JP6842864B2 - イオン注入マスク形成用分散体及び半導体デバイス製造方法 - Google Patents
イオン注入マスク形成用分散体及び半導体デバイス製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6842864B2 JP6842864B2 JP2016176809A JP2016176809A JP6842864B2 JP 6842864 B2 JP6842864 B2 JP 6842864B2 JP 2016176809 A JP2016176809 A JP 2016176809A JP 2016176809 A JP2016176809 A JP 2016176809A JP 6842864 B2 JP6842864 B2 JP 6842864B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion implantation
- dispersion
- particles
- implantation mask
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
〈2〉耐熱性バインダー形成成分を更に含有している、上記〈1〉に記載の分散体。
〈3〉上記耐熱性バインダー形成成分が、シロキサンである、上記〈2〉に記載の分散体。
〈4〉一時的バインダー形成成分を更に含有している、上記〈1〉〜〈3〉のいずれか一項に記載の分散体。
〈5〉上記一時的バインダー形成成分が、ポリマーである、上記〈4〉に記載の分散体。
〈6〉上記粒子が、導電性及び/又は半導体粒子であり、かつ/又は
上記導電性及び/又は半導体粒子の材料の抵抗率が1×103Ωcm以下である、
上記〈1〉〜〈5〉のいずれか一項に記載の分散体。
〈7〉上記粒子が、シリコン粒子である、上記〈1〉〜〈6〉のいずれか一項に記載の分散体。
〈8〉上記シリコン粒子が、ホウ素又はリンをドーパントとして含有している、上記〈7〉に記載の分散体。
〈9〉上記粒子を上記分散体の1重量%〜90重量%の範囲で含有している、上記〈1〉〜〈8〉のいずれか一項に記載の分散体。
〈10〉上記分散体の膜を形成し、そして上記分散媒を乾燥させて除去することによって、500nmの厚みを有する粒子膜を得、そしてこの粒子膜に40keVの運動エネルギーを有するAl+イオンを1×1014cm−2の数密度で入射した際に、粒子膜を通過するAl+イオンが、入射したイオンの数の1%以下である、上記〈1〉〜〈9〉のいずれか一項に記載の分散体。
〈11〉粒子、及び耐熱性バインダーを含有している、イオン注入マスク。
〈12〉シート抵抗が1012Ω/□以下である、上記〈11〉に記載のイオン注入マスク。
〈13〉上記粒子が、シリコン粒子である、上記〈11〉又は〈12〉に記載のイオン注入マスク。
〈14〉上記〈1〉〜〈10〉のいずれか一項に記載の分散体を、直接に又は転写基材を介して、半導体層又は基材に適用することによって、上記分散体に含有される粒子の膜のパターンを、半導体層又は基材上に形成する工程を含む、イオン注入用マスクの形成方法。
〈15〉上記分散体の適用を、印刷法によって行う、上記〈14〉に記載の方法。
〈16〉上記膜のパターンを半導体層又は基材上に形成する工程において、上記半導体層又は基材の表面が、予め、無機薄膜被膜又は高分子被膜で被覆されている、上記〈14〉又は〈15〉に記載の方法。
〈17〉上記〈14〉〜〈16〉のいずれか一項に記載の方法でイオン注入用マスクを形成する工程、
上記イオン注入用マスクのパターン開口部を通して、上記半導体層又は基材にイオンを注入する工程、及び
上記イオン注入用マスクを除去する工程
を含む、半導体デバイスの製造方法。
本発明のイオン注入マスク形成用分散体は、分散媒、及び分散媒中に分散している粒子を含有している。
イオン注入工程におけるパターン形状を安定にする観点から、本発明で用いられる粒子は、イオン注入工程における半導体層又は基材の温度を超える融点を有する材料の粒子であることが好ましい。
本発明の分散体は分散媒を含有する。分散媒の種類に特に制限はないが、本発明で用いる粒子を均一に分散できる分散媒を選択することが好ましい。また、この分散媒は、分散体に含まれる随意の他の成分、例えば耐熱性バインダー形成成分を溶解させることが好ましい。
本発明の分散体は、粒子同士を結着させ、安定なイオン注入マスクを形成することを目的として、耐熱性バインダー形成成分を更に含有してもよい。
本発明の分散体は、形成される分散体の膜を安定に形成することを目的として、一時的バインダー形成成分を更に含有してもよい。
本発明のイオン注入用マスクは、粒子、及び随意の耐熱性バインダーを含有している。
イオン注入用マスクを形成する本発明の方法は、本発明の分散体を、例えば印刷法によって、直接に又は転写基材を介して、半導体層又は基材に適用することによって、分散体に含有される粒子の膜のパターンを、半導体層又は基材上に形成する工程を含む。この方法では、半導体層又は基材上に形成された粒子の膜のパターン、及び/又は転写基材上に形成された粒子の膜のパターンを、乾燥及び/又は焼成する工程を更に含むことができる。
イオン注入用マスクを形成する本発明の方法で半導体層又は基材上にイオン注入用マスクを形成する工程、又は本発明のイオン注入用マスクを半導体層又は基材上に提供する工程、
イオン注入用マスクのパターン開口部を通して、半導体層又は基材にイオンを注入する工程、及び
イオン注入用マスクを除去する工程。
半導体層又は基材としては、ドーパントを拡散させることを意図した任意の半導体層又は基材を用いることができる。
イオン注入用マスクを形成する本発明の方法は、本発明の分散体を、例えば印刷法によって、直接に又は転写基材を介して、半導体層又は基材に適用することによって、分散体に含有される粒子の膜のパターンを、半導体層又は基材上に形成する工程を含む。
イオン注入用マスクを構成する粒子の膜の膜厚は、任意の厚さを選択することができる。膜厚は、分散体の組成、印刷条件、印刷方法などによって異なるが、例えば、粒子の膜の膜厚が0.1μm〜100μmとなるように印刷することできる。
本発明の方法では次に、イオン注入用マスクのパターン開口部を通して、半導体層又は基材にイオンを注入する。
イオン注入マスクは、イオン注入工程後に除去される。除去法としては、フッ化水素酸、バッファードフッ酸、フッ硝酸、又はTMAHなどを用いたウェットプロセス、プラズマ処理などのドライプロセスなどが挙げられるが、これらに限定されない。低コストという観点から、ウェットプロセスが好ましい。
以下の実施例1〜4では、分散媒及び分散媒中に分散している粒子を含有している分散体を調製し、マイクロコンタクト印刷法を用いて、SiC基材上に粒子の膜のパターンを形成した後、加熱して溶媒を除去し、それによってイオン注入用マスクのパターンを形成した。また、これらの実施例及び比較例について、粒子の膜のパターン形成の可否、イオン注入時の帯電による問題の有無、及び粒子の膜のイオン遮蔽性能について評価した。
(ホウ素(B)ドープシリコン粒子の作製)
シリコンナノ粒子は、モノシランガスを原料として、二酸化炭素レーザーを用いたレーザー熱分解(LP:Laser pyrolysis)法により作製した。このとき、モノシランガスと共に、ジボラン(B2H6)ガスを導入して、ホウ素ドープシリコン粒子を得た。得られたホウ素ドープシリコン粒子のドーピング濃度は1×1021atom/cm3であった。また、得られたホウ素ドープシリコン粒子の金属不純物含有量を誘導結合プラズマ質量分析計(ICP−MS)を用いて測定したところ、Feの含有量は15ppb、Cuの含有量は18ppb、Niの含有量は10ppb、Crの含有量は21ppb、Coの含有量は13ppb、Naの含有量は20ppb、及びCaの含有量は10ppbであった。
プロピレングリコール75重量%と、上記手法で作製したシリコンナノ粒子25重量%とを混合することにより、ホウ素ドープシリコン粒子含有分散体を調製した。
シリコン基板上で、ネガ型フォトレジスト(CTP−100T、メルク社製)の薄膜をパターニング露光することにより、高さ1μm、5μmラインアンドスペースを有する、フォトレジストパターンを得た。
シリコン基板上に、上記ホウ素ドープシリコン粒子含有分散体をスピンコート法に製膜し、粒子の膜を得た。その後、上記粒子膜に上記のPDMS印刷版を接触させて、印刷版の凸部にのみ、粒子膜を転写して、粒子膜のパターンを形成した。
イオン注入用マスクパターンを、光学顕微鏡を用いて観察し、5μmラインアンドスペースのパターン形成の可否を確認した。
下記の条件で、イオン注入用マスクのマスクパターン開口部を通してSiC基材にイオン注入を行った:
イオン種:Al、
エネルギー量:40keV、
注入温度:400℃、
ドーズ量:1×1014Ions/cm2
分散体としてプロピレングリコール75重量%、シリコン粒子25重量%を混合する代わりに、プロピレングリコール80重量%、シリコン粒子20重量%を混合したことを除いて、実施例1と同様にして、分散体を調製し、粒子膜パターンを得た。さらに、実施例1と同様に、粒子膜パターン形成の可否、イオン注入時の帯電による問題の有無、及び粒子膜パターンのイオン遮蔽性能について評価した。
分散体としてプロピレングリコール75重量%、シリコン粒子25重量%を混合する代わりに、プロピレングリコール85重量%、シリコン粒子15重量%を混合したことを除いて、実施例1と同様にして、分散体を調製し、粒子膜パターンを得た。さらに、実施例1と同様に、粒子膜パターン形成の可否、イオン注入時の帯電による問題の有無、及び粒子膜パターンのイオン遮蔽性能について評価した。
分散体としてプロピレングリコール75重量%、シリコン粒子25重量%を混合する代わりに、プロピレングリコール90重量%、シリコン粒子10重量%を混合したことを除いて、実施例1と同様にして、分散体を調製し、粒子膜パターンを得た。さらに、実施例1と同様に、粒子膜パターン形成の可否、イオン注入時の帯電による問題の有無、及び粒子膜パターンのイオン遮蔽性能について評価した。
分散体として、プロピレングリコール75重量%、シリコンナノ粒子25重量%を混合する代わりに、プロピレングリコール75重量%、シリコン粒子20重量%、耐熱性バインダー形成成分としての有機シロキサン化合物5重量%を混合したことを除いて、実施例1と同様にして、分散体を調製し、粒子膜パターンを得た。さらに、実施例1と同様に、粒子膜パターン形成の可否、イオン注入時の帯電による問題の有無、及び粒子膜パターンのイオン遮蔽性能について評価した。
分散体として、プロピレングリコール75重量%、シリコンナノ粒子25重量%を混合する代わりに、プロピレングリコール75重量%、シリコン粒子20重量%、一時的バインダー形成成分としてのエチルセルロース5重量%を混合したことを除いて、実施例1と同様にして、分散体を調製し、粒子膜パターンを得た。さらに、実施例1と同様に、粒子膜パターン形成の可否、イオン注入時の帯電による問題の有無、及び粒子膜パターンのイオン遮蔽性能について評価した。
SiC基材上に、スピンオングラス(東京応化製、12000−T)をイソプロピルアルコールで希釈した溶液をスピンコートし、800℃での焼成を行うことによって、SiC基材上に50nmの厚みを有するスピンオングラス膜を予め形成したこと除いて、実施例1と同様にして、粒子膜パターンを得た。さらに、実施例1と同様に、粒子膜パターン形成の可否、イオン注入時の帯電による問題の有無、及び粒子膜パターンのイオン遮蔽性能について評価した。
〈実施例8〉
シリコン粒子の製造工程において、モノシランガスと共に、ジボランガスを導入する代わりに、ホスフィンガス(PH3)を導入して、リンドープシリコン粒子を得たこと除いて、実施例1と同様にして、粒子膜パターンを得た。さらに、実施例1と同様に、粒子膜パターン形成の可否、イオン注入時の帯電による問題の有無、及び粒子膜パターンのイオン遮蔽性能について評価した。
実施例1〜8の結果からは、形成した粒子膜のパターンが、帯電の問題なくイオン注入マスク層としての利用が可能であることが理解できる。
2 SiC基材
3 SiO2膜
4 感光性レジスト
6 イオン注入領域
7 ドーパントイオンのビーム
11 イオン注入用マスク/粒子の膜
12 マスクパターン開口部
Claims (15)
- 分散媒、及び前記分散媒中に分散している粒子を含有している、イオン注入マスク形成用分散体であって、前記粒子が、ホウ素(B)、リン(P)、ヒ素(As)及びアンチモン(Sb)のうち少なくとも一種類の元素をドーパントとして含有しているシリコン粒子であり、前記粒子に含まれる金属不純物の濃度が各元素でそれぞれ100ppb以下であり、かつ前記イオン注入マスクが、SiC基材上に形成される、分散体。
- 耐熱性バインダー形成成分を更に含有している、請求項1に記載の分散体。
- 前記耐熱性バインダー形成成分が、シロキサンである、請求項2に記載の分散体。
- 一時的バインダー形成成分を更に含有している、請求項1〜3のいずれか一項に記載の分散体。
- 前記一時的バインダー形成成分が、ポリマーである、請求項4に記載の分散体。
- 前記シリコン粒子の抵抗率が1×103Ωcm以下である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の分散体。
- 前記シリコン粒子が、ホウ素又はリンをドーパントとして含有している、請求項6に記載の分散体。
- 前記シリコン粒子を前記分散体の1重量%〜90重量%の範囲で含有している、請求項1〜7のいずれか一項に記載の分散体。
- 前記分散体の膜を形成し、そして前記分散媒を乾燥させて除去することによって、500nmの厚みを有する粒子膜を得、そしてこの粒子膜に40keVの運動エネルギーを有するAl+イオンを1×1014cm−2の数密度で入射した際に、粒子膜を通過するAl+イオンが、入射したイオンの数の1%以下である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の分散体。
- 粒子、及び耐熱性バインダーを含有している、イオン注入マスクであって、前記粒子が、ホウ素(B)、リン(P)、ヒ素(As)及びアンチモン(Sb)のうち少なくとも一種類の元素をドーパントとして含有しているシリコン粒子であり、前記粒子に含まれる金属不純物の濃度が各元素でそれぞれ100ppb以下であり、かつ前記イオン注入マスクが、SiC基材上に形成される、イオン注入マスク。
- シート抵抗が1012Ω/□以下である、請求項10に記載のイオン注入マスク。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の分散体を、直接に又は転写基材を介して、SiC基材に適用することによって、前記分散体に含有される粒子の膜のパターンを、SiC基材上に形成する工程を含む、イオン注入用マスクの形成方法。
- 前記分散体の適用を、印刷法によって行う、請求項12に記載の方法。
- 前記膜のパターンをSiC基材上に形成する工程において、前記SiC基材の表面が、予め、無機薄膜被膜又は高分子被膜で被覆されている、請求項12又は13に記載の方法。
- 請求項12〜14のいずれか一項に記載の方法でSiC基材上にイオン注入用マスクを形成する工程、又は請求項10又は11に記載のイオン注入用マスクをSiC基材上に提供する工程、
前記イオン注入用マスクのパターン開口部を通して、前記SiC基材にイオンを注入する工程、及び
前記イオン注入用マスクを除去する工程
を含む、半導体デバイスの製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2017/006650 WO2017146110A1 (ja) | 2016-02-25 | 2017-02-22 | イオン注入マスク形成用分散体、イオン注入マスクの形成方法及び半導体デバイス製造方法 |
KR1020187020187A KR20180118609A (ko) | 2016-02-25 | 2017-02-22 | 이온 주입 마스크 형성용 분산체, 이온 주입 마스크의 형성 방법 및 반도체 디바이스 제조 방법 |
CN201780013284.XA CN108701595A (zh) | 2016-02-25 | 2017-02-22 | 离子注入掩模形成用分散体、离子注入掩模的形成方法以及半导体器件制造方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016034841 | 2016-02-25 | ||
JP2016034841 | 2016-02-25 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017152670A JP2017152670A (ja) | 2017-08-31 |
JP6842864B2 true JP6842864B2 (ja) | 2021-03-17 |
Family
ID=59739279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016176809A Active JP6842864B2 (ja) | 2016-02-25 | 2016-09-09 | イオン注入マスク形成用分散体及び半導体デバイス製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6842864B2 (ja) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5831521A (ja) * | 1981-08-19 | 1983-02-24 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPS59195822A (ja) * | 1983-04-20 | 1984-11-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 不純物領域の形成方法 |
JP4775539B2 (ja) * | 2005-03-22 | 2011-09-21 | サンケン電気株式会社 | 半導体装置の製法 |
JP2007329402A (ja) * | 2006-06-09 | 2007-12-20 | Toshiba Corp | Soi基板の製造方法 |
JP6241035B2 (ja) * | 2011-12-26 | 2017-12-06 | 東レ株式会社 | 感光性樹脂組成物および半導体素子の製造方法 |
WO2015146749A1 (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-01 | 東レ株式会社 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
-
2016
- 2016-09-09 JP JP2016176809A patent/JP6842864B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017152670A (ja) | 2017-08-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2012077797A1 (ja) | 半導体積層体、半導体デバイス、及びそれらの製造方法 | |
Liu et al. | Organic‐single‐crystal vertical field‐effect transistors and phototransistors | |
US7923368B2 (en) | Junction formation on wafer substrates using group IV nanoparticles | |
US20150053263A1 (en) | Semiconductor laminate and method for manufacturing same, method for manufacturing semiconductor device, semiconductor device, dopant composition, dopant injection layer, and method for forming doped layer | |
EP2283514A1 (en) | Junction formation on wafer substrates using group iv nanoparticles | |
US9887313B2 (en) | Method for producing differently doped semiconductors | |
CN108475014B (zh) | 感光性树脂组合物和半导体设备制造方法 | |
US9620354B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor substrate with diffusion agent composition | |
WO2004097914A1 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP6842864B2 (ja) | イオン注入マスク形成用分散体及び半導体デバイス製造方法 | |
US10872768B2 (en) | Method of manufacturing epitaxial silicon wafer, epitaxial silicon wafer, and method of manufacturing solid-state image sensing device | |
JP6842841B2 (ja) | イオン注入用マスクの形成方法及び半導体デバイス製造方法 | |
JP2017011252A (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
WO2017146110A1 (ja) | イオン注入マスク形成用分散体、イオン注入マスクの形成方法及び半導体デバイス製造方法 | |
JP5495478B2 (ja) | トレンチ埋め込み用組成物 | |
US9831086B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor substrate | |
KR20180118609A (ko) | 이온 주입 마스크 형성용 분산체, 이온 주입 마스크의 형성 방법 및 반도체 디바이스 제조 방법 | |
TW201620022A (zh) | 半導體裝置之製造方法及半導體裝置 | |
JP2016163036A (ja) | ドーピング方法、及びドーピング用積層体 | |
EP1396880A2 (en) | Doping method and semiconductor device fabricated using the method | |
JP2016163033A (ja) | ドーピング方法、及びドーピング用積層体 | |
KR100871113B1 (ko) | 실리콘 슬러리를 이용한 박막 트랜지스터 및 그 제조방법 | |
White | Characterization of ion-bombarded 4H and 6H silicon carbide |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190626 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200811 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200928 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210126 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210222 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6842864 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |