DD254811A1

DD254811A1 - METHOD OF SEPARATING SILICON OXIDE LAYERS BY PLASMA CVD

Info

Publication number: DD254811A1
Application number: DD29692686A
Authority: DD
Inventors: Rolf Swaton; Klaus Koepke; Hans-Joachim Bierke
Original assignee: Halbleiterwerk Veb
Priority date: 1986-12-02
Filing date: 1986-12-02
Publication date: 1988-03-09

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Halbleitertechnologie und findet Anwendung bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen. Es werden Siliziumoxid-(SiOx)-Schichten mit gezielt gesteuertem schichtdickenabhaengigen Aetzverhalten in einem Abscheidungsprozess hergestellt, wodurch bei einem nachfolgenden Fotolithografieschritt durch eine einfache Aetzung Strukturen mit einem reproduzierbaren Boeschungswinkel erzeugt werden.The invention relates to semiconductor technology and finds application in the manufacture of integrated circuits. Silicon oxide (SiOx) layers with specifically controlled layer thickness-dependent etching behavior are produced in a deposition process, whereby structures with a reproducible drilling angle are produced by a simple etching in a subsequent photolithography step.

Description

Characteristic of the known state of the art

Mit steigenden Anforderungen an die Halbleitertechnologie infolge höherer integrationsdichten ist es erforderlich, bei der Strukturierung von Isolatorschichten Böschungen mit definierten Winkeln zu erzeugen. Dazu sind folgende Methoden bekannt:With increasing demands on semiconductor technology due to higher integration densities, it is necessary to create slopes with defined angles in the patterning of insulator layers. The following methods are known:

a) Die Erzeugung von 2 Isolatorschichten in aufeinanderfolgenden Prozessen, wobei die obere Schicht eine höhere Ätzrate als die darunterliegende Schicht aufweist, wodurch es bei einem Ätzprozeß zu einem definierten Böschungswinkel kommt.a) The production of 2 insulator layers in successive processes, wherein the upper layer has a higher etch rate than the underlying layer, whereby it comes in a Ätzprozeß to a defined angle of repose.

b) Die Erzeugung einer schneller ätzenden Schicht auf einer Isolatorschicht durch Ionenimplantation (DE-OS 2554638)b) The generation of a faster etching layer on an insulator layer by ion implantation (DE-OS 2554638)

c) Die Variation der Temperatur des Ätzmittels während des Ätzprozesses der Isolatorschichtc) The variation of the temperature of the etchant during the etching process of the insulator layer

d) Die Variation der Pufferzusammensetzung des Ätzmittels zum Ätzen der Isolatorschicht.d) The variation of the buffer composition of the etchant for etching the insulator layer.

Die bekannten Verfahren a) und b) haben den Nachteil, daß die Isolatorschichten in aufwendigen aufeinanderfolgenden Prozessen hergestellt werden.The known methods a) and b) have the disadvantage that the insulator layers are produced in complex successive processes.

Dieser Nachteil wird bei den Verfahren c) und d) vermieden, wobei hier aber sehr aufwendige Strukturierungsprozesse erforderlich sind.This disadvantage is avoided in the methods c) and d), but here very complex structuring processes are required.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die für die Erzeugung von schrägen Böschungen nötigen Eigenschaften, die die SiOx-Schicht aufweisen muß, in nur einem einzigen Prozeß ohne aufwendige Nachbehandlungen wie z. B. lonenbeschuß, eine zweite Beschichtung, Veränderungen der Eigenschaften des Ätzmittels während der Durchätzzeit usw., herzustellen.The aim of the invention is the necessary for the production of sloping slopes properties that must have the SiOx layer, in a single process without expensive post-treatments such. As ion bombardment, a second coating, changes in the properties of the etchant during the etch-time, etc., produce.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, in einem Plasma-CVD-Prozeß SiOx-Schichten mit solchen Eigenschaften herzustellen, daß durch einen einfachen Ätzschritt im Anschluß an einen Maskenprozeß Strukturen mit definierten schrägen Böschungen in dieser Schicht erzeugt werden.The object of the invention is to produce in a plasma CVD process SiO x layers having such properties that structures with defined oblique slopes are produced in this layer by a simple etching step following a mask process.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Isolatorschicht, bestehend aus SiOx, in einem plasmagestützten CVD-Prozeß derart hergestellt wird, daß während des Abscheidungsprozesses die Abscheidungstemperatur kontinuierlich oderAccording to the invention, this object is achieved in that the insulator layer, consisting of SiOx, in a plasma-assisted CVD process is prepared such that during the deposition process, the deposition temperature continuously or

in Schritten geändert wird. 'is changed in steps. '

Dazu wird ein bekannter Plasma-CVD-Prozeß in herkömmlicher Weise bei einer Temperatur von vorzugsweise = 350⁰C und einem Druck von vorzugsweise ρ = 160Pa gestartet und mit Beginn der Abscheidung die Reaktortemperatur vorzugsweise kontinuierlich mit einer Rate von 0,5 bis 40 K min"¹ abgesenkt. Nach einer Abscheidungszeit, die sich aus der Abscheidungsrate und der gewünschten Schichtdicke ergibt, wird der Prozeß beendet. Bei dem erfindungsgemäßen Prozeß wächst eine SiOx-Schicht auf, deren Ätzverhalten sich als Funktion der Schichtdicke darstellt.For this purpose, a known plasma CVD process in a conventional manner at a temperature of preferably = 350 ⁰ C and a pressure of preferably ρ = 160Pa started and the beginning of the deposition, the reactor temperature preferably continuously at a rate of 0.5 to 40 K min "lowered. ¹ After a deposition time, which results from the deposition rate and the desired layer thickness, the process is terminated. in the inventive process, a SiOx layer grows, the etching is represented as a function of layer thickness.

embodiment

Der Ablauf des Verfahrens wird anhand eines Plasma-CVD-SiOx-Prozesses beschrieben.The process is described using a plasma CVD-SiOx process.

Die Plasma-CVD-Anlagewird mit den zu beschichtenden Si-Substraten beschickt. Nach dem Verschließen des Reaktors, dem Evakuieren auf ρ = 160Pa und dem Aufheizen der Substrate auf die erforderliche Anfangstemperatur von θ-α = 350⁰C werden die Reaktionsgase in den Reaktor eingeleitet und das Plasma gezündet. Mit Beginn der Abscheidung Wird die Reaktortemperatur und damit auch die Substrattemperatur kontinuierlich mit einer Rate von 2 K min"¹ abgesenkt. Nach einer Abscheidungszeit von 45 min ist eine Reaktorendtemperatur von θ_Ε = 26O⁰C erreicht und eine Schicht mit einer Dicke von 750/xm aufgewachsen. An dieser Stelle wird der Prozeß beendet. Nach einem folgenden Fotolithografieschritt wird die Schicht in einem Ätzmittel der Zusammensetzung 5VoI.-Teile gesättigte NH₄F-Lösung und 1 Vol.-Teil HF 40%ig geätzt. Die Ätzrate an der Oberfläche der SiOx-Schicht mit der Dicke von 750,um verhält sich zu der Ätzrate der Schicht unmittelbar an der Grenzfläche zum Substrat wie 1,5:1. Daraus ergibt sich ein Böschungswinkel von ca. 40°.The plasma CVD equipment is charged with the Si substrates to be coated. After sealing the reactor, evacuating to ρ = 160Pa and the heating of the substrates to the required starting temperature of θ-α = 350 ⁰ C, the reaction gases are introduced into the reactor and the plasma is ignited. With the onset of deposition, the reactor temperature and thus also the substrate temperature are lowered continuously at a rate of 2 K min ^-1 After a deposition time of 45 min, a reactor end temperature of θ _Ε = 26O ⁰ C is reached and a layer with a thickness of 750 / At this point, the process is terminated After a subsequent photolithography step, the layer is etched in an etchant of the composition 5 parts by volume of saturated NH ₄ F solution and 1 part by volume of HF 40% The etch rate on the surface The SiOx layer with a thickness of 750 corresponds to the etching rate of the layer immediately at the interface with the substrate such as 1.5: 1, resulting in a slope angle of about 40 °.

Claims

- I - Ä3t O I I

Claim:

1. A method for the deposition of silicon oxide layers by means of plasma CVD, characterized in that during the deposition process, the deposition temperature for influencing the layer parameters is changed continuously or in steps.

Field of application of the invention

The invention relates to semiconductor technology and finds application in the manufacture of integrated;

Circuits.