KR20010112313A - 반도체에서 ｐ, ｐ+ 및 ｎ, ｎ+ 대역을 제조하기 위한도핑 페이스트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단결정 및 다결정 Si 박판에 있는 p, p+ 및 n, n+ 대역을 제조하기 위한 붕소, 인 또는 붕소-알루미늄을 기본으로 하는 신규한 도핑 페이스트에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 반도체의 제조, 동력 전자기술 또는 광전지 제품에서 차단 페이스트에 상응하는 페이스트의 용도에 관한 것이다.

Description

반도체에서 Ｐ, Ｐ+ 및 Ｎ, Ｎ+ 대역을 제조하기 위한 도핑 페이스트{DOPING PASTES FOR PRODUCING P, P+ AND N, N+ ZONES IN SEMICONDUCTORS}
광전지 기술 및 동력 반도체(예컨대 다이오드, 사이리스터(thrister))의 경우에 단결정 Si 박판의 붕소 또는 인 도핑을 증기상(예컨대 POCl3, 포스핀, BBr3)을 통해 수행하거나, 고형물(필름 또는 고형 실리스) 또는 액상 매질(예컨대 인산, 및 다른 유기 B 또는 P 계통)을 사용하여 수행한다.
직접 패턴화하여 적용함은 이들 기술로 불가능하다. 예컨대 정교한 사진평판 방법을 사용하여 도핑되지 않아야 할 영역을 차폐시켜야만 한정된 영역을 선택적으로 도핑할 수 있다.
광전지 기술에서, 포괄 또는 국소 배면 영역(BSF)을 배면상에 p++ 도핑을 함으로써 달성할 수 있다. 현존 생산 라인은 Al 금속층 또는 액상 붕소원에 의해 수득되는, 포괄 배면 영역을 사용해서만 작동할 뿐이다. 국소 BSF는 하기에 상세히 설명된 이유 때문에, 최근까지 실험실 규모로만 실행되어 왔다.
포괄 배면 영역은, 그 중에서도, 얇은 Si 박판(250㎛ 이하)의 경우에 특히 유리한데, 그렇지 않을 경우 전지의 효능이 심각하게 감소된다는 것이 밝혀졌기 때문이다. 이러한 BSF를 최근에는 알루미늄 페이스트로 포괄 전사시킴으로써 두께 300 ㎛를 초과하는 Si 박판의 경우에 수득한다(문헌[P. Lolgen; F. J. Bisschop; W. C. Sinke; R. A. Steeman; L. A. Verhoef et al. 6thPV Science and Engineering Conference, New Delhi, 1992, p 239]). 상기 경우는, 한편, p+ 도핑, 즉 BSF가 알루미늄으로 이루어지고, 다른 한편, 전지에서 발생하는 전기가 또한 알루미늄에 의해 분산된다는 점에서 유리하다. 그러나, 얇은 웨이퍼의 경우에, 알루미늄 페이스트가 부식된 후 웨이퍼가 휘어진다. 따라서 이러한 웨이퍼의 추가 조작 및 공정은 이러한 휘어진 전지를 일반적으로 편평하게 고안된 PV 모듈로 혼입시키는데 연루되는 어려움이 알려져 있으므로 특별한 수단을 필요로 한다.
독일 특허 공보 제 DE 195 08712 C2 호 및 문헌[K. A. Munzer, R. R. King, R. E. Schlosser, H. J, Schmidt, J. Schmalzbauer, S. Sterk, H. L. Mayer, 13thEuropean Photovoltaic Solar Energy Conference, 23-27 10. 1995, p. 1398]에서, 붕소를 사용한 스핀상(spin-on) 공정에 의해 상기 문제를 해결하고자 하는 시도가이루어졌다. 이 경우에서, 붕소 및 알루미늄 박편에 의해 생성된 p++ 도핑을 알루미늄 페이스트에 의해 후속 전사에서 수행한다.
상기 방법의 단점은 a) 스핀상 공정에 상당 물질이 필요하다는 점 b) 어느 각도의 웨이퍼가 스핀상 공정을 사용하여 균일하게 피복되어지는가에 대해 상당한 장비가 지출된다는 점 c) 대량 생산이 다량의 원료처리량 및 고액의 조작과 같이 매우 어렵게 실현될 수 있다는 점 d)웨이퍼의 선택적 패턴화가 불가능하다는 점이다.
본 발명은 반도체 조립, 동력 전자기술 또는 광전지 제품에서 차폐 페이스트로서 사용하기 위한 단결정 및 다결정 Si 박판에 있는 p, p+ 및 n, n+ 영역, 및 상응하는 페이스트를 제조하기 위한 신규한 붕소, 인 또는 붕소-알루미늄 도펀트 페이스트에 관한 것이다.
따라서 본 발명의 목적은 상기 기재된 단점을 갖지 않고 직접 사용가능한 반도체 기술에서 사용할 수 있는 개선된, 염가의 도펀트 페이스트를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 상응하는 스크린-전사가능 페이스트를 제공하는 것이다.
상기 목적은 a) 하나 이상의 도펀트 활성을 갖는 화합물, b) SiO2주형, c) 용매, d) 선택적으로 산 및 물, 및 선택적으로 e) 증점제 또는 습윤제와 같은 첨가제를 포함하고, 이들 총 조성물이 각각 500 ppb 미만, 바람직하게는 200 ppb 미만의 농도로 금속 이온 형태의 불순물을 가지며, Si 웨이퍼에서 p, p+, p++, n, n+ 및 n++ 영역을 제조하기 위한 스크린, 롤러, 패드, 스텐실 전사 또는 반도체 기술에서 통상적인 기타 전사 기술에 의한 Si 웨이퍼의 선택적 패턴화 및 포괄 전사용도펀트 페이스트에 의해 달성된다.
시험을 통해, 상기 언급된 단점이 본원에 나타난 스크린-전사가능 도펀트 페이스트에 의해 제거되었음이 밝혀졌다.
본 발명에 따른 페이스트는 붕소염, 산화 붕소, 붕산, 유기 붕소 화합물, 붕소-알루미늄 화합물 및 인염, 산화 인, 오산화 인, 인산, 유기 인 화합물, 유기 알루미늄 화합물 및 알루미늄염으로 이루어진 군으로부터 선택된 도펀트 원료를 포함할 수 있다.
원칙적으로, 주로 주기율표의 3족 및 5족으로부터 당업자에게 공지된 화합물이 적합하다.
또한, 상응하는 페이스트는 하나 이상의 SiO2전구체로 구성된 SiO2주형을 포함한다.
밝혀진 도펀트 페이스트는 산화 붕소(B2O3), 인산(H3PO4), 오산화 인(P2O5) 및 알루미늄염으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 도펀트 원료를 포함할 수 있으며, 이때 도핑 원료는 상이한 농도로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 유기 붕소, 인 및 알루미늄 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 도펀트 원료를 포함하는 도펀트 페이스트에 관한 것으로, 이때 도핑 원료는 상이한 농도로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 산화 붕소(B2O3), 인산(H3PO4), 오산화 인(P2O5) 및 알루미늄염으로 이루어진 또는 유기 알루미늄 화합물로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 도펀트 원료, 및 선택적으로, 유기 붕소, 인 및 알루미늄 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 도펀트 원료를 포함하는 도펀트 페이스트에 의해 달성되며, 이때 도핑 원료는 상이한 농도로 사용될 수 있다.
도펀트 페이스트에 포함되는, SiO2주형은 본 발명에 따라 일반식 R'nSi(OR)4-n(이때, R'는 메틸, 에틸 또는 페닐이고; R은 메틸, 에틸, n-프로필 또는 i-프로필이고; n은 0, 1 또는 2이다)의 유기 실리콘 화합물에 의해 형성될 수 있다.
또한, 본 발명은 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란 및 테트라부톡시실란으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 또는 혼합물로서 선택된 실란에 의해 형성된 SiO2주형을 포함하는 도펀트 페이스트에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 반도체 기술, 광전지 기술 또는 동력 전자기술에서 상기 기재된 신규한 도펀트 페이스트의 용도에 관한 것이다.
도펀트 페이스트 외에도, 또한, 본 발명은 a) SiO2주형 b) 용매 c) 선택적으로 산 및 물, 및 선택적으로 d) 증점제 또는 습윤제와 같은 첨가제를 포함하고, 이들 총 조성물이 각각 500 ppb 미만, 바람직하게는 200 ppb 미만의 농도로 금속 이온 형태의 불순물을 갖는 차폐 페이스트에 관한 것이다.
상기 언급된 도펀트 페이스트와 유사하게, 차폐 페이스트가 도펀트로부터 유리되었다는 점을 제외하고는 동일한 방법으로 만들어진 차폐 페이스트는 본 발명에 따라 반도체 기술, 광전지 기술 및 동력 전자기술에서 사용된다.
유사하게 스크린-전사가능 페이스트에 의해 저렴하게 다량의 원료처리와 함께 포괄 또는 선택(선택 방사) 인(phosphorous) 도핑을 수행할 수 있다.
최근에 사진평판 방법에 의해 만들어질 수 있는, 패턴화 단계를 스크린-전사가능 도펀트 페이스트를 사용함으로써 염가로 대체할 수 있다.
도펀트 첨가제가 없는 순수 SiO2주형 페이스트로서 기재될 수 있는, 차폐 페이스트를 의도적으로 한정된 보호층 형성에 사용할 수 있다.
상기 목적을 위하여, 페이스트를 Si 웨이퍼에 포괄적으로, 또는 다른 패턴 양상으로 적용시킬 수 있다. 이는 분산 공정동안 도핑으로부터 한정된 영역을 보호할 수 있도록 한다.
본 목적은 인, 붕소 및 붕소-알루미늄으로 도핑된 실리케이트층을 선택적으로 제조하기 위한 신규한 페이스트에 의해 달성된다. 이들 페이스트는 전자기술 업계에서 기술적 전사 방법에 사용하는데 적합하다. 이들은, 특히, 스크린-전사 기술 또는 패드 전사를 포함한다.
필요한 제품의 분야에 따라, 개개 성분의 농도 및 점도가 사용된 페이스트내에서 다양해질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 도펀트 페이스트는 한정된 주형에 의해 구별될 수 있다. 이는 분산 공정중에 가열하는 동안 SiO2-형성 성분에 의해 형성된다. 붕소 또는 인을 전달하는 상기 성분과 함께, 문헌[K. Spanowsky, The Diffusion of Boron with the aid of Spin-on Glasses in MOS Technology, diploma dissertation,1996; R. Fischer, Experiments to Clarify the Diffusion Mechanism of Phosphorous in Silicon, diploma dissertation, 1994]에 기재되고 붕소 실리케이트 유리 또는 인 실리케이트 유리로서 당업자에게 공지된 (B2O3)x *(SiO2)y또는 (P2O5)x *(SiO2)y가 제조된다. 상기 유리는 도핑하는 동안 도펀트의 실제 원료를 이룬다.
도펀트 페이스트에서 SiO2-형성 성분의 양은 0.1 내지 5 중량%의 변형가능한 범위이다. 도펀트 성분 B2O3또는 P2O5와 관련하여, B2O3또는 P2O5에 대한 SiO2의 비를 임의로 정할 수 있으나, SiO2중에 도펀트가 10 내지 80%의 범위인 것이 유리하다. 실리콘 중에서 이루어지는 상기 도펀트의 농도를 상기 비율로 잘 조절할 수 있다. 문헌 [A. Goetzberger; B. Voβ; J. Knobloch, Solar Power: Photovoltaic Technology, Teubner Studienbucher Stuttgart 1997, p 40; 107]에 공지된 바와 같이, 도펀트의 침투 깊이를 분산 시간 및 분산 온도의 변수로 조절한다.
도핑 공정을 공기 또는 산소 기류에서 분산을 제어함으로써 수행한다. 인 분산에 대한 온도는, 예컨대 인에 대하여 900 내지 950℃이고, 붕소 분산에 대하여 약 950 내지 1250℃이다. 분산 온도를 사용된 Si 웨이퍼로 추적하였다. 단결정 웨이퍼의 경우에, 이들이 복결정 웨이퍼보다 열적으로 더욱 안정하므로, 분산 온도를 약 1250℃까지 더 상승시킬 수 있다.
또한, 분산을 급속 열 전달(RTP) 기술로 수행할 수 있다.
제품의 목적에 따라, 분산 시간은 수 분 내지 60 시간 이상일 수 있다. 분산 후, 제조된 인실리케이트 유리(PSG) 또는 붕소실리케이트 유리(BSG)를 용해시키기 위해 웨이퍼를 HF(HF의 농도; 약 2 내지 50%)로 처리한다. 상기 처리를 하고 나면, Si 웨이퍼는 부재(free) Si 표면을 가진다.
도펀트 성분은 도펀트 페이스트에 대하여 0 내지 10%의 농도 범위에 있다. 도펀트-부재(0% 중량부) 조성물의 경우에는, 차폐 페이스트를 제조한다. 이를 도펀트 페이스트의 경우와 동일한 공정 조건하에 행한다.
용매는 페이스트의 주성분을 형성한다. 비율은 용매 총량의 50 내지 80 중량%일 수 있다.
점도 범위의 제어된 조정 및 기본적으로 도펀트의 전사능력, 즉 전사가능한 페이스트를 제조하기 위해 필요한, 증점제의 비율은 페이스트 총량에 대하여 약 1 내지 20 중량%이다.
원하는 목적을 위해 유리한 성질을 갖는 기타 첨가제는 소포제, 접착 조절제, 증점제, 습윤제, 표준화제(levelling agent), 틱소트로피제이다. 이들은 페이스트의 전사능력에 긍정적으로 영향을 미칠 수 있다.
일반적으로 알콕시실란은 실리콘 주형, 특히 일반식 R'nSi(OR)4-n(이때, R'는 메틸, 에틸 또는 페닐이고; R은 메틸, 에틸, n-프로필 또는 i-프로필이고; n은 0, 1 또는 2이다)의 실란을 제조하는데 적합하다.
적합한 실란의 예로는 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라부톡시실란, 테트라프로폭시실란, 및 고급 실란 및 혼합된 실란, 즉, 장쇄 알킬쇄를 갖는 실란 또는 다양한 알킬 잔기를 갖는 실란이 있다.
또한, 다양한 알킬실란 또는 알콕시실란의 혼합물을 유리하게 사용할 수 있다.
이들 화합물을 미리 가수분해하는 것이 필요할 수 있다. 전처리의 필요가 없는 것으로서 이러한 실록산, 예컨대 폴리실록산을 사용함이 본 발명에 따른 페이스트를 제조하는데 유리하다.
기재를 분산 화로에서 가열할 때, 유기 실리콘 화합물은, 예컨대 하기 반응식 1에 따라 이산화 실리콘을 형성한다.
도펀트 주형을 제조하기 위해서, 붕소 및 인 화합물, 및 알루미늄 화합물을 무기 성분으로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 산화 붕소 B2O3, 붕산 B(OH)3, 인산 H3PO4, P2O5및 알루미늄염 또는 유기 알루미늄 화합물이 포함된다.
붕소 및 인의 유기 화합물, 및 유기 알루미늄 화합물을 유기 성분으로 사용할 수 있다.
또한, 첨가제를 본 발명에 따른 페이스트와 혼합할 수 있다. 이들은 유기산 및 무기산, 예컨대 질산, 염산, 락트산, 옥살산, 포름산 등일 수 있다. 특히, 유기 Si 화합물의 가수분해를 수행할 필요가 있을 때 이들 산을 첨가한다. 일반적으로, 알킬 잔기가 n이 1 내지 10인 쇄길이를 갖는 유기산을 사용할 수 있다. 잔기 R이 OH 또는 n이 1 내지 10인 알킬을 갖는 유기산을 사용할 수 있다. 사용가능한 상기 염의 알킬 잔기는 직쇄 및 분지쇄일 수 있다.
본 발명에 따른 페이스트중의 상응하는 첨가제는 유기 실리콘 화합물이 미리 가수분해될 필요가 있을 때 필요하다. 그러나, 예컨대 실록산의 경우에는, 상기 첨가제를 생략할 수 있다.
적합한 증점제로는 틱소톤(Thixoton:등록상표, 리시누스유(ricinus oil)), 보치겐 티에스(Borchigen TS:등록상표, 실리스산에 대한 유동 첨가제), 다양한 품질 및 성질을 갖는 벤토나이트, 다양한 극성 용매 혼합물에 대한 일반적 무기 유동 첨가제, 니트로셀룰로스, 에틸셀룰로스 및 기타 셀룰로스 화합물, 다양한 품질을 갖는 폴리비닐피롤리돈, 전분(+NH4OH), 젤라틴, 알긴산, 고분산 무정형 살리스산(에어로실(Aerosil:등록상표), 폴리비닐부티랄(모비탈(Mowital:등록상표, 예컨대 부틸 글리콜중에 쉽게 용해된다)), 카복시메틸셀룰로스 나트륨(비비스터(vivistar)), 열가소성 폴리아미드 수지(에우렐론(Eurelon:등록상표, 약 180℃미만으로 비등되어야 함)), 유기 리시누스유 유도체(틱신 알(Thixin R:등록상표)), 디아미드 왁스(틱사트롤 플러스(Thixatrol plus:등록상표), 팽창 폴리아크릴레이트(레올레이트 (Rheolate:등록상표)), 폴리에테르우레아-폴리우레탄(레올레이트), 폴리에테르-폴리올(레올레이트)이 포함된다.
폴리실록산, 실록산 및 트리실록산을 표준화제로서 사용할 수 있다.
특히 적합한 첨가제는 다른 성분과 잘 결합되는 것으로, 유리하게는 200℃ 미만의 온도에서 점성없이 예비건조되고 200 내지 500℃에서 잔사를 남기지 않고 연소되는 것이다.
고순도 도펀트 페이스트의 점도는 증점제 및 사용된 용매에 의해 조절된다.
광전지 기술에 있어 양호한 도펀트 페이스트를 위해 기본적으로 필요한 것은 금속 화합물에 가능한 최소한도로 오염되는 것이다. 특히, 문헌에서 담체 수명 "치사제"로서 자주 언급되는 금속 철, 크롬, 구리, 니켈, 금, 칼슘 등의 양이온이 바람직하지 못하다. 이들의 농도는 페이스트중에서 가능한 500 ppb 미만이어야 한다. 특별한 경우에, 농도는 200 ppb를 초과하지 않아야 한다. 이들 조건에 부응할 수 있도록 제조하기 위해서, 특별한 경우에 정제된 출발 물질만을 사용할 수 있다.
이제까지 언급한 성분 외에도, 페이스트를 제조하기 위해 용매를 첨가하는 것이 필요하다.
적합한 유기 용매로는 친수성 폴리알콜, 예컨대 에틸렌 글리콜, 메틸셀로솔브, 메틸셀로솔브 아세테이트, 에틸셀로솔브, 디에틸셀로솔브, 셀로솔브 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 에텔렌 글리콜 모노페닐 에테르, 메톡시메톡시에탄올, 에틸렌 글리콜 모노아세테이트, 에틸렌 글리콜 디아세테이트, 디에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에텔렌 글리콜 메틸에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 아세테이트, 트리에틸글리콜, 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 테트라에틸렌 글리콜, 액상 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르, 1-부톡시에톡시프로판올, 디프로필글리콜, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르, 트리프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 폴리프로필렌 글리콜, 트리메틸렌 글리콜, 부탄디알, 1,5-펜탄디알, 헬실렌 글리콜, 글리세린, 글리세릴 아세테이트, 글리세릴 디아세테이트, 글리세릴 트리아세테이트, 트리메틸롤프로핀, 1,2,6-헥산트리올 또는 이들의 친수성 유도체, 및 지방족 및 방향족 다가 알콜, 예컨대 1,2-프로판디올, 1,5-펜탄디올, 옥탄디올 및 이들의 에스테르 및 에테르 또는 이들 용매의 혼합물이 포함된다.
적합한 용매 구성성분은, 예컨대 주요 구성성분으로서 1,2-부탄디올을 포함한다. 30 내지 95 중량%의 1,5-펜탄디올을 포함하는 용매 혼합물이 적합한 것으로 밝혀졌다. 혼합물은 기타 용매로서, 예컨대 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르(EGB), 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르(DGB), 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(DPM), 1,4-부탄디올(1,4BD) 및 1,3-부탄디올(1,3BD)을 포함할 수 있다.
또한, 친수성 에테르, 예컨대 디옥산, 트리옥산, 테트라하이드로푸란, 테트라하이드로피란을 용매로서 사용할 수 있다. 또한, 메틸알, 디에틸아세탈, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 디에틸 케톤, 아세토닐아세톤, 디아세톤 알콜 또는 친수성 에스테르, 예컨대 메틸 포르메이트, 에틸 포르메이트, 프로필 포르메이트, 메틸 아세테이트 및 에틸 아세테이트가 적합하다.
50 내지 100 mg의 페이스트를 통상적으로 사용되는 웨이퍼, 예컨대 4 인치 웨이퍼에 적용하면 도펀트 효과가 충분히 달성됨을 시험을 통해 입증하였다. 본 발명에 따른 페이스트를 취급될 웨이퍼에 적용하는 것을 당업자에게 공지된 방법으로 수행할 수 있다. 특히, 스크린-전사 방법에 의한 적용이 상기 목적에 적합하다. 적용된 페이스트의 원하는 도펀트층으로의 전환은, 온도 200 내지 600℃, 바람직하게는 약 500℃로 가열함으로써, 공지된 양태로 일어난다. 필요한 가열 시간은 적용된 페이스트 층의 두께에 따른다.
본 발명에 따른 페이스트는, 예컨대 반도체 기술에서 p-n 정션을 제조하는데 적합할 뿐 아니라, 특히, 태양 기술에서 사용되는 태양 전지를 제조하는데 사용하기 위해서도 적합하다.
예컨대 도핑된 유리층을 제조하기 위해 본 발명에 따른 붕소 페이스트를 사용함으로써, 통상 14%로 제조된, 태양 전지의 효능이 1.5 내지 2%씩 증가한다.
이해를 돕고 분명하게 하기 위해, 본 발명의 보호 범위에 속하는 실시예가 하기에 기재되어 있으나, 이들 실시예가 본 발명을 제한하는 것이 아님은 물론이다.
실시예 1
THOS(1.43 g)을 비이커에 넣었다. 이어서 용매 N-메틸피롤리돈(NMP) 83 g을 첨가하고 기본 혼합물을 교반기를 사용하여 제조하였다. 이어서 폴리비닐필롤리돈 11 g, 디보론 트리옥시드 4.6 g, 및 마지막으로 락트산 3g을 연속하여 첨가하였다. 첨가하는 동안에, 더욱 격렬하게 교반시킬 필요가 있다. 첨가가 완결된 후, 혼합물을 30 분을 초과하여 교반시켰다. 잠시 대기한 후 용기로 이동시켰다. 혼합물에서 형성된 거품을 해체하기 위해 상기 대기 시간이 필요하였다.
상기 혼합물은 웨이퍼에 형성된 붕소 유리에 의해 페이스트를 제공하였는데, 즉 단결정 및 다결정 Si 웨이퍼의 도핑을 필요한 붕소 농도로 조절하는 방식으로 수득하였다.
수득된 페이스트는 저장시 안정하고, 다루기 용이하고 전사가능하다. 이를 표준 용매를 사용하여 스크린-전사지로부터 제거할 수 있다.
실시예 2
용매 또는 용매 혼합물을 사용한 페이스트의 실시예:
I.P 페이스트:
30 g 1,4-부탄디올
5 g P2O3
53 g 1,2-propanediol
1.5 g 트라질(Trasil;등록상표(실리콘 소스; 알콕시기가 있는 알킬실리콘 수지))
0.2 g 포아멕스 엔(Foamex N;등록상표(폴리디메틸실록산; 공기제거제))
0.2 g 에어렉스(Aerex;등록상표(실리콘 스파이크를 갖는 고분자량 유기 중합체;소포제))
3 g 비와이케이 410(Byk 410;등록상표(변성 우레아; 틱소트로피제))
0.05 g 티이지오 글라이드 400(TEGO Glide 400;등록상표(폴리에테르-변성 폴리실록산;표준화제))
4 g 피브이피(PVP(폴리비닐피롤리돈;증점제))
II.붕소 페이스트:
83 g 1,2-프로판디올
4.6 g B2O3
1.43 g 티이오에스
3 g 락트산
2.5 g 비와이케이 410 (틱소트로피제)
0.05 g 티이지오 글라이드 400 (표준화제)
0.2 g 에어렉스 (소포제)
0.2 g 포아멕스 엔 (공기제거제)
4 g 피브이피 (증점제)
III.Si 페이스트:
48 g 1,2-프로판디올
3 g 티이오에스
3 g 락트산
35 g 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르
3 g 트라질
5 g 비와이케이 410 (틱소트로피제)
0.4 g 티이지오 글라이드 400 (표준화제)
4 g 피브이피 (증점제)

Claims (14)

  1. a) 도펀트 활성을 갖는 하나 이상의 화합물,
    b) SiO2주형(matrix),
    c) 용매,
    d) 선택적으로 산 및 물, 및 선택적으로
    e) 증점제 또는 습윤제와 같은 첨가제를 포함하고,
    이들 총 조성물이 각각 500 ppb 미만, 바람직하게는 200 ppb 미만의 농도로 금속 이온 형태의 불순물을 가지며, Si 웨이퍼에서 p, p+, p++, n, n+ 및 n++ 영역을 제조하기 위한 스크린, 롤러, 패드, 스텐실 전사 또는 반도체 기술에서 통상적인 기타 전사 기술에 의한 Si 웨이퍼의 선택 전사 또는 포괄 전사용 도펀트 페이스트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    붕소염, 산화 붕소, 붕산, 유기 붕소 화합물, 붕소-알루미늄 화합물 및 인염, 산화 인, 오산화 인, 인산, 유기 인 화합물, 유기 알루미늄 화합물 및 알루미늄염으로 이루어진 군으로부터 선택된 도펀트 원료를 포함하는 도펀트 페이스트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    하나 이상의 SiO2전구체로 구성된 SiO2주형을 포함하는 도펀트 페이스트.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    산화 붕소(B2O3), 붕산 (B(OH)3), 인산(H3PO4), 오산화 인(P2O5) 및 알루미늄염 및 유기 알루미늄 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 도펀트 원료를 포함하며, 이때 도핑 원료가 상이한 농도로 사용될 수 있는 도펀트 페이스트.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    유기 붕소, 인 및 알루미늄 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 도펀트 원료를 포함하며, 이때 도핑 원료가 상이한 농도로 사용될 수 있는 도펀트 페이스트.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    산화 붕소(B2O3), 붕산(B(OH3)), 인산(H3PO4), 오산화 인(P2O5) 및 알루미늄염으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 도펀트 원료, 및 선택적으로, 유기 붕소, 인 및 알루미늄 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 도펀트 원료를 포함하며, 이때 도핑 원료가 상이한 농도로 사용될 수 있는 도펀트 페이스트.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    일반식 R'nSi(OR)4-n(이때, R'는 메틸, 에틸 또는 페닐이고; R은 메틸, 에틸, n-프로필 또는 i-프로필이고; n은 0, 1 또는 2이다)의 실란 화합물에 의해 형성된 SiO2주형을 포함하는 도펀트 페이스트.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라부톡시실란 및 테트라프로폭시실란으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 또는 혼합물로서 선택된 실란에 의해 형성된 SiO2주형을 포함하는 도펀트 페이스트.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    친수성 폴리알콜, 그의 에테르 또는 에스테르, 친수성 에테르, 알데하이드, 케톤, 에스테르 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 용매를 포함하는 도펀트 페이스트.
  10. 제 9 항에 있어서,
    에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르(EGB), 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르(DGB), 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(DPM), 1,4-부탄디올(1,4BD) 및 1,3-부탄디올(1,3BD)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 용매 및/또는 디옥산, 트리옥산, 테트라하이드로푸란, 테트라하이드로피란, 메틸알, 디에틸아세탈, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 디에틸 케톤, 아세토닐아세톤, 디아세톤 알콜, 메틸 포르메이트, 에틸 포르메이트, 프로필 포르메이트, 메틸 아세테이트 및 에틸 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 용매와 혼합물로서 30 내지 95 중량%의 1,2-프로판디올을 포함하는 도펀트 페이스트.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    SiO2주형으로서 테트라에틸 오르토실리케이트, 용매로서 1,2-프로판디올, N-메틸피롤리돈, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 1,4-부탄디올 또는 이들의 혼합물, 산으로서 락트산, 도펀트로서 P2O5또는 B2O3, 및 첨가제로서 표준화제, 틱소트로피제, 증점제 및 선택적으로 소포제 및 공기제거제를 포함하며,
    도펀트 페이스트중의 SiO2-형성 성분의 양이 0.1 내지 5 중량%의 범위이고, 도펀트 성분 B2O3또는 P2O5와 관련하여 SiO2중의 도펀트가 10 내지 80%의 범위인 도펀트 페이스트.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 도펀트 페이스트의, 반도체 기술, 광전지 기술 또는 동력 전자기술에서의 용도.
  13. a) SiO2주형,
    b) 용매,
    c) 선택적으로 산 및 물, 및 선택적으로
    d) 첨가제, 증점제 또는 습윤제를 포함하고,
    이들 총 조성물이 각각 500 ppb 미만, 바람직하게는 200 ppb 미만의 농도로 금속 이온 형태의 불순물을 갖는 차폐 페이스트.
  14. 제 13 항에 따른 차폐 페이스트의, 반도체 기술, 광전지 기술 및 동력 전자기술에서의 용도.
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