TWI462158B - Film forming composition - Google Patents

Film forming composition Download PDF

Info

Publication number
TWI462158B
TWI462158B TW096125439A TW96125439A TWI462158B TW I462158 B TWI462158 B TW I462158B TW 096125439 A TW096125439 A TW 096125439A TW 96125439 A TW96125439 A TW 96125439A TW I462158 B TWI462158 B TW I462158B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
film
forming composition
impurity element
component
mass
Prior art date
Application number
TW096125439A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200811928A (en
Inventor
Toshiro Morita
Original Assignee
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd filed Critical Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Publication of TW200811928A publication Critical patent/TW200811928A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI462158B publication Critical patent/TWI462158B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D171/00—Coating compositions based on polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D171/02—Polyalkylene oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00—Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L71/02—Polyalkylene oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/16—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers in which all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H01L21/2225—Diffusion sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H01L21/225—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a solid phase, e.g. a doped oxide layer
    • H01L21/2251—Diffusion into or out of group IV semiconductors
    • H01L21/2254—Diffusion into or out of group IV semiconductors from or through or into an applied layer, e.g. photoresist, nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04—Polysiloxanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

膜形成組成物
本發明係關於製造不純物半導體時，用以擴散不純物之膜形成組成物。
半導體之製造技術，乃是積體電路等電子產品之製造中所不可或缺的技術，於現今電子產業中肩負主要任務。在半導體製造過程中，藉由將不純物混入(摻雜)矽、鍺等的本質半導體中，而製造出具有電洞之P型半導體與具有自由電子之N型半導體等的不純物半導體。這些不純物半導體，雖然電流通常無法通過，但因其使電子自價帶躍升至傳導帶之所需能量小，只要給予一定之電壓，即可容易地將其轉變為可使電流通過。
摻雜入矽基板之不純物元素，P型半導體使用硼、鎵等的13族元素，N型半導體則使用磷、砷、銻等的15族元素。不純物之擴散方法，目前已開發出各種擴散方法，如氣體擴散法、固體擴散法、塗佈擴散法等已廣為人知。
例如專利文獻1中，說明以固體擴散法進行之不純物擴散方法、以及使用此法製成之摻雜膜(dopant film)。
另一方面，塗佈擴散法則為一種使用含有不純物之塗佈液之方法，藉由將其塗佈於半導體基板上，然後使溶劑揮發，而形成不純物擴散源層，再藉由熱擴散處理使不純物擴散至半導體基板內。此方法具有不需使用昂貴設備，以比較簡單的操作便能夠形成不純物區域之優點。
不過，在半導體基板上形成絕緣膜或是平坦化膜、保護膜時，則係使用二氧化矽系覆膜形成用塗佈液。此二氧化矽系覆膜形成用塗佈液，例如含有烷氧基矽烷等的水解物，藉由將其塗佈於半導體基板上之後進行加熱，則可形成以二氧化矽為主成分之覆膜(例如參照專利文獻2)。
[專利文獻1]日本專利第2639591號公報[專利文獻2]日本特開平9－183948號公報
但是，由於專利文獻1所記載之摻雜膜不含矽，所以並無法達成在不純物擴散的同時，形成二氧化矽系覆膜，並防止其他夾雜物混入等目的。又，專利文獻1所記載之使用摻雜膜之不純物擴散法，由於係使用固體擴散法，故具有需要昂貴設備、不適於大量生產之缺點。另一方面，即使專利文獻2所記載之二氧化矽系覆膜形成用塗佈液更進一步含有氧化硼，也無法使不純物充分擴散，不能達到目標之電阻值。
本發明係鑑於上述課題而完成，其目的係提供一種膜形成組成物，是用於塗佈擴散法中的膜形成組成物，能夠擴散較高濃度的不純物，更能同時形成二氧化矽系覆膜。
本發明者發現，藉由使用含有高分子矽化合物、不純物元素之氧化物或含該元素之鹽類、和成孔劑(porogen)之膜組成物，能將不純物以高濃度擴散至矽晶圓中，並同時使二氧化矽系覆膜形成，而完成了本發明。
具體而言，本發明的目的係提供以下之物。
(1)一種膜形成組合物，是構成擴散膜之膜形成組成物，該擴散膜是用來將不純物元素擴散至矽晶圓中，該組成物含有(A)高分子矽化合物、(B)前述不純物元素之氧化物或含該元素之鹽類、及(C)成孔劑。
又，本發明之膜形成組成物，是構成擴散膜之膜形成組成物，該擴散膜是用來將不純物元素擴散至矽晶圓中，該組成物含有(A)高分子矽化合物、(B)前述不純物元素之氧化物或含該元素之鹽類、及(C)成孔劑。
另外，本發明之膜形成組成物，也可以取代上述(C)成分，而含有用以還原上述(B)成分之還原劑來作為(E)成分。
本發明之膜形成組成物，能用於塗佈擴散法，亦能使較高濃度的不純物元素擴散至矽晶圓中，更能在擴散不純物的同時，形成具有保護膜作用之二氧化矽系覆膜。結果，將能在不純物擴散時，一面抑制夾雜物的混入，一面更有效率地擴散不純物元素。
以下，詳細說明本發明之實施形態。
<膜形成組成物>
有關本實施形態之膜形成組成物，此膜形成組成物係含有(A)高分子矽化合物、(B)不純物元素之氧化物或含該元素之鹽類、(C)成孔劑、及(D)能溶解高分子矽化合物之溶劑。
[(A)高分子矽化合物]
有關本實施形態之膜形成組成物中所含有的高分子矽化合物，並未特別被限定，例如可從主鏈中有Si－O鍵結之矽氧烷類高分子化合物、主鏈中有Si－C鍵結之碳化矽類高分子化合物、主鏈中有Si－Si鏈結之聚矽烷類高分子化合物以及主鏈中有Si－N鍵結之矽氮烷類高分子化合物中任選一種以上。又，也可使用這些化合物之任意混合物。另外，在這些化合物之中特別以使用矽氧烷類高分子化合物為佳。
(矽氧烷類高分子化合物)
在有關於本實施形態之膜形成組成物中，用來作為高分子矽化合物之矽氧烷類高分子化合物，較佳為以下述化學式(F)所示之烷氧基矽烷中至少一種作為起始原料之水解．縮合聚合物為佳。
[化學式1]R1 n －Si(OR2 )4－n ………(F)(式中，R1 係氫原子或1價之有機基，R2 係1價之有機基，n係表示1~3的整數)。
在此，1價之有機基可列舉如烷基、芳基、丙烯基、環氧丙基等。其中，以烷基及芳基為佳。烷基的碳數以1~5為佳，可列舉如甲基、乙基、丙基、丁基等。又，烷基可為直鏈狀、分支狀，以氟取代氫亦可。芳基則以碳數6~20者為佳，可列舉如苯基、萘基等。
化學式(F)所示化合物之具體例，可列舉如下列物質。
