[其他]作為摻雜劑的磷酰三胺及其聚合物

在審

• 申請號: 85104374
• 申請日: 1985-06-05
• 公開（公告）號: CN85104374A
• 公開（公告）日: 1986-12-03
• 發明（設計）人: 羅伊斯·簡尼·阿尼羅;斯蒂芬·威克弗德·卡特林;丹尼爾·福蘭克·哈里斯
• 申請（專利權）人: 阿蘭德公司
• 主分類號: C07F9/06
• 分類號: C07F9/06;H01L21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及到用磷酰三胺作為用于半導體制造中的磷的摻雜劑，特別是涉及到用于旋制摻雜到半導體材料和用于集成電路制造中的摻雜劑的配方。這種摻雜劑是由聚合物（或單體）組成，至少這種摻雜劑的主鏈的相當大的一部分含有磷-氮磷酰三胺結構單元，并以溶解在一種有機溶劑中的玻璃化樹脂的形式而存在。

本發明的背景技術是，在半導體器件的制造中作為磷摻雜原子的固體擴散源的各種各樣配方的使用已被人們熟知多年了。從理論上講，摻雜劑源提供了對摻雜劑濃度的控制并使濃度的分布更為均勻。然而，事實上到目前為止，這些優點一般來說還沒有達到工業上所希望達到的水平。這可能是由于在過去沒有充分地需要，或是由于適于生產的摻雜劑還不具備實用性。

人們已經考慮了一種概念，即提供一種含磷的摻雜氧化物的穩定的懸浮液或溶液，或者是一種產生含磷的摻雜氧化物薄膜的組份溶液。但是，由于在配制一種既是足夠穩定和純凈的，又能在生產實踐中具備再現性的懸浮液或溶液的過程中存在的實際困難，使這種技術在工業上的使用受到阻礙。

一種有價值的，實用的和能令人滿意的摻雜劑材料必須是均相的和可溶解的，以便在采用旋涂處理這類方法時，使它能很方便地均勻涂布在半導體的表面;它必須是較不容易揮發的，以便當這種材料在脫除溶劑之后和加熱到擴散溫度時，預期得到的薄膜將確實是完整無缺的;它必須能變成不可溶解的物質，即用加熱或其他方法使它交聯，形成物的特征最好是玻璃化的而不是結晶狀的。因此，就需要有一種既經濟的、又適合于旋涂處理的含磷的摻雜劑體系。

用于本發明中的含磷-氮的摻雜劑是從已知的磷酰三胺或其聚合物中衍生出來的，其分子為：

式中，R可從H、脂肪族烷基、環烷基和芳基中選定;X可從氧和硫中選定;同時至少有一個R基團，它不是脂族烷基、環烷基、就是芳基，且其中n值至少為2，并且n值的上限是根據聚合物在使用條件下是可溶解的這一點來決定。氮代磷酰三胺和硫代磷酰三胺的實例是：

PO（NHC₂H₅）₃，PrⁿNHPO（NH₂）₂，PO（NHC₆H₁₁）₃，PO（NH-t-C₄H₉）₃，PO（NHPrⁿ）₃，PS（NHPrⁱ）₃，C₆H₁₁-NHPO（NH₂）₂，PO（NHC₄H₉）₃，PO（NHC₆H₅）₃，PS（NHC₆H₁₁）₃式中附號Prⁿ和Prⁱ分別表示正丙基（CH₃CH₂CH₂-）和異丙基（CH₃）₂CH-而其中的“t”表示“叔”（tertiary）。這種三酰胺聚合物的制備方法是以大約1～8小時的時間把三酰胺加熱到150～300℃。以使揮發物脫除，反應可用如下化學方程式表示：

其中“R”和“n”值仍如上述的規定，聚合物的性質依賴于最高的反應溫度，環狀二聚物如：

或下列環狀三聚物如：

它們可以是在較低的反應溫度上形成的，而在較高的反應溫度上則形成線性聚合物。

這類二聚物或聚合物的形成是已知的和已被揭示的。例如，在美國專利2，666，750和美國專利3，516，965中，在J.D.Healy等人的《磷和硫》5239（1978）和H.Bock等人的《化學報告》（西德）99377（1966）就已揭示過了。磷酰三胺的制備也是已知和已揭示過的，例如，在L.F.Audrieth等人的J.A.C.S.641553（1942）;R.R.Holmes等人的《無機化學》189（1962），《無機化學》2380（1963）;L.Bub等人的德國專利1，005，963以及美國專利3，433，623中揭示了。然而，對從上述的三酰胺和有關的聚合物中得到的合適的摻雜劑成份的制備和使用卻尚未為了所知。