縮ホウ素含有化合物、組成、並びにその製造方法及び使用方法に関する。
１つの局面における本開示は、２つ以上のホウ素原子と、少なくとも１つのフッ素原子とを含む、同位体濃縮ホウ素含有化合物であって、少なくとも１つの該ホウ素原子は、ホウ素の所望の同位体を（所望の同位体の）天然存在濃度あるいは天然存在割合よりも高い濃度あるいは割合で含んでいる化合物に関する。

【0030】

該ホウ素含有化合物は、いかなる適切なタイプのものであってもよく、ホウ素原子をいくつ含んでいてもよい。１つの実施例において、該ホウ素含有化合物は、少なくとも２つのホウ素原子と、少なくとも１つのフッ素原子とを含んでいる。他の実施例において、該ホウ素含有化合物は２〜８０のホウ素原子を含んでおり、その中には例えばＢ₂Ｆ₄，Ｂ₂
Ｈ₆，Ｈ₂Ｂ₂Ｆ₆，Ｈ₂Ｂ₂Ｆ₂Ｏ₃，Ｈ₂Ｂ₂Ｆ₂Ｏ₆，およびＨ₂Ｂ₂Ｆ₄Ｏ₂などのジボラン化合物、例えばＢ₃Ｆ₆などのトリボロン化合物、例えばＨ₄Ｂ₄Ｆ₁₀，Ｂ（ＢＦ₂）₃ＣＯ，および（Ｆ₂Ｂ）₃ＢＣＯなどのテトラボロン化合物、ペンタボロン化合物、ヘキサボロン化合物、セプタボロン（ヘプタボロン）化合物、例えばＢ₈Ｆ₁₂などのオクタボロン化合物、
ノナボラン化合物、例えばＢ₁₀Ｆ₁₂などのデカボロン化合物、ウンデカボロン化合物、ドデカボロン化合物など、Ｂ₈₀フラーレン類縁体などのＢ₈₀化合物までが含まれる。他の実施例において、該ホウ素含有化合物は２，３，４，５，６，７，８，９，１０，あるいは
１１のホウ素原子を含むことが可能である。追加の実施例では、ホウ素クラスター化合物を含んでいてもよい。更に他の実施例において、該ホウ素含有化合物はジボロン化合物であってもよい。他の実施例において、該ホウ素含有化合物は特定のホウ素含有化合物種、例えばジボラン以外のジボロン化合物、を備えることが可能である。従って、本開示では、その広い範囲において幅広い種類のホウ素含有化合物が考慮されているということが明らかである。

【0031】

同位体濃縮ホウ素含有化合物の１つの実施例において、所望の同位体は原子量１０のホウ素であり、また天然存在濃度は約１９．９％である。このようなホウ素化合物において、原子量１０のホウ素同位体の濃度は、特定の組成変形体において、例えば１９．９％，２０％，２５％，３０％，３５％，４０％，４５％，５０％，５５％，６０％，６５％，７０％，８０％，８５％，９０％，９５％，９６％，９７％，９８％，９９％，９９．９％，あるいは９９．９９％より大きくてもよい。例えば、原子量１０のホウ素同位体の濃度は２０〜２５％，２５〜３０％，３０〜３５％，３５〜４０％，４０〜４５％，４５〜５０％，５０〜５５％，５５〜６０％，６０〜６５％，６５〜７０％，７０〜７５％，７５〜８０％，８０〜８５％，８５〜９０％，９０〜９５％，９５〜９９％あるいは９５〜９９．９％であってもよい。他の実施例において、原子量１０のホウ素同位体の濃度は２０〜３０％，３０〜４０％，４０〜５０％，５０〜６０％，６０〜７０％，７０〜８０％，８０〜９０％，あるいは９０〜９９％であってもよい。これらの様々な実施例のうちのいくつかの実施例において、該ホウ素含有化合物は２つのホウ素原子を含む。

【0032】

同位体濃縮ホウ素含有化合物の他の実施例において、所望の同位体は原子量１１のホウ素であり、天然存在濃度は約８０．１％である。このようなホウ素化合物において、原子量１１のホウ素同位体の濃度は、例えば８０．１％，８５％，９０％，９５％，９６％，９７％，９８％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９％より大きくてもよく、特定の組成変形体であってもよい。例えば、原子量１１のホウ素同位体の濃度は８１〜８５％，８５〜９０％，９０〜９５％，９５〜９９％，９５〜９９．９％であってもよい。特定の実施例において、原子量１１のホウ素同位体の濃度は８１〜９０％あるいは９０〜９９％であってもよい。これらの様々な実施例のうちのいくつかの実施例において、該ホウ素含有化合物は２つのホウ素原子と少なくとも１つのフッ素原子とを含み、その他の化合物において、¹¹Ｂの¹⁰Ｂに対する割合は４．１〜１０，０００の範囲である。

【0033】

上記の同位体濃縮ホウ素含有化合物の様々な実施例において、該ホウ素含有化合物は化学式Ｂ₂Ｆ₄を有する。上記の同位体濃縮ホウ素含有化合物のその他の様々な実施例においては、該ホウ素含有化合物は化学式Ｂ₂Ｆ₆を有する。

【0034】

より一般的には、本開示の同位体濃縮ホウ素含有化合物において、２つあるいはそれより多くのホウ素原子における所望の同位体の濃度は、互いに同一であっても、異なっていてもよい。本開示の同位体濃縮ホウ素含有化合物のいくつかの実施例において、該ホウ素含有化合物は３，４，５，６，７，８，９，１０，あるいは１１のホウ素原子を含んでいる。

【0035】

１つの局面において本開示は、ホウ素を基板に注入する方法に関し、該方法は本開示において様々に記載されている通り、同位体濃縮ホウ素含有化合物をイオン化し、ホウ素イオンを生成するステップと、該ホウ素イオンを基板に注入するステップとを含む。このような方法において、該同位体濃縮ホウ素含有化合物は、上記のいかなる適切なタイプのものであってもよい。１つの実施例において、該化合物は化学式Ｂ₂Ｆ₄を有する。このような方法のその他のいくつかの実施例において、該同位体濃縮ホウ素含有化合物は、化学式Ｂ₂Ｆ₆を有する。

【0036】

本開示は他の局面において、同位体濃縮ホウ素含有化合物のソースを備える、ビームラインイオン注入、プラズマ浸漬イオン注入あるいはプラズマドーピングシステムに関し、該化合物は上記のいかなるタイプのものであってもよい。１つの実施例において、該化合物は化学式Ｂ₂Ｆ₄を有する。このような方法のその他のいくつかの実施例において、該同位体濃縮ホウ素含有化合物は、化学式Ｂ₂Ｆ₆を有する。本開示は他の実施例において、ホウ素イオンが生成され、電界によって加速されて、基板上、例えばマイクロ電子装置の基板上、で衝突が起こるイオン注入に関する。ホウ素含有イオンを注入するこのような方法は、１つの実施例において、ホウ素を含むドーパント種を少なくとも１５％の高いイオン化効率で、１００ボルト未満、好ましくは９０ボルト未満、より好ましくは８０ボルト未満、最も好ましくは７０ボルト未満のアーク電圧と従来の熱陰極イオンソースとを用いて、あるいは同等の電圧と別のイオンソースとを用いて、イオン化するステップを含む。他の実施において、イオン注入ではプラズマ浸漬工程が明確に除外されている。

【0037】

上記のビームラインイオン注入、プラズマ浸漬イオン注入あるいはプラズマドーピングシステムは、その特定の実施例において、同位体濃縮ホウ素含有化合物をイオン化チャンバへと運搬するようにされた導管を備えており、該導管は、導管の詰まりおよび／あるいは導管中への該化合物の堆積を最小化、あるいは抑制するのに効果的な温度に維持されている。そのため、イオン化チャンバおよび／あるいは前駆体供給管は、例えばイオン化チャンバへと流入する流入ドーパントガスの温度を下げる役割を果たす熱交換流回路を設けることによって、能動的な冷却能力を備えていてもよい。

【0038】

同位体濃縮ホウ素含有化合物をイオン注入機に供給する際に、該同位体濃縮ホウ素含有化合物は、例えば他の化学成分と共に該イオン注入機に供給されてもよい。該他の化学成分とは、例えばアルゴン、キセノン、窒素、ヘリウムなどの不活性ガス種、水素、アンモニア、例えば天然存在ホウ素前駆体などの他のホウ素前駆体、他の同位体濃縮ホウ素を含む前駆体、他のドーパント前駆体（すなわち非ホウ素ドーパント前駆体）、あるいは１つあるいはそれより多くの上述の化学成分である。

【0039】

１つの実施例において、同位体濃縮ホウ素含有化合物、例えば同位体濃縮された原子量１１のホウ素を含むＢ₂Ｆ₄、は同位体濃縮された原子量１１のホウ素を含むＢＦ₃と共に
イオン注入機へと併流される。こうすることによって、同位体濃縮されたＢ₂Ｆ₄と同位体濃縮されたＢＦ₃との希釈物は、注入機に接続する供給管に前駆体の流れが詰まるのを防
ぐ役割を果たす。このような場合、ビーム電流は、操作面で大きな利益をもたらすと同時に、イオンソースの寿命を最大化するレベルで維持されてもよい。

【0040】

同位体濃縮ホウ素を含む前駆体を用いるその他のいくつかの実施例において、イオン注入システムの操作を、該システムのコンポーネントのその場（ｉｎ ｓｉｔｕ）洗浄と並行して行ってもよい。例えば、洗浄剤を該システムあるいは洗浄されるシステムの特定のコンポーネントに流すことによって、定期的に行ってもよい。このような操作に用いられる洗浄剤は、いかなる適切なタイプのものであってもよく、例えば二フッ化キセノン、フッ素、三フッ化窒素、あるいはイオン注入システムあるいは洗浄されるイオン注入システムの特定のコンポーネントに形成された堆積物に接触し、そのような堆積物を少なくとも部分的に除去するのに効果的な、その他の洗浄剤であってもよい。洗浄剤が定期的に導入されることによって洗浄されるイオン注入システムの場所は、ガス管、アークチャンバ、前方ライン（ｆｏｒｅｌｉｎｅｓ）、あるいはイオン注入操作に用いられる化学種によって堆積物が形成され得る、該注入機のいかなる場所あるいは領域、あるいは補助器具であってもよい。

【0041】

同位体濃縮ホウ素含有化合物を前駆体として用いる他の実施例において、イオン注入機は、同位体濃縮された原子量１１のホウ素Ｂ₂Ｆ₄を、唯一のドーパント前駆体として用い
て操作される。更に他の実施例において、イオン注入は、同位体濃縮された原子量１１のホウ素Ｂ₂Ｆ₄を、イオン注入機においてドーパント種として用いて行われ、該イオン注入機はアルシン、ホスフィン、二酸化炭素、一酸化炭素、四フッ化ケイ素、および三フッ化ホウ素で構成される群から選択されたドーパント前駆体を用いて、ドーピング操作を行うためにも用いられる。

【0042】

本開示の更なる局面は、ガス貯蔵・分配容器に関し、該容器は、本開示で様々に記述されたいかなるタイプの、同位体濃縮ホウ素含有化合物を備える。このようなガス貯蔵・分配容器は、例えば化学式Ｂ₂Ｆ₄を有する、同位体濃縮ホウ素含有化合物を含んでいてもよい。特定の実施例におけるガス貯蔵・分配容器は、１以上の調整器、逆止弁、吸着剤、フィルタおよび該容器の内部容積に設けられたキャピラリー流量制限装置を備えていてもよい。該容器は、他の実施例において、ホウ素含有化合物を貯蔵する固相物理吸着などの貯蔵媒体、あるいはイオン液体貯蔵媒体を含んでいてもよい。更に他の実施例において、該容器は、容器の内部容積あるいは該容器の出力ポートなどの接続ポートのどちらかに設けられた、流量制限オリフィスを備えていてもよい。

【0043】

本発明の他の局面は、ホウ素を含むガスを金属ホウ素に接触させるステップを備える、上記のいかなるタイプの同位体濃縮ホウ素含有化合物を合成する方法に関する。このような方法において、ホウ素を含むガスおよび金属ホウ素の一方あるいは両方は、同位体濃縮されていてもよい。従って本開示では、例えば１つの実施例において、同位体濃縮された金属ホウ素と天然存在三フッ化ホウ素との組合せが、接触されたものとして検討されており、他の実施例では天然存在金属ホウ素と同位体濃縮された三フッ化ホウ素との組合せが接触された種として検討されており、更に他の実施例では同位体濃縮された金属ホウ素と同位体濃縮された三フッ化ホウ素との接触が検討されている。

【0044】

上記の合成方法の特定の実施例の通り、該接触のステップにおいて合成された同位体濃縮ホウ素含有化合物は、Ｂ₂Ｆ₄であってもよく、該ホウ素を含むガスは、三フッ化ホウ素であってもよい。

【0045】

上記の合成方法は、ホウ素金属における原子量１０のホウ素同位体を、いかなる適切な濃度で用いて実施してもよい。特定の実施例において、ホウ素金属における原子量１０のホウ素同位体の濃度は１９．９％，２０％，２５％，３０％，３５％，４０％，４５％，５０％，５５％，６０％，６５％，７０％，８０％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％，あるいは９９．９９％より大きくてもよい。

【0046】

他の実施例において、該合成方法は、ホウ素金属における原子量１１のホウ素同位体を用いて行われてもよい。また、このようなタイプの特定の実施例において、ホウ素金属における原子量１１のホウ素同位体の濃度は、８０．１％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９％よりも大きくてもよい。

【0047】

三フッ化ホウ素が用いられる合成方法の更に他の実施例において、同位体濃縮された三フッ化ホウ素種、例えば原子量１０のホウ素同位体の濃度が１９．９％，２０％，２５％，３０％，３５％，４０％，４５％，５０％，５５％，６０％，６５％，７０％，８０％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％，あるいは９９．９９％よりも大きい三フッ化ホウ素、を用いることが可能である。

【0048】

他の実施例において、同位体濃縮された形態の三フッ化ホウ素を用いる合成方法は、該三フッ化ホウ素が原子量１１のホウ素同位体において濃縮された形態で行われてもよく、該三フッ化ホウ素における原子量１１のホウ素同位体の濃度は、８０．１％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９％よりも大きい。

【0049】

更なる局面において本開示は、イオン注入工程のためのビーム電流を向上させる方法に関し、該方法は、そのような向上したビーム電流を生成するのに効果的な同位体濃縮ホウ素含有化合物を、対応する非同位体濃縮ホウ素含有化合物に対して用いるというステップを含む。特定の実施例において、同位体濃縮ホウ素含有化合物は、同位体濃縮されたＢ₂
Ｆ₄を含む。

【0050】

本開示の更なる局面は、イオン注入工程においてビーム電流を向上させる方法に関し、該方法は、上記のいかなる適切なタイプの同位体濃縮ホウ素含有化合物を流すステップと、該化合物からイオンビームを生成するステップとを備える。このような方法において、該同位体濃縮ホウ素含有化合物は、化学式Ｂ₂Ｆ₄を有する化合物を備えていてもよい。このようなホウ素含有化合物はイオン化されると、Ｂ₂Ｆ₄⁺，Ｂ₂Ｆ₃⁺，Ｂ₂Ｆ₂⁺，ＢＦ₃⁺，
ＢＦ₂⁺，ＢＦ⁺，Ｂ⁺，Ｆ⁺，Ｂ₂Ｆ₄⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₃⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₂⁺⁺，ＢＦ₃⁺⁺，ＢＦ₂⁺⁺，ＢＦ⁺⁺
，Ｂ⁺⁺，Ｆ⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₄⁺⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₃⁺⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₂⁺⁺⁺，ＢＦ₃⁺⁺⁺，ＢＦ₂⁺⁺⁺，ＢＦ⁺⁺⁺，Ｂ⁺⁺⁺，およびＦ⁺⁺⁺の中から１つあるいはそれ以上の種を含んだ、いくつかのイオン種およびフラグメントを形成してもよい。

【0051】

同位体濃縮ホウ素含有化合物とそれに対応して濃縮されたホウ素を含むイオン種およびフラグメントとを用いて、これらがＡＭＵマグネットを備えるセレクタあるいはその他のセレクタによって注入用に選択されるに従って、ビーム電流を顕著に向上させることが可能である。このようないくつかの実施例において、ホウ素含有化合物と該化合物から生成されるイオン種およびそのフラグメントとにおける原子量１１のホウ素同位体の濃度は、８０．１％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９％より大きくてもよい。あるいは、原子量１０のホウ素同位体において濃縮されたホウ素含有化合物、すなわち原子量１０のホウ素同位体の濃度が１９．９％，２０％，２５％，３０％，３５％，４０％，４５％，５０％，５５％，６０％，６５％，７０％，８０％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９％より大きいホウ素含有化合物と、該化合物から生成されたイオン種およびそのフラグメントとが用いられてもよい。

【0052】

同位体濃縮された化合物をイオン注入のための供給ガスのソースとして用いることに加え、本開示ではホウ素含有ソース化合物の複数の組合せを用い、様々な改善が得られる設定が検討されている。該改善とは、例えばビーム電流の改善および／あるいはイオン注入操作に関するその他の操作パラメータの改善、分解の程度および分解によって生成される堆積物の量の減少、イオン注入システム内の流路の詰まりに対する耐性の強化などである。

【0053】

本開示では更に、ホウ素イオン注入のための前駆体として、ホウ素同位体が同質の化合物を用いることが検討されている。それはすなわち、ホウ素含有化合物と、該化合物から生成されるイオン種およびそのフラグメントとであって、ビーム電流、あるいはイオン注入操作およびシステムのその他の操作パラメータにおいて改善を得るために、ホウ素原子が全て¹⁰Ｂあるいは¹¹Ｂである化合物である。

【0054】

同位体濃縮ホウ素含有化合物を用いることによって、選択されたイオン種のためのビーム電流を大幅に向上可能であるということが示されている。例えば、イオン注入用に選択された特定のイオン種によっては、ビーム電流が５〜３０％あるいはそれより大きく向上される。ホウ素において同位体濃縮されたイオン種は、いかなる適切なタイプのものであってもよく、例えばＢ₂Ｆ₄⁺，Ｂ₂Ｆ₃⁺，Ｂ₂Ｆ₂⁺，ＢＦ₃⁺，ＢＦ₂⁺，ＢＦ⁺，Ｂ⁺，Ｆ⁺，Ｂ₂Ｆ₄⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₃⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₂⁺⁺，ＢＦ₃⁺⁺，ＢＦ₂⁺⁺，ＢＦ⁺⁺，Ｂ⁺⁺，Ｆ⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₄⁺⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₃⁺⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₂⁺⁺⁺，ＢＦ₃⁺⁺⁺，ＢＦ₂⁺⁺⁺，ＢＦ⁺⁺⁺，Ｂ⁺⁺⁺，およびＦ⁺⁺⁺の１つあるいはそれより多くのものを含んでいてもよい。従って、同位体の濃縮を用いて、質量分析マグ
ネットによる所望のタイプのイオン、例えばＢＦ₂⁺，ＢＦ⁺あるいはＦ⁺、の選択を向上させることが可能である。イオン注入機のビーム電流に、このような同位体濃縮された種を増加させることによって、ソースのガス流量およびソースのアーク電力を増加させる必要性を回避することが可能である。さもなければビーム電流のレベルを高くする必要があり得るが、それは非効率的であり、イオン注入のためのソースガスの利用度が低くなってしまう。

【0055】

同位体濃縮されたＢ₂Ｆ₄を用いることは特に好ましい。それは、このようなホウ素ソース化合物は天然存在の同位体組成においても、三フッ化ホウ素を用いて同一の条件で同一のイオン注入機において得られる、例えばＢＦ₂⁺およびＢ⁺などのイオン種のためのビー
ム電流と比較して、ビーム電流に大幅な向上をもたらすからである。同位体の濃縮は、このような向上の度合いを更に増加させることが可能である。

【0056】

他の局面において本開示は、同位体濃縮ホウ素含有化合物のイオン化において、イオン種を生成することに関する。該生成はイオン注入に有用であり、該生成において、同位体濃縮ホウ素を含むイオン種はＢ₂Ｆ₄⁺，Ｂ₂Ｆ₃⁺，Ｂ₂Ｆ₂⁺，ＢＦ₃⁺，ＢＦ₂⁺，ＢＦ⁺，Ｂ⁺,Ｆ⁺，Ｂ₂Ｆ₄⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₃⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₂⁺⁺，ＢＦ₃⁺⁺，ＢＦ₂⁺⁺，ＢＦ⁺⁺，Ｂ⁺⁺，Ｆ⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₄⁺⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₃⁺⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₂⁺⁺⁺，ＢＦ₃⁺⁺⁺，ＢＦ₂⁺⁺⁺，ＢＦ⁺⁺⁺，Ｂ⁺⁺⁺，およびＦ⁺⁺⁺の中か
ら選択される。本開示では更に、同位体濃縮ホウ素含有化合物のイオン化から生成されるこのようなイオン種の１つあるいはそれより多くの種を、質量分析マグネット（ＡＭＵマグネット）が選択することについて、およびこのような同位体濃縮ホウ素を含むイオン種を基板、例えばマイクロ電子装置の基板、に注入することについて検討されている。

【0057】

同位体濃縮ホウ素を含む種は、原子量１１のホウ素同位体の濃度あるいは原子量１０のホウ素同位体の濃度を、天然存在比とは異なる上記のいずれかの濃度になるように同位体濃縮されてもよい。すなわち、該イオン種における原子量１１のホウ素同位体の濃度が８０．１％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９％より大きくなるように、あるいは原子量１０のホウ素同位体の濃度が１９．９％，２０％，２５％，３０％，３５％，４０％，４５％，５０％，５５％，６０％，６５％，７０％，８０％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９%より大きい同位体
濃縮ホウ素を含む種を提供するべく、同位体濃縮されてもよい。

【0058】

本開示の他の局面は、熱分解およびイオン注入機の表面への材料の堆積を、同位体濃縮ホウ素を含むソース化合物を用いることによって減少させる方法に関する。イオン注入において用いられるホウ素を含むソース化合物の熱分解は、元素ホウ素を堆積させ、三フッ化ホウ素あるいはその他の副生ガス種を発生させ得る。たとえガス供給ラインが十分に冷却されても、アークチャンバの壁面にある程度の熱蒸着が起こることは避けられない。このような分解およびそれに関連する堆積によって形成される堆積物は、ソースガス由来の金属ホウ素とアークチャンバの壁面からのタングステンあるいはモリブデンとの混合物であり得る。堆積物はイオンソース付近のガス供給ライン、また、ノズルの内部および表面、アークチャンバのベースプレート、およびイオン化装置のベースプレートライナーの下にも形成され得る。このような堆積物は、例えば、適切な洗浄ガスを、堆積物を含んだ注入機に流し堆積物を揮発させて除去するといった、研磨クリーニングおよび化学的な方法による定期的な除去メンテナンスが必要である。その結果生じる排水は、排水流から得られる特定の材料を修復あるいは回復させるべく処理されてもよい。

【0059】

イオン注入機がホウ素ドーパントのみを用いて操作されるものでない場合は、様々なタイプの固形材料あるいはイオンが、ホウ素ソース化合物由来のイオンと、構成材料によっては真空チャンバ内に存在する材料、例えば上記のタングステンおよびモリブデン材料など、との相互作用によって形成されてもよい。アルミニウムの絶縁体を有するタングステ
ンアークチャンバにおいて、イオンは、ｘ＝０，１，２，３，４，５あるいは６であるＷＦ_x⁺、およびｙ＝０，１，２，あるいは３であるＡｌＦ_y⁺を含む、幅広い様々なタイプから形成されてもよい。このようなイオンは同位体濃縮ホウ素を含むソース化合物と反応可能で、対応する同位体濃縮された堆積物を形成する。このような堆積物の同位体の性質によって、自身の同位体組成と同一のものに対して選択的である洗浄剤を用いる機会が得られてもよい。

【0060】

本開示の更なる局面は、上記のいかなる適切なタイプの同位体濃縮ホウ素含有化合物のソースを準備する方法であって、貯蔵・分配容器を該化合物で満たすステップを含む方法に関する。このような方法において、該同位体濃縮ホウ素含有化合物は、１つの実施例において、化学式Ｂ₂Ｆ₄を有する。

【0061】

本開示の該同位体濃縮ホウ素含有化合物は、多様な化合物を含んでおり、これらの化合物の特定のものは、標準状態（１大気圧、２５℃）において気体、固体あるいは液体の状態である。

【0062】

従って本開示では、イオン注入のためのイオン種を生成するための質量分析マグネットによる分離に有用な、イオン化組成について検討されている。前記組成はＢＦ₃以外のホ
ウ素前駆体化合物に由来し、前記ホウ素前駆体化合物は、¹⁰Ｂおよび¹¹Ｂの一方において天然存在度を超えて同位体濃縮されている。また、前記組成はＢ₂Ｆ₄⁺，Ｂ₂Ｆ₃⁺，Ｂ₂Ｆ₂⁺，ＢＦ₃⁺，ＢＦ₂⁺，ＢＦ⁺，Ｂ⁺，Ｆ⁺，Ｂ₂Ｆ₄⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₃⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₂⁺⁺，ＢＦ₃⁺⁺，ＢＦ₂⁺⁺，ＢＦ⁺⁺，Ｂ⁺⁺，Ｆ⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₄⁺⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₃⁺⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₂⁺⁺⁺，ＢＦ₃⁺⁺⁺，ＢＦ₂⁺⁺⁺，Ｂ
Ｆ⁺⁺⁺，Ｂ⁺⁺⁺，およびＦ⁺⁺⁺の中の１つあるいはそれより多くの種を含んでおり、前記組
成の該ホウ素含有種は、¹⁰Ｂおよび¹¹Ｂの一方において、天然存在度を超えて同位体濃縮されている。

【0063】

このような組成において、該ホウ素前駆体化合物は化学式Ｂ₂Ｆ₄、あるいはその他のいかなる適切な化学式を有していてもよい。該組成は、該ホウ素を含むイオン種における原子量１０のホウ素同位体の濃度が１９．９％，２０％，２５％，３０％，３５％，４０％，４５％，５０％，５５％，６０％，６５％，７０％，８０％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％、あるいは９９．９９％よりも大きくなるように構成されてもよい。あるいは、該組成は、前記ホウ素を含むイオン種における原子量１１のホウ素同位体の濃度が８０．１％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９％より大きくなるように構成されてもよい。

【0064】

本開示の更なる局面は、Ｂ₂Ｆ₄⁺，Ｂ₂Ｆ₃⁺，Ｂ₂Ｆ₂⁺，ＢＦ₃⁺，ＢＦ₂⁺，ＢＦ⁺，Ｂ⁺，
Ｂ₂Ｆ₄⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₃⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₂⁺⁺，ＢＦ₃⁺⁺，ＢＦ₂⁺⁺，ＢＦ⁺⁺，Ｂ⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₄⁺⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₃⁺⁺⁺，Ｂ₂Ｆ₂⁺⁺⁺，ＢＦ₃⁺⁺⁺，ＢＦ₂⁺⁺⁺，ＢＦ⁺⁺⁺およびＢ⁺⁺⁺の中から選択され、¹⁰Ｂおよ
び¹¹Ｂの一方において天然存在度を超えて同位体濃縮された、ホウ素イオン種に関する。該ホウ素イオン種において、前記ホウ素イオン種における原子量１０のホウ素同位体の濃度は１９．９％，２０％，２５％，３０％，３５％，４０％，４５％，５０％，５５％，６０％，６５％，７０％，８０％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９％より大きく、あるいは前記ホウ素イオン種における原子量１１のホウ素同位体の濃度は８０．１％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９％より大きい。

【0065】

本開示の更なる局面は、イオン注入工程のためのビーム電流を向上させる方法であって、このような向上したビーム電流を生成する同位体濃縮されたイオン種を形成するのに効果的な同位体濃縮ホウ素含有化合物を、対応する非同位体濃縮ホウ素含有化合物に対して用いるステップを含む方法に関する。

【0066】

同位体濃縮ホウ素含有化合物は、化学式Ｂ₂Ｆ₄を有していてもよく、あるいは他のいかなる適切な同位体濃縮ホウ素含有化合物を備えていてもよい。１つの実施例において、同位体濃縮されたイオン種における原子量１０のホウ素同位体の濃度は、１９．９％，２０％，２５％，３０％，３５％，４０％，４５％，５０％，５５％，６０％，６５％，７０％，８０％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％、あるいは９９．９９％より大きい。他の実施例において、前記同位体濃縮されたイオン種における原子量１１のホウ素同位体の濃度は、８０．１％，８５％，９０％，９５％，９９％，９９．９％あるいは９９．９９％より大きい。

【0067】

本開示の更なる局面は、ジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）を、Ｂ₂Ｆ₄と組合せてドーパント前駆体組成として用いることに関する。このようなドーパント前駆体組成におけるＢ₂Ｆ₄は、本開示において様々に記載されているように、同位体濃縮の形態であっても、あるいは非同位体濃縮の形態であってもよい。このようなドーパント前駆体組成におけるジボランも同様に、ホウ素同位体種において同位体濃縮の形態であっても、あるいは非同位体濃縮の形態であってもよい。このようなＢ₂Ｆ₄およびジボランで形成されるドーパント前駆体組成を用いる際に、Ｂ₂Ｆ₄化合物およびジボランの化合物は予め互いに混合され、同一のソースパッケージから供給されてもよく、あるいはこのようなＢ₂Ｆ₄化合物およびジボラン化合物はそれぞれ別のソースパッケージから供給され、このような別々のソースパッケージから処理機へと、いかなる適切な方法で流されてもよい。例えば、Ｂ₂Ｆ₄およびジボラン化合物はそれぞれ別々のソースパッケージから処理機へと併流されてもよく、あるいはこれらの化合物は順次あるいは交互に処理機へと供給されてもよい。