(i)n＝1時，可列舉如單甲基三甲氧基矽烷、單甲基三乙氧基矽烷、單甲基三丙氧基矽烷、單乙基三甲氧基矽烷、單乙基三乙氧基矽烷、單乙基三丙氧基矽烷、單丙基三甲氧基矽烷以及單丙基三乙氧基矽烷等之單烷基三烷氧基矽烷，單苯基三氧矽烷以及單苯基三乙氧基矽烷等之單苯基三烷氧基矽烷等。
(ii)n＝2時，可例舉如二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、二甲基二丙氧基矽烷、二乙基二甲氧基矽烷、二乙基二乙氧基矽烷、二乙基二丙氧基矽烷、二丙基二甲氧基矽烷以及二丙基乙氧基矽烷等之二烷基二烷氧基矽烷，二苯基二甲氧基矽烷以及二苯基二乙氧基矽烷等之二苯基二烷氧基矽烷等。
(iii)n＝3時，可例舉如三甲基甲氧基矽烷、三甲基乙氧基矽烷、三甲基丙氧基矽烷、三乙基甲氧基矽烷、三乙基乙氧基矽烷、三乙基丙氧基矽烷、三丙基甲氧基矽烷以及三丙基乙氧基矽烷等之三烷基烷氧基矽烷，三苯基甲氧基矽烷、三苯基乙氧基矽烷等。
其中，使用單甲基三甲氧基矽烷、單甲基三乙氧基矽烷以及單甲基三丙氧基矽烷等之單甲基三烷氧基矽烷為佳。
在有關本實施形態之膜形成組成物中’矽氧烷類高分子化合物的質量平均分子量，以200以上50000以下者為佳，以1000以上3000以下者為更佳。在上述範圍內時，能提高塗佈性及膜形成能力。又，上述矽氧烷類高分子化合物，相對於膜形成組成物全體質量的比例為1~60質量%，而以含10~30質量%者為佳。
化學式(F)所示之烷氧基矽烷之縮合，乃是於添加酸觸媒之有機溶媒中，將烷氧基矽烷水解，藉由使所得的水解物縮合聚合而進行之。添加於反應中之烷氧基矽烷，可以只用一種，亦可複數種混合使用。
烷氧基矽烷之水解及縮合聚合反應，舉例而言，乃是於化學式(F)所示含有一種以上的烷氧基矽烷之有機溶劑中，滴入含酸觸媒之水溶液，使產生反應而進行之。
烷氧基矽烷之水解程度，可藉水之添加量調整之，而水的添加量，一般是相對於前述化學式(F)所示烷氧基矽烷的總莫耳數，以1.0~10.0倍的莫耳數，進行添加。藉由將水添加量的莫耳數，設為烷氧基矽烷總莫耳數的1.0倍以上，水解度將能充分提昇，覆膜之形成亦變得容易。另一方面，藉由將水添加量的莫耳數設為烷氧基矽烷總莫耳數的10.0倍以下，將能抑制縮合聚合所造成之分支狀聚合物的純化、防止膠化作用、提昇膜形成組成物的安定性。
另外，進行化學式(F)所示烷氧基矽烷之水解反應及縮合聚合反應時所添加之酸觸媒，並無特別限定，可使用向來慣用之有機酸與無機酸之任一種。有機酸可列舉如醋酸、丙酸、丁酸等的羧酸，無機酸可列舉如鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸等。酸觸媒也可直接添加於溶有烷氧基矽烷之有機溶媒中、或是使之溶解於烷氧基矽烷水解時所用之水中而作為酸性水溶液添加。
由於以上述方式使膜形成組成物含有高分子矽化合物，熱擴散處理時將可生成二氧化矽，而能使二氧化矽系覆膜形成。此二氧化矽系覆膜，由於其作為保護膜之功用，而可防止擴散目標的不純物以外的夾雜物混入。
[(B)不純物元素]
有關本實施形態的添加於膜形成組成物中之不純物元素，可列舉如13族元素之硼、鎵等，15族元素之磷、砷、銻等，其他元素如鋅、銅等。然後，上述不純物元素可以氧化物、鹵化物、硝酸鹽及硫酸鹽等之無機鹽、醋酸等之有機酸之鹽類形式，添加於膜形成組成物中。具體而言，可列舉如：P2 O5 、NH4 H2 ．PO4 、(RO)3 P、(RO)2 P(OH)、(RO)3 PO、(RO)2 P2 O3 (OH)3 、(RO)P(OH)2 等之磷化合物；B2 O3 、(RO)3 B、RB(OH)2 、R2 B(OH)等之硼化合物；H3 SbO4 、(RO)3 Sb、SbX3 、SbOX、Sb4 O5 X等之銻化合物；H3 AsO3 、H2 AsO4 、(RO)3 As、(RO)5 As、(RO)2 As(OH)、R3 AsO、RAs＝AsR等之砷化合物；Zn(OR)2 、ZnX2 、Zn(NO2 )2 等之鋅化合物；(RO)3 Ga、RGa(OH)、RGa(OH)2 、R2 Ga[OC(CH3 )＝CH－CO－(CH3 )]等之鎵化合物等(但是，R代表鹵素原子、烷基、鏈烯基或芳基，X代表鹵素原子)。
這些化合物之中，以使用氧化硼、氧化磷等為佳。
如此，由於膜形成組成物中含有不純物元素之氧化物或含該元素之鹽類，將該膜形成組成物塗佈於矽晶圓上，再進行熱擴散處理，可使不純物擴散於矽晶圓中。
(A)矽氧烷類高分子化合物與(B)不純物元素之氧化物或含該元素之鹽類之質量比，以1：0.01至1：1之範圍為佳。藉由將(A)成分之量設定於前述範圍內，不僅可使摻雜劑高濃度地擴散，亦容易形成均勻的覆膜。
[(C)成孔劑]
在本發明中的成孔劑，是一種在焙燒由膜形成組成物所形成的塗膜時會被分解，而在最終形成的二氧化矽系覆膜中形成孔洞之材料。此成孔劑，可以舉出例如：聚烯烴基二醇及其末端烷化物，葡萄糖、果糖、半乳糖等的單糖類及其衍生物，蔗糖、麥芽糖、乳糖等的雙糖類及其衍生物，以及多糖類及其衍生物。這些有機化合物中，以聚烯烴基二醇為佳，以聚丙二醇為更佳。上述成孔劑的質量平均分子量，以300以上10000以下為佳，以500以上5000以下為更佳。藉由將質量平均分子量設在300以上，在塗佈、乾燥膜形成組成物時，可抑制成孔劑的分解及揮發，使其在熱擴散處理時充分作用。另一方面，藉由將質量平均分子量設在10000以下，可使成孔劑在熱擴散處理時易於分解，充分地發揮作用。
又，成孔劑在膜形成組成物中的含量，以相對於膜形成組成物總質量之2質量%~20質量%為佳，以3質量%~10質量%為更佳。
如上所述，藉由含有成孔劑，而可使塗佈在矽晶圓上的膜形成組成物，形成多孔狀二氧化矽系覆膜。一般認為，由於二氧化矽系覆膜成為多孔狀，而能提昇不純物元素於二氧化矽系覆膜內的移動速度，促進該不純物元素擴散至矽晶圓中。又，由於能使如上所述而形成之二氧化矽系覆膜呈多孔狀，所以能夠縮短之後的蝕刻時間。更由於含有上述的成孔劑，而能提昇防止來自膜形成組成物所形成的膜的外部之不純物元素擴散至矽晶圓中的效果。
又，上述成孔劑，較佳為可發揮出作為用以還原不純物元素之還原劑的機能。換言之，有關本實施形態之膜形成組成物，是一種用以構成擴散膜之膜形成組成物，該擴散膜是用來進行將不純物元素擴散至矽晶圓中，該組成物含有(A)高分子矽化合物、(B)前述不純物元素之氧化物或含有該元素之鹽類、及(E)可還原前述(B)成分之還原劑。
作為還原劑使用而發揮機能之成孔劑的具體例，可列舉如聚乙二醇及聚丙二醇等的聚烯烴基二醇及其末端烷化物，葡萄糖、果糖、半乳糖等的單糖類及其衍生物，蔗糖、麥芽糖、乳糖等的雙糖類及其衍生物，以及多醣類及其衍生物。這些有機化合物中，以聚烯烴基二醇為佳，以聚丙二醇為更佳。
還原劑以其氧化物經熱擴散處理後不殘留於二氧化矽系覆膜中者為佳。由於使用此種化合物，而可去除其對半導體特性之不良影響。
成孔劑的添加量可根據添加於膜形成組成物中的不純物元素的氧化物之添加量、高分子矽化合物之含量而適當地設定。在膜形成組成物中的還原劑含量，相對於膜形成組成物全體質量，較佳為2質量%~20質量%者為佳，更佳為3質量%~10質量%。
如上所述，由於含有能還原不純物元素之還原劑，能將不純物元素之氧化物或含該元素之鹽類還原，而使其易於擴散至矽晶圓中。藉此，將能容易地得到具有所希望的電阻值的不純物半導體。
[(D)溶劑]
有關本實施形態之膜形成組成物，為提昇膜厚度與塗佈成分的均勻性與塗佈性，而以含有溶劑者為佳。在此情形下，溶劑可使用一般常用之有機溶劑。具體而言，可列舉如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、3－甲氧基－3－甲基－1－丁醇及3－甲氧基－1－丁醇等的一價醇類，甲基－3－甲氧基丙酸酯及乙基－3－乙氧基丙酸酯等的烷基羧酸酯，乙二醇、二伸乙甘醇及丙二醇等的多價醇，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、乙二醇單甲基醚醋酸鹽、乙二醇單乙基醚醋酸鹽以及丙二醇單甲基醚醋酸鹽等的多價醇之衍生物，醋酸、丙酸等的脂肪酸，丙酮、甲基乙基酮、2－庚酮等的酮類。這些有機溶劑可單獨使用，亦可混合使用。
溶劑的用量並無特別限定，較佳為使得固形物濃度成為1至100質量%，若由提昇塗佈性的觀點而言，則其用量更佳為使得固形物濃度成為3至20質量%。
[其他添加物] (界面活性劑)
有關本實施形態之膜形成組成物，亦可依照需要而使之含有界面活性劑。藉由添加界面活性劑，將能提昇對於矽晶圓之塗佈性、平坦性及展開性。這些界面活性劑可單獨使用，亦可混合使用。
(其他成分)
有關本實施形態之膜形成組成物，於不損及本發明之效果的範圍內，可配合使用其他樹脂、添加劑等。這些樹脂、添加劑可根據膜形成組成物之使用目的，而選擇適當者添加。
<塗佈膜形成、熱擴散處理、蝕刻>
有關本實施形態之膜形成組成物，其塗佈於矽晶圓上而形成膜之後，更進一步以熱擴散處理，而進行二氧化矽系覆膜的形成與不純物擴散。另外，若欲使不純物之擴散僅於目標區域內進行，則在塗佈膜形成組成物之前，先進行保護膜之形成、圖案成形等。
[塗佈膜形成]
膜形成組成物之塗佈，可依業者通常採用之任何方法而進行。具體的塗佈方法，可列舉如噴霧塗佈法、滾輪塗佈法、旋轉塗佈法等。膜形成組成物之塗佈量，可依固形物濃度而適當地設定。
將膜形成組成物塗佈於矽晶圓上之後，較佳為再將塗佈於矽晶圓上之膜形成組成物進行加熱處理。如此則可於矽晶圓上形成塗佈膜。
[熱擴散處理]
為了使不純物自矽晶圓上形成之塗佈膜擴散至矽晶圓中，並使二氧化矽系覆膜形成，而進行熱擴散處理。熱擴散處理例如是自600℃至1200℃之間進行。熱擴散處理時所形成之二氧化矽系覆膜，乃是於熱擴散處理時為防止其他夾雜物擴散至矽晶圓中而作為保護膜之用。因此，所形成之不純物半導體之電阻值能保持相當高之精確度。
[蝕刻]
熱擴散處理後之二氧化矽系覆膜，藉由蝕刻而除去之。蝕刻乃是採用氫氟酸、氫氟酸與硝酸之混合液、氫氧化鈉及氫氧化鉀等之水溶液等。此時，為使圖案成形，也可以同時除去形成於二氧化矽系覆膜下層之保護膜。
[實施例] <實施例1>
膜形成組成物，是使用「OCD T－1 B型」(東京應化工業製)，且相對於全體，添加氧化硼，使得其濃度成為1.5g/100ml，並添加質量平均分子量2000之聚丙二醇，使得其濃度成為5質量%，而調製成。
將上述膜形成組成物旋轉塗佈於矽晶圓上「6 inch CZ－N<100>」(三菱材料公司製)。將其分別以80℃、150℃、200℃加熱處理60秒而形成膜。
將已形成膜之矽晶圓置於充滿氮氣之焙燒爐中，以1000℃分別焙燒15分鐘、30分鐘、45分鐘，而進行熱擴散處理。
將熱擴散處理後之矽晶圓，於5%氫氟酸中，室溫下浸漬10分鐘，自矽晶圓將膜蝕刻而除去。
<實施例2>
除了添加質量平均分子量2000之聚丙二醇，使得其濃度成為10質量%以外，以與實施例1相同的方法，調配膜形成組成物，然後形成塗佈膜、進行熱擴散處理與蝕刻。
<實施例3>
除了添加質量平均分子量2000之聚丙二醇，使得其濃度成為3質量%以外，以與實施例1相同的方法，調配膜形成組成物，然後形成塗佈膜、進行熱擴散處理與蝕刻。
<實施例4>
除了添加質量平均分子量2000之聚丙二醇，使得其濃度成為6質量%以外，以與實施例1相同的方法，調配膜形成組成物，然後形成塗佈膜、進行熱擴散處理與蝕刻。另外，熱擴散處理的時間僅進行30分鐘。
<實施例5>
除了添加質量平均分子量2000之聚丙二醇，使得其濃度成為7質量%以外，以與實施例1相同的方法，調配膜形成組成物，然後形成塗佈膜、進行熱擴散處理與蝕刻。另外，熱擴散處理的時間僅進行30分鐘。
<實施例6>
除了添加質量平均分子量400之聚丙二醇，使得其濃度成為5質量%以外，以與實施例1相同的方法，調配膜形成組成物，然後形成塗佈膜、進行熱擴散處理與蝕刻。另外，熱擴散處理的時間僅進行15分鐘。
<實施例7>
膜形成組成物，是使用「OCD T－1」(東京應化工業製)，且相對於全體，添加P2 O5 ，使得其濃度成為1.5g/100ml，並添加質量平均分子量4000之聚丙二醇，使得其濃度成為6質量%，而調製成。
將此膜形成組成物，以與實施例同樣的方法，形成塗佈膜，然後以900℃進行熱擴散處理。此熱擴散處理的時間僅進行30分鐘。
<比較例1>
除了未添加質量平均分子量2000之聚丙二醇以外，以與實施例1相同的方法，調配膜形成組成物，然後形成塗佈膜、進行熱擴散處理與蝕刻。
<比較例2>
除了未添加質量平均分子量4000之聚丙二醇以外，以與實施例7相同的方法，調配膜形成組成物，然後形成塗佈膜、進行熱擴散處理與蝕刻。
<電阻值之測定>
對於上述實施例及比較例中的蝕刻後之矽晶圓，進行電阻值之測定。關於因聚丙二醇含量、熱擴散處理時間的不同而造成的電阻值變化，如下列表1所示。
由實施例1、實施例2及比較例1，可知實施例1之矽晶圓電阻值，相較於比較例1者為低。亦即，可知藉由添加聚丙二醇，氧化硼被還原，並有效率地擴散至矽晶圓中。另一方面，可知實施例2相較於實施例1，其電阻值的降低程度較小。
由實施例1、實施例3及比較例1，可知實施例3之矽晶圓電阻值，相較於比較例1者為低，而實施例1之矽晶圓電阻值相較於比較例1者則又更低。
由實施例1、實施例4至6，可知質量平均分子量2000之聚丙二醇的含量越增加，電阻值就越下降。又，在含量為5質量%之情形下比較，則可知質量平均分子量為2000與400之聚丙二醇中，以使用質量平均分子量2000之聚丙二醇(亦即使用較高分子量者)能得到較低電阻值。
更且，由實施例7與比較例2，可知若添加聚丙二醇，則不純物濃度即使僅總量的二十分之一，亦會與未添加聚丙二醇者得到相同程度的電阻值。

Claims (8)

  1. 一種膜形成組成物，係用以構成擴散膜之膜形成組成物，該擴散膜是用來將不純物元素擴散至矽晶圓中，該膜形成組成物含有：(A)高分子矽化合物、(B)前述不純物元素之氧化物或含該不純物元素之鹽類、及(C)成孔劑，前述(C)成分係用以還原(B)成分之還原劑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之膜形成組成物，其中更含有(D)可溶解前述高分子矽化合物之溶劑，而前述(C)成分係可溶於此溶劑中的高分子有機化合物。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之膜形成組成物，其中前述(C)成分係聚烯烴基二醇。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之膜形成組成物，其中前述(C)成分係聚丙二醇。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之膜形成組成物，其中前述(C)成分之質量平均分子量為500以上。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之膜形成組成物，其中前述不純物元素係13族元素或15族元素。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之膜形成組成物，其中前述不純物元素係硼或磷。
  8. 一種膜形成組成物，係用以構成擴散膜之膜形成組成物，該擴散膜是用來將不純物元素擴散至矽晶圓中，該膜形成組成物含有：(A)高分子矽化合物、(B)前述不純物元素之氧化物或含該不純物元素之鹽類、及(E)可還原前述(B)成分之還原劑。
TW096125439A 2006-07-14 2007-07-12 Film forming composition TWI462158B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006194921A JP5026008B2 (ja) 2006-07-14 2006-07-14 膜形成組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200811928A TW200811928A (en) 2008-03-01
TWI462158B true TWI462158B (zh) 2014-11-21

Family

ID=38923138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW096125439A TWI462158B (zh) 2006-07-14 2007-07-12 Film forming composition

Country Status (8)

Country Link
US (2) US20090292053A1 (zh)
EP (1) EP2043136B1 (zh)
JP (1) JP5026008B2 (zh)
KR (1) KR100993156B1 (zh)
CN (1) CN101479833B (zh)
ES (1) ES2401462T3 (zh)
TW (1) TWI462158B (zh)
WO (1) WO2008007576A1 (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101631711B1 (ko) * 2008-03-21 2016-06-17 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 확산용 인 페이스트 및 그것을 이용한 태양 전지의 제조 방법
JP5357442B2 (ja) 2008-04-09 2013-12-04 東京応化工業株式会社 インクジェット用拡散剤組成物、当該組成物を用いた電極及び太陽電池の製造方法
JP5660750B2 (ja) * 2008-04-09 2015-01-28 東京応化工業株式会社 拡散層の形成方法及び不純物拡散方法
US8518170B2 (en) * 2008-12-29 2013-08-27 Honeywell International Inc. Boron-comprising inks for forming boron-doped regions in semiconductor substrates using non-contact printing processes and methods for fabricating such boron-comprising inks
JP5555469B2 (ja) * 2009-10-05 2014-07-23 東京応化工業株式会社 拡散剤組成物、および不純物拡散層の形成方法
JP5691269B2 (ja) * 2010-07-07 2015-04-01 日立化成株式会社 ｎ型拡散層形成組成物、ｎ型拡散層の製造方法、及び太陽電池セルの製造方法
KR20130086146A (ko) * 2010-07-07 2013-07-31 히타치가세이가부시끼가이샤 불순물 확산층 형성 조성물, 불순물 확산층의 제조 방법, 및 태양 전지 소자의 제조 방법
JP5691268B2 (ja) * 2010-07-07 2015-04-01 日立化成株式会社 ｐ型拡散層形成組成物、ｐ型拡散層の製造方法、及び太陽電池セルの製造方法
JP5666254B2 (ja) 2010-11-11 2015-02-12 東京応化工業株式会社 拡散剤組成物および不純物拡散層の形成方法
US8629294B2 (en) 2011-08-25 2014-01-14 Honeywell International Inc. Borate esters, boron-comprising dopants, and methods of fabricating boron-comprising dopants
US8975170B2 (en) * 2011-10-24 2015-03-10 Honeywell International Inc. Dopant ink compositions for forming doped regions in semiconductor substrates, and methods for fabricating dopant ink compositions
TW201335278A (zh) * 2012-02-23 2013-09-01 Hitachi Chemical Co Ltd 不純物擴散層形成組成物、帶有不純物擴散層的半導體基板的製造方法以及太陽電池元件的製造方法
JP5991846B2 (ja) * 2012-04-24 2016-09-14 東京応化工業株式会社 膜形成用組成物、拡散剤組成物、膜形成用組成物の製造方法、及び拡散剤組成物の製造方法
WO2014014542A2 (en) 2012-04-27 2014-01-23 Burning Bush Group High performance silicon based coating compositions
WO2013170124A1 (en) 2012-05-10 2013-11-14 Burning Bush Group High performance silicon based thermal coating compositions
CN107236453B (zh) 2012-07-03 2019-06-11 伯宁布什集团有限公司 硅基高性能涂料组合物
US9006355B1 (en) 2013-10-04 2015-04-14 Burning Bush Group, Llc High performance silicon-based compositions
KR102426200B1 (ko) * 2018-01-23 2022-07-27 동우 화인켐 주식회사 절연막 형성용 조성물 및 이로부터 형성된 절연막
CN112466746B (zh) * 2020-04-29 2022-04-15 山东芯源微电子有限公司 一种膜状扩散源成型机

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5665845A (en) * 1990-09-14 1997-09-09 At&T Global Information Solutions Company Electronic device with a spin-on glass dielectric layer
US6495479B1 (en) * 2000-05-05 2002-12-17 Honeywell International, Inc. Simplified method to produce nanoporous silicon-based films

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3658584A (en) * 1970-09-21 1972-04-25 Monsanto Co Semiconductor doping compositions
JPS6366929A (ja) * 1986-09-08 1988-03-25 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd アンチモン拡散用シリカ系被膜形成組成物
JP2639591B2 (ja) 1989-10-03 1997-08-13 東京応化工業株式会社 ドーパントフィルム及びそれを使用した不純物拡散方法
JP2647304B2 (ja) * 1992-05-22 1997-08-27 東京応化工業株式会社 ドーパント拡散被膜形成用塗布液
JPH07297276A (ja) * 1992-09-22 1995-11-10 At & T Corp 半導体集積回路の形成方法
JP4079383B2 (ja) 1995-12-29 2008-04-23 東京応化工業株式会社 シリカ系被膜形成用塗布液
DE19910816A1 (de) * 1999-03-11 2000-10-05 Merck Patent Gmbh Dotierpasten zur Erzeugung von p,p+ und n,n+ Bereichen in Halbleitern
US6271273B1 (en) * 2000-07-14 2001-08-07 Shipley Company, L.L.C. Porous materials
JP2002043423A (ja) * 2000-07-24 2002-02-08 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 被膜の処理方法およびこの方法を用いた半導体素子の製造方法
CN1275294C (zh) * 2003-12-26 2006-09-13 金小玲 含磷二氧化硅乳胶源扩散制备大功率半导体器件的方法
JP2005260040A (ja) * 2004-02-12 2005-09-22 Sony Corp ドーピング方法、半導体装置の製造方法および電子応用装置の製造方法
US7060638B2 (en) * 2004-03-23 2006-06-13 Applied Materials Method of forming low dielectric constant porous films
JP4894153B2 (ja) * 2005-03-23 2012-03-14 株式会社アルバック 多孔質膜の前駆体組成物及びその調製方法、多孔質膜及びその作製方法、並びに半導体装置
JP5283824B2 (ja) * 2006-01-18 2013-09-04 東京応化工業株式会社 膜形成組成物

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5665845A (en) * 1990-09-14 1997-09-09 At&T Global Information Solutions Company Electronic device with a spin-on glass dielectric layer
US6495479B1 (en) * 2000-05-05 2002-12-17 Honeywell International, Inc. Simplified method to produce nanoporous silicon-based films

Also Published As

Publication number Publication date
US8563409B2 (en) 2013-10-22
JP5026008B2 (ja) 2012-09-12
CN101479833A (zh) 2009-07-08
US20110263110A1 (en) 2011-10-27
JP2008021951A (ja) 2008-01-31
EP2043136A4 (en) 2010-08-11
TW200811928A (en) 2008-03-01
WO2008007576A1 (en) 2008-01-17
KR20090026310A (ko) 2009-03-12
EP2043136B1 (en) 2012-12-19
US20090292053A1 (en) 2009-11-26
EP2043136A1 (en) 2009-04-01
ES2401462T3 (es) 2013-04-19
CN101479833B (zh) 2012-06-06
KR100993156B1 (ko) 2010-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI462158B (zh) Film forming composition
US6048804A (en) Process for producing nanoporous silica thin films
TWI439434B (zh) 用於二氧化矽及氮化矽層之可印刷蝕刻介質
KR101623764B1 (ko) 실리카질 막의 제조에 사용하는 침지용 용액 및 이를 사용한 실리카질 막의 제조법
TWI431040B (zh) Organic silicon dioxide film and method for forming the same, composition for forming insulating film of semiconductor device and manufacturing method thereof, and wiring structure
EP3018699B1 (en) Impurity-diffusing composition and method for producing semiconductor element
US20130109123A1 (en) Diffusing agent composition and method of forming impurity diffusion layer
KR102388290B1 (ko) 패턴 형성 방법
KR102364126B1 (ko) 패턴 형성 방법, 수지 및 레지스트 하층막 형성 조성물
WO2005114707A2 (en) Materials suitable for shallow trench isolation
KR102484988B1 (ko) 식각용 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법
JP2004307694A (ja) 多孔質膜形成用組成物、多孔質膜の製造方法、多孔質膜、層間絶縁膜及び半導体装置。
CN106558483B (zh) 制造二氧化硅层的方法、二氧化硅层以及电子装置
CN109153787B (zh) 聚硅氧烷、半导体用材料、半导体及太阳能电池制备方法
JP6503630B2 (ja) ケイ素含有膜形成組成物及びパターン形成方法
JP7463725B2 (ja) ｐ型不純物拡散組成物とその製造方法、それを用いた半導体素子の製造方法および太陽電池
KR102194975B1 (ko) 실리카 막 형성용 조성물, 실리카 막의 제조방법 및 실리카 막
CN115572540B (zh) 用于形成二氧化硅层的组合物、二氧化硅层以及电子装置
JP2005136297A (ja) シリカ系耐洗浄性加工被膜の形成方法、および該方法により得られるシリカ系耐洗浄性加工被膜
JPS63285927A (ja) 不純物拡散方法
TW201712882A (zh) p型不純物擴散組成物、使用其的半導體元件的製造方法及太陽電池的製造方法