DE1546045C3 - Method for producing a certain etched structure in a silicon nitride layer located on a semiconductor body - Google Patents

Method for producing a certain etched structure in a silicon nitride layer located on a semiconductor body

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DE1546045C3 DE1966T0031260 DET0031260A DE1546045C3 DE 1546045 C3 DE1546045 C3 DE 1546045C3 DE 1966T0031260 DE1966T0031260 DE 1966T0031260 DE T0031260 A DET0031260 A DE T0031260A DE 1546045 C3 DE1546045 C3 DE 1546045C3
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Description

der Diffusion als Diffusionsmaske wirkt, die keine Diffusionsstörstellen in den der Schicht 2 vorgelagerten Bereich des Halbleiterkörpers eindringen läßt.the diffusion acts as a diffusion mask that has no diffusion defects in the layer 2 upstream Can penetrate the area of the semiconductor body.

Das Wesen der Erfindung besteht also darin, daß man auf dem Siliziumnitrid an Stelle einer Ätzmaske aus Fotolack eine Ätzmaske aus Siliziumdioxyd oder aus einem anderen Material erzeugt, das auf dem Siliziumnitrid besser haftet als ein Fotolack. Für eine Ätzmaske kommen außer Siliziumdioxyd beispielsweise auch Metalle in Frage, die gegen die verwendete Ätzlösung resistent sind. Bei Verwendung von Flußsäure oder deren Lösungen eignen sich für die Ätzmaske beispielsweise Edelmetalle, Chrom, Kupfer, Wolfram oder Molybdän.The essence of the invention consists in that one on the silicon nitride instead of an etching mask an etching mask made of silicon dioxide or another material produced on the Silicon nitride adheres better than a photoresist. In addition to silicon dioxide, for example, for an etching mask also metals in question, which are resistant to the etching solution used. When using Hydrofluoric acid or its solutions are suitable for the etching mask, for example precious metals, chromium, copper, Tungsten or molybdenum.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (2)

1 2 Die Anwendung der Fotolacktechnik zur Herstel- Patentansprüche: lung von Ätzstrukturen ist in der Halbleitertechnik bekannt. Sie findet beispielsweise bei der Herstellung1 2 The application of photoresist technology for the production of etched structures is known in semiconductor technology. It takes place, for example, during manufacture 1. Verfahren zum Herstellen einer bestimmten von Diffusionsmasken in der Planartechnik An-Ätzstruktur in einer auf einem Halbleiterkörper 5 wendung.1. Process for the production of a certain diffusion mask using the planar technique, an etching structure in a turn on a semiconductor body 5. befindlichen Siliziumnitridschicht, dadurch ge- Das Verfahren nach der Erfindung eignet sich inlocated silicon nitride layer, thereby ge The method according to the invention is suitable in kennzeichnet, daß die Siliziumnitridschicht besonderer Weise zur Herstellung von Ätzstrukturen zunächst mit einer Schicht bedeckt wird, die aus mit einer Flußsäurelösung, die für die Herstellung Siliziumdioxyd, aus einem Edelmetall, Chrom, von Ätzstrukturen mittels der Fotolacktechnik beKupfer, Wolfram oder Molybdän besteht, und io sonders geeignet ist, da sie die Photolacke nicht aufdaß aus dieser Schicht eine Ätzmaske zum an- reißt oder zerstört und auch die Lacke nicht unterschließenden Ätzen der Siliziumnitridschicht her- ätzt. Flußsäure ist andererseits aber auch eine beson- - gestellt wird, indem die vorgesehene Ätzstruktur ders geeignete Lösung zum Ätzen von Siliziumnitrid, in diese Schicht mit Hilfe der an sich bekannten Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wirdindicates that the silicon nitride layer is used in a special way for the production of etched structures first covered with a layer made with a hydrofluoric acid solution necessary for the manufacture Silicon dioxide, from a noble metal, chromium, from etched structures using the photoresist technology, copper, Tungsten or molybdenum is made, and is particularly suitable because it does not adhere the photoresists from this layer an etching mask for tearing or destroying and also not excluding the lacquer Etching of the silicon nitride layer. On the other hand, hydrofluoric acid is also a special - is provided by the intended etching structure of the suitable solution for etching silicon nitride, in this layer with the aid of the per se known according to a further development of the invention Fotolacktechnik eingeätzt wird. 15 vorgeschlagen, daß der durch die ÄtzbehandlungPhoto resist technology is etched. 15 suggested that the by the etching treatment 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- freigelegte Teil des Siliziumnitrids nach dem Entfernen kennzeichnet, daß die durch die Herstellung der der Fotolackschicht oxydiert wird. Eine solche Oxy-Ätzstruktur freigelegten Bereiche der Silizium- dation ermöglicht eine bessere Ätzung. Dies ist darauf nitridschicht vor dem Ätzen des Siliziumnitrids zurückzuführen, daß Siliziumnitrid durch eine Oxyoxydiert werden. »o dation, d. h. durch eine Wärmebehandlung bei höherer Temperatur in einer oxydierenden Atmosphäre, in eine Siliziumdioxydschicbt umgewandelt wird, die sich mit den üblichen Ätzlösungen, wie z. B. eine mit2. The method according to claim 1, characterized in that the exposed part of the silicon nitride after removal indicates that the is oxidized by the production of the photoresist layer. Such an oxy-etched structure exposed areas of the silicon dation enable better etching. This is upon it nitride layer before the etching of the silicon nitride due to the fact that silicon nitride is oxidized by an oxy-oxide will. »O dation, d. H. by heat treatment at higher Temperature in an oxidizing atmosphere, which is converted into a silicon dioxide layer which with the usual etching solutions, such as. B. one with Ammoniumfluorid gepufferte, wässerige Flußsäure-Ammonium fluoride buffered, aqueous hydrofluoric acid a5 lösung, besser ätzen läßt als das Siliziumnitrid.a5 solution, can be etched better than silicon nitride. Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel erläutet.The invention is illustrated below using an exemplary embodiment explained. Die F i g. 1 zeigt einen Halbleiterkörper 1, der beispielsweise aus Silizium besteht. Dieser Halbleiter-The F i g. 1 shows a semiconductor body 1 which consists of silicon, for example. This semiconductor Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her- 30 körper wird mit einer Siliziumnitridschicht 2 vonThe invention relates to a method for the herringbone is 30 with a silicon nitride layer 2 of stellen einer bestimmten Ätzstruktur in einer auf beispielsweise 0,1 μ Dicke bedeckt. Die Herstellungprovide a certain etched structure covered in a thickness of 0.1 μ, for example. The production einem Halbleiterkörper befindlichen Siliziumnitrid- der Siliziumnitridschicht erfolgt in einem pyroly-a semiconductor body located silicon nitride - the silicon nitride layer takes place in a pyroly- schicht. tischen Prozeß durch Reaktion von SiCl4 und NH3.layer. table process through the reaction of SiCl 4 and NH 3 . Die Ätzstruktur besteht bei Verwendung der Auf der Siliziumnitridschicht 2 wird nun gemäß Siliziumnitridschicht als Diffusionsmaske beispiels- 35 F i g. 2 in einem anderen pyrolytischen Prozeß, beiweise aus öffnungen, den sogenannten Diffusions- speisweise aus Orthokieselsäureäthylester, eine SiO2-fenstera, die eine Eindiffusion von Störstellen in den Schicht 3 von z. B. 0,5 bis 1 μ Dicke abgeschieden.
Halbleiterkörper nur im Fensterbereich gestatten, Mit Hilfe der Fotolacktechnik wird in die SiO2-während außerhalb der Fensterbereiche die Schutz- Schicht 3 eine Ätzstruktur eingebracht, die nach schicht maskierend wirkt. Durch solche Diffusions- 40 F i g. 3 aus den öffnungen 4 besteht. Nach Entfermasken wird eine gezielte Eindiffusion erreicht, die nung der in F i g. 3 nicht eingezeichneten und zur nur in bestimmten Bereichen des Halbleiterkörpers Herstellung der Ätzstruktur auf die SiO2-Schicht 3 erfolgt. Im allgemeinen werden die diffusionshemmen- erforderlichen Fotolackschicht wird der Halbleiterden Schichten, wie beispielsweise in der Planar- körper der F i g. 3 oxydiert, indem er beispielsweise technik, als Schutzschichten auf dem Halbleiter- 45 in einem Sauerstoffstrom bei 1250C gelagert wird, körper belassen. Eine solche Sauerstoffbehandlung bewirkt nachThe etched structure exists when the silicon nitride layer 2 is now used as a diffusion mask according to the silicon nitride layer, for example 35 FIG. 2 in another pyrolytic process, sometimes from openings, the so-called diffusion feed from orthosilicic acid ethyl ester, an SiO 2 windowa, which diffuses impurities in the layer 3 of z. B. 0.5 to 1 μ thick deposited.
Allow semiconductor bodies only in the window area. With the help of photoresist technology, the protective layer 3 is introduced into the SiO 2 while outside the window areas, which has a masking effect after the layer. Such diffusion 40 F i g. 3 consists of the openings 4. After removal masks, a targeted diffusion is achieved, the voltage of the in FIG. 3, not drawn in, and for producing the etching structure on the SiO 2 layer 3 only in certain regions of the semiconductor body. In general, the diffusion-inhibiting photoresist layer is required of the semiconductor layers, for example in the planar body of FIG. 3 is oxidized by, for example, leaving the body as protective layers on the semiconductor 45 in an oxygen stream at 125 ° C. Such an oxygen treatment causes after Es ist seit kurzem bekannt, daß Siliziumnitrid F i g. 4 eine Oxydation des durch die Ätzung frei-It has recently been known that silicon nitride F i g. 4 an oxidation of the (Si3N4) auf Halbleiterkörpern, wie beispielsweise SiIi- gelegten Bereiches der auf dem Halbleiterkörper be-(Si 3 N 4 ) on semiconductor bodies, such as, for example, the SiI- laid area of the on the semiconductor body zium oder Germanium, sehr gute Maskierungs- und findlichen Siliziumnitridschicht 2. Dabei entstehenzium or germanium, very good masking and sensitive silicon nitride layer 2. This creates Passivierungseigenschaften aufweist, die noch besser 5° auf der Siliziumnitridschicht in den freigeätztenHas passivation properties that are even better 5 ° on the silicon nitride layer in the etched free sind als die von Siliziumoxyd. Siliziumnitrid besitzt Fensterbereichen die oxydierten Bereiche 5.
allerdings gegenüber Siliziumoxyd einen wesentlichen Die Anordnung der F i g. 5 erhält man, wenn manare than those of silica. Silicon nitride has window areas, the oxidized areas 5.
However, compared to silicon oxide, the arrangement of FIGS. 5 is obtained if one Nachteil, der darin besteht, daß es sich wesentlich die Anordnung der F i g. 4 einer Behandlung in einerDisadvantage, which is that it is essentially the arrangement of the F i g. 4 one treatment in one schwieriger ätzen läßt als Siliziumoxyd. gepufferten Flußsäurelösung aussetzt. Durch diemore difficult to etch than silicon oxide. exposed to buffered hydrofluoric acid solution. Through the Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein 55 Flußsäureätzung, die beispielsweise bei einer Tempe-Verfahren anzugeben, welches die Herstellung von ratur von 50 bis 60° C erfolgt, wird die Siliziumnitrid-Siliziumnitridschichten mit einer bestimmten Ätz- schicht 2 in den durch die öffnungen 4 freigelegten struktur auf Halbleiterkörpern gestattet. Zur Lösung Bereichen bis zur Oberfläche des Halbleiterkörpers 1 dieser Aufgabe wird bei einem solchen Verfahren durchgeätzt, so daß die ursprünglich in der SiO2-nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die Silizium- 60 Schicht 3 der F i g. 3 und 4 vorhandene Ätzstruktur nitridschicht zunächst mit einer Schicht bedeckt wird, auch in die Siliziumnitridschicht 2 eingeätzt wird. Bei die aus Siliziumdioxyd, aus einem Edelmetall, Chrom, diesem Ätzprozeß wird die auf der Siliziumnitrid-Kupfer, Wolfram oder Molybdän besteht, und daß schicht vorher erzeugte SiO2-Schicht 3 abgetragen,
aus dieser Schicht eine Ätzmaske zum anschließenden Die in die Schicht 2 gemäß F i g. 5 eingeätzten öff-Ätzen der Siliziumnitridschicht hergestellt wird, indem 65 nungen dienen in der Planartechnik als Diffusionsdie vorgesehene Ätzstruktur in diese Schicht mit fenster zur Herstellung von Halbleiterzonen in beHilfe der an sich bekannten Fotolacktechnik einge- stimmten Bereichen des Halbleiterkörpers, während ätzt wird. der nicht geätzte Teil der Siliziumnitridschicht 2 beiThe invention is based on the object of providing a hydrofluoric acid etch, for example in a Tempe process, which is produced from 50 to 60 ° C., the silicon nitride-silicon nitride layers with a certain etching layer 2 in the through the openings 4 exposed structure allowed on semiconductor bodies. In order to solve this problem, areas up to the surface of the semiconductor body 1 are etched through in such a method, so that what was originally proposed in the SiO 2 according to the invention that the silicon layer 3 of FIG. 3 and 4 existing etching structure nitride layer is initially covered with a layer, is also etched into the silicon nitride layer 2. In the case of silicon dioxide, a noble metal, chromium, this etching process is based on the silicon nitride-copper, tungsten or molybdenum, and that layer previously produced SiO 2 layer 3 is removed,
from this layer an etching mask for the subsequent die in the layer 2 according to FIG. 5 etched open-etching of the silicon nitride layer is produced by 65 openings serve as diffusion in planar technology. the non-etched part of the silicon nitride layer 2 at
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