[发明专利]膜形成组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种在半导体制造流程中，于基板内扩散杂质时的保护膜的组合物。更详细而言，本发明涉及一种保护效果高，且杂质扩散后可以容易地从基板上剥离、除去的保护膜的组合物。

背景技术

在半导体制造流程中的杂质扩散工序，首先是使用光刻技术来进行保护膜的图案形成工序，接着，将所述保护膜作为掩膜，通过热扩散或离子注入，而进行在基板上选择性扩散目标杂质的工序(掺杂)。

具体而言，例如在整个面上覆盖着氧化膜的硅基板的表面上涂敷光阻剂。接着，使用光刻技术来使光阻膜曝光、显像，从而选择性地除去光阻膜。其后，通过蚀刻，将已除去了光阻膜的部分的氧化膜除去，使硅基板露出。通过蒸镀等方式，将所扩散的杂质供给到硅基板上，使杂质堆积。除去剩余的光阻剂，从而制造半导体元件。

在所述工序中，通过使价电子为5个的磷等杂质在已除去了光阻膜、氧化膜的硅基板上进行扩散，而使剩余的1个电子成为自由电子，从而使已扩散了杂质的硅基板的部分，实现半导体的作用。因此，必须利用保护膜保护未扩散杂质的部分，以使杂质不会扩散。在上述中，所述保护膜的作用是由氧化硅膜实现的。

另外，太阳能电池是由p型半导体与n型半导体相接合(pn接合)而构成，所述半导体接触光线时，可以产生电子(-)和空穴(+)的组合。所产生的电子和空穴可以蓄积于接合的两侧。入射到太阳能电池上的光线会产生电流和电压，而由光线所产生的电流和电压可作为电力使用。

在这种太阳能电池的一个表面上，例如制造p型半导体时，扩散价电子为3个的杂质。此时，必须利用保护膜保护另一个表面，以使杂质不会扩散到另一个表面。

作为这种保护膜，例如揭示了由含有钛、氧化钛和玻璃中的至少一种的防扩散剂所构成的保护膜(参照专利文献1)。

[专利文献1]日本专利特开2003-158277号公报

发明内容

然而，保护膜必须在杂质扩散工序后加以剥离。但是，使用氧化钛作为保护膜时，扩散后难以将保护膜剥离。另外，氧化硅膜虽然在扩散后可以容易地剥离，但是与氧化钛相比，存在杂质的保护效果较低的问题。

而且，为了使用氧化硅膜来获得高保护效果，必须使焙烧温度达到高温，或是增加保护膜的厚度。但是，使焙烧温度达到高温时，会受到制造设备的限制，并作为基板的硅晶片会有劣化之虞。另外，增加保护膜的厚度时，保护膜用涂敷液会随时间变化而产生问题。

本发明是鉴于所述课题开发而成的，其目的在于提供一种在杂质扩散后易于剥离的二氧化硅类保护膜，其具有更高的保护效果。

本发明者为了解决所述课题，着眼于必须提高二氧化硅类保护膜的杂质扩散的保护效果，反复进行潜心研究。结果发现：通过将含有可以与进行杂质扩散时的扩散源共价结合而使价电子达到8个的元素的化合物，添加到保护膜中，可以解决所述课题，从而完成了本发明。更具体而言，本发明如下所述。

(1)一种膜形成组合物，其是在向硅晶片中扩散杂质时，构成用以部分防止所述杂质扩散的保护膜的膜形成组合物，其含有硅氧烷聚合化合物及含保护元素的化合物，所述保护元素与所述成为杂质扩散源的元素共价结合而使价电子达到8个，含所述保护元素的化合物在所述膜形成组合物中的浓度为5质量ppm以上2质量百分比以下。

根据本发明，在构成保护膜的膜形成组合物中含有含保护元素的化合物，所述保护元素与所述成为杂质扩散源的元素共价结合而使价电子达到8个。因此，因保护膜中所含有的保护元素与扩散源共价结合而形成稳定的键，所以扩散源被捕获在保护膜中，或者即便扩散源扩散到硅晶片中，也会因为同时扩散保护元素，而使正负电互相抵消，从而可以有效地进行保护，防止其受到扩散源的影响。

另外，在本发明的膜形成组合物中含有高分子硅化合物。因此，与使用氧化钛作为膜形成组合物时相比，易于剥离，并且可以容易地进行制造。

(2)如(1)所述的膜形成组合物，所述保护元素是镓和铝中的至少一种。

根据此方案，因为镓和铝是3价元素，所以可以有效地保护5价元素磷的扩散。

(3)如(1)所述的膜形成组合物，所述保护元素是选自磷、钽、铌、砷和锑中的一种以上。

根据此方案，因为作为保护元素的磷、钽、铌、砷和锑是5价元素，所以可以有效地保护3价元素硼的扩散。

(4)如(1)至(3)中任一项所述的膜形成组合物，含所述保护元素的化合物是含有所述保护元素的盐或烷氧化物。

根据此方案，因为含保护元素的化合物是盐或烷氧化物，所以容易溶解在保护膜中，可以均匀地进行处理。