半導(dǎo)體基板的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種半導(dǎo)體基板的制造方法，其利用使用擴(kuò)散劑組合物形成的薄膜而 使雜質(zhì)擴(kuò)散成分?jǐn)U散至半導(dǎo)體基板，所述擴(kuò)散劑組合物含有雜質(zhì)擴(kuò)散成分和可通過水解生 成娃醇基的Si化合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 晶體管、二極管、太陽(yáng)能電池等半導(dǎo)體元件中使用的半導(dǎo)體基板是使憐、棚等雜質(zhì) 擴(kuò)散成分?jǐn)U散至半導(dǎo)體基板而制造的。關(guān)于運(yùn)樣的半導(dǎo)體基板，在制造 Fin - FET、納米線 EFT(十y 7 ^節(jié)一 FET)等多柵元件用的半導(dǎo)體基板時(shí)，例如，有時(shí)對(duì)在其表面具有存在納 米級(jí)的微小空隙的3維結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體基板進(jìn)行雜質(zhì)的擴(kuò)散。
[0003] 其中，作為使雜質(zhì)擴(kuò)散成分?jǐn)U散至半導(dǎo)體基板的方法，已知例如離子注入法（例 如參照專利文獻(xiàn)1)、CVD法（例如參照專利文獻(xiàn)2)。在離子注入法中，經(jīng)過離子化的雜質(zhì) 擴(kuò)散成分陷入半導(dǎo)體基板的表面。在CVD法中，利用CVD在半導(dǎo)體基板上形成滲雜有憐、棚 等雜質(zhì)擴(kuò)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(dǎo)體基板 加熱，使雜質(zhì)擴(kuò)散成分從氧化物膜擴(kuò)散至半導(dǎo)體基板中。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [000引專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平06 - 318559號(hào)公報(bào)
[0007] 專利文獻(xiàn)2 :國(guó)際公開第2014/064873號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引發(fā)明要解決的課題
[0009] 但是，如專利文獻(xiàn)1中記載那樣的離子注入法中，對(duì)半導(dǎo)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(qū)域形成點(diǎn)缺陷、點(diǎn)缺陷團(tuán)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(qū)域形成非晶區(qū)域。例如，利用離子注入法使雜 質(zhì)擴(kuò)散成分?jǐn)U散至半導(dǎo)體基板從而形成CMOS圖像傳感器之類的CMOS元件時(shí)，運(yùn)類缺陷的 發(fā)生直接導(dǎo)致元件性能下降。在CMOS圖像傳感器中發(fā)生運(yùn)類缺陷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生被稱為飛白 (白抜W)的不良情況。
[0010] 此外，例如，當(dāng)半導(dǎo)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(jié)構(gòu)之類的納米級(jí)的3維結(jié)構(gòu)時(shí)，利用離子注入法難W使離子均勻陷入罐、柵的側(cè)面 及上表面、罐和柵所圍成的凹部的整個(gè)內(nèi)表面；所述Fin - FET具有多個(gè)源極的罐、多個(gè)漏 極的罐、和與運(yùn)些罐正交的柵極。
[0011] 并且，在利用離子注入法使雜質(zhì)擴(kuò)散成分?jǐn)U散至具有納米級(jí)的3維結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體 基板中時(shí)，即使能夠使離子均勻地陷入，也存在W下運(yùn)樣的不良。例如，在使用具備具有微 細(xì)的罐的立體圖案的半導(dǎo)體基板形成邏輯LSI器件等時(shí)，娃等基板材料的結(jié)晶容易由于離 子注入而被破壞。認(rèn)為所述結(jié)晶損傷容易招致器件特性的偏差、待機(jī)漏電流的發(fā)生之類的 不良。
[0012] 此外，在應(yīng)用如專利文獻(xiàn)2中記載那樣的CVD法時(shí)，由于突懸現(xiàn)象而存在如下問 題：難W用膜厚均勻的含有雜質(zhì)擴(kuò)散成分的氧化物膜將罐和柵所圍成的凹部的整個(gè)內(nèi)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(dǎo)體基板的表面形狀的不同，而難W使雜質(zhì)擴(kuò)散成分 良好且均勻地?cái)U(kuò)散至半導(dǎo)體基板中。
[0013] 本發(fā)明是鑒于上述課題而做出的，目的在于提供一種半導(dǎo)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(jí)的微小空隙的Ξ維結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體基板時(shí)，也能 夠抑制半導(dǎo)體基板中的缺陷的發(fā)生同時(shí)良好且均勻地使雜質(zhì)擴(kuò)散成分?jǐn)U散至包括微小空 隙的整個(gè)內(nèi)表面在內(nèi)的、半導(dǎo)體基板的涂布擴(kuò)散劑組合物的全部位置。
[0014] 用于解決課題的手段
[0015] 本發(fā)明人等著眼于加熱由涂布型的擴(kuò)散劑組合物形成的涂布膜而使雜質(zhì)擴(kuò)散成 分?jǐn)U散至半導(dǎo)體基板時(shí)，能夠抑制因離子注入法而產(chǎn)生的半導(dǎo)體基板中的缺陷，并開始研 究。其結(jié)果，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，若使用含有雜質(zhì)擴(kuò)散成分（A)和可通過水解生成娃醇基的 Si化合物度）的擴(kuò)散劑組合物，則即使使用該擴(kuò)散劑組合物在半導(dǎo)體基板表面形成膜厚為 30nmW下的涂布膜，也能夠使雜質(zhì)擴(kuò)散成分良好且均勻地從涂布膜擴(kuò)散至半導(dǎo)體基板，直 至完成了本發(fā)明。
[0016] 具體而言，本發(fā)明設(shè)及一種半導(dǎo)體基板的制造方法，其包含：
[0017] 在半導(dǎo)體基板上涂布擴(kuò)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(kuò)散劑組合物中的雜質(zhì)擴(kuò)散成分（A)擴(kuò)散至半導(dǎo)體基板的擴(kuò)散工序，
[0019] 擴(kuò)散劑組合物含有雜質(zhì)擴(kuò)散成分（A)和可通過水解生成娃醇基的Si化合物度）。
[0020] 發(fā)明的效果
[0021] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種半導(dǎo)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(jí)的微小空隙的=維結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體基板時(shí)，也能夠抑制半導(dǎo)體基板中的缺 陷的發(fā)生，同時(shí)良好且均勻地使雜質(zhì)擴(kuò)散成分?jǐn)U散至包括微小空隙的整個(gè)內(nèi)表面在內(nèi)的、 半導(dǎo)體基板的涂布擴(kuò)散劑組合物的全部位置。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 本發(fā)明的半導(dǎo)體基板的制造方法包含：在半導(dǎo)體基板上涂布擴(kuò)散劑組合物，形成 膜厚為30nmW下的涂布膜的涂布工序；和使擴(kuò)散劑組合物中的雜質(zhì)擴(kuò)散成分（A)擴(kuò)散至半 導(dǎo)體基板的擴(kuò)散工序。擴(kuò)散劑組合物含有雜質(zhì)擴(kuò)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(kuò)散工序的順序進(jìn)行說明。
[002引 《涂布工序〉〉
[0024] 涂布工序中，在半導(dǎo)體基板上涂布擴(kuò)散劑組合物，形成膜厚為30nm W下的涂布 膜。W下，按照擴(kuò)散劑組合物、半導(dǎo)體基板、涂布方法的順序?qū)ν坎脊ば蜻M(jìn)行說明。
[00巧] < 擴(kuò)散劑組合物>
[0026] 作為擴(kuò)散劑組合物，包含雜質(zhì)擴(kuò)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(duì)擴(kuò)散劑組合物包含的必需成分或任意成分進(jìn)行說明。
[0027] 煉質(zhì)擴(kuò)散成分（A))
[0028] 雜質(zhì)擴(kuò)散成分（A)只要是一直W來在半導(dǎo)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(zhì)，W及含有運(yùn)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(zhì)、W及含有運(yùn)些元素的化合物。
[0029] 作為雜質(zhì)擴(kuò)散成分（Α)，從獲得的容易性和容易處理的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選憐化合物、 棚化合物、或神化合物。作為優(yōu)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(yōu)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(yōu)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(yōu)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(yōu)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(yōu)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(yōu)選憐酸；甲醋。
[0031] 作為棚化合物，優(yōu)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(yōu)選神酸、Ξ乙氧基神、及Ξ正下氧基神。
[0033] 對(duì)擴(kuò)散劑組合物中的雜質(zhì)擴(kuò)散成分（A)的含量沒有特別限制。擴(kuò)散劑組合物中的 雜質(zhì)擴(kuò)散成分（A)的含量?jī)?yōu)選為：使雜質(zhì)擴(kuò)散成分（A)中包含的憐、神、錬、棚、嫁、銅、及侶 等在半導(dǎo)體基板中發(fā)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(shù)的0. 01~5倍的量，更優(yōu)選為達(dá)到0. 05~3倍的量。
[0034] 〔水解性硅烷化合物度））
[0035] 擴(kuò)散劑組合物含有水解性硅烷化合物度）。因此，當(dāng)將擴(kuò)散劑組合物涂布在半導(dǎo)體 基板上形成薄膜時(shí)，水解性硅烷化合物進(jìn)行水解縮合，在涂布膜內(nèi)形成極薄的娃氧化物系 的膜。當(dāng)在涂布膜內(nèi)形成極薄的娃氧化物系的膜時(shí)，前述的雜質(zhì)擴(kuò)散成分（A)向基板外擴(kuò) 散、即外部擴(kuò)散受到抑制，由擴(kuò)散劑組合物形成的膜即使為薄膜，雜質(zhì)擴(kuò)散成分（A)也能夠 良好且均勻地?cái)U(kuò)散至半導(dǎo)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(tuán)。 作為通過水解而生成徑基的官能團(tuán)，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(yōu)選碳原子數(shù)為1~5的直鏈或支鏈狀的脂肪族烷氧基。作為優(yōu)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(yōu)選氯原子、氣原子、漠原子、及艦原子，更優(yōu)選氯原子。
[0037] 作為通過水解而生成徑基的官能團(tuán)，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(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選異氯酸醋基、及碳原子數(shù)為1~5的直鏈或支鏈 狀的脂肪族烷氧基，更優(yōu)選甲氧基、乙氧基、及異氯酸醋基。
[0038] 作為具有碳原子數(shù)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