DE19959346B4 - Method for producing a solid having a microstructure - Google Patents

Method for producing a solid having a microstructure Download PDF

Info

Publication number
DE19959346B4
DE19959346B4 DE19959346A DE19959346A DE19959346B4 DE 19959346 B4 DE19959346 B4 DE 19959346B4 DE 19959346 A DE19959346 A DE 19959346A DE 19959346 A DE19959346 A DE 19959346A DE 19959346 B4 DE19959346 B4 DE 19959346B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
substrate
layer
coating
area
masking layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19959346A
Other languages
German (de)
Other versions
DE19959346A1 (en
Inventor
Mirko Dipl.-Phys. Lehmann
Günter Dipl.-Ing. Igel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Micronas GmbH
Original Assignee
TDK Micronas GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Micronas GmbH filed Critical TDK Micronas GmbH
Priority to DE19959346A priority Critical patent/DE19959346B4/en
Publication of DE19959346A1 publication Critical patent/DE19959346A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19959346B4 publication Critical patent/DE19959346B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66674—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/66712—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H01L21/225—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a solid phase, e.g. a doped oxide layer
    • H01L21/2251—Diffusion into or out of group IV semiconductors
    • H01L21/2254—Diffusion into or out of group IV semiconductors from or through or into an applied layer, e.g. photoresist, nitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/288—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
    • H01L21/2885—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition using an external electrical current, i.e. electro-deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76885—By forming conductive members before deposition of protective insulating material, e.g. pillars, studs

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines eine Mikrostruktur aufweisenden Festkörpers (1), insbesondere eines Halbleiterbauelements, wobei die Oberfläche eines Substrats (3) mit einer für eine aufzubringende Substanz undurchlässigen Maskierungsschicht (6) versehen und die Substanz danach in von der Maskierungsschicht (6) nicht bedeckte Substratbereiche eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer Wärmebehandlung die eingebrachte Substanz in einen von der Maskierungsschicht (6) überdeckten Substratbereich eindiffundiert wird, so daß sich ausgehend vom Rand der Maskierungsschicht (6) mit zunehmendem Abstand vom Rand nach innen in dem von der Maskierungsschicht (6) überdeckten Substratbereich ein Konzentrationsgefälle der Substanz einstellt, daß danach die Maskierungsschicht (6) zum Freilegen des darunter befindlichen Substratbereichs entfernt wird, daß eine in dem freigelegten Substratbereich befindliche oberflächennahe Schicht des Substrats (3), mittels einer chemischen Umwandlungsreaktion in eine Beschichtung (9) mit einem dem Konzentrationsgefälle der in dieser oberflächennahen Schicht enthaltenen Substanz entsprechenden Schichtdickenverlauf umgewandelt wird und daß in einem Teilbereich der Beschichtung (9), dessen Fläche kleiner...Method for producing a solid body (1) having a microstructure, in particular a semiconductor component, the surface of a substrate (3) being provided with a masking layer (6) which is impermeable to a substance to be applied, and the substance thereafter in substrate regions not covered by the masking layer (6) is introduced, characterized in that with the aid of a heat treatment the introduced substance is diffused into a substrate area covered by the masking layer (6), so that, starting from the edge of the masking layer (6), the distance from the edge towards the inside increases from that of the masking layer (6) covered substrate area a concentration gradient of the substance that the masking layer (6) is then removed to expose the underlying substrate area, that a near-surface layer of the substrate (3) located in the exposed substrate area, by means of a chemical en conversion reaction is converted into a coating (9) with a layer thickness curve corresponding to the concentration gradient of the substance contained in this near-surface layer and that in a partial area of the coating (9) whose area is smaller ...

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines eine. Mikrostruktur aufweisenden Festkörpers, insbesondere eines Halbleiterbauelements, wobei die Oberfläche eines Substrats mit einer für eine aufzubringende Substanz undurchlässigen Maskierungsschicht versehen und die Substanz danach in von der Maskierungsschicht nicht bedeckte Substratbereiche eingebracht wird.The invention relates to a method to make a one. Solid having microstructure, in particular of a semiconductor component, the surface of a substrate having a for one substance to be applied impermeable masking layer provided and the substance thereafter not in the masking layer covered substrate areas is introduced.

Ein derartiges Verfahren ist aus dem Buch Integrierte Digitalbausteine, Siemens AG (1970), Seite 12 und 13 bekannt. Dabei wird zum Herstellen eines Halbleiterbauelements in Oberflächenbereich eines Silizium-Substrats mit einer für einen Dotierungsstoff undurchlässigen, aus Siliziumdioxid bestehenden Maskierungsschicht abgedeckt, während andere Oberflächenbereiche frei bleiben. Zum Erzeugen der Maskierungsschicht wird das Substrat zunächst in einem Sauerstoffstrom angeordnet, wobei sich an der Oberfläche des Substrats eine durchgehende Siliziumdioxid-Schicht ausbildet. Danach wird ein lichtempfindlicher Photolack auf die Substratoberfläche aufgetragen. Dieser Photolack wird durch eine Photomaske hindurch belichtet, die an den Stellen lichtdurchlässig ist, an denen das Substrat für die Dotierung offen bleiben soll. Nach dem Belichten wird der Photolack an den belichteten Stellen mit einem Lösungsmittel entfernt, während die für das Lösungsmittel unlöslichen unbelichteten Bereiche des Photolacks auf dem Substrat verbleiben. Mit einem Ätzmittel wird dann an den lackfreien Stellen das Siliziumdioxid abgeätzt und anschließend wird der übrige Photolack entfernt. Das Substrat wird dann bei einer Temperatur von etwa 1000°C einer den Dotierstoff enthaltenden Gasphase ausgesetzt, wobei der Dotierungsstoff in die von der Siliziumoxid-Schicht nicht bedeckten, offenen Substratstellen eindiffundiert. Beim Abkühlen des Substrats ist dann bereichsweise an den vorgesehenen Stellen dotiert. Mit Hilfe des Verfahrens lassen sich beispielsweise Transistoren, Dioden oder dergleichen elektronische Funktionsbausteine in das Substrat integrieren.Such a process is over the book Integrated Digital Modules, Siemens AG (1970), page 12 and 13 known. This is used to manufacture a semiconductor device in surface area a silicon substrate with a dopant-impermeable, Silicon dioxide masking layer covered while other surface areas remain free. The substrate is used to produce the masking layer first arranged in an oxygen stream, being on the surface of the Substrate forms a continuous silicon dioxide layer. After that a light-sensitive photoresist is applied to the substrate surface. This photoresist is exposed through a photomask, the translucent in places is where the substrate for the grant should remain open. After exposure, the photoresist removed in the exposed areas with a solvent, while the for the solvent insoluble unexposed areas of the photoresist remain on the substrate. With an etchant the silicon dioxide is then etched off at the paint-free areas and subsequently the rest will Photoresist removed. The substrate is then at a temperature of about 1000 ° C exposed to a gas phase containing the dopant, the Dopant into those not covered by the silicon oxide layer, diffused open substrate sites. Then when cooling the substrate endowed in certain areas at the designated places. With the help of the procedure can be, for example, transistors, diodes or the like Integrate electronic function blocks into the substrate.

