JPH08283100A - リン拡散用組成物 - Google Patents
リン拡散用組成物Info
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- JPH08283100A JPH08283100A JP8267795A JP8267795A JPH08283100A JP H08283100 A JPH08283100 A JP H08283100A JP 8267795 A JP8267795 A JP 8267795A JP 8267795 A JP8267795 A JP 8267795A JP H08283100 A JPH08283100 A JP H08283100A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 リン供給源とアルコキシシランの部分加水分
解物とを有機溶媒に溶解した溶液からなる、塗布拡散法
によりシリコンウェーハにリンをドーピングするための
リン拡散用組成物において、溶液の保存安定性を高め、
20Ω／□以下の低抵抗の不純物拡散領域を確実に形成す
る。 【構成】 リン供給源として、五酸化リンとヘキサアル
キルジシロキサンとの反応物を使用する。
解物とを有機溶媒に溶解した溶液からなる、塗布拡散法
によりシリコンウェーハにリンをドーピングするための
リン拡散用組成物において、溶液の保存安定性を高め、
20Ω／□以下の低抵抗の不純物拡散領域を確実に形成す
る。 【構成】 リン供給源として、五酸化リンとヘキサアル
キルジシロキサンとの反応物を使用する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、塗布拡散法によりシリ
コンウェーハ (基板) にＮ型不純物をドーピングするた
めの拡散用組成物に関する。更に詳しくは、シリコンウ
ェーハにリンをドーピングするためのリン拡散用組成物
に関する。
コンウェーハ (基板) にＮ型不純物をドーピングするた
めの拡散用組成物に関する。更に詳しくは、シリコンウ
ェーハにリンをドーピングするためのリン拡散用組成物
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路素子の製造工程では、シ
リコンウェーハにＰ、As、Sb等のＶ族不純物元素（ドー
パント）を拡散させることにより、Ｎ型の特性を有する
低抵抗不純物拡散領域を形成することが行われている。
不純物の拡散方法は、気相からの拡散法と固相からの拡
散法とに大別され、不純物やウェーハの種類により適切
な方法が選択される。
リコンウェーハにＰ、As、Sb等のＶ族不純物元素（ドー
パント）を拡散させることにより、Ｎ型の特性を有する
低抵抗不純物拡散領域を形成することが行われている。
不純物の拡散方法は、気相からの拡散法と固相からの拡
散法とに大別され、不純物やウェーハの種類により適切
な方法が選択される。
【０００３】リン（Ｐ）の拡散の方法としては、ホスフ
ィン、塩化リン、塩化ホスホリル等を拡散源とする気相
拡散法が主流である。しかし、シリコンウェーハの大口
径化に伴い、気相拡散法ではウェーハ面内におけるリン
の拡散濃度の均一性が低下するという問題が無視できな
いようになってきた。
ィン、塩化リン、塩化ホスホリル等を拡散源とする気相
拡散法が主流である。しかし、シリコンウェーハの大口
径化に伴い、気相拡散法ではウェーハ面内におけるリン
の拡散濃度の均一性が低下するという問題が無視できな
いようになってきた。
【０００４】これに対し、固相拡散法では、予めウェー
ハ面上に不純物 (ドーパント) を含有する均一な皮膜を
形成しておくため、大口径化した場合でも均一な濃度で
不純物が拡散していくという利点がある。この固相拡散
法における不純物含有皮膜は、ＣＶＤまたは塗布（例、
スピンコート）により形成されるが、塗布により不純物
皮膜を形成して固相拡散を行う塗布拡散法と呼ばれる方
法が、生産性が高く、装置も簡便なことから、最近広く
利用されるようになってきた。
ハ面上に不純物 (ドーパント) を含有する均一な皮膜を
形成しておくため、大口径化した場合でも均一な濃度で
不純物が拡散していくという利点がある。この固相拡散
法における不純物含有皮膜は、ＣＶＤまたは塗布（例、
スピンコート）により形成されるが、塗布により不純物
皮膜を形成して固相拡散を行う塗布拡散法と呼ばれる方
法が、生産性が高く、装置も簡便なことから、最近広く
利用されるようになってきた。
【０００５】塗布拡散法では、不純物供給源を含有する
皮膜形成性の塗布溶液を作製し、この溶液をシリコンウ
ェーハ上に塗布した後、乾燥して、不純物を含有する皮
膜を形成する。その後、ウェーハを焼成して、不純物を
ウェーハ内に熱拡散させると、比較的高濃度の不純物拡
散領域を均一に形成することができる。塗布に用いる不
純物拡散用の溶液の皮膜形成成分としては、Si−Ｏ結合
を骨格とするシリカ（SiO2）系の皮膜を形成できるアル
コキシシランの部分加水分解物が一般に使用される。
皮膜形成性の塗布溶液を作製し、この溶液をシリコンウ
ェーハ上に塗布した後、乾燥して、不純物を含有する皮
膜を形成する。その後、ウェーハを焼成して、不純物を
ウェーハ内に熱拡散させると、比較的高濃度の不純物拡
散領域を均一に形成することができる。塗布に用いる不
純物拡散用の溶液の皮膜形成成分としては、Si−Ｏ結合
を骨格とするシリカ（SiO2）系の皮膜を形成できるアル
コキシシランの部分加水分解物が一般に使用される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】リンの拡散を塗布拡散
法により行う場合、適当なリン供給源とアルコキシシラ
ンの部分加水分解物とを溶媒中に溶解させて得た溶液を
拡散用組成物として塗布に用いることになる。リン供給
源としては、五酸化リン、リン酸、リン酸エステルなど
の使用が考えられる。
法により行う場合、適当なリン供給源とアルコキシシラ
ンの部分加水分解物とを溶媒中に溶解させて得た溶液を
拡散用組成物として塗布に用いることになる。リン供給
源としては、五酸化リン、リン酸、リン酸エステルなど
の使用が考えられる。
【０００７】これらのリン供給源のうち、五酸化リンは
アルコキシシランの加水分解に対する促進作用が強力で
あり、早期にアルコキシシラン部分加水分解物の加水分
解がさらに進行することによる溶液のゲル化や沈殿生成
を引き起こすため、従来はリン酸またはリン酸エステル
がリン供給源として主に用いられてきた。
アルコキシシランの加水分解に対する促進作用が強力で
あり、早期にアルコキシシラン部分加水分解物の加水分
解がさらに進行することによる溶液のゲル化や沈殿生成
を引き起こすため、従来はリン酸またはリン酸エステル
がリン供給源として主に用いられてきた。
【０００８】しかし、リン酸やリン酸エステルも、やは
りアルコキシシランの加水分解を促進させる作用があ
り、ドーピングに必要な比較的多量のリン酸またはリン
酸エステルを、アルコキシシランの部分加水分解物と共
存させると、得られた溶液は使用中または保存中にゲル
化や沈殿生成を生じ易くなり、拡散用組成物の保存安定
性が問題となる。さらに、溶液がこのように不安定で、
形成される皮膜の均一性が十分ではないことから、熱拡
散後の抵抗値が、20Ω／□以下という不純物拡散領域に
求められる低抵抗を達成し難いという欠点もあった。
りアルコキシシランの加水分解を促進させる作用があ
り、ドーピングに必要な比較的多量のリン酸またはリン
酸エステルを、アルコキシシランの部分加水分解物と共
存させると、得られた溶液は使用中または保存中にゲル
化や沈殿生成を生じ易くなり、拡散用組成物の保存安定
性が問題となる。さらに、溶液がこのように不安定で、
形成される皮膜の均一性が十分ではないことから、熱拡
散後の抵抗値が、20Ω／□以下という不純物拡散領域に
求められる低抵抗を達成し難いという欠点もあった。
【０００９】本発明の目的は、長期間ゲル化せずに安定
に保存できる、塗布拡散法によりシリコンウェーハにリ
ンをドーピングするためのリン拡散用組成物を提供する
ことである。本発明の別の目的は、20Ω／□以下の低抵
抗の不純物拡散領域を形成することができる、リン拡散
用組成物を提供することである。
に保存できる、塗布拡散法によりシリコンウェーハにリ
ンをドーピングするためのリン拡散用組成物を提供する
ことである。本発明の別の目的は、20Ω／□以下の低抵
抗の不純物拡散領域を形成することができる、リン拡散
用組成物を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、リン拡散用
組成物においてアルコキシシランの部分加水分解物に共
存させるリン供給源として、従来のリン酸やリン酸エス
テルに変えて、五酸化リンを特定の有機ケイ素化合物と
反応させた反応物を使用することにより、上記目的が達
成できることを見出した。
組成物においてアルコキシシランの部分加水分解物に共
存させるリン供給源として、従来のリン酸やリン酸エス
テルに変えて、五酸化リンを特定の有機ケイ素化合物と
反応させた反応物を使用することにより、上記目的が達
成できることを見出した。
【００１１】本発明は、リン供給源とアルコキシシラン
の部分加水分解物とを含む、塗布拡散法によりシリコン
ウェーハにリンをドーピングするためのリン拡散用組成
物において、リン供給源が五酸化リンと有機ジシロキサ
ン化合物との反応物であることを特徴とする、リン拡散
用組成物を要旨とする。
の部分加水分解物とを含む、塗布拡散法によりシリコン
ウェーハにリンをドーピングするためのリン拡散用組成
物において、リン供給源が五酸化リンと有機ジシロキサ
ン化合物との反応物であることを特徴とする、リン拡散
用組成物を要旨とする。
【００１２】
【作用】本発明のリン拡散用組成物は、ドーパントで
あるリン供給源と、皮膜形成成分であるアルコキシシ
ランの部分加水分解物、という２成分を、適当な有機溶
媒中に溶解させた溶液（ゾル溶液を含む）であり、リン
供給源として五酸化リン(P2O5) と有機ジシロキサン化
合物との反応物を使用する点に特徴がある。このように
五酸化リンを有機ジシロキサン化合物と予め反応させて
から使用することで、五酸化リンが示すアルコキシシラ
ンの加水分解促進作用が著しく抑制され、溶液状態のリ
ン拡散用組成物の保存安定性が向上する。
あるリン供給源と、皮膜形成成分であるアルコキシシ
ランの部分加水分解物、という２成分を、適当な有機溶
媒中に溶解させた溶液（ゾル溶液を含む）であり、リン
供給源として五酸化リン(P2O5) と有機ジシロキサン化
合物との反応物を使用する点に特徴がある。このように
五酸化リンを有機ジシロキサン化合物と予め反応させて
から使用することで、五酸化リンが示すアルコキシシラ
ンの加水分解促進作用が著しく抑制され、溶液状態のリ
ン拡散用組成物の保存安定性が向上する。
【００１３】ここで、有機ジシロキサン化合物とは、下
記一般式： (Ｒ)3−Si−Ｏ−Si−(Ｒ)3 (1) (式中、各Ｒは炭素数１〜３のアルキル基またはアリー
ル基であり、互いに同一でも異なるものでもよい)で示
されるものである。
記一般式： (Ｒ)3−Si−Ｏ−Si−(Ｒ)3 (1) (式中、各Ｒは炭素数１〜３のアルキル基またはアリー
ル基であり、互いに同一でも異なるものでもよい)で示
されるものである。
【００１４】一般式(1) において、炭素数１〜３のアル
キル基の例はメチル基、エチル基、プロピル基およびイ
ソプロピル基であり、アリール基の例はフェニル基、ナ
フチル基である。アリール基は、芳香環上にアルキル基
やヒドロキシル基などの置換基を有していてもよい。好
ましい有機ジシロキサン化合物は、Ｒ基がメチル基また
はエチル基である、ヘキサメチルジシロキサンまたはヘ
キサエチルジシロキサンである。
キル基の例はメチル基、エチル基、プロピル基およびイ
ソプロピル基であり、アリール基の例はフェニル基、ナ
フチル基である。アリール基は、芳香環上にアルキル基
やヒドロキシル基などの置換基を有していてもよい。好
ましい有機ジシロキサン化合物は、Ｒ基がメチル基また
はエチル基である、ヘキサメチルジシロキサンまたはヘ
キサエチルジシロキサンである。
【００１５】五酸化リンと上記ジシロキサン化合物との
反応は、次式で示される。 P2O5 + 3 (R)3-Si-O-Si(R)3 → 2 PO[OSi(R)3]3 この反応は、溶媒を使用せずに、五酸化リンとジシロキ
サン化合物とを還流加熱することにより行うことができ
る。もちろん、溶媒 (例、低級アルコール) を使用して
溶液状態で反応させてもよい。ジシロキサン化合物は、
化学量論量 (モル比で五酸化リンの３倍) かそれよりや
や過剰に用いる。五酸化リンが過剰になると、残留する
未反応の五酸化リンが溶液の安定性に悪影響を及ぼす。
一般に反応温度は50℃〜沸点、反応時間は１〜24時間で
ある。得られた反応物は、そのまま、或いは適当な溶媒
で希釈して溶液状としてから、本発明の組成物の調製に
使用することができる。
反応は、次式で示される。 P2O5 + 3 (R)3-Si-O-Si(R)3 → 2 PO[OSi(R)3]3 この反応は、溶媒を使用せずに、五酸化リンとジシロキ
サン化合物とを還流加熱することにより行うことができ
る。もちろん、溶媒 (例、低級アルコール) を使用して
溶液状態で反応させてもよい。ジシロキサン化合物は、
化学量論量 (モル比で五酸化リンの３倍) かそれよりや
や過剰に用いる。五酸化リンが過剰になると、残留する
未反応の五酸化リンが溶液の安定性に悪影響を及ぼす。
一般に反応温度は50℃〜沸点、反応時間は１〜24時間で
ある。得られた反応物は、そのまま、或いは適当な溶媒
で希釈して溶液状としてから、本発明の組成物の調製に
使用することができる。
【００１６】一方、皮膜形成のために用いるアルコキシ
シランは、ケイ素に結合した４個の置換基の少なくとも
２個、望ましくは４個すべてがアルコキシル基である有
機ケイ素化合物である。アルコキシル基以外の基がケイ
素に結合する場合には、それらは炭素数１〜４の低級ア
ルキル基またはアリール基 (例、フェニル基) であるこ
とが好ましい。
シランは、ケイ素に結合した４個の置換基の少なくとも
２個、望ましくは４個すべてがアルコキシル基である有
機ケイ素化合物である。アルコキシル基以外の基がケイ
素に結合する場合には、それらは炭素数１〜４の低級ア
ルキル基またはアリール基 (例、フェニル基) であるこ
とが好ましい。
【００１７】このようなアルコキシシランの具体例とし
ては、テトラエトキシシラン (エチルシリケート) 、テ
トラプロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、
トリエトキシメチルシラン、ジエチルジエトキシシラ
ン、ジフェニルジメトキシシランなどが挙げられる。
ては、テトラエトキシシラン (エチルシリケート) 、テ
トラプロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、
トリエトキシメチルシラン、ジエチルジエトキシシラ
ン、ジフェニルジメトキシシランなどが挙げられる。
【００１８】アルコキシシランは、塗布後に速やかに加
水分解してシリカ系の乾燥皮膜を形成するように、予め
不完全に加水分解しておいた部分加水分解物として使用
する。アルコキシシランの部分加水分解は、アルコキシ
シランを適当な溶媒 (例、低級アルコール) に溶解し、
この溶液に少量の水と加水分解触媒の酸を添加して室温
で放置することにより実施できる。酸触媒としては、塩
酸などの無機酸あるいはギ酸、酢酸などの有機酸のいず
れも使用できる。
水分解してシリカ系の乾燥皮膜を形成するように、予め
不完全に加水分解しておいた部分加水分解物として使用
する。アルコキシシランの部分加水分解は、アルコキシ
シランを適当な溶媒 (例、低級アルコール) に溶解し、
この溶液に少量の水と加水分解触媒の酸を添加して室温
で放置することにより実施できる。酸触媒としては、塩
酸などの無機酸あるいはギ酸、酢酸などの有機酸のいず
れも使用できる。
【００１９】この部分加水分解は加熱条件下でも実施で
きるが、加水分解の進行の制御が容易にできるように、
比較的低温 (例、50℃以下) で行うことが好ましい。加
水分解に使用する水の量は、アルコキシシランに対する
モル比で1.6 以下とすることが好ましい。これより多量
に水を使用すると、加水分解が進みすぎ、リン拡散用組
成物の溶液安定性が低下し、熱拡散後の低抵抗性にも悪
影響を及ぼす恐れがある。
きるが、加水分解の進行の制御が容易にできるように、
比較的低温 (例、50℃以下) で行うことが好ましい。加
水分解に使用する水の量は、アルコキシシランに対する
モル比で1.6 以下とすることが好ましい。これより多量
に水を使用すると、加水分解が進みすぎ、リン拡散用組
成物の溶液安定性が低下し、熱拡散後の低抵抗性にも悪
影響を及ぼす恐れがある。
【００２０】本発明のリン拡散用組成物は、五酸化リン
−ジシロキサン反応物とアルコキシシランの部分加水分
解物とを有機溶媒に溶解させることにより得られる。有
機溶媒としては、この両成分を溶解することができ、か
つシリコンウェーハに有害な元素を含有しないものがよ
い。好ましい有機溶媒は、低級アルコール (例、メチル
アルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、
イソプロピルアルコール、ブチルアルコールなど) であ
る。
−ジシロキサン反応物とアルコキシシランの部分加水分
解物とを有機溶媒に溶解させることにより得られる。有
機溶媒としては、この両成分を溶解することができ、か
つシリコンウェーハに有害な元素を含有しないものがよ
い。好ましい有機溶媒は、低級アルコール (例、メチル
アルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、
イソプロピルアルコール、ブチルアルコールなど) であ
る。
【００２１】このリン拡散用組成物中の各成分の濃度
は、その溶液の成膜性が確保される、即ち、溶液の粘性
が採用する塗布手段で所望厚みの薄膜状に容易に塗布可
能な範囲内である限り、特に制限されない。一般に、良
好な成膜性を得るには、組成物中のケイ素含有量 (アル
コキシシランの部分加水分解物と五酸化リン−ジシロキ
サン反応物のジシロキサン部分に由来する) がSiO2換算
で10重量％以下、リン含有量がP2O5換算で３重量％以下
とすることが好ましい。また、P2O5換算量／SiO2換算量
の重量比は、ドーピングの程度 (即ち、形成しようとす
る不純物領域中の不純物濃度) に応じて決定するが、一
般にはこの重量比は1/20〜1/2 の範囲内であろう。
は、その溶液の成膜性が確保される、即ち、溶液の粘性
が採用する塗布手段で所望厚みの薄膜状に容易に塗布可
能な範囲内である限り、特に制限されない。一般に、良
好な成膜性を得るには、組成物中のケイ素含有量 (アル
コキシシランの部分加水分解物と五酸化リン−ジシロキ
サン反応物のジシロキサン部分に由来する) がSiO2換算
で10重量％以下、リン含有量がP2O5換算で３重量％以下
とすることが好ましい。また、P2O5換算量／SiO2換算量
の重量比は、ドーピングの程度 (即ち、形成しようとす
る不純物領域中の不純物濃度) に応じて決定するが、一
般にはこの重量比は1/20〜1/2 の範囲内であろう。
【００２２】アルコキシシランの部分加水分解物と五酸
化リンとを一緒に溶液化すると、アルコキシシランの加
水分解は急速に進行して溶液がゲル化するため、溶液の
保存が困難である上、新たに調製した溶液を使用して塗
布を行っても、所望の低抵抗の不純物領域が形成できな
いことがある。
化リンとを一緒に溶液化すると、アルコキシシランの加
水分解は急速に進行して溶液がゲル化するため、溶液の
保存が困難である上、新たに調製した溶液を使用して塗
布を行っても、所望の低抵抗の不純物領域が形成できな
いことがある。
【００２３】しかし、本発明にあっては、五酸化リンを
有機ジシロキサンと反応させてから使用することで、こ
の加水分解の進行を著しく抑制することができる。その
ため、本発明のリン拡散用組成物は保存安定性に優れ、
例えば、３カ月或いはそれ以上の長期間にわたって、溶
液状態を保持したまま保存することができる。
有機ジシロキサンと反応させてから使用することで、こ
の加水分解の進行を著しく抑制することができる。その
ため、本発明のリン拡散用組成物は保存安定性に優れ、
例えば、３カ月或いはそれ以上の長期間にわたって、溶
液状態を保持したまま保存することができる。
【００２４】本発明のリン拡散用組成物を使用したシリ
コンウェーハへの塗布拡散法によるリンのドーピング
は、塗布、乾燥、焼成 (熱拡散) という工程により従来
と同様に実施すればよい。塗布手段は通常はスピンコー
トであるが、これ以外の方法も可能である。塗布厚みは
乾燥皮膜厚みで 500〜5000Åの範囲が普通であり、溶液
粘度やスピンコート条件 (回転数、時間) により制御で
きる。
コンウェーハへの塗布拡散法によるリンのドーピング
は、塗布、乾燥、焼成 (熱拡散) という工程により従来
と同様に実施すればよい。塗布手段は通常はスピンコー
トであるが、これ以外の方法も可能である。塗布厚みは
乾燥皮膜厚みで 500〜5000Åの範囲が普通であり、溶液
粘度やスピンコート条件 (回転数、時間) により制御で
きる。
【００２５】塗布後にウェーハを加熱乾燥して、溶媒を
除去するとともに、未分解のアルコキシシランを加水分
解させて、Si−Ｏ結合で架橋したシリカ系乾燥皮膜を形
成する。加水分解によりシランから遊離したアルコール
も溶媒と一緒に除去される。この加熱は、乾燥皮膜が得
られるまで行う。加熱温度は一般に50〜500 ℃の範囲で
ある。
除去するとともに、未分解のアルコキシシランを加水分
解させて、Si−Ｏ結合で架橋したシリカ系乾燥皮膜を形
成する。加水分解によりシランから遊離したアルコール
も溶媒と一緒に除去される。この加熱は、乾燥皮膜が得
られるまで行う。加熱温度は一般に50〜500 ℃の範囲で
ある。
【００２６】このようにしてリンを含有するシリカ系皮
膜が形成されたシリコンウェーハを次に焼成して、皮膜
中のリンをウェーハ中に熱拡散させ、Ｎ型の低抵抗不純
物領域を形成する。焼成は、例えば、温度 900〜1200℃
で 0.1〜100 時間行うことができる。最後に、適当なエ
ッチング液 (例、フッ酸) でウェーハ表面に残留するシ
リカ系皮膜を除去する。
膜が形成されたシリコンウェーハを次に焼成して、皮膜
中のリンをウェーハ中に熱拡散させ、Ｎ型の低抵抗不純
物領域を形成する。焼成は、例えば、温度 900〜1200℃
で 0.1〜100 時間行うことができる。最後に、適当なエ
ッチング液 (例、フッ酸) でウェーハ表面に残留するシ
リカ系皮膜を除去する。
【００２７】本発明のリン拡散組成物を使用すると、塗
布に用いるリン拡散用溶液が安定なため、塗布作業中に
