(57)【要約】リン含有ドーパント、半導体材料中にリンがドープされた領域を形成する方法、及びリン含有ドーパントを製造する方法を提供する。一態様においては、リン含有ドーパントは、リン含有塩、リン含有酸、リン含有アニオン、又はこれらの組み合わせを含むリン源；アルカリ性材料、アルカリ性材料からのカチオン、又はこれらの組み合わせ；及び液体媒体；を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン含有塩、リン含有酸、リン含有アニオン、又はこれらの組み合わせを含むリン源；
アルカリ性材料、アルカリ性材料からのカチオン、又はこれらの組み合わせ；及び
液体媒体；
を含む、リン含有ドーパント。
【請求項２】
リン源が、無機の非金属リン含有酸、無機の非金属リン含有塩、又はこれらの組み合わせを含む、請求項１に記載のリン含有ドーパント。
【請求項３】
リン源が、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、亜リン酸（Ｈ３ＰＯ３）、次亜リン酸（Ｈ３ＰＯ２）、ピロリン酸（Ｈ４Ｐ２Ｏ７）、並びに式：ＨＲ１Ｒ２ＰＯ２及びＨ２ＲＰＯ３（ここで、Ｒ、Ｒ１、及びＲ２は、アルキル、アリール、又はこれらの組み合わせである）を有する酸からなる群から選択されるリン含有酸を含む、請求項１に記載のリン含有ドーパント。
【請求項４】
リン源が、リン酸アンモニウム（（ＮＨ４）３ＰＯ４）、リン酸二水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４）、リン酸水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２ＨＰＯ４）、亜リン酸アンモニウム（（ＮＨ４）３ＰＯ３）、亜リン酸水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２ＨＰＯ３）、亜リン酸二水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ２ＰＯ３）、次亜リン酸アンモニウム（（ＮＨ４）３ＰＯ２）、次亜リン酸水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２ＨＰＯ２）、次亜リン酸二水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ２ＰＯ２）、ピロリン酸アンモニウム（（ＮＨ４）４Ｐ２Ｏ４）、ピロリン酸水素三アンモニウム（（ＮＨ４）３ＨＰ２Ｏ４）、ピロリン酸二水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２Ｈ２Ｐ２Ｏ４）、ピロリン酸三水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ３Ｐ２Ｏ４）、及び式：（ＮＲ３Ｒ４Ｒ５Ｒ６）３ＰＯ４、（ＮＲ３Ｒ４Ｒ５Ｈ）３ＰＯ４、（ＮＲ３Ｒ４Ｈ２）３ＰＯ４、（ＮＲ３Ｈ３）３ＰＯ４（ここで、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６は、アルキル、アリール、又はこれらの組み合わせである）を有するリン酸塩からなる群から選択されるリン含有塩を含む、請求項１に記載のリン含有ドーパント。
【請求項５】
リン含有ドーパントが約０〜約１０の範囲のｐＨを有する、請求項１に記載のリン含有ドーパント。
【請求項６】
リン含有ドーパントが約６〜約７の範囲のｐＨを有する、請求項５に記載のリン含有ドーパント。
【請求項７】
リン源のリン元素がリン含有ドーパントの約６０重量％以下を構成する、請求項１に記載のリン含有ドーパント。
【請求項８】
液体媒体が、アルコール、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、酢酸エチル、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、グリセロール、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、水、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載のリン含有ドーパント。
【請求項９】
液体媒体がリン含有ドーパントの約９５体積％以下を構成する、請求項１に記載のリン含有ドーパント。
【請求項１０】
アルカリ性材料がリン含有ドーパントの約０重量％より多く約５０重量％以下を構成する、請求項１に記載のリン含有ドーパント。
【請求項１１】
アルカリ性材料がアンモニアアルカリ性材料を含む、請求項１に記載のリン含有ドーパント。
【請求項１２】
約１μｍ以下の平均粒径を有するナノ粒子を更に含む、請求項１に記載のリン含有ドーパント。
【請求項１３】
ナノ粒子がシリカナノ粒子を含む、請求項１２に記載のリン含有ドーパント。
【請求項１４】
ナノ粒子がリン含有ドーパントの約１０重量％以下を構成する、請求項１２に記載のリン含有ドーパント。
【請求項１５】
液体媒体中のリン含有酸、リン含有塩、又はこれらの組み合わせを用いて形成されるリン含有ドーパントを提供し；
非接触印刷法を用いてリン含有ドーパントを半導体材料の上に堆積させ；
リン含有ドーパントの液体媒体を蒸発させ；そして
リン含有ドーパントのリン元素を半導体材料中に拡散させる；
工程を含む、半導体材料中にリンがドープされた領域を形成する方法。
【請求項１６】
リン含有ドーパントを提供する工程が、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、亜リン酸（Ｈ３ＰＯ３）、次亜リン酸（Ｈ３ＰＯ２）、ピロリン酸（Ｈ４Ｐ２Ｏ７）、並びに式：ＨＲ１Ｒ２ＰＯ２及びＨ２ＲＰＯ３（ここで、Ｒ、Ｒ１、及びＲ２は、アルキル、アリール、又はこれらの組み合わせである）を有する酸からなる群から選択されるリン含有酸を用いて形成されるリン含有ドーパントを提供する工程を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
リン含有ドーパントを提供する工程が、リン酸アンモニウム（（ＮＨ４）３ＰＯ４）、リン酸二水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４）、リン酸水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２ＨＰＯ４）、亜リン酸アンモニウム（（ＮＨ４）３ＰＯ３）、亜リン酸水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２ＨＰＯ３）、亜リン酸二水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ２ＰＯ３）、次亜リン酸アンモニウム（（ＮＨ４）３ＰＯ２）、次亜リン酸水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２ＨＰＯ２）、次亜リン酸二水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ２ＰＯ２）、ピロリン酸アンモニウム（（ＮＨ４）４Ｐ２Ｏ４）、ピロリン酸水素三アンモニウム（（ＮＨ４）３ＨＰ２Ｏ４）、ピロリン酸二水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２Ｈ２Ｐ２Ｏ４）、ピロリン酸三水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ３Ｐ２Ｏ４）、及び式：（ＮＲ３Ｒ４Ｒ５Ｒ６）３ＰＯ４、（ＮＲ３Ｒ４Ｒ５Ｈ）３ＰＯ４、（ＮＲ３Ｒ４Ｈ２）３ＰＯ４、（ＮＲ３Ｈ３）３ＰＯ４（ここで、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６は、アルキル、アリール、又はこれらの組み合わせである）を有するリン酸塩からなる群から選択されるリン含有塩を用いて形成されるリン含有ドーパントを提供する工程を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
リン含有ドーパントを提供する工程が、約０〜約１０の範囲のｐＨを有するリン含有ドーパントを提供する工程を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
リン含有ドーパントを提供する工程が、アルコール、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、酢酸エチル、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、グリセロール、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、水、及びこれらの混合物からなる群から選択される液体媒体を含むリン含有ドーパントを提供する工程を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
リン含有ドーパントを提供する工程が、アルカリ性材料を用いて更に形成されるリン含有ドーパントを提供する工程を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
リン含有ドーパントを提供する工程が、アンモニアアルカリ性材料を更に用いて形成されるリン含有ドーパントを提供する工程を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
リン含有ドーパントを提供する工程が、約１μｍ以下の平均粒径を有するナノ粒子を用いて更に形成されるリン含有ドーパントを提供する工程を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
堆積工程をインクジェット印刷又はエアロゾルジェット印刷によって行う、請求項１５に記載の方法。
【請求項２４】
蒸発工程が、約８００℃以下の温度において液体媒体を蒸発させる工程を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２５】
拡散工程が、高温熱アニーリング、レーザーアニーリング、又はマイクロ波アニーリングを用いて半導体材料をアニールする工程を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２６】
堆積工程の前に半導体材料をプレドーパント処理にかける工程を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２７】
半導体材料をプレドーパント処理にかける工程が、半導体材料に、酸、塩基、酸化剤、溶媒、又はこれらの組み合わせを適用するか、半導体材料を８００℃以下の温度に加熱するか、又はこれらの組み合わせを行うことを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
拡散工程の後に半導体材料を拡散後処理にかける工程を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２９】
半導体材料を拡散後処理にかける工程が、半導体材料に、酸、塩基、酸化剤、溶媒、又はこれらの組み合わせを適用するか、半導体材料を８００℃以下の温度に加熱するか、又はこれらの組み合わせを行うことを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
リン含有酸、リン含有塩、又はこれらの組み合わせを含むリン源を提供し；そして
リン源をアルカリ性材料及び液体媒体と混合する；
工程を含む、リン含有ドーパントを形成する方法。
【請求項３１】
リン源を提供する工程が、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、亜リン酸（Ｈ３ＰＯ３）、次亜リン酸（Ｈ３ＰＯ２）、ピロリン酸（Ｈ４Ｐ２Ｏ７）、並びに式：ＨＲ１Ｒ２ＰＯ２及びＨ２ＲＰＯ３（ここで、Ｒ、Ｒ１、及びＲ２は、アルキル、アリール、又はこれらの組み合わせである）を有する酸からなる群から選択されるリン含有酸を含むリン源を提供することを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
リン源を提供する工程が、リン酸アンモニウム（（ＮＨ４）３ＰＯ４）、リン酸二水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４）、リン酸水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２ＨＰＯ４）、亜リン酸アンモニウム（（ＮＨ４）３ＰＯ３）、亜リン酸水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２ＨＰＯ３）、亜リン酸二水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ２ＰＯ３）、次亜リン酸アンモニウム（（ＮＨ４）３ＰＯ２）、次亜リン酸水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２ＨＰＯ２）、次亜リン酸二水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ２ＰＯ２）、ピロリン酸アンモニウム（（ＮＨ４）４Ｐ２Ｏ４）、ピロリン酸水素三アンモニウム（（ＮＨ４）３ＨＰ２Ｏ４）、ピロリン酸二水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２Ｈ２Ｐ２Ｏ４）、ピロリン酸三水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ３Ｐ２Ｏ４）、及び式：（ＮＲ３Ｒ４Ｒ５Ｒ６）３ＰＯ４、（ＮＲ３Ｒ４Ｒ５Ｈ）３ＰＯ４、（ＮＲ３Ｒ４Ｈ２）３ＰＯ４、（ＮＲ３Ｈ３）３ＰＯ４（ここで、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６は、アルキル、アリール、又はこれらの組み合わせである）を有するリン酸塩からなる群から選択されるリン含有塩を含むリン源を提供することを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
リン源を混合する工程が、リン源を、アルコール、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、酢酸エチル、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、グリセロール、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、水、及びこれらの混合物からなる群から選択される液体媒体と混合することを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
リン源を混合する工程が、リン源をアンモニアアルカリ性材料と混合することを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３５】
混合したリン源を、約１μｍ以下の平均粒径を有するナノ粒子と混合する工程を更に含む、請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、概してドーパント及び半導体含有材料の領域にドープする方法に関し、より詳しくは半導体材料中にリンがドープされた領域を形成するためのリン含有ドーパント、及び半導体材料中にリンがドープされた領域を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]半導体材料にｎ−タイプ及びｐ−タイプ元素のような導電型決定タイプの不純物をドープすることは、半導体材料の電気特性を変化させることが必要な種々の用途において用いられている。フォトリソグラフィーは、半導体材料のかかるドーピングを行うための周知の方法である。半導体材料にドーピングをするためには、フォトリソグラフィーは、マスクを半導体材料上に形成され、パターン付けされているマスクの使用を必要とする。イオン注入を行って、導電型決定タイプのイオンを半導体材料中に注入する。次に、高温アニールを行って、不純物ドーパントを半導体材料中に拡散させる。
【０００３】
[0003]例えば太陽電池のような幾つかの用途においては、半導体材料に非常に微細な線又は画像を有するパターンでドーピングすることが望ましい。最も通常的なタイプの太陽電池は、シリコンで形成されている大面積ｐ−ｎ接合として構成されている。図１に示す１つのタイプのかかる太陽電池１０においては、受光前面１４及び背面１６を有するシリコンウエハ１２に基ドーピング（基ドーピングはｎ−タイプ又はｐ−タイプのものであってよい）を与える。シリコンウエハの一面（図１においては前面１４）に、基ドーピングと反対の電荷のドーパントを更にドープして、シリコンウエハ内にｐ−ｎ接合１８を形成する。光からの光子がシリコンウエハの受光面１４によってｐ−ｎ接合に吸収され、ここで電荷担体、則ち電子及び正孔が分離して導電性接点に伝導され、これにより電気が生成する。太陽電池には、通常は金属接点２０、２２がそれぞれ受光前面及び背面上に与えられていて、太陽電池によって生成した電流を運び出す。前面の表面を金属で覆うことによって太陽電池の有効面積の遮蔽が引き起こされるので、受光前面上の金属接点は太陽電池の効率の度合いに関する課題を提起する。金属接点を可能な限り多く減少させて遮蔽を低減することが望ましい可能性があるが、金属被覆は電気損失を小さく保つように行わなければならないので、約１０％の金属被覆が未だ避けられない。更に、電気接点に隣接するシリコン内の接触抵抗は金属接点の寸法が減少すると相当に増加する。しかしながら、接触抵抗の減少は、シリコンを、受光前面１４上の金属接点に直接隣接する狭い領域２４中においてドーピングすることによって可能である。
【０００４】
[0004]図２は他の通常のタイプの太陽電池３０を示す。太陽電池３０も、受光前面１４及び背面１６を有し、基ドーピング（基ドーピングはｎ−タイプ又はｐ−タイプのものであってよい）が与えられているシリコンウエハ１２を有する。受光前面１４は、吸収された光が反射して太陽電池から放出されるのを防ぐ光トラップとして働く、粗いか又はテクスチャー加工された表面を有している。太陽電池の金属接点３２は、ウエハの背面１６上に形成されている。シリコンウエハは、金属接点に対して裏側にドーピングされており、これによりシリコンウエハ内にｐ−ｎ接合１８が形成されている。太陽電池３０は、電池の全ての金属接点が背面１６上に存在するという点で、太陽電池１０を凌ぐ有利性を有する。この点に関しては、太陽電池の有効面積の遮蔽がない。しかしながら、全ての接点を背面１６上に形成するためには、接点に隣接するドープされた領域は非常に狭くなければならない。
【０００５】
[0005]半導体材料中にｎ−タイプの領域を形成するためには、通常はリンが用いられる。太陽電池１０及び太陽電池３０の両方とも、半導体基材内に形成されている非常に微細で狭いリンがドープされた領域を用いることによって利益を得ている。しかしながら、今日の上記記載のドーピング方法、則ちフォトリソグラフィーは大きな欠点を示す。例えば、フォトリソグラフィーを用いて微細線パターンで基材にドーピングすることが可能であるが、フォトリソグラフィーは高価で時間のかかるプロセスである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
[0006]したがって、微細画像パターンを生成させるドーピングプロセスにおいて用いることができるリン含有ドーパントを提供することが望ましい。更に、時間的及びコスト的に効率的なドーピングプロセスにおいて用いることができるリン含有ドーパントの形成方法を提供することが望ましい。更に、本発明の他の望ましい特徴及び特質は、添付の図面及び本発明のこの背景と組み合わせれば、以下の本発明の詳細な説明及び特許請求の範囲から明らかとなろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0007]リン含有ドーパント、半導体材料中にリンがドープされた領域を形成する方法、及びリン含有ドーパントを製造する方法を提供する。本発明の代表的な態様によれば、リン含有ドーパントは、リン含有塩、リン含有酸、リン含有アニオン、又はこれらの組み合わせを含むリン源；アルカリ性材料、アルカリ性材料からのカチオン、又はこれらの組み合わせ；及び、液体媒体；を含む。
【０００８】
[0008]本発明の他の代表的な態様によれば、半導体材料中にリンがドープされた領域を形成する方法は、液体媒体中のリン含有酸、リン含有塩、又はこれらの組み合わせを用いて形成されるリン含有ドーパントを提供することを含む。リン含有ドーパントを、非接触印刷法を用いて半導体材料の上に堆積させる。リン含有ドーパントの液体媒体を蒸発させ、リン含有ドーパントのリン元素を半導体材料中に拡散させる。
【０００９】
[0009]本発明の更なる代表的な態様によれば、リン含有ドーパントの形成方法は、リン含有酸又は塩、或いはこれらの組み合わせを含むリン源を提供し、リン源をアルカリ性材料及び液体媒体と混合することを含む。
【００１０】
[0010]以下の図面と組み合わせて本発明を下記において説明する。図中において、同じ番号は同様の要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】[0011]図１は、光側の接点及び背面接点を有する通常の太陽電池の概略図である。
【図２】[0012]図２は、背面接点を有する他の通常の太陽電池の概略図である。
【図３】[0013]図３は、基材上にインクを分配するインクジェットプリンター機構の断面図である。
【図４】[0014]図４は、基材上にインクを分配するエアロゾルジェットプリンター機構の断面図である。
【図５】[0015]  図５は、本発明の代表的な態様にしたがって、非接触印刷法を用いて半導体材料中にリンがドープされた領域を形成する方法のフローチャートである。
【図６】[0016]図６は、本発明の代表的な態様にしたがって、図５の方法において用いるためのリン含有ドーパントを製造する方法のフローチャートである。
【図７】[0017]図７は、本発明の他の代表的な態様にしたがって、図５の方法において用いるためのリン含有ドーパントを製造する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[0018]以下の本発明の詳細な説明は事実上単なる例示にすぎず、本発明又は本発明の適用及び用途を限定することは意図していない。更に、上述の本発明の背景及び以下の本発明の詳細な説明において示されるいかなる理論にも縛られることを意図していない。
【００１３】
[0019]ここでは、半導体材料中にリンがドープされた領域を形成するためのリン含有ドーパント、かかるリン含有ドーパントを製造する方法、及びかかるリン含有ドーパントを用いて半導体材料中にリンがドープされた領域を形成する方法を提供する。リンがドープされた領域は「ドーピングプロセス」を用いて形成される。ここで用いる「ドーピングプロセス」という用語には「非接触印刷法」が含まれるが、これに限定されない。
【００１４】
[0020]非接触印刷法の例としては、「インクジェット印刷」、及び「エアロゾルジェット印刷」が挙げられるが、これらに限定されない。通常は、「インクジェット印刷」、「インクジェット印刷法」、「エアロゾルジェット印刷」、及び「エアロゾルジェット印刷法」という用語は、流体をノズルから基材上に直接発射して所望のパターンを形成する非接触印刷法を指す。図３に示すインクジェットプリンターのインクジェット印刷機構５０においては、プリントヘッド５２は、噴出口とも呼ばれる幾つかの小さいノズル５４を有する。基材５８がプリントヘッド５２を通過しながら、或いはプリントヘッド５２が基材を通過しながら、ノズルが基材上にインク５６を小さな液滴で噴霧又は「噴出」して、所望のパターンの画像を形成する。図４に示すエアロゾルジェット印刷機構６０は、流体６４を霧化するミスト発生器又は噴霧器６２を用いる。流れ誘導デポジションヘッド６８を用いて霧化された流体６６を空力的に集中させて、矢印７２によって示されるシースガスの環状の流れを生成させ、霧化された流体６６を平行に集束させる。同軸流が基材７４に向いたノズル７０を通して流れ誘導ヘッド６８から排出され、これにより、霧化された物質の流れ７６がノズルオリフィスの寸法（通常は１００μｍ）の１０分の１程度の小ささに集束する。パターニングは、基材をコンピューター制御されているプラテンに取り付けるか、或いは基材の位置を固定して保持しながら流れ誘導ヘッドを平行移動させることによって行う。
【００１５】
[0021]このような非接触印刷法は、種々の理由のために、半導体中にドープされた領域を形成するための特に魅力的な方法である。第１に、ドープされた領域を形成するのに用いるドーパントしか、その上にドーパントが適用される基材の表面に触れるか又は接触しない。したがって、他の公知の方法と比べて半導体基材の破損を最小にすることができるので、非接触法は剛性及び可撓性の基材を含む種々の基材のために好適である。更に、かかる非接触法は付加プロセスである：これは、ドーパントを所望のパターンで基材に適用することを意味する。したがって、例えばフォトリソグラフィーにおいて必要な、印刷プロセスの後に材料を除去する工程が排除される。更に、かかる非接触法は付加プロセスであるので、平滑、凹凸、或いはテクスチャー加工された表面を有する基材のために好適である。また、非接触法によって、半導体材料上に非常に微細な画像を形成することができる。一態様においては、約２００μｍ未満の少なくとも１つの寸法を有する、例えば線、ドット、長方形、円、又は他の幾何学的形状のような画像を形成することができる。他の代表的な態様においては、約１００ｍ未満の少なくとも１つの寸法を有する画像を形成することができる。好ましい態様においては、約２０μｍ未満の少なくとも１つの寸法を有する画像を形成することができる。更に、非接触法は、基材上に選択されたパターンを形成するようにプログラムすることができるか、或いはホストコンピューターからパターンを得ることができるデジタルコンピュータープリンターを用いることを伴うので、パターンの変更が望まれる場合に新しいマスク又はスクリーンを製造する必要がない。上記の全ての理由によって、非接触印刷法は半導体材料中にドープされた領域を形成するためのコスト面で効率的な方法であり、これによりフォトリソグラフィーと比べて増加した処理量が可能になる。
【００１６】
[0022]しかしながら、非接触印刷法は本発明の幾つかの代表的な態様による半導体材料中にドープされた領域を形成する好ましい方法であるが、本発明はこれらに限定されず、他の代表的な態様においては、リン含有ドーパントは、スクリーン印刷、噴霧塗布、スピン塗布、及びローラー塗布のような他の塗布プロセスを用いて堆積させることができる。スクリーン印刷は、半導体材料上に配置されたパターン状のスクリーン又はステンシルを用いることを伴う。液体ドーパントをスクリーンの頂部上に配置し、スクリーンを通して押出して、スクリーンのパターンに対応するパターンで半導体材料上に堆積させる。スピン塗布は、半導体材料を例えば１２００ｒｐｍ又は更に高速のような高い回転速度で回転させ、一方で液体ドーパントを所望の流体圧で回転する半導体材料上に噴霧することを伴う。回転によって、液体ドーパントが半導体材料を実質的に均一に横切って外側に展開する。また、液体ドーパントを、動いていない半導体材料上に、半導体材料のほぼ中心の位置において所望の流体圧で噴霧することもできる。流体の圧力によって、ドーパントが放射方向に且つウエハを実質的に均一に横切って展開する。ローラー印刷は、その上にパターンが刻まれているローラーを用いることを伴う。液体ドーパントをローラーの刻まれたパターンに適用し、これを半導体材料に対して押圧し且つ半導体材料を横切って転がし、それによって液体ドーパントをローラー上のパターンにしたがって半導体材料に転写する。
【００１７】
[0023]図５を参照すると、代表的な態様によれば、半導体材料中にリンがドープされた領域を形成する方法１００は、半導体材料を提供する工程（工程１０２）を含む。ここで用いる「半導体材料」という用語は、半導体産業において通常的に用いられる電気装置製造用の半導体材料を包含するように用いる。半導体材料としては、半導体産業において通常的に用いられている単結晶シリコン材料、例えば比較的純粋か又は不純物が低濃度ドープされた単結晶シリコン材料、並びに多結晶シリコン材料、及びゲルマニウム、炭素などのような他の元素が混合されているシリコンが挙げられる。更に、「半導体材料」は、比較的純粋及び不純物がドープされたゲルマニウム、ヒ化ガリウム、酸化亜鉛、ガラスなどのような他の材料を包含する。この点に関し、方法１００を用いて、マイクロエレクトロニクス、太陽電池、ディスプレー、ＲＦＩＤコンポーネント、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置、光学装置、例えばマイクロレンズ、医療装置など（しかしながらこれらに限定されない）の種々の半導体装置を製造することができる。
【００１８】
[0024]光学的な態様においては、半導体材料をプレドーパント処理（工程１１２）にかける。プレドーパント処理は、以下により詳細に説明するその後に適用されるドーパントの形成されるパターンの半導体材料への付着及び性能を促進するか、或いはその後に適用されるドーパントのリン元素の半導体材料中への拡散を促進する任意の処理である。例えば、プレドーパント処理としては、半導体材料を洗浄して、粒子、自然酸化物、有機又は無機汚染物質などを半導体材料から除去するか、或いは半導体材料を処理してより親水性又は疎水性にすることが挙げられる。プレドーパント処理の例としては、半導体材料に、フッ化水素酸（ＨＦ）、塩酸（ＨＣｌ）、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、及び／又は硝酸（ＨＮＯ３）のような酸；水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）のような塩基；過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）のような酸化剤；水、アセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、エタノール、及び／又はテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）のような溶媒；を適用するか、半導体材料を８００℃以下の温度に加熱するか、或いはこれらの組み合わせを行うことが挙げられる。
【００１９】
[0025]方法１００は、リン含有ドーパントを提供する工程（工程１０４）を更に含む：この工程は、半導体材料を提供する工程の前、工程中、又は工程後に行うことができる。かかるドーパントの製造方法を、図６を参照してより詳細に説明する。本発明の代表的な態様においては、ドーパントは、印刷して、線、ドット、円、四角形、又は他の幾何学的形状のような微細か又は小さい画像を形成することができるように配合する。本発明の１つの代表的な態様においては、ドーパントは、約２００μｍ未満の少なくとも１つの寸法を有する画像を印刷することができるように配合する。本発明の他の代表的な態様においては、ドーパントは、約１００μｍ未満の少なくとも１つの寸法を有する画像を印刷することができるように配合する。本発明の好ましい態様においては、ドーパントは、約２０μｍ未満の少なくとも１つの寸法を有する画像を印刷することができるように配合する。他の代表的な態様においては、印刷プロセス中及び印刷プロセスの停止中において、ドーパントによって生じるインクジェットプリンターノズルの閉塞は、発生したとしても最小である。ノズルの閉塞は、プリンターの休止時間をもたらし、これにより処理量が減少する。更なる代表的な態様においては、インクは、基材上へ堆積させ、高温アニール（以下により詳細に議論する）を行った後に、得られるドープされた領域が約１Ω／ｓｑ以上の範囲のシート抵抗を有するように配合する。
【００２０】
[0026]一旦図６を参照すると、本発明の代表的な態様によれば、図５の方法において用いるもののようなリン含有ドーパントを製造する方法１５０は、リン源を提供する工程（工程１５２）を含む。図５の方法において用いるリン含有ドーパントは、種々の無機又は有機非金属含有リン源を用いて製造することができる。本発明の好ましい態様においては、リン源は、無機で非金属のリン含有酸、リン含有塩、又はこれらの組み合わせである。無機及び有機のリン含有酸の例としては、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、亜リン酸（Ｈ３ＰＯ３）、次亜リン酸（Ｈ３ＰＯ２）、ピロリン酸（Ｈ４Ｐ２Ｏ７）、並びに式：ＨＲ１Ｒ２ＰＯ２及びＨ２ＲＰＯ３（ここで、Ｒ、Ｒ１、及びＲ２は、アルキル、アリール、又はこれらの組み合わせである）を有する酸が挙げられるが、これらに限定されない。無機及び有機のリン含有塩の例としては、リン酸アンモニウム（（ＮＨ４）３ＰＯ４）、リン酸二水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４）、リン酸水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２ＨＰＯ４）、亜リン酸アンモニウム（（ＮＨ４）３ＰＯ３）、亜リン酸水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２ＨＰＯ３）、亜リン酸二水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ２ＰＯ３）、次亜リン酸アンモニウム（（ＮＨ４）３ＰＯ２）、次亜リン酸水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２ＨＰＯ２）、次亜リン酸二水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ２ＰＯ２）、ピロリン酸アンモニウム（（ＮＨ４）４Ｐ２Ｏ４）、ピロリン酸水素三アンモニウム（（ＮＨ４）３ＨＰ２Ｏ４）、ピロリン酸二水素二アンモニウム（（ＮＨ４）２Ｈ２Ｐ２Ｏ４）、ピロリン酸三水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ３Ｐ２Ｏ４）、及び式：（ＮＲ３Ｒ４Ｒ５Ｒ６）３ＰＯ４、（ＮＲ３Ｒ４Ｒ５Ｈ）３ＰＯ４、（ＮＲ３Ｒ４Ｈ２）３ＰＯ４、（ＮＲ３Ｈ３）３ＰＯ４（ここで、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６は、アルキル、アリール、又はこれらの組み合わせである）を有するリン酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。或いは、リン含有塩を、例えば以下により詳細に説明する液体媒体及び／又はアルカリ性材料中で形成して、リン含有源を形成することができる。半導体材料中の得られるドープされた領域のリン濃度は、少なくとも部分的にリン含有ドーパント中のリン源のリン元素濃度によって定まる。しかしながら、不安定性の問題を起こさずにドーパント中で可能な高いリン元素の濃度を有することが好ましいが、本発明の一態様においては、リン源は、ドーパントが約０〜約１０の範囲のｐＨを有するようにリン含有ドーパント中に存在させる。この点に関し、リン含有ドーパントのｐＨは、非接触法プリンターのノズル及び／又は全ての他の部品に対するドーパントの腐食効果を最小にするように制御することができる。好ましい態様においては、リン含有ドーパントはおよそ６〜７のｐＨを有する。本発明の他の態様においては、リン源のリン元素はリン含有ドーパントの約６０重量％以下を構成する。
【００２１】
[0027]本方法は、リン源を、アルカリ性材料、液体媒体、又はアルカリ性材料及び液体媒体の両方と混合することを更に含む（工程１５４）。リン含有ドーパントの配合において用いるのに好適な液体媒体の例としては、アルコール、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、２−プロパノール、イソプロパノール（ＩＰＡ）、ブタノール、ペンタノール、及びエチレングリコール、並びに他の溶媒、例えばＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、酢酸エチル、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、グリセロール、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、水、及びこれらの混合物が挙げられる。１つの代表的な態様においては、液体媒体はリン含有ドーパントの約９５体積％以下を構成する。
【００２２】
[0028]リン含有ドーパント中においてアルカリ性材料を用いてリン源を少なくとも部分的に中和して、得られるドーパントが約０〜約１０の範囲のｐＨを有するようにすることができる。１つの代表的な態様においては、アルカリ性材料は、ドーパントが約６〜約７の範囲のｐＨを有するように得られるドーパント中に存在させる。他の代表的な態様においては、アルカリ性材料はリン含有ドーパントの約５０重量％以下を構成する。リン含有ドーパントの形成において用いるのに好適なアルカリ性材料としては、存在する場合には液体媒体中に可溶の任意の非金属アルカリ性材料が挙げられる。リン含有ドーパント中において用いるのに好適なアルカリ性材料の例としては、アンモニアアルカリ性材料、例えば水酸化アンモニア（ＮＨ４）ＯＨ、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、（ＮＲ７Ｒ８Ｒ９Ｒ１０）ＯＨ、（ＮＲ７Ｒ８Ｒ９Ｈ）ＯＨ、（ＮＲ７Ｒ８Ｈ２）ＯＨ、（ＮＲ７Ｈ３）ＯＨ（ここで、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、及びＲ１０は、アルキル、アリールなど、或いはこれらの任意の組み合わせである）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２３】
[0029]リン源、及び液体媒体、及び／又はアルカリ性材料は、均一な溶液を形成する任意の好適な混合又は撹拌法を用いて混合する。例えば、還流凝縮器、低速超音波処理装置、又は高剪断混合装置、例えばホモジナイザー、微細流動化器、カウルブレード高剪断ミキサー、自動媒体ミル、又はボールミルを数秒間〜１時間又はそれ以上用いて、リン含有ドーパントを形成することができる。リン源、液体媒体、及びアルカリ性材料は一緒に加える別々の成分の形態であってよいが、２以上の成分をまず一緒に混合し、次に第３の成分を加えることができることが認められるであろう。例えば、アルカリ性材料を水性アルカリ性材料組成物の形態で提供することができ、この場合には組成物の水部分が得られるドーパントの液体媒体の少なくとも一部を構成する。或いは、リン源を水性リン源組成物の形態で提供することができ、この場合には組成物の水部分が得られるドーパントの液体媒体の少なくとも一部を構成する。
【００２４】
[0030]本発明の任意に選択可能な代表的態様においては、液体媒体及び／又はアルカリ性材料と混合する前、混合中、及び／又は混合後に、機能性添加剤をリン源に加える（工程１５６）。例えば、アニーリングプロセスの所定のアニーリング温度に達する前に、半導体材料の囲い込まれた領域（penned area）、則ちその上にドーパントを堆積させた領域を超えて、囲い込まれていない領域(unpenned area)中に広がる、結果的に得られるリン含有ドーパントの量を最小にすることが望ましい場合がある。アニーリングの前にリン及び／又はリン含有ドーパントが囲い込まれた領域を超えて囲い込まれていない領域中に展開することは、その後に形成されるドープされた領域を用いる、結果的に得られる半導体装置の電気特性に大きな影響を与える可能性がある。したがって、更なる代表的な態様においては粘度調整剤を加える。かかる粘度調整剤の例としては、グリセロール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコール／プロピレングリコールコポリマー、有機変性シロキサン、エチレングリコール／シロキサンコポリマー、高分子電解質、オレイン酸など、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。リン含有ドーパントを形成するために用いることができる他の好適な添加剤の例としては、分散剤、界面活性剤、重合抑制剤、湿潤剤、消泡剤、洗浄剤及び他の表面張力調整剤、難燃剤、顔料、可塑剤、増粘剤、流動性調整剤、及びこれらの混合物が挙げられる。
【００２５】
[0031]本発明の他の代表的な態様においては、ナノ粒子をリン含有ドーパントに加えて、ドーパントの粘度、表面張力、及び／又は湿潤性を調整して、それによって非常に微細な寸法の画像を達成することができるような半導体材料上へのドーパントの堆積を可能にすることができる。図７に、本発明の他の代表的な態様による、図５の方法において用いるもののようなリン含有ドーパントを製造する方法２００を示す。図６の方法１５０と同様に、方法２００は、リン源を提供する工程（工程２０２）を含む。方法１５０の工程１５２に関して上記に記載した任意のリン源を用いることができる。リン源をアルカリ性材料と混合する（工程２０４）。方法１５０の工程１５４に関して上記に記載した任意のアルカリ性材料を用いることができ、成分を混合するために上記で議論した任意の方法を用いることができる。上記に示した任意の液体媒体のような液体媒体も、リン源に加えることができる。
【００２６】
[0032]方法２００は、ナノ粒子を液体媒体と混合すること（工程２０６）を更に含む。ナノ粒子としては、１μｍ以下の平均粒径を有し、ドーパントの粘度、表面張力、及び／又は湿潤性を変化させる任意のナノ粒子を挙げることができる。「粒径」という用語は、ナノ粒子の寸法を特徴づけるのに用いる直径、長さ、幅、又は任意の他の好適な寸法を包含する。用いるのに好適なナノ粒子の例としては、Frankfurt, ドイツのEvonik Degussa GmbHから入手できるAerosil 380のようなシリカナノ粒子、及び他の酸化物ナノ粒子が挙げられる。液体媒体は、方法１５０の工程１５４に関して上記に示した任意の液体媒体を含んでいてよく、上記に示した任意の混合方法を用いてナノ粒子と混合することができる。
【００２７】
[0033]ナノ粒子と液体媒体を混合した後、リン源／アルカリ性材料の混合物及びナノ粒子／液体媒体の混合物を、上記に記載の任意の方法を用いて混合して、リン含有ドーパントを形成することができる（工程２０８）。本発明の一態様においては、リン含有ドーパントは約０〜約１０の範囲のｐＨを有する。好ましい態様においては、リン含有ドーパントはおよそ６〜７のｐＨを有する。本発明の他の態様においては、リン源はリン含有ドーパントの約６０重量％以下を構成し、アルカリ性材料はリン含有ドーパントのおよそ０重量％より多く約５０重量％以下を構成し、液体媒体はリン含有ドーパントのおよそ０体積％より多く約６０体積％以下を構成し、ナノ粒子はリン含有ドーパントの約１０重量％以下を構成する。方法２００はリン源とアルカリ性材料を混合して第１の混合物を形成し、ナノ粒子と液体媒体を混合して第２の混合物を形成し、次に第１及び第２の混合物を混合してドーパントを形成することを示しているが、リン源、アルカリ性材料、ナノ粒子、及び液体媒体は、リン含有ドーパントを満足に形成する任意の好適な順序で混合することができることが理解されるであろう。本発明の任意に選択可能な代表的態様においては、アルカリ性材料、ナノ粒子、及び／又は液体媒体と混合する前、混合中、又は混合後に、機能性添加剤をリン源に加える（工程２１０）。
【００２８】
[0034]ドーパント中において用いる液体媒体及び／又はアルカリ性材料によって、リン源は、例えばＨ２ＰＯ４−、ＨＰＯ４２−、ＰＯ４３−、Ｈ２ＰＯ３−、ＨＰＯ３２−、ＰＯ３３−、Ｈ２ＰＯ２−、ＨＰＯ２２−、ＰＯ２３−、Ｈ３Ｐ２Ｏ４−、Ｈ２Ｐ２Ｏ４２−、ＨＰ２Ｏ４３−、Ｐ２Ｏ４４−、Ｒ１１Ｒ１２ＰＯ２−、ＨＲＰＯ３−、及びＲ１１ＰＯ３２−（ここで、Ｒ１１及びＲ１２は、アルキル、アリール、又はこれらの組み合わせである）のようなリン含有アニオンを形成するように解離させてもよく、或いは解離させなくてもよい。更に、用いる液体媒体及び／又はアルカリ性材料の量によって、リン源の解離度が少なくとも部分的に決定する可能性がある。更に、液体媒体とアルカリ性材料との相互作用によって、アルカリ性材料が解離してカチオン及びヒドロキシドアニオンを形成する度合いが少なくとも部分的に決定する可能性がある。したがって、リン含有ドーパントは、生成後に、リン含有塩、リン含有酸、リン含有アニオン、又はこれらの組み合わせ；アルカリ性材料及び／又はアルカリ性材料からのカチオン；及び／又は液体媒体；並びに場合によっては機能性添加剤；を含むことができる。
【００２９】
[0035]再び図５を参照すると、方法１００を続けて、リン含有ドーパントを半導体材料の上に適用する（工程１０６）。ここで用いる「〜の上」(“overlying”)という用語は「上」又は「上方」の用語を包含する。したがって、ドーパントは、半導体材料上に直接適用することができ、或いはドーパントと半導体材料の間に１以上の他の材料が介在するように半導体材料の上方に堆積させることができる。ドーパントと半導体材料の間に介在させることができる材料の例は、アニーリング中にリン含有ドーパントのリン元素が半導体材料中に拡散するのを妨げない材料である。このような材料としては、シリコン材料上に形成するリンケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、窒化ケイ素、又は酸化ケイ素が挙げられる。通常は、かかる材料は、ドーパントをシリコン材料上に堆積させる前に除去するが、種々の態様においては、除去プロセスを排除して、それによって材料を半導体材料上に残留させることが好ましい場合がある。
【００３０】
[0036]代表的な態様においては、リン含有ドーパントは、非接触法プリンターを用いて半導体材料の上に適用する。この点に関し、リン含有ドーパントは、プリンター内に保存されているか又は他の方法でプリンターに供給されるパターンで半導体材料の上に適用する。用いるのに好適なインクジェットプリンターの例としては、Santa Clara, CaliforniaのFujifilm Dimatixから入手できるDimatixインクジェットプリンターモデルDMP 2831が挙げられるが、これに限定されない。用いるのに好適なエアロゾルジェットプリンターの例としては、Albuquerque, New MexicoのOptomec, Inc.から入手できるM3Dエアロゾルジェットデポジションシステムが挙げられるが、これに限定されない。他の代表的な態様においては、リン含有ドーパントは、上記に記載のようにドーパントを噴霧、スピン、又はロールすることによって半導体材料の上に適用する。好ましくは、ドーパントは、約１５℃〜約３５０℃の範囲の温度、約２０〜約８０％の湿度において基材に適用する。
【００３１】
[0037]ドーパントを半導体材料の上に適用したら、ドーパント中の液体媒体、及び水素カチオン（リン含有酸から）とヒドロキシドアニオン（アルカリ性材料から）との反応から形成される全ての水を蒸発させる（工程１０８）。この点に関し、液体媒体及び／又は水は、室温（約１６℃〜約２８℃）において蒸発させることができ、或いは液体媒体の沸点に、液体媒体を蒸発させるのに十分な時間加熱することができる。好ましくは、液体媒体及び／又は水は８００℃以下の温度で蒸発させる。
【００３２】
[0038]リン含有ドーパントのパターンを半導体材料上に形成した後、イオン状態か、化合物の一部としてか、又は両方の組み合わせの形態のドーパントのリン元素を、半導体材料中に拡散させる（工程１１０）。代表的な態様においては、半導体材料を高温熱処理又は「アニール」にかけて、リン含有ドーパントのリン元素を半導体材料中に拡散させ、これにより材料内にリンがドープされた領域を形成する（工程１１０）。アニールは、例えば電気加熱、赤外加熱、レーザー加熱、マイクロ波加熱などのような任意の好適な熱発生方法を用いて行うことができる。アニールの継続時間及び温度は、リン含有ドーパントの初期リン濃度、ドーパント堆積厚さ、得られるリンがドープされた領域の所望の濃度、及びリンを拡散させる深さのようなファクターによって定まる。本発明の１つの代表的な態様においては、基材をオーブンの内部に配置し、温度を約８００℃〜約１２００℃の範囲の温度に上昇させ、この温度で半導体材料を約２〜約１８０分間焼成する。また、アニーリングをインライン炉内で行って処理量を増加させることもできる。アニーリング雰囲気は、酸素／窒素又は酸素／アルゴン混合物中に０〜１００％の酸素を含んでいてよい。好ましい態様においては、半導体材料を、酸素雰囲気中において、約１０５０℃のアニール温度に約５〜約１０分間かける。他の態様においては、半導体材料を、酸素雰囲気中において、約９５０℃のアニール温度に約１０〜約１８０分間かける。更に他の態様においては、半導体材料を、酸素雰囲気中において、約８５０℃のアニール温度に約１０〜約３００分間かける。
【００３３】
[0039]任意に選択可能な代表的態様においては、半導体材料を次に拡散後処理にかける（工程１１４）。拡散後処理によって、例えばリンケイ酸ガラス、酸化リン、酸化ケイ素、又は半導体材料のアニーリング中に形成される汚染物質のような全ての残留物を除去する。このような残留物がアニーリング後に除去されないと、その後に形成される装置の性能に悪影響を与える可能性がある。例えば、かかる残留物はドープされた半導体材料とその上に形成された金属接点との間の接触抵抗を劇的に増加させる可能性がある。拡散後処理の例としては、半導体材料を、フッ化水素酸（ＨＦ）、塩酸（ＨＣｌ）、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、及び／又は硝酸（ＨＮＯ３）のような酸；水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）のような塩基；過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）のような酸化剤；水、アセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、エタノール、及び／又はテトラヒドロフランのような溶媒；にかけるか、半導体材料を８００℃以下の温度に加熱するか、或いはこれらの組み合わせを行うことが挙げられる。
【００３４】
[0040]以下は、半導体材料のドープされた領域を形成するのに用いるためのリン含有ドーパントの例である。これらの例は、例示目的のみのために与えるものであり、いかなるようにも本発明の種々の態様を限定することは意図しない。
【実施例】
【００３５】
[0041]実施例１：
[0042]１Ｌのガラス容器内において、８．３体積部の８５％リン酸を、３３．３体積部のエチレングリコール及び５８．３体積部の２５％ＴＭＡＨ水溶液と混合した。電磁スターラーを用いて、溶液を室温において３０分間撹拌した。次に、０．４５μｍのポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）フィルターを用いて溶液を濾過して、リン含有ドーパントを得た。ドーパントのｐＨは７であった。DimatixインクジェットプリンターモデルDMP 2831の１ｐＬのノズルを用いて、リン含有ドーパントをＰ−タイプベアシリコンウエハ上に１５μｍの滴下間隔で堆積させた。シリコンウエハを２００℃において約１０分間焼成した。シリコンウエハ上において２５μｍのドーパント線幅が達成された。
【００３６】
[0043]実施例２：
[0044]約１００ｍＬのエチレングリコールを２５０ｍＬのガラス容器に加えた。約１ｇのAerosil 380ヒュームドシリカをエチレングリコールに加え、Heat Systems - Ultrasonic Inc.の超音波処理装置モデルW-375を用いて混合物を約１５分間混合して、均一な分散液を形成した。約１００ｍＬの脱イオン水を５００ｍＬのガラス容器に加えた。約１５０ｇの５０％ＴＭＡＨ水溶液及び７０ｍＬの８５％リン酸水溶液を水に加え、電磁スターラーを用いて得られた溶液を３０分間撹拌した。約１００ｍＬのシリカ／エチレングリコール分散液を１００ｍＬの水／ＴＭＡＨ／リン酸溶液と混合し、電磁スターラーを用いて混合物を約３０分間連続的に撹拌して、リン含有ドーパントを得た。ドーパントのｐＨは７であった。DimatixインクジェットプリンターモデルDMP 2831の１ｐＬのノズルを用いて、リン含有ドーパントをＰ−タイプベアシリコンウエハ上に１２μｍの滴下間隔で堆積させた。シリコンウエハを２００℃において約１０分間焼成した。シリコンウエハ上において２０μｍのドーパント線幅が達成された。
【００３７】
[0045]実施例３：
[0046]１Ｌのガラス容器内において、１６．６体積部の８５％リン酸水溶液を、２５．０体積部のエチレングリコール及び５８．３部の２５％ＴＭＡＨ水溶液と混合した。電磁スターラーを用いて、溶液を室温において３０分間撹拌した。次に、０．４５μｍのＰＶＤＦフィルターを用いて溶液を濾過して、リン含有ドーパントを得た。ドーパントのｐＨは２．５であった。DimatixインクジェットプリンターモデルDMP 2831の１ｐＬのノズルを用いて、リン含有ドーパントをＰ−タイプベアシリコンウエハ上に１５μｍの滴下間隔で堆積させた。シリコンウエハを２００℃において約１０分間焼成し、次に９８０℃のベルト炉に約３時間かけた。希フッ化水素酸（ＤＨＦ）でデグレージングした後、ドープされたシリコンウエハ上で３．５Ω／ｓｑのシート抵抗が達成された。
【００３８】
[0047]実施例４：
[0048]１Ｌのガラス容器内において、４０体積部の８５％リン酸水溶液を６０体積部の２５％ＴＭＡＨ水溶液と混合した。電磁スターラーを用いて、溶液を室温において３０分間撹拌した。次に、０．４５μｍのＰＶＤＦフィルターを用いて溶液を濾過して、リン含有ドーパントを得た。テクスチャー加工したＰ−タイプのシリコンウエハを２００℃において約２０分間焼成した後、冷却した。DimatixインクジェットプリンターモデルDMP 2831の１０ｐＬのノズルを用いて、リン含有ドーパントをテクスチャー加工したシリコンウエハ上に２０μｍの滴下間隔で堆積させた。シリコンウエハを２００℃において約１０分間焼成し、次に３５０℃において１０分間焼成した。シリコンウエハ上において２８０μｍのドーパント線幅が達成された。
【００３９】
[0049]したがって、半導体材料中にリンがドープされた領域を形成するためのリン含有ドーパント、かかるリン含有ドーパントを製造する方法、及びかかるリン含有ドーパントを用いて半導体材料中にリンがドープされた領域を形成する方法が提供される。上記の発明の詳細な説明において少なくとも１つの代表的な態様を示したが、多数のバリエーションが存在することを認識すべきである。また、１つ又は複数の代表的な態様は例に過ぎず、本発明の範囲、適用性、又は構成をいかなるようにも限定することを意図しないことも認識すべきである。むしろ、上記の詳細な説明は、当業者に本発明の代表的な態様を実施するための都合のよい道筋を与えるものであり、特許請求の範囲において示す発明の範囲及びそれらの法律的均等範囲から逸脱することなく、代表的な態様において記載した要素の機能及び配列において種々の変更を行うことができると理解される。
【図１】
2012500502.tif 000003
【図２】
2012500502.tif 000004
【図３】
2012500502.tif 000005
【図４】
2012500502.tif 000006
【図５】
2012500502.tif 000007
【図６】
2012500502.tif 000008
【図７】
2012500502.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成23年2月10日(2011.2.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン含有塩、リン含有酸、リン含有アニオン、又はこれらの組み合わせを含むリン源；
アルカリ性材料、アルカリ性材料からのカチオン、又はこれらの組み合わせ；及び
液体媒体；
を含む、リン含有ドーパント。
【請求項２】
液体媒体中のリン含有酸、リン含有塩、又はこれらの組み合わせを用いて形成されるリン含有ドーパントを提供し；
非接触印刷法を用いてリン含有ドーパントを半導体材料の上に堆積させ；
リン含有ドーパントの液体媒体を蒸発させ；そして
リン含有ドーパントのリン元素を半導体材料中に拡散させる；
工程を含む、半導体材料中にリンがドープされた領域を形成する方法。
【請求項３】
リン含有酸、リン含有塩、又はこれらの組み合わせを含むリン源を提供し；そして
リン源をアルカリ性材料及び液体媒体と混合する；
工程を含む、リン含有ドーパントを形成する方法。
【国際調査報告】
2012500502.tif 000010
2012500502.tif 000011