TWI591127B - 罩幕漿組成物、罩幕層、使用其所得到的半導體元件及半導體元件的製造方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種在半導體基板中在使摻雜劑擴散時遮住非摻雜區域的罩幕漿組成物。另外是有關於一種由罩幕漿組成物形成的硬化膜、及將雜質圖案化的光電轉換元件等半導體元件。
目前,在太陽電池的製造中,在半導體基板中形成N型或P型摻雜層時,藉由化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition,CVD)法或摻雜漿進行溶液塗佈N型或P型摻雜劑成分,然後,藉由熱擴散使其擴散至半導體基板中而形成摻雜層。例如,在使用摻雜漿時,首先在半導體基板表面形成熱氧化膜,接著,藉由光微影(photolithography)法在熱氧化膜上積層具有特定圖案的抗蝕劑。接著將該抗蝕劑作為罩幕,藉由酸或鹼將未被抗蝕劑遮住的熱氧化膜部分蝕刻,將抗蝕劑剝離而形成熱氧化膜的罩幕。接著,塗佈N型或P型摻雜漿而使漿附著於罩幕開口的部分。然
後,使漿中的摻雜成分在700℃~1100℃下熱擴散而形成N型或P型摻雜層。
關於此種太陽電池的製造,近年來一直在研究:如專利文獻1所記載般不使用先前的光微影技術,而藉由印刷等簡易地進行罩幕層區域的微細的圖案化形成,而以低成本製造太陽電池。
另一方面,太陽電池中所用的半導體基板大多不對其表面實施鏡面加工,在此種半導體基板表面形成罩幕時,罩幕材料滯留於凹部而凹部的罩幕膜厚變大,凸部的罩幕膜厚變小。因此,塗佈後的罩幕層厚度變得不均勻,作為罩幕漿,要求作為可使用的膜厚上限與膜厚下限之差的膜厚範圍大的材料。特別是罩幕層區域的邊界部分有膜厚變薄的傾向,因此,就罩幕的微細圖案加工性的方面而言,要求在膜厚為0.1μm~0.2μm左右的膜厚小的區域具有罩幕性者。
專利文獻1、專利文獻2中提出了矽氧烷系罩幕漿。另外,專利文獻3中提出由於具有在煅燒後消失、且蓬鬆的官能基,而使煅燒後的結構變得寬鬆(loose),從而厚膜化時的耐龜裂性優異的罩幕漿。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2007-49079號公報
專利文獻2:日本專利特開2007-194306號公報
專利文獻3:日本專利特開2011-116953號公報
然而,專利文獻1~專利文獻2所記載的罩幕漿在0.2μm左右的膜厚中表現出罩幕性,但耐龜裂性差,厚膜化欠佳。在進行厚膜化時,在高溫下進行處理的罩幕層的硬化或摻雜成分的熱擴散時,有膜產生龜裂而喪失罩幕性的問題。
另外,專利文獻3所記載的罩幕漿為了獲得罩幕性而必須進行厚膜化,而在低膜厚區域無法獲得罩幕性。另外,有耐龜裂性亦不充分的問題。
本發明基於如上所述的情況而成,其課題是提供一種耐龜裂性優異、罩幕性優異的罩幕漿。具體而言,其課題是提供一種在進行厚膜化時在煅燒、摻雜成分的熱擴散時亦難以產生龜裂,且在進行薄膜化時罩幕性亦優異、可耐實用的膜厚範圍寬的罩幕漿。
為了解決上述課題,本發明具有以下構成。即一種罩幕漿組成物,其特徵在於:含有(a)藉由使通式(1)所示的有機矽烷的1種以上反應而合成的聚矽氧烷、(b)平均粒徑為150nm以下的二氧化矽粒子、(c)沸點為130℃以上的溶劑而成,(a)聚矽氧烷的平均重量分子量為1000以上,組成物固體成分中的二氧化矽粒子為20重量%以上、70重量%以下,全部組成物中的P、B、Al濃度分別為20ppm以下:(R1)nSi(OR2)4-n (1)
(式中,R1表示氫、碳數為1~10的烷基、碳數為2~10的烯基、碳數為6~15的芳基的任一種,多個R1分別可相同亦可不同;R2表示氫、碳數為1~6的烷基、碳數為2~6的醯基、碳數為6~15的芳基的任一種,多個R2分別可相同亦可不同;n表示0~3的整數)。
本發明的罩幕漿組成物在硬化煅燒時、在摻雜劑的熱擴散時等高溫製程中具有優異的耐龜裂性,並且硬化膜具有對摻雜劑優異的罩幕性。因此,罩幕漿具有可耐實用的膜厚範圍寬的特徵。另外,亦有圖案化塗佈時的圖案精度優異、作為漿的長期保管時的特性的變化極小的特徵。
10‧‧‧半導體基板
12‧‧‧罩幕圖案
14‧‧‧P型摻雜圖案
16‧‧‧N型摻雜圖案
18‧‧‧鈍化膜
20‧‧‧氮化矽膜
22‧‧‧電極
24‧‧‧P型雜質擴散層
26‧‧‧N型雜質擴散層
30‧‧‧條紋狀塗佈裝置
31‧‧‧半導體基板
32‧‧‧平台
38‧‧‧噴嘴
40‧‧‧半導體基板
41‧‧‧噴嘴
42‧‧‧噴出口
43‧‧‧漿
44‧‧‧液珠
圖1(1)~圖1(6)是表示使用本發明的罩幕漿組成物的半導體元件的製造方法的一例的步驟圖。
圖2是表示實施例中所用的狹縫塗佈裝置的立體圖。
圖3是表示藉由狹縫塗佈裝置將漿塗佈成條紋狀的狀態的剖面圖。
本發明的罩幕漿組成物含有:(a)藉由使通式(1)所示的有機矽烷的1種以上反應而合成的聚矽氧烷、(b)平均粒徑
為150nm以下的二氧化矽粒子、(c)沸點為130℃以上的溶劑。
(R1)nSi(OR2)4-n (1)
式中,R1表示氫、碳數為1~10的烷基、碳數為2~10的烯基或碳數為6~15的芳基的任一種,多個R1分別可相同亦可不同。R2表示氫、碳數為1~6的烷基、碳數為2~6的醯基、碳數為6~15的芳基的任一種,多個R2分別可相同亦可不同。n表示0~3的整數。
藉由聚矽氧烷為主要成分,而在摻雜劑的熱擴散時等高溫製程中,亦可抑制罩幕層因氧化分解而消失。另外,藉由使二氧化矽粒子共存,而可提高對摻雜劑的罩幕性、耐龜裂性。二氧化矽粒子由於交聯密度高,因此可提高罩幕層的罩幕性。另外,聚矽氧烷成分中存在矽烷醇基、未反應烷氧基等可進行伴有水解的交聯反應的末端,在高溫製程中進行交聯反應。此時,因體積收縮而產生變形,在變形大時產生龜裂。另一方面,二氧化矽粒子的交聯密度其本身已高,在高溫製程中亦難以引起體積收縮。因此,藉由二氧化矽粒子共存而可緩和罩幕層的變形的集聚,而可提高耐龜裂性。
另外,本發明亦必須含有沸點為130℃以上的溶劑。這由於以下的理由。作為本發明的聚矽氧烷的聚合觸媒,較佳為將烴系酸作為觸媒,此時,為了使對保存穩定性有不良影響的觸媒成分不殘留於聚矽氧烷中,而必須揮發除去。因此,必須在聚合
過程中將聚合系控制為高於觸媒的沸點。
較佳為將烴系酸作為觸媒的理由是由於:磷酸或其金屬鹽等觸媒有成為阻礙罩幕性的離子源的擔憂。另外,本申請案的漿是使用各種塗佈裝置而塗佈於基板,但就抑制漿劑析出至噴嘴、版、配管、輥等上的方面而言,亦必須含有沸點為130℃以上的溶劑。在僅含有沸點小於130℃的溶劑時,在環境中露出部分中漿的固體成分會在短時間內析出,因此不會藉由供給新的漿而再次溶解,而成為噴嘴堵塞、裝置污染、基板污染的原因。
本發明的組成物中的P、B及Al濃度必須分別為20ppm以下,更佳為分別為1ppm以下,尤佳為分別為0.5ppm以下。該濃度越低則罩幕性越提高,即便是薄的膜厚,罩幕性亦良好。P、B及Al為通常的摻雜劑成分,若這些成分在罩幕漿組成物中以高濃度存在,則在熱擴散時這些摻雜劑成分會熱擴散至基板側,將本來應遮住的部分污染,因此無法發揮作為罩幕層的功能。
本發明中,P、B及Al的含量是藉由以下方法而測定的值。關於P,是藉由公知的濕式分解法將試樣的有機成分分解後藉由感應耦合電漿(Inductively Coupled Plasma,ICP)質量分析法而測定的值;關於B,是藉由公知的氧氣燒瓶燃燒法將試樣的有機成分分解後藉由ICP發光分析法而測定的值;關於Al,是藉由燃燒離子層析法而測定的值。
本發明的罩幕漿組成物較佳為固體成分中的碳數為6~15的芳基濃度為15重量%以上。其原因認為:藉由在聚矽氧烷中
預先導入蓬鬆的芳基而賦予位阻,而聚矽氧烷骨架彼此的交聯密度變小,成為寬鬆的結構而進一步抑制龜裂。
此處所謂的寬鬆的結構,是交聯密度小、且骨架彼此的自由度高的結構。作為蓬鬆的官能基,除了苯基以外,亦可認為有烷基、烯基或脂環族系官能基,若考慮到耐熱性,則較佳為芳香族系官能基。另一方面,若聚矽氧烷骨架彼此的交聯密度變小,則擔心會損害罩幕性,但如上所述般藉由導入二氧化矽粒子而可解決該問題。即,在本發明中藉由在聚矽氧烷中含有特定量的芳基,而可抑制高溫製程中的龜裂產生,並且藉由含有罩幕性優異的二氧化矽粒子,而彌補因含有苯基所致的結構的寬鬆化所伴隨的罩幕性的降低,並同時滿足優異的耐龜裂性與罩幕性。
固體成分中的碳數為6~15的芳基濃度的上限較佳為60重量%以下,更佳為50重量%以下。此處,所謂芳基濃度,是指芳基本身的濃度,例如使用1-(對羥基苯基)乙基三甲氧基矽烷作為矽氧烷的單體單元時,表示苯基部分(二取代體分子量為76)的濃度。
芳基濃度可藉由通式(1)所示的有機矽烷的種類與其反應投入量而調整。另外,罩幕漿組成物的芳基濃度例如藉由Si-NMR、H-NMR、紅外光譜(infra-red,IR)等而獲得關於組成物包含何種官能基的結構資訊,而且藉由利用C-NMR或拉曼分光法將各官能基的量進行定量,而可估計。根據需要可藉由組合高效液相層析法(high performance liquid chromatography,HPLC)
分取等分取處理而提高定量性。
通式(1)的R1中的烷基、烯基、芳基均可為未經取代體、取代體的任一種,可根據組成物的特性而選擇。作為烷基的具體例,可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第三丁基、正己基、正癸基、三氟甲基、3,3,3-三氟丙基、3-縮水甘油氧基丙基、2-(3,4-環氧環己基)乙基、[(3-乙基-3-氧雜環丁基)甲氧基]丙基、3-胺基丙基、3-巰基丙基、3-異氰酸基丙基。作為烯基的具體例,可列舉:乙烯基、3-丙烯醯氧基丙基、3-甲基丙烯醯氧基丙基。作為芳基的具體例,可列舉:苯基、甲苯基、對羥基苯基、對苯乙烯基、對甲氧基苯基、1-(對羥基苯基)乙基、2-(對羥基苯基)乙基、4-羥基-5-(對羥基苯基羰氧基)戊基、萘基。
通式(1)的R2中的烷基、醯基、芳基均可為未經取代體、取代體的任一種,可根據組成物的特性而選擇。作為烷基的具體例,可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基。作為醯基的具體例,可列舉乙醯基。作為芳基的具體例,可列舉苯基。
通式(1)的n表示0~3的整數。n=0時為四官能性矽烷,n=1時為三官能性矽烷,n=2時為二官能性矽烷,n=3時為一官能性矽烷。
作為通式(1)所示的有機矽烷的具體例,可列舉:四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四乙醯氧基矽烷、四苯氧基矽烷等四官能性矽烷,甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三異丙氧基矽烷、甲基三正丁氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基
三乙氧基矽烷、乙基三異丙氧基矽烷、乙基三正丁氧基矽烷、正丙基三甲氧基矽烷、正丙基三乙氧基矽烷、正丁基三甲氧基矽烷、正丁基三乙氧基矽烷、正己基三甲氧基矽烷、正己基三乙氧基矽烷、癸基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、對羥基苯基三甲氧基矽烷、1-(對羥基苯基)乙基三甲氧基矽烷、2-(對羥基苯基)乙基三甲氧基矽烷、4-羥基-5-(對羥基苯基羰氧基)戊基三甲氧基矽烷、三氟甲基三甲氧基矽烷、三氟甲基三乙氧基矽烷、3,3,3-三氟丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷、[(3-乙基-3-氧雜環丁基)甲氧基]丙基三甲氧基矽烷、[(3-乙基-3-氧雜環丁基)甲氧基]丙基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-三甲氧基矽烷基丙基琥珀酸等三官能性矽烷,二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、二甲基二乙醯氧基矽烷、二正丁基二甲氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、(3-縮水甘油氧基丙基)甲基二甲氧基矽烷、(3-縮水甘油氧基丙基)甲基二乙氧基矽烷等二官能性矽烷,三甲基甲氧基矽烷、三正丁基乙氧基矽烷、(3-縮水甘油氧基丙基)二甲基甲氧基矽烷、(3-縮水甘油氧基丙基)二甲基乙氧基矽烷等一官能性矽烷。另外,這些有機矽烷可單
獨使用,亦可組合2種以上而使用。這些有機矽烷中,就硬化膜的耐龜裂性與硬化速度的方面而言,可較佳地使用三官能性矽烷。
另外,本發明中所用的聚矽氧烷較佳為含有碳數為6~15的芳基。
作為含有碳數為6~15的芳基的矽烷化合物,可較佳地使用:苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、對羥基苯基三甲氧基矽烷、對甲苯基三甲氧基矽烷、對苯乙烯基三甲氧基矽烷、對甲氧基苯基三甲氧基矽烷、1-(對羥基苯基)乙基三甲氧基矽烷、2-(對羥基苯基)乙基三甲氧基矽烷、4-羥基-5-(對羥基苯基羰氧基)戊基三甲氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、1-萘基三甲氧基矽烷、2-萘基三甲氧基矽烷、1-萘基三乙氧基矽烷、2-萘基三乙氧基矽烷、蒽三甲氧基矽烷。這些中,就成本的方面而言,與萘系、蒽系等多環系相比,較佳為苯基系者。
就耐熱性、耐龜裂性的觀點而言,罩幕漿組成物最佳為除粒子以外的聚矽氧烷的構成成分僅為含有芳基的矽烷化合物。罩幕漿組成物的固體成分中的芳基含量更佳為20重量%以上,最佳為25重量%以上。在芳基含量小於該量時,高溫製程中的耐龜裂膜厚變低。
另外,就環境的側面而言,為了在煅燒時將源自苯等芳香環化合物的分解物排出儘可能抑制在低的水準,而使用僅由不具有碳數為6~15的芳基者構成聚矽氧烷者,亦為較佳的實施方式。即,通式(1)中的R1較佳為氫、碳數為1~10的烷基或碳
數為2~10的烯基的任一種。
作為此時的有機矽烷的具體例,可列舉:四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四乙醯氧基矽烷等四官能性矽烷,甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三異丙氧基矽烷、甲基三正丁氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、乙基三異丙氧基矽烷、乙基三正丁氧基矽烷、正丙基三甲氧基矽烷、正丙基三乙氧基矽烷、正丁基三甲氧基矽烷、正丁基三乙氧基矽烷、正己基三甲氧基矽烷、正己基三乙氧基矽烷、癸基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、三氟甲基三甲氧基矽烷、三氟甲基三乙氧基矽烷、3,3,3-三氟丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷、[(3-乙基-3-氧雜環丁基)甲氧基]丙基三甲氧基矽烷、[(3-乙基-3-氧雜環丁基)甲氧基]丙基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-三甲氧基矽烷基丙基琥珀酸等三官能性矽烷,二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、二甲基二乙醯氧基矽烷、二正丁基二甲氧基矽烷、(3-縮水甘油氧基丙基)甲基二甲氧基矽烷、(3-縮水甘油氧基丙基)甲基二乙氧基矽烷等二官能性矽烷,三甲基甲氧基矽烷、三正丁基乙氧基矽烷、(3-縮水甘油氧基丙基)二甲基甲氧基矽烷、(3-
縮水甘油氧基丙基)二甲基乙氧基矽烷等一官能性矽烷。另外,這些有機矽烷可單獨使用,亦可組合2種以上而使用。這些有機矽烷中,就硬化膜的耐龜裂性與硬化速度的方面而言,可較佳地使用三官能性矽烷。
另外,本發明中所用的聚矽氧烷的重量平均分子量(Mw),以藉由凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography,GPC)而測定的聚苯乙烯換算分子量計必須為1000以上。若Mw小於1000,則作為主成分的矽氧烷的反應性末端基變多,而保存穩定性變差。另外,由於煅燒時的脫離基變多,因此煅燒變形大,且耐龜裂性亦變差。Mw越大則保存穩定性越佳,因此較佳。但若Mw過大,則塗佈製程中的過濾器透過性惡化,在具有罩幕層的剝離步驟時,有對剝離液的溶解性變差的情況。因此,Mw的上限值較佳為小於100000,更佳為小於50000,最佳為小於20000。
本發明的特徵是,與先前的四乙氧基矽烷等低分子量者不同,且聚矽氧烷成分的分子量高,重要的是聚矽氧烷的重量平均分子量為1000以上。此處,聚矽氧烷的重量平均分子量是聚矽氧烷與二氧化矽粒子結合時作為共聚物的重量平均分子量。
本發明的罩幕漿組成物含有平均粒徑為150nm以下的二氧化矽粒子。此處,本發明中的平均粒徑是指數量平均粒徑。二氧化矽粒子的數量平均粒徑的下限較佳為2nm以上、更佳為3nm以上、尤佳為5nm以上,上限較佳為125nm以下、更佳為100
nm以下。若二氧化矽粒子的數量平均粒徑大於150nm,則硬化膜的薄膜的膜厚均勻性、罩幕性降低。另外,在二氧化矽粒子的數量平均粒徑為2nm以上時,耐龜裂性的提高效果變得更大。關於二氧化矽粒子的數量平均粒徑,在可自組成物分離(isolation)粒子的情況下,將二氧化矽粒子乾燥後進行煅燒,測定所得的粒子的比表面積後,將粒子假定為球根據比表面積求出粒徑,並進行數量平均而求出平均粒徑。所用的設備並無特別限定,可使用ASAP 2020(麥克儀器(Micromeritics)公司製造)等。另外,在硬化膜等難以分離時,在硬化膜中拍攝膜剖面或膜表面的掃描型電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)照片,可隨意地選擇50個粒狀物測定其粒徑,並求出數量平均粒徑。
另外,藉由在漿組成物中含有二氧化矽粒子,而抑制在塗佈於基板時的溶液在基板上的擴散,而可獲得優異的塗佈圖案化精度。
作為二氧化矽粒子的具體例,可列舉:以異丙醇為分散介質的粒徑為12nm的IPA-ST、以甲基異丁基酮為分散介質的粒徑為12nm的MIBK-ST、以異丙醇為分散介質的粒徑為45nm的IPA-ST-L、粒徑為85nm的IPA-ST-ZL、以丙二醇單甲醚為分散介質的粒徑為15nm的PGM-ST(以上為商品名、日產化學工業(股)製造),以γ-丁內酯為分散介質的粒徑為12nm的OSCAL 101、分散溶液為水的粒徑為5nm~80nm的Cataloid-S(以上為商品名、觸媒化成工業(股)製造),以丙二醇單甲醚為分散介質的粒徑為
16nm的Quartron PL-2L-PGME、以γ-丁內酯為分散介質的粒徑為17nm的Quartron PL-2L-BL、以二丙酮醇為分散介質的粒徑為17nm的Quartron PL-2L-DAA、分散溶液為水的粒徑為18nm~20nm的Quartron PL-2L、粒徑為15nm的Quartron PL-1、粒徑為35nm的Quartron PL-3、粒徑為75nm的Quartron PL-7、粒徑為18nm的GP-2L(以上為商品名、扶桑化學工業(股)製造),粒徑為5nm~50nm的REOLOSIL(商品名、德山(Tokuyama)(股)製造),粒徑為7nm~40nm的Aerosil(商品名、日本艾羅技(Aerosil)(股)製造)等。另外,這些二氧化矽粒子可單獨使用,亦可組合2種以上而使用。
本發明的罩幕漿組成物中的二氧化矽粒子的含量在固體成分中為20重量%以上,更佳為30重量%以上,最佳為40重量%以上。上限為70重量%以下。若二氧化矽粒子少於20重量%,則罩幕性、耐龜裂性、塗佈圖案化性的提高效果不充分,若大於70重量%,則粒子彼此的空隙比率變大,因而罩幕性降低。
本發明的罩幕漿組成物中,二氧化矽粒子可為不與聚矽氧烷形成結合鍵的混合成分,亦可與聚矽氧烷鍵結。
二氧化矽粒子與聚矽氧烷中形成結合鍵的方法並無特別限制,可較佳地應用:在聚矽氧烷的縮合反應步驟中使二氧化矽粒子共存,伴隨縮合反應而與聚合反應並行進行反應的方法;或使聚合後的聚矽氧烷與二氧化矽粒子共存,藉由加熱使末端矽烷醇基彼此進行縮合反應的方法等。
本發明的聚矽氧烷可藉由以下方式獲得:在將有機矽烷化合物水解後,在溶劑存在下、或無溶劑中使該水解物進行縮合反應。
水解反應的各種條件、例如酸濃度、反應溫度、反應時間等,可考慮反應規模、反應容器的大小、形狀等而適當設定,例如較佳為在溶劑中在有機矽烷化合物中歷時1分鐘~180分鐘添加酸觸媒及水後,在室溫~110℃下進行1分鐘~180分鐘的反應。藉由在此種條件下進行水解反應,而可抑制急遽的反應。反應溫度更佳為30℃~130℃。
水解反應較佳為在酸觸媒的存在下進行。作為酸觸媒,可例示:鹽酸、氫溴酸、氫碘酸等鹵化氫系無機酸,硫酸、硝酸、磷酸、六氟磷酸、六氟銻酸、硼酸、四氟硼酸、鉻酸等其他無機酸,甲磺酸、乙磺酸、苯磺酸、對甲苯磺酸、三氟甲磺酸等磺酸,乙酸、檸檬酸、甲酸、葡萄糖酸、乳酸、草酸、酒石酸、丙酮酸、琥珀酸、反丁烯二酸、蘋果酸等羧酸。就罩幕性的觀點而言,本發明的酸觸媒較佳為盡可能不含除矽、氫、碳、氧、氮、硫以外的原子,較佳為使用羧酸系、或磺酸系酸觸媒。其中就除去性的方面而言,更佳為甲酸、乙酸等沸點為120℃以下的低沸點者。
就組成物的保存穩定性的方面而言,亦較佳為藉由使用低沸點的酸觸媒,在水解反應後將體系中控制為酸觸媒的沸點以上,而將酸成分的一部分或全部除去。
相對於水解反應時所使用的全部有機矽烷化合物100重
量份,酸觸媒的較佳的含量較佳為0.1重量份~5重量份。藉由將酸觸媒的量設為上述範圍,而能以必要且充分地進行水解反應的方式容易控制。
在藉由有機矽烷化合物的水解反應而獲得矽烷醇化合物後,較佳為將反應液以50℃以上、溶劑的沸點以下的溫度的狀態加熱1小時~100小時,進行縮合反應。另外,為了提高聚矽氧烷的聚合度,可再次加熱或添加鹼觸媒。
有機矽烷化合物的水解反應及該水解物的縮合反應所用的溶劑並無特別限定,可考慮樹脂組成物的穩定性、塗佈性、揮發性等而適當選擇。另外,可組合2種以上溶劑,亦可在無溶劑下進行反應。作為溶劑的具體例,可列舉:甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、第三丁醇、1-甲氧基-2-丙醇、戊醇、4-甲基-2-戊醇、3-甲基-2-丁醇、3-甲基-3-甲氧基-1-丁醇、1-第三丁氧基-2-丙醇、二丙酮醇等醇類;乙二醇、丙二醇等二醇類;乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇第三丁醚、丙二醇正丁醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、二乙醚、二乙二醇甲基乙醚、二丙二醇正丁醚、二丙二醇單甲醚、二異丙醚、二正丁醚、二苯醚、二乙二醇乙基甲醚、二乙二醇二甲醚、乙二醇單丁醚等醚類;甲基乙基酮、乙醯丙酮、甲基丙基酮、甲基丁基酮、甲基異丁基酮、二異丁基酮、環戊酮、2-庚酮、二異丁基酮、環己酮、環庚酮等酮類;二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺等醯胺類;乙酸異丙酯、乙
酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、乙醯乙酸乙酯、乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、丁基二甘醇乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯、乙基二甘醇乙酸酯、二丙二醇甲醚乙酸酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、三乙醯基甘油等乙酸酯類;甲苯、二甲苯、己烷、環己烷、苯甲酸乙酯、萘、1,2,3,4-四氫萘等芳香族或脂肪族烴;γ-丁內酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基咪唑啶酮、二甲基亞碸、碳酸伸丙酯等。
本發明中有機矽氧烷的水解反應後,將酸觸媒加熱至觸媒的沸點以上而除去,是較佳的實施方式之一,較佳為沸點為130℃以上的溶劑,就上述情況以及溶解性、塗佈性等的方面而言,可較佳地例示:二乙二醇甲基乙醚(bp 176℃)、乙二醇單乙醚乙酸酯(bp 156.4℃)、乙二醇單甲醚乙酸酯(bp 145℃)、乳酸甲酯(bp 145℃)、乳酸乙酯(bp 155℃)、二丙酮醇(bp 169℃)、丙二醇單甲醚乙酸酯(bp 145℃)、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇(bp 174℃)、二丙二醇單甲醚(bp 188℃)、二丙二醇正丁醚(bp 229℃)、γ-丁內酯(bp 204℃)、二乙二醇單乙醚乙酸酯(bp 217℃)、丁基二甘醇乙酸酯(bp 246℃)、乙醯乙酸乙酯(bp 181℃)、N-甲基-2-吡咯烷酮(bp 204℃)、N,N-二甲基咪唑啶酮(bp 226℃)、二丙二醇甲醚乙酸酯(bp 213℃)、1,3-丁二醇二乙酸酯(bp 232℃)、二異丁基酮(bp 168℃)、丙二醇第三丁醚(bp 151℃)、
丙二醇正丁醚(bp 170℃)。
在藉由水解反應而生成溶劑時,亦可在無溶劑下進行水解。亦較佳為在反應結束後,藉由進一步添加溶劑,而調整為恰當的濃度作為樹脂組成物。另外,亦可根據目的在水解後在加熱及/或減壓下將生成的醇等進行適量餾出、除去,然後添加較佳的溶劑。
相對於全部有機矽烷化合物100重量份,水解反應時所使用的溶劑的量較佳為80重量份以上、500重量份以下。藉由將溶劑的量設為上述範圍,而能以必要且充分地進行水解反應的方式容易控制。
另外,水解反應所用的水較佳為離子交換水。水的量可任意選擇,相對於Si原子1莫耳,較佳為在1.0莫耳~4.0莫耳的範圍內使用。
另外,本發明的罩幕漿組成物只要不損害本發明的效果,亦可包含水解及縮合反應中所用的溶劑以外的溶劑。作為混合溶劑,較佳為自上述溶劑中進行選擇,可為單一溶劑系,亦可組合2種以上的溶劑。例如使用沸點為130℃以上的溶劑作為水解及縮合反應中所用的溶劑,在用作罩幕漿的組成物中與沸點為100℃以下的低沸點溶劑混合並賦予塗佈乾燥性,亦為較佳的實施方式。
本發明的罩幕漿組成物較佳為含有磺酸或其鹽、或羧酸或其鹽。
作為羧酸或其鹽,可例示:甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、珠光子酸(margaric acid)、硬脂酸、三氟乙酸、油酸、亞麻油酸(linoleic acid)、次亞麻油酸(linolenic acid)、花生油酸(arachidonic acid)、二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid)、二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid)、乳酸、蘋果酸、檸檬酸、苯甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、水楊酸、沒食子酸(gallic acid)、苯六甲酸(mellitic acid)、肉桂酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、反丁烯二酸、順丁烯二酸、丙酮酸等各種羧酸、及這些羧酸的金屬鹽、酸酐,但並不限定於這些。以下,將羧酸或其鹽總稱為羧酸化合物。
作為磺酸或其鹽,可例示:硫酸、甲磺酸、苯磺酸、對甲苯磺酸、氟磺酸、10樟腦磺酸、牛磺酸等各種磺酸、及這些磺酸的金屬鹽,其他通常被稱為熱酸產生劑的可列舉:SI-60、SI-80、SI-100、SI-110、SI-145、SI-150、SI-60L、SI-80L、SI-100L、SI-110L、SI-145L、SI-150L、SI-160L、SI-180L、SI-200(均為三新化學工業(股)製造的磺酸鎓鹽);4-羥基苯基二甲基鋶三氟甲磺酸鹽、苄基-4-羥基苯基甲基鋶三氟甲磺酸鹽、2-甲基苄基-4-羥基苯基甲基鋶三氟甲磺酸鹽、4-乙醯氧基苯基二甲基鋶三氟甲磺酸鹽、4-乙醯氧基苯基苄基甲基鋶三氟甲磺酸鹽、4-甲氧基羰氧基苯基二甲基鋶三氟甲磺酸鹽、苄基-4-甲氧基羰氧基苯基甲基鋶三氟甲磺酸鹽等,但並不限定於這些。以下,將磺酸或其鹽總稱為磺酸化
合物。
例如在固體成分濃度高、且在漿中以高濃度含有粒子時,雖然亦取決於粒子的穩定性或運動性,但在高溫硬化條件下,在預烘烤或煅燒時有引起粒子的凝聚的情況。若引起粒子的凝聚,則不但膜面粗糙,膜厚不固定,而且罩幕性能顯著地降低。其原因是,在高溫狀態下矽氧烷組成物的流動性變高。因此,在本發明中藉由含有這些羧酸化合物、磺酸化合物,而在高溫硬化條件下在矽氧烷組成物的流動性變高的時序中促進二氧化矽粒子的矽烷醇基與聚矽氧烷的交聯反應,因此可抑制粒子的流動,並抑制凝聚。
相對於固體成分,這些羧酸化合物、磺酸化合物的添加量較佳為0.1重量%以上。若添加量少於0.1重量%,則硬化不充分。上限並無特別限制,若添加量多於5重量%,則會在室溫下進行交聯,而保存穩定性降低,因此欠佳。另外,這些羧酸化合物、磺酸化合物可單獨使用,亦可組合2種以上而使用。該情況下,較佳為含有合計量為0.1重量%以上。
而且,本發明的罩幕漿組成物在不損害本發明的效果的範圍內,亦可含有:矽烷偶合劑、交聯劑、增感劑、熱自由基產生劑、溶解促進劑、溶解抑制劑、界面活性劑、增黏劑、穩定劑、消泡劑、二氧化矽粒子以外的金屬化合物粒子等各種添加劑。
作為矽烷偶合劑的具體例,可列舉:二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、二苯基二乙氧
基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-三乙氧基矽烷基-N-(1,3-二甲基-亞丁基)丙基胺、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷、[(3-乙基-3-氧雜環丁基)甲氧基]丙基三甲氧基矽烷、[(3-乙基-3-氧雜環丁基)甲氧基]丙基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-脲丙基三乙氧基矽烷、3-異氰酸基丙基三乙氧基矽烷、3-三甲氧基矽烷基丙基琥珀酸、N-第三丁基-3-(3-三甲氧基矽烷基丙基)琥珀醯亞胺、三-(3-三甲氧基矽烷基丙基)異三聚氰酸酯等。
其中,就基板密接性或組成物的保存穩定性的方面而言,可較佳地使用:2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-異氰酸基丙基三乙氧基矽烷、N-第三丁基-3-(3-三甲氧基矽烷基丙基)琥珀醯亞胺、三-(3-三甲氧基矽烷基丙基)異三聚氰酸酯。
矽烷偶合劑的添加量並無特別限制,在使用時,較佳為相對於聚矽氧烷、粒子固體成分100重量份,為0.1重量份~10
重量份的範圍。若添加量少於0.1重量份,則密接性提高的效果不充分,若多於10重量份,則保管中矽烷偶合劑彼此進行縮合反應,而導致凝膠化。
本發明的罩幕漿組成物可含有界面活性劑。藉由含有界面活性劑,而改善塗佈不均並可獲得均勻的塗佈膜。可較佳地使用氟系界面活性劑、或矽酮系界面活性劑。
作為氟系界面活性劑的具體例,可列舉包含以下在末端、主鏈及側鏈的至少任一部位具有氟烷基或氟伸烷基的化合物的氟系界面活性劑:1,1,2,2-四氟辛基(1,1,2,2-四氟丙基)醚、1,1,2,2-四氟辛基己醚、八乙二醇二(1,1,2,2-四氟丁基)醚、六乙二醇(1,1,2,2,3,3-六氟戊基)醚、八丙二醇二(1,1,2,2-四氟丁基)醚、六丙二醇二(1,1,2,2,3,3-六氟戊基)醚、全氟十二烷基磺酸鈉、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10-十氟十二烷、1,1,2,2,3,3-六氟癸烷、N-[3-(全氟辛磺醯胺)丙基]-N,N'-二甲基-N-羧基亞甲基銨甜菜鹼、全氟烷基磺醯胺丙基三甲基銨鹽、全氟烷基-N-乙基磺醯基甘胺酸鹽、磷酸雙(N-全氟辛基磺醯基-N-乙基胺基乙基)酯、單全氟烷基乙基磷酸酯等。另外,市售品有:MEGAFAC F142D、MEGAFAC F172、MEGAFAC F173、MEGAFAC F183、MEGAFAC F444、MEGAFAC F475、MEGAFAC F477(以上為大日本油墨化學工業(Dainippon Ink and Chemicals)(股)製造),Eftop EF301、Eftop EF303、Eftop EF352(新秋田化成(股)製造),Fluorad FC-430、Fluorad FC-431(住友3M(股)製造),AsahiGuard AG710、Surflon S-382、Surflon
SC-101、Surflon SC-102、Surflon SC-103、Surflon SC-104、Surflon SC-105、Surflon SC-106(旭硝子(股)製造),BM-1000、BM-1100(裕商(股)製造),NBX-15、FTX-218、DFX-218(尼歐斯(NEOS)(股)製造)等氟系界面活性劑。
作為矽酮系界面活性劑的市售品,可列舉:SH28PA、SH7PA、SH21PA、SH30PA、ST94PA(均為東麗道康寧矽酮(Dow Corning Toray Silicone)(股)製造),BYK067A、BYK310、BYK322、BYK331、BYK333、BYK355(日本畢克化學(BYK-Chemie Japan)(股)製造)等。
在罩幕漿組成物中,界面活性劑的含量通常設為0.0001重量%~1重量%。
本發明的罩幕漿組成物中,固體成分濃度並無特別限制,較佳為2重量%~50重量%的範圍。若固體成分濃度低於該濃度範圍,則塗佈膜厚變得過薄而難以獲得所期望的罩幕性,若高於本濃度範圍,則保存穩定性降低。
本發明的罩幕漿組成物是藉由各種塗佈方法,進行整面塗佈或圖案化塗佈,藉由熱進行硬化而形成罩幕層的非感光性組成物。
作為塗佈方法,可藉由旋塗法、輥塗印刷法、噴霧印刷法、凸版印刷法、凹版印刷法、網版印刷法、噴墨印刷法、狹縫印刷法等公知的塗佈方法塗佈於矽基板等基底基板上。塗佈時可使用各種版、噴嘴,例如在狹縫塗佈法中亦可較佳地使用:將狹
縫噴嘴分割為多個噴嘴,將多條線塗佈成條紋狀的方法等。
本發明的罩幕漿組成物的較佳的塗佈圖案化方法並無特別限制,就圖案設計的自由度、噴嘴維護的容易性而言,可列舉網版印刷法。
適應於網版印刷法時,較佳為罩幕漿組成物的黏度為3000mPa.s以上。藉由漿黏度為3000mPa.s以上,而容易控制在網版版上的塗佈或網版版的網眼部分的塗佈液透過量,另外,由於塗佈液接觸塗佈基板上後難以擴散,因此圖案精度提高。黏度更佳為5000mPa.s以上,最佳為10000mPa.s以上為宜。上限並無特別,就溶液的操作的觀點而言,較佳為小於100000mPa.s。此處,黏度是根據JIS Z8803(1991)「溶液黏度-測定方法」,藉由B型數位黏度計測定的值。
為了將黏度調整為本範圍,較佳為含有各種增黏劑。作為增黏劑,可例示:聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯丁醛、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯,甲基纖維素、乙基纖維素、硝基纖維素等各種纖維素化合物,聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸酯系樹脂,聚環氧乙烷、聚環氧丙烷等。
這些中,特佳為選自丙烯酸酯系樹脂、聚環氧乙烷、聚環氧丙烷的任1種以上增黏劑。原因是,矽氧烷硬化時無煅燒殘渣,且耐龜裂性、罩幕性不降低。
上述情況的原因認為,這些增黏劑與其他增黏劑相比,完全熱分解的溫度低,而容易熱分解。若煅燒後存在源自增黏劑
的未分解物的殘渣,則會帶來煅燒爐內的污染、或在後續步驟的剝離步驟中無法完全剝離而造成的剝離步驟的污染、或基板性能的降低,因而欠佳。另外,關於耐龜裂性,矽氧烷的縮合硬化在煅燒時自升溫開始持續進行至約600℃為止,因體積收縮引起的變形成為龜裂產生的原因。在併用增黏劑時,因增黏劑的分解消失而產生的變形成為龜裂的主要原因。此處,即便在矽氧烷的硬化收縮進行的階段亦會引起通常的增黏劑的熱分解,因此容易產生龜裂。相對於此,關於上述較佳的增黏劑,因在矽氧烷的硬化收縮的早期階段引起增黏劑的分解,因此因增黏劑的分解而產生的罩幕層中的變形會被其後的矽氧烷的硬化收縮吸收。因此認為可獲得耐龜裂性不降低、最終為緻密且罩幕性能亦不降低的罩幕層。另外,關於這些較佳的增黏劑,就煅燒殘渣、耐龜裂性、罩幕性的方面而言,亦較佳為以少的添加量使其增黏。
作為丙烯酸酯系樹脂,可列舉:聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丙酯、聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸羥基乙酯、聚甲基丙烯酸苄酯、聚甲基丙烯酸縮水甘油酯等聚丙烯酸酯及這些的共聚物。為共聚物時,上述丙烯酸酯成分以聚合比率計為60mol%以上即可,亦可將作為其他共聚合成分的聚丙烯酸、聚苯乙烯等乙烯系可聚合成分共聚合。
另外,關於聚環氧乙烷、聚環氧丙烷,亦較佳為該2種的共聚物。
丙烯酸酯系樹脂、聚環氧乙烷、聚環氧丙烷均是重量平均分子量為10萬以上者,增黏效果高而較佳。這些可組合多種而使用。
就增黏效果的方面而言,在組成物中這些增黏劑的含量較佳為1重量%以上,就煅燒殘渣的抑制、或耐龜裂性、罩幕性能的方面而言,更佳為10重量%以下。
對使用本發明的罩幕漿組成物的硬化膜的形成方法進行說明。在藉由上述各種塗佈方法塗佈後,藉由加熱板、烘箱等加熱裝置對塗佈基板進行預烘烤。預烘烤較佳為在50℃以上、150℃以下的範圍內進行30秒鐘~30分鐘,預烘烤後的膜厚設為0.05μm~10μm。預烘烤後,藉由加熱板、烘箱等加熱裝置在400℃以上、1200℃以下的範圍內固化(cure)30分鐘~2小時左右,藉此形成罩幕層。亦較佳為在預烘烤與固化之間在200℃以上、250℃以下的範圍內進行10分鐘~2小時左右中間烘烤(middle bake)。這些預烘烤、中間烘烤、固化可在N2下、O2下、N2/O2下、空氣環境下等公知的條件下進行。
此處,在本發明中,較佳為在固化步驟中包含:在氧氣濃度為5%以上的環境下,在400℃以上、900℃以下的溫度範圍內加熱5分鐘以上的步驟。更佳為包含:在氧氣濃度為5%以上的環境下,在500℃以上、800℃以下的溫度範圍內加熱5分鐘以上的步驟。藉由本步驟,而促進聚矽氧烷、或增黏劑成分的熱分解,因此在除去硬化膜的步驟中可降低剝離殘渣。另外亦較佳為:在
固化步驟中即便是在非恆溫狀態下,在升溫過程、降溫過程中亦使本氧氣濃度、本溫度範圍滿足5分鐘以上;亦較佳為:在固化步驟中在控制為本條件的前後,控制為氮氣條件等本氧氣濃度以外的範圍或本溫度範圍外。
本發明的罩幕漿組成物亦較佳為在基板上進行整面塗佈,亦較佳為:藉由網版印刷法、噴墨印刷法等而選擇性地形成罩幕圖案,或藉由旋塗法等在基板上進行整面塗佈後,在上層重新塗佈感光性罩幕漿,例如藉由眾所周知的光微影(photolithography)法及蝕刻法而選擇性除去與摻雜區域對應的部分而形成罩幕圖案。亦較佳為:在本發明的罩幕層形成後,不剝離罩幕層而直接用作保護膜。
另外亦較佳為:將罩幕漿選擇性地塗佈於基板上後,藉由加熱板、烘箱等加熱裝置將基板預烘烤或煅燒後,將摻雜漿選擇性地塗佈於整面或未塗佈罩幕漿的區域,將基板進行煅燒、熱擴散,而在半導體基板中選擇性地進行雜質擴散。然後,藉由氫氟酸等剝離劑除去罩幕層、摻雜漿的硬化層,而形成將摻雜區域圖案化的半導體元件,亦為較佳的實施方式。藉由設為此種製程,而與將罩幕漿進行整面塗佈、硬化煅燒後進行蝕刻的先前方法相比,不僅降低罩幕漿組成物的損失,而且亦可同時進行罩幕漿的硬化煅燒與摻雜漿的硬化煅燒、熱擴散,可減少煅燒次數並使製程簡化。
可藉由包括以下步驟而製造半導體元件:在半導體基板
上使用本發明的罩幕漿組成物形成罩幕圖案的步驟;將形成於上述半導體基板上的上述罩幕圖案作為罩幕,使雜質擴散至上述半導體基板的步驟。以下,對於使用本罩幕漿的雜質擴散層的形成方法及利用其的半導體元件的製造方法,以作為光電轉換元件的一種的太陽電池的製造方法為例進行說明。
首先,如圖1(1)所示,在N型半導體基板10上選擇性地塗佈罩幕漿組成物,而形成條紋狀罩幕圖案12。塗佈方法可列舉:利用包含多個噴嘴的狹縫塗佈方式而塗佈罩幕漿的方法、噴墨印刷法、網版印刷法、凸版印刷法、凹版印刷法、輥塗印刷法或噴霧印刷法等。塗佈後,進行煅燒將罩幕漿硬化,而形成罩幕圖案12。煅燒較佳為包括:在氧氣濃度為5%以上的環境下,在400℃以上、900℃以下的溫度範圍內加熱5分鐘以上的步驟。
接著,如圖1(2)所示,在半導體基板10上在罩幕圖案12之間選擇性地形成P型摻雜圖案14與N型摻雜圖案16。形成方法可列舉與罩幕圖案相同的方法。
接著,如圖1(3)所示,將半導體基板10煅燒,使各摻雜成分擴散至半導體基板10內。如此形成P型雜質擴散層24、N型雜質擴散層26。
接著,如圖1(4)所示,使用氫氟酸等剝離劑,將罩幕圖案12、P型摻雜圖案14及N型摻雜圖案16剝離除去。
接著,如圖1(5)所示,藉由熱氧化等在半導體基板10的表面設置鈍化膜18。另外,在形成有鈍化膜之側的相反側之
表面上,藉由眾所周知的方法形成具有太陽光的抗反射效果的氮化矽膜20。
接著,如圖1(6)所示,以選擇性地除去鈍化膜18,而P型雜質擴散層24及N型雜質擴散層26的特定區域露出的方式,形成接觸孔。接著,在接觸孔中藉由例如電解鍍敷法及無電解鍍敷法填充所期望的金屬,而形成分別與P型雜質擴散層24、N型雜質擴散層26電性連接的電極22。藉由以上步驟,可製造本實施形態的太陽電池。
本發明並不限定於上述實施形態,亦可根據業者的知識而增加各種設計變更等變形,增加了此種變形的實施形態亦包括在本發明的範圍中。
本發明的罩幕漿組成物除了太陽電池等光電(photovoltaic)半導體以外,亦可擴展至:在半導體表面將p型及/或n型區域形成圖案的半導體元件、例如電晶體陣列或二極體陣列、光二極體陣列、轉換器等。
實施例
以下,列舉實施例,對本發明進行更具體地說明,但本發明並不限定於這些實施例。另外,以下表示在所用的化合物中使用縮寫符號者。
GBL:γ-丁內酯(bp 205℃)
IPA:異丙醇(bp 82℃)
MMB:3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇(bp 174℃)
1,3BGDA:1,3-丁二醇二乙酸酯(bp 232℃)
EDM:二乙二醇甲基乙醚(bp 176℃)
PGME:1-甲氧基-2-丙醇(bp 118℃)
PGMEA:丙二醇單甲醚乙酸酯(bp 145℃)
PTB:丙二醇第三丁醚(bp 151℃)
PEO:聚環氧乙烷
PMMA:聚甲基丙烯酸甲酯
PPO:聚環氧丙烷
PVP:聚乙烯吡咯烷酮。
(1)固體成分濃度測定
在鋁杯中秤取欲測定的溶液1g,使用加熱板以250℃加熱30分鐘使溶液成分蒸發。秤量加熱後的鋁杯中所殘存的固體成分,而求出溶液的固體成分濃度。
(2)重量平均分子量測定
聚矽氧烷的重量平均分子量是藉由孔徑為0.45μm的膜濾器將樣品過濾後,使用凝膠滲透層析儀(GPC)(東曹(Tosoh)(股)製造的HLC-8220GPC)(展開溶劑:四氫呋喃、展開速度:0.4ml/分鐘),藉由聚苯乙烯換算而求出。
(3)溶液中的P、B及Al含量測定
關於P,使用硫酸、硝酸、氫氟酸及過氯酸將試樣水解,進行濃縮直至產生硫酸白煙為止後,藉由ICP質量分析法(安捷倫科技(Agilent Technology)(股)製造的Agilent4500)測定組成物
中的含量。
關於B,將試樣秤量至鉑坩堝內,添加乙醇後,在填充了氧氣的不鏽鋼製密封容器中燃燒,使氫氧化鈉水溶液吸收生成氣體,添加硝酸進行中和並定容。對於該定容溶液,藉由ICP發光分光分析法(精工電子奈米科技(SII NanoTechnology)(股)製造的SPS3000)進行B的定量分析。
關於Al,藉由燃燒離子層析法(三菱化學分析技術(Mitsubishi Chemical Analytech)(股)製造的AQF-100)測定組成物中的含量。
(4)溶液黏度測定
使用B型數位黏度計(英弘精機股份有限公司製造的DV-II+Pro),將腔室保溫為23℃,讀取轉子(rotor)旋轉開始5分鐘後的值,並算出溶液黏度。
(5)狹縫塗佈性確認
藉由狹縫噴嘴將罩幕漿組成物圖案化為條紋狀,並確認該條紋寬度精度。
作為基板,準備一條邊為100mm的包含n型單晶矽的半導體基板,為了除去切片損傷或自然氧化物,而對兩表面進行鹼蝕刻。此時,在半導體基板的兩表面形成典型的寬度為40μm~100μm、深度為3μm~4μm左右的無數的凹凸,並將其作為塗佈基板。
圖2表示本實施例中所用的條紋狀塗佈裝置30的概略
圖。藉由相對於真空吸附於平台32上的半導體基板31而使噴嘴38朝Y方向移動,而將罩幕漿進行條紋狀塗佈。如圖3所示,自形成於噴嘴41的下部的多個噴出口42噴出包含罩幕漿組成物的漿43,而以在半導體基板40與噴出口42之間形成液珠44的狀態使噴嘴41朝紙面垂直方向移動。
將本罩幕漿進行條紋狀塗佈後,在空氣中將基板以100℃加熱5分鐘、接著以230℃加熱30分鐘,藉此形成厚度為約1.0μm、寬度為240μm、間距為600μm、長度為8cm的罩幕圖案。
此處,對任意的1條線,以等間隔對10點測定線寬,將塗佈寬度的標準偏差σ為10μm以內者判定為良好,將塗佈寬度的標準偏差σ超過10μm者判定為不良。
(6)網版印刷性確認
藉由網版印刷將罩幕漿組成物圖案化為條紋狀,並確認該條紋寬度精度。
作為基板,準備一條邊為100mm的包含n型單晶矽的半導體基板,為了除去切片損傷或自然氧化物,而對兩表面進行鹼蝕刻。此時,在半導體基板的兩表面形成典型的寬度為40μm~100μm、深度為3μm~4μm左右的無數的凹凸,並將其作為塗佈基板。
作為塗佈基板,使用1條邊為100mm的包含n型單晶矽的未研磨半導體基板。在塗佈面形成典型的寬度為40μm~100
μm、深度為3μm~4μm的無數的凹凸。
使用網版印刷機(中晶(Microtek)股份有限公司的TM-750型),使用以間距為600μm形成50條寬度為200μm、長度為6cm的開口部者(SUS製、400網眼、線徑為23μm)作為網版罩幕,而形成條紋狀罩幕圖案。
將本罩幕漿進行網版印刷後,在空氣中將基板以100℃加熱5分鐘、接著以230℃加熱30分鐘,藉此形成厚度為約1.5μm、寬度為210μm、間距為600μm、長度為6cm的罩幕圖案。
此處,對於中央的1條線,以等間隔對10點測定線寬,將塗佈寬度的標準偏差為15μm以內者判定為良好,將塗佈寬度的標準偏差超過15μm者判定為不良。
(7)龜裂膜厚測定
將切成3cm×3cm的P型矽晶圓(E & M製造、表面電阻率為0.291Ω/□、經研磨)於1%氫氟酸水溶液中浸漬5分鐘後進行水洗,鼓風後藉由加熱板以100℃進行5分鐘處理。
藉由公知的旋塗法將罩幕漿塗佈於該矽晶圓。樣品是準備改變轉速,煅燒後以膜厚每次改變0.1μm的方式改變膜厚者。在薄膜區域中,適當使用以與罩幕漿為相同溶劑組成進行稀釋者。塗佈後,將各矽晶圓以100℃預烘烤5分鐘。然後藉由表面形狀測定裝置(Surfcom 1400、東京精密(股)製造)測定預烘烤膜厚。
接著在無特別記載的情況下,將各矽晶圓配置於電爐
內,在空氣環境下,以10℃/分鐘自20℃升溫後以800℃加熱60分鐘而煅燒罩幕漿組成物。然後測定煅燒後的膜厚。藉由安裝有5倍透鏡的光學顯微鏡觀察表面,將未觀察到龜裂的罩幕層膜厚最大的樣品的煅燒後膜厚作為龜裂膜厚。
(8)剝離殘渣評價及罩幕膜厚測定
對於龜裂膜厚觀察樣品,藉由公知的旋塗法在罩幕上塗佈含有磷的雜質擴散液(聚四乙氧基矽烷為5.9重量%、五氧化二磷為5.0重量%)。在擴散劑的塗佈後,將各矽晶圓以140℃預烘烤5分鐘。接著,在N2環境下,以1000℃加熱90分鐘使雜質擴散成分進行熱擴散。
將熱擴散後的各矽晶圓在10重量%的氫氟酸水溶液中在23℃下浸漬10分鐘,而將擴散劑及罩幕剝離。剝離後,將矽晶圓浸漬於純水中進行清洗,藉由表面的目視觀察殘渣的有無。將浸漬10分鐘後藉由目視可確認表面附著物,藉由碎布擦拭亦無法除去者設為D(有剝離殘渣);將浸漬10分鐘後藉由目視可確認表面附著物,但藉由碎布擦拭而可除去者設為C;將浸漬超過5分鐘且10分鐘以內且無法目視確認表面附著物者設為B(無剝離殘渣);將浸漬5分鐘以內且無法目視確認表面附著物者設為A(無剝離殘渣)。對剝離後的矽晶圓,使用四探針式表面電阻測定裝置(RT-70V、南普生(NAPSON)(股)製造)測定表面電阻。
此處,相對於測定所用的矽晶圓(空白、無雜質熱擴散)的表面電阻率為0.291Ω/□(P/N判定為P),測定作為參考例的無
罩幕層而將含有磷的雜質擴散液進行熱擴散的矽晶圓的表面電阻率,結果為2.1Ω/□(P/N判定為P),以及藉由雜質的熱擴散而實現高電阻化。此處,對於剝離後的矽晶圓,判斷表面電阻率為0.32Ω/□(P/N判定為P)以上、且無罩幕性,將有罩幕性的罩幕層膜厚最小的樣品的煅燒後膜厚作為罩幕膜厚。
另外,龜裂膜厚與罩幕膜厚之差表示可用作罩幕材料的範圍,該範圍越廣則可適用的範圍越廣,越優異。
(9)P/N判定
對上述剝離後的矽晶圓表面,使用P/N判定機實施P/N判定。
(10)保存穩定性
將罩幕漿裝入密封容器中,在23℃下保管30天後,將黏度變化率小於10%者設為特別良好(A),將黏度變化率為10%以上、小於15%者設為良好(B),將黏度變化率為其以上者設為不良(C)。
合成例1
在500mL的三口燒瓶中投入苯基三甲氧基矽烷198.29g(1.0mol)、239.63g的MMB,在室溫下一邊攪拌,一邊歷時30分鐘添加將甲酸3.80g溶解在於單體的水解所必需的水(54.00g)中而得的甲酸水溶液。然後,將燒瓶浸漬於70℃的油浴中攪拌1小時後,歷時30分鐘將油浴升溫至150℃。在升溫開始1小時後,溶液的內溫達到100℃,自此開始加熱攪拌30分鐘(內溫為100℃~130℃)。在反應中餾出作為副產物的甲醇、水、甲酸合計72.8g。
在所得的聚矽氧烷的MMB溶液中,以聚矽氧烷的固體成分濃度為40重量%的方式,添加MMB而獲得聚矽氧烷溶液(A-1)。所得的聚矽氧烷的重量平均分子量(Mw)為1500。
合成例1-2
將達到內溫100℃後的反應時間設為3小時,除此以外,以與合成例1-1相同的方式獲得聚矽氧烷溶液(A-2)。所得的聚矽氧烷的重量平均分子量(Mw)為4000。
合成例1-3
將溶劑設為1,3BGDA來代替MMB,除此以外,以與合成例1-1相同的方式獲得聚矽氧烷溶液(A-3)。所得的聚矽氧烷的重量平均分子量(Mw)為1500。
合成例1-4
將溶劑設為1,3BGDA來代替MMB,並將內溫達到100℃後的反應時間設為3小時,除此以外,以與合成例1-1相同的方式獲得聚矽氧烷溶液(A-4)。所得的聚矽氧烷的重量平均分子量(Mw)為4500。
合成例1-5
將溶劑設為EDM來代替MMB,並將內溫達到100℃後的反應時間設為3小時,除此以外,以與合成例1-1相同的方式獲得聚矽氧烷溶液(A-5)。所得的聚矽氧烷的重量平均分子量(Mw)為3500。
合成例1-6
將溶劑設為GBL來代替MMB,並將內溫達到100℃後的反應時間設為3小時,除此以外,以與合成例1-1相同的方式獲得聚矽氧烷溶液(A-6)。所得的聚矽氧烷的重量平均分子量(Mw)為3500。
合成例1-7
將溶劑設為PGMEA來代替MMB,並將內溫達到100℃後的反應時間設為3小時,除此以外,以與合成例1-1相同的方式獲得聚矽氧烷溶液(A-7)。所得的聚矽氧烷的重量平均分子量(Mw)為6000。
合成例1-8
使用磷酸0.82g代替甲酸,並將內溫達到100℃後的反應時間設為3小時,除此以外,以與合成例1-1相同的方式進行反應,而獲得聚矽氧烷溶液(A-8)。所得的聚矽氧烷的重量平均分子量(Mw)為4500。
合成例1-9
使用硼酸16.00g代替甲酸,將內溫100℃到達後的反應時間設為以外,以與合成例1-1相同的方式獲得聚矽氧烷溶液(A-9)。所得的聚矽氧烷的重量平均分子量(Mw)為3000。
合成例1-10
將溶劑設為PGME來代替MMB,並將內溫達到100℃後的反應時間設為3小時,除此以外,以與合成例1-1相同的方式獲得聚矽氧烷溶液(A-10)。所得的聚矽氧烷的重量平均分子量(Mw)
為4500。
合成例1-11
將甲酸的添加量設為0.5g,並將內溫達到100℃後的反應時間設為10分鐘,除此以外,以與合成例1-1相同的方式獲得聚矽氧烷溶液(A-11)。所得的聚矽氧烷的重量平均分子量(Mw)為500以下。
合成例1-12
將內溫達到100℃後的反應時間設為5小時,除此以外,以與合成例1-1相同的方式獲得聚矽氧烷溶液(A-12)。所得的聚矽氧烷的重量平均分子量(Mw)為7500。
合成例2-1
在500mL的三口燒瓶中投入苯基三甲氧基矽烷59.49g(0.30mol)、PL-2L-IPA(扶桑化學工業(股)製造的膠體二氧化矽,IPA分散液,二氧化矽平均粒徑為17nm,二氧化矽濃度為25.4重量%)165.57g(0.70mol,SiO2換算)、133.07g的MMB,在室溫下一邊攪拌,一邊歷時30分鐘添加將甲酸3.04g溶解在於單體的水解所必需的水(16.20g)中而得的甲酸水溶液。然後,將燒瓶浸漬於70℃的油浴中攪拌1小時後,歷時30分鐘將油浴升溫至150℃。在升溫開始1小時後,溶液的內溫達到100℃,自此開始加熱攪拌3小時(內溫為100℃~138℃)。在反應中餾出作為副產物的甲醇、IPA、水、甲酸合計147.3g。
在所得的聚矽氧烷的MMB溶液中,以聚矽氧烷的固體
成分濃度為40重量%的方式,添加MMB而獲得聚矽氧烷溶液(B-1)。所得的聚矽氧烷是與二氧化矽粒子結合的共聚物,作為共聚物的重量平均分子量(Mw)為1500。
合成例2-2
將單體、溶劑的投入量設為:苯基三甲氧基矽烷49.57g(0.25mol)、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷12.32g(0.05mol)、二苯基二甲氧基矽烷24.44g(0.10mol)、141.92g(0.60mol,SiO2換算)的PL-2L-IPA、155.86g的MMB,除此以外,以與合成例2-1相同的方式獲得聚矽氧烷溶液(B-2)。所得的聚矽氧烷是與二氧化矽粒子結合的共聚物,作為共聚物的重量平均分子量(Mw)為2300。
合成例2-3
將單體、溶劑的投入量設為:苯基三甲氧基矽烷109.06g(0.55mol)、106.44g(0.45mol,SiO2換算)的PL-2L-IPA、168.87g的GBL,除此以外,以與合成例2-1相同的方式獲得聚矽氧烷溶液(B-3)。所得的聚矽氧烷是與二氧化矽粒子結合的共聚物、作為共聚物的重量平均分子量(Mw)為2100。
合成例3
將單體、溶劑的投入量設為:苯基三甲氧基矽烷123.93g(0.625mol)、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷30.80g(0.125mol)、二苯基二甲氧基矽烷61.09g(0.25mol)、270.74g的MMB,並將內溫達到100℃後的反應時間設為3小時,除此以外,以與合
成例1相同的方式獲得聚矽氧烷溶液C。所得的聚矽氧烷的重量平均分子量(Mw)為5500。
合成例4
將單體、溶劑的投入量設為:對苯乙烯基三甲氧基矽烷224.30g(1.0mol)、278.64g的MMB,除此以外,以與合成例1相同的方式獲得聚矽氧烷溶液D。所得的聚矽氧烷的重量平均分子量(Mw)為4000。
合成例5
將單體、溶劑的投入量設為:對甲苯基三甲氧基矽烷212.30g(1.0mol)、254.32g的MMB,除此以外,以與合成例1相同的方式獲得聚矽氧烷溶液E。所得的聚矽氧烷的重量平均分子量(Mw)為4000。
合成例6
將單體、溶劑的投入量設為:4-甲氧基苯基三甲氧基矽烷228.32g(1.0mol)、284.68g的MMB,除此以外,以與合成例1相同的方式獲得聚矽氧烷溶液F。所得的聚矽氧烷的重量平均分子量(Mw)為4000。
合成例7
將單體、溶劑的投入量設為:1-萘基三甲氧基矽烷248.35g(1.0mol)、308.38g的MMB,除此以外,以與合成例1相同的方式獲得聚矽氧烷溶液G。所得的聚矽氧烷的重量平均分子量(Mw)為4500。
合成例8
將單體、溶劑的投入量設為:甲基三甲氧基矽烷90.80g(0.67mol)、苯基三甲氧基矽烷66.09g(0.33mol)、171.20g的MMB,除此以外,以與合成例1相同的方式獲得聚矽氧烷溶液H。所得的聚矽氧烷的重量平均分子量(Mw)為4000。
合成例9
將單體、溶劑的投入量設為:丙基三甲氧基矽烷164.22g(1.0mol)、198.52g的GBL,除此以外,以與合成例1相同的方式獲得聚矽氧烷溶液I。所得的聚矽氧烷的重量平均分子量(Mw)為4500。
粒子分散液的溶劑置換品的合成例
在減壓用茄型燒瓶中添加200g的PL-2L-IPA、150g的MMB,在40℃水浴下,藉由蒸發器一邊減壓一邊在捕集器(trap)中獲得約150g蒸餾除去物後,恢復至常壓,接著添加150g的MMB。再一次在浴中進行減壓,而獲得固體成分濃度與PL-2L-IPA相同而溶劑被MMB置換的PL-2L(MMB置換品)。
藉由上述相同的方法,採用其他溶劑而非MMB,而獲得PL-2L的1,3BGDA置換品、EDM置換品、GBL置換品、PGMEA置換品、PTB置換品。
藉由相同的方法獲得PL-3-IPA(扶桑化學工業(股)製造的膠體二氧化矽、IPA分散液、二氧化矽平均粒徑為35nm、二氧化矽濃度為17.0重量%)的1,3BGDA置換品、PL-7(扶桑化學
工業(股)製造的膠體二氧化矽、水分散品、平均粒徑為75nm、二氧化矽濃度為23.0重量%)的MMB置換品、PL-20(扶桑化學工業(股)製造的膠體二氧化矽、水分散品、平均粒徑為220nm、二氧化矽濃度為20.0重量%)的MMB置換品。
實施例1
在聚矽氧烷溶液A-1中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),並以固體成分濃度為25%的方式添加MMB。此處,二氧化矽粒子的PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物,進行狹縫塗佈性確認、溶液中的P、B及Al含量測定、剝離殘渣評價、龜裂膜厚測定、罩幕膜厚測定、P/N判定及保存穩定性的評價(以下稱為「各測定及評價」)。將評價結果表示於表3。
實施例2
在聚矽氧烷溶液A-2中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組
成物,進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例3
在聚矽氧烷溶液A-3中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-3(1,3BGDA置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加1,3BGDA。此處,PL-3的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例4
在聚矽氧烷溶液B-1中,以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加San-Aid SI-200(三新化學工業製造),並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例5
在聚矽氧烷溶液A-4中,以單體莫耳比為聚矽氧烷20mol%/PL-2L 80mol%的混合比的方式混合PL-2L(1,3BGDA置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加1,3BGDA。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對
所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例6
在聚矽氧烷溶液A-4中,以單體莫耳比為聚矽氧烷60mol%/PL-2L 40mol%的混合比的方式混合PL-2L(1,3BGDA置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加1,3BGDA。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例7
在聚矽氧烷溶液A-2中,以單體莫耳比為聚矽氧烷40mol%/PL-2L 60mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於組成物總體為500ppm的方式添加MEGAFAC F444(DIC(股)製造的全氟烷基環氧乙烷加成物)並混合溶解。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例8
在聚矽氧烷溶液A-5中,以單體莫耳比為聚矽氧烷40mol%/PL-2L 60mol%的混合比的方式混合PL-2L-PGME(扶桑化
學工業(股)製造的膠體二氧化矽、PGME分散品、平均粒徑為17nm),以組成物的溶劑組成為PGME70/EDM30(重量比)、固體成分濃度為25重量%的方式添加PGME、EDM。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例9
在聚矽氧烷溶液A-6中,以單體莫耳比為聚矽氧烷40mol%/PL-2L 60mol%的混合比的方式混合PL-2L(GBL置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加GBL。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於組成物總體為500ppm的方式添加聚丙二醇PPG4000(分子量為4000、二醇型)並進行混合溶解。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例10
在聚矽氧烷溶液A-4中,以單體莫耳比為聚矽氧烷40mol%/PL-2L 60mol%的混合比的方式混合PL-2L(1,3BGDA置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加1,3BGDA。接著,以相對於組成物總體為500ppm的方式添加BYK333(畢克化學
(股)聚醚改質聚二甲基矽氧烷)並進行混合溶解。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例11
在聚矽氧烷溶液A-2中,以單體莫耳比為聚矽氧烷40mol%/PL-2L 60mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於組成物總體為500ppm的方式添加BYK355(畢克化學(股)製造的丙烯酸系均化劑)並進行混合溶解。接著,以相對於固體成分為0.1重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例12
在聚矽氧烷溶液A-7中,以單體莫耳比為聚矽氧烷40mol%/PL-2L 60mol%的混合比的方式混合PL-2L(PTB置換品),並以組成物的溶劑組成為PTB60/PGMEA40(重量比)、固體成分濃度為25重量%的方式添加PTB、PGMEA。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為1重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進
行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例13
在聚矽氧烷溶液C中,以單體莫耳比為聚矽氧烷40mol%/PL-2L 60mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例14
在聚矽氧烷溶液B-2中,以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例15
在聚矽氧烷溶液A-2中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.2重量%的方式添加10-樟腦磺酸(CSA),並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成
物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例16
在聚矽氧烷溶液A-2中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.2重量%的方式添加檸檬酸,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例17
在以固體成分比率為A-2(99.5重量%)/A-8(0.5重量%)的方式混合而獲得者中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例18
在以固體成分比率為A-2(95重量%)/A-8(5重量%)的方式混合而獲得者中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。此處,PL-2L的單體莫耳比是
將SiO2作為單體單元而算出。添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例19
在聚矽氧烷溶液D中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例20
在聚矽氧烷溶液E中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例21
在聚矽氧烷溶液F中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),
並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例22
在聚矽氧烷溶液G中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例23
在聚矽氧烷溶液A-5中,以單體莫耳比為聚矽氧烷40mol%/PL-7 60mol%的混合比的方式混合PL-7(MMB置換品),並以組成物的溶劑組成為MMB70/EDM30(重量比)、固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB、EDM。此處,PL-7的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例24
在以固體成分比率為A-2(99.6重量%)/A-9(0.4重量%)的方式混合而獲得者中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例25
在聚矽氧烷溶液A-2中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200(三新化學工業製造),以溶液中的鋁含量為20ppm的方式添加乙酸鋁,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例26
在聚矽氧烷溶液H中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉
由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物,對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
實施例27
在聚矽氧烷溶液I中,以單體莫耳比為聚矽氧烷35mol%/PL-2L 65mol%的混合比的方式混合PL-2L(GBL置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。
比較例1
在聚矽氧烷溶液A-10中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L-PGME,並以固體成分濃度為25重量%的方式添加PGME。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。聚合中僅使用沸點小於130℃的溶劑,由於升溫不充分,因此甲酸成分未蒸餾除去而殘留,保存穩定性不良。另外,由於組成物僅包含沸點小於130℃的溶劑,因此每次重複塗佈次數,在狹縫噴嘴的周圍堆積矽氧烷的析出物。
比較例2
在聚矽氧烷溶液A-11中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。聚矽氧烷的分子量低、保存穩定性不良。另外,龜裂膜厚亦小。並且狹縫塗佈性方面滲漿亦多,線寬不均變大。
比較例3
在聚矽氧烷溶液A-5中,以單體莫耳比為聚矽氧烷40mol%/PL-20 60mol%的混合比的方式混合PL-20-PGME,並以固體成分濃度為25重量%的方式添加EDM。此處,PL-20的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。由於二氧化矽粒子的粒徑過大,因此罩幕膜厚大,且保存穩定性亦不良。
比較例4
在以固體成分比率為A-2(90重量%)/A-8(10重量%)的方式混合而獲得者中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70
mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物,對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。由於磷含量多,因此罩幕膜厚變大。
比較例5
在以固體成分比率為A-2(99.2重量%)/A-9(0.8重量%)的方式混合而獲得者中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。在罩幕性評價中,在一部分樣品中罩幕層剝離後的矽晶圓的表面電阻率與罩幕漿塗佈前的空白相比反而降低。認為漿中的作為雜質的硼摻雜於矽晶圓中,而造成污染。由於硼的影響而無法算出罩幕膜厚。
比較例6
在四乙氧基矽烷(TEOS)中,以單體莫耳比為四乙氧基矽烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L-PGME,並以固體成分濃度為25重量%、溶劑比為PGME 70重量%/MMB 30重量%的方式添加溶劑。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為
單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。矽氧烷的重量平均分子量為低至300以下,保存穩定性不良。另外,龜裂膜厚亦小。並且狹縫塗佈性方面滲漿亦多,線寬不均變大。
比較例7
在聚矽氧烷溶液A-2中,以單體莫耳比為聚矽氧烷70mol%/PL-2L 30mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。由於粒子含量少,因此龜裂膜厚小,並且罩幕膜厚變大。
比較例8
在聚矽氧烷溶液A-2中,以單體莫耳比為聚矽氧烷15mol%/PL-2L 85mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組
成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。由於粒子含量過多,因此罩幕膜厚變大。
比較例9
在聚矽氧烷溶液A-12中,以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。由於不含有粒子,因此龜裂膜厚小,且罩幕膜厚變大。另外,狹縫塗佈性方面滲漿亦多,線寬不均變大。
比較例10
在聚矽氧烷溶液A-2中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(MMB置換品),並以固體成分濃度為25重量%的方式添加MMB。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以相對於固體成分為0.5重量%的方式添加SI-200,以溶液中的鋁含量為40ppm的方式添加乙酸鋁,並進行混合溶解。然後,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾而獲得罩幕漿組成物。對所得的組成物進行各測定及評價。將評價結果表示於表3。在罩幕性評價中,在一部分樣品中罩幕層剝離後的矽晶圓的表面電阻率與罩幕漿塗佈前的空白相比反而降低。認為漿中的作為雜質的鋁摻雜至矽晶圓中,而造成污染。由於鋁的影響而無法算出罩幕膜厚。
以下列舉將本發明的漿組成物應用於網版印刷用途的
情形的實施例。
實施例28
在聚矽氧烷溶液A-3中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(1,3BGDA置換品),並添加1,3BGDA。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾後,接著,以在組成物中為8重量%的方式添加增黏劑的聚甲基丙烯酸甲酯(以下為PMMA、重量平均分子量為99.6萬),進行攪拌溶解而獲得罩幕漿組成物(固體成分濃度為33重量%)。對所得的組成物進行網版印刷性確認、黏度測定與各測定及評價。將評價結果表示於表5。
實施例29
將聚矽氧烷溶液B-3溶解於GBL中,藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾後,接著,以在組成物中為5重量%的方式添加PMMA(重量平均分子量為99.6萬),進行攪拌溶解而獲得罩幕漿組成物(固體成分濃度為30重量%)。對所得的組成物進行網版印刷性確認、黏度測定與各測定及評價。將評價結果表示於表5。
實施例30
在聚矽氧烷溶液I中,以單體莫耳比為聚矽氧烷35mol%/PL-2L 65mol%的混合比的方式混合PL-2L(GBL置換品),並添加GBL。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾後,接著,以在組成物
中為8重量%的方式添加增黏劑的PMMA(重量平均分子量為99.6萬),進行攪拌溶解而獲得罩幕漿組成物(固體成分濃度為33重量%)。對所得的組成物進行網版印刷性確認、黏度測定與各測定及評價。將評價結果表示於表5。
實施例31
在聚矽氧烷溶液A-6中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(GBL置換品),並添加GBL。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾後,接著,以在組成物中為7重量%的方式添加增黏劑的聚環氧乙烷(以下為PEO、重量平均分子量為85萬),進行攪拌溶解而獲得罩幕漿組成物(固體成分濃度為32重量%)。對所得的組成物進行網版印刷性確認、黏度測定與各測定及評價。將評價結果表示於表5。
實施例32
在聚矽氧烷溶液A-6中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(GBL置換品),並添加GBL。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾後,接著,以在組成物中為4重量%的方式添加增黏劑的聚環氧乙烷(以下為PEO、重量平均分子量為85萬),進行攪拌溶解而獲得罩幕漿組成物(固體成分濃度為29重量%)。對所得的組成物進行網版印刷性確認、黏度測定與各測定及評價。將評價結果表示於表5。
實施例33
在聚矽氧烷溶液A-6中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(GBL置換品),並添加GBL。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾後,接著,以在組成物中為2重量%的方式添加增黏劑的PEO(重量平均分子量為85萬),以在組成物中為0.5重量%的方式添加聚環氧丙烷(以下為PPO、重量平均分子量為22.8萬),進行攪拌溶解而獲得罩幕漿組成物(固體成分濃度為27.5重量%)。對所得的組成物進行網版印刷性確認、黏度測定與各測定及評價。將評價結果表示於表5。
實施例34
在聚矽氧烷溶液A-6中,以單體莫耳比為聚矽氧烷40mol%/二氧化矽粒子60mol%的混合比的方式添加Aerosil 300(日本艾羅技(股)製造的粉體二氧化矽粒子,二氧化矽平均粒徑為7nm)。此處,Aerosil 300的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。接著,以在組成物中為5重量%的方式添加GBL與增黏劑的PMMA(重量平均分子量為99.6萬),進行攪拌溶解而獲得罩幕漿組成物(固體成分濃度為30重量%)。對所得的組成物進行網版印刷性確認、黏度測定與各測定及評價。將評價結果表示於表5。
實施例35
在聚矽氧烷溶液A-6中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(GBL置換品),
並添加GBL。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾後,接著,以在組成物中為15重量%的方式添加增黏劑的聚乙烯吡咯烷酮(以下為PVP、重量平均分子量為9萬),進行攪拌溶解而獲得罩幕漿組成物(固體成分濃度為40重量%)。對所得的組成物進行網版印刷性確認、黏度測定與各測定及評價。將評價結果表示於表5。煅燒後的氫氟酸剝離時存在認為是源自增黏劑的未溶解殘渣,耐龜裂性能、罩幕性能均低。
實施例36
在聚矽氧烷溶液A-4中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(1,3BGDA置換品),並添加1,3BGDA。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾後,接著,以在組成物中為3重量%的方式添加增黏劑的乙基纖維素(和光純藥(股)製造的乙基纖維素100,49%乙氧基),進行攪拌溶解而獲得罩幕漿組成物(固體成分濃度為28重量%)。對所得的組成物進行網版印刷性確認、黏度測定與各測定及評價。將評價結果表示於表5。煅燒後的氫氟酸剝離時存在認為是源自增黏劑的未溶解殘渣,耐龜裂性能、罩幕性能均低。
實施例37
在聚矽氧烷溶液A-6中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(GBL置換品),
並添加GBL。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾後,接著,以在組成物中為10重量%的方式添加增黏劑的聚乙烯丁醛(以下為PVB、分子量為6.6萬),進行攪拌溶解而獲得罩幕漿組成物(固體成分濃度為35重量%)。對所得的組成物進行網版印刷性確認、黏度測定與各測定及評價。將評價結果表示於表5。煅燒後的氫氟酸剝離時存在認為是源自增黏劑的未溶解殘渣,耐龜裂性能、罩幕性能均低。另外,由於黏度低,因此在網版印刷時,滲漿多,線寬不均為σ=20μm而稍稍變大。
實施例38
在聚矽氧烷溶液A-6中,以單體莫耳比為聚矽氧烷30mol%/PL-2L 70mol%的混合比的方式混合PL-2L(GBL置換品),並添加GBL。此處,PL-2L的單體莫耳比是將SiO2作為單體單元而算出。藉由孔徑為0.45μm的過濾器過濾後,接著,以在組成物中為7重量%的方式添加增黏劑的聚乙烯丁醛(以下為PVB、分子量為6.6萬),進行攪拌溶解而獲得罩幕漿組成物(固體成分濃度為32重量%)。對所得的組成物進行網版印刷性確認、黏度測定與各測定及評價。將評價結果表示於表5。煅燒後的氫氟酸剝離時存在認為是源自增黏劑的未溶解殘渣,耐龜裂性能、罩幕性能均低。另外,由於黏度低,因此在網版印刷時,滲漿多,線寬不均為σ=35μm而變大。
實施例39~實施例44(煅燒條件)
對實施例28中所得的罩幕漿組成物,在預烘烤後將煅燒變更為表6記載的煅燒條件(在表6記載的氧氣濃度下以10℃/分鐘自20℃升溫至表6記載的溫度,並保持表6記載的時間)進行煅燒。對於實施例42,在300℃下煅燒60分鐘後,在氮氣環境下(氧氣濃度為0%)以10℃/分鐘自20℃升溫至800℃,並保持60分鐘而進行追加煅燒。將評價結果表示於表6。關於實施例28的結果,再次揭示於表6中。藉由經過在一定以上的氧氣存在下進行高溫煅燒的製程,而可獲得無剝離殘渣、且耐龜裂性能、罩幕性能優異的罩幕層。
關於各合成例、實施例及比較例,匯總於表1~表6。
10‧‧‧半導體基板
18‧‧‧鈍化膜
20‧‧‧氮化矽膜
22‧‧‧電極
24‧‧‧P型雜質擴散層
26‧‧‧N型雜質擴散層
Claims (13)
- 一種罩幕漿組成物,其特徵在於:含有(a)藉由使通式(1)所示的有機矽烷的1種以上反應而合成的聚矽氧烷、(b)平均粒徑為150nm以下的二氧化矽粒子、(c)沸點為130℃以上的溶劑而成,且(a)聚矽氧烷的重量平均分子量為1000以上,組成物固體成分中的二氧化矽粒子為20重量%以上、70重量%以下,全部組成物中的P、B及Al濃度分別為20ppm以下:(R1)nSi(OR2)4-n (1)(式中,R1表示氫、碳數為1~10的烷基、碳數為2~10的烯基或碳數為6~15的芳基的任一種,多個R1分別可相同亦可不同;R2表示氫、碳數為1~6的烷基、碳數為2~6的醯基、碳數為6~15的芳基的任一種,多個R2分別可相同亦可不同;n表示0~3的整數)。
- 如申請專利範圍第1項所述之罩幕漿組成物,其中上述組成物固體成分中的碳數為6~15的芳基濃度為15重量%以上。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之罩幕漿組成物,其黏度為3000mPa.s以上。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之罩幕漿組成物,其含有選自丙烯酸酯系樹脂、聚環氧乙烷、聚環氧丙烷的任一種以上。
- 如申請專利範圍第4項所述之罩幕漿組成物,其中選自組成物中的丙烯酸酯系樹脂、聚環氧乙烷、聚環氧丙烷的任一種以上的含量為1重量%以上、10重量%以下。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之罩幕漿組成物,其含有磺酸或其鹽、或羧酸或其鹽的任一種。
- 如申請專利範圍第6項所述之罩幕漿組成物,其含有磺酸鎓鹽作為磺酸鹽。
- 一種罩幕層,其是將如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之罩幕漿組成物硬化而成。
- 一種半導體元件,其是形成有如申請專利範圍第8項所述之罩幕層而成。
- 一種半導體元件,其是將如申請專利範圍第8項所述之罩幕層作為罩幕而使雜質擴散而成。
- 如申請專利範圍第9項或第10項所述之半導體元件,其中上述半導體元件為光電轉換元件。
- 一種半導體元件的製造方法,其特徵在於包括:在半導體基板上,使用如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之罩幕漿組成物而形成罩幕圖案的步驟;將形成於上述半導體基板的上述罩幕圖案作為罩幕,而使雜質擴散至上述半導體基板的步驟。
- 如申請專利範圍第12項所述之半導體元件的製造方法,其中上述形成罩幕圖案的步驟包括:在上述半導體基板上,使用如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之罩幕漿組成物而 塗佈圖案的步驟;將上述圖案在氧氣濃度為5%以上的環境下,在400℃以上、900℃以下的溫度範圍中加熱5分鐘以上的步驟。
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