ゲル化が起こらず、組成 (リン含有量) と膜厚がウェー
ハ全面にわたって均一な皮膜が形成される。その結果、
リンの拡散が均一に起こり、20Ω／□以下の低抵抗で面
内均一性の良いウェーハを確実に得ることができる。
布に用いるリン拡散用溶液が安定なため、塗布作業中に
ゲル化が起こらず、組成 (リン含有量) と膜厚がウェー
ハ全面にわたって均一な皮膜が形成される。その結果、
リンの拡散が均一に起こり、20Ω／□以下の低抵抗で面
内均一性の良いウェーハを確実に得ることができる。
【００２８】
【実施例】実施例１ 五酸化リン10 g (0.07モル) とヘキサメチルジシロキサ
ン34.2 g (0.21モル)との混合物を還流条件下で２時間
加熱し、粘調な液体を得た。この液体にイソプロピルア
ルコール55.8 gを加えて希釈し、P2O5−ジシロキサン反
応物をP2O5換算で10重量％含有する溶液Ａを調製した。
ン34.2 g (0.21モル)との混合物を還流条件下で２時間
加熱し、粘調な液体を得た。この液体にイソプロピルア
ルコール55.8 gを加えて希釈し、P2O5−ジシロキサン反
応物をP2O5換算で10重量％含有する溶液Ａを調製した。
【００２９】別に、テトラエトキシシラン14.6 g、イソ
プロピルアルコール83.1 g、水2.0g 、ギ酸0.3 g を混
合して、SiO2換算で10wt％の溶液を得た。この溶液を室
温で１週間放置して、テトラエトキシシランを不完全に
加水分解させ、この部分加水分解物を含有する溶液Ｂを
調製した。この溶液Ａと溶液Ｂとを３：16の重量比で混
合し、イソプロピルアルコールで濃度調整を行って、Si
O2濃度８wt％、P2O5濃度1.5 wt％の溶液からなるリン拡
散用組成物を調製した。
プロピルアルコール83.1 g、水2.0g 、ギ酸0.3 g を混
合して、SiO2換算で10wt％の溶液を得た。この溶液を室
温で１週間放置して、テトラエトキシシランを不完全に
加水分解させ、この部分加水分解物を含有する溶液Ｂを
調製した。この溶液Ａと溶液Ｂとを３：16の重量比で混
合し、イソプロピルアルコールで濃度調整を行って、Si
O2濃度８wt％、P2O5濃度1.5 wt％の溶液からなるリン拡
散用組成物を調製した。
【００３０】このリン拡散用組成物の溶液をシリコンウ
ェーハ上に500 rpm で５秒間、次いで3000 rpmで10秒間
スピンコートし、150 ℃で１時間乾燥して、リン拡散用
の乾燥皮膜を得た。さらに、このウェーハを窒素−酸素
混合ガス(N2:O2=7:3) 雰囲気の拡散炉に入れ、900 ℃で
２時間または1000℃で２時間の焼成を行い、皮膜中のリ
ンをシリコンウェーハ中に拡散させた。
ェーハ上に500 rpm で５秒間、次いで3000 rpmで10秒間
スピンコートし、150 ℃で１時間乾燥して、リン拡散用
の乾燥皮膜を得た。さらに、このウェーハを窒素−酸素
混合ガス(N2:O2=7:3) 雰囲気の拡散炉に入れ、900 ℃で
２時間または1000℃で２時間の焼成を行い、皮膜中のリ
ンをシリコンウェーハ中に拡散させた。
【００３１】熱拡散処理後、フッ酸でウェーハ表面のリ
ン拡散用皮膜を除去し、リン拡散面の表面抵抗を測定し
た。900 ℃で２時間焼成したウェーハでは15.2Ω／□、
1000℃で２時間焼成したウェーハでは10.7Ω／□であっ
た。上記のリン拡散用組成物の溶液は、室温で３カ月放
置しても、ゲル化を起こさず、溶液状態を保持してお
り、保存安定性に優れていた。
ン拡散用皮膜を除去し、リン拡散面の表面抵抗を測定し
た。900 ℃で２時間焼成したウェーハでは15.2Ω／□、
1000℃で２時間焼成したウェーハでは10.7Ω／□であっ
た。上記のリン拡散用組成物の溶液は、室温で３カ月放
置しても、ゲル化を起こさず、溶液状態を保持してお
り、保存安定性に優れていた。
【００３２】比較例１ 五酸化リン10 gをイソプロピルアルコール90 gに溶解
し、P2O510wt％の五酸化リン溶液を調製した。この溶液
を、実施例１と同様にして調製したテトラエトキシシラ
ン部分加水分解物溶液Ｂと混合し、イソプロピルアルコ
ールで濃度調整を行って、SiO2濃度８wt％、P2O5濃度1.
5 wt％の溶液を得た。
し、P2O510wt％の五酸化リン溶液を調製した。この溶液
を、実施例１と同様にして調製したテトラエトキシシラ
ン部分加水分解物溶液Ｂと混合し、イソプロピルアルコ
ールで濃度調整を行って、SiO2濃度８wt％、P2O5濃度1.
5 wt％の溶液を得た。
【００３３】こうして得たリン拡散用組成物の溶液を使
用して、実施例１と同様の条件下でシリコンウェーハへ
のスピンコート塗布、加熱乾燥、および焼成を行って、
リンをウェーハ中に熱拡散させた。
用して、実施例１と同様の条件下でシリコンウェーハへ
のスピンコート塗布、加熱乾燥、および焼成を行って、
リンをウェーハ中に熱拡散させた。
【００３４】拡散熱処理後、フッ酸でウェーハ表面のリ
ン拡散用皮膜を除去し、表面抵抗を測定した。900 ℃で
２時間焼成したウェーハでは25.1Ω／□、1000℃で２時
間焼成したウェーハでは16.3Ω／□であった。このリン
拡散用組成物の溶液を室温で放置したところ２週間でゲ
ル化した。
ン拡散用皮膜を除去し、表面抵抗を測定した。900 ℃で
２時間焼成したウェーハでは25.1Ω／□、1000℃で２時
間焼成したウェーハでは16.3Ω／□であった。このリン
拡散用組成物の溶液を室温で放置したところ２週間でゲ
ル化した。
【００３５】比較例２ リン酸トリエチル33 gをイソプロピルアルコール90 gに
溶解して、P2O5換算で10wt％のリン酸トリエチル溶液を
調製した。この溶液を、実施例１と同様にして調製した
テトラエトキシシランの部分加水分解物溶液Ｂと混合
し、イソプロピルアルコールで濃度調整して、SiO2濃度
が８wt％、P2O5濃度が1.5 wt％の溶液を得た。
溶解して、P2O5換算で10wt％のリン酸トリエチル溶液を
調製した。この溶液を、実施例１と同様にして調製した
テトラエトキシシランの部分加水分解物溶液Ｂと混合
し、イソプロピルアルコールで濃度調整して、SiO2濃度
が８wt％、P2O5濃度が1.5 wt％の溶液を得た。
【００３６】こうして得たリン拡散用組成物の溶液を使
用して、実施例１と同様の条件下でシリコンウェーハへ
のスピンコート塗布、加熱乾燥、および焼成を行って、
リンをウェーハ中に熱拡散させた。
用して、実施例１と同様の条件下でシリコンウェーハへ
のスピンコート塗布、加熱乾燥、および焼成を行って、
リンをウェーハ中に熱拡散させた。
【００３７】拡散熱処理後、フッ酸でウェーハ表面のリ
ン拡散用皮膜を除去し、表面抵抗を測定した。900 ℃お
よび1000℃で２時間焼成したウェーハの表面抵抗は、使
用したウェーハとほぼ同一で、Ｐをほとんど拡散できな
かった。このリン拡散用組成物の溶液を室温で放置した
ところ１ヵ月でゲル化した。
ン拡散用皮膜を除去し、表面抵抗を測定した。900 ℃お
よび1000℃で２時間焼成したウェーハの表面抵抗は、使
用したウェーハとほぼ同一で、Ｐをほとんど拡散できな
かった。このリン拡散用組成物の溶液を室温で放置した
ところ１ヵ月でゲル化した。
【００３８】
【発明の効果】以上に説明したように、リン供給源とし
てリン酸およびリン酸エステルを使用した比較例１およ
び２では、リン拡散用組成物の溶液の保存安定性が低
く、１カ月以内にゲル化した。また、リン拡散性も、リ
ン酸エステルでは全く不十分であり、リン酸の場合も焼
成温度によってはなお十分な低抵抗にならない。
てリン酸およびリン酸エステルを使用した比較例１およ
び２では、リン拡散用組成物の溶液の保存安定性が低
く、１カ月以内にゲル化した。また、リン拡散性も、リ
ン酸エステルでは全く不十分であり、リン酸の場合も焼
成温度によってはなお十分な低抵抗にならない。
【００３９】これに対し、本発明によれば、ドーパント
のリン供給源として、五酸化リンを予め有機ジシロキサ
ンと反応させてから使用することにより、リン拡散用組
成物の溶液の保存安定性が著しく高まる。同時に、塗布
操作中も溶液が安定化し、より均一な塗布が可能となる
ことから、リン拡散の面内均一性も高まり、20Ω／□以
下の目的とする低抵抗のウェーハを確実に得ることが可
能となる。
のリン供給源として、五酸化リンを予め有機ジシロキサ
ンと反応させてから使用することにより、リン拡散用組
成物の溶液の保存安定性が著しく高まる。同時に、塗布
操作中も溶液が安定化し、より均一な塗布が可能となる
ことから、リン拡散の面内均一性も高まり、20Ω／□以
下の目的とする低抵抗のウェーハを確実に得ることが可
能となる。
Claims (1)
- 【請求項１】 リン供給源とアルコキシシランの部分加
水分解物とを含む、塗布拡散法によりシリコンウェーハ
にリンをドーピングするためのリン拡散用組成物であっ
て、リン供給源が五酸化リンと有機ジシロキサン化合物
との反応物であることを特徴とする、リン拡散用組成
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8267795A JPH08283100A (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | リン拡散用組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8267795A JPH08283100A (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | リン拡散用組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08283100A true JPH08283100A (ja) | 1996-10-29 |
Family
ID=13781055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8267795A Withdrawn JPH08283100A (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | リン拡散用組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08283100A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002025926A (ja) * | 2000-07-12 | 2002-01-25 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2002075892A (ja) * | 2000-08-28 | 2002-03-15 | Sanken Electric Co Ltd | 液状不純物源材料及びこれを使用した半導体装置の製造方法 |
| JP2005506705A (ja) * | 2001-10-10 | 2005-03-03 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング | エッチングおよびドーピング複合物質 |
| JP2006310368A (ja) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 太陽電池の製造方法及び太陽電池 |
| JP2006310373A (ja) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 太陽電池の製造方法及び太陽電池並びに半導体装置の製造方法 |
| JP2013026524A (ja) * | 2011-07-22 | 2013-02-04 | Hitachi Chem Co Ltd | ｎ型拡散層形成組成物、ｎ型拡散層の製造方法、太陽電池素子の製造方法、及び太陽電池 |
| CN115573038A (zh) * | 2022-10-13 | 2023-01-06 | 北京化学试剂研究所有限责任公司 | 一种磷扩散源及其制备方法 |
| CN117476446A (zh) * | 2023-12-27 | 2024-01-30 | 芯越微电子材料(嘉兴)有限公司 | 一种磷扩散源及其制备方法和应用 |
-
1995
- 1995-04-07 JP JP8267795A patent/JPH08283100A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002025926A (ja) * | 2000-07-12 | 2002-01-25 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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| JP4837252B2 (ja) * | 2001-10-10 | 2011-12-14 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | エッチングおよびドーピング複合物質 |
| JP2006310368A (ja) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 太陽電池の製造方法及び太陽電池 |
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| CN115573038A (zh) * | 2022-10-13 | 2023-01-06 | 北京化学试剂研究所有限责任公司 | 一种磷扩散源及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020702 |