【0068】

本開示の他の局面において、本開示のホウ素化合物および組成は、本開示で様々に記載されているように、濃縮あるいは非濃縮のＢ₂Ｆ₄、およびＢ₂Ｆ₄含有組成に由来するホウ素イオンを用いて、太陽電池を生産するための基板のプラズマドーピングに用いられてもよい。

【0069】

図を参照すると、図１は、同位体濃縮ホウ素を含む前駆体を前駆体供給容器から受取るために設けられたイオン注入システムを含む、本開示の１つの実施例による半導体製造設備の概略図である。

【0070】

図１に示されるように、該半導体製造設備１８０は、ドーパント前駆体をイオン注入システムのイオンソースチャンバへと分配するために設けられた、ドーパント前駆体供給容器１８２を備えている。該ドーパント前駆体供給容器１８２は、いかなる適切なタイプのものであってもよく、例えば、ＡＴＭＩ社（米国コネティカット州ダンベリー）から商標「ＳＤＳ」で市販されているタイプの、吸着剤ベースの液体貯蔵・分配装置によって構成されていてもよい。該液体貯蔵・分配装置は、ドーパント前駆体がガス状で該容器の中に含まれた吸着媒体に物理的に吸着可能である場合、ドーパント前駆体ガスを大気中の圧力よりも低い圧力、例えば６００トル未満、例えば約１０〜約５００トルの範囲の圧力、で供給するように設けられている。あるいは、該ドーパント前駆体は、例えば液体貯蔵容器からガスをより低い圧力で分配するようにされたＡＴＭＩ社（米国コネティカット州ダンベリー）から商標「ＶＡＣ」で市販されているタイプの調圧容器などで加圧された状態で、貯蔵されている時は液体状であってもよい。更なる代替例として、該ドーパント前駆体は、固体の形状であってもよく、ＡＴＭＩ社（米国コネティカット州ダンベリー）から商標ＰｒｏＥ−Ｖａｐで市販されているタイプの、固形ドーパント前駆体が加熱され、イオン注入操作のための前駆体ガスを発生させる、気化容器に供給されてもよい。

【0071】

図１のシステムにおけるドーパント前駆体は、例えば同位体濃縮された四フッ化ジボロン（Ｂ₂Ｆ₄）、あるいはその他のいかなる同位体濃縮ホウ素を含む前駆体を備えていても
よい。

【0072】

該ドーパントガスは供給管１８４を通り、ガス運搬部１８６へと流される。該ガス運搬部１８６は、イオンソース１９０の高圧インレット１８８の上流でドーパントガスがイオン化するのを抑制するべく構成・配置されており、該ドーパントガスはイオンソース１９０にてイオン化され、所望の性質を有するドーパントイオンを形成する。

【0073】

その結果生じるドーパントイオンは流路１９２を通って、イオンソース１９０から注入チャンバ１９４へと運ばれ、該注入チャンバ１９４においてウェハ（図示なし）は、ドーパント種のイオン流に対して、イオン衝突位置に配置される。

【0074】

注入チャンバからの副産物である排水は、排水処理管１９６を通り排水処理部１９８へと流され、排水は該排水処理部１９８において処理および／あるいは再生処理され、排水処理部１９８から排出される最終的な形態の排水が生じる。

【0075】

本発明は、本発明の特定の局面、特徴および実施例を参照して本明細書中に説明されてきたが、本発明の有用性は限定されるものではなく、ここに示された開示に基づくその他の多数の変形例、改良例、および代替的な実施例にまで及ぶこと、あるいはこれらを包含するということは、本発明の分野において通常の技術を持った者には明白である。従って、以下に請求される本発明は、本発明の精神および範囲において、このような全ての変形例、改良点、および代替的な実施例を含むものとして広く受取られまた解釈されるべきである。

【図1】