JPH02110934A - コンタクト電極用窓の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体素子のコンタクト電極用窓を保護膜
にあける方法に関する。

〔従来の技術〕

半導体素子のコンタクト電極としては、例えば、表面ゲ
ート型静電誘導半導体素子の場合、カソード電極、ある
いは、ゲート電極が挙げられる。

これらの電極は、半導体基板表面に形成された保護膜に
あけられた窓を通して半導体基板表面に直接接触（コン
タクト）している。

一方、半導体基板表面に形成される保護膜として、シリ
コン酸化膜の上にシリコン窒化膜（中間パッシベーショ
ン膜）を積層した構成のものがある。この保護膜には、
従来、つぎのようにしてコンタクト電極用の窓があけら
れている。

第２図（ａ）にみるように、カソード領域やゲート領域
用の不純物拡散領域（図示省略）を形成し終えた半導体
基板１１表面にフィールド酸化膜（シリコン酸化膜）１
２がのっている。この酸化膜１２の上に、第２図（ｂｌ
にみるように、シリコン窒化膜１３を形成する。

つぎに、酸化膜１２と窒化膜１３からなる保護膜に、電
極を設けるための窓をあける。フォトリソグラフィ技術
を利用して、第２図（Ｃ）にみるように、シリコン窒化
膜工３における窓形成個所の部分を選択的に除去して、
保護膜に凹部１４を先ず作る。ついで、このシリコン窒
化膜１３をマスクにしてエツチング処理を施すことによ
り、第２図（ｄｌにみるように、凹部１４の下をさらに
掘り下げてコンタクト電極用窓１５をあける。この後、
この窓１５のところに、第２図（ｅｌにみるように、コ
ンタクト電極１７を形成するようにする。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のようにしてあけた窓１５に電極１
７を形成した場合、半導体素子のリーク電流が多い、耐
熱性、耐温湿性等が十分でないという問題がある。これ
は、第２図（ｅ）にみるように、電極１７の周囲に隙間
（空洞）１８があるからである。隙間１８ができ、為の
は、シリコン酸化膜Ｉ２の厚みが厚く、第２図ｆｄ）に
みるように、深さ方向にエツチングが進む間、横方向に
もエツチングが進んでシリコン窒化膜１３下の部分が除
かれてしまい、シリコン窒化膜１３が庇のように張り出
した状態になるためである。隙間１８があると、電気的
絶縁性の劣化、湿気の浸入、保護膜自体の損傷等の不都
合が起こり易いのである。

この発明は、上記の事情に鑑み、電極の周囲に隙間がで
きないようなコンタクト電極用窓をあけることのできる
方法を提供することを課題とする〔課題を解決するため
の手段〕 前記課題を解決するため、この発明にかかるコンタクト
電極用窓の形成方法では、基板表面における前記窓の形
成個所に窒化膜からなるマスクがＢｔＥ用酸化薄膜を介
して形成されている半導体基板を用い、同基板を酸化処
理することにより保護膜用酸化膜を未マスク個所に選択
形成し、ついで、この保護膜用酸化膜の上に保護膜用窒
化膜を積層形成した後、前記マスクおよび緩衝用酸化薄
膜を除去することにより前記窓をあけるようにしている
。

〔作　　　用〕

この発明のコンタクト電極用窓の形成方法では、窓の形
成個所をマスクでもっていわば蓋した状態に予めしてお
いて、保護膜用酸化膜および保護膜用窒化膜を形成した
後、マスク、すなわち蓋を外すことにより、窓があけら
れるのである。

窒化膜からなるマスクは、緩衝用酸化薄膜を介して設け
られているが、保護膜用酸化膜形成の選択酸化処理の際
、窒化膜の下の酸化薄膜は厚くなることなしに薄いまま
である。これは、窒化膜で覆われた半導体基板部分にお
いては酸化が進まないからである。窓形成のためには、
勿論、マスクを除くだけでなく、緩衝用（バアソファ用
）酸化薄膜をも除去しなければならないが、この酸化薄
膜は厚みが薄いから、スライドエツチングする（軽くエ
ツチングする）だけで簡単に除去できる。

そのため、従来のように、横方向のエツチングが進む前
に緩衝用酸化薄膜の除去が終わることになる。従来のよ
うに、保護膜用酸化膜に横方向のエンチングが及ぶこと
はないのである。したがって、窓に電極を形成しても、
電極の周囲の隙間を解消することができるようになる。

〔実　施　例〕

以下、この発明にかかるコンタクト電極用窓の形成方法
を、その−例をあられす図面を参照しながら詳しく説明
する。

第１図（ａ）〜ｆｇ）は、この発明の方法の一例により
、コンタクト電極用窓を形成するときの様子を工程順に
あられす。

不純物の最終拡散処理（熱拡散処理）の前（例えば、半
導体素子が静電誘導サイリスクの場合、カソード領域用
不純物を半導体基板にイオン注入した後で熱拡散させる
前）、シリコン半導体基板表面の酸化１］！Ｊ　（Ｓ＋
ＯＪ臭）を−旦すべて除去しておいてから、不純物の最
終拡散処理を行う。そうすると、所定の不純物拡散領域
が形成されるとともに、第１図（ａ）にみるように、半
導体基板１の表面にはシリコン酸化薄膜２が形成される
。この薄膜は、数百人、例えば、ｌＯＯ〜２００人程度
のごく薄いものである。

酸化薄膜２の形成後、第１図（ｂｌにみるように、シリ
コン酸化薄膜２における窓の形成個所Ａの上に、シリコ
ン窒化膜からなるマスク３を選択的に形成する。マスク
３は、例えば、シリコン窒化膜をＣＶＤ法等を使って選
択的に蒸着するか、あるいは、全面に窒化膜を形成して
フォトリソグラフィ法により不要個所を選択的に除去し
たりすること等により形成する。マスク３下のシリコン
酸化薄膜２は緩衝用酸化薄膜である。

