DE2646300A1 - Verfahren zum herstellen von halbleiteranordnungen - Google Patents
Verfahren zum herstellen von halbleiteranordnungenInfo
- Publication number
- DE2646300A1 DE2646300A1 DE19762646300 DE2646300A DE2646300A1 DE 2646300 A1 DE2646300 A1 DE 2646300A1 DE 19762646300 DE19762646300 DE 19762646300 DE 2646300 A DE2646300 A DE 2646300A DE 2646300 A1 DE2646300 A1 DE 2646300A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- implantation
- mask
- aluminum nitride
- semiconductor body
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 80
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims description 44
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 25
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 20
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 17
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 20
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 20
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 101100136648 Mus musculus Pign gene Proteins 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VJJVVKGSBWRFNP-UHFFFAOYSA-N [O].[Si](=O)=O Chemical compound [O].[Si](=O)=O VJJVVKGSBWRFNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
- H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
- H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
- H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour 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
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
- H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
- H01L21/02178—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal the material containing aluminium, e.g. Al2O3
-
- 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
- H01L21/26506—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation in group IV semiconductors
- H01L21/26513—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation in group IV semiconductors of electrically active species
- H01L21/2652—Through-implantation
-
- 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
- H01L21/266—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation using masks
-
- 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/314—Inorganic layers
- H01L21/318—Inorganic layers composed of nitrides
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/017—Clean surfaces
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/051—Etching
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/097—Lattice strain and defects
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/106—Masks, special
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/113—Nitrides of boron or aluminum or gallium
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
gg/bd
Anmelderin: International Business Machines
Corporation, Armonk, N.Y. 10504
Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: BU 975 007
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Halbleiteranordnungen, bei dem unter Verwendung einer
Implantationsmaske durch Ionenimplantation Störstellen in einen Halbleiterkörper eingebracht werden.
Die Ionenimplantation hat eine wesentliche Bedeutung bei der Herstellung von Halbleiteranordnungen erlangt. Die Ionenimplantation
wird vorteilhaft beim Dotieren von Halbleiterkörpern eingesetzt. Sie findet aber auch Anwendung beim Abgleich von
integrierten Widerständen, bei der Einstellung von Schwellspannungen und verschiedenen anderen Aufgaben.
Die Ionenimplantation bietet bei der Herstellung von Halbleiteranordnungen
beträchtliche Vorteile, es bleibt aber unumgänglich, bei Ihrer Anwendung Implantationsmasken zu verwenden, um die
vielfältigen Halbleiterstrukturen verwirklichen zu können. In diesem Zusammenhang ist auch daraufhinzuweisen, daß es in den
Fällen, in denen mehrere Schichten, beispielsweise Isolationsschichten oder Metallisierungsschichten übereinander auf einem
Halbleiterkörper in selektiven Bereichen anzuordnen sind, es oft vorzuziehen ist, diese Schichten über eine die gesamte Oberfläche
bedeckenden Zwischenschicht aus einem Material aufzubringen, das
ι es ermöglicht, anschließend Teile der Schichten durch Auflösen !
7 0 9 818/1052
und Abheben von bestimmten Bereichen zu entfernen. Die Erfindung
befasst sich demnach insbesondere mit einer Technik, bei der die Ionenimplantation angewandt wird und bei der dabei erforderlichen
Maskierung die ansich bekannte Technik des Abhebens von nicht mehr erforderlichen Schichten angewandt wird.
Es ist bekannt, bei der Ionenimplantation zunächst auf dem
Bereich der Oberfläche des Halbleiterkörpers, in dem die
Implantation erfolgen soll, eine Implantationsschutzschicht aufzubringen. Man verwendet dabei eine Siliciumdioxidschicht einer
Dicke von 100 bis 500 S. Die Aufgabe dieser Schutzschicht
besteht zum einen darin, eine Richtungsstreuung der auf die Oberfläche des Halbleiterkörpers auftreffenden Ionen zu erreichen
und damit zu verhindern, daß diese Ionen entlang bevorzugter Kristallrichtungen tief in das Material eindringen,- und
zum andern darin, eine Verunreinigung der Oberfläche des Halbleiterkörpers durch zerstäubte Materialien zu verhindern. Die
Verwendung von Siliciumdioxid als Implantationsschutzschicht bietet sich durch die Verträglichkeit mit den gängigen
Halbleiterprozessen an. Es ist jedoch festzustellen, daß bei einer Implantation durch eine Schutzschicht aus Siliciumdioxid
hindurch mit den implantierten Ionen Sauerstoff aus der Siliciumdioxidschicht in den Halbleiterkörper eingebracht wird.
Es ist bekannt, daß in einen Halbleiterkörper eingebrachter Sauerstoff die Eigenschaften der herzustellenden Halbleiteranordnungen
verschlechtert, da er die Ursache für die Entstehung von Schichtfehlern ist.
Es ist allgemein bekannt, daß Photolack als Material für Implantationsmasken vorzüglich geeignet ist. Das Herstellen
einer derartigen Maske erfordert lediglich das Aufbringen, Belichten, Entwickeln und Ätzen. Die Begrenzungskanten der
Maskenöffnungen sind scharf und gut definiert. Außerdem werden beim nachträglichen Entfernen der Maske aus Photolack unerwünschte
Ionen mit entfernt.
BU 975 007
7098Ϊ8/1053
* S-
Als nachteilig hat sich jedoch bemerkbar gemacht, daß der üblicherweise aus einer komplexen organischen Verbindung oder
'•lischungen davon bestehende Photolack während der Ionenimplantation
einem Vernetzungsprozess unterworfen wird. Dabei entstehen Substanzen, die sich vom Halbleiterkörper nur außerordentlich
schwer entfernen lassen. Das Entfernen geschieht gewöhnlich dadurch, daß das Material unter Verwendung von nascierendem
Sauerstoff oxidiert wird, oder daß starke Säuren oder andere oxidierende Reagenzien eingesetzt v/erden. Organische Lösungsmittel
eignen sich nicht zum Entfernen von vernetztem Photolack.
Außerdem ist festzustellen, daß während eines Ionenimplantation prozesses
unter Verwendung einer Implantationsmaske aus Photolack Kohlenwasserstoffe in die Maskenfenster gelangen und dort mit dem
Silicium oder dem dort vorhandenen Siliciumdioxid reagieren. An dieser Reaktion bilden sich Substanzen wie Siliciumcarbid, was
beispielsweise bei der Herstellung von Feldeffekttransistoren eine Verschlechterung des Gate-Oxids und die dadurch bedingten
Probleme hervorruft.
Es ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, bei einem Verfahren zum Herstellen von Halbleiteranordnungen, bei dem unter
Verwendung einer Implatationsmaske durch Ionenimplantation Störstellen in einen Halbkörper eingebracht werden, eine Implantationsmaske
bzw. eine Implantationsschutzschicht anzugeben, die die geschilderten Nachteile nicht aufweist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Implantationsschutzschicht und gleichzeitig Teilschicht der
Implantationsmaske eine Aluminiumnitridschicht verwendet wird und daß diese Schutzschicht nach der Implantation abgelöst wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen niedergelegt.
BU 975 007
709818/1052
•f.
Die Erfindung wird in folgenden anhand zweier in der Zeichnung
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Pign. 1A - 1F Schnittansichten einer Halbleiteranordnung
jeweils nach einzelnen erfindungsgemäßen Verfahrensschritten, wobei eine Aluminiumnitridschicht
sowohl als Schutzschicht bei der Ionenimplantation, als auch als Unterlage für die aufzubringende Implantationsmaske verwendet
wird, und
Fign. 2A - 2F Schnittansichten einer Kalbleiteranordnung
jeweils nach einzelnen erfindungsgemäßen
Verfahrensschritten, wobei eine Aluminiumnitridschicht
als Schutzschicht bei der Ionenimplantation verwendet v/ird.
Zunächst ist festzustellen, daß es beispielsweise aus chemischen und physikalischen Handbüchern bekannt ist, daß Aluminiumnitrid
äußerst wasserlöslich ist, insbesondere in erhitztem, bzv/. kochendem Wasser.
Fig. 1A zeigt einen Halbleiterkörper 1, in dessen Oberfläche durch
Ionenimplantation in durch eine Maske definierten Bereichen Störstellen eines bestimmten Leitfähigkeitstyps eingebracht werden
sollen. Zunächst wird, wie Fig. 1B zeigt, auf die Oberfläche des beispielsweise aus Silicium bestehenden Halbleiterkörpers 1 eine
Aluminiumnitridschicht 2 aufgebracht. Dies geschieht in einem chemischen Aufdampfprozess. Dabei werden durch die Aufdampfkammer
Wasserstoff in einer Menge von etwa 90 Litern pro Minute und
3
NH3 in einer Menge von etwa 130 cm pro Minute hindurchgeleitet. Dem Wasserstoffstrom sind mindestens stöchiometrische Mengen von Aluminiumchlorid zugefügt bei einer Gesamtgasmenge von 130 cm
NH3 in einer Menge von etwa 130 cm pro Minute hindurchgeleitet. Dem Wasserstoffstrom sind mindestens stöchiometrische Mengen von Aluminiumchlorid zugefügt bei einer Gesamtgasmenge von 130 cm
BU 975 007
pro Minute. Das Aluminiumchlorid wird auf einer Temparatur zwischen
130 °C und 140 0C gehalten. Gleichzeitig werden die Zuführungsleitungen auf einer Temparatur von etwa 150 C gehalten, um eine
Kondensation des Aluminiumchlorids in den Zuführungsleitungen zu verhindern. Die Temparatur des in der Aufdampfkammer befindlichen
Halbleiterkörpers liegt bei 850 C. Bei Vorliegen dieser Bedingungen wird auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers
Aluminiumnitrid mit einer Niederschlagsrate von etwa 180 Ä pro Minute niedergeschlagen.
Fig. 1C zeigt den Halbleiterkörper 1 mit der Aluminiuranitridschicht
2, auf die eine Photolackschicht 3 aufgebracht ist. In
der Photolackschicht 3 wird, wie Fig. 1D zeigt, in konventionellen?
Weise ein Fenster 4 freigelegt. Die so entstandene Maske dient als Implantationsmaske für die Implantation von Störstellen in
dem Halbleiterkörper 1. Die Implantation ist durch die Pfeile
5 in Fig. 1E angedeutet. Bei der Implantation wird im Bereich
des Fensters 4 eine Zone 6 in den Halbleiterkörper 1 eingebracht. Die Dosis, Energie und Tiefe der Implantation ist abhängig von
der Art der implantierten Ionen, der Dicke der auch im Bereich des Fensters vorhandenen Aluminiumnitridschicht 2 und weiteren
Parametern. Nach der Implantation wird der Halbleiterkörper in Wasser einer Temparatur vOn 10 °C bis 100 0C gebracht oder
Wasserdampf ausgesetzt. Dabei löst sich die Aluminiumnitridschicht
auf, wodurch gleichzeitig die Maske, bzw. die Photolackschicht abgehoben wird. Man erhält also die Struktur nach Fig. 1F mit
einer in den Halbleiterkörper 1 implantierten Zone 6 geeigneten Leitfähigkeitstyps. Es ist daraufhinzuweisen, daß Aluminiumnitrid
auch bei Temparaturen unter 10 C in Wasser löslich ist,
für praktische Anwendung ist die Lösungsgeschwindigkeit in diesem Temparaturbereich jedoch meist zu gering.
Die Aluminiumnitridschicht 2 dient im beschriebenen Beispiel als Implantationsschutzschicht, die hindert, daß Sauerstoff aus
einer Siliciumdioxidschicht, die nicht dargestellt ist, während
BU 975 o07
709818/1052
des Implantationsprozesses in den Halbleiterkörper gelangt. Außerhalb des Maskenfennters dient die Aluminiumnitridschicht 3
als Unterlage für die die Maske bildende Photolackschicht 3,
v/oraus sich ergibt, daß bei der anschließenden Lösung der
Aluminiumnitridschicht in Wasser sowohl die Aluminiumnitridschicht als auch die Photolackschicht gänzlich entfernt wird. Die
Löslichkeit der Aluminiumnitridschicht in heißem Wasser und ihre speziellen Eigenschaften im Hinblick als Schutzschicht bei der
Ionenimplantation sind bei Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen außerordentlich vorteilhaft. Die Anwendung
aufwendiger Techniken und komplexer Chemikalien wird vermieden. Aluminiumnitrid dürfte in der hier gezeigten Anwendung eine
Besonderheit darstellen, da äquivalente Verbindungen, die in vergleichbarer Weise wirken, nicht bekannt zu sein scheinen.
Wenn die nicht dargestellte Siliciumdioxidschicht nur als
Implantationsschutzschicht dienen soll, anschließend entfernt wird und dann eine neue Isolationsschicht aufgebracht wird, so
muß, wie das anhand der Fign. 1 beschriebene Verfahren zeigt, die Siliciumdioxidschicht überhaupt nicht aufgebracht werden.
Anstelle der Siliciumdioxidschicht als Implantationsschutzschicht wird nur die Aluminiumnitridschicht aufgebracht. Nach deren
Entfernung kann dann eine Isolationsschicht aufgebracht werden. Es wird also das Aufbringen und Entfernen einer Siliciumdioxidschicht
eingespart.
Bei der Herstellung von übergängen oder stark dotierten Zonen
durch Ionenimplantation ist es aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens nunmehr möglich, die Aluminiumnitridschicht entweder
über einer bereits vorhandenen Schutzschicht aus Siliciumdioxid oder anstelle dieser Siliciumdioxidschicht aufzubringen. Soll die Siliciumdioxidschicht nach der Implantation
erhalten bleiben, so verhindert die aufgebrachte Siliciumnitridschicht, daß die Siliciumdioxidschicht während der Implantation
durch zerstäubte Metalle und Kohlenwasserstoffe auf der
BU 975 007
709818/1052
•S-
Photolackschicht verunreinigt wird. Kohlenwasserstoffe bilden
oder unterstützen die Bildung von unerwünschtem Siliciumcarbid
in der Siliciumdioxidschicht und im Halbleiterkörper selbst.
oder unterstützen die Bildung von unerwünschtem Siliciumcarbid
in der Siliciumdioxidschicht und im Halbleiterkörper selbst.
Wird die als Schutzschicht verwendete Siliciumdioxidschicht
nicht als Teil der Halbleiterstruktur benötigt, so muß sie nicht . aufgebracht werden und der entsprechende Prozeßschritt entfällt. | Die an ihrer Stelle aufgebrachte Aluminiumnitridschicht über- j nimmt die Funktion der Schutzschicht und bietet den Vorteil, daß j sie anschließend lediglich unter Verwendung von Wasser leicht
entfernbar ist. Als zusätzlicher Vorteil erweist sich, daß kein ; Sauerstoff in den Halbleiterkörper eingetrieben werden kann. ■. Damit werden die durch Sauerstoff herbeigeführten Fehlstellen
vermieden und damit das Leckstromverhalten der Halbleiterübergänge wesentlich verbessert. I
nicht als Teil der Halbleiterstruktur benötigt, so muß sie nicht . aufgebracht werden und der entsprechende Prozeßschritt entfällt. | Die an ihrer Stelle aufgebrachte Aluminiumnitridschicht über- j nimmt die Funktion der Schutzschicht und bietet den Vorteil, daß j sie anschließend lediglich unter Verwendung von Wasser leicht
entfernbar ist. Als zusätzlicher Vorteil erweist sich, daß kein ; Sauerstoff in den Halbleiterkörper eingetrieben werden kann. ■. Damit werden die durch Sauerstoff herbeigeführten Fehlstellen
vermieden und damit das Leckstromverhalten der Halbleiterübergänge wesentlich verbessert. I
In den Fign. 2 ist zu entnehmen, daß die Aluminiumnitridschicht apch
lediglich als Schutzschicht bei der Ionenimplantation dienen kannj.
