JPS60207237A - イオンをエネルギ選択法により分離し所望のイオンを生成する装置 - Google Patents
イオンをエネルギ選択法により分離し所望のイオンを生成する装置Info
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- JPS60207237A JPS60207237A JP60037778A JP3777885A JPS60207237A JP S60207237 A JPS60207237 A JP S60207237A JP 60037778 A JP60037778 A JP 60037778A JP 3777885 A JP3777885 A JP 3777885A JP S60207237 A JPS60207237 A JP S60207237A
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- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3171—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for ion implantation
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/05—Electron or ion-optical arrangements for separating electrons or ions according to their energy or mass
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- Analytical Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、イオンを他のイオンから分離するためのエネ
ルギー選択法を使用して、ある所定の種類のイオンを生
成する装置に関するものである。
ルギー選択法を使用して、ある所定の種類のイオンを生
成する装置に関するものである。
該装置は更に特定すればイオン注入に使用されるもので
ある。” イオン注入法は、「不純物」を基板の中へ、極めて選択
性のある方法、すなわちそういう「不純物」を、何の関
係もないか、°あるいは実施しようとするイオン注入に
害のある他の粒子と厳密に選別することによって、導入
することを可能にすることはよく知られている。このた
め例えば１１Ｂ＋イ′オンを抽出することのできる、質
量による同位体選別装置が使用される。このイオンは、
その他には寄生あるいは無関係なイオン、例えばＦ＋、
耐、Ｏ＋、Ｈ＋ 、、、、、、といりたイオンよ構成る
粒子束でドープされる基板に与えられる。
ある。” イオン注入法は、「不純物」を基板の中へ、極めて選択
性のある方法、すなわちそういう「不純物」を、何の関
係もないか、°あるいは実施しようとするイオン注入に
害のある他の粒子と厳密に選別することによって、導入
することを可能にすることはよく知られている。このた
め例えば１１Ｂ＋イ′オンを抽出することのできる、質
量による同位体選別装置が使用される。このイオンは、
その他には寄生あるいは無関係なイオン、例えばＦ＋、
耐、Ｏ＋、Ｈ＋ 、、、、、、といりたイオンよ構成る
粒子束でドープされる基板に与えられる。
前記選別装置は偏向用磁石を備えているが、これは大電
力を消費し、広い場所を占有し、「多電位構造」を有し
、遠隔制御システムや遠隔通信システムだけでなく、電
気エネルギー移送システム（絶縁トランス、電気的に絶
縁された熱伝達流体ループ）を有するという、数々の短
所が麺って不都合である。 。
力を消費し、広い場所を占有し、「多電位構造」を有し
、遠隔制御システムや遠隔通信システムだけでなく、電
気エネルギー移送システム（絶縁トランス、電気的に絶
縁された熱伝達流体ループ）を有するという、数々の短
所が麺って不都合である。 。
その上１１Ｂ＋イオンを注入するには、ＢＦ３を供給し
たイオン源を使うことが知られているが、このイ′オン
源からは１０Ｂ＋、１Ｂ＋、１０ＢＦ＋、１ ＋ Ｂｐ
＋、１０ＢＦ２＋、１１ Ｂｐ ２＋といった複数イオ
ンのビームが抽出される。１１Ｂ＋イオンは、普通、質
量による同位体分離によって選別されるのである。しか
しある特別の場合には、次のような諸理由によシＢＦ２
イオンの選択の方が良いとされることがある。
たイオン源を使うことが知られているが、このイ′オン
源からは１０Ｂ＋、１Ｂ＋、１０ＢＦ＋、１ ＋ Ｂｐ
＋、１０ＢＦ２＋、１１ Ｂｐ ２＋といった複数イオ
ンのビームが抽出される。１１Ｂ＋イオンは、普通、質
量による同位体分離によって選別されるのである。しか
しある特別の場合には、次のような諸理由によシＢＦ２
イオンの選択の方が良いとされることがある。
・ それらは明かにホウ素を含んでいる。
・ 分子イオン１１ＢＦ２＋中に存在する１１Ｂ原竿の
エネルギーは、大体、上記分子イオンのエネルギーの１
７５に過ぎず、従ってこの分子イオンが、１１Ｂ原子の
エネルギーが非常に小さいイオン注入を容易に行うこと
ができるようにする。
エネルギーは、大体、上記分子イオンのエネルギーの１
７５に過ぎず、従ってこの分子イオンが、１１Ｂ原子の
エネルギーが非常に小さいイオン注入を容易に行うこと
ができるようにする。
Ｂ イオンの注入とは対照的に、シリコン基板内のＢＦ
２＋の注入は、その基板を非晶質（アモルファス）とし
、上記基板゛がより有効にアニール（熱処理）される。
２＋の注入は、その基板を非晶質（アモルファス）とし
、上記基板゛がより有効にアニール（熱処理）される。
ただし、ＢＦ２＋イオンを使用・すると男実上解決でき
ない問題にぶ？かるのであって、それは他の粒子、例え
ばイオン注入器中の残留真空中の分子との相互作用によ
って、上記真空がＩＱ−４ｉｅスカル（ＰＡ）程度のと
きでも、前記ＢＦ２＋イオンは容易に次の形の反応によ
って分解し、ここで ＢＦ２ → Ｂ ＋Ｘ ＸはＦ２、Ｆ、Ｆ＋、・・・等を代表するものとする。
ない問題にぶ？かるのであって、それは他の粒子、例え
ばイオン注入器中の残留真空中の分子との相互作用によ
って、上記真空がＩＱ−４ｉｅスカル（ＰＡ）程度のと
きでも、前記ＢＦ２＋イオンは容易に次の形の反応によ
って分解し、ここで ＢＦ２ → Ｂ ＋Ｘ ＸはＦ２、Ｆ、Ｆ＋、・・・等を代表するものとする。
従って上の反応の断面積は非常に大きく、約１０−１５
ｍ２である。
ｍ２である。
発明の要約
本発明の目的は、他のイオンから分離するためにエネル
ギー選別を用いて所定の種類のイオンを生成する装置を
提案することによって、上記の欠点を取除くことにある
。このエネルギー選別においては、上記で考察した種類
の分解反応を起すことが望ましく、先行技術で行われた
ことと対照的である。
ギー選別を用いて所定の種類のイオンを生成する装置を
提案することによって、上記の欠点を取除くことにある
。このエネルギー選別においては、上記で考察した種類
の分解反応を起すことが望ましく、先行技術で行われた
ことと対照的である。
本発明は、特に、以下に述べるものから成る、所定の種
類のイオンを生成する装置に関するものである。
類のイオンを生成する装置に関するものである。
・ 所定の種類のイオンを含み、該種類のイオンで構成
される該イオンをイオン化形に分解できる、等エネルギ
ーのイオンビームを生じるイオン源手段、 ・ 所定の種類のイオンを含むイオン群と提案する方法
で相互作用を行い、イオン群を分解し、所定の種類から
成るイオン群をイオン化された形で現わすようにする分
解手段、 ・ イオン化された形で所定の種類から成るイオン群と
、 ビームの残シの部分との間のエネルギー分離を行う分離
手段。
される該イオンをイオン化形に分解できる、等エネルギ
ーのイオンビームを生じるイオン源手段、 ・ 所定の種類のイオンを含むイオン群と提案する方法
で相互作用を行い、イオン群を分解し、所定の種類から
成るイオン群をイオン化された形で現わすようにする分
解手段、 ・ イオン化された形で所定の種類から成るイオン群と
、 ビームの残シの部分との間のエネルギー分離を行う分離
手段。
説明上且つ少しも制限を受けない方法として、所定の種
類とはホウ素であり、上記種類を含むイオン群はＢＦ２
＋イオンである。
類とはホウ素であり、上記種類を含むイオン群はＢＦ２
＋イオンである。
′先行技術と比較して、本発明は次のような利点を有す
る。質量による同位体選別の代りに、本発明は高エネル
ギー選別法を使用するが、この方法は例えば静電フィル
タめ助けによって容易に行うことができ、少量の電力し
か消費せず１、全体の寸法も小さくてすむ。この方法は
低工坏ルギーのイオン束及び高エネルギー粒子ビームを
得ることを可能とする、ことができる。これは超大規模
集積回路（ＶＬＳ Ｉ ）の分野でのイオン注入にとっ
て大いに利便があるものであシ、ホウ素の注入の場合は
、使用可能の電流ダインを得ることを可能とする。その
理由は、多数のイオン源のスイクトルにおいてＢＦ２＋
に対応するピークが最も強く、従って本発明によって分
離されＢＦ２＋イオン群から来るＢ＋ビームは、直接イ
オン源から抽出されるＢ イオンのビームよりも強いか
らである。
る。質量による同位体選別の代りに、本発明は高エネル
ギー選別法を使用するが、この方法は例えば静電フィル
タめ助けによって容易に行うことができ、少量の電力し
か消費せず１、全体の寸法も小さくてすむ。この方法は
低工坏ルギーのイオン束及び高エネルギー粒子ビームを
得ることを可能とする、ことができる。これは超大規模
集積回路（ＶＬＳ Ｉ ）の分野でのイオン注入にとっ
て大いに利便があるものであシ、ホウ素の注入の場合は
、使用可能の電流ダインを得ることを可能とする。その
理由は、多数のイオン源のスイクトルにおいてＢＦ２＋
に対応するピークが最も強く、従って本発明によって分
離されＢＦ２＋イオン群から来るＢ＋ビームは、直接イ
オン源から抽出されるＢ イオンのビームよりも強いか
らである。
本発明にもとづく装置の特別の実施態様によれば、分解
手段はイオンビームが通過する領域に含まれる、プラズ
マの低圧ガスから成る。例えば、このガスはアルゴンで
あってもよく、「低圧」とは約二百〜三百分の一パスカ
ルから数十分の一ツヤスカル程度の圧力を言うものと理
解される。
手段はイオンビームが通過する領域に含まれる、プラズ
マの低圧ガスから成る。例えば、このガスはアルゴンで
あってもよく、「低圧」とは約二百〜三百分の一パスカ
ルから数十分の一ツヤスカル程度の圧力を言うものと理
解される。
他の特別の実施態様によれば、前記分解装置はイオンビ
ームの方へ導かれる粒子束から成る。
ームの方へ導かれる粒子束から成る。
「粒子」という用語は原子、分子、正又は負イオン、電
子又は光子（例えば紫外線、Ｘ線、あるいはγ線光子）
等を意味するものと解せられる。
子又は光子（例えば紫外線、Ｘ線、あるいはγ線光子）
等を意味するものと解せられる。
又別の特別の実施態様によれば、分離手段は少くとも一
つの静電フィルタから成る。
つの静電フィルタから成る。
最後に、別の特別の実施態様によれば、分離手段は少く
とも一つの電磁界によるフィルタから成る。
とも一つの電磁界によるフィルタから成る。
実施例
本発明は、付図を参照して、例示する実施態様に関する
以下の説明を読めば、更に良く塩１解することができる
。図１乃至図６は本発明にもとづく装置の特別の実施態
様を図式的に示したものであって、分解手段に関しては
それぞれ、ガス、プラズマ、Ｘ線又はｒ線光子束、光束
、電子ビーム、及びイオンビームの形で利用がなされて
いる。
以下の説明を読めば、更に良く塩１解することができる
。図１乃至図６は本発明にもとづく装置の特別の実施態
様を図式的に示したものであって、分解手段に関しては
それぞれ、ガス、プラズマ、Ｘ線又はｒ線光子束、光束
、電子ビーム、及びイオンビームの形で利用がなされて
いる。
図１は本発明にもとづく装置の特別の実施態様を図式的
に示している。この装置は容器２の中に置かれ、この中
は図示していないポンプ手段によって真空が形成されて
おシ、事実上イオン源手段構造並びに機能は以下に、Ｂ
＋イオンの生成を例にとって説明する。
に示している。この装置は容器２の中に置かれ、この中
は図示していないポンプ手段によって真空が形成されて
おシ、事実上イオン源手段構造並びに機能は以下に、Ｂ
＋イオンの生成を例にとって説明する。
イオン源手段３は、Ｂ＋イオン、ＢＦ２＋イオン、種々
の二次的に電離した不純物という成分から成るビーム８
を生ずるように、管７によってＢＦ３が供給される、先
行技術で得られるイオン源から成る。イオン源手段３は
また、ビーム８がイオン源６を離れるとき、ビームを加
速するための電極９から成る。電極９には開口９ａがあ
って上記ビームを通過させ、イオン源６に関して、直流
電圧発生器１０によって、負の電位例−えば約−２５ｋ
Ｖに高められている。
の二次的に電離した不純物という成分から成るビーム８
を生ずるように、管７によってＢＦ３が供給される、先
行技術で得られるイオン源から成る。イオン源手段３は
また、ビーム８がイオン源６を離れるとき、ビームを加
速するための電極９から成る。電極９には開口９ａがあ
って上記ビームを通過させ、イオン源６に関して、直流
電圧発生器１０によって、負の電位例−えば約−２５ｋ
Ｖに高められている。
分解手段４は、箱１１の対向する両側面にある二つの向
き合った開口１３．１４を備え、管１２よシアルボンが
供給されている１、箱１１に含まれている数十分の−・
ぐスカルの圧力に保たれている、アルゴンのようなガス
で構成されている。これら二つの開口はビーム８が電極
９を離れるとき、ビーム８の描く軌道に位置するように
配置されている。電極の開口９ａは、従って、箱１１の
開口１３．１４と一線上にそろえられる。開口１３゜１
４の寸法は明かにイオンビーム８が通過できるように選
ばれる。
き合った開口１３．１４を備え、管１２よシアルボンが
供給されている１、箱１１に含まれている数十分の−・
ぐスカルの圧力に保たれている、アルゴンのようなガス
で構成されている。これら二つの開口はビーム８が電極
９を離れるとき、ビーム８の描く軌道に位置するように
配置されている。電極の開口９ａは、従って、箱１１の
開口１３．１４と一線上にそろえられる。開口１３゜１
４の寸法は明かにイオンビーム８が通過できるように選
ばれる。
加速電極９から離れる際、イオンビーム８は事実上等エ
ネルギー性となってオシ、ビームを形成するイオンは大
抵の場合荷電しており、従って電極９に電位を与えた結
果として事実上２５ ｋｅＶに等しいエネルギーＥ。を
持っている。
ネルギー性となってオシ、ビームを形成するイオンは大
抵の場合荷電しており、従って電極９に電位を与えた結
果として事実上２５ ｋｅＶに等しいエネルギーＥ。を
持っている。
容器１１中では、ビーム８のＢＦ２＋イオンは事実上前
述の分解反応によシ、アルゴン原子と相互作用する唯一
のイオンである。なぜなら、Ｂ−２＋イオンの分−解析
面積は非常に大きく、１０ ”” ”ｃｍ２の程度であ
るが、イオン−原子衝突に関する断面積は一般に１Ｏ−
１６ｃｒｎ２程度だからである。そこでＢＦ２＋イオン
の衝突は大きな衝撃パラメータの衝突であシ、その間は
当ったアルゴン原子への運動エネルギーの移動はないの
であるが、一方、容器１１内を通過している間ＢＦ２＋
イオン以外のビーム８の粒子は、それらの衝突断面積は
約１０−１６（１）２であるから、アルゴン原子と相互
作用は行わない。
述の分解反応によシ、アルゴン原子と相互作用する唯一
のイオンである。なぜなら、Ｂ−２＋イオンの分−解析
面積は非常に大きく、１０ ”” ”ｃｍ２の程度であ
るが、イオン−原子衝突に関する断面積は一般に１Ｏ−
１６ｃｒｎ２程度だからである。そこでＢＦ２＋イオン
の衝突は大きな衝撃パラメータの衝突であシ、その間は
当ったアルゴン原子への運動エネルギーの移動はないの
であるが、一方、容器１１内を通過している間ＢＦ２＋
イオン以外のビーム８の粒子は、それらの衝突断面積は
約１０−１６（１）２であるから、アルゴン原子と相互
作用は行わない。
従って容器１１を離れる際は、ビーム８は二つのグルー
プのイオンを含んでいることになる。容器１１内でＢＦ
２＋イオンが分解した結果化じるＢ＋イオンから成る第
一のグループでは、上記Ｂ＋イオンはけりきシ定義され
たエネルギーαＥｏを有し、係数αが、問題としている
ホウ素同位体の原子量の、対応する化合物ＢＦ２の原子
量（４８又は４９）゛に対する比に等しい、従って事実
上０．２に等しいゆ廠、１０Ｂ＋イオン及び１１Ｂ＋イ
オンに対して事実上５ ｋｅＶに等しい。第二のグルー
プは、アルゴン原子と相互作用をしなかった、従ってエ
ネルギーＥｏを保持しているＢＦ２＋イオンと、Ｂ＋イ
オン及びビーム８内に初めから存在していて電離された
二次不純物とから成シ、これらは事実上アルゴン原子と
衝突せずＥ。というエネルギーを保持している。
プのイオンを含んでいることになる。容器１１内でＢＦ
２＋イオンが分解した結果化じるＢ＋イオンから成る第
一のグループでは、上記Ｂ＋イオンはけりきシ定義され
たエネルギーαＥｏを有し、係数αが、問題としている
ホウ素同位体の原子量の、対応する化合物ＢＦ２の原子
量（４８又は４９）゛に対する比に等しい、従って事実
上０．２に等しいゆ廠、１０Ｂ＋イオン及び１１Ｂ＋イ
オンに対して事実上５ ｋｅＶに等しい。第二のグルー
プは、アルゴン原子と相互作用をしなかった、従ってエ
ネルギーＥｏを保持しているＢＦ２＋イオンと、Ｂ＋イ
オン及びビーム８内に初めから存在していて電離された
二次不純物とから成シ、これらは事実上アルゴン原子と
衝突せずＥ。というエネルギーを保持している。
従ってエネルギーＥｏは、ＢＦ２＋イオンの分解の結果
比てくるＢ イオンを本質的に特徴づけている。
比てくるＢ イオンを本質的に特徴づけている。
容器１１の長さしは、ＢＦ２＋イオンの゛分解断面積に
関する平均自由行程、即ち、約３乃至３０ｃｒｎの長さ
しに等しくとることができる。
関する平均自由行程、即ち、約３乃至３０ｃｒｎの長さ
しに等しくとることができる。
分離手段５は容器１１の後に位置し、二枚の電気伝導性
の偏向板１’５ 、１６から成る静電フィルタ含む。こ
の偏向板は容器１１を離れるときビーム８がその間を通
過できるように配置され、その中一枚は正の高電圧に高
められており、他の一枚は負の高電圧に彦っている〇 この静電フィルタは第一のグループのイオンと第二のグ
ループのイオンとの間のエネルギーによる分離を可能に
する。それ故、本フィルタを離れる際には二つのビーム
が得られる。一つはエネルギーαＥｏのＢ＋イオンから
成る第一のビーム１７で、他ハエネルギーＥ０のビーム
８中の他の粒子から成る第二のビーム１８（従ってエネ
ルギーαＥｏのＢ＋イオンよシも曲シ方が少い）である
。
の偏向板１’５ 、１６から成る静電フィルタ含む。こ
の偏向板は容器１１を離れるときビーム８がその間を通
過できるように配置され、その中一枚は正の高電圧に高
められており、他の一枚は負の高電圧に彦っている〇 この静電フィルタは第一のグループのイオンと第二のグ
ループのイオンとの間のエネルギーによる分離を可能に
する。それ故、本フィルタを離れる際には二つのビーム
が得られる。一つはエネルギーαＥｏのＢ＋イオンから
成る第一のビーム１７で、他ハエネルギーＥ０のビーム
８中の他の粒子から成る第二のビーム１８（従ってエネ
ルギーαＥｏのＢ＋イオンよシも曲シ方が少い）である
。
厳密に言えば、１０Ｂ＋イオンと１１Ｂ＋イオンは精確
には同じエネルギーを持っていない（１０Ｂ＋に対して
は１０ ＥＯ／（１０＋２Ｘ１９）で１１Ｂ＋イオンに
対しては１１ＥＯ／（１１＋２Ｘ１９） ）ので、分離
はできる。
には同じエネルギーを持っていない（１０Ｂ＋に対して
は１０ ＥＯ／（１０＋２Ｘ１９）で１１Ｂ＋イオンに
対しては１１ＥＯ／（１１＋２Ｘ１９） ）ので、分離
はできる。
更に、容器１１を離れて行く際、ビーム８はまた粒子Ｘ
を含んでおシ、そ９反応は前に記したとおシである。前
記の粒子Ｘの中、幾つかは中性で他は電離されている。
を含んでおシ、そ９反応は前に記したとおシである。前
記の粒子Ｘの中、幾つかは中性で他は電離されている。
分離手段を離れて行くとき、別のビーム１８ａが得られ
、これは中性の形にある粒子Ｘを成分とし、従って分離
手段と相互作用を行わず、直線の径路に従って行く。電
荷をもった粒子Ｘは、分離手段中を通過した後は、それ
ぞれが所定のエネルギーの粒子に対応した幾つかの二次
ビーム（ｓｕｂｂｅａｍｓ）を生じるが、図には示して
いない。例えばそのエネルギーが１９ Ｅｏ／、（１１
＋２Ｘ１９）に等しい、Ｆ＋粒子の場合がそれである。
、これは中性の形にある粒子Ｘを成分とし、従って分離
手段と相互作用を行わず、直線の径路に従って行く。電
荷をもった粒子Ｘは、分離手段中を通過した後は、それ
ぞれが所定のエネルギーの粒子に対応した幾つかの二次
ビーム（ｓｕｂｂｅａｍｓ）を生じるが、図には示して
いない。例えばそのエネルギーが１９ Ｅｏ／、（１１
＋２Ｘ１９）に等しい、Ｆ＋粒子の場合がそれである。
粒子Ｘに関するこれらの諸点は明かに、図２乃至図６に
関しても成立つ。
関しても成立つ。
本発明による装置の他に、容器２内、Ｂ＋イオンビーム
１７の軌道に置かれた標的１９、すなわちイオン注入装
置が得られ、ビーム１７のＢ イオンを標的１９に注入
することを可能とする。標的１９は例えば集積回路で形
成される。必要ならば、分離手段５と標的１９の間でビ
ーム１７の通路に位置し、Ｂ イオンビーム１７を通過
させ得るように穴をあけた二枚の導電板２０ 、２１の
間に作った電界によって、ビーム１７のＢ＋イオンを注
入前に加速することができる。上記イオンの通路にある
第一の板２０は、続く板２１に関して負の電位に高めて
おく。
１７の軌道に置かれた標的１９、すなわちイオン注入装
置が得られ、ビーム１７のＢ イオンを標的１９に注入
することを可能とする。標的１９は例えば集積回路で形
成される。必要ならば、分離手段５と標的１９の間でビ
ーム１７の通路に位置し、Ｂ イオンビーム１７を通過
させ得るように穴をあけた二枚の導電板２０ 、２１の
間に作った電界によって、ビーム１７のＢ＋イオンを注
入前に加速することができる。上記イオンの通路にある
第一の板２０は、続く板２１に関して負の電位に高めて
おく。
適当ならば、上記第二のビーム中のイオンを上記他の標
的に（特別に付加する場合は先づ加速を ′行りてから
）注入するため、第二のビームの径路に別の標的をおく
ことも可能であろう。
的に（特別に付加する場合は先づ加速を ′行りてから
）注入するため、第二のビームの径路に別の標的をおく
ことも可能であろう。
電極９と容器１１との間にビーム８を集束するため、静
電レンズを挿入することも出来る。例えば、３個の隣接
する電極２２，２３．２４によって、静電収束レンズを
生成することができる。これらの電極はビーム８が通過
できるように穴を開けてあシ、電極２３が電極２２と２
４の間に置かれ、電圧発生器２５．２６によって上記２
電極に関して負の電位にしである。
電レンズを挿入することも出来る。例えば、３個の隣接
する電極２２，２３．２４によって、静電収束レンズを
生成することができる。これらの電極はビーム８が通過
できるように穴を開けてあシ、電極２３が電極２２と２
４の間に置かれ、電圧発生器２５．２６によって上記２
電極に関して負の電位にしである。
更ニ、ビーム８及びビーム１７のイオンが浮動電位を受
けないように、電気的接続２７，２８゜２９がそれぞれ
電極９と電極２２の間、電極２４と加速板２０の間、加
速板２１と標的１９の間に行われていて、最後の接続は
アースされている。
けないように、電気的接続２７，２８゜２９がそれぞれ
電極９と電極２２の間、電極２４と加速板２０の間、加
速板２１と標的１９の間に行われていて、最後の接続は
アースされている。
集束レンズ２２，２３．２４が使用されていないとする
と、接続２７と２８はイオン源６と加速板２０との間の
単一電気的接続にとって代ることになるであろう。
と、接続２７と２８はイオン源６と加速板２０との間の
単一電気的接続にとって代ることになるであろう。
図２は本発明にもとづく装置の他の特別な実施態様を図
式的に示したもので、図１の実施態様と比較して唯一の
相違点は、分解子■４がプラズマから成っていることで
あって、容器１１と関連して前述したように位置し開口
で穴がおいている容器３０の中に、図示されてはいない
が既知の手段で閉じこめられている。ビーム８中のＢＦ
２ イオンはプラズマの粒子と相互作用を行ってＢ イ
オノを生じるが、ビーム８中の他のイオンは事実上プラ
ズマと相互作用は行わない。
式的に示したもので、図１の実施態様と比較して唯一の
相違点は、分解子■４がプラズマから成っていることで
あって、容器１１と関連して前述したように位置し開口
で穴がおいている容器３０の中に、図示されてはいない
が既知の手段で閉じこめられている。ビーム８中のＢＦ
２ イオンはプラズマの粒子と相互作用を行ってＢ イ
オノを生じるが、ビーム８中の他のイオンは事実上プラ
ズマと相互作用は行わない。
図３は本発明にもとづく装置の別の特別な実施態様を図
式的に、しかし部分的に示し、図１の実施態様と比較し
てその唯一の相違は、分解手段４が適切な発生器３１か
ら発射されるＸ線又はγ線の光子束から成っているこ、
とであって、上記光子束は例えば分離手段５と電極９あ
るいは存在するときは静電レンズ２２，２３．２４との
間で、ビーム８の部分に横から供給されるのである。前
記のように、Ｘ線又はγ線ビームの相互作用は事実上ビ
ーム８のＢＦ２＋イオンとの間に起るのみでアリ、これ
が分解してＢ＋イオンを作り出すのである。
式的に、しかし部分的に示し、図１の実施態様と比較し
てその唯一の相違は、分解手段４が適切な発生器３１か
ら発射されるＸ線又はγ線の光子束から成っているこ、
とであって、上記光子束は例えば分離手段５と電極９あ
るいは存在するときは静電レンズ２２，２３．２４との
間で、ビーム８の部分に横から供給されるのである。前
記のように、Ｘ線又はγ線ビームの相互作用は事実上ビ
ーム８のＢＦ２＋イオンとの間に起るのみでアリ、これ
が分解してＢ＋イオンを作り出すのである。
図４は本発明にもとづく装置のまた別の特別な実施態様
を図式的、且つ部分的に示すものである。
を図式的、且つ部分的に示すものである。
これと図３に示された実施態様とを比べて唯一の違いは
、Ｘ線やγ線光子束が紫外域又は可視域の光子束４と置
き換っただけである。これらの光子束は容器２の外部に
あって光学系３３を備えた光源３２から発するもので、
適切な波長を持っている。光源３２からの光は遮へい窓
又は銃眼様（ｐｏｒｔｈｏｌｅ）の穴を経由して容器２
を通過し、横方向からビーム８に到達し、実質的には上
記ビーム８０ＢＦ２＋イオンとのみ相互作用を行う。
、Ｘ線やγ線光子束が紫外域又は可視域の光子束４と置
き換っただけである。これらの光子束は容器２の外部に
あって光学系３３を備えた光源３２から発するもので、
適切な波長を持っている。光源３２からの光は遮へい窓
又は銃眼様（ｐｏｒｔｈｏｌｅ）の穴を経由して容器２
を通過し、横方向からビーム８に到達し、実質的には上
記ビーム８０ＢＦ２＋イオンとのみ相互作用を行う。
図５は本発明にもとづく装置の更に別の実施態様を図式
的に示すもので、図１の実施態様と異る点は、分解手段
４が今度は適切なエネルギーレベルを有する電子ビーム
から成るとい、う点だけであって、事実上ビーム８のＢ
Ｆ２＋イオンとのみ相互作用を行い、分離手段５が電界
並びに磁界のフィルタ４０から成るという事と相まって
、分解してＢ＋イオンを生ずる。
的に示すもので、図１の実施態様と異る点は、分解手段
４が今度は適切なエネルギーレベルを有する電子ビーム
から成るとい、う点だけであって、事実上ビーム８のＢ
Ｆ２＋イオンとのみ相互作用を行い、分離手段５が電界
並びに磁界のフィルタ４０から成るという事と相まって
、分解してＢ＋イオンを生ずる。
電流発生器３７によって熱せられたとき電子を放射する
フィラメント３６から成る電子源３５と、フィラメント
３６からの電子が通過する穴のあいた電極３８とによっ
て電子ビーム４が放射されるＯ電極３８は、フィラメン
ト３６からの電子を加速するように、直流電圧発生器３
９によってフィラメント３６に関して正電位に保たれる
。電子源３５は、それが作る加速電子をイオンビーム８
に、例えばビームに関して横方向から、分離手段５と電
極９（又は備わっているときは静電レンズ２２゜２３．
２４）との間に上記ビームの部分に供給するように明ら
かに向けである。
フィラメント３６から成る電子源３５と、フィラメント
３６からの電子が通過する穴のあいた電極３８とによっ
て電子ビーム４が放射されるＯ電極３８は、フィラメン
ト３６からの電子を加速するように、直流電圧発生器３
９によってフィラメント３６に関して正電位に保たれる
。電子源３５は、それが作る加速電子をイオンビーム８
に、例えばビームに関して横方向から、分離手段５と電
極９（又は備わっているときは静電レンズ２２゜２３．
２４）との間に上記ビームの部分に供給するように明ら
かに向けである。
電界及び磁界によるフィルタ４０、例えば交差電磁界フ
ィルタから成る分離手段５は、静電フィルタ１５．１６
に関連して図１について述べたように配置され、電子ビ
ームによってＢＦ２ イオンの分解の結果生ずるＢ＋イ
オンと、上記電子ビームと相互作用しなかったビーム８
の残りの部分とにそれぞれ対応する二つのビーム１７
、１８にビーム８を分割するように、ビーム８のイオン
をイ士分けすることも可能にする。
ィルタから成る分離手段５は、静電フィルタ１５．１６
に関連して図１について述べたように配置され、電子ビ
ームによってＢＦ２ イオンの分解の結果生ずるＢ＋イ
オンと、上記電子ビームと相互作用しなかったビーム８
の残りの部分とにそれぞれ対応する二つのビーム１７
、１８にビーム８を分割するように、ビーム８のイオン
をイ士分けすることも可能にする。
フィルタ４０は実際磁気的手段を有する〃；、これらは
磁気的な同位体の質量による分離手段よりは遥かに簡単
で扱いやすいのである。
磁気的な同位体の質量による分離手段よりは遥かに簡単
で扱いやすいのである。
電気的接続２７及び２９は図５の、装置と関連して先に
述べたとおりであるが、接続線２８は無くなっている。
述べたとおりであるが、接続線２８は無くなっている。
これは電極２４と電極３８間の電気接続４１、及び電極
３８と偏向板２０との間の接続４２にとって代っている
。集束レンズ２２゜２３．２４が使われていないとする
と、接続線２７と４１は電極９と電極３８との間の電気
的接続に代ることになろう。
３８と偏向板２０との間の接続４２にとって代っている
。集束レンズ２２゜２３．２４が使われていないとする
と、接続線２７と４１は電極９と電極３８との間の電気
的接続に代ることになろう。
図６は本発明にもとづく装置に関する他の実施態様を図
式的に且つ部分的に示したもので、図５のものとの相違
は、分解子１段４が今度は適切なエネルギーを有するイ
オンビームから成る点だけであって、このイオンビーム
は事実上ビーム８のＢＦ２ イオノとだけ相互作用を行
い、従ってビーム８はＢ＋イオンを放出するように分解
され、この分解用イオンビームはまた例えば、管４４か
らヘリウムを供給されているイオン源４３から放射され
るＨｅ イオンから成る。Ｈ−イオンゞ−１はイオ＋ ン源４３を離れる際電極４５で加速される。電極４５は
Ｈｅ イオンを通過させるように穴が開いておシ、直流
電圧発生器４６によってイオン源４３から見て負の電位
が与えられている。こうして加速されたＨｅ＋イオンビ
ームは、分離手段５と電極９（あるいは備わっている場
合はレンズ２２゜２３．２４）との間のビーム８の部分
に、例えば横方向から加えられる。
式的に且つ部分的に示したもので、図５のものとの相違
は、分解子１段４が今度は適切なエネルギーを有するイ
オンビームから成る点だけであって、このイオンビーム
は事実上ビーム８のＢＦ２ イオノとだけ相互作用を行
い、従ってビーム８はＢ＋イオンを放出するように分解
され、この分解用イオンビームはまた例えば、管４４か
らヘリウムを供給されているイオン源４３から放射され
るＨｅ イオンから成る。Ｈ−イオンゞ−１はイオ＋ ン源４３を離れる際電極４５で加速される。電極４５は
Ｈｅ イオンを通過させるように穴が開いておシ、直流
電圧発生器４６によってイオン源４３から見て負の電位
が与えられている。こうして加速されたＨｅ＋イオンビ
ームは、分離手段５と電極９（あるいは備わっている場
合はレンズ２２゜２３．２４）との間のビーム８の部分
に、例えば横方向から加えられる。
図１に示した電気的接続２７と２９はこの場合も存在す
るが、接続線２８は無くなっている。この接続線は電極
２４と４５の間の電気的接続、及びイオン源４３と偏向
板２０との間の電気的接続４８にとって代っている。集
束レンズ２２．２３゜２４が使用されない場合は、接続
線２７と４８は電極９とイオン−源４３との間の電気的
接続に代ることになる。
るが、接続線２８は無くなっている。この接続線は電極
２４と４５の間の電気的接続、及びイオン源４３と偏向
板２０との間の電気的接続４８にとって代っている。集
束レンズ２２．２３゜２４が使用されない場合は、接続
線２７と４８は電極９とイオン−源４３との間の電気的
接続に代ることになる。
化合物ＢＰ をＢ＋イオンのビーム１７を生じるために
使う代シに、ＢＣｌ２という化合物を使うことも可能で
あって、本化合物はイオン源の中で例えばアルゴン原子
と相互作用を行うことによって分解することができる、
ＢＣｔ２＋イオンを供給し、Ｂ＋イオンを生じさせる。
使う代シに、ＢＣｌ２という化合物を使うことも可能で
あって、本化合物はイオン源の中で例えばアルゴン原子
と相互作用を行うことによって分解することができる、
ＢＣｔ２＋イオンを供給し、Ｂ＋イオンを生じさせる。
なお、本発明にもとづく装置を使用するのは、何もＢ＋
イオンのビームを生成するだけには限らない。この装置
は、Ｐ＋イオン（化合物ＰＦ３から得られる、ＰＦ＋Ｐ
＋イオン生成）やＡｓ＋イオン（化合物ＡｓＦ ３から
得られる、ＡｓＦ ２＋イオンから生成）のような、他
の電離形イオンのビームを得ることを可能にする◎ 本発明は、一般的に言って、イオン化化合物の生成を、
許してどんな形のイオン化物（原子、分子）のビームを
生成するのに応用される。このイオン化化合物はイオン
源中で形成し、そ９から抽出して形成することができ、
また分解して希望する形のビームを電離した形で作るこ
とができ、また好ましいことには、中性原子、イオン、
電子、及び光子との相互作用断面積が大きいのである。
イオンのビームを生成するだけには限らない。この装置
は、Ｐ＋イオン（化合物ＰＦ３から得られる、ＰＦ＋Ｐ
＋イオン生成）やＡｓ＋イオン（化合物ＡｓＦ ３から
得られる、ＡｓＦ ２＋イオンから生成）のような、他
の電離形イオンのビームを得ることを可能にする◎ 本発明は、一般的に言って、イオン化化合物の生成を、
許してどんな形のイオン化物（原子、分子）のビームを
生成するのに応用される。このイオン化化合物はイオン
源中で形成し、そ９から抽出して形成することができ、
また分解して希望する形のビームを電離した形で作るこ
とができ、また好ましいことには、中性原子、イオン、
電子、及び光子との相互作用断面積が大きいのである。
図１は本発明の実施例を示す図、図２と図３と図４は本
発明の特別の実施態様を示す図、図−５は本発明の別の
実施例を示す図、図６は本発明の更に別の実施例を示す
図である。 特許出願人 コミッサリア ア レネルジイ アトミック特許出願代
理人 弁 理 士 山 本 恵 −
発明の特別の実施態様を示す図、図−５は本発明の別の
実施例を示す図、図６は本発明の更に別の実施例を示す
図である。 特許出願人 コミッサリア ア レネルジイ アトミック特許出願代
理人 弁 理 士 山 本 恵 −
Claims (6)
- （１）次のものから成る、所定の種類のイオンを生成す
る装置： ａ）所定の種類のイオンを含むイオン群から成シ、その
イオン群は分解して所定の種類のイオンを成分とするイ
オンを電離した形で与えることのできる、等エネルギー
イオンを生成する、イオン源手段、 ｂ）所定の種類のイオンを含むイオン群と提案する方法
で相互作用を行い、そのイオンは所定の種類のイオンを
成分とするイオイを電離した形で出現させるように所定
の種類のイオンを分解する、分解手段、及び Ｃ）所定の種類のイオンを電離した形で成分とするイオ
ン群と、ビームの残余の部分との間でエネルギー分離を
行う分離手段。 - （２）分解手段が、イオンビームの横切る領域に含まれ
る低圧のガス又はプラズマから成ることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の装置。 - （３）分解手段が、イオンビームの方へ導入される粒子
束よシ成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の装置。 - （４）分離手段が少くとも一つの静電フィルタから成る
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。 - （５）分離手段が少くとも一つの、電界及び磁界による
フィルタから成ることを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の装置◎ - （６）特許請求の範囲第１項に記載の装置のイオン注入
への応用。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8403028A FR2560426A1 (fr) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | Dispositif de production d'ions d'une espece determinee, utilisant pour les separer d'autres ions, une selection en energie, application a l'implantation ionique |
| FR8403028 | 1984-02-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60207237A true JPS60207237A (ja) | 1985-10-18 |
Family
ID=9301473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60037778A Pending JPS60207237A (ja) | 1984-02-28 | 1985-02-28 | イオンをエネルギ選択法により分離し所望のイオンを生成する装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0155875A1 (ja) |
| JP (1) | JPS60207237A (ja) |
| FR (1) | FR2560426A1 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6790747B2 (en) | 1997-05-12 | 2004-09-14 | Silicon Genesis Corporation | Method and device for controlled cleaving process |
| US6890838B2 (en) | 1997-07-18 | 2005-05-10 | Silicon Genesis Corporation | Gettering technique for wafers made using a controlled cleaving process |
| US7056808B2 (en) | 1999-08-10 | 2006-06-06 | Silicon Genesis Corporation | Cleaving process to fabricate multilayered substrates using low implantation doses |
| US7098614B2 (en) | 2002-02-06 | 2006-08-29 | Nissin Ion Equipment Co., Ltd. | Electrostatic accelerator and ion implanting apparatus with the same |
| US7106143B2 (en) | 2004-03-31 | 2006-09-12 | Frequency Electronics, Inc. | Method for achieving highly reproducible acceleration insensitive quartz crystal oscillators |
| US7160790B2 (en) | 1997-05-12 | 2007-01-09 | Silicon Genesis Corporation | Controlled cleaving process |
| US8993410B2 (en) | 2006-09-08 | 2015-03-31 | Silicon Genesis Corporation | Substrate cleaving under controlled stress conditions |
| US9362439B2 (en) | 2008-05-07 | 2016-06-07 | Silicon Genesis Corporation | Layer transfer of films utilizing controlled shear region |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5433836A (en) * | 1991-03-25 | 1995-07-18 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organization | Arc source macroparticle filter |
| US20070122997A1 (en) | 1998-02-19 | 2007-05-31 | Silicon Genesis Corporation | Controlled process and resulting device |
| US6291313B1 (en) | 1997-05-12 | 2001-09-18 | Silicon Genesis Corporation | Method and device for controlled cleaving process |
| US6027988A (en) * | 1997-05-28 | 2000-02-22 | The Regents Of The University Of California | Method of separating films from bulk substrates by plasma immersion ion implantation |
| US6291326B1 (en) | 1998-06-23 | 2001-09-18 | Silicon Genesis Corporation | Pre-semiconductor process implant and post-process film separation |
| US6500732B1 (en) | 1999-08-10 | 2002-12-31 | Silicon Genesis Corporation | Cleaving process to fabricate multilayered substrates using low implantation doses |
| US6263941B1 (en) | 1999-08-10 | 2001-07-24 | Silicon Genesis Corporation | Nozzle for cleaving substrates |
| US8187377B2 (en) | 2002-10-04 | 2012-05-29 | Silicon Genesis Corporation | Non-contact etch annealing of strained layers |
| US8293619B2 (en) | 2008-08-28 | 2012-10-23 | Silicon Genesis Corporation | Layer transfer of films utilizing controlled propagation |
| US7811900B2 (en) | 2006-09-08 | 2010-10-12 | Silicon Genesis Corporation | Method and structure for fabricating solar cells using a thick layer transfer process |
| US8330126B2 (en) | 2008-08-25 | 2012-12-11 | Silicon Genesis Corporation | Race track configuration and method for wafering silicon solar substrates |
| US8329557B2 (en) | 2009-05-13 | 2012-12-11 | Silicon Genesis Corporation | Techniques for forming thin films by implantation with reduced channeling |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3786359A (en) * | 1969-03-28 | 1974-01-15 | Alpha Ind Inc | Ion accelerator and ion species selector |
| FR2261802B1 (ja) * | 1974-02-21 | 1978-01-06 | Devienne Fernand |
-
1984
- 1984-02-28 FR FR8403028A patent/FR2560426A1/fr not_active Withdrawn
-
1985
- 1985-02-22 EP EP85400333A patent/EP0155875A1/fr not_active Withdrawn
- 1985-02-28 JP JP60037778A patent/JPS60207237A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7371660B2 (en) | 1997-05-12 | 2008-05-13 | Silicon Genesis Corporation | Controlled cleaving process |
| US6790747B2 (en) | 1997-05-12 | 2004-09-14 | Silicon Genesis Corporation | Method and device for controlled cleaving process |
| US7410887B2 (en) | 1997-05-12 | 2008-08-12 | Silicon Genesis Corporation | Controlled process and resulting device |
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| US7098614B2 (en) | 2002-02-06 | 2006-08-29 | Nissin Ion Equipment Co., Ltd. | Electrostatic accelerator and ion implanting apparatus with the same |
| US7106143B2 (en) | 2004-03-31 | 2006-09-12 | Frequency Electronics, Inc. | Method for achieving highly reproducible acceleration insensitive quartz crystal oscillators |
| US8993410B2 (en) | 2006-09-08 | 2015-03-31 | Silicon Genesis Corporation | Substrate cleaving under controlled stress conditions |
| US9356181B2 (en) | 2006-09-08 | 2016-05-31 | Silicon Genesis Corporation | Substrate cleaving under controlled stress conditions |
| US9640711B2 (en) | 2006-09-08 | 2017-05-02 | Silicon Genesis Corporation | Substrate cleaving under controlled stress conditions |
| US9362439B2 (en) | 2008-05-07 | 2016-06-07 | Silicon Genesis Corporation | Layer transfer of films utilizing controlled shear region |
| US11444221B2 (en) | 2008-05-07 | 2022-09-13 | Silicon Genesis Corporation | Layer transfer of films utilizing controlled shear region |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2560426A1 (fr) | 1985-08-30 |
| EP0155875A1 (fr) | 1985-09-25 |
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