BF_2^+离子注入时磷杂质离子污染控制的研究

同一台离子注入机B,P离子交叉注入,残留的磷和BF3分解产生的F生成50PF+,成为难控隐患。研究指出,实际注入晶圆的平均质量数,呈以目标离子质量数为中心的正态分布;49BF2+与50PF+因质量数接近而存在可能的重叠分布区,这是出现磷污染的原因;指出改善质量分析器的控制精度,可在线调控以避免磷污染。通过比较发现,当质量分析器设定为49±0.5且注入高束流达800μA时,离子注入机不能侦测到临近目标质量数的杂质离子。离子注入机经80 h注入31P+后再交叉注入的老化实验准备,当引弧电流达3 100μA时,电性测试发现,质量分析器设定为49±0.3(质量分辨率m/Δm=169.3)的样品无磷污染。进一步研究了多重老化因素叠加效应,经同样的老化实验准备、引弧电流为3 100μA且注入束流为800μA时,注入剂量为2.2×1015的49BF2+,当质量分析器严控为49±0.3,经SI MS(secondaryion mass spectroscopy)分析二个样品均未发现磷的高能峰。改进质量分析器控制设定数值的解决方案经生产验证有效,无需Frederic Sahores(2002 IEEE)的如增加清洗频率或分离子源专用注入机等高成本方案,提高了效益与产品良率。