[發明專利]硅片硼擴散用可噴涂硼源及其應用

有效

• 申請號: 202110251406.7
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113024700B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 楊立功;王小軍;鄧舜
• 申請（專利權）人: 常州時創能源股份有限公司
• 主分類號: C08F130/06
• 分類號: C08F130/06;C09D143/00;C09D11/30;H01L21/228
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• 代理人: 暫無信息

本發明公開了提供一種硅片硼擴散用可噴涂硼源，該硼源為硼改性丙烯酸酯類聚合物，其合成方法為：以（取代）硼酸和（α?取代）丙烯酸羥烷基酯為原料，在阻聚劑和帶水劑存在下進行酯化反應得到含硼的（α?取代）丙烯酸酯單體，再對此單體進行自由基聚合得到含硼的丙烯酸樹脂。本發明還提供該硼源的應用。本發明硼源可溶于乙醇或乙醇與水的混合液，從而形成適于噴涂和噴墨打印的硼源溶液，且可提高硼源噴涂的均勻性。

技術領域

本發明涉及硼源，具體涉及一種硅片硼擴散用可噴涂硼源及其應用。

背景技術

最近幾年，將液體硼源作為擴散源的硼擴散工藝得到發展迅速，其通過旋涂、噴涂或者絲網印刷技術在硅片表面沉積一層液體硼源，然后再進行擴散。旋涂硼源擴散的方阻均勻性比較好，但該工藝不適合大批量連續化作業，生產效率低。此外旋涂工藝會出現硼源溢流到硅片背面的現象，由于硅片中心與邊緣的等效摻雜源濃度有所差異，限制了旋涂均勻性的進一步提高，同時也增加了后道工藝的難度。

相比較而言，噴涂工藝可以連續化作業，進一步與鏈式擴散設備結合，可實現高產量、高自動化的工業化生產。中國專利CN106449383A公開了一種硼擴散技術，采用硼源溶液噴涂或噴墨打印在硅片表面，再高溫擴散形成PN結，但該技術所用液體硼源其實是一種懸濁液分散體系，采用的是含硼氧化物粉體或硼氮化合物粉體作為硼源。這類懸濁液體系存在諸多弊端：首先，懸濁液體系本身是不穩定的，懸浮粉體受膠體力、無規熱運動力以及粘性力的共同作用，在噴涂過程中，氣流急速推動懸濁液分散體系，形成氣、液、固三相混合體，會導致懸浮粉體顆粒在高速流動過程中聚集；同時，從噴頭噴出的混合體系的固液比例也會隨著體系分散的不均勻而使涂敷到硅片表面的含硼粉體顆粒分布不均勻。其次，當懸濁液噴涂于硅表面時，溶液不再均勻，溶液在硅片表面的表面張力是急劇不均衡的，因為溶劑多的部位的表面張力與僅僅有粉體處的表面張力完全不同；而且無機粉體也會在氣流作用下，沿著硅片表面翻滾，呈放射狀的運動軌跡，使得噴涂均勻性更難以控制。

若采用含硼有機小分子分散體系作為硼源，由于低分子量和分子結構的原因，含硼有機小分子受到噴口速度變化影響的敏感性高；而且，小分子結構在硅片表面的空間位阻性能低，會受到液流軌跡影響，同樣不利于最后沉積到硅片表面的含硼小分子的分布均勻性。而具有一定分子量的含硼聚合物能夠有效解決這些矛盾，但通常的含硼聚合物都不好溶解，或者必須溶于少數極性較強溶劑，如二甲基甲酰胺、四氫呋喃等，而這些都是有毒溶劑，不適于產線噴涂操作。

發明內容

本發明的目的在于提供一種硅片硼擴散用可噴涂硼源及其應用，該硼源可溶于乙醇或乙醇與水的混合液，從而形成適于噴涂和噴墨打印的硼源溶液，且可提高硼源噴涂的均勻性。

為實現上述目的，本發明提供一種硅片硼擴散用可噴涂硼源，該硼源為硼改性丙烯酸酯類聚合物，該硼改性丙烯酸酯類聚合物具有如式(I)的通式：

其中，n為1～100000；m為1～3；R獨立選自氫原子、烷基或芳基；R′、R″各自獨立的選自氫原子、烷基、芳基、羥基或烷氧基。

本發明還提供一種硅片硼擴散用可噴涂硼源溶液，該硼源溶液含有溶劑以及上述的硼源，硼源與溶劑的質量比為0.5～50:100；所述溶劑為乙醇或乙醇與水的混合液；所述混合液中乙醇的質量百分含量不低于0.5％。

本發明還提供一種硅片的硼擴散方法，將上述的硼源溶液噴涂或噴墨打印在硅片表面，通過高溫處理后擴散形成PN結。

本發明的優點和有益效果在于：提供一種硅片硼擴散用可噴涂硼源及其應用，該硼源可溶于乙醇或乙醇與水的混合液，從而形成適于噴涂和噴墨打印的硼源溶液，且可提高硼源噴涂的均勻性。