选择性控制等离子体的离子组成物的系统和方法

摘要

一种调整等离子体的组成物的方法，用于等离子体掺杂、等离子体沉积和等离子体蚀刻技术中。所揭示的方法可藉由修饰等离子体中所存在的电子的能量分布来控制等离子体的组成物。使用很快的电压脉冲使等离子体中的电子加速，以便在等离子体中产生有能量的电子。该脉冲需足够长以影响电子，但太短将不能对离子造成显著影响。有能量的电子和等离子体组成物之间的碰撞，造成等离子体组成物中的变化。等离子体组成物然后可最佳化，以符合所使用的特定工艺的需求。这意味着能使等离子体中离子物种的比例改变、使离子化相对于分解的比例改变、或使等离子体的激发状态群改变。

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种等离子体产生场(field)，本发明尤其涉及 一种在次大气压等离子体(sub-atmospheric pressure plasma)中选择性地 控制离子、自由基(radicals)的密度、温度和组成、以及电子的密度和能 量的系统和方法。

背景技术

等离子体以多种方式而使用在半导体工艺(Semiconductor  processing)中，如等离子体增强型化学气相沉积(Plasma Enhanced  Chemical Vapor Deposition，PECVD)、以及基板掺杂。这些工艺(processes) 涉及到在作为靶材基板，如硅晶圆，的表面上或表面下进行离子的有方 向性的沉积或掺杂。其它工艺包括等离子体蚀刻，其中蚀刻用物种的方 向性决定了将被蚀刻的沟槽的品质。

典型的等离子体掺杂工艺利用等离子体内的离子的带电本质，以便 在靶材表面上或表面下沉积离子，同时，等离子体沉积工艺是与基板表 面上所沉积的中性粒子(neutrals)有关。由于中性粒子未带电，其不易控 制且因此将形成在表面上而防碍最后的工艺。

又，等离子体典型上含有不同离子和中性物种。为了进行特定的工 艺，期望使等离子体中的特定物种最大化且使其它物种最小化。有利的 方式是，提供一种较目前方法更能受到控制的方法以控制等离子体的组 成物(composition)。

因此，需要一种用来控制等离子体的离子组成物和密度的方法，以 使掺杂应用时所期望的离子物种的存在最大化，且使不期望的离子物种 和中性粒子的存在最小化。就其它应用(例如，蚀刻和沉积)而言，则上 述的最大化和最小化的对象较佳是互换，即中性粒子较需要。

发明内容

等离子体处理工具(plasma processing tools)的性能是与所含有的等 离子体的组成物有关。所揭示的方法可让使用者藉由修饰等离子体中所 存在的电子的能量分布，来控制等离子体组成物(包括离子和中性粒子 (即，自由基)的物种、这些物种的激发状态、和电子能量分布)以及密度。 使用一或多个很快速的电场(E-场)脉冲使一些电子加速，而使等离子体 中产生有能量的电子。脉冲需足够长以影响电子，但太短将不能对离子 造成显著影响，此乃因离子的质量相对较大。有能量的电子和等离子体 的组成物之间的碰撞，造成等离子体组成物中的变化。对电子能量小心 地进行控制，则等离子体组成物可最佳化以符合所使用的特定工艺的需 求。在一些实施例中，需要修饰等离子体中离子物种的比例、改变离子 化相对于分解(dissociation)的比例、或改变等离子体的激发状态群 (population)。

在一些实施例中，上述方法可用在等离子体植入(即，掺杂)期间， 以使气体中分子的离子化对分解(dissociation)的比例高于使用目前方法 所可得到的比例。这样可造成较高的等离子体密度，且使待处理的基板 上的沉积物较少。

很快速的电场脉冲可施加至与等离子体面对的电性绝缘表面。例 如，此表面可以是调节板或已植入的基板。电场脉冲的上升时间基本上 可等于或小于等离子体(电子)频率的倒数，脉冲宽度可较等离子体鞘 (sheath)中的离子传输时间短很多。电子受到所施加的快速上升电场的影 响且穿过等离子体，使电子的路径中的气体分子被离子化、激发或分解。 每一电子所产生的离子化、激发或分解等等的数目(number)是与特定工 艺中的电子能量(由电场脉冲而得)、气体密度、以及电子/分子碰撞横截 面有关。

本发明揭示一种修饰次大气压等离子体的方法，包括：提供一馈送 气体至一腔室；激发此馈送气体以产生等离子体；以及施加电场脉冲至 等离子体。脉冲的上升时间基本上可等于或小于电子等离子体频率的倒 数。脉冲所具有的期间亦可小于离子等离子体频率的倒数；其中，电场 脉冲选择性地影响等离子体的电子，但基本上不影响等离子体的离子； 且受影响的电子修饰了等离子体中的离子和中性粒子的组成物、密度和 温度。

本发明揭示一种修饰次大气压等离子体的方法，包括：提供一馈送 气体至腔室；激发此馈送气体以产生等离子体；以及施加电场脉冲至等 离子体。脉冲的上升时间基本上可等于或小于电子等离子体频率的倒 数。脉冲所具有的期间亦可小于离子等离子体频率的倒数；其中，电场 脉冲选择性地影响等离子体的电子，但基本上不影响等离子体的离子； 且藉由电子密度和能量分布的控制来控制脉冲上升时间、脉冲期间、和 脉冲振幅的至少其一，以修饰等离子体中的离子和中性粒子的组成物、 密度、和温度。

本发明揭示一种调整等离子体的方法，包括：施加电场脉冲至等离 子体。此脉冲的上升时间基本上可等于或小于电子等离子体频率的倒 数。此脉冲所具有的期间亦可小于离子等离子体频率的倒数；其中，电 场脉冲选择性地影响等离子体的电子，但基本上不影响等离子体的离 子。

本发明揭示一种调整等离子体的方法，包括：施加连续的电磁波脉 冲至等离子体。此脉冲包括无振荡极性的电场、且具有的频率大于或等 于电子等离子体频率。此脉冲的上升时间基本上等于或小于电子等离子 体频率的倒数。此脉冲所具有的期间小于离子等离子体频率的倒数；其 中，此电磁波脉冲选择性地影响等离子体的电子，但基本上不影响等离 子体的离子。

本发明揭示一种等离子体掺杂系统，包括：一腔室；一调节板，支 撑在腔室中，此调节板与该腔室绝缘；以及脉冲产生器，经由高压馈送 而连接至该调节板。此脉冲产生器设置成：提供电场脉冲至容纳在该腔 室中的等离子体，此脉冲的上升时间基本上等于或小于电子等离子体频 率的倒数，且此脉冲所具有的期间小于离子等离子体频率的倒数。

附图说明

以下的附图绘示了到目前为止所揭露方法的较佳实施例，以将上述 的原理设计于实际的应用，其中，

图1A是1-维单元中粒子(PIC)等离子体模拟的方块图，且具有外部 电路。

图1B是输入电压纳秒脉冲的图表。

图2是左手侧电位、横越等离子体的电位、横越等离子体的电场、 电子能量分布函数、以及电子速度的一系列的图表，其在电压脉冲开始 之前，使用图1A的PIC等离子体模拟来进行模拟。

图3是图2中所示的多种测量的一系列的图表，其在电压脉冲中的 0.1纳秒时显示。

图4是图2中所示的多种测量的一系列的图表，其在电压脉冲中的 0.5纳秒时显示。

图5是图2中所示的多种测量的一系列的图表，其在电压脉冲的上 升终点时显示。

图6是图2中所示的多种测量的一系列的图表，其在电压脉冲的上 升已完成时显示。

图7是图2中所示的多种测量的一系列的图表，其在电压脉冲开始 之后的3.5纳秒时显示。

图8是图2中所示的多种测量的一系列的图表，其在电压脉冲开始 之后的4纳秒时显示。

图9是电子能量分布函数(EEDF)对电子能量的图表。

图10是离子分数比的变化作为纳秒脉冲产生器上所施加的尖峰电 压的函数的图表。

图11是0.1％B2H6(在氦中)等离子体的飞行时间(TOF)频谱作为纳 秒脉冲产生器电压的函数的图表。

图12是0.5％B2H6(在氦中)等离子体的飞行时间频谱作为纳秒脉冲 产生器电压的函数的图表。

图13是硼浓度变化的二次离子质谱(SIMS)的轮廓作为硅基板的表 面下方的深度的函数图。

图14是电子能量分布函数(EEDF)的对数值对不同的纳秒脉冲产生 器电压的电子能量(eV)的图表。

图15是等离子体掺杂(PLAD)工具中纳秒脉冲产生器的例示性实现 方式。

图16是等离子体增强型化学气相沉积(PECVD)工具中纳秒脉冲产 生器的第二例示性实现方式。

图17是在等离子体增强型化学气相沉积期间，在高的长宽比结构 上及其周围所建立的横切面图。

图18是工艺方向性(process directionality)相对于等离子体特性的图 表。

具体实施方式

揭示一种对等离子体源中的离子/中性组成物进行修饰(modify)的方 法。所揭示的方法能以一般的离子源来实现，且特别是所揭示的方法可 与间接加热的阴极(Indirectly Heated Cathode，IHC)源、伯纳斯(Bernas)源 之类的源、以及与等离子体掺杂(Plasma Doping，PLAD)、等离子体蚀刻、 等离子体沉积/等离子体气相沉积(Plasma Vapor Deposition，PVD)一起使 用。本方法可用来改变/增加等离子体中的平均电子温度/能量，其因此 可改变电子碰撞过程(离子化、分解、激发)的机率。

在等离子体中，期望具有可选择性地修饰离子与自由基(radical)组成 物的能力，以增加所期望的粒子类型的浓度、且使不期望的粒子类型的 浓度下降。在使用纳秒电场脉冲产生器(nanosecond E-field pulser)时，电 子能量可选择性地被修饰，这样的结果是可修饰等离子体的离子组成 物。所揭示的方法的应用包括任何等离子体源的应用，其希望用来控制 离子及/或中性粒子的组成物、密度、温度以及电子的密度和能量分布。 这些应用的非限制性的例子包括、但不限于：(1)高分子量离子源；例如， 碳硼烷(carborane)、癸硼烷(decaborane)、十八硼烷(octadecaborane)；(2) 绝缘体上硅(SOI，Silicon-on-Insulator)工艺所涉及的氢离子源(H2 ion  source)；以及(3)等离子体掺杂(PLAD)的应用。

所揭示的方法包括：施加电场脉冲(E-field pulse)至等离子体。在模 拟时，电场脉冲只持续数纳秒、且具有大约是1纳秒的上升时间(rise  time)，结果是，在整个等离子体中产生电场，不只在等离子体鞘(plasma  sheath)中产生电场。该电场驱使电子能量增加。由于涉及小的时间尺度 (纳秒)，只有等离子体中的电子受到电场的影响，同时，相对较重的离 子不受影响。这样就可不与等离子体中的离子一起、而各别地来控制电 子能量。

由传统上的看法而言，通常不可能维持着横越等离子体的电场。然 而，只有在时间尺度大于等离子体频率或电子频率的倒数时才可能维持 着横越等离子体的电场，由以下式子来表示：

${\omega }_{\mathrm{pe}}=\sqrt{\frac{q^2{n}_e}{m_e{ϵ}_o}}\approx 9000\sqrt{n_e\left({\mathrm{cm}}^{-3}\right)}\mathrm{Hz}$

其中，ω_pe是等离子体频率或电子频率，q是电荷，n_e是电子密度， m_e是电子质量，且ε_o是自由空间的介电系数(permittivity)。在n_e＝10¹⁰cm^-3，其中τ_e是电子反应时间。

大于约1.1纳秒的电场脉冲施加至等离子体的情况下，电子几乎立 刻对脉冲起反应而使鞘改变，以适应所施加的偏压。横越该鞘的电压降 主动地防止电场横越该等离子体。

然而，当电场脉冲的大小的上升较电子反应时间τ_e(即，使用纳秒或 次纳秒脉冲)还快时，则可建立一电场横越该等离子体，虽然只持续短的 期间。这是因为在电子具有足够的时间来反应之前(即，次纳秒)电场已 产生，使电子处于(immersed)电场中。

为了确认此事实，发明人使用等离子体装置码XPDP1(该装置码可 由http://ptsg.eecs.berkeley.edu/获得)的装置，来发展一种1-维单元中粒 子(Particle-In-Cell，下称PIC)等离子体的情况模拟。该模型的方块图以 及外部电路显示在图1A。结果如下所示：

PIC模拟的输入情况如下：

电子密度，n_e＝10¹⁰cm^-3

电子温度，T_e＝4eV

腔室长度，L-0.3m

空间单元(spatial cell)的数目10,000

单元宽度＝0.3μm

时间步进值(step)＝10^-12s

100,000电脑粒子

压力＝1mTorr

L，R，C是分别是与XPDP1模拟用的外部电路有关的电感、电阻和 电容。在此情况下，产生电场的电压脉冲(虽然亦可用其它方法)可用来 产生相同的电场。

XPDP1，1-维PIC模拟解算器(Solver)在纳秒脉冲之前已运作5纳秒 (无偏压)，以允许该鞘形成且达成平衡(即，稳定的等离子体情况)。该输 入电压纳秒脉冲显示在图1B中，其中，大约-1.1x10³V的负电压脉冲所 施加的期间大约1纳秒。

在图2至图8中，左手侧(Left-Hand Side，LHS)电极电位10(LHS-使 用在模拟中的等离子体反应器的左手侧电极上的电压)、横越等离子体的 电位20、横越等离子体的电场30、电子能量分布函数40(Electron Energy  Distribution Function，EEDF)(表示电子的分布相对于该电子于等离子体 中的能量)、以及电子速度(x-方向)40的快照图显示在整个模拟期间。

图2显示电压脉冲开始的前的等离子体性质(plasma property)。由电 位20可看出，等离子体电位已稳定(即，表示电位20的线及表示电场 30的线，显示成平坦状)。

图3显示电压脉冲的上升时间中的0.1纳秒时的等离子体性质。电 压脉冲可被视为LHS电位10中的向下转入(downward turn)。又，可 看出横越等离子体的轻微的电压降(电位20)。电压的上升是快速的(在与 电子反应时间τ_e相比较下)、且由于邻接的电极的电位的突然上升，该鞘 不能适应此电压降。因此，横越等离子体的电压降(电位)由下式来表示：

${▿}^{2}V=-\frac{\rho }{{ϵ}_0}=0\{\mathrm{\Theta \rho }=0\}$

其中V＝电位；ρ＝带电物种的净密度，且ε_o＝介电常数。

由上可知，电压变化(电位20)应为线性而横越该等离子体。这显示 在图4中，其是电压脉冲的上升时间中的0.5纳秒时的等离子体性质的 快照。

即使当电压脉冲已上升到其最大的绝对值(maximum absolute  magnitude)(请参阅LHS电位10和电位20)，在此情况下，对应于其在t＝6 纳秒(在电压脉冲开始的后1纳秒；请参阅图5)时的值，所施加的电压显 示仍然横越整个等离子体而下降。如先前所提及者，此种电压降是由于 以下事实所造成：电子具有不足够的时间对该脉冲起反应。

图6显示t＝7纳秒时电子已对电场起反应。结果是，靠近该腔室的 壁面形成增加的电荷分离现象、且因此形成较厚的鞘。于是，横越整个 等离子体的电压降慢慢地被增长中的鞘所适应。图7显示定值电压脉冲 开始之后的2.5纳秒、即t＝8.5纳秒时的等离子体性质。图7中可看出平 均电子速度50已增加，平均值较图2至图6中者更大。

现在请参阅图8，此图8显示定值电压脉冲开始之后的3.0纳秒、 即t＝9纳秒时的等离子体性质。又，图8中可看出平均电子速度50继续 增加。图9亦明显地显示电子能量分布函数(EEDF)40亦明确地更为陡 峭，其是电子能量分布函数(EEDF)(对数尺度)相对于电子能量(电子伏特) 的图表。曲线52表示t＝6纳秒(即，电压脉冲开始之后的1纳秒)时等离 子体中的电子能量的情况。曲线54表示t＝7纳秒，曲线56表示t＝8纳 秒，曲线58表示t＝9纳秒，且曲线59表示t＝10纳秒时等离子体中的电 子能量的情况。

如上述各图所示，可使用纳秒/次纳秒电场脉冲来修饰等离子体中的 电子能量分布函数(EEDF)。因此，亦可修饰等离子体中的离子/中性粒子 组成物、密度和温度，因这些参数是与电子能量分布函数(EEDF)有关。

范例1

以下，显示出由等离子体掺杂(PLAD)工具上进行的实验所得到的结 果。请参阅图10，离子分数比(fractionation)的变化显示成：纳秒脉冲产 生器上所施加的尖峰电压的函数。分数比是指：等离子体中被形成的离 子(即，若采用二硼烷(diborane)，则可形成B₂H₅⁺或B₂H₄⁺)。由图10中 可看出：例如，当电压脉冲的值增加(当施加在纳秒脉冲产生器上)时， He⁺离子的相对分数比(即，浓度)下降，但H⁺的浓度(在其它物种之间) 增加。因此，藉由使纳秒脉冲产生器的电压改变，则使用者可调整感兴 趣的离子的生成，以符合特定的工艺(particular process)。

图11显示脉冲电压(pulse voltage)的改变已对产生的离子浓度所达 成的效应。图11是0.1％B₂H₆(在氦中)等离子体的飞行时间(Time-of-Fly， TOF)频谱(spectra)作为脉冲产生器电压(pulser voltage)的函数的图表。此 图表中，可看出He⁺和B_xH_y分数比的生成是随着脉冲产生器电压而改变。 就B₃H_x⁺而言，可看出脉冲产生器电压增加时使离子浓度减少；但就BH_x⁺和B₂H_x⁺而言，脉冲产生器电压增加时使离子浓度增加。因此，藉由调 整脉冲产生器电压，可使离子浓度更加精细(refinement)。

图12显示等离子体中二硼烷(B₂H₆)的浓度变化如何影响使用脉冲电 压时所产生的离子浓度。图12是0.5％B₂H₆(在氦中)等离子体的飞行时 间频谱作为脉冲产生器电压的函数的图表。图11和图12中唯一的不同 点是：二硼烷浓度不同(图12中的0.5％对图11中的0.1％)。可看出的是： 藉由二硼烷浓度的改变，使纳秒-脉冲产生器的效果不同。特别是，在与 图11的B₃H_x⁺尖峰比较下，可使B₃H_x⁺浓度增加5倍。

图13是硼浓度变化的二次离子质谱(Secondary Ion Mass  Spectrometer，SIMS)的轮廓(profile)作为硅基板的表面下方的深度的函数 图。由此轮廓可知，相较于使用相同的等离子体浓度但无电压脉冲(曲线 60，80)来进行的类似的植入(implants)，有电压脉冲时(曲线70，90)的 净剂量增加了大约20％。如此，曲线60和70是使用0.1％的二硼烷浓度 的等离子体且晶圆偏压为0.325kV所达成的二次离子质谱的轮廓。然而， 曲线70显示了使用250V的纳秒-脉冲所达成的植入剂量，同时，曲线 60显示未使用纳秒-脉冲所达成的植入剂量。由此，所得到的结论是， 使用上述所揭示的方法可在较大的深度达成较高的浓度。发明人相信： 这是使用所揭示的电压脉冲方法在等离子体中产生较大的离子密度、以 及使B₂H_x⁺和B₃H_x⁺的密度增加所造成的结果。图13显示有脉冲和无脉 冲时的二次离子质谱的轮廓的比较。

类似地，曲线80和90是使用0.5％的二硼烷浓度的等离子体、且晶 圆偏压为0.325kV所达成的二次离子质谱的轮廓。然而，曲线90显示 了使用250V的纳秒-脉冲所达成的植入剂量，曲线80显示未使用纳秒- 脉冲所达成的植入剂量。又，由此结果可得到的结论是：使用上述所揭 示的方法可在较大的深度达成较高的离子浓度。又，二硼烷组成物的变 化亦可用来影响上述浓度。纳秒-脉冲使等离子体的组成发生变化，导致 等离子体中产生不同的化学物(chemistries)且植入机构(implant  mechanism)中亦发生变化。

所示的结果揭露了可使用上述已揭示的纳米脉冲方法来修饰一植 入轮廓，等离子体中的二硼烷浓度可改变或未改变。

图14是电子能量分布函数(EEDF)的变化作为脉冲产生器电压的函 数图。图14是能量分布函数(EEDF)相对于电子能量(eV)的对数值的关 系图。所示的值是使用氩等离子体在6毫托(m Torr)、550瓦且插入探针， 以测得电子能量分布的实验中计算而得。电子能量分布是在不同的纳秒 脉冲电压0V(100)，150V(110)，300V(120)，450V(130)，600V(140)时测 得。如图14所示，在与纳秒脉冲存在时所测得的数据(100至140)比较 下，通常是无纳秒脉冲时所得到的数据(100)显示出具有更多低能量的电 子。能量分布函数(EEDF)的斜率(表示电子温度，Te)的增加可在XPDP1 模拟中看到。

总之，等离子体的平均电子能量可藉由施加纳秒电压脉冲、或次纳 秒电压脉冲而改变，其中电压脉冲较电子反应时间τ_e还快。这在高等离 子体密度时可藉由使用上升时间快的脉冲(次纳秒脉冲)来达成，或在低 等离子体密度时可藉由使用上升时间适度快的脉冲(纳秒脉冲)来达成 (因为)。电场脉冲所具有的上升时间基本上等于或小于电子等离 子体频率的倒数，使上升时间的期间或结束时脉冲的振幅足以对平均电 子能量造成所期望的修饰。本文中的术语“基本上等于(substantially equal  to)”是指该上升时间可稍微大于电子等离子体频率的倒数，只要保持小 于离子等离子体频率的倒数即可。

所揭示的方法可对等离子体中的能量分布函数(EEDF)作修饰。这特 别是可用于使间接加热的阴极源中的H⁺分数比(fractionation)增加或发 生变化，此工艺可用在绝缘体上硅(SOI)的应用中。

请参考图15，显示了快速脉冲产生器的一种范例，其应用在等离子 体掺杂(PLAD)工具中。纳秒脉冲产生器150可连接至等离子体掺杂工具 的调节板152(baffle)。调节板152藉由绝缘体154而与地面(ground)绝缘、 且经由高压馈送通道156而连接至脉冲产生器10。容器158中的等离子 体是藉由对垂直线圈160或水平线圈162线圈的一或两者提供射频(RF) 功率而产生。

请参考图16，显示了快速脉冲产生器的第二范例应用在等离子体增 强型化学气相沉积(PECVD)工具中。纳秒脉冲产生器164连接至定位在 等离子体容器168内部中的圆柱形环166，且藉由例如石英的类的绝缘 体170而与容器体绝缘。纳秒脉冲施加至圆柱形环166，且使出现在前 鞘(presheath)中的电子“e”加速进入至等离子体体172中。

请参考图17，PECVD主要是由中性粒子、离子和基板174表面上 的离子-辅助沉积来驱动。中性粒子所驱动的沉积可在高的长宽比(aspect  ratio)结构178(沟槽或通孔180)的入口形成多个帽(caps)176，因此会在该 结构178中形成空洞(voids)。由于此种方向性，则离子所驱动的沉积可 在该结构的底部沉积所要的离子物种而不会堵塞该入口。又，在与其它 平行的路径比较下，离子-辅助沉积以快很多的速度来进行。因此，使用 所揭示的方法使离子密度增加，这样不只可藉由高长宽比结构的填充能 力使处理性能获得改进，而且沉积速度亦可获得改进。

所揭示的方法可用来施加很快速的脉冲电压至等离子体，以使 PECVD工艺中的离子密度对中性粒子(即，自由基)密度的比增大。在一 实施例中，所使用的快速的负电压脉冲所具有的上升时间小于或等于等 离子体频率的倒数，但脉冲宽度小于等离子体鞘中的离子传输时间。如 上所述，电压可施加至面对等离子体的任一绝缘的表面。电子受到所施 加的快速上升的电场而获得能量且穿过等离子体、使电子的路径中的气 体分子发生离子化、激发或分解。每一电子所产生的离子化、激发、分 解等等的数目是与特定工艺中电子的初始能量(由电压脉冲获得)、气体 密度、和电子/分子碰撞截面有关。

增加等离子体密度对CVD工艺的方向性的影响显示在图18中，其 中，工艺方向性(正规化(normalized)的侧壁：沟槽底部生长速率)针对等 离子体特性而绘示。由图18可看出：等离子体中的离子浓度增加将造 成较大的方向性，然后提升高长宽比的沟槽/通孔的填充性。

图15和图16的配置亦可在等离子体中包括多个电极，且纳秒脉冲 /次纳秒脉冲被施加至这些电极。多个电极和纳秒脉冲/次纳秒脉冲的组 合可产生与目前的实施例不同的结果。例如，对于互相面对的二个电极 (其间有等离子体)非同步地施加“纳秒脉冲”时，可造成电子的钟摆运动。 电子的钟摆运动使等离子体上的电子具有放大器的效果。此种配置的同 步偏压可造成一富含电子的核心(core)。

所揭示的方法可用在期望增加/修饰离子组成物的多种应用中的任 一种。例如，所揭示的方法特别是可与高分子量离子源一起使用；例如， 碳硼烷、癸硼烷、十八硼烷。沉积是与使用高分子量化合物的离子源有 关的议题之一。重沉积(heavy deposition)导致源的寿命和效率下降。可 藉由调整纳秒脉冲电压而使沉积最小化，以产生较少的沉积自由基 (radicals)。所施加的纳秒脉冲电场可被翻转，而用来使自由基的产量下 降，以回应于不期望的沉积。使在表面上反应的特殊的自由基的量下降， 不期望的沉积可较少。

所揭示的方法的其它所期望的应用是以使用H₂离子源的绝缘体上 硅(SOI)工艺来进行。选择性地增加H₃⁺的组成物是与此种离子源的生产 率(throughput)的增加有直接的关联。

又，所揭示的方法可用在使用B₂H₆/H₂混合物的PLAD应用中，其 是在低植入电压时需要高植入剂量的工艺。目前，这些工艺由于低的硼 离子密度所造成的长的植入时间而使生产率较低。这些工艺亦由于长的 植入时间而造成沉积物不期望地增加。在应用所揭示的方法时，期望使 硼离子密度分数比获得改进。

本发明的应用是多方面的。因此，可修饰等离子体中的EEDF且因 此可修饰离子/中性粒子组成物。于是，使用等离子体的任何应用可由上 述方法获得。

此处所述的方法可明确地将指令所形成的程式具体形成在电脑可 读的储存媒体上而达成自动化，该储存媒体可由能执行指令的机器来读 取。通用电脑是此种机器的一个例子。习知的适当的储存媒体的未受限 制的例示性表列(list)包括了：可读或可写的CD、快闪存储器晶片(例如， 大姆哥随身碟(thumb drives))、各种磁性储存媒体、及类似物等之类的装 置。

以上，虽然使用一些实施例来说明本发明，但以上的实施例中可施 加多样的修改、变更或改良而不偏离本发明的范围，其如所附的权利要 求所定义者。因此，本发明不限于所述的实施例而是可具有由以下的权 利要求及其等效物所定义的整个范围。

上述功能和工艺中的步骤可对使用者的指令起反应而自动地或整 体地或部份地执行。自动执行的动作(包括一种步骤)是回应于可执行的 指令或装置操作而进行，不需使用者直接起始该动作。

虽然已依据特殊实施例来说明本发明，但此处所述的各实施例及其 变形只不过表示本发明的目的而已。此行的专家可对目前的设计作各种 修改而不偏离本发明的范围。在其它不同的实施例中，各工艺和应用可 位于一个或多个可对网络进行存取的(例如，分散式)处理装置中。又， 任何已揭示的功能和步骤可以硬件、软件或其组合来实现且可设置在位 于网络(包括网际网络(Internet))的任何位置上的一个或多个处理装置 中。