Composición filmógena y método de difusión.

Composición filmógena para constituir una película de difusión proporcionada para difundir un elemento dopanteen una oblea de silicio,

comprendiendo la composición filmógena: (A) un compuesto de silicio polimérico; (B) unóxido del elemento dopante, o una sal inorgánica o una sal orgánica que incluye el elemento dopante; y (C) unporógeno,

en donde el contenido del componente (C) en la composición filmógena con respecto al peso total de lacomposición filmógena está entre el 2 y el 20 % en peso, caracterizada porque

el componente (C) es un agente reductor para reducir el componente (B).

Composición filmógena y método de difusión

Campo técnico [0001] La presente invención se refiere a una composición filmógena usada en la difusión de un dopante utilizado cuando se produce un semiconductor con dopante.

Antecedentes de la técnica [0002] Las técnicas de producción de semiconductores son técnicas indispensables en la producción de piezas electrónicas, tales como circuitos integrados, y en la actualidad están jugando un papel importante en la industria de los componentes electrónicos. En el proceso de producción de semiconductores, un dopante se dopa en un semiconductor intrínseco, tal como silicio o germanio, mediante lo cual se producen semiconductores con dopante, tales como semiconductores de tipo P que tienen un hueco positivo, o semiconductores de tipo N que tienen un electrón libre. Aunque estos semiconductores con dopante no conducen en general la corriente eléctrica, se pueden cambiar fácilmente para conducir corriente eléctrica mediante la aplicación de un cierto voltaje puesto que se requiere solamente una pequeña cantidad de energía para excitar el electrón desde la banda de valencia a la banda de conducción.

El elemento dopante que se puede usar en el dopaje en un sustrato de silicio es un elemento del grupo 13, tal como boro o galio en el caso de semiconductores de tipo P, o un elemento del grupo 15 tal como fósforo, arsénico o antimonio en el caso de semiconductores de tipo N. Como método para la difusión de un dopante, se ha desarrollado una variedad de métodos de difusión, y los métodos conocidos incluyen un método de difusión gaseosa, un método de difusión sólida, un método de difusión por recubrimiento, y similares.

Por ejemplo, el documento de patente 1 da a conocer un método para difundir un dopante por medio del método de difusión sólida, y una película dopante usada en el método.

Por contraposición, en el método de difusión por recubrimiento, una solución de recubrimiento que contiene un dopante se usa para aplicar un recubrimiento sobre un sustrato de semiconductor, y el disolvente se volatiliza para formar una capa fuente de difusión de dopante, seguido por un tratamiento de difusión térmica para permitir que el elemento dopante se difunda en el sustrato semiconductor. Este método es ventajoso en la medida en la que se puede formar una región dopante mediante una manipulación comparativamente sencilla sin usar un aparato caro.

Al mismo tiempo, en la formación de una película aislante, una película de aplanamiento o una película protectora sobre un sustrato semiconductor, se ha usado una solución de recubrimiento para formar una película de recubrimiento basada en sílice. Esta solución de recubrimiento para formar una película de recubrimiento basada en sílice contiene un hidrolizado tal, por ejemplo, alcoxisilano, y de este modo se puede formar una película de recubrimiento que incluye dióxido de silicio como componente principal, mediante el recubrimiento de la solución sobre un sustrato semiconductor, y a continuación con calentamiento (por ejemplo, véase el documento de patente 2) .

Documento de patente 1: patente japonesa n.º 2639591

Documento de patente 2: solicitud de patente japonesa publicada n.º H9-183948 A

En el documento US4793862 A se dan a conocer composiciones filmógenas para constituir una película de difusión proporcionada para difundir un elemento dopante en una oblea de silicio y métodos para difundir un elemento dopante en una oblea de silicio.

Exposición de la invención [0008] La presente invención se define por medio de las reivindicaciones 1 y 8.

Problemas a los que da solución la invención [0009] No obstante, debido a que la película dopante descrita en el documento de patente 1 no contiene silicio, no se puede lograr un objetivo tal como la prevención de la contaminación de otro contaminante mediante la formación de una película de recubrimiento basada en sílice de forma concomitante con la difusión del dopante. Adicionalmente, puesto que la difusión del dopante que usa una película dopante, descrita en el documento de patente 1, se lleva a cabo mediante un método de difusión sólida, se requiere un aparato caro, lo cual deriva en desventajas en la medida en la que el método no es adecuado para la producción a gran escala. Por otra parte, aún cuando en la solución de recubrimiento para formar una película de recubrimiento basada en sílice, descrita en el documento de patente 2, se incluye además óxido de boro o similares, no se puede lograr una difusión suficiente del dopante. Por lo tanto, no se puede proporcionar el valor deseado de resistencia.

La presente invención se llevó a cabo considerando los problemas anteriores, y es un objetivo de la invención proporcionar una composición filmógena para su uso en un método de difusión por recubrimiento, con capacidad de difundir un dopante con una concentración mayor, y con capacidad además de formar de manera concomitante una película de recubrimiento basada en sílice.

Medios para dar solución a los problemas [0011] Los presentes inventores observaron que usando una composición pelicular que contiene un compuesto de silicio polimérico, un óxido de un elemento dopante o una sal que incluye el elemento dopante, y porógeno, el dopante se puede difundir en una oblea de silicio con una concentración elevada, y puede formar de manera concomitante una película de recubrimiento basada en sílice. Por consiguiente, se ha completado la presente invención.

Específicamente, la presente invención proporciona lo siguiente.

Un aspecto de la presente invención proporciona una composición filmógena según la reivindicación 1.

Efectos de la invención [0014] La composición filmógena de la presente invención se puede usar en un método de difusión por recubrimiento, tiene la capacidad de difundir un elemento dopante con una concentración mayor en una oblea de silicio, y tiene la capacidad además de formar una película de recubrimiento basada en sílice, que puede servir como película protectora, de manera concomitante con la difusión del dopante. Consecuentemente, se hace posible una difusión más eficaz del elemento dopante al mismo tiempo que se elimina la contaminación de un contaminante durante la difusión de un dopante.

Modo preferido para llevar a cabo la invención [0015] En lo sucesivo, en la presente, se explicarán detalladamente modalidades para llevar a cabo la presente invención.

Composición filmógena [0016] La composición filmógena según esta realización es una composición filmógena que contiene: (A) un compuesto de silicio polimérico; (B) un óxido de un elemento dopante, o una sal que incluye el elemento dopante; (C) porógeno; y

(D) un disolvente con capacidad de disolver el compuesto de silicio polimérico. (A) Compuesto de Silicio Polimérico [0017] El compuesto de silicio polimérico incluido en la composición filmógena según esta realización no está limitado en particular, y puede ser, por ejemplo, uno o más seleccionados del grupo compuesto por un compuesto polimérico de siloxano que tiene un enlace Si-O en una cadena principal, un compuesto polimérico de carburo de silicio que tiene un enlace Si-C en una cadena principal, un compuesto polimérico de polisilano que tiene un enlace Si-Si en una cadena principal, y un compuesto polimérico de silazano que tiene un enlace Si-N en una cadena principal. Por otra parte, se puede usar cualquier mezcla de estos compuestos. Además, entre los mismos se usa de forma particularmente preferente un compuesto polimérico de siloxano.

Compuesto polimérico de siloxano [0018] Es preferible que el compuesto polimérico de siloxano en calidad de compuesto de silicio polimérico en la composición filmógena según esta realización sea un producto de polimerización por condensación hidrólisis preparado con el uso de por lo menos un tipo de alcoxisilanos representados por la siguiente fórmula (F) como material de partida.

R1n-S i (OR2) 4-n (F)

en donde, R1 representa un átomo de hidrógeno o un grupo orgánico monovalente; R2 representa un grupo orgánico monovalente; y n es un entero de 1 a 3.

En este caso, como grupos orgánicos monovalentes, se pueden ilustrar, por ejemplo, un grupo alquilo, un grupo arilo, un grupo alilo, y un grupo glicidilo. Entre los mismos, los preferidos son un grupo alquilo y un grupo arilo. Es especialmente preferido el grupo alquilo que tiene entre 1 y 5 átomos de carbono, tal como, por ejemplo, un grupo metilo, un grupo etilo, un grupo propilo y un grupo butilo. Además, el grupo alquilo puede ser lineal o ramificado, y puede incluir la sustitución de un átomo de hidrógeno con... [Seguir leyendo]

1. Composición filmógena para constituir una película de difusión proporcionada para difundir un elemento dopante en una oblea de silicio, comprendiendo la composición filmógena: (A) un compuesto de silicio polimérico; (B) un óxido del elemento dopante, o una sal inorgánica o una sal orgánica que incluye el elemento dopante; y (C) un porógeno,

en donde el contenido del componente (C) en la composición filmógena con respecto al peso total de la composición filmógena está entre el 2 y el 20 % en peso, caracterizada porque el componente (C) es un agente reductor para reducir el componente (B) .

2. Composición filmógena según la reivindicación 1, que comprende además (D) un disolvente que puede disolver el compuesto de silicio polimérico,

en donde el compuesto (C) es un compuesto orgánico que tiene un peso molecular medio en masa de entre 300 y 10.000, el cual se puede disolver en el disolvente.

3. Composición filmógena según la reivindicación 1 ó 2, en la que el componente (C) es polialquilenglicol.

4. Composición filmógena según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el componente (C) es polipropilenglicol.

5. Composición filmógena según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el componente (C) tiene un peso molecular medio en masa no menor que 500.

6. Composición filmógena según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el elemento dopante es un elemento del grupo 13 ó un elemento del grupo 15.

7. Composición filmógena según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el elemento dopante es boro

o fósforo.

8. Método para difundir un elemento dopante en una oblea de silicio, comprendiendo el método

(1) formar una película mediante pulverización, sobre una oblea, de una composición filmógena, comprendiendo la composición filmógena: (A) un compuesto de silicio polimérico; (B) un óxido del elemento dopante, o una sal inorgánica o una sal de ácido orgánico que incluye el elemento dopante; y (C) un porógeno,

en donde el contenido del componente (C) en la composición filmógena con respecto al peso total de la composición filmógena está entre el 2 y el 20 % en peso, y

(2) realizar un tratamiento de difusión térmica del elemento dopante, caracterizado porque el componente (C) es un agente reductor para reducir el componente (B) .

9. Método según la reivindicación 8, en el que el tratamiento de difusión térmica se realiza a una temperatura de entre 600 ºC y 1.200 ºC.