到所述离子源W进行供应，或通过来自它们各自气源的气体流到所述离子注入系统进行提 供。或者，所述各个气体可相继地流到所述离子注入系统。利用所述各渗杂气体和同种气 体基于等时的流量，所述连续操作可W任何适宜的方式进行，或者，基于各时间的流量可彼 此不同，或W其他方式进行调整W提供期望特性的渗杂衬底。
[0140] 使用根据本公开的离子物质注入离子的衬底可为任何适宜的类型。 阳141] 所述衬底可包括娃、碳化娃、氮化嫁或任何其他适宜的衬底组合。衬底可包括微电 子器件衬底，即用于制备微电子结构W生产微电子器件或设备的前体组件的衬底。
[0142] 在其他实施方案中，注入过的所述衬底可用于制造例如平板显示器和太阳能电池 板产品。应了解，本公开将适于任何合适特性的离子注入应用。
[0143] 所述渗杂组合物可提供用在具有容纳渗杂组合物的内腔的存储和分配容器中，其 中的所述渗杂组合物可为所描述的任何适宜的类型。所述渗杂组合物的存储和分配容器可 结合离子源设置，例如通过包括适宜的仪表和控制组件的流动线路而使渗杂组合物适宜的 流到所述离子源。所述存储和分配容器可包括一个其内腔中含有固体物理吸附剂的基于吸 附剂的容器，其中所述吸附剂对渗杂组合物具有吸附亲和性。因此，所述渗杂组合物在储存 期间吸附保留在所述吸附剂上，并在分配条件下从所述吸附剂解吸，从而解吸的渗杂组合 物可从该容器分配出去而流到所述离子注入系统。所述容器中的物理吸附剂可包括炭质 吸附剂，例如可从ATMI,Inc.值anbu巧，Connecti州t，USA)W商品名BRIGHTBLACK购得的类 型。或者，可使用对所述渗杂气体具有适宜吸附亲和性的任何其他固体物理吸附剂，W及任 何其他存储介质，例如离子液体，所述渗杂气体可存储其中并在分配条件下从其中分配出 来。该类型的基于吸附剂的容器可从ATMI,Inc.值anbuiT,Connecti州t,USA)W商品名SDS 和SACiE购得。
[0144] 或者，所述渗杂组合物可在内压调节型的容器中提供，所述容器在容器的内腔 中设有一个或多个调压器。该调压容器可从ATMI,Inc.值anbu巧,Connecti州t,USA) W商品名VAC购得。在其内腔中还含有吸附剂的该调压型容器也可从ATMI，Inc. 值anbuiT,Connecti州t,USA)W商品名VACSorb购得。
[0145]作为更进一步的替代方案，所述气体供应容器可包括固相渗杂源材料形式的 所述渗杂组合物，例如通过加热所述容器和/或其内含物使所述固相渗杂源材料挥发 W产生汽化或升华产物形式的所述渗杂气体。该类型的固相分配容器可从ATMI，Inc. 值anbuiT,Connecti州t,USA)W商品名ProE-vap购得。 阳146]在进一步的实施方案中，本公开设及用于离子注入系统的气体供应套件，其包括： (i)容纳娃渗杂气源的第一气体存储和分配容器，和（ii)容纳含有稀释气体和同种气体中 的至少一种的补充气体的第二气体存储和分配容器，其中娃渗杂气体和一一如果存在一一 同种气体中的至少一种在至少一种娃同位素中W高于天然丰度的水平富集。
[0147] 其他方面，本公开设及一种增强离子注入系统操作的方法，其包括在所述离子注 入系统中使用（i)容纳娃渗杂气源的第一气体存储和分配容器，和（ii)容纳含有稀释气体 和同种气体中的至少一种的补充气体的第二气体存储和分配容器，其中娃渗杂气体和一一 如果存在一一同种气体中的至少一种在至少一种娃同位素中W高于天然丰度的水平富集。
[0148]在所述气体供应套件和增强方法方面，在供应的渗杂气体和同种气体的化合物 中，所述渗杂气体和同种气体可均为娃同位素种类相同而单一的同型同位素（例如28Si)。
[0149]所述气体供应套件和增强方法可利用在各自的容器中的所述渗杂气体和稀释气 体，其中所述渗杂气体为在至少一种天然存在的娃同位素中W高于天然丰度的量同位素富 集。例如，所述渗杂气体可包括同型同位素（例如28Si)的气态娃化合物。所述稀释气体可 包括任何适宜的气体种类或混合物，且例如可包括：氣气、氨气、氣气、氯气、氛气、氮气、氨 气、胺类、水、憐化氨、神化氨、错烧、砸化氨、硫化氨、氮气、氧气、一氧化碳、二氣化氣、乙棚 烧、甲烧和氣气，或其他适宜的气体或气体组合。
[0150] 现参照附图，图1为根据本公开一个方面的一种离子注入处理系统的示意图。 阳151 ] 所述离子注入处理系统300包括存储和分配容器302，所述存储和分配容器302设 有容纳娃渗杂气体的内腔，所述娃渗杂气体向图示的离子注入室301中的衬底328进行娃 离子注入渗杂。所述存储和分配容器可为包括吸附介质的类型，所述娃渗杂气体物理性吸 附在吸附介质上而得到存储，在分配条件下，所述气体从所述吸附介质上解吸而从该容器 释放。所述吸附介质可包括固相炭质吸附剂材料。 阳152] 在图1中，所述存储和分配容器302包括圆筒状的容器壁304,所述圆筒状的容器 壁304围成一个内腔W容纳呈吸附态、游离气态或液化气态的所述渗杂气体。 阳153]所述存储和分配容器302包括阀头308,所述阀头308通过分配管线372与混合室 360 (可选的）禪合进行气流连通，所述混合室360再连接排出管线312。压力传感器310 与质量流量控制器314可一同设于所述管线312中；其他可选择的监控和传感器组件可与 所述管线禪合，并与控制手段（例如致动器、反馈和计算机控制系统、循环定时器等）配合 运行。
[0154]若使用，所述混合室360也可与气体供给管线370连接进行流体连通，所述气体供 给管线370连接有补充气体供应容器362和364,每个容器相对于另一个可为相同或不同的 类型，并且相对上述的容器302于可为相同或不同的类型。容器362可例如含有稀释气体， 而容器364可例如含有同种气体，如此设置W便能制备出渗杂气体的混合物（包括所述渗 杂气体与所述稀释气体和/或所述同种气体的组合）。 阳155] 附加容器362通过主容器部分构成，主容器部分缚有阀头380,阀头380再连接有 附加容器供料管线366。同样地，附加容器364通过主容器部分构成，主容器部分缚有阀头 382。阀头382连接有附加容器供料管道368。供料管线366和368通过运样的设置将稀释 和/或同种气体输送至所述混合室360,W提供一种含有稀释和/或同种气体的渗杂气体混 合物，通至所述离子注入机的离子源。为此，所述附加容器供料管线366和368W及分配管 线372可配备有适宜的阀口、控制器和/或传感器用W手动或自动地控制从所述容器分配 出去的材料的流量或其他特性，并且所述阀口、控制器和/或传感器可与所述相应的供料/ 分配管线W任何适宜的方式禪合或连接。
[0156] 所述阀口可与有效连接至中央处理器单元（CPU)的阀口致动器连接。所述CPU可 与前述的控制器和/或传感器W信号通信的关系禪合，并程序性的设置W控制每个容器相 对于彼此所分配出的液体的速率、条件和量，从而使所述混合室360流出的于管线312中的 渗杂气体混合物具有期望的组成、溫度、压力和流速，W进行所述离子注入操作。 阳157] 在图示系统300中，所述离子注入室301包括接收从管线312中分配的娃渗杂气 体混合物的离子源316并产生离子束305。所述离子束305穿过质量分析仪单元322,所述 质量分析仪单元322选择需要的离子并排除非选择的离子。
[0158] 该选择的离子穿过加速电极阵列324,再穿过偏转电极326。所得聚焦的离子束撞 击在衬底元件328上，所述衬底元件328设于安装在主轴332上的旋转夹330上。渗杂离 子的离子束如期望的那样用于渗入所述衬底W形成渗杂结构。
[0159] 所述离子注入室301的各个部分分别借用累320、342和346通过管线318、340和 344排空。
[0160] 或者，所述离子注入室301可为适应于通过适宜的等离子体浸没处理实现将娃注 入衬底的等离子体浸没室。 阳161] 图2为根据本公开另一方面的另一种离子注入处理系统的示意图。图2系统就与 图1中相同的组件和特征相应地编号，但是图2系统采用的各渗杂气体容器和补充气体容 器W如下流动线路布置：每个容器304、362和364分别在其分配管线中具有独立的质量流 量控制器314、400和402。通过该布置，来自每个单独容器的气体流动通过相关分配管线中 的专用质量流量控制器进行调节，W实现在操作中各个气体可选的流速或流速比。所述各 个质量流量控制器可有效地与中央处理器单元（CPU)连接，通过CPU可如需要或期望的那 样调节在操作中的各个质量流量控制器，W实现所述系统的最佳操作。
[0162] 在本公开更进一步的方面，所述渗杂气体首先可W含有一种或多种补充气体（即 稀释和/或同种气体）的混合物的形式进行提供，其中渗杂气体和补充气体的混合物容纳 在单一的供应容器中，该气体混合物可从该容器分配出来并流到所述离子注入系统的离子 源。例如，在图1系统中，所述容器302可构成容纳所述娃渗杂气体和补充气体混合物的单 一气体供应容器（无附加容器362和364)。
[0163] 所述方法可用于W含有氨气、惰性气体或其他稀释气体的混合物的形式提供作为 渗杂气体的四氣化娃，该混合物作为组合包装混合物从单一的供应容器进行提供。
[0164] 作为在本公开广泛的实践中可有利使用的同位素富集的四氣化娃气体混合物的 一个说明性实例，当W单一供应容器的形式提供时，所述含四氣化娃的气体组合物可包括 基于所述组合物的总体积计5至35体积％的四氣化娃，且用氨气、氣气、氮气和氮气中的一 种或多种进行补足，其中所述四氣化娃在至少一种天然存在的娃同位素（例如28Si)中同位 素富集。
[0165] 在另一方面，本公开设及氨气作为协同气流与作为渗杂气体的四氣化娃用于增加 离子注入系统中离子源寿命的用途，其中所述四氣化娃在至少一种Si同位素种类（例如 2SSi)中同位素富集。
[0166] 当注入娃时，通过使用与四氣化娃混合的氨气作为补充气体，由氮和氨组成的氨 气（畑3)将有效清除所述四氣化娃的氣。作为所述氣清除的结果，该SiF4/NH3混合物将至 少部分地抑制面素在所述离子源中的循环，所述循环由于鹤晶须（tungstenwhiskers)在 圆弧狭缝上的生长和/或鹤在阴极和/或阳极上的沉积会导致离子源寿命的缩短。
[0167] 所述氨气作为协同气流与SiF4的使用在任何类型的设置中都有效。在一个实施 方案中，对氨气和四氣化娃采用分开的气体供应容器，且来自各个气体供应容器的气体共 同流向所述离子源。该共同流动的气体可在穿过质量流量控制器前进行混合，或在质量流 量控制器和所述离子源之间混合，或在所述离子源内混合。
[0168] 或者，可提供含有任何适宜相对比例的氨气和四氣化娃的混合物的单一供应容 器。
[0169]替代氨气或除氨气外，任何适宜的胺类都能同样有利的使用。
[0170] 作为更进一步的替代方案，氣气可作为补充气体在分开的供应容器中进行提供。 在从所述供应容器分配出去后，所述氣气可与氨气和/或四氣化娃混合。氣气也可作为补 充气体在含有与氨气和/或四氣化娃混合的氣气的气体容器中进行提供。氣气在引向所述 离子源的气体中的存在会通过氣气在阴极上的瓣射效而改善离子源的寿命，从而可除去沉 积在所述阴极上的任何过量的鹤。 阳171]本公开另一方面还设及改善的离子注入方法，其包括（基本由W下组成或由W下 组成）使一种或多种同位素富集的娃渗杂材料（所述娃渗杂材料例如为甲硅烷或四氣化 娃）流入离子化室W产生离子渗杂种类，从所述离子化室提取所述离子渗杂种类，选择预 定的离子渗杂种类，并将该选择/期望的娃离子渗杂种类注入光电、平面、微电子或半导体 的衬底中。
[0172] 根据本公开期望的娃同位素的富集将增加所述同位素的丰度或浓度，而相应增加 所述离子束中所述同位素的量。与采用含有