半导体衬底的制造方法技术

本发明专利技术提供一种半导体衬底的制造方法，其是将包含杂质扩散成分的扩散剂组合物涂布在半导体衬底上，然后对形成的涂布膜进行加热从而使杂质扩散成分扩散至半导体衬底中，所述半导体衬底的制造方法通过扩散剂组合物的纳米级膜厚的涂布和短时间的热处理，能够使杂质扩散成分良好地扩散至半导体衬底中。本发明专利技术的解决手段为：在使用包含杂质扩散成分(A)、和具有异氰酸酯基的规定结构的Si化合物(B)的组合物作为扩散剂组合物的情况下，将扩散剂组合物以30nm以下的膜厚涂布在半导体衬底上，并且利用规定方法对扩散剂组合物的涂布膜进行短时间加热。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体衬底的制造方法，所述半导体衬底的制造方法是将包含杂质扩散成分的扩散剂组合物涂布在半导体衬底上，然后使杂质扩散成分从由扩散剂组合物形成的涂布膜扩散至半导体衬底中。
技术介绍
用于晶体管、二极管、太阳能电池等半导体元件的半导体衬底是使磷、硼等杂质扩散成分扩散至半导体衬底中而制造的。作为上述半导体衬底的制造方法，例如已知有下述方法：将包含有机磷化合物那样的杂质扩散成分、增稠用聚合物、有机溶剂和水的扩散剂组合物涂布在半导体衬底上，然后在高于1000℃的温度下，进行例如10小时那样的长时间加热，使杂质扩散成分扩散至半导体衬底中(参见专利文献1)。专利文献1：日本特开2005－347306号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，在专利文献1中记载的方法中，为了使杂质扩散成分扩散，进行了10小时那样长时间的加热处理，因此，在半导体衬底的生产率方面存在问题。因此，需要即使在短时间加热处理的情况下也能够使杂质扩散成分良好地扩散至半导体衬底中的半导体衬底的制造方法。另外，对半导体衬底而言，有在其表面具有三维立体结构的情况。作为三维立体结构，例如可举出用于形成被称为Fin－FET的多
栅极(multi-gate)元件的立体结构那样的纳米级三维结构，所述多栅极元件具有复数个源级的鳍片(fin)、复数个漏极的鳍片和与这些鳍片正交的栅极。在上述情况下，为了使杂质扩散成分从扩散剂组合物的涂布膜向半导体衬底表面均匀扩散，期望在立体结构的凹部的侧壁表面等也形成均匀膜厚的涂布膜。因此，需要将扩散剂组合物以纳米级膜厚均匀涂布于衬底的整个表面，使杂质扩散成分从形成的薄涂布膜良好地扩散。但是，对于如专利文献1所公开的那样包含增稠用聚合物的扩散剂组合物而言，将扩散剂组合物以纳米级的膜厚均匀涂布于半导体衬底的表面是困难的。本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其目的是提供下述半导体衬底的制造方法，所述半导体衬底的制造方法中，将包含杂质扩散成分的扩散剂组合物涂布在半导体衬底上，然后对形成的涂布膜进行加热从而使杂质扩散成分扩散至半导体衬底中，所述半导体衬底的制造方法通过扩散剂组合物的纳米级膜厚的涂布和短时间的热处理，能够使杂质扩散成分良好地扩散至半导体衬底中。用于解决课题的手段本申请的专利技术人发现，通过在使用包含杂质扩散成分(A)、和具有异氰酸酯基的规定结构的Si化合物(B)的组合物作为扩散剂组合物的情况下，将扩散剂组合物以30nm以下的膜厚涂布在半导体衬底上，并且利用规定方法对扩散剂组合物的涂布膜进行短时间加热，从而能够使杂质扩散成分从涂布膜良好地扩散至半导体衬底，从而完成了本专利技术。具体而言，本专利技术涉及半导体衬底的制造方法，其包括下述工序：涂布工序，在半导体衬底上涂布扩散剂组合物，形成膜厚为30nm以下的涂布膜；和扩散工序，使扩散剂组合物中的杂质扩散成分(A)扩散至半导
体衬底中，扩散剂组合物包含杂质扩散成分(A)、和下式(1)表示的Si化合物(B)，杂质扩散成分(A)的扩散通过选自由灯退火法(lamp annealing method)、激光退火法(laser annealing method)、及微波照射法组成的组中的一种以上的方法进行。R4－nSi(NCO)n···(1)(式(1)中，R为烃基，n为整数3或4。)专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种半导体衬底的制造方法，其中，将包含杂质扩散成分的扩散剂组合物涂布在半导体衬底上，然后对形成的涂布膜进行加热从而使杂质扩散成分扩散至半导体衬底中，所述半导体衬底的制造方法通过扩散剂组合物的纳米级膜厚的涂布和短时间的热处理，能够使杂质扩散成分良好地扩散至半导体衬底中。具体实施方式本专利技术的半导体衬底的制造方法包括：涂布工序，在半导体衬底上涂布扩散剂组合物，形成膜厚为30nm以下的涂布膜；和扩散工序，使扩散剂组合物中的杂质扩散成分(A)扩散至半导体衬底中。扩散剂组合物包含杂质扩散成分(A)、和下式(1)表示的Si化合物(B)。R4－nSi(NCO)n···(1)(式(1)中，R为烃基，n为整数3或4。)以下，依次对涂布工序及扩散工序进行说明。《涂布工序》在涂布工序中，在半导体衬底上涂布扩散剂组合物，从而形成膜厚为30nm以下的涂布膜。以下，针对涂布工序，按照扩散剂组合物、半导体衬底、涂布方法的顺序进行说明。＜扩散剂组合物＞作为扩散剂组合物，包含杂质扩散成分(A)、和下式(1)表示的Si化合物(B)。在本说明书中，将Si化合物(B)也记为水解性硅烷化合物(B)。以下，对扩散剂组合物包含的必需或任选成分、和扩散剂组合物的制备方法进行说明。〔杂质扩散成分(A)〕杂质扩散成分(A)只要是一直以来用于向半导体衬底中掺杂的成分即可，没有特别限定，既可以为n型掺杂剂，也可以为p型掺杂剂。作为n型掺杂剂，可举出磷、砷及锑等单质，以及包含这些元素的化合物。作为p型掺杂剂，可举出硼、镓、铟及铝等单质，以及包含这些元素的化合物。作为杂质扩散成分(A)，从获得的容易性、操作容易的方面考虑，优选为磷化合物、硼化合物或砷化合物。作为优选的磷化合物，可举出磷酸、亚磷酸、次磷酸、多聚磷酸、及五氧化二磷、亚磷酸酯类、磷酸酯类、亚磷酸三(三烷基甲硅烷基)酯、及磷酸三(三烷基甲硅烷基)酯等。作为优选的硼化合物，可举出硼酸、偏硼酸(metaboric acid)、亚硼酸(boronic acid)、过硼酸、连二硼酸(hypoboric acid)、及三氧化二硼、硼酸三烷基酯。作为优选的砷化合物，可举出砷酸、及砷酸三烷基酯。作为磷化合物，优选为亚磷酸酯类、磷酸酯类、亚磷酸三(三烷基甲硅烷基)酯、及磷酸三(三烷基甲硅烷基)酯，上述化合物中，优选为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、亚磷酸三甲酯、亚磷酸三乙酯、磷酸三(三甲氧基甲硅烷基)酯、及亚磷酸三(三甲氧基甲硅烷基)酯，更优选为磷酸三甲酯、亚磷酸三甲酯、及磷酸三(三甲基甲硅烷基)酯，特别优选为磷酸三甲酯。作为硼化合物，优选为三甲基硼、三乙基硼、硼酸三甲酯及硼酸三乙酯。作为砷化合物，优选为砷酸、三乙氧基砷及三正丁氧基砷。扩散剂组合物中的杂质扩散成分(A)的含量没有特别限定。对于扩散剂组合物中的杂质扩散成分(A)的含量而言，杂质扩散成分
(A)中包含的、磷、砷、锑、硼、镓、铟及铝等在半导体衬底中发挥作为掺杂剂的作用的元素的量(摩尔)，优选是成为水解性硅烷化合物(B)中包含的Si的摩尔数的0.01～5倍的量，更优选是成为0.05～3倍的量。〔水解性硅烷化合物(B)〕扩散剂组合物含有水解性硅烷化合物(B)。水解性硅烷化合物(B)为下式(1)表示的化合物。R4－nSi(NCO)n···(1)(式(1)中，R为烃基，n为整数3或4。)因此，如果将扩散剂组合物涂布于半导体衬底而形成薄膜，则水解性硅烷化合物发生水解缩合，在涂布膜内形成硅氧化物系的超薄膜。在涂布膜内形成硅氧化物系的超薄膜时，可抑制上述杂质扩散成分(A)向衬底外的外部扩散，即使由扩散剂组合物形成的膜为薄膜，也可使杂质扩散成分(A)良好且均匀地扩散至半导体衬底中。式(1)中的作为R的烃基在不阻碍本专利技术的目的的范围内没有特别限定。作为R，优选碳原子数为1～12的脂肪族烃基、碳原子数为1～12的芳香族烃基、碳原子数为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体衬底的制造方法，其包括下述工序：涂布工序，在半导体衬底上涂布扩散剂组合物，形成膜厚为30nm以下的涂布膜；和扩散工序，使所述扩散剂组合物中的杂质扩散成分(A)扩散至所述半导体衬底中，所述扩散剂组合物包含所述杂质扩散成分(A)和下式(1)表示的Si化合物(B)，所述杂质扩散成分(A)的扩散通过选自由灯退火法、激光退火法、及微波照射法组成的组中的一种以上的方法进行，R4－nSi(NCO)n···(1)式(1)中，R为烃基，n为整数3或4。

【技术特征摘要】
2015.04.03 JP 2015-076884;2016.03.09 JP 2016-046021.一种半导体衬底的制造方法，其包括下述工序：涂布工序，在半导体衬底上涂布扩散剂组合物，形成膜厚为30nm以下的涂布膜；和扩散工序，使所述扩散剂组合物中的杂质扩散成分(A)扩散至所述半导体衬底中，所述扩散剂组合物包含所...

【专利技术属性】
技术研发人员：泽田佳宏，
申请(专利权)人：东京应化工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP