半導體基板的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種半導體基板的制造方法，其利用使用擴散劑組合物形成的薄膜而 使雜質擴散成分擴散至半導體基板，所述擴散劑組合物含有雜質擴散成分和可通過水解生 成娃醇基的Si化合物。
【背景技術】
[0002] 晶體管、二極管、太陽能電池等半導體元件中使用的半導體基板是使憐、棚等雜質 擴散成分擴散至半導體基板而制造的。關于運樣的半導體基板，在制造 Fin - FET、納米線 EFT(十y 7 ^節一 FET)等多柵元件用的半導體基板時，例如，有時對在其表面具有存在納 米級的微小空隙的3維結構的半導體基板進行雜質的擴散。
[0003] 其中，作為使雜質擴散成分擴散至半導體基板的方法，已知例如離子注入法（例 如參照專利文獻1)、CVD法（例如參照專利文獻2)。在離子注入法中，經過離子化的雜質 擴散成分陷入半導體基板的表面。在CVD法中，利用CVD在半導體基板上形成滲雜有憐、棚 等雜質擴散成分的娃氧化物等的氧化物膜，然后利用電爐等將具有氧化物膜的半導體基板 加熱，使雜質擴散成分從氧化物膜擴散至半導體基板中。
[0004] 現有技術文獻 [000引專利文獻
[0006] 專利文獻1 :日本特開平06 - 318559號公報
[0007] 專利文獻2 :國際公開第2014/064873號

【發明內容】

[000引發明要解決的課題
[0009] 但是，如專利文獻1中記載那樣的離子注入法中，對半導體基板注入B(棚）之類 的輕離子的情況下，容易在基板表面附近的區域形成點缺陷、點缺陷團簇，在注入As之類 的重離子的情況下，容易在基板表面附近的區域形成非晶區域。例如，利用離子注入法使雜 質擴散成分擴散至半導體基板從而形成CMOS圖像傳感器之類的CMOS元件時，運類缺陷的 發生直接導致元件性能下降。在CMOS圖像傳感器中發生運類缺陷時，會產生被稱為飛白 (白抜W)的不良情況。
[0010] 此外，例如，當半導體基板在其表面具有用于形成被稱為Fin - FET的多柵元件的 立體結構之類的納米級的3維結構時，利用離子注入法難W使離子均勻陷入罐、柵的側面 及上表面、罐和柵所圍成的凹部的整個內表面；所述Fin - FET具有多個源極的罐、多個漏 極的罐、和與運些罐正交的柵極。
[0011] 并且，在利用離子注入法使雜質擴散成分擴散至具有納米級的3維結構的半導體 基板中時，即使能夠使離子均勻地陷入，也存在W下運樣的不良。例如，在使用具備具有微 細的罐的立體圖案的半導體基板形成邏輯LSI器件等時，娃等基板材料的結晶容易由于離 子注入而被破壞。認為所述結晶損傷容易招致器件特性的偏差、待機漏電流的發生之類的 不良。
[0012] 此外，在應用如專利文獻2中記載那樣的CVD法時，由于突懸現象而存在如下問 題：難W用膜厚均勻的含有雜質擴散成分的氧化物膜將罐和柵所圍成的凹部的整個內表面 覆蓋；或者由于堆積在由罐和柵圍成的凹部的開口部的氧化物，而使開口部堵塞。從而，在 離子注入法、CVD法的情況下，由于半導體基板的表面形狀的不同，而難W使雜質擴散成分 良好且均勻地擴散至半導體基板中。
[0013] 本發明是鑒于上述課題而做出的，目的在于提供一種半導體基板的制造方法，所 述方法即使在使用在其表面具有存在納米級的微小空隙的Ξ維結構的半導體基板時，也能 夠抑制半導體基板中的缺陷的發生同時良好且均勻地使雜質擴散成分擴散至包括微小空 隙的整個內表面在內的、半導體基板的涂布擴散劑組合物的全部位置。
[0014] 用于解決課題的手段
[0015] 本發明人等著眼于加熱由涂布型的擴散劑組合物形成的涂布膜而使雜質擴散成 分擴散至半導體基板時，能夠抑制因離子注入法而產生的半導體基板中的缺陷，并開始研 究。其結果，本發明人等發現，若使用含有雜質擴散成分（A)和可通過水解生成娃醇基的 Si化合物度）的擴散劑組合物，則即使使用該擴散劑組合物在半導體基板表面形成膜厚為 30nmW下的涂布膜，也能夠使雜質擴散成分良好且均勻地從涂布膜擴散至半導體基板，直 至完成了本發明。
[0016] 具體而言，本發明設及一種半導體基板的制造方法，其包含：
[0017] 在半導體基板上涂布擴散劑組合物，形成膜厚為30nm W下的涂布膜的涂布工序、 和
[0018] 使擴散劑組合物中的雜質擴散成分（A)擴散至半導體基板的擴散工序，
[0019] 擴散劑組合物含有雜質擴散成分（A)和可通過水解生成娃醇基的Si化合物度）。
[0020] 發明的效果
[0021] 根據本發明，能夠提供一種半導體基板的制造方法，所述方法即使在使用在其表 面具有存在納米級的微小空隙的=維結構的半導體基板時，也能夠抑制半導體基板中的缺 陷的發生，同時良好且均勻地使雜質擴散成分擴散至包括微小空隙的整個內表面在內的、 半導體基板的涂布擴散劑組合物的全部位置。
【具體實施方式】
[0022] 本發明的半導體基板的制造方法包含：在半導體基板上涂布擴散劑組合物，形成 膜厚為30nmW下的涂布膜的涂布工序；和使擴散劑組合物中的雜質擴散成分（A)擴散至半 導體基板的擴散工序。擴散劑組合物含有雜質擴散成分（A)和可通過水解生成娃醇基的Si 化合物度）。W下按照涂布工序、及擴散工序的順序進行說明。
[002引 《涂布工序〉〉
[0024] 涂布工序中，在半導體基板上涂布擴散劑組合物，形成膜厚為30nm W下的涂布 膜。W下，按照擴散劑組合物、半導體基板、涂布方法的順序對涂布工序進行說明。
[00巧] < 擴散劑組合物>
[0026] 作為擴散劑組合物，包含雜質擴散成分（A)和可通過水解生成娃醇基的Si化合物 度）。本說明書中，將可生成娃醇基的Si化合物做也記載為水解性硅烷化合物度）。W下 對擴散劑組合物包含的必需成分或任意成分進行說明。
[0027] 煉質擴散成分（A))
[0028] 雜質擴散成分（A)只要是一直W來在半導體基板的滲雜中使用的成分即可，沒有 特別限制，可W是η型滲雜劑，也可W是P型滲雜劑。作為η型滲雜劑，可W列舉憐、神、及 錬等的單質，W及含有運些元素的化合物。作為Ρ型滲雜劑，可W列舉棚、嫁、銅、及侶等的 單質、W及含有運些元素的化合物。
[0029] 作為雜質擴散成分（Α)，從獲得的容易性和容易處理的觀點出發，優選憐化合物、 棚化合物、或神化合物。作為優選的憐化合物，可W列舉憐酸、亞憐酸、次憐酸（。亜。シ 酸）、聚憐酸、及五氧化二憐；亞憐酸醋類、憐酸醋類、亞憐酸Ξ ( Ξ烷基甲娃烷基）醋、及 憐酸Ξ (Ξ烷基甲娃烷基）醋等。作為優選的棚化合物，可W列舉棚酸、偏棚酸、燒棚酸 化oronic acid)、過棚酸、連二棚酸、及Ξ氧化二棚；棚酸Ξ烷基醋。作為優選的神化合物， 可W列舉神酸、及神酸Ξ烷基醋。
[0030] 作為憐化合物，優選亞憐酸醋類、憐酸醋類、亞憐酸Ξ (Ξ烷基甲娃烷基）醋、及憐 酸Ξ (Ξ烷基甲娃烷基）醋，其中優選憐酸Ξ甲醋、憐酸Ξ乙醋、亞憐酸Ξ甲醋、亞憐酸Ξ乙 醋、憐酸Ξ(Ξ甲氧基甲娃烷基）醋、及亞憐酸Ξ (Ξ甲氧基甲娃烷基）醋，更優選憐酸Ξ 甲醋、亞憐酸；甲醋、及憐酸S (S甲基甲娃烷基）醋，特別優選憐酸；甲醋。
[0031] 作為棚化合物，優選Ξ甲氧基棚、Ξ乙氧基棚、Ξ甲基棚、及Ξ乙基棚。
[0032] 作為神化合物，優選神酸、Ξ乙氧基神、及Ξ正下氧基神。
[0033] 對擴散劑組合物中的雜質擴散成分（A)的含量沒有特別限制。擴散劑組合物中的 雜質擴散成分（A)的含量優選為：使雜質擴散成分（A)中包含的憐、神、錬、棚、嫁、銅、及侶 等在半導體基板中發揮滲雜劑作用的元素的量（摩爾）為水解性硅烷化合物度）中包含的 Si的摩爾數的0. 01~5倍的量，更優選為達到0. 05~3倍的量。
[0034] 〔水解性硅烷化合物度））
[0035] 擴散劑組合物含有水解性硅烷化合物度）。因此，當將擴散劑組合物涂布在半導體 基板上形成薄膜時，水解性硅烷化合物進行水解縮合，在涂布膜內形成極薄的娃氧化物系 的膜。當在涂布膜內形成極薄的娃氧化物系的膜時，前述的雜質擴散成分（A)向基板外擴 散、即外部擴散受到抑制，由擴散劑組合物形成的膜即使為薄膜，雜質擴散成分（A)也能夠 良好且均勻地擴散至半導體基板。
[0036] 水解性硅烷化合物度）具有通過水解而生成徑基、且鍵合在Si原子上的官能團。 作為通過水解而生成徑基的官能團，可W列舉烷氧基、異氯酸醋基、二甲基氨基及面素原子 等。作為烷氧基，優選碳原子數為1~5的直鏈或支鏈狀的脂肪族烷氧基。作為優選的燒 氧基的具體例，可W列舉甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、及正下氧基等。作為面素原 子，優選氯原子、氣原子、漠原子、及艦原子，更優選氯原子。
[0037] 作為通過水解而生成徑基的官能團，從容易快速水解W及水解性硅烷化合物度） 的處理性和獲得的容易性的觀點出發，優選異氯酸醋基、及碳原子數為1~5的直鏈或支鏈 狀的脂肪族烷氧基，更優選甲氧基、乙氧基、及異氯酸醋基。
[0038] 作為具有碳原子數為1~5的直鏈或支鏈狀的脂肪族烷氧基的水解性硅烷化合 物度）的具體例，可W列舉四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、四異丙氧基娃 燒、四正下氧基硅烷、四正戊氧基硅烷、Ξ甲氧基單乙氧基硅烷、二甲氧基二乙氧基硅烷、單 甲氧基Ξ乙氧基硅烷、Ξ甲氧基單正丙氧基硅烷、二甲氧基二正丙氧基硅烷、單甲氧基Ξ正 丙氧基硅烷、Ξ甲氧基單正下氧基硅烷、二甲氧基二正下氧基硅烷、單甲氧基Ξ正Ξ下氧基 硅烷、Ξ甲氧基單正戊氧基硅烷、二甲氧基二正戊氧基硅烷、單甲氧基Ξ正戊氧基硅烷、Ξ 乙氧基單