第１図（ｂ）にみる半導体基板ｌは、基板表面における
窓の形成個所Ａに窒化膜からなるマスク３が緩衝用シリ
コン酸化薄膜２を介して形成されている基板である。こ
の発明では、このような半導体基板が用いられる。

マスクを形成した後、いわゆるＬＯＧＯ３酸化処理を行
う。ＬＯＧＯ３酸化処理を行うと、第１図（Ｃ）にみる
ように、半導体基板１における未マスク個所では、熱酸
化が進行し酸化膜が厚くなり、保護膜用のシリコン酸化
膜（フィールド酸化膜）４が形成されることとなる。マ
スク３の下では酸化は進行しない（厳密にはマスク３端
では図にみるように少し酸化が進行する）。シリコン酸
化膜４の厚みは、通常、約１μｍ以上とされる。

つぎに、第１図（ｄ）にみるように、例えば、プラズマ
ＣＶＤ法により保護膜用シリコン窒化膜（中間パッシベ
ーション膜）５を積層形成する。このように、保護膜用
のシリコン酸化膜４およびシリコン窒化膜５を形成した
後、つぎのようにして、マスク３および緩衝用シリコン
酸化膜２を除去する。

まず、第１図（１１！１にみるように、シリコン窒化膜
３を、その上にあるシリコン窒化膜５ごとエツチング除
去する。ついで、第１図（ｆ）にみるように、シリコン
酸化薄膜２をエツチング除去する。そうすると、シリコ
ン酸化膜４およびシリコン窒化膜５からなる保護膜にコ
ンタクト電極用の窓６が開くことになる。

窓６を開けた後、第１図＋ｇ＋にみるように、コンタク
ト電極（例えばカソード電極、あるいは、ゲート電極）
７を形成する。

シリコン酸化膜１５１２のエツチングはスライドエツチ
ングで足りる。そのため、シリコン酸化膜４が横方向に
エツチングされることはなく、従来のように、電極７の
周囲に空隙ができないことは前述したとおりである。そ
れに、ＬＯＧＯ３酸化処理の場合、窓６の周囲のシリコ
ン酸化膜端４ａでは、厚みが窓６を離れるにつれ徐々に
厚くなるようになる。そのため、電極７とシリコン酸化
膜端４ａΦ間にはより空隙が出来にくい。逆に酸化膜端
で立ち上がりがきついと、空隙等ができやすいのでよく
ないのである。

シリコン窒化膜５のエツチングの際、マスク３よりも少
し広い区域（第１図（ｄ）に示す区域Ｂ）まで除去する
ようにすると、マスク３の盛り上がり部分５ａ等がなく
なり、第１図＋ｅ）にみるように、酸化膜４と窒化膜５
の段差は少なく好ましい。例えば、窒化膜５を、マスク
３の寸法より約１μｍはど広い目に除去するようすれば
よい。

この発明は上記実施例に限らない。例えば、先の実施例
では、最初、半導体基板表面の酸化膜を全て除去するよ
うにしたが、窓の形成個所の酸化膜のみを除去し、この
個所にのみ熱拡散処理により改めて薄い緩衝用酸化薄膜
を形成するようにしてもよい。ＤｊＥ用酸化薄膜はマス
クの下にだけ形成すれば足りるのである。半導体基板、
あるいは、酸化膜や窒化膜は、実施例では全てシリコン
系材料が使われていたが、シリコン系以外の材料が使わ
れていてもよい。なお、電極形成後、さらに、常圧ＣＶ
Ｄ等による酸化膜を保護用のパッシベーション膜として
さらに積むようにしてもよい。

この場合、窒化膜は中間パッシベーション膜になること
になる。

〔発明の効果〕

この発明の製法による窓の形成方法では、従来のように
窒化膜の下の酸化膜が横方向に削られるようなことがな
いので、窓に形成された電極の周囲に空隙が生じない。

そのため、従来の電気的絶縁性の劣化、湿気の浸入、保
護膜自体の損傷等の不都合が阻止され、信頼性の高い半
導体素子が得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図ｔａ＋〜（ｇ）は、この発明の方法の一例により
、コンタクト電極用窓を形成するときの様子を工程順に
あられす模式的断面図、第２図（ａ）〜（ｅｌは、従来
の方法により、コンタクト電極用窓を形成するときの様
子を工程順にあられす模式的断面図である。 １・・・半導体基板　　２・・・緩衝用シリコン酸化薄
膜　　３・・・窒化膜からなるマスク　　４・・・（保
護膜用）シリコン酸化膜　　５・・・（保護膜用）シリ
コン窒化膜　　６・・・窓　　７・・・電極代理人　弁
理士　　松　本　武　彦 （ｂ） （Ｃ） （ｄ） 第２図 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　半導体基板表面に酸化膜とこの上に積層された窒化
   膜とからなる保護膜が設けられ、前記半導体基板表面に
   コンタクトする電極を設けるための窓を前記保護膜にあ
   けるにあたり、基板表面における前記窓の形成個所に窒
   化膜からなるマスクが緩衝用酸化薄膜を介して形成され
   ている半導体基板を用い、同基板を酸化処理することに
   より前記保護膜用酸化膜を未マスク個所に選択形成し、
   ついで、この保護膜用酸化膜の上に前記保護膜用窒化膜
   を積層形成した後、前記マスクおよび緩衝用酸化薄膜を
   除去することにより前記窓をあけるようにすることを特
   徴とするコンタクト電極用窓の形成方法。