用于在半导体基底中形成掺杂区域的掺杂剂油墨组合物，以及用于制造掺杂剂油墨组合物的方法技术

提供用于在半导体基底中形成掺杂区域的掺杂剂油墨组合物，以及用于制造掺杂剂油墨组合物的方法。在示例性实施方案中，掺杂剂油墨组合物包含掺杂剂化合物，该掺杂剂化合物包括至少一个连接至13族或15族元素的烷基。此外，该掺杂剂油墨组合物包括含硅化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供用于在半导体基底中形成掺杂区域的掺杂剂油墨组合物，以及用于制造掺杂剂油墨组合物的方法。在示例性实施方案中，掺杂剂油墨组合物包含掺杂剂化合物，该掺杂剂化合物包括至少一个连接至13族或15族元素的烷基。此外，该掺杂剂油墨组合物包括含硅化合物。【专利说明】用于在半导体基底中形成掺杂区域的掺杂剂油墨组合物，以及用于制造掺杂剂油墨组合物的方法
本文件总体上涉及用于在半导体基底中形成掺杂区域的掺杂剂油墨组合物以及用于制造这种油墨组合物的方法，和更具体地涉及具有降低的外扩散(out-diffusion)、改善的室温稳定性和/或可靠的喷墨喷射以及准确的基底图案打印的掺杂剂油墨组合物，以及用于制造这种油墨组合物的方法。
技术介绍
导电性决定型杂质掺杂剂组合物，例如硼硅酸盐和磷硅酸盐，广泛地用于掺杂半导体基底以形成PU结和接触区域。在一些应用中，设计掺杂硅酸盐以执行其它功能，例如用作阻隔区域、绝缘区域等。在例如太阳能电池的应用中，理想的是以具有极细线条或特征的图案掺杂半导体基底。近年来，半导体生产已经使用非接触式打印机，例如喷墨系统，以将掺杂硅酸盐打印到半导体基底上。典型地，将掺杂硅酸盐打印在所需区域中，然后例如通过快速热退火进行热处理，以引起掺杂剂扩散进入所需区域处的半导体基底。但是，在加工期间，掺杂剂可能扩散出所需区域，进入不希望的区域。掺杂剂的这种外扩散可能显著影响所得半导体器件的电学特性，特别是对于具有极细线条或特征的掺杂图案的那些器件而言。具有低外扩散的掺杂剂被认为在高温退火期间仅掺杂打印或涂布的区域，并不污染相邻的未打印区域。如果已知掺杂剂外扩散进入相邻的未打印区域，则需要额外的阻隔图案层来防止外扩散。额外的阻隔图案层可能 显著增加加工复杂性和成本。此外，用于非接触式打印的一些掺杂剂组合物并不是十分室温稳定的，并受到保存期短的困扰。它们可能在其制造和其使用之间需要制冷。因此，这些掺杂剂组合物的物流(logistic)、储存和操作需求可能使得其应用变得麻烦和不经济的。因此，理想的是提供外扩散降低的用于在半导体基底中形成掺杂区域的掺杂剂油墨组合物，以及用于制造这种掺杂剂油墨组合物的方法。另外，理想的是提供在室温下稳定性增加的用于在半导体基底中形成掺杂区域的掺杂剂油墨组合物，以及用于制造这种掺杂剂油墨组合物的方法。此外，根据后续的详细说明和所附权利要求，结合附图和本背景，本专利技术的其它理想的特征和特性将变得显而易见。概要 在此提供用于在半导体基底中形成掺杂区域的掺杂剂油墨组合物，以及用于制造掺杂剂油墨组合物的方法。根据示例性实施方案，掺杂剂油墨组合物包含由掺杂剂化合物和含硅化合物形成的掺杂剂-硅酸盐载体。该掺杂剂化合物包括至少一个连接至13族(现代IUPAC标记法,先前III族)元素或15族(现代IUPAC标记法,先前V族)元素的烷基。此外，该掺杂剂化合物和该含硅化合物经由硅-氧-掺杂剂离子键结合在一起。该掺杂剂油墨组合物还包括至少一种溶剂。根据另一个示例性实施方案，掺杂剂油墨组合物包含掺杂剂化合物，该掺杂剂化合物包括至少一个连接至15族元素的烷基。该掺杂剂油墨组合物还包括含娃化合物。另一个示例性实施方案提供用于制造掺杂剂油墨组合物的方法，该掺杂剂油墨组合物用于在半导体基底中形成掺杂区域。在该方法中，提供包括至少一个连接至13族元素或15族元素的烷基的掺杂剂化合物。还提供含硅化合物。该方法包括使掺杂剂化合物和含硅化合物混合，以及形成包括硅-氧-掺杂剂离子键的掺杂剂-硅酸盐载体。附图简述 将在下文中结合以下附图描述示例性实施方案，其中相同数字表示相同元件，以及其中: 图1为用于掺杂剂油墨组合物的示例性实施方案的P-型掺杂剂化合物的一般分子结构的说明； 图2为用作示例性P-型掺杂剂化合物的硼酸三辛基酯的分子结构的说明； 图3为用于掺杂剂油墨组合物的示例性实施方案的η-型掺杂剂化合物的一般分子结构的说明； 图4为用作示例性η-型掺杂剂化合物的二(2-乙基己基)磷酸酯的分子结构的说明； 图5为用于掺杂剂油墨组合物的示例性实施方案的含硅化合物的一般分子结构的说明；` 图6为根据示例性实施方案的用于制造掺杂剂油墨组合物的方法的流程图； 图7为根据示例性实施方案的P-型掺杂剂-硅酸盐的分子结构的说明； 图8为根据示例性实施方案的η-型掺杂剂-硅酸盐的分子结构的说明； 图9为根据示例性实施方案的用于利用掺杂剂油墨组合物在半导体基底中形成掺杂区域的方法的流程图； 图10为根据示例性实施方案的连接至半导体基底的P-型掺杂剂-硅酸盐的说明；和 图11为根据示例性实施方案的连接至半导体基底的η-型掺杂剂-硅酸盐的说明。详细说明 以下详细说明本质上仅是示例性的，并不意图限制描述的掺杂剂油墨组合物、用于制造该组合物的方法，或该组合物的应用和用途。此外，并不意图受先前背景或以下详细说明中给出的任何理论所束缚。在此预期用于在半导体基底中形成掺杂区域的掺杂剂油墨组合物，以及用于制造这种掺杂剂油墨组合物的方法。在打印到半导体基底上之后，该掺杂剂油墨组合物阻止外扩散。特别地，由于使用的掺杂剂化合物的独特分子结构，在此的掺杂剂油墨组合物防止外扩散。功能上，该掺杂剂化合物的结构引起直接连接到用于成膜的选择性低聚物/聚合物。此外，在此的掺杂剂油墨组合物是非水性的，在室温下稳定至少两周，掺杂或加工可靠性没有变化。如在此使用的，当油墨组合物的物理和加工性能在室温下至少两周无变化时，该油墨组合物在室温下“稳定”至少两周。此外，在此的油墨组合物经得起使用多种用于调节其掺杂性能和加工窗口的溶剂和添加剂。由于其独特的组分，用于制造该油墨组合物的非水性方法不依赖于复杂的合成方法并且价格较低。在示例性实施方案中，掺杂剂油墨组合物包括掺杂剂化合物，该掺杂剂化合物取决于所需掺杂，含有至少一个连接至13族元素或15族元素的烷基。例如，当需要ρ-型掺杂时，掺杂剂化合物可以选自13族元素(硼，铝，镓，铟，铊)的烷基化合物，或当需要η-型掺杂时，掺杂剂化合物可以选自15族元素(氮,磷,砷,铺,秘和ununpentium)的烷基化合物。优选，13族元素为硼，对于P-型掺杂而言，使用硼酸烷基酯。对于η-型掺杂，15族元素优选为磷，掺杂剂化合物为磷酸烷基酯。在任一种种情况下，磷-硅酸盐玻璃(PSG)或硼-硅酸盐玻璃(BSG中的掺杂剂元素含量为约2至约15%，优选为约7至约10%，以组合物质量计。图1说明示例性硼酸烷基酯的一般分子结构。硼酸烷基酯包括硼酸根离子(borate ion ) (BO3)，和至少一个烃基(R)。如图1所示，优选的硼酸烷基酯具有(R1O)B (OR2) (0R3)的分子式，其中R1、R2和R3的每一个为氢或具有I至20个碳原子的烃基。优选，R1, R2和R3的每一个为具有4至8个碳原子的烃基。示例性硼酸烷基酯，硼酸三辛基酯在图2中说明，具有式(C8H17O)3B0图3描述磷酸烷基酯的一般分子结构。如所示，磷酸烷基酯包括磷酸根离子(phosphate ion) (PO4)和至少一个烃基(R)。磷酸烷基酯具有(R1O) (R2O)P(O) (0R3)的分子式，其中R1A2和R3的每一个为氢或具有I至20个碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
掺杂剂油墨组合物，包含：由掺杂剂化合物和含硅化合物形成的掺杂剂‑硅酸盐载体，其中所述掺杂剂化合物包含至少一个连接至13族元素或15族元素的烷基，和其中所述掺杂剂化合物和所述含硅化合物通过硅‑氧‑掺杂剂离子键连接在一起；和至少一种溶剂。

【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：周理古，RA斯皮尔，RYK梁，樊文亚，HX徐，LM梅廷，AS布哈纳普，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US