Auf das Halbleitersubstrat 1 aus Silicium (Fig 2A) wird zunächst j
eine Siliciumdioxidschicht 7 (Fig 2B) aufgebracht. Die Siliciumdioxidschicht
7 wird mit einer Photolackschicht 8 bedeckt (Fig.2C). Durch geeignete Belichtung und Entwicklung wird in der Photolack-ι
schicht 8 das gewünschte Maskenmuster, beispielsweise Fenster 9, I erzeugt (Fig. 2D). Anschließend wird in einem Ätzprozeß im j
Bereich des Fensters 9 in der Siliciumdioxidschicht 7 das Fenster 7 freigelegt (Fig.2E). Die Siliciumdioxidschicht 7 und die Photo-;
lackschicht 8 mit dem Fenster 10 bilden damit die Implantations- ;
maske. Im aus der Fig.2F zu ersehenden Prozeßschritt wird auf die Implantationsmake die Implantationsschutzschicht 11 aus
Aluminiumnitrid aufgebracht, die dann auch die Oberfläche des
Halbleiterkörpers 1 im Bereich der Maskenfenster bedeckt.
Anschließend erfolgt der Implantationsprozeß, bei dem beispielsweise eine geeignet dotierte Zone im Halbleiterkörper örtlich
definiert durch die Implantationsmaske hergestellt wird. Nach
der Implantation läßt sich die Aluminiumnitridschicht 11 leicht
durch Anwendung von Wasser oder Wasserdampf entfernen. Das Ver-
Aluminiumnitrid aufgebracht, die dann auch die Oberfläche des
Halbleiterkörpers 1 im Bereich der Maskenfenster bedeckt.
Anschließend erfolgt der Implantationsprozeß, bei dem beispielsweise eine geeignet dotierte Zone im Halbleiterkörper örtlich
definiert durch die Implantationsmaske hergestellt wird. Nach
der Implantation läßt sich die Aluminiumnitridschicht 11 leicht
durch Anwendung von Wasser oder Wasserdampf entfernen. Das Ver-
Bü 975 007
709818/105
AC ·
fahren zur Herstellung der gevninschten Halbleiteranordnung wird dann in der vielfach bekannten Weise fortgesetzt.
Es sei hier festgestellt, daß keine anderen Mittel und Methoden bekannt sind, Photolack in Verbindung mit der Photolithographie
zu verwenden, um Maskenfenster bzw. Maskenmuster zu erzeugen und die Photolackschicht dann als Implantationsmaske auszunutzen,
v/obei gleichzeitig eine Implantationsschutzschicht auf der Maske
verwendbar ist. Mit anderen Worten, eine Implantationsschutzschicht kann bisher nicht direkt in Verbindung mit der Photolackschicht
aufgebracht werden.
Unter Bedingungen, wie sie durch das erfindungsgemäße Verfahren
gegeben sind, kann die Ionenimplantation in üblicher Weise durchgeführt werden, wobei die Dosis und Energie unkritisch sind.
Die Dosis oder der Ionenstrom darf so hoch wie gewünscht sein. Die Aluminiumnitridschicht auf der Photolackschicht (Fig. 2)
verhindert ein Zerstäuben der Photolackschicht und dient gleichzeitig als Implantationsschutzschicht im Bereich der Maskenfenster,
so daß eine Verunreinigung des Halbleiterkörpers durch Kohlenwasserstoffe auf dem Pumpenöl, durch zerstäubtem Sauerstoff
auf der maskierenden Siliciumdioxidschicht und Metalle verhindert
wird. Durch die Entfernung der Aluminiumnitridschicht und der Photolackschicht werden die durch Zerstäubung gebildeten
Verunreinigungen und das von der Schutzschicht aufgehaltene, unerwünscht implantierte Material beseitigt, so daß eine extrem
reine Halbleiteranordnung erhalten bleibt.
BU 975 007
Claims (8)
1.' Verfahren zum Herstellen von Halbleiteranordnungen, bei dem unter Verwendung einer Implantationsmaske durch
Ionenimplantation Störstellen in einen Halbleiterkörper eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß als
Iraplantationsschutzschicht (2,11) und gleichzeitig
Teilschicht der Implantationsmaske eine Aluminiumnitridschicht verwendet wird und daß diese Schutzschicht
nach der Implantation abgelöst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Dicke der Implantationsschutzschicht (2,11) 100 - ι
2OO S gewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Ablösemittel Wasser verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
als Wassertemparatur 10 - 100 0C gewählt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
als Ablösemittel Wasserdampf verwendet wird. i
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 - 5,
dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche des Halbleiterkörpers (1) zunächst die Implantationsschutz- |
schicht (2) und darüber die Implantationsmaske (3) aufge- ι
bracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 - 5,
dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche der Halbleiterkörpers
(1) zunächst die Implantationsmaske (7,8) und darüber die Implantationsschutzschicht (11) aufgebracht
wird. ;
Bü 975 007
709818/1052
•ι-
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet
daß die Implantationsmaske eine Photolackschicht (3,8)
enthält.
BU 975 007
709818/10S2
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/626,141 US4030942A (en) | 1975-10-28 | 1975-10-28 | Semiconductor masking for device fabrication utilizing ion implantation and other methods |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2646300A1 true DE2646300A1 (de) | 1977-05-05 |
Family
ID=24509119
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19762646300 Withdrawn DE2646300A1 (de) | 1975-10-28 | 1976-10-14 | Verfahren zum herstellen von halbleiteranordnungen |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4030942A (de) |
JP (1) | JPS5836491B2 (de) |
DE (1) | DE2646300A1 (de) |
FR (1) | FR2330142A1 (de) |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5472668A (en) * | 1977-11-21 | 1979-06-11 | Fujitsu Ltd | Manufacture for semiconductor device |
JPS5939906B2 (ja) * | 1978-05-04 | 1984-09-27 | 超エル・エス・アイ技術研究組合 | 半導体装置の製造方法 |
US4144101A (en) * | 1978-06-05 | 1979-03-13 | International Business Machines Corporation | Process for providing self-aligned doping regions by ion-implantation and lift-off |
JPS55163860A (en) * | 1979-06-06 | 1980-12-20 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
US4536223A (en) * | 1984-03-29 | 1985-08-20 | Rca Corporation | Method of lowering contact resistance of implanted contact regions |
JPH0760810B2 (ja) * | 1987-04-27 | 1995-06-28 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JP2711580B2 (ja) * | 1990-01-12 | 1998-02-10 | アルプス電気株式会社 | 成形金型の製造方法 |
US5270263A (en) * | 1991-12-20 | 1993-12-14 | Micron Technology, Inc. | Process for depositing aluminum nitride (AlN) using nitrogen plasma sputtering |
US5484740A (en) * | 1994-06-06 | 1996-01-16 | Motorola, Inc. | Method of manufacturing a III-V semiconductor gate structure |
US5652176A (en) * | 1995-02-24 | 1997-07-29 | Motorola, Inc. | Method for providing trench isolation and borderless contact |
SE9501312D0 (sv) * | 1995-04-10 | 1995-04-10 | Abb Research Ltd | Method for procucing a semiconductor device |
SE9503631D0 (sv) * | 1995-10-18 | 1995-10-18 | Abb Research Ltd | A method for producing a semiconductor device comprising an implantation step |
US5849620A (en) * | 1995-10-18 | 1998-12-15 | Abb Research Ltd. | Method for producing a semiconductor device comprising an implantation step |
US5650361A (en) * | 1995-11-21 | 1997-07-22 | The Aerospace Corporation | Low temperature photolytic deposition of aluminum nitride thin films |
KR100571071B1 (ko) * | 1996-12-04 | 2006-06-21 | 소니 가부시끼 가이샤 | 전계효과트랜지스터및그제조방법 |
WO2003015174A2 (en) * | 2001-08-07 | 2003-02-20 | Jan Kuzmik | High electron mobility devices |
US7250313B2 (en) * | 2004-09-30 | 2007-07-31 | Solid State Measurements, Inc. | Method of detecting un-annealed ion implants |
US8389048B2 (en) * | 2006-02-10 | 2013-03-05 | Showa Denko K.K. | Magnetic recording medium, method for production thereof and magnetic recording and reproducing device |
JP2008052860A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Showa Denko Kk | 磁気記録媒体の製造方法、及び磁気記録再生装置 |
US9646876B2 (en) | 2015-02-27 | 2017-05-09 | Applied Materials, Inc. | Aluminum nitride barrier layer |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3600218A (en) * | 1968-05-15 | 1971-08-17 | Ibm | Method for depositing insulating films of silicon nitride and aluminum nitride |
US3756861A (en) * | 1972-03-13 | 1973-09-04 | Bell Telephone Labor Inc | Bipolar transistors and method of manufacture |
-
1975
- 1975-10-28 US US05/626,141 patent/US4030942A/en not_active Expired - Lifetime
-
1976
- 1976-09-14 FR FR7628377A patent/FR2330142A1/fr active Granted
- 1976-10-06 JP JP51119510A patent/JPS5836491B2/ja not_active Expired
- 1976-10-14 DE DE19762646300 patent/DE2646300A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5255375A (en) | 1977-05-06 |
FR2330142B1 (de) | 1980-07-25 |
FR2330142A1 (fr) | 1977-05-27 |
US4030942A (en) | 1977-06-21 |
JPS5836491B2 (ja) | 1983-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2646300A1 (de) | Verfahren zum herstellen von halbleiteranordnungen | |
DE2125303C3 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung | |
DE2153103C3 (de) | Verfahren zur Herstellung integrierter Schaltungsanordnungen sowie nach dem Verfahren hergestellte integrierte Schaltungsanordnung | |
DE2462644C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Transistors | |
DE2718894C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung | |
DE2729171C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer integrierten Schaltung | |
DE2229457A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines halbleiterbauelementes | |
DE2238450C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer integrierten Halbleiteranordnung | |
DE2624832A1 (de) | Verfahren zum herstellen von lackmustern | |
EP0852062B1 (de) | Dotierverfahren zur herstellung von homoübergängen in halbleitersubstraten | |
DE1544275C3 (de) | Verfahren zur Ausbildung von Zonen unterschiedlicher Leitfähigkeit in Halbleiterkristallen durch Ionenimplantation | |
DE2517690B2 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements | |
DE1803024A1 (de) | Integriertes Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE3631394A1 (de) | Verfahren zum herstellen eines halbleiterbauelements | |
DE1918054A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen | |
DE3039009C2 (de) | Sperrschicht-Feldeffekttransistor | |
DE2430859C3 (de) | Verfahren zum Herstellen einer oxydierten, bordotierten Siliciumschicht auf einem Substrat | |
DE2453528C2 (de) | Maskierungsverfahren | |
DE1916969B2 (de) | Verfahren zur herstellung eines integrierten widerstandes | |
DE2226264A1 (de) | Zweistufiges Atzverfahren | |
DE1514865C (de) | Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung | |
DE2105178C3 (de) | Integrierte Halbleiterschaltung | |
DE2507344A1 (de) | Verfahren zum diffundieren von verunreinigungen in ein substrat | |
DE1621522B2 (de) | Verfahren zum Einbringen von nicht als Diffusionsmaske wirkenden Schichten oder von Öffnungen in eine, einen Halbleiterkörper bedeckende Siliziumnitridschicht | |
DE2539026C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Sperrschicht-Feldeffekttransistors der Vertikalausführung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |