摻雜物源及其制造方法技術

本發明專利技術在于提供一種摻雜物源，其中，B2O3揮發量不易經時降低，長期具有良好的B2O3揮發能力。摻雜物源具有包括硼成分揮發層和耐熱層的疊層體，其中，以摩爾%表示，硼成分揮發層含有30～60%的SiO2、10～30%的Al2O3、15～50%的B2O3和2～15%的RO，耐熱層含有8～40%的SiO2、40～85%的Al2O3、5～30%的B2O3和0.5～7%的RO，其中，R是堿土金屬。疊層體的至少一側的最外層由硼成分揮發層構成。疊層體還在疊層體內部包括硼成分揮發層。構成疊層體的至少一側的最外層的硼成分揮發層中的B2O3的含有率比疊層體內部的硼成分揮發層中的B2O3的含有率低。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及。本專利技術特別涉及用于在硅半導體中使硼擴散而獲得P型半導體的。
技術介紹
以往，作為在硅半導體基板形成P型區域的方法，已知有摻雜源法、對向BN法、熱分解法等。 摻雜物源法是使從與硅晶片等半導體晶片保持一定距離排列的含有B2O3的玻璃陶瓷晶片(摻雜物源)揮發出的B2O3在半導體晶片上沉積(覆蓋)，使硼成分在半導體基板內熱擴散的方法(例如，參照專利文獻I)。對向BN法是具有與摻雜物源法大致相同的エ藝的方法。對向BN法與摻雜物源法的不同點在于，使用對氮化硼晶片進行過活性化處理(將BN變換為B2O3的處理)得到的晶片代替玻璃陶瓷晶片。熱分解法是將液狀的BC13、BBr3等鼓泡汽化，使其在預先加熱的半導體晶片上覆蓋、分解，獲得B2O3的沉積膜之后，使其熱擴散的方法。在對向BN法中，摻雜時大致每次都需要對摻雜物源實施活性化處理。另ー方面，在摻雜物源法中，活性化處理最初進行I次即可，之后基本不需要。因此，通過使用摻雜物源法能夠將P型區域形成的エ藝成本抑制得較低。此外，熱分解法中，由于使氣體覆蓋在半導體晶片上，因此在大口徑的半導體晶片使B2O3擴散時，存在覆蓋量的波動較大的問題。相對于此，在摻雜物源法中，使半導體晶片與相同面積的玻璃陶瓷晶片對置而進行熱處理，具有可以抑制硼成分的擴散的波動的優點?，F有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開昭52-55861號公報
技術實現思路
專利技術所要解決的課題但是，專利文獻I中所公開的摻雜物源耐熱性較差，因此反復熱處理時可能會發生撓曲。如果摻雜物源發生撓曲，則摻雜物源與半導體晶片接觸，存在合格率降低或產生B2O3擴散量的波動的問題。此外，專利文獻I中所公開的摻雜物源，與對向BN法相比，B2O3揮發量較少，因此，存在B2O3對半導體晶片的熱擴散效率較差的問題。鑒于上述問題，也可以考慮使用具有包括B2O3成分較多的硼成分揮發層和Al2O3含有率較多的耐熱層的疊層結構的摻雜物源。該摻雜物源耐熱性較高，并且能夠使B2O3的揮發量增多。但是，該摻雜物源經時的B2O3揮發量降低，難以長期使用。因此，本專利技術的目的在于提供B2O3揮發量不易經時降低、長期具有良好的B2O3揮發能力的摻雜物源。用于解決課題的方法本專利技術的專利技術人進行了深入的研究，結果發現，在具有包括硼成分揮發層和耐熱層的疊層結構的摻雜物源中，通過調整各硼成分揮發層中的B2O3含有率，能夠解決上述課題，作為本專利技術提出。S卩，本專利技術的摻雜物源具有疊層體。疊層體包括硼成分揮發層和耐熱層。以摩爾％表示，硼成分揮發層含有30 60%的SiO2UO 30%的Al2O3'15 50%的B2O3和2 15%的R0(R是堿土金屬)。以摩爾％表示，耐熱層含有8 40%的Si02、40 85%的Al203、5 30%的B2O3和0. 5 7%的RO (R是堿土金屬)。疊層體的至少一側的最外層由硼成分揮發層構成。疊層體還在疊層體內部含有硼成分揮發層。構成疊層體的至少一側的最外層的硼成分揮發層中B2O3的含有率比疊層體內部的硼成分揮發層中B2O3的含有率低。 硼成分的揮發，從硼成分揮發層中所含有的硼成分產生，因此，本專利技術的摻雜物源中，硼成分揮發層中B2O3的含有率多達15 50摩爾％。因此，本專利技術的摻雜物源具備較高的B2O3的揮發能力。此外，本專利技術的摻雜物源中，耐熱層中的Al2O3的含有率多達40 85摩爾％。因此，本專利技術的摻雜物源具備例如可以耐受1200°C以上的溫度的良好的耐熱性。本專利技術的摻雜物源中，疊層體的至少一側的最外層由硼成分揮發層構成，并且構成疊層體的最外層的硼成分揮發層中的B2O3含有率比疊層體內部的硼成分揮發層中的B2O3含有率低。這樣，通過使位于疊層體的最外層的硼成分揮發層的B2O3含有率相對較低，構成疊層體最外層的硼成分揮發層能夠起到B2O3揮發量的調整閥的作用，能夠抑制每單位時間的B2O3揮發量。另外，本專利技術的摻雜物源中，位于疊層體內部的硼成分揮發層中的B2O3含有率相對較高。因此，摻雜物源整體的B2O3含有率較高。因此，可以從摻雜物源揮發的B2O3的量較多。因此，本專利技術的摻雜物源能夠使大量的B2O3長期穩定地揮發。出于使摻雜物源能夠更加長期穩定地揮發B2O3的觀點，優選位于疊層體最外層的硼成分揮發層中的B2O3含有率比疊層體內部的硼成分揮發層中的B2O3含有率低I摩爾％以上，更優選低2摩爾％以上。優選疊層體內部的硼成分揮發層與構成疊層體的至少一側的最外層的硼成分揮發層鄰接設置。根據該結構，能夠更適當地控制每單位時間的B2O3揮發量，易于長期發揮穩定的B2O3揮發能力。可以認為這是由于疊層體內部的B2O3量更多，即通過設置B2O3的濃度梯度，使BXO3從疊層體內部向表面穩定地供給。優選構成疊層體的至少一側的最外層的硼成分揮發層的厚度比疊層體內部的硼成分揮發層的厚度大。通過使位于最外層、B2O3含有率較低的硼成分揮發層較厚，能夠適當地抑制每單位時間的B2O3揮發量。因此，該結構的摻雜物源能夠使B2O3更長期揮發。優選疊層體的兩個最外層分別由硼成分揮發層構成。根據該結構，B2O3從摻雜物源的兩個表面均易于揮發。因此，也易于對配置于摻雜物源的任一表面側的硅晶片供給b203。例如，通過使摻雜物源和硅晶片隔開一定間隔而交替地排列，進行摻雜處理，能夠在多個半導體基板上高效地形成P型區域。因此，能夠提高P型半導體的生產性。此外，本專利技術的摻雜物源中，硼成分揮發層和耐熱層中的至少一方可以含有玻璃。此外，硼成分揮發層和耐熱層中的至少一方，除了玻璃之外，還可以含有例如Al2O3等的晶體、陶瓷顆粒等。例如，硼成分揮發層由玻璃和玻璃以外的成分組成時，硼成分揮發層整體具有上述結構。另外，耐熱層由玻璃和玻璃以外的成分組成時，耐熱層整體具有上述結構。此外，本專利技術中，玻璃中含有晶化玻璃。即，硼成分揮發層和耐熱層中的至少一方可以含有晶化玻璃。硼成分揮發層和耐熱層中的至少一方含有晶化玻璃吋，優選該晶化玻璃為含有Al4B2O9晶體的晶化玻璃。此時，由于Al4B2O9晶體為針狀晶體，在硼成分揮發層2、耐熱層3中，Al4B2O9晶體彼此立體地交織。即，Al4B2O9晶體彼此交錯。因此,通過使摻雜物源I中含有Al4B2O9晶體，能夠改善摻雜物源I的耐熱性。本專利技術的摻雜物源的制造方法，涉及上述本專利技術的摻雜物源的制造方法。本專利技術的摻雜物源的制造方法，通過對疊層有用于形成硼成分揮發層的第一生片和用于形成耐熱層的生片的生片疊層體進行燒制，得到包括硼成分揮發層和耐熱層的疊層體。 根據本專利技術的摻雜物源的制造方法，能夠容易地制造上述本專利技術的摻雜物源。另夕卜，通過適當選擇生片的大小，能夠容易地制造期望的大小的摻雜物源。另外，由于在制造玻璃陶瓷的鑄塊之后，無需經過將鑄塊切斷加工為晶片狀的エ藝，因此能夠以低成本制造摻雜物源。附圖說明圖I是本專利技術的第一實施方式的摻雜物源的概要的截面圖。圖2是本專利技術的第一實施方式的摻雜物源的概要的截面圖。圖3是實施例I中制得的摻雜物源的概要的截面圖。圖4是實施例2中制得的摻雜物源的概要的截面圖。圖5是實施例3中制得的摻雜物源的概要的截面圖。圖6是比較例I中制得的摻雜物源的概要的截面圖。圖7是比較例2中制得的摻雜物源的概要的截面圖。圖8是表示使用實施例I 3和本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2009.11.24 JP 2009-2659161.一種摻雜劑源,其特征在于具有包括硼成分揮發層和耐熱層的疊層體，其中，以摩爾％表示，硼成分揮發層含有 30 60%的Si02、10 30%的A1203、15 50%的B203和2 15%的R0，耐熱層含有8 40%的Si02、40 85%的Al203、5 30%的B203和0. 5 7%的R0，其中，R是堿土金屬， 所述疊層體的至少一側的最外層由所述硼成分揮發層構成，并且，所述疊層體還在所 述疊層體內部包括所述硼成分揮發層；構成所述疊層體的至少一側的最外層的硼成分揮發層中的b203的含有率比所述疊層 體內部的硼成分揮發層中的b203的含有率低。2.如權利要求1所述的摻雜劑源，其特征在于構成所述疊層體的至少一側的最外層的硼成分揮發層中的B203的含有率，比所述疊層 體內部的硼成分揮發層...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鈴木良太，馬屋原芳夫，
申請(專利權)人：日本電氣硝子株式會社，
類型：發明
國別省市：