TW201840573A - 雜質擴散劑組成物以及半導體基板之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題為提供一種擴散劑組成物與使用該擴散劑組成物之半導體基板之製造方法，該擴散劑組成物係即使是雜質擴散成分擴散之對象之半導體基板在其表面具備具有奈米尺寸之微小空隙之三次元構造時，也能夠均勻地塗布於涵跨微小空隙之內表面全面，藉此，即使以低溫加熱時，也能夠使硼良好且均勻地擴散於半導體基板。 　　作為解決手段，包含雜質擴散成分(A)之擴散劑組成物中，作為雜質擴散成分(A)，使用能夠藉由塗布於半導體基板之表面而形成擴散層且包含氮原子之硼化合物。

Description

雜質擴散劑組成物以及半導體基板之製造方法
本發明為關於一種作為雜質擴散成分，能夠藉由塗布於半導體基板之表面來形成擴散層，且具有包含氮原子之硼化合物之擴散劑組成物，與藉由使用該擴散劑組成物所形成之薄膜，使雜質擴散成分擴散於半導體基板之半導體基板之製造方法。
電晶體、二極管、太陽電池等之半導體元件所使用之半導體基板是於半導體基板上使磷或硼等之雜質擴散成分擴散來製造。關於相關之半導體基板，在製造Fin-FET、奈米線FET等之多閘極元件用之半導體基板時，例如對其表面具有具奈米級之微小空隙之3次元構造之半導體基板進行雜質之擴散。
於此，作為使雜質擴散成分擴散於半導體基板之方法，熟知例如離子注入法(例如參照專利文獻1)或CVD法(例如參照專利文獻2)。離子注入法中，經離子化之雜質擴散成分會被打入半導體基板之表面。CVD法中，將有摻雜磷或硼等之雜質擴散成分之矽氧化物等之氧化物膜藉由CVD形成在半導體基板上後，將具備氧化物膜之半導體基板藉由電氣爐等加熱，使雜質擴散成分自氧化物膜擴散至半導體基板。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平06-318559號公報 　　[專利文獻2]國際公開第2014/064873號
[本發明欲解決之課題]
然而，專利文獻1所記載之離子注入法中，對半導體基板注入如B(硼)之輕離子時，在基板表面附近之區域容易形成點缺陷或點缺陷叢集。例如藉由離子注入法使雜質擴散成分擴散於半導體基板，形成如CMOS像感測器之CMOS元件時，如此之缺陷的發生會直接使元件之性能降低。
且，半導體基板，例如在其表面具有用來形成具備複數來源之鰭片與複數吸極之鰭片與與此等之鰭片成垂直之閘極且稱為Fin-FET之多閘極元件之立體構造之奈米尺寸的3次元構造時，於離子注入法中，對鰭片或閘極之側面及上面或被鰭片與閘極包夾之凹部之內表面全面注入均勻的離子較困難。
且，藉由離子注入法使雜質擴散成分擴散於具有奈米尺寸之3次元構造之半導體基板時，即使能夠注入均勻的離子，也會有以下之不良情況。例如使用具備具有微細的鰭片之立體圖型之半導體基板形成logic LSI裝置等時，藉由離子注入，矽等之基板材料之結晶較容易被破壞。相關之結晶損傷會招致裝置之特性的不均或待機洩漏電流之發生等不良情形。
且，適用如專利文獻2所記載之CVD法時，會產生因為外伸現象，較難將被鰭片與閘極包夾之凹部的內表面全面以膜厚均勻且包含雜質擴散成分之氧化物膜來被覆、或因為堆積在被鰭片與閘極包夾之凹部的開口部之氧化物，而使開口部阻塞之問題。因此，以離子注入法或CVD法，由於半導體基板之表面形狀，使雜質擴散成分良好且均勻地擴散於半導體基板較困難。
為了解決相關之課題，有考慮使用塗布型之擴散劑組成物。 　　於其表面具備具有奈米尺寸之微小空隙之三次元構造之基板中，只要能夠將塗布型之擴散劑組成物均勻地塗布於包含微小空隙之內表面全面的全表面，在具有相關立體表面之半導體基板中，能夠使硼等之雜質均勻地擴散。 　　且，關於塗布型之擴散劑組成物，期望升溫、冷卻之循環的短時間化或即使以低溫加熱也能夠良好地擴散雜質。伴隨著3次元化，漸漸地更需要擴散長之控制，但藉由以低溫加熱來進行擴散，即能夠縮短擴散長。
本發明有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種擴散劑組成物，其係使雜質擴散成分擴散之對象的半導體基板即使在其表面具備具有奈米尺寸之微小空隙之三次元構造時，也能夠均勻地塗布於涵跨微小空隙之內表面全面，藉此，例如以1000℃以下之低溫加熱時，也能夠使硼良好且均勻地擴散於半導體基板，與使用該擴散劑組成物之半導體基板之製造方法。 [解決課題之手段]
本發明者們發現在包含雜質擴散成分(A)之擴散劑組成物中，作為雜質擴散成分(A)，使用能夠藉由塗布於半導體基板之表面而形成擴散層，且包含氮原子之硼化合物，能夠解決上述課題，進一步完成本發明。更具體來說，本發明為提供以下者。
本發明之第1型態為一種擴散劑組成物，其係用於對半導體基板之雜質擴散之擴散劑組成物， 　　且包含雜質擴散成分(A)， 　　雜質擴散成分(A)能夠藉由塗布於半導體基板之表面而形成擴散層，且為包含氮原子之硼化合物。
本發明之第2型態為一種半導體基板之製造方法，其係包含： 　　於半導體基板上塗布第1型態之擴散劑組成物形成塗布膜與、 　　擴散劑組成物中之雜質擴散成分(A)對半導體基板之擴散。 [發明之效果]
藉由本發明，能夠提供一種擴散雜質擴散成分之對象的半導體基板在其表面具備其表面具有奈米尺寸之微小空隙之三次元構造時，也能夠均勻地塗布於涵跨微小空隙之內表面全面，藉此例如以1000℃以下之低溫加熱時，也能夠使硼良好且均勻地擴散於半導體基板之擴散劑組成物與、使用該擴散劑組成物之半導體基板之製造方法。
≪擴散劑組成物≫ 　　用於對半導體基板之雜質擴散之擴散劑組成物，且包含雜質擴散成分(A)。 　　雜質擴散成分(A)為能夠藉由塗布於半導體基板之表面而形成擴散層，且包含氮原子之硼化合物。 　　藉由使用相關之雜質擴散成分(A)，使用擴散劑組成物，能夠使硼良好地擴散於半導體基板。 　　且，藉由使用上述擴散劑組成物，擴散雜質擴散成分之對象之半導體基板於其表面具備其表面具有奈米尺寸之微小空隙之三次元構造時，也能夠包含微小空隙之內表面全面，將擴散劑組成物均勻地塗布於半導體基板表面。藉此，硼會均勻地擴散於半導體基板。
以下說明擴散劑組成物所包含之必須或任意成分。
[雜質擴散成分(A)] 　　雜質擴散成分(A)能夠藉由塗布於半導體基板之表面而形成擴散層，且為包含氮原子之硼化合物。 　　例如，藉由氮原子所具有之非共有電子對於基板表面之吸著、或硼化合物具有烷基等有機基(尤其是烴基)時之於基板表面之吸著，包含氮原子之硼化合物會在基板表面以1～數分子之程度的厚度來配列而形成擴散層。 　　且，以於基板表面之硼化合物之吸著性的觀點來看，硼化合物中之硼原子不是4價狀態較佳。作為硼原子為4價狀態之硼化合物之例，有舉出如三乙基胺與BH3 之錯體之錯體化合物。
作為滿足上述特定條件之硼化合物，為例如下述式(a1)或下述式(a2)：(式(a1)中，
R1 、R2 、R3 、及R4 分別獨立為氫原子、羥基、不含氮原子之有機基、或含氮原子之基，R1 、R2 、R3 、及R4 之至少1個為含氮原子之基，R1 與R2 與、R2 與R4 與、R3 與R4 與、及R1 與R3 亦可分別獨立互相鍵結形成環。 　　式(a2)中，
R5 、R6 、及R7 分別獨立為氫原子、羥基、不含氮原子之有機基、或含氮原子之基，R5 、R6 、及R7 之至少1個為含氮原子之基，R5 、R6 、及R7 中之2個亦可互相鍵結形成環。) 　　所表示之化合物較佳。
式(a1)中，作為R1 、R2 、R3 、及R4 之不含氮原子之有機基，亦可包含氮原子以外之雜原子。作為雜原子之例，有舉出O、S、B等。
作為R1 、R2 、R3 、及R4 之不含氮原子之有機基並無特別限定，但作為適當例，有舉出-Ra1 所表示之基與、-O-Ra1 所表示之基。 　　Ra1 為亦可具有取代基之烴基、或亦可具有取代基之雜環基。
Ra1 為具有取代基之烴基時，作為烴基之適當例，有舉出烷基、脂肪族環式基、環烷基烷基、烯基、芳香族烴基。烴基之碳原子數並無特別限定，但為1～20較佳，為1～10再較佳，為1～6特別佳。
烷基亦可為直鏈狀，亦可為分枝鏈狀。作為烷基之適當例，有舉出甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、n-戊基、n-己基、n-庚基、n-辛基、n-壬基、n-癸基、n-十一基、n-十二基、n-十三基、n-十四基、n-十五基、n-十六基、n-十七基、n-十八基、n-十九基、及n-二十基。
脂肪族環式基亦可為單環式基，亦可為多環式基。作為單環式基，有舉出環戊基、環己基、及環庚基等之環烷基。作為多環式基，有舉出金剛烷基、降莰基、異莰基、三環壬基、三環癸基、及四環十二基等。
作為環烷基烷基，有舉出環戊基甲基、2-環戊基乙基、3-環戊基丙基、4-環戊基丁基、環己基甲基、2-環己基乙基、3-環己基丙基、及4-環己基丁基。
烯基亦可為直鏈狀，亦可為分枝鏈狀。作為烯基之適當例，有舉出前述烷基之適當例所對應之烯基。作為特別佳之烯基，有舉出乙烯基、及烯丙基。
作為芳香族烴基之適當例，有舉出苯基、萘基、及聯苯基。此等之中為苯基較佳。
Ra1 為亦可具有取代基之雜環基時，該雜環基只要是不含有氮原子之雜環基，並無特別限定。 　　作為雜環基之適當例，有舉出喃基、噻吩基、哌喃基、硫基哌喃基、四氫基喃基、及四氫基噻吩基。
Ra1 為具有取代基之基時，作為該取代基之適當例，有舉出碳原子數1～6之烷基、碳原子數1～6之烷氧基、羥基、巰基、碳原子數2～7之脂肪族醯氧基、苯甲醯基、碳原子數2～7之烷氧基羰基、及苯氧基羰基等。 　　Ra1 具有複數取代基時，該複數之取代基亦可分別相異。
R1 、R2 、R3 、及R4 為含氮原子之基時，該含氮原子之基亦可為有機基，亦可為無機基。 　　作為含氮原子之基之適當例，有舉出包含胺基、異氰酸酯基、及氮原子之有機基。
作為包含氮原子之有機基，有舉出-NHRa1 所表示之基、-N(Ra1 )2 所表示之基、-Ra2 -(Ra3 )p 所表示之基、及-O-Ra2 -(Ra3 )p 所表示之基。 　　Ra1 如前述所述。包含氮原子之有機基包含複數Ra1 時，該有機基中之複數Ra1 亦可互相相異。Ra2 之適當例與Ra1 相同。 　　Ra2 為自前述Ra1 去除p個氫原子之(p+1)價之基。 　　Ra3 為選自硝基、氰基、胺基、異氰酸酯基、具有碳原子數1～6之烷基之單或二烷基胺基、以及胺甲醯基所成群中之基。包含氮原子之有機基包含複數Ra3 時，該有機基中之複數Ra3 亦可互相相異。 　　p為-O-Ra2 -(Ra3 )p 所表示之基中-Ra3 之取代數。p為1以上之整數。p之上限是因應Ra2 之碳原子數來適當地設定。p典型為1～6之整數較佳，為1～3之整數再較佳，為1或2特別佳，為1最較佳。
式(a1)中，R1 與R2 與、R2 與R4 與、R3 與R4 與、及R1 與R3 亦可分別獨立互相鍵結形成環。 　　此時，作為R1 與R2 與、R2 與R4 與、R3 與R4 與、或R1 與R3 鍵結所形成之2價基，有舉出下述式(i)～(viii)所表示之基。
上述式(i)～(viii)中，Ra4 為氫原子、-Ra1 所表示之基、-O-Ra1 所表示之基、或-CO-Ra1 所表示之基。式(i)～(viii)中，複數Ra4 亦可相同，亦可相異。 　　式(i)、及式(vii)中之Ra5 為亦可為直鏈狀或分枝鏈狀之伸烷基。作為該伸烷基之適當例，有舉出-CH2 CH2 -、 -CH2 CH2 CH2 -、-CH2 CH2 CH(CH2 CH3 )-、 -CH2 CH2 CH(CH2 CH3 )-、-CH2 -C(CH3 )2 -CH2 -、及 -C(CH3 )2 C(CH3 )2 -。 　　式(viii)中之Ra6 為自酒石酸醯胺化合物去除2個羥基之2價基。
式(a2)中，R5 、R6 、及R7 分別獨立為氫原子、羥基、不含氮原子之有機基、或含氮原子之基。此等之基之例，與式(a1)中R1 、R2 、R3 、及R4 所說明之例相同。
且，式(a2)中，R5 、R6 、及R7 中之2個亦可互相鍵結形成環。此時，作為R5 與R6 與、R6 與R7 與、或R5 與R7 鍵結所形成之2價基，有舉出前述式(i)～(vi)所表示之基。
關於以下式(a1)所表示之化合物之適當例與式(a2)所表示之化合物之適當例，進行更詳細地說明。
作為式(a1)所表示之化合物之適當例，為下述式(a1-1)：(式(a1-1)中，R8 ～R15 分別獨立為氫原子、碳原子數1～10之脂肪族烴基、碳原子數6～10之芳香族烴基、碳原子數7～12之芳烷基、碳原子數2～10之脂肪族醯基、或碳原子數7～11之芳香族醯基。R8 與R9 與、R10 與R11 與、R12 與R13 與、及R14 與R15 亦可分別獨立互相鍵結形成環。)
作為R8 ～R15 之脂肪族烴基，亦可為直鏈狀，亦可為分枝鏈狀，亦可為飽和烴基，亦可為不飽和烴基。作為R8 ～R15 之脂肪族烴基為直鏈狀之飽和烴基較佳。 　　作為R8 ～R15 之脂肪族烴基之碳原子數為1～6較佳，為1～4再較佳，為1～3特別佳。 　　作為R8 ～R15 之脂肪族烴基之適當例，有舉出甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、n-庚基、n-己基、n-庚基、n-辛基、2-乙基己基、n-壬基、及n-癸基，為甲基、乙基、n-丙基、及異丙基較佳，為甲基、及乙基再較佳。
作為R8 ～R15 之芳香族烴基之碳原子數為6～10。作為R8 ～R15 之芳香族烴基之適當例，為苯基、α-萘基、及β-萘基，為苯基較佳。
作為R8 ～R15 之芳烷基之碳原子數為7～12。作為R8 ～R15 之芳烷基之適當例，為苄基、苯乙基、α-萘基甲基、及β-萘基甲基，為苄基、及苯乙基較佳。
作為R8 ～R15 之脂肪族醯基，亦可為直鏈狀，亦可為分枝鏈狀，亦可任意具有不飽和鍵結。作為R8 ～R15 之脂肪族醯基為直鏈狀之飽和脂肪族醯基較佳。 　　作為R8 ～R15 之脂肪族醯基之碳原子數為2～6較佳，為2～4再較佳，為2或3特別佳。 　　作為R8 ～R15 之脂肪族醯基之適當例，有舉出乙醯基、丙醯基、n-丁醯基、n-戊醯基、n-己醯基、n-庚醯基、n-辛醯基、n-壬醯基、及n-癸醯基，為乙醯基、丙醯基、n-丁醯基、n-戊醯基、及n-己醯基較佳，為乙醯基、及丙醯基再較佳。
作為R8 ～R15 之芳香族醯基之碳原子數為7～11。作為R8 ～R15 之芳香族醯基之適當例為苯甲醯基、α-萘甲醯基、及β-萘甲醯基，為苯甲醯基再較佳。
作為式(a1-1)所表示之化合物之適當的具體例，有舉例如以下化合物。
作為式(a1)所表示之化合物之其他適當例，為下述式(a1-2)：(式(a1-2)中，
R16 及R17 分別為2價之有機基。)
作為R16 及R17 之2價有機基，有舉出-R18 -NR20 -R19 -所表示之基、或來自酒石酸醯胺之基。 　　來自酒石酸醯胺之基意指自酒石酸醯胺化合物去除2個羥基之2價基。 　　R18 及R19 分別獨立為碳原子數1～6之伸烷基，為亞甲基、或乙烷-1,2-二基較佳。R20 為氫原子、碳原子數1～10之脂肪族烴基、碳原子數6～10之芳香族烴基、碳原子數7～12之芳烷基、碳原子數2～10之脂肪族醯基、或碳原子數7～11之芳香族醯基，關於此等之具體例與R8 ～R15 所說明之具體例相同。
式(a1-2)中，R16 及R17 為來自酒石酸醯胺之基時，作為式(a1-2)所表示之化合物之適當的具體例，有舉出下述式(a1-2-1)：(式(a1-2-1)中，R21 ～R28 分別獨立為氫原子、碳原子數1～10之脂肪族烴基、碳原子數6～10之芳香族烴基、碳原子數7～12之芳烷基、碳原子數2～10之脂肪族醯基、或碳原子數7～11之芳香族醯基。) 　　所表示之化合物。
關於R21 ～R28 ，氫原子、碳原子數1～10之脂肪族烴基、碳原子數6～10之芳香族烴基、碳原子數7～12之芳烷基、碳原子數2～10之脂肪族醯基、及碳原子數7～11之芳香族醯基之具體例與關於R8 ～R15 所說明之具體例相同。
作為式(a1-2-1)所表示之化合物之適合具體例，有舉例如以下化合物。
且，作為式(a2)所表示之化合物之適合具體例，有舉出下述式(a2-1)：(式(a2-1)中，R29 為含氮之雜環基、或不包含經含氮之基取代之氮原子之環式基，R30 及R31 分別獨立為氫原子、碳原子數1～10之脂肪族烴基、碳原子數6～10之芳香族烴基、碳原子數7～12之芳烷基、碳原子數2～10之脂肪族醯基、或碳原子數7～11之芳香族醯基。R30 及R31 亦可相互鍵結形成環) 　　所表示之化合物。
R29 為亦可經含氮之基取代之含氮之雜環基、或不包含經含氮之基取代之氮原子之環式基。也就是說，R29 為必須包含氮原子之環式基。
作為R29 之含氮之雜環基亦可為含氮之芳香族雜環基，亦可為含氮之脂肪族雜環基。 　　含氮之雜環基為自各種含氮之雜環去除1個氫原子之1價基。自含氮之雜環去除之氫原子亦可鍵結於構成環之任一原子，亦可鍵結於碳原子，亦可鍵結於氮原子，亦可鍵結於氮原子以外之雜原子。
作為給予含氮之雜環基之含氮之芳香族雜環的適當例，有舉例如吡咯、噁唑、異噁唑、噁二唑、噻唑、異噻唑、噻二唑、咪唑、吡唑、三唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、噠嗪、三嗪、四嗪、五嗪、吲哚、異吲哚、氮茚、苯并咪唑、苯并三唑、苯并噁唑、苯并噻唑、咔唑、嘌呤、喹啉、異喹啉、喹唑啉、酞嗪、噌啉、及喹噁啉等。 　　作為給予含氮之雜環基之含氮之脂肪族雜環的適當例，有舉出咯啶、吡唑啶、三唑啶、二氫吡咯、砒唑啉、咪唑咻、三唑啉、哌啶、哌嗪、三氮雜環己烷、四氮雜環己烷、五氮雜環己烷、嗎呋啉、硫代嗎呋啉、ε-己內醯胺、δ-戊內醯胺、γ-丁內醯胺、2-四氫咪唑酮、酞醯亞胺、s-三嗪-2,4,6-三酮等。
R29 為不包含經含氮之基取代之氮原子之環式基時，環式基亦可為芳香族基，亦可為脂肪族環式基，亦可為包含氮原子以外之雜原子之雜環基。 　　環式基為芳香族基較佳，為苯基、萘基、及聯苯基較佳，為苯基再較佳。
R29 為不包含經含氮之基取代之氮原子之環式基時，作為取代基之含氮之基的適當例，有舉出硝基、異氰酸酯基、以-NR31 R32 所表示之胺基或取代胺基、以 -CONH-R33 所表示之胺甲醯基或取代胺甲醯基。 　　且，作為下述式所表示之包含硼原子與氮原子之基亦作為含氮之基較佳。
-NR31 R32 所表示之胺基或取代胺基中，作為R31 、及R32 的適當例，分別獨立為氫原子、碳原子數1～10之脂肪族烴基、碳原子數6～10之芳香族烴基、碳原子數7～12之芳烷基、碳原子數2～10之脂肪族醯基、或碳原子數7～11之芳香族醯基。 　　R31 、及R32 亦可互相鍵結形成環。 　　此等之基之具體例與關於R8 ～R15 所說明之具體例相同。
-CONH-R33 所表示之胺甲醯基或取代胺甲醯基中，作為R33 的適當例，分別獨立為氫原子、碳原子數1～10之脂肪族烴基、碳原子數6～10之芳香族烴基、碳原子數7～12之芳烷基、碳原子數2～10之脂肪族醯基、或碳原子數7～11之芳香族醯基。 　　此等之基之具體例與關於R8 ～R15 所說明之具體例相同。
以上說明之含氮之基中，為硝基、胺基、二甲基胺基、二乙基胺基、二苯基胺基、苯基胺基、胺甲醯基、及異氰酸酯基較佳，為硝基、及胺基再較佳。
R29 為不包含經含氮之基取代之氮原子之環式基時，環式基上之含氮之基的數量並無特別限定。環式基上之含氮之基的數量為1～4較佳，為1或2再較佳，為1特別佳。
作為式(a2-1)所表示之化合物的適當具體例，有舉例如以下化合物。
作為式(a2)所表示之化合物之其他適當具體例，為下述式(a2-2)：(式(a2-2)中，R34 及R35 分別獨立為氫原子、羥基、碳原子數1～10之脂肪族烴基、碳原子數6～10之芳香族烴基、碳原子數7～12之芳烷基、碳原子數2～10之脂肪族醯基、或碳原子數7～11之芳香族醯基，R36 及R37 分別獨立為氫原子、碳原子數1～10之脂肪族烴基、碳原子數6～10之芳香族烴基、碳原子數7～12之芳烷基、碳原子數2～10之脂肪族醯基、或碳原子數7～11之芳香族醯基。R34 及R35 亦可互相鍵結形成環。R34 及R36 亦可互相鍵結形成環。R35 及R37 亦可互相鍵結形成環。R36 及R37 亦可互相鍵結形成環。)
R34 、R35 、R36 及R37 為碳原子數1～10之脂肪族烴基、碳原子數6～10之芳香族烴基、碳原子數7～12之芳烷基、碳原子數2～10之脂肪族醯基、或碳原子數7～11之芳香族醯基時，此等之基之具體例與關於R8 ～R15 所說明之具體例相同。
作為R34 、及R35 ，為氫原子較佳。作為R36 及R37 ，為碳原子數1～10之脂肪族烴基較佳，為碳原子數1～10之烷基再較佳，為碳原子數1～6之烷基再較佳，為碳原子數1～3之烷基特別佳。
R34 及R36 互相鍵結形成環、或R35 及R37 互相鍵結形成環時，R34 與R36 或R35 與R37 所形成之2價基，為例如伸烷基較佳。作為伸烷基，為例如三亞甲基、及四亞甲基較佳。 　　亦即，R34 與R36 或R35 與R37 與硼原子及氮原子一起形成飽和脂肪族5員環、或形成飽和脂肪族6員環較佳。
作為式(a2-2)所表示之化合物之適當具體例，有舉例如以下化合物。
作為式(a2)所表示之化合物之其他適當具體例，有舉出下述式(a2-3)：(式(a2-3)中，R38 為含氮之雜環基、或不包含經含氮之基取代之氮原子之環式基，R39 及R40 分別獨立為氫原子、碳原子數1～10之脂肪族烴基、碳原子數6～10之芳香族烴基、碳原子數7～12之芳烷基、碳原子數2～10之脂肪族醯基、或碳原子數7～11之芳香族醯基。R39 及R40 亦可互相鍵結形成環。) 　　所表示之化合物。
關於作為R38 之含氮之雜環基、或經含氮之基取代之不包含氮原子之環式基的適當例，與關於式(a2-1)中之R29 所說明之例相同。 　　R39 及R40 為碳原子數1～10之脂肪族烴基、碳原子數6～10之芳香族烴基、碳原子數7～12之芳烷基、碳原子數2～10之脂肪族醯基、或碳原子數7～11之芳香族醯基時，此等之基之具體例與關於R8 ～R15 所說明之具體例相同。
式(a2-3)所表示之化合物中，-OR39 與-OR40 為形成下述構造之化合物較佳。
作為式(a2-3)所表示之化合物的適當具體例，有舉例如以下化合物。
作為式(a2)所表示之化合物之其他適當具體例，有舉出下述式(a2-4)：(式(a2-4)中，R41 及R42 分別獨立為氫原子、碳原子數1～10之脂肪族烴基、碳原子數6～10之芳香族烴基、碳原子數7～12之芳烷基、碳原子數2～10之脂肪族醯基、或碳原子數7～11之芳香族醯基。 　　R43 為碳原子數1～10之伸烷基、R46 分別獨立為氫原子、碳原子數1～10之脂肪族烴基、碳原子數6～10之芳香族烴基、碳原子數7～12之芳烷基、碳原子數2～10之脂肪族醯基、或碳原子數7～11之芳香族醯基。 　　R44 及R45 分別獨立為氫原子、碳原子數1～10之脂肪族烴基、碳原子數6～10之芳香族烴基、碳原子數7～12之芳烷基、碳原子數2～10之脂肪族醯基、碳原子數7～11之芳香族醯基、含氮之雜環基、或經含氮之基取代之不包含氮原子之環式基。) 　　所表示之化合物。
R41 、R42 、R44 、R45 、及R46 為碳原子數1～10之脂肪族烴基、碳原子數6～10之芳香族烴基、碳原子數7～12之芳烷基、碳原子數2～10之脂肪族醯基、或碳原子數7～11之芳香族醯基時，此等之基之具體例與關於R8 ～R15 所說明之具體例相同。 　　R44 及R45 為含氮之雜環基、或經含氮之基取代之不包含氮原子之環式基時，此等之基之具體例與關於R29 所說明之具體例相同。
式(a2-4)所表示之化合物中，為下述式(a2-4-1)～(a2-4-8)所表示之化合物較佳。
作為式(a2-4-6)所表示之化合物，為例如下述式所表示之化合物較佳。
作為式(a2-4-7)所表示之化合物，為例如下述式所表示之化合物較佳。
作為式(a2-4)所表示之化合物之適當具體例，有舉例如以下化合物。
作為式(a2)所表示之化合物之其他適當具體例，有舉出下述式(a2-5)：(式(a2-5)中，R46 ～R51 分別獨立為氫原子、碳原子數1～10之脂肪族烴基、碳原子數6～10之芳香族烴基、碳原子數7～12之芳烷基、碳原子數2～10之脂肪族醯基、或碳原子數7～11之芳香族醯基。R46 與R47 與、R48 與R49 與、及R50 與R51 亦可分別獨立互相鍵結形成環。) 　　所表示之化合物。
R46 ～R51 為碳原子數1～10之脂肪族烴基、碳原子數6～10之芳香族烴基、碳原子數7～12之芳烷基、碳原子數2～10之脂肪族醯基、或碳原子數7～11之芳香族醯基時，此等之基之具體例與關於R8 ～R15 所說明之具體例相同。
作為式(a2-5)所表示之化合物之適當具體例，有舉例如以下化合物。
擴散劑組成物中之雜質擴散成分(A)之含量並無特別限定。擴散劑組成物中之雜質擴散成分(A)之含量為0.01～20質量%較佳，為0.05～15質量%再較佳，為0.1～10質量%特別佳。
[水解性矽烷化合物(B)] 　　擴散劑組成物亦可含有水解性矽烷化合物(B)。擴散劑組成物包含水解性矽烷化合物(B)時，將擴散劑組成物塗布於半導體基板形成薄膜時，水解性矽烷化合物會水解縮合，在塗布膜內形成矽氧化物系之極薄之膜。塗布膜內形成矽氧化物系之極薄之膜時，能夠抑制前述雜質擴散成分(A)對基板外之外部擴散，擴散劑組成物而成之膜即使是薄膜，也能夠良好且均勻地使雜質擴散成分(A)擴散於半導體基板。
水解性矽烷化合物(B)具有因水解使羥基生成，且鍵結於Si原子之官能基。作為因水解使羥基生成之官能基，有舉出烷氧基、異氰酸酯基、二甲基胺基及鹵原子等。作為烷氧基，為碳原子數1～5之直鏈或分枝鏈狀之脂肪族烷氧基較佳。作為適當烷氧基之具體例，有舉出甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、異丙氧基、及n-丁氧基等。作為鹵原子，為氯原子、氟原子、溴原子、及碘原子較佳，為氯原子再較佳。
作為因水解使羥基生成之官能基，以容易迅速被水解與、水解性矽烷化合物(B)之操作性或取得容易性之觀點來看，為異氰酸酯基、及碳原子數1～5之直鏈或分枝鏈狀之脂肪族烷氧基較佳，為甲氧基、乙氧基、及異氰酸酯基再較佳。
作為具有碳原子數1～5之直鏈或分枝鏈狀之脂肪族烷氧基之水解性矽烷化合物(B)之具體例，有舉出四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四-n-丙氧基矽烷、四異丙氧基矽烷、四-n-丁氧基矽烷、四-n-戊基氧基矽烷、三甲氧基單乙氧基矽烷、二甲氧基二乙氧基矽烷、單甲氧基三乙氧基矽烷、三甲氧基單-n-丙氧基矽烷、二甲氧基二-n-丙氧基矽烷、單甲氧基三-n-丙氧基矽烷、三甲氧基單-n-丁氧基矽烷、二甲氧基二-n-丁氧基矽烷、單甲氧基三-n-三丁氧基矽烷、三甲氧基單-n-戊基氧基矽烷、二甲氧基二-n-戊基氧基矽烷、單甲氧基三-n-戊基氧基矽烷、三乙氧基單-n-丙氧基矽烷、二乙氧基二-n-丙氧基矽烷、單乙氧基三-n-丙氧基矽烷、三乙氧基單-n-丁氧基矽烷、二乙氧基二-n-丁氧基矽烷、單乙氧基三-n-丁氧基矽烷、三乙氧基單-n-戊基氧基矽烷、二乙氧基二-n-戊基氧基矽烷、單乙氧基三-n-戊基氧基矽烷、三-n-丙氧基單-n-丁氧基矽烷、二-n-丙氧基二-n-丁氧基矽烷、單-n-丙氧基三-n-丙氧基矽烷、三-n-丙氧基單-n-戊基氧基矽烷、二-n-丙氧基二-n-戊基氧基矽烷、單-n-丙氧基三-n-戊基氧基矽烷、三-n-丁氧基單-n-戊基氧基矽烷、二-n-丁氧基二-n-戊基氧基矽烷、單-n-丁氧基三-n-戊基氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三-n-丙氧基矽烷、甲基三-n-丙氧基矽烷、甲基三-n-丁氧基矽烷、甲基三-n-戊基氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、乙基三-n-丙氧基矽烷、乙基三-n-丁氧基矽烷、及乙基三-n-戊基氧基矽烷。此等之水解性矽烷化合物(B)亦可單獨使用1種，亦可組合2種以上來使用。且，上述烷氧基矽烷化合物之部分水解縮合物也能夠作為水解性矽烷化合物(B)來使用。
此等之中，為四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、及乙基三乙氧基矽烷較佳，為四甲氧基矽烷、及四乙氧基矽烷特別佳。
作為具有異氰酸酯基之水解性矽烷化合物(B)，為下述式(b1)所表示之化合物較佳。 　　(Rb1 )4-n Si(NCO)n ･･･(b1) 　　(式(b1)中，Rb1 為烴基，n為3或4之整數。)
作為式(b1)中之Rb1 之烴基，在不阻礙本發明目的之範圍內，並無特別限定。作為Rb1 ，為碳原子數1～12之脂肪族烴基、碳原子數1～12之芳香族烴基、碳原子數1～12之芳烷基較佳。
作為碳原子數1～12之脂肪族烴基之適當例，有舉出甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、sec-丁基、異丁基、tert-丁基、n-戊基、異戊基、新戊基、環戊基、n-己基、環己基、n-庚基、環庚基、n-辛基、環辛基、n-壬基、n-癸基、n-十一基、及n-十二基。
作為碳原子數1～12之芳香族烴基之適當例，有舉出苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、2-乙基苯基、3-乙基苯基、4-乙基苯基、α-萘基、β-萘基、及聯苯基。
作為碳原子數1～12之芳烷基之適當例，有舉出苄基、苯乙基、α-萘基甲基、β-萘基甲基、2-α-萘基乙基、及2-β-萘基乙基。
以上說明之烴基中，為甲基、乙基較佳，為甲基再較佳。
式(b1)所表示之水解性矽烷化合物(B)中，為四異氰酸酯矽烷、甲基三異氰酸酯矽烷、及乙基三異氰酸酯矽烷較佳，為四異氰酸酯矽烷再較佳。
且，能夠併用具有異氰酸酯基之水解性矽烷化合物(B)與具有碳原子數1～5之直鏈或分枝鏈狀之脂肪族烷氧基之水解性矽烷化合物(B)。此時，具有異氰酸酯基之水解性矽烷化合物(B)之莫耳數X與具有碳原子數1～5之直鏈或分枝鏈狀之脂肪族烷氧基之水解性矽烷化合物(B)之莫耳數Y之比率X/Y為1/99～99/1較佳，為50/50～95/5再較佳，為60/40～90/10特別佳。
擴散劑組成物包含水解性矽烷化合物(B)時，擴散劑組成物中之水解性矽烷化合物(B)之含量並無特別限定，但作為Si之濃度，為0.001～3.0質量%較佳，為0.01～1.0質量%再較佳。擴散劑組成物藉由以如此之濃度含有水解性矽烷化合物(B)，容易良好地抑制雜質擴散成分(A)自使用擴散劑組成物所形成之薄的塗布膜的外部擴散，容易使雜質擴散成分良好且均勻地擴散於半導體基板。
[有機溶劑(S)] 　　擴散劑組成物一般來說為了形成薄膜之塗布膜，能夠包含有機溶劑(S)作為溶媒。有機溶劑(S)之種類在不阻礙本發明目的之範圍內，並無特別限定。
且，擴散劑組成物包含水解性矽烷化合物(B)時，擴散劑組成物實質上不包含水較佳。擴散劑組成物中實質上不包含水意指擴散劑組成物不含有水解性矽烷化合物(B)會被水解至無法得到其添加所期望之效果的程度之量的水。
作為有機溶劑(S)之具體例，有舉出乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丙基醚、乙二醇單丁基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丙基醚、丙二醇單丁基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單丙基醚、二乙二醇單丁基醚、二乙二醇單苯基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇單丙基醚、二丙二醇單丁基醚、二丙二醇單苯基醚、三乙二醇單甲基醚、三乙二醇單乙基醚、三丙二醇單甲基醚、及三丙二醇單乙基醚等之二醇類之單醚；二異戊基醚、二異丁基醚、苄基甲基醚、苄基乙基醚、二噁烷、四氫基呋喃、苯甲醚、全氟-2-丁基四氫基呋喃、及全氟四氫基呋喃等之單醚類；乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、伸乙基乙二醇二丙基醚、乙二醇二丁基醚、丙二醇二甲基醚、丙二醇二乙基醚、丙二醇二丙基醚、丙二醇二丁基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇二丙基醚、二乙二醇二丁基醚、二丙二醇二甲基醚、二丙二醇二乙基醚、二丙二醇二丙基醚、及二丙二醇二丁基醚等之二醇類之鏈狀二醚類；1,4-二噁烷等之環狀二醚類；1-辛酮、2-辛酮、1-壬酮、2-壬酮、丙酮、2-庚酮、4-庚酮、1-己酮、2-己酮、3-戊酮、二異丁基酮、環己酮、甲基環己酮、苯基丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、乙基異丁基酮、乙醯基丙酮、丙酮基丙酮、紫羅酮、二丙酮基醇、乙醯基甲醇、苯乙酮、甲基萘基酮、及異佛爾酮等之酮類；乙酸甲酯、乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸戊酯、乙酸異戊酯、甲氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、乙二醇單甲基醚醋酸酯、乙二醇單乙基醚醋酸酯、乙二醇單丙基醚醋酸酯、乙二醇單丁基醚醋酸酯、乙二醇單苯基醚醋酸酯、丙二醇單甲基醚醋酸酯、丙二醇單乙基醚醋酸酯、丙二醇單丙基醚醋酸酯、丙二醇單丁基醚醋酸酯、丙二醇單苯基醚醋酸酯、二乙二醇單甲基醚醋酸酯、二乙二醇單丙基醚醋酸酯、二乙二醇單乙基醚醋酸酯、二乙二醇單苯基醚醋酸酯、二乙二醇單丁基醚醋酸酯、2-甲氧基丁基醋酸酯、3-甲氧基丁基醋酸酯、4-甲氧基丁基醋酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基醋酸酯、3-乙基-3-甲氧基丁基醋酸酯、丙二醇單甲基醚醋酸酯、丙二醇單乙基醚醋酸酯、丙二醇單丙基醚醋酸酯、2-乙氧基丁基醋酸酯、4-乙氧基丁基醋酸酯、4-丙氧基丁基醋酸酯、2-甲氧基戊基醋酸酯、3-甲氧基戊基醋酸酯、4-甲氧基戊基醋酸酯、2-甲基-3-甲氧基戊基醋酸酯、3-甲基-3-甲氧基戊基醋酸酯、3-甲基-4-甲氧基戊基醋酸酯、4-甲基-4-甲氧基戊基醋酸酯、丙二醇二醋酸酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丁酯、甲酸丙酯、碳酸乙酯、碳酸丙酯、碳酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、丙酮酸丁酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸異丙酯、甲基-3-甲氧基丙酸酯、乙基-3-甲氧基丙酸酯、乙基-3-乙氧基丙酸酯、丙基-3-甲氧基丙酸酯、及異丙基-3-甲氧基丙酸酯、伸丙基碳酸酯、及γ-丁內酯等之酯類；N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙醯醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、六甲基磷三醯胺、及1,3-二甲基-2-四氫咪唑酮等之不具有活性氫原子之醯胺系溶劑；二甲基亞碸等之亞碸類；戊烷、己烷、辛烷、癸烷、2,2,4-三甲基戊烷、2,2,3-三甲基己烷、全氟己烷、全氟庚烷、檸檬烯、及蒎烯等之亦可包含鹵素之脂肪族烴系溶劑；苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、丙基苯、1-甲基丙基苯、2-甲基丙基苯、二乙基苯、乙基甲基苯、三甲基苯、乙基二甲基苯、及二丙基苯等之芳香族烴系溶劑；甲醇、乙醇、n-丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇、己醇、環己醇、苄基醇、及2-苯氧基乙醇等之1價醇類；乙二醇、丙二醇、二乙二醇、及二丙二醇等之二醇類。且，上述較佳有機溶劑(S)之例示中，包含醚鍵與酯鍵之有機溶劑被分類為酯類。此等亦可單獨使用，亦可組合2種以上來使用。
擴散劑組成物包含水解性矽烷化合物(B)時，有機溶劑(S)使用不具有與水解性矽烷化合物(B)反應之官能基者較佳。尤其是水解性矽烷化合物(B)具有異氰酸酯基時，使用不具有與水解性矽烷化合物(B)反應之官能基之有機溶劑(S)較佳。
與水解性矽烷化合物(B)反應之官能基包含、與能因水解而生成羥基之基直接反應之官能基與、與因水解所產生之羥基(矽醇基)反應之官能基兩者。作為與水解性矽烷化合物(B)反應之官能基，有舉例如羥基、羧基、胺基、鹵原子等。
作為不具有與水解性矽烷化合物(B)反應之官能基之有機溶劑的適當例，上述有機溶劑(S)之具體例中，有舉出作為單醚類、鏈狀二醚類、環狀二醚類、酮類、酯類、不具有活性氫原子之醯胺系溶劑、亞碸類、亦可包含鹵素之脂肪族烴系溶劑、及芳香族烴系溶劑之具體例所列舉之有機溶劑。
[其他成分] 　　擴散劑組成物在不阻礙本發明目的之範圍內，亦可包含界面活性劑、消泡劑、pH調整劑、黏度調整劑等之各種添加劑。且，擴散劑組成物亦可以改良塗布性、或製膜性之目的包含黏著樹脂。作為黏著樹脂能夠使用各種樹脂，為丙烯酸樹脂較佳。
藉由均勻地分別混合特定量之以上說明的成分，得到擴散劑組成物。
≪半導體基板之製造方法≫ 　　半導體基板之製造方法包含： 　　藉由塗布前述擴散劑組成物形成塗布膜與、 　　擴散劑組成物中之雜質擴散成分(A)對半導體基板之擴散。 　　以下，將形成塗布膜之步驟記作「塗布步驟」，將使雜質擴散成分(A)擴散於半導體基板之步驟記作「擴散步驟」。以下，依序針對塗布步驟、及擴散步驟進行說明。
[塗布步驟] 　　塗布步驟中，將擴散劑組成物塗布於半導體基板上形成塗布膜。以下，關於塗布步驟，以擴散劑組成物、半導體基板、塗布方法之順序來說明。
(半導體基板) 　　作為半導體基板，並沒有特別限制，能夠使用以往作為使雜質擴散成分擴散之對象所使用的各種基板。作為半導體基板，典型能夠使用矽基板。由於擴散劑組成物中所包含之雜質擴散成分含有硼，因此，作為矽基板，適合使用n型矽基板。 　　矽基板等之半導體基板具備半導體基板表面經自然氧化所形成之自然氧化膜。例如矽基板主要具備SiO2 而成之自然氧化膜較多。 　　使雜質擴散成分擴散於半導體基板時，典型是使用氫氟酸水溶液等，半導體基板表面之自然氧化膜會被去除。 　　然而，使用前述擴散劑組成物時，亦可去除半導體基板表面之自然氧化膜，亦可不去除。 　　不去除半導體基板表面之自然氧化膜時，相較於去除自然氧化膜時，雜質擴散成分容易稍微良好地擴散於半導體基板中。 　　例如，不去除矽基板表面之自然氧化膜時，矽密度比較低的自然氧化膜中會有硼原子(硼化合物)摻入，半導體基板之表層會更有效率地摻入硼原子(硼化合物)。 　　其結果，推測半導體基板表面會形成如硼矽酸玻璃之薄膜，硼會良好地擴散於半導體基板中。
半導體基板亦可在塗布有擴散劑組成物之面上具有立體構造。藉由本發明，即使半導體基板在其表面具有如此之立體構造，尤其是具備奈米尺寸之微小圖型之立體構造時，也能夠在半導體基板上形成將以上說明之擴散劑組成物塗布成例如30nm以下之膜厚所形成之薄的塗布膜，並使雜質擴散成分良好且均勻地對半導體基板擴散。
圖型之形狀並無特別限定，但典型上有舉出剖面形狀為矩形之直線狀或曲線狀之線或溝，或孔形狀。
半導體基板在其表面具備重複配置平行的複數條線之圖型作為立體構造時，作為線之間的寬度，能夠適用1μm以下、100nm以下、60nm以下、或20nm以下之寬度。作為線之高度，能夠適用30nm以上、100nm以上、1μm以上、或5μm以上之高度。
(塗布方法) 　　使用擴散劑組成物所形成之塗布膜之膜厚並無特別限定。擴散劑組成物塗布於半導體基板上，使使用擴散劑組成物所形成之塗布膜之膜厚較佳成為30nm以下，再較佳成為0.2～10nm。 　　塗布擴散劑組成物之方法只要能夠形成所期望之膜厚之塗布膜，並無特別限定。作為擴散劑組成物之塗布方法，為旋塗法、噴墨法、及噴霧法較佳。且，塗布膜之膜厚是使用橢圓偏光計所測定之5點以上之膜厚的平均值。
塗布膜之膜厚因應半導體基板之形狀、或任意設定之雜質擴散成分(A)的擴散程度，來適當地設定任意膜厚。
將擴散劑組成物塗布於半導體基板表面後，將半導體基板表面以有機溶劑沖洗亦較佳。塗布膜之形成後，藉由將半導體基板表面沖洗，能夠使塗布膜之膜厚更均勻。尤其是，半導體基板在其表面具有立體構造時，立體構造之底部(段差部分)塗布膜之膜厚容易變厚。然而，塗布膜之形成後藉由沖洗半導體基板表面，能夠將塗布膜之膜厚均勻化。
作為沖洗時所使用之有機溶劑，能夠使用擴散劑組成物中所亦可含有之前述有機溶劑。
[擴散步驟] 　　擴散步驟中，是使使用擴散劑組成物形成於半導體基板上之薄的塗布膜中之雜質擴散成分(A)擴散於半導體基板。使雜質擴散成分(A)擴散於半導體基板之方法只要是因加熱而自擴散劑組成物而成之塗布膜使雜質擴散成分(A)擴散之方法即可，並無特別限定。
作為典型的方法，有舉出將具備擴散劑組成物而成之塗布膜之半導體基板於電氣爐等加熱爐中加熱之方法。此時，加熱條件只要是以所期望之程度擴散雜質擴散成分(A)，並無特別限定。
通常，在氧化性氣體之環境下將塗布膜中之有機物燒成去除後，於惰性氣體之環境下將半導體基板加熱，使雜質擴散成分(A)擴散於半導體基板中。 　　燒成有機物時之加熱較佳為300～1000℃，再較佳為400～800℃程度之溫度下，較佳為進行1～120分鐘，再較佳為進行5～60分鐘。 　　使雜質擴散成分(A)擴散時之加熱，較佳為700℃以上1400℃以下，再較佳為700℃以上且未滿1200℃之溫度下，較佳進行1～120分鐘，再較佳進行5～60分鐘。 　　由於使用包含前述雜質擴散成分(A)之擴散劑組成物，例如，即使擴散時之溫度為如1000℃以下這種較低溫度，雜質擴散成分(A)也會良好地擴散於半導體基板中。 　　且，本發明之典型的組成時，不太會包含有機物，因此亦可省略用來燒成之加熱。
且，以25℃/秒以上之升溫速度使半導體基板迅速地升溫至特定擴散溫度時，擴散溫度之保持時間亦可為30秒以下、10秒以下、或未滿1秒這種非常短的時間。此時，半導體基板表面之較淺的區域中，容易以高濃度使雜質擴散成分(A)擴散。
藉由以上說明之方法，即使是使用在其表面具備具有奈米級之微小空隙的三次元構造之半導體基板，也能夠抑制半導體基板中缺陷的產生，並同時使雜質擴散成分良好且均勻地擴散於半導體基板。 　　因此，本發明相關之方法能夠適當地適用在具有微小且立體的構造之多閘極元件之製造。本發明相關之方法由於能夠抑制雜質擴散成分在擴散時之半導體基板中缺陷的產生，因此，能夠適當地適用在特別是如CMOS像感測器之CMOS元件、或邏輯LSI裝置等之半導體元件之製造。 [實施例]
以下，藉由實施例更具體地說明本發明，但本發明不限定於以下實施例。
[實施例1及比較例1] 　　實施例1中，將以下化合物A1作為雜質擴散成分((A)成分)來使用。比較例1中，將以下化合物A2(三乙基胺硼烷)作為(A)成分來使用。比較例2中，將以下化合物A3(呐醇硼烷)作為(A)成分來使用。比較例3中，將以下化合物A4(三甲基硼酸酯)作為(A)成分來使用。
將上述(A)成分分別溶解於乙酸丁酯，使濃度成為0.5質量%，得到實施例1、及比較例1～3之擴散劑組成物。
使用旋塗器分別將實施例1、及比較例1～3之擴散劑組成物塗布於具備平坦表面之矽基板(6吋，n型)表面，形成表1所記載之膜厚之塗布膜。作為矽基板，使用藉由浸漬於濃度0.5質量%之氫氟酸水溶液，而使表面之自然氧化膜經去除之基板。 　　塗布膜之形成後，根據以下方法，進行雜質擴散成分之擴散處理。 　　使用快速退火處理裝置(燈退火裝置)，於流量1L/m之氮環境下以升溫速度25℃/秒之條件進行加熱，以表1所記載之擴散溫度、及擴散時間1秒鐘來進行擴散處理。擴散時間之始點為基板之溫度到達特定擴散溫度之時點。擴散結束後，將半導體基板急速冷卻至室溫。
雜質擴散成分之擴散處理結果確認半導體基板是否自n型反轉成p型。將反轉時評價為○，將不反轉時評價為×，將評價結果記載於表1。 　　且，自1200℃之擴散試驗依序進行，比一開始就評價為×評價之溫度低之溫度的擴散試驗不進行。
由表1可得知，使用基板表面具有容易被吸著之構造，且於藉由塗布於半導體基板表面而能夠形成厚度數nm之擴散層的(A)成分之實施例1中，即使在1100℃以下(A)成分也良好地擴散於半導體基板。 　　且，關於實施例1，於1200℃下進行擴散處理之半導體基板之薄片阻力值為593(Ω/sq.)，於1100℃下進行擴散處理之半導體基板之薄片阻力值為682(Ω/sq.)，於1000℃下進行擴散處理之半導體基板之薄片阻力值為1552(Ω/sq.)，於900℃下進行擴散處理之半導體基板之薄片阻力值為50447(Ω/sq.)。
另一方面，比較例1可得知，使用硼原子為4價狀態或不包含氮原子，且難以吸著於基板表面之構造之(A)成分之比較例1～3中，只能形成膜厚0.2nm以下之極薄膜，1100℃以下之溫度時，(A)成分無法良好地擴散於半導體基板表面。
[實施例2] 　　實施例2中，將以下化合物A5作為雜質擴散成分((A)成分)來使用。
將上述(A)成分溶解於乙酸丁酯，使濃度成為0.5質量%，得到實施例2之擴散劑組成物。
使用旋塗器將實施例2之擴散劑組成物塗布於具備平坦表面之矽基板(6吋，n型)表面以乙酸丁酯進行沖洗，形成膜厚1.7nm之塗布膜。作為矽基板，使用藉由浸漬於濃度0.5質量%之氫氟酸水溶液，而使表面之自然氧化膜經去除之基板。 　　塗布膜之形成後，以與實施例1相同之方法，進行擴散溫度1000℃、及1100℃之雜質擴散成分之擴散處理。 　　其結果，於1000℃下進行擴散處理之半導體基板之薄片阻力值為9699(Ω/sq.)，於1100℃下進行擴散處理之半導體基板之薄片阻力值為1748(Ω/sq.)。 　　由此等之結果可得知使用實施例2之擴散劑組成物時，於1100℃以下之擴散溫度(A)成分會良好地擴散。
[實施例3] 　　實施例3中，使用以下化合物A6作為雜質擴散成分((A)成分)來使用。
將上述(A)成分溶解於乙酸丁酯，使濃度成為0.5質量%，得到實施例3之擴散劑組成物。
使用旋塗器將實施例3之擴散劑組成物塗布於具備平坦表面之矽基板(6吋，n型)表面，形成膜厚27nm之塗布膜。作為矽基板，使用藉由浸漬於濃度0.5質量%之氫氟酸水溶液，而使表面之自然氧化膜經去除之基板。 　　塗布膜之形成後，以與實施例1相同之方法，進行擴散溫度900℃、1000℃、及1100℃之雜質擴散成分之擴散處理。 　　其結果，於900℃下進行擴散處理之半導體基板之薄片阻力值為7338(Ω/sq.)，於1000℃下進行擴散處理之半導體基板之薄片阻力值為1075(Ω/sq.)，於1100℃下進行擴散處理之半導體基板之薄片阻力值為596(Ω/sq.)。 　　由此等之結果可得知使用實施例3之擴散劑組成物時，於1100℃以下之擴散溫度(A)成分會良好地擴散。
[實施例4～11] 　　實施例4～11中，將以下化合物A7～A13作為雜質擴散成分((A)成分)來使用。
分別將表2所記載之種類之(A)成分溶解於表2所記載之種類之溶劑中，使濃度成為0.5質量%，得到實施例4～11之擴散劑組成物。
使用旋塗器分別將實施例4～11之擴散劑組成物塗布於具備平坦表面之矽基板(6吋，n型)表面，形成表2所記載之膜厚之塗布膜。作為矽基板，使用藉由浸漬於濃度0.5質量%之氫氟酸水溶液，而使表面之自然氧化膜經去除之基板。 　　且，關於實施例11，塗布後以乙酸丁酯進行沖洗。 　　塗布膜之形成後，以與實施例1相同之方法，進行擴散溫度1000℃雜質擴散成分之擴散處理。 　　任一實施例在擴散處理後，半導體基板皆自n型反轉成p型。將測定擴散處理後之半導體基板之薄片阻力值之結果記載於表2。
由表2可得知基板表面具有容易吸著之構造，使用藉由塗布於半導體基板表面而能夠形成擴散層之(A)成分之實施例4～11中，1000℃下能夠良好地使(A)成分擴散於半導體基板。
[實施例12] 　　將前述化合物A1作為(A)成分來使用。將(A)成分溶解於乙酸丁酯，使濃度成為1.0質量%，得到擴散劑組成物。 　　接著，使用旋塗器將擴散劑組成物塗布於具有寬度500nm且深度2.8μm之複數溝之矽基板(n型)表面，形成塗布膜。作為矽基板，使用藉由浸漬於濃度0.5質量%之氫氟酸水溶液，而使表面之自然氧化膜經去除之基板。 　　塗布後，以乙酸丁酯進行沖洗。 　　重複10次相關之塗布操作，形成膜厚17.4nm之塗布膜。且，進行10次重複塗布是為了更容易觀察塗布膜之形成狀態。
將塗布膜形成後之半導體基板之剖面以電子顯微鏡觀察後可得知，在凹部(溝)之內表面前面有幾乎均勻地形成塗布膜。
接著，使用快速退火處理裝置(燈退火裝置)，於流量1L/m之氮環境下以升溫速度25℃/秒之條件進行加熱，以擴散溫度1100℃、及擴散時間10秒鐘進行擴散處理。擴散時間之始點為基板之溫度到達特定擴散溫度之時點。擴散結束後，將半導體基板急速冷卻至室溫。
將擴散處理後之半導體基板表面以掃描型靜電容量顯微鏡法(SCM法)觀察，確認半導體基板表面之載子分布後，得知具有凹凸之半導體基板之全表面幾乎均勻地被p型化。
[實施例13] 　　將前述化合物A1作為(A)成分來使用。將(A)成分溶解於乙酸丁酯，使濃度成為1.0質量%，得到擴散劑組成物。 　　接著，使用旋塗器將擴散劑組成物塗布於具有寬度80nm且深度200nm之複數溝之SiN被覆基板表面上，以乙酸丁酯進行沖洗。 　　將塗布膜形成後之半導體基板之剖面以電子顯微鏡觀察後，得知在凹部(溝)之內表面前面有幾乎均勻地形成塗布膜。
[實施例14～25] 　　將前述化合物A1與、水解性矽烷化合物(B)((B)成分、烷氧基矽烷化合物)分別溶解於乙酸丁酯，使其成為表3所記載之濃度，得到實施例14～25之擴散劑組成物。 　　表3所記載之(B)成分如以下所述。 　　B1：甲基三乙氧基矽烷 　　B2：二甲基二甲氧基矽烷 　　B3：苯基三乙氧基矽烷
使用旋塗器將實施例14～25之擴散劑組成物塗布於具備平坦表面之矽基板(6吋，n型)表面後，以乙酸丁酯進行沖洗，形成表3所記載之膜厚之塗布膜。作為矽基板，使用藉由浸漬於濃度0.5質量%之氫氟酸水溶液，而使表面之自然氧化膜經去除之基板。 　　塗布膜之形成後，以與實施例1相同之方法，進行擴散溫度1000℃雜質擴散成分之擴散處理。 　　任一實施例在擴散處理後，半導體基板皆自n型反轉成p型。將測定擴散處理後之半導體基板之薄片阻力值之結果記載於表3。
由實施例14～25可得知使用基板表面具有容易吸著之構造，且藉由塗布於半導體基板表面能夠形成擴散層之包含(A)成分之擴散劑組成物時，擴散劑組成物即使包含水解性矽烷化合物(B)，在1000℃下也能夠良好地使(A)成分擴散於半導體基板。
[實施例26、實施例27] 　　實施例26、及實施例27中，將前述化合物A1作為雜質擴散成分((A)成分)來使用。將(A)成分溶解於乙酸丁酯而使濃度成為1.0質量%之液體，在實施例26、及實施例27中作為擴散劑組成物來使用。
使用旋塗器分別將擴散劑組成物塗布於具備平坦表面之矽基板(6吋，n型)表面後，以二丁基醚進行沖洗，形成膜厚3.0nm之塗布膜。 　　實施例26中，直接使用其表面具備自然氧化膜之矽基板。實施例27中，作為矽基板，使用藉由浸漬於濃度0.5質量%之氫氟酸水溶液，而使表面之自然氧化膜經去除之基板。
塗布膜之形成後，根據以下方法，進行雜質擴散成分之擴散處理。 　　使用快速退火處理裝置(燈退火裝置)，於流量1L/m之氮環境下，以升溫速度15℃/秒之條件進行加熱，以擴散溫度950℃、及擴散時間25秒鐘進行擴散處理。擴散時間之始點為基板之溫度到達特定擴散溫度之時點。擴散結束後，將半導體基板急速冷卻至室溫。
實施例26及實施例27之任一者中，在擴散處理後半導體基板皆自n型反轉成p型。將測定擴散處理後之半導體基板之薄片阻力值之結果記載於表4。
自實施例26與實施例27可得知不管有去除或沒有去除矽基板表面之自然氧化膜，雜質擴散成分都能夠良好地擴散於矽基板。 　　且，自實施例26與實施例27之比較可得知去除矽基板表面之自然氧化膜時，相較於沒有去除自然氧化膜時，較容易使雜質擴散成分良好地擴散。

Claims (9)

  1. 一種擴散劑組成物， 　　其係用於對半導體基板之雜質擴散之擴散劑組成物， 　　且包含雜質擴散成分(A)， 　　前述雜質擴散成分(A)能夠藉由塗布於前述半導體基板之表面而形成擴散層，且為包含氮原子之硼化合物。
  2. 如請求項1之擴散劑組成物，其中，前述硼化合物為下述式(a1)或下述式(a2)：(式(a1)中，R1 、R2 、R3 以及R4 分別獨立為氫原子、羥基、不含氮原子之有機基、或含氮原子之基，R1 、R2 、R3 以及R4 之至少1個為含氮原子之基，R1 與R2 與、R2 與R4 與、R3 與R4 與、以及R1 與R3 亦可分別獨立互相鍵結形成環， 　　式(a2)中，
R5 、R6 以及R7 分別獨立為氫原子、羥基、不含氮原子之有機基、或含氮原子之基，R5 、R6 、及R7 之至少1個為含氮原子之基，R5 、R6 、及R7 中之2個亦可互相鍵結形成環) 　　所表示之化合物。
  3. 如請求項1或2之擴散劑組成物，其中，包含有機溶劑(S)。
  4. 一種半導體基板之製造方法，其係包含： 　　藉由於半導體基板上塗布如請求項1之擴散劑組成物形成塗布膜與、 　　前述擴散劑組成物中之雜質擴散成分(A)之對前述半導體基板之擴散。
  5. 如請求項4之半導體基板之製造方法，其中，將前述塗布膜以700℃以上且未滿1200℃之溫度加熱，使前述雜質擴散成分(A)擴散於前述半導體基板。
  6. 如請求項4之半導體基板之製造方法，其中，前述塗布膜之膜厚為30nm以下。
  7. 如請求項6之半導體基板之製造方法，其中，前述塗布膜之膜厚為0.2～10nm。
  8. 如請求項4～7中任1項之半導體基板之製造方法，其中，前述半導體基板在有塗布前述擴散劑組成物之面上具有立體構造，該立體構造具備凸部與凹部。
  9. 如請求項4～7中任1項之半導體基板之製造方法，其中，包含藉由前述塗布膜之有機溶劑來沖洗。
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