Das vorbekannte Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass die Kosten für das zur Belichtung des Substrats benötigte Belichtungsgerät mit abnehmender Größe der herzustellenden Mikrostrukturen stark zunehmen, vergleiche F&M, Jahrgang 102 (1994), Heft 4, Seite 57 bis 60 und Heft 9, Seite 40 bis 44. Ungünstig ist dabei vor allem, dass die Auflösung des Belichtungsgerätes für die kleinste auf dem Substrat herzustellende Struktur dimensioniert werden muss, selbst dann, wenn gleichzeitig große Strukturen auf dem Substrat erzeugt werden. Die Herstellung von Festkörpern mit kleinen Strukturen ist deshalb aufwendig und kostenintensiv.However, the previously known method has the disadvantage that the cost of the exposure device required to expose the substrate with decreasing Size of the manufactured Microstructures are increasing strongly, see F&M, Volume 102 (1994), No. 4, page 57 to 60 and issue 9, pages 40 to 44. The most unfavorable thing is that the resolution of the exposure device for the smallest structure to be produced on the substrate must be, even if there are large structures on the substrate at the same time be generated. The production of solids with small structures is therefore complex and expensive.

Die EP 0 435 406 B1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Leistungs-MOS-Transistors, bei dem für die Implantation von Source-Gebieten in ein Body-Gebiet eine Maske aus Siliziumdioxid verwendet wird. Diese Maske wird hergestellt, indem eine Nitridschicht auf solche Bereiche abgeschieden wird, in denen die Source-Gebiete erzeugt werden sollen. Freiliegende Bereiche einer zuvor aufgebrachten Gate-Oxidschicht werden anschließend weiter oxidiert, um für die Implantation undurchlässige dickere Oxidbereiche zu erzeugen, die nach Abschluss des Implantationsverfahrens entfernt werden.The EP 0 435 406 B1 describes a method for producing a power MOS transistor, in which a mask made of silicon dioxide is used for the implantation of source regions into a body region. This mask is produced by depositing a nitride layer on those regions in which the source regions are to be produced. Exposed areas of a previously applied gate oxide layer are then further oxidized in order to produce thicker oxide areas which are impermeable to the implantation and which are removed after the implantation process has been completed.

Die US 4,682,408 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Kanalstoppzonen in einem MOSFET. Das Verfahren sieht vor, Dotierstoffatome unter Verwendung einer Maske in die Oberfläche eines Halbleiterkörpers durch eine bereits aufgebrachte Isolationsschicht zu implantieren. Die Maske besteht dabei aus einer Lackmaske, auf welche eine Siliziumdioxidschicht aufgebracht ist, die in Aussparungen der Lackmaske in Richtung der Kanten dicker wird, um bei einer nachfolgenden Implantation einen implantierten Bereich zu erzeugen, der in lateraler Richtung nicht über die Abmessungen der Aussparungen der Lackmaske hinausgeht.The US 4,682,408 describes a method of making channel stop zones in a MOSFET. The method provides for dopant atoms to be implanted into the surface of a semiconductor body through a previously applied insulation layer using a mask. The mask consists of a lacquer mask on which a silicon dioxide layer is applied, which becomes thicker in the cutouts of the lacquer mask in the direction of the edges in order to produce an implanted area during a subsequent implantation which does not have the dimensions of the cutouts in the lacquer mask in the lateral direction goes.

Es besteht die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine kostengünstige Herstellung eines Festkörpers mit einer kleinen Struktur ermöglicht.The task is a procedure of the type mentioned to create an inexpensive manufacture of a solid with a small structure.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass mit Hilfe einer Wärmebehandlung die eingebrachte Substanz in einen von der Maskierungsschicht überdeckten Substratbereich eindiffundiert wird, so dass sich ausgehend vom Rand der Maskierungsschicht mit zunehmendem Abstand vom Rand nach innen in dem von der Maskierungsschicht überdeckten Substratbereich ein Konzentrationsgefälle der Substanz einstellt, daß danach die Maskierungsschicht zum Freilegen des, darunter befindlichen Substratbereichs entfernt wird, daß eine in dem freigelegten Substratbereich befindliche oberflächennahe Schicht des Substrats mittels einer chemischen Umwandlungsreaktion in eine Beschichtung mit einem dem Konzentrationsgefälle der in dieser oberflächennahen Schicht enthaltenen Substanz entsprechenden Schichtdickenverlauf umgewandelt wird und daß in einem Teilbereich der Beschichtung, dessen Fläche kleiner ist als die von der ursprünglichen Maskierungsschicht überdeckten Substratfläche und in dem die Dicke der Beschichtung gegenüber den übrigen Teilbereichen der Beschichtung reduziert ist, eine Zusatzbehandlung durchgeführt wird, bei der das von diesem Teilbereich überdeckte Substratgebiet freigelegt oder in dieses Substratgebiet durch die Beschichtung hindurch ein Stoff eingebracht wird.The solution to this problem exists in that with the help of heat treatment the introduced substance into one covered by the masking layer Diffused substrate area, so that starting from Edge of the masking layer with increasing distance from the edge inside in the substrate area covered by the masking layer a concentration gradient of the substance sets that after that the masking layer to expose the underlying substrate area is removed that a near the surface in the exposed substrate area Layer of the substrate by means of a chemical conversion reaction in a coating with a concentration gradient of in this near the surface Layer containing substance corresponding layer thickness curve is converted and that in a portion of the coating whose area is smaller than that of the original masking layer substrate surface and in which the thickness of the coating compared to the other partial areas of the coating is reduced, an additional treatment is carried out in which this by Part of the area covered Substrate area exposed or in this substrate area by the coating through which a substance is introduced.

Mit Hilfe der Wärmebehandlung wird also der die eingebrachte Substanz aufweisende Bereich des Substrates vergrößert, wobei die Substanz bis unter den Rand der Maskierungsschicht unterdiffundiert. In dem von der Maskierungsschicht überdeckten Substratbereich stellt sich dann ein Konzentrationsgefälle mit einer ortsabhängigen Konzentration der Substanz ein, wobei die Konzentration in einer in der Grenzfläche von Maskierungsschicht und Substrat verlaufenden Substratebene mit zunehmender Entfernung vom Rand der Maskierungsschicht zum Inneren der Maskierungsschicht hin abnimmt. Die nach dem Entfernen der Maskierungsschicht auf dem ursprünglich von der Maskierungsschicht überdeckten Substratbereich mittels der chemischen Umwandlungsreaktion erzeugte Beschichtung weist an unterschiedlichen Stellen des Substratbereichs eine der Konzentration der Substanz an der jeweiligen Stelle entsprechende Dicke auf. Dabei kann je nach Wahl der chemischen Umwandlungsreaktion die Schichtdicke der Beschichtung entlang der Substratebene, ausgehend vom Rand des von der Maskierungsschicht ursprünglich überdeckten Substratbereichs zum Inneren dieses Substratbereichs hin entweder ab- oder zunehmen. Entsprechende chemische Umwandlungsreaktionen sind an sich bekannt. In vorteilhafter Weise kann die von der Schichtdicke abhängige Zusatzbehandlung für das Substrat in einem Gebiet durchgeführt werden, das kleiner ist als das ursprünglich von der Maskierungsschicht überdeckte Gebiet. So kann beispielsweise bei der Zusatzbehandlung die Beschichtung an ihrer dem Substrat abgewandten Oberfläche ganzflächig abgetragen werden, bis an den Stellen, an denen die ursprüngliche Dicke der Beschichtung geringer war als an den übrigen Stellen der Beschichtung ein Teilbereich des von der Beschichtung ursprünglich überdeckten Substratgebiets freigelegt ist. Bei der Zusatzbehandlung kann aber auch durch die Beschichtung hindurch ein chemischer Stoff in einen Teilbereich des von der Beschichtung überdeckten Substratgebiets eingebracht werden, beispielsweise durch Diffusion oder Beschuß mit Teilchen. Dabei ist das Schichtdickenprofil der Beschichtung so an die Diffusionseigenschaften des Stoffes und/oder die kinetische Energie der Teilchen angepaßt, daß der Stoff die Beschichtung nur bereichsweise an Stellen durchdringen kann, an denen die Schichtdicke eine vorbestimmte Dicke nicht überschreitet.With the help of the heat treatment, the area of the substance which has been introduced is thus removed Enlarged substrate, the substance diffuses underneath the edge of the masking layer. A concentration gradient with a location-dependent concentration of the substance then arises in the substrate area covered by the masking layer, the concentration in a substrate plane running in the interface of the masking layer and substrate decreasing with increasing distance from the edge of the masking layer to the interior of the masking layer. The coating produced after the removal of the masking layer on the substrate region originally covered by the masking layer by means of the chemical conversion reaction has a thickness corresponding to the concentration of the substance at the respective location at different points in the substrate region. Depending on the choice of the chemical conversion reaction, the layer thickness of the coating can either decrease or increase along the substrate plane, starting from the edge of the substrate area originally covered by the masking layer towards the interior of this substrate area. Corresponding chemical conversion reactions are known per se. The additional treatment for the substrate, which is dependent on the layer thickness, can advantageously be carried out in an area which is smaller than the area originally covered by the masking layer. For example, during the additional treatment, the coating on its surface facing away from the substrate can be removed over the entire surface, until a portion of the substrate area originally covered by the coating is exposed at the points where the original thickness of the coating was less than at the other points of the coating , In the additional treatment, however, a chemical substance can also be introduced through the coating into a partial area of the substrate area covered by the coating, for example by diffusion or bombardment with particles. The layer thickness profile of the coating is adapted to the diffusion properties of the substance and / or the kinetic energy of the particles in such a way that the substance can only penetrate the coating in regions where the layer thickness does not exceed a predetermined thickness.

Bei einer Maskierungsschicht, die mittels eines photolithographischen Verfahrens auf dem Substrat erzeugt wurde, kann eine Struktur hergestellt werden, deren Abmessungen kleiner sind als die Abmessungen der kleinsten, aufgrund der begrenzten Auflösung des für das photolithographische Verfahren verwendeten Belichtungsgeräts noch zu belichtenden oder gegen das Licht abzudeckenden Substratoberfläche. In vorteilhafter Weise kann somit ein kostengünstiges Belichtungsgerät zum Einsatz kommen, dessen Auflösung geringer ist als die Abmessungen der kleinsten herzustellenden Struktur. Das Verfahren eignet sich besonders zum Herstellen von Festkörpern, die sowohl kleine als auch große Strukturen aufweisen.With a masking layer that by means of a photolithographic process on the substrate a structure can be produced, the dimensions of which are smaller than the dimensions of the smallest, due to the limited resolution of the for the Exposure device still used photolithographic processes substrate surface to be exposed or covered against the light. In An inexpensive exposure device can thus advantageously be used come whose resolution is smaller than the dimensions of the smallest structure to be produced. The method is particularly suitable for the production of solid bodies both small and large Have structures.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß zum Entfernen der Maskierungsschicht die seitlich an die Maskierungsschicht angrenzenden Substratbereiche mit einer Ätzmaske abgedeckt und die Maskierungsschicht danach mit einem Ätzmittel in Berührung gebracht wird, und daß die Ätzmaske vorzugsweise mittels einer chemischen Reaktion erzeugt wird, bei der eine oberflächennahe Schicht der mit der Ätzmaske abzudeckenden Substratbereiche in ein Ätzmaskenmaterial umgewandelt wird. Die Ätzmaske kann dann auf einfache Weise und ohne die Verwendung eines zusätzlichen Photolithographieschrittesaufdie von der Maskierungsschicht nicht bedeckten Oberflächenbereiche des Substrats aufgebracht werden. Die oberflächennahe Schicht kann dazu beispielsweise in einer Stickstoffatmosphäre in eine gegen ein entsprechendes Ätzmittel beständige Nitridschicht umgewandelt werden. Die Oberfläche des Festkörpers kann dann zum Entfernen der Maskierungsschicht ganzflächig mit dem Ätzmittel in Berührung gebracht werden. Wenn die Ätzmaske eine größere Dicke aufweist als die Maskierungsschicht kann auch ein Ätzmittel verwendet werden, das außer der Maskierungsschicht auch die Ätzmaske von dem Festkörper abträgt. In diesem Fall müssen die Ätzraten und die Dicken von Maskierungsschicht und Ätzmaske so aufeinander abgestimmt sein, daß nach dem vollständigen Abtragen der Maskierungsschicht mit dem Ätzmittel die Ätzmaske noch eine Restdicke aufweist und somit das Substrat weiterhin bedeckt.In an advantageous embodiment the invention provides that for removing the masking layer the substrate areas laterally adjacent to the masking layer with an etching mask covered and then the masking layer with an etchant in touch is brought, and that the etching mask is preferably generated by means of a chemical reaction the one near the surface Layer the with the etching mask substrate regions to be covered are converted into an etching mask material becomes. The etching mask can then be easily and without the use of an additional Photolithography did not step on that from the masking layer covered surface areas of the substrate are applied. The layer close to the surface can do this for example, in a nitrogen atmosphere in an anti-corrosive stable Nitride layer can be converted. The surface of the solid can then to remove the masking layer over the entire area with the etchant in touch to be brought. If the etching mask a greater thickness has as the masking layer can also an etchant be used that except the masking layer also the etching mask removes from the solid. In this Case need the etch rates and the thicknesses of the masking layer and the etching mask are matched to one another be that after the complete Removing the masking layer with the etchant, the etching mask still has a residual thickness and thus continues to cover the substrate.

Besonders vorteilhaft ist, wenn die Ätzmaske während der Wärmebehandlung durch thermische Oxidation von Substratmaterial in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre erzeugt wird. Dadurch kann ein zusätzlicher Fertigungsschritt für die Herstellung der Ätzmaske entfallen.It is particularly advantageous if the etching mask during the heat treatment by thermal oxidation of substrate material in an oxygen-containing the atmosphere is produced. This can be an additional manufacturing step for the Manufacture of the etching mask omitted.

Vorteilhaft ist, wenn die chemische Umwandlungsreaktion eine Oxidationsreaktion ist. Die Beschichtung kann dann auf einfache Weise in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre, gegebenenfalls unter Energiezufuhr erzeugt werden. Dabei wird insbesondere bei einem Silizium-Substrat, in das ein Dotierungsmittel eindiffundiert wurde, eine deutliche Ausprägung eines von dem Konzentrationsgradienten des Dotierungsmittels in dem Substratmaterial abhängigen Schichtdickenverlaufs der Beschichtung erreicht.It is advantageous if the chemical Conversion reaction is an oxidation reaction. The coating can then easily in an oxygen-containing atmosphere, if necessary be generated with the supply of energy. In particular, a silicon substrate into which a dopant diffuses was a clear expression one of the concentration gradient of the dopant in dependent on the substrate material Layer thickness curve of the coating reached.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß in dem Substratbereich, in dem die Maskierungsschicht entfernt wurde, die oberflächennahe Schicht des Substrats durch die chemische Umwandlungsreaktion in eine elektrisch isolierende Beschichtung umgewandelt wird, und daß nach dem bereichsweisen Abtragen der Beschichtung an der freigelegten Oberfläche des elektrisch leitfähigen Substratgebiets eine Metallschicht galvanisch abgeschieden wird. Dadurch ist es beispielsweise möglich, eine Mikroelektrode und/oder eine Leiterbahn mit kleinen Abmessungen auf das Substrat aufzubringen. Das Abscheiden der Metallschicht kann insbesondere stromlos galvanisch erfolgen.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that in the substrate region in which the masking layer has been removed, the layer close to the surface of the substrate is converted into an electrically insulating coating by the chemical conversion reaction, and that after the coating has been removed in regions on the exposed surface a metal layer is electrodeposited of the electrically conductive substrate region. This makes it at possible, for example, to apply a microelectrode and / or a conductor track with small dimensions to the substrate. The metal layer can in particular be electrodeposited without current.

Vorteilhaft ist, wenn auf die Oberfläche des Festkörpers eine vorzugsweise metallische Oberflächenschicht aufgetragen wird, und daß die Hafteigenschaften des Substratmaterials und der Beschichtung so auf das Material der Oberflächenschicht abgestimmt werden, daß diese nur an dem freigelegten Teilbereich des Substratgebietes haften bleibt. Das Material der Oberflächenschicht wird dabei so gewählt, daß es an dem freigelegten Teilbereich des Substratgebietes besser anhaftet als an den dazu benachbarten Oberflächenbereichen der Beschichtung. Eventuell nach dem Beschichten an den benachbarten Oberflächenbereichen anhaftende Schichtbereiche der Oberflächenschicht können dann beispielsweise mechanisch von der Oberfläche des Festkörpers abgelöst werden, während der an dem freigelegten Teilbereich des Substratgebietes anhaftende Bereich der Oberflächenschicht weiterhin an diesem anhaften bleibt. Gegebenenfalls kann die Oberflächenschicht durch Inkorporation von Fremdatomen mechanisch verspannt werden. Beim Ablösen der an der Beschichtung anhaftenden Schichtbereiche können sich dann entlang des Umgrenzungsrandes der Oberfläche des freigelegten Teilbereiches des Substratgebietes in der Oberflächenschicht Risse ausbilden, die das Ablösen der an der Beschichtung anhaftenden Bereiche dieser Oberflächenschicht erleichtern.It is advantageous if one on the surface of the solid preferably metallic surface layer is applied, and that the Adhesive properties of the substrate material and the coating on the material of the surface layer be voted that this only sticks to the exposed part of the substrate area. The material of the surface layer is chosen so that it adheres better to the exposed part of the substrate area than on the adjacent surface areas of the coating. Possibly after coating on the adjacent surface areas adhering layer areas of the surface layer can then for example mechanically detached from the surface of the solid, while that adhering to the exposed portion of the substrate area Area of the surface layer continues to adhere to this. If necessary, the surface layer mechanically clamped by incorporation of foreign atoms. When removing the Layer areas adhering to the coating can then along the boundary of the surface of the exposed part of the Substrate area in the surface layer Form cracks that detach the areas of this surface layer adhering to the coating facilitate.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die oberflächennahe Schicht des Substrates mittels der chemischen Umwandlungsreaktion in eine für einen aufzubringenden chemischen Stoff undurchlässige Beschichtung umgewandelt und bei der Zusatzbehandlung wird zunächst das von einem Teilbereich dieser Beschichtung überdeckte Substratgebietfreigelegt und der Stoff anschließend in dieses Substratgebiet eingebracht. Das Einbringen des Stoffs, der insbesondere ein Dotierungsmaterial für ein Halbleitersubstrat sein kann, kann beispielsweise durch Diffusion oder Beschuß mit Teilchen erfolgen, wobei der Stoff in das freigelegte Substratgebiet eindringt, während in den von der Beschichtung überdeckten Bereichen des Substrat ein Eindringen des Stoffes in das Substrat durch die Beschichtung verhindert wird.In one embodiment of the invention the near-surface layer of the substrate by means of the chemical conversion reaction into one for one applied chemical substance impermeable coating converted and in the case of additional treatment, that of a sub-area is first covered this coating Exposed the substrate area and then the substance in this substrate area brought in. The introduction of the substance, in particular a doping material for a Semiconductor substrate can be, for example, by diffusion or shelling with Particles take place, the substance in the exposed substrate area penetrates while in those covered by the coating Areas of the substrate penetrate the substance into the substrate is prevented by the coating.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß mit Hilfe einer Wärmebehandlung die eingebrachte Substanz in einen von der Maskierungsschicht überdeckten Substratbereich eindiffundiert wird, so daß sich ausgehend vom Rand der Maskierungsschicht mit zunehmendem Abstand vom Rand nach innen in dem von der Maskierungsschicht überdeckten Substratbereich ein Konzentrationsgefälle der Substanz einstellt, daß danach die Maskierungsschicht zum Freilegen des darunter befindlichen Substratbereichs entfernt wird, daß eine in dem freigeleten Substratbereich befindliche oberflächennahe Schicht des Substrats mittels einer chemischen Umwandlungsreaktion in eine Beschichtung mit einem dem Konzentrationsgefälle der in dieser oberflächennahen Schicht enthaltenen Substanz entsprechenden Schichtdickenverlauf umgewandelt wird und daß in einem Teilbereich der Beschichtung, dessen Fläche kleiner ist als die von der ursprünglichen Maskierungsschicht überdeckte' Substratfläche und in dem die Dicke der Beschichtung gegenüber den übrigen Teilbereichen der Beschichtung reduziert ist, eine Zusatzbehandlung durchgeführt wird, bei der das von diesem Teilbereich überdeckte Substratgebiet freigelegt oder in dieses Substratgebiet durch die Beschichtung hindurch ein chemischer Stoff eingebracht wird. Dabei werden das Medium, das Material der seitlich an den freigelegten Substratbereich angrenzenden Beschichtung und/oder die Reaktionsbedingungen vorzugsweise so gewählt, daß zwischen dem Medium und dem Material der Beschichtung eine chemische Reaktion nicht stattfindet. Die chemische Reaktion ist dann auf den freigelegten Teilbereich des Substratgebiets beschränkt, so daß dieser gezielt chemisch verändert werden kann.In one embodiment of the invention, that with With the help of a heat treatment introduced substance into a covered by the masking layer Diffused substrate area, so that starting from the edge of the masking layer with increasing distance from the edge inwards in that covered by the masking layer A concentration gradient of the substance that after that the masking layer to expose the underlying substrate area is removed that a near the surface in the exposed substrate area Layer of the substrate by means of a chemical conversion reaction in a coating with a concentration gradient of in this near the surface Layer containing substance corresponding layer thickness curve is converted and that in a portion of the coating whose area is smaller than that of of the original masking layer and covered in which the thickness of the coating compared to the other parts of the coating is reduced, an additional treatment is carried out in which this by Part of the area covered Substrate area exposed or in this substrate area by the coating through which a chemical substance is introduced. It will Medium, the material of the side of the exposed substrate area adjacent coating and / or the reaction conditions are preferred chosen so that between a chemical reaction between the medium and the material of the coating not taking place. The chemical reaction is then on the exposed part limited of the substrate area, so this deliberately chemically changed can be.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird nach dem Freilegen des Substratgebiets zum Einbringen einer Vertiefung in das Substratgebiet das Substratgebiet mit einem Ätzmittel für das Substratmaterial in Kontakt gebracht, gegen das die das Substratgebiet umgrenzende Beschichtung im Wesentlichen chemisch beständig ist. Die Beschichtung bildet dann eine Ätzmaske für das Ätzmittel. Zum Einbringen eines im Querschnitt etwa V-förmigen Grabens in das Substratgebiet kann ein anisotropes Ätzmittel verwendet werden. Der Festkörper kann ein Teil eines Mikroreaktors sein, wobei die eingeätzte Vertiefung beispielsweise als Zuführkanal für eine in die Kammer des Mikroreaktors einzubringende Substanz und/oder als Abführkanal für eine aus der Kammer abzuleitende Substanz ausgebildet sein kann. Als Substrat wird für einen Teil eines Mikroreaktors vorzugsweise ein metallisches Material verwendet, beispielsweise Aluminium oder Silber, das eine gute Wärmeableitung aus der oder in die Kammer des Mikroreaktors ermöglicht. Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläuert. Es zeigen zum Teil stärker schematisiert:In one embodiment of the invention after exposing the substrate area to make a recess into the substrate area with an etchant for the Brought into contact with substrate material against which the substrate area boundary coating is essentially chemically resistant. The coating then forms an etching mask for the etchant. To introduce one approximately V-shaped in cross-section Trenching into the substrate area can use an anisotropic etchant become. The solid can be part of a microreactor, the etched recess for example as a feed channel for one substance to be introduced into the chamber of the microreactor and / or as a discharge channel for one substance to be derived from the chamber can be formed. As Substrate is for part of a microreactor, preferably a metallic material used, for example aluminum or silver, which has good heat dissipation from or into the chamber of the microreactor. The following are exemplary embodiments the invention explained in more detail with reference to the drawing. Some of them show more schematically:

1 einen Querschnitt durch einen zum Herstellen eines Halbleiterbauelements vorgesehenen Festkörper, in dessen Substrat seitlich beidseits einer Maskierungsschicht Dotierungsbereiche eingebracht wurden, 1 3 shows a cross section through a solid body provided for producing a semiconductor component, in whose substrate doping regions have been introduced laterally on both sides of a masking layer,

2 der in 1 gezeigte Festkörper nach einer Wärmebehandlung, bei der das Dotierungsmaterial unter die Maskierungsschicht diffundiert ist, 2 the in 1 solid shown after a heat treatment in which the doping material has diffused under the masking layer,

3 der in 2 gezeigte Festkörper nach dem Entfernen der Maskierungsschicht und dem anschließenden Aufbringen einer ein Dickenprofil aufweisenden Beschichtung, 3 the in 2 solid shown after removal of the masking layer and subsequent application of a coating having a thickness profile,

4 der in 3 gezeigte Festkörper nach einem Ätzprozeß, bei dem die Beschichtung bereichsweise von dem Substrat entfernt wurde, 4 the in 3 Shown solid after an etching process in which the coating has been removed from the substrate in some areas,

5 der in 4 gezeigte Festkörper nach dem selektiven Aufbringen einer Metallbeschichtung und 5 the in 4 shown solid after the selective application of a metal coating and

6 einen Querschnitt durch eine DMOS-Transistorzelle. 6 a cross section through a DMOS transistor cell.

Bei einem Verfahren zum Herstellen eines als Halbleiterbauelement ausgebildeten Festkörpers 1 mit einer Mikrostruktur 2 wird ein vorzugsweise aus Silizium bestehendes Substrat 3 bereitgestellt, das an seiner Oberfläche eine vorzugsweise aus Siliziumoxid bestehende Passivierungsschicht 4 aufweist, die das Substrat 3 durchgehend bedeckt. In die Passivierungsschicht 4 wird mit einem an sich bekannten Verfahren, beispielsweise durch photolithographisches Aufbringen einer ätzbeständigen Maske und einen anschließend Naßätzprozeß, eine Öffnung 5 eingebracht, die einen Teilbereich des Substrats 3 freilegt. Zum Herstellen einer Maskierungsschicht 6 wird in der Öffnung 5 mittels eines Beschichtungsverfahrens, wie zum Beispiel Chemical-Vapour-Deposition, auf den in der Öffnung 5 freigelegten Substratbereich ganzflächig eine Siliziumnitrid-Schicht aufgetragen. Anschließend wird auf diese Schicht mittels eines Photolithographie-Schrittes eine gegen ein Ätzmittel, wie zum Beispiel Phosphorsäure, beständige Ätzmaske aufgetragen, welche die Siliziumnitrid-Schicht bereichsweise abdeckt. Dann wird der Festkörper 1 zum Entfernen der nicht durch die Ätzmaske abgedeckten Bereiche der Siliziumnitrid-Schicht mit dem Ätzmittel in Berührung gebracht. Danach wird die Ätzmaske entfernt. In 1 ist erkennbar, daß die auf dem Substrat 3 verbleibenden Bereiche der Siliziumnitrid-Schicht eine einen Teilbereich des in der Öffnung 5 befindlichen Substratbereiches überdeckende Maskierungsschicht 6 bilden und daß diese Maskierungsschicht 6 seitlich beidseits von der Passivierungsschicht 4 beabstandet ist. Das Material der Maskierungsschicht 6 ist so gewählt, daß die Maskierungsschicht 6 für eine zum Dotieren des Substrats vorgesehene Substanz, wie zum Beispiel Bor oder Phosphor, undurchlässig ist.In a method for producing a solid formed as a semiconductor component 1 with a microstructure 2 becomes a substrate preferably made of silicon 3 provided that on its surface a passivation layer, preferably consisting of silicon oxide 4 has the substrate 3 covered throughout. In the passivation layer 4 an opening is made using a method known per se, for example by photolithographically applying an etch-resistant mask and then wet-etching 5 introduced that a portion of the substrate 3 exposes. To create a masking layer 6 will in the opening 5 by means of a coating process, such as chemical vapor deposition, on the in the opening 5 a silicon nitride layer is applied over the entire surface. Then, using a photolithography step, an etching mask which is resistant to an etching agent, such as phosphoric acid, is applied to this layer and covers the silicon nitride layer in regions. The solid 1 is then brought into contact with the etchant to remove the regions of the silicon nitride layer which are not covered by the etching mask. The etching mask is then removed. In 1 it can be seen that the on the substrate 3 remaining areas of the silicon nitride layer a part of the in the opening 5 masking layer located substrate area 6 form and that this masking layer 6 on both sides of the passivation layer 4 is spaced. The material of the masking layer 6 is chosen so that the masking layer 6 is impermeable to a substance intended for doping the substrate, such as, for example, boron or phosphorus.

Nach dem Fertigstellen der Maskierungsschicht 6 wird diese Substanz zum Dotieren der nicht von der Maskierungsschicht 6 überdeckten Substratbereiche in die Öffnung 5 eingebracht. Dies kann beispielsweise in der Weise geschehen, daß der Festkörper 1 einem Gasstrom ausgesetzt wird, in dem die Substanz enthalten ist. Die Substanz diffundiert dann in die von der Maskierungsschicht 6 nicht bedeckten Substratbereiche und bildet dort Dotierungszonen 7 (1).After completing the masking layer 6 this substance is not used for doping the masking layer 6 covered substrate areas in the opening 5 brought in. This can be done, for example, in such a way that the solid 1 is exposed to a gas stream in which the substance is contained. The substance then diffuses into that of the masking layer 6 uncovered substrate areas and forms doping zones there 7 ( 1 ).

Nach dem Einbringen und/oder während des Einbringens der Substanz in die Dotierungsbereiche 7 wird eine Wärmebehandlung durchgeführt, bei der die eingebrachte Substanz in einen von der Maskierungsschicht 6 überdeckten Substratbereich eindiffundiert. Die Wärmebehandlung kann beispielsweise bei einer Temperatur von etwa 1000° C erfolgen. In 2 ist deutlich erkennbar, daß sich die Dotierungsbereiche 7 gegenüber 1 aufgeweitet haben und daß das Dotierungsmaterial bis unter den Rand der Maskierungsschicht 6 unterdiffundiert ist. Nach Beendigung der Wärmebehandlung ergibt sich in der Erstreckungsebene der Dotierungsbereiche 7, jeweils ausgehend vom Rand der Maskierungsschicht 6 in den von der Maskierungsschicht 6 überdeckten Substratbereichen mit zunehmendem Abstand vom Rand der Maskierungsschicht eine Abnahme der Konzentration der Substanz.After the introduction and / or during the introduction of the substance into the doping regions 7 a heat treatment is carried out in which the substance introduced into one of the masking layer 6 covered substrate area diffused. The heat treatment can take place, for example, at a temperature of approximately 1000 ° C. In 2 it can be clearly seen that the doping regions 7 across from 1 have expanded and that the doping material to below the edge of the masking layer 6 is underdiffused. After the end of the heat treatment, the doping regions result in the extension plane 7 , each starting from the edge of the masking layer 6 in the from the masking layer 6 covered substrate areas with increasing distance from the edge of the masking layer a decrease in the concentration of the substance.

Während der Wärmebehandlung ist der Festkörper 1 einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre ausgesetzt, in der auf den nicht von der Maskierungsschicht 6 überdeckten Substratbereichen in der Öffnung 5 eine Oxidschicht aufwächst, die eine Ätzmaske 8 bildet, die gegen ein zum Entfernen der Maskierungsschicht 6 vorgesehenes Ätzmittel, wie zum Beispiel Phosphorsäure, beständig ist. Mit diesem Ätzmittel wird die Maskierungsschicht 6 nach Beendigung der Wärmebehandlung zum Entfernen der Maskierungsschicht 6 in Berührung gebracht, wobei der unter der Maskierungsschicht 6 befindliche Substratbereich freigelegt wird.The solid is during the heat treatment 1 exposed to an oxygen-containing atmosphere in which the non-masking layer 6 covered substrate areas in the opening 5 an oxide layer grows up, which is an etching mask 8th forms against a to remove the masking layer 6 provided etchant, such as phosphoric acid, is resistant. With this etchant, the masking layer 6 after the completion of the heat treatment to remove the masking layer 6 brought into contact, the one under the masking layer 6 located substrate area is exposed.

Danach wird eine in dem freigelegten Substratbereich befindliche oberflächennahe Schicht des Substrats 3 mittels einer chemischen Umwandlungsreaktion in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre in eine Siliziumdioxid-Beschichtung 9 umgewandelt. Die lokale Dicke dieser Beschichtung 9 ist von der Konzentration der in den an der chemischen Umwandlungsreaktion jeweils beteiligten Substratbereich eindiffundierten Substanz in dem Substratmaterial abhängig. In 3 ist deutlich erkennbar, daß die Dicke der Beschichtung 9 in der Erstreckungsebene der Beschichtung 9 ausgehend vom Rand der Beschichtung 9 zur Mitte der Beschichtung 9 hin abnimmt, und zwar entsprechend der jeweiligen Konzentrationsabnahme der Substanz in dem Substrat 3.Thereafter, a layer of the substrate which is close to the surface and is located in the exposed substrate region 3 by means of a chemical conversion reaction in an oxygen-containing atmosphere into a silicon dioxide coating 9 converted. The local thickness of this coating 9 depends on the concentration in the substrate material of the substance diffused into the substrate region involved in the chemical conversion reaction. In 3 it can be clearly seen that the thickness of the coating 9 in the extension plane of the coating 9 starting from the edge of the coating 9 to the middle of the coating 9 decreases, in accordance with the respective decrease in the concentration of the substance in the substrate 3 ,

Bei dem Ausführungsbeispiel nach 4 wird die Beschichtung 9 einem Ätzmittel ausgesetzt, das das Material von der dem Substrat 3 abgewandten Oberfläche der Beschichtung 9 wegätzt. Der Ätzprozeß wird gestoppt, wenn ein Teilbereich der Beschichtung 9, in dem die ursprüngliche Dicke der Beschichtung 9 gegenüber den benachbarten Teilbereichen der ursprünglichen Beschichtung 9 reduziert ist, vollständig abgetragen und das von diesem Teilbereich überdeckte Substrat 3 freigelegt ist. In 4 ist erkennbar, daß nach Beendigung des Ätzprozesses der von der ursprünglichen Maskierungsschicht 6 überdeckte Substratbereich nur noch an seinen Randbereichen von der Beschichtung 9 überdeckt ist und daß ein Substratbereich, der kleiner ist als der von der ursprünglichen Maskierungsschicht 6 überdeckte Substratbereich freigelegt ist. Während des Ätzens der Beschichtung 9 werden zwar auch oberflächennahe Schichten von der Passivierungsschicht 4 und der Ätzmaske 9 abgetragen, jedoch ist die Dicke der Passivierungsschicht 4 und die der Ätzmaske 9 so groß gewählt, daß diese nur über einen Teil ihrer Dicke weggeätzt werden und somit das darunter befindliche Substrat-Material nach Beendigung des Ätzvorganges weiterhin abgedeckt bleibt.In the embodiment according to 4 becomes the coating 9 exposed to an etchant that removes the material from the substrate 3 facing surface of the coating 9 etches away. The etching process is stopped when a portion of the coating 9 in which the original thickness of the coating 9 compared to the neighboring sub-areas of the original coating 9 is reduced, completely removed and the substrate covered by this partial area 3 is exposed. In 4 it can be seen that after the etching process has ended, that of the original masking layer 6 covered substrate area only at its edge areas from the coating 9 is covered and that a substrate area that is smaller than that of the original masking layer 6 about covered substrate area is exposed. During the etching of the coating 9 layers close to the surface become the passivation layer 4 and the etching mask 9 removed, however, the thickness of the passivation layer 4 and that of the etching mask 9 chosen so large that they are only etched away over part of their thickness and the substrate material underneath remains covered after the etching process.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach 5 besteht die Beschichtung 9 aus einem elektrisch isolierenden Material. Nach dem bereichsweisen Abtragen der Beschichtung 9 wird an der freigelegten Oberfläche des Substrats 3 eine Metallschicht 10 galvanisch abgeschieden, die beispielsweise eine Elektrode oder eine Leiterbahn bilden kann. In 5 ist deutlich erkennbar, daß die Abmessungen a der Metallschicht 10 kleiner sind als die Abmessungen b der ursprünglichen Maskierungsschicht 6. Mit dem Verfahren kann also eine Mikrostruktur 2 hergestellt werden, deren Abmessungen kleiner sind als die Auflösung einer zum Herstellen der photolithographisch aufgebrachten Maskierungsschicht 6 verwendeten Belichtungseinrichtung. Somit können die zusätzlichen Kosten für eine hochauflösende Belichtungseinrichtung eingespart werden.In the embodiment according to 5 there is the coating 9 made of an electrically insulating material. After removing the coating in certain areas 9 is on the exposed surface of the substrate 3 a metal layer 10 galvanically deposited, which can form an electrode or a conductor track, for example. In 5 it can be clearly seen that the dimensions a of the metal layer 10 are smaller than the dimensions b of the original masking layer 6 , A microstructure can thus be created with the method 2 are produced, the dimensions of which are smaller than the resolution of a masking layer for producing the photolithographically applied layer 6 used exposure device. The additional costs for a high-resolution exposure device can thus be saved.

In das durch das bereichsweise Entfernen der Beschichtung 9 freigelegte Substratgebiet kann ein Stoff eingebracht werden. Das Material der Beschichtung 9 wird dazu so gewählt, daß der nach dem Freilegen des Substratgebiets auf dem Substrat 3 verbleibende Rest der Beschichtung 9 für den einzubringenden Stoff zumindest bereichsweise undurchlässig ist. Zum Einbringen des Stoffes wird der Festkörper mit dem beispielsweise in einer Gasphase befindlichen Stoff in Kontakt gebracht, wobei der Stoff im Wesentlichen nur in die freigelegten Substratbereiche eindiffundiert, während die übrigen Substratbereiche von dem Stoff freibleiben.In that by removing the coating in certain areas 9 a substrate can be introduced. The material of the coating 9 is chosen so that after the exposure of the substrate area on the substrate 3 remaining rest of the coating 9 is at least partially impermeable to the substance to be introduced. To introduce the substance, the solid body is brought into contact with the substance, for example in a gas phase, the substance essentially diffusing only into the exposed substrate areas, while the remaining substrate areas remain free of the substance.

In 6 ist eine nach dem Verfahren hergestellte DMOS-Transistorzelle gezeigt, bei welcher der Stoff ein Dotierungsmaterial ist, das in eine p+-Zone für eine Freilaufdiode eingebracht wurde. Die beidseits der p+-Zone 15 angeordneten Dotierungsbereiche 7 sind als n+-Sourcegebiete ausgebildet, die in, einen p-dotierten Substratbereich 11 eingebettet sind. Dieser p-dotierte Substratbereich 11 ist seinerseits in einen n-dotierten Substratbereich 12 eingelassen. Außerdem sind in 6 Gate-Kontakte 13, eine Passivierungsschicht 4, ein Source-Kontakt 14 und eine Gateoxid-Schicht 16 erkennbar.In 6 A DMOS transistor cell produced by the method is shown, in which the substance is a doping material which was introduced into a p + zone for a free-wheeling diode. The on both sides of the p + zone 15 arranged doping regions 7 are formed as n + source regions, which are in a p-doped substrate region 11 are embedded. This p-doped substrate area 11 is in turn in an n-doped substrate region 12 admitted. In addition, in 6 Gate contacts 13 , a passivation layer 4 , a source contact 14 and a gate oxide layer 16 recognizable.

Bei dem verfahren zum Herstellen eines Festkörpers 1 mit einer Mikrostruktur 2 wird also die Oberfläche eines Substrats 3 mit einer für eine aufzubringende Substanz undurchlässigen Maskierungsschicht 6 versehen. Danach wird die Substanz in von der Maskierungsschicht 6 nicht bedeckte Substratbereiche eingebracht. Mit Hilfe einer Wärmebehandlung wird die Substanz in einen von der Maskierungsschicht 6 überdeckten Substratbereich eindiffundiert, so daß sich ausgehend vom Rand der Maskierungsschicht 6 mit zunehmendem Abstand vom Rand nach innen in dem von der Maskierungsschicht 6 überdeckten Substratbereich ein Konzentrationsgefälle der Substanz einstellt. Danach wird die Maskierungsschicht 6 zum Freilegen des darunter befindlichen Substratbereichs entfernt und eine in dem freigeleten Substratbereich befindliche oberflächennahe Schicht des Substrats 3 wird mittels einer chemischen Umwandlungsreaktion in eine Beschichtung 9 umgewandelt, die einen dem Konzentrationsgefälle der in der oberflächennahen Schicht enthaltenen Substanz entsprechenden Schichtdickenverlauf aufweist. In einem Teilbereich der Beschichtung 9, in dem die Dicke der Beschichtung 9 reduziert ist, wird eine Zusatzbehandlung durchgeführt.In the method of manufacturing a solid 1 with a microstructure 2 becomes the surface of a substrate 3 with a masking layer impermeable to a substance to be applied 6 Mistake. After that, the substance is in from the masking layer 6 uncovered substrate areas introduced. With the help of a heat treatment, the substance gets into one of the masking layers 6 covered substrate area diffused so that starting from the edge of the masking layer 6 with increasing distance from the edge to the inside of the masking layer 6 a concentration gradient of the substance. Thereafter, the masking layer 6 is removed to expose the substrate area located underneath, and a layer of the substrate close to the surface located in the exposed substrate area 3 is converted into a coating by means of a chemical conversion reaction 9 converted, which has a layer thickness curve corresponding to the concentration gradient of the substance contained in the near-surface layer. In a part of the coating 9 in which the thickness of the coating 9 additional treatment is carried out.

Claims (9)

Verfahren zum Herstellen eines eine Mikrostruktur aufweisenden Festkörpers (1), insbesondere eines Halbleiterbauelements, wobei die Oberfläche eines Substrats (3) mit einer für eine aufzubringende Substanz undurchlässigen Maskierungsschicht (6) versehen und die Substanz danach in von der Maskierungsschicht (6) nicht bedeckte Substratbereiche eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer Wärmebehandlung die eingebrachte Substanz in einen von der Maskierungsschicht (6) überdeckten Substratbereich eindiffundiert wird, so daß sich ausgehend vom Rand der Maskierungsschicht (6) mit zunehmendem Abstand vom Rand nach innen in dem von der Maskierungsschicht (6) überdeckten Substratbereich ein Konzentrationsgefälle der Substanz einstellt, daß danach die Maskierungsschicht (6) zum Freilegen des darunter befindlichen Substratbereichs entfernt wird, daß eine in dem freigelegten Substratbereich befindliche oberflächennahe Schicht des Substrats (3), mittels einer chemischen Umwandlungsreaktion in eine Beschichtung (9) mit einem dem Konzentrationsgefälle der in dieser oberflächennahen Schicht enthaltenen Substanz entsprechenden Schichtdickenverlauf umgewandelt wird und daß in einem Teilbereich der Beschichtung (9), dessen Fläche kleiner ist als die von der ursprünglichen Maskierungsschicht (6) überdeckte Substratfläche und in dem die Dicke der Beschichtung (9) gegenüber den übrigen Teilbereichen der Beschichtung (9) reduziert ist, eine Zusatzbehandlung durchgeführt wird, bei der das von diesem Teilbereich überdeckte Substratgebiet freigelegt oder in dieses Substratgebiet durch die Beschichtung (9) hindurch ein Stoff eingebracht wird.Method for producing a solid having a microstructure ( 1 ), in particular a semiconductor component, the surface of a substrate ( 3 ) with a masking layer impermeable to a substance to be applied ( 6 ) and then the substance in from the masking layer ( 6 ) uncovered substrate areas are introduced, characterized in that with the aid of a heat treatment the introduced substance is diffused into a substrate area covered by the masking layer (6), so that starting from the edge of the masking layer ( 6 ) with increasing distance from the edge to the inside of the masking layer ( 6 ) covers a concentration gradient of the substance in the covered substrate area, that the masking layer ( 6 ) to expose the underlying substrate area, that a near-surface layer of the substrate located in the exposed substrate area is removed ( 3 ), by means of a chemical conversion reaction into a coating ( 9 ) is converted with a layer thickness curve corresponding to the concentration gradient of the substance contained in this near-surface layer and that in a partial area of the coating ( 9 ) whose area is smaller than that of the original masking layer ( 6 ) covered substrate area and in which the thickness of the coating ( 9 ) compared to the other parts of the coating ( 9 ) is reduced, an additional treatment is carried out in which the substrate area covered by this partial area is exposed or in this substrate area by the coating ( 9 ) a substance is introduced through it. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Entfernen der Maskierungsschicht (6) die seitlich an die Maskierungsschicht(6) angrenzenden Substratbereiche mit einer Ätzmaske (8) abgedeckt und die Maskierungsschicht (6) danach mit einem Ätzmittel in Berührung gebracht wird, und daß die Ätzmaske (8) vorzugsweise mittels einer chemischen Reaktion erzeugt wird, bei der eine oberflächennahe Schicht der mit der Ätzmaske (8) abzudeckenden Substratbereiche in ein Ätzmaskenmaterial umgewandelt wird.A method according to claim 1, characterized in that for removing the masking layer ( 6 ) on the side of the masking layer ( 6 ) adjacent substrate areas with an etching mask ( 8th ) covered and the masking layer ( 6 ) is then brought into contact with an etchant, and that the etching mask ( 8th ) is preferably generated by means of a chemical reaction in which a layer close to the surface of the layer with the etching mask ( 8th ) substrate regions to be covered is converted into an etching mask material. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätzmaske (8) während der Wärmebehandlung durch thermische Oxidation von Substratmaterial in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre erzeugt wird.Method according to claim 2, characterized in that the etching mask ( 8th ) is generated during the heat treatment by thermal oxidation of substrate material in an oxygen-containing atmosphere. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Umwandlungsreaktion eine Oxidationsreaktion ist.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the chemical conversion reaction is an oxidation reaction. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Substratbereich, in dem die Maskierungsschicht (6) entfernt wurde, die oberflächennahe Schicht des Substrats (3) durch die chemische Umwandlungsreaktionin eine elektrisch isolierende Beschichtung (9) umgewandelt wird, und daß nach dem bereichsweisen Abtragen der Beschichtung (9) an der freigelegten Oberfläche des elektrisch leitfähigen Substratgebiets eine Metallschicht (10) galvanisch abgeschieden wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the substrate region in which the masking layer ( 6 ) the near-surface layer of the substrate ( 3 ) by the chemical conversion reaction into an electrically insulating coating ( 9 ) and that after the area-wise removal of the coating ( 9 ) a metal layer on the exposed surface of the electrically conductive substrate area ( 10 ) is galvanically deposited. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche des Festkörpers (1) eine vorzugsweise metallische Oberflächenschicht aufgetragen wird, und daß die Hafteigenschaften des Substratmaterials und der Beschichtung so auf das Material der Oberflächenschicht abgestimmt werden, daß diese nur an dem freigelegten Teilbereich des Substratgebiets haften bleibt.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that on the surface of the solid body ( 1 ) a preferably metallic surface layer is applied, and that the adhesive properties of the substrate material and the coating are matched to the material of the surface layer in such a way that it only adheres to the exposed partial area of the substrate area. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die oberflächennahe Schicht des Substrats (3) mittels der chemischen Umwandlungsreaktion in eine für einen aufzubringenden chemischen Stoff undurchlässige Beschichtung (9) umgewandelt wird, und daß beider Zusatzbehandlung zunächst das von einem Teilbereich dieser Beschichtung (9) überdeckte Substratgebiet freigelegt und der Stoff anschließend in dieses Substratgebiet eingebracht wird.Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the layer of the substrate ( 3 ) by means of the chemical conversion reaction into a coating impermeable to a chemical substance to be applied ( 9 ) is converted, and that in the additional treatment, that of a partial area of this coating ( 9 ) uncovered substrate area and the substance is then introduced into this substrate area. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörper (1) mit einem Medium, insbesondere einem Gas, in Kontakt gebracht wird, und daß dabei das in dem freigelegten Substratgebiet befindliche Substratmaterial durch eine chemische Reaktion mit diesem Medium in ein anderes Material umgewandelt wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the solid body ( 1 ) is brought into contact with a medium, in particular a gas, and that the substrate material located in the exposed substrate region is converted into another material by a chemical reaction with this medium. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Freilegen des Substratgebiets zum Einbringen einer Vertiefung in das Substratgebiet das Substratgebiet mit einem Ätzmittel für das Substratmaterial in Kontakt gebracht wird, gegen das die das Substratgebiet umgrenzende Beschichtung (9) im Wesentlichen chemisch beständig ist.Method according to one of Claims 1 to 8, characterized in that after the substrate area has been exposed to make a recess in the substrate area, the substrate area is brought into contact with an etchant for the substrate material against which the coating surrounding the substrate area ( 9 ) is essentially chemically stable.
DE19959346A 1999-12-09 1999-12-09 Method for producing a solid having a microstructure Expired - Fee Related DE19959346B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19959346A DE19959346B4 (en) 1999-12-09 1999-12-09 Method for producing a solid having a microstructure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19959346A DE19959346B4 (en) 1999-12-09 1999-12-09 Method for producing a solid having a microstructure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19959346A1 DE19959346A1 (en) 2001-06-21
DE19959346B4 true DE19959346B4 (en) 2004-08-26

Family

ID=7931985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19959346A Expired - Fee Related DE19959346B4 (en) 1999-12-09 1999-12-09 Method for producing a solid having a microstructure

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19959346B4 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10331714B4 (en) 2003-07-11 2006-05-24 Micronas Gmbh Process for structuring the surface of a substrate

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4682408A (en) * 1985-04-01 1987-07-28 Matsushita Electronics Corporation Method for making field oxide region with self-aligned channel stop implantation
EP0435406B1 (en) * 1989-12-29 1994-03-16 STMicroelectronics S.r.l. Process for the manufacture of powermos semiconductor devices and the devices obtained therewith

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4682408A (en) * 1985-04-01 1987-07-28 Matsushita Electronics Corporation Method for making field oxide region with self-aligned channel stop implantation
EP0435406B1 (en) * 1989-12-29 1994-03-16 STMicroelectronics S.r.l. Process for the manufacture of powermos semiconductor devices and the devices obtained therewith

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
C.P. Ho, J.D. Plummer, J.D. Meindl: Thermal Oxi- dation of Heavily Phosphorns-Doped Silicon. In: J. Electrochem. Soc., 1978, Vol. 125, No. 4, pp. 665-671 *
F & M, 102. Jahrgang (1994), Heft 4, S. 57-60, Heft 9, S. 40-44 *
REISS, K. et al, "Integrierte Digitalbausteine", Siemens (1970), S. 12, 13 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE19959346A1 (en) 2001-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3939319C2 (en) Method of manufacturing an asymmetric field effect transistor
DE2646308C3 (en) Process for producing electrically conductive layers lying close together
DE102006062855B4 (en) A dielectric isolation type semiconductor device and manufacturing method thereof
DE1930669C2 (en) Method for manufacturing an integrated semiconductor circuit
EP0005185B1 (en) Method for simultaneously forming schottky-barrier diodes and ohmic contacts on doped semiconductor regions
DE2923995A1 (en) METHOD FOR PRODUCING INTEGRATED MOS CIRCUITS WITH AND WITHOUT MNOS STORAGE TRANSISTORS IN SILICON GATE TECHNOLOGY
EP0030640A2 (en) Process for putting a self-aligning gate electrode in a V-MOS field-effect transistor
DE1764401A1 (en) Semiconductor component with a field effect transistor with an insulated gate electrode and method for its production
DE3024084A1 (en) METHOD FOR PRODUCING SEMICONDUCTOR COMPONENTS
DE2313219B2 (en) Process for the production of a semiconductor arrangement with a metallization lying on several levels
DE2149766A1 (en) Semiconductor device and method for its manufacture
DE1959895A1 (en) Method for manufacturing a semiconductor device
DE3239819A1 (en) METHOD FOR DETERMINING A STRUCTURAL CHARACTERISTICS OF SEMICONDUCTOR COMPONENTS IN THE LARGE AREA UNDER A MICROMETER
DE1231812B (en) Process for the production of electrical semiconductor components according to the mesa diffusion technique
EP1344245B1 (en) Method for producing a solid body comprising a microstructure
EP0028786B1 (en) Ion implantations method
DE19959346B4 (en) Method for producing a solid having a microstructure
DE2024822C3 (en) Method for producing masks for the production of microcomponents
EP0157226A1 (en) Method of making a field-effect transistor
DE1908901C3 (en) Process for the production of semiconductor components with small dimensions
DE2012110A1 (en) Method for producing a multilayer metallization on electrical components
DE2018027A1 (en) Process for making extremely fine openings
DE2641334C2 (en) Process for manufacturing integrated MIS circuits
DE1803025B2 (en) ELECTRICAL COMPONENT AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING
DE2330645C3 (en) Process for contacting integrated circuits

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee