杂质扩散组合物及半导体元件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种杂质扩散组合物，其含有(A)通式(1)表示的聚硅氧烷、和(B)杂质扩散成分。(式中，R1表示碳原子数为6～15的芳基，多个R1可以分别相同或不同。R2表示羟基、碳原子数为1～6的烷基、碳原子数为1～6的烷氧基、碳原子数为2～10的链烯基、碳原子数为2～6的酰基、碳原子数为6～15的芳基中的任一种，多个R2可以分别相同或不同。R3及R4表示羟基、碳原子数为1～6的烷基、碳原子数为1～6的烷氧基、碳原子数为2～10的链烯基、碳原子数为2～6的酰基中的任一种，多个R3及R4可以分别相同或不同。n:m＝95:5～25:75。)。所述杂质扩散组合物对半导体衬底具有优异的印刷性、杂质扩散性，且烧成、扩散工序中不易产生裂纹，烧成后形成对于其他杂质扩散剂具有充分的掩蔽性的烧成膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于使杂质在半导体衬底中扩散的杂质扩散组合物、及半导体元件的 制造方法。
技术介绍
目前，太阳能电池的制造中，在半导体衬底中形成η型或p型的杂质扩散层时，一 直采用在衬底上形成扩散源后通过热扩散使杂质在半导体衬底中扩散的方法。扩散源通过 CVD法、液态的杂质扩散组合物的溶液涂布法形成。例如，使用液态的杂质扩散组合物时，首 先在半导体衬底表面上形成热氧化膜，继而利用光刻法在热氧化膜上层合具有规定的图案 的抗蚀剂。接着，将该抗蚀剂作为掩模，利用酸或碱对未被抗蚀剂掩蔽的热氧化膜部分进行 蚀刻，剥离抗蚀剂，形成由热氧化膜构成的掩模。接着，涂布η型或ρ型的扩散组合物，使扩 散组合物附着于掩模开口的部分。之后，于600~1250°C使组合物中的杂质成分在半导体 衬底中热扩散，从而形成η型或ρ型的杂质扩散层。 现有技术文献 专利文献 关于这类太阳能电池的制造，近年来一直在研究不使用以往的光刻技术，而是简 易地通过印刷方式等实施杂质扩散层区域的图案形成，以低成本制造太阳能电池（例如， 参见专利文献1)。由于在印刷方式中不使用抗蚀剂，而是直接选择性地将扩散剂排出至掺 杂层形成区域进行图案化，因此，与以往的光刻法相比，不需要复杂的工序，也可以减少使 用液量。 作为适合印刷方式的杂质扩散剂的构成成分，已知使用聚硅氧烷（例如，参见专 利文献2~3)。 专利文献1 :日本特表2003-168810号公报 专利文献2 :日本特表2002-539615号公报 专利文献3 :日本特开2012-114298号公报
技术实现思路
但是，以往的杂质扩散剂有耐裂纹性低的问题。虽然有改善了用于喷墨的薄膜的 耐裂纹性的报道，但存在通过利用更低成本的丝网印刷等进行厚膜化时膜中产生裂纹的问 题。另外，专利技术人就使用η型杂质扩散层实施η型杂质的扩散之后，将扩散后的η型杂 质扩散层作为用于Ρ型杂质扩散的掩模使用的技术进行了研究。但是，发现由于以往的η 型杂质扩散层是薄膜或多孔质的，因此，对于其他的杂质扩散剂而言掩蔽性不充分。 在用于丝网印刷时，一般通过添加增稠剂来调整粘度，但增稠剂的热分解导致产 生空隙，从而形成多孔质膜，不仅掩蔽性下降，而且还有容易受到杂质扩散时的气氛气体的 影响的问题。 本专利技术是基于上述情况完成的，其目的在于提供一种杂质扩散组合物，其对半导 体衬底具有优异的印刷性、杂质扩散性，并且在扩散工序中不易产生裂纹，不易受到扩散时 的气氛的影响。另外，本专利技术的目的还在于提供一种杂质扩散组合物，其形成的膜在扩散后 对于其他的杂质扩散剂具有充分的掩蔽性。 为解决上述课题，本专利技术的杂质扩散组合物具有以下构成。即，一种杂质扩散组合 物，其特征在于，含有（A)通式（1)表示的聚硅氧烷、和（B)杂质扩散成分。 式中，R1表示碳原子数为6~15的芳基，多个R 1可以分别相同或不同。R2表示羟 基、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、碳原子数为1~6的酰氧基、碳 原子数为2~10的链烯基、碳原子数为6~15的芳基中的任一种，多个R2可以分别相同 或不同。R3及R4表示羟基、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、碳原子 数为1~6的酰氧基、碳原子数为2~10的链烯基中的任一种，多个R3及R4可以分别相同 或不同。n : m = 95 : 5 ~25 : 75。 另外，本专利技术的半导体元件的制造方法具有以下构成。SP，一种半导体元件的制造 方法，其包括下述工序：在半导体衬底上印刷上述杂质扩散组合物从而形成杂质扩散层膜 的工序；和使杂质从所述杂质扩散层膜扩散来形成杂质扩散层的工序。 对于本专利技术的杂质扩散组合物而言，优选的是，R2及R4表示羟基、碳原子数为1~ 6的烷氧基、碳原子数为1~6的酰氧基中的任一种，R3为碳原子数为1~4的烷基或碳原 子数为2~4的链烯基。 对于本专利技术的杂质扩散组合物而言，优选的是，n : m = 80 : 20~40 : 60。 对于本专利技术的杂质扩散组合物而言，上述（A)聚硅氧烷的20%热分解温度优选为 550°C以上。 对于本专利技术的杂质扩散组合物而言，优选还含有相对于上述组合物为3重量％以 上且20重量％以下的（C)增稠剂。 对于本专利技术的杂质扩散组合物而言，其优选为了在半导体衬底上形成扩散层而通 过印刷被涂布于衬底上。 对于本专利技术的杂质扩散组合物而言，上述印刷优选为丝网印刷。 另外，对于本专利技术的半导体元件的制造方法而言，上述杂质扩散组合物膜优选为 杂质扩散组合物图案。 对于本专利技术的半导体元件的制造方法而言，上述印刷优选为丝网印刷。 根据本专利技术，可以提供一种杂质扩散组合物，其对衬底的印刷性、杂质扩散性优 异，并且，在烧成、扩散工序中不易产生裂纹，不易受到扩散时的气氛的影响。另外，本专利技术 的杂质扩散组合物可以用作其他的杂质扩散剂的掩模材料。【附图说明】 图1是表示使用了本专利技术的杂质扩散组合物的杂质扩散层的形成方法的一个例 子的工序剖面图。 图2是表示使用了本专利技术的杂质扩散组合物的背面接合型太阳能电池的制作方 法的一个例子的工序剖面图。 图3是表示使用了本专利技术的杂质扩散组合物的杂质扩散层的形成方法的另外一 例的工序剖面图。 图4是本专利技术的杂质扩散组合物的涂布中所使用的条纹涂布装置的简图。 图5是本专利技术的杂质扩散组合物的涂布中所使用的条纹涂布装置的剖面图。 图6是表示使用了本专利技术的杂质扩散组合物的杂质扩散层的形成方法的另外一 例的工序剖面图。 图7是表示使用了本专利技术的杂质扩散组合物的杂质扩散层的形成方法的另外一 例的工序剖面图。【具体实施方式】 本专利技术的杂质扩散组合物含有（A)通式（1)表示的聚硅氧烷、和（B)杂质扩散成 分。以下，对本专利技术的杂质扩散组合物中含有的各成分进行详细叙述。 ⑷通式（1)表示的聚硅氧烷 式中，R1表示碳原子数为6~15的芳基，多个R1可以分别相同或不同。R 2表示羟 基、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、碳原子数为1~6的酰氧基、碳 原子数为2~10的链烯基、碳原子数为6~15的芳基中的任一种，多个R2可以分别相同 或不同。R3及R4表示羟基、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、碳原子 数为1~6的酰氧基、碳原子数为2~10的链烯基中的任一种，多个R3及R4可以分别相同 或不同。n : m = 95 : 5 ~25 : 75。 即，通式（1)表示的聚硅氧烷中，含有碳原子数为6~15的芳基的单元以Si原子 换算为25~95摩尔％。另外，末端基团为氢、羟基、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为 1~6的烷氧基、碳原子数为1~6的酰氧基、碳原子数为2~10的链烯基中的任一种。 所谓本专利技术的碳原子数，表示包括了该基团中进一步取代的基团在内的合计碳原 子数。例如，被甲氧基所取代的丁基的碳原子数为5。需要说明的是，就通式（1)表示的聚 硅氧烷而言，只要以上述规定的比率含有各构成成分即可，可以是嵌段共聚物，也可以是无 规共聚物。 通过使聚硅氧烷中含有以Si原子换算为25摩尔％以上的含有碳原子数为6~ 15的芳基的单元，聚硅氧烷骨架之间的交联密度不会变得过高，即使膜厚度较厚裂纹也会 被进一步抑制。由此，烧成、热扩散工序中不容易产生裂纹，因此，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种杂质扩散组合物，其含有(A)通式(1)表示的聚硅氧烷、和(B)杂质扩散成分，式中，R1表示碳原子数为6～15的芳基，多个R1可以分别相同或不同；R2表示羟基、碳原子数为1～6的烷基、碳原子数为1～6的烷氧基、碳原子数为1～6的酰氧基、碳原子数为2～10的链烯基、碳原子数为6～15的芳基中的任一种，多个R2可以分别相同或不同；R3及R4表示羟基、碳原子数为1～6的烷基、碳原子数为1～6的烷氧基、碳原子数为1～6的酰氧基、碳原子数为2～10的链烯基中的任一种，多个R3及R4可以分别相同或不同；n:m＝95:5～25:75。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：稻叶智雄，村濑清一郎，清水浩二，旦浩一，诹访充史，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP