JPH06326076A

JPH06326076A - 薄膜形成法

Info

Publication number: JPH06326076A
Application number: JP13293693A
Authority: JP
Inventors: Joji Nakada; 穣治中田; Kazuo Imai; 和雄今井
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1993-05-11
Filing date: 1993-05-11
Publication date: 1994-11-25

Abstract

(57)【要約】【目的】基板に、その一方の主面側から、他方の主面
側を比較的薄い厚さ分だけ残すように窓が形成されてい
ることによって、基板の、その窓に臨む領域を薄膜とし
ている、という構成を有する薄膜を形成するにつき、そ
の薄膜を、実質的に基板を構成している材料のみでなる
ものとして形成する。【構成】基板内に、その第１の主面側からの、上記基
板を構成している材料の元素とは異なる元素のイオンの
打込処理によって、上記基板を構成している元素と上記
イオンの元素とを有する化合物層を、上記第１の主面側
に、実質的に上記基板を構成している材料のみでなる薄
層を残すように形成し、次に上記基板に対するマスク層
を用いた第１のエッチング処理によって、上記基板に上
記化合物層を外部に臨ませる窓を形成し、次に上記化合
物層に対する上記基板をマスクとする第２のエッチング
処理によって、上記化合物層に上記薄層を外部に臨ませ
る窓を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板に、その一方の主
面側から、他方の主面側を比較的薄い厚さ分だけ残すよ
うに窓が形成されていることによって、基板の、その窓
に臨む領域を薄膜としている、という構成を有する薄膜
を形成する方法に関する。

【０００２】なお、このような構成を有する薄膜は、そ
れを透過電子顕微鏡を用いて観察したり、それにイオン
や電子を通過させたときのそのストップパワ―を求める
ことなどを通じて、基板の特性を測定するのに用い得る
ものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、予め用意されたＳｉ単結晶でなる
基板の第１の主面側に、その第１の主面側から、例えば
ボロンでなる不純物を例えば１０²¹／ｃｍ²以上の高濃
度に導入させることによって、不純物導入層を形成し、
次に、基板の第１の主面と対向している第２の主面上
に、それを外部に臨ませる第１の窓を有するマスク層を
形成し、次に、基板に対する、マスク層をマスクとする
エッチング処理によって、基板に、不純物導入層を外部
に臨ませる第２の窓を形成することによって、不純物導
入層の第２の窓に臨む領域を、

【産業上の利用分野】の項で上述した構成を有する薄膜
として形成する、という薄膜形成法が提案されている。

【０００４】このような従来の薄膜形成法によれば、基
板に対する、マスク層をマスクとするエッチング処理の
工程において、用いるエッチャントを予め適当に選定し
ておくことによって、不純物層が、この場合の基板に対
するエッチングによってほとんどエッチングされないの
で、上述した構成を有する薄膜を、容易に形成すること
ができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の薄膜形成法の場合、薄膜を、基板内にそれを構
成している材料以外に不純物を高濃度に導入して形成さ
れた不純物層でなるものとして形成するようにしている
ので、薄膜を、それを通じて基板の物性を測定しようと
する場合にその基板の物性を正確に測定することができ
ないなどの不都合を有するものとしてしか形成すること
ができない、という欠点を有していた。また、上述した
従来の薄膜形成法の場合、薄膜を、基板内にそれを構成
している材料以外に不純物を高濃度に導入して形成され
た不純物層でなるものとして形成するようにし、そし
て、その不純物層を、それを形成するときに不純物が拡
散しやすいことから、サブミクロン以下の厚さに十分薄
く形成するのに一定の限度を有し、従って、薄膜をその
ように薄い厚さに形成するのに一定の限度を有する、と
いう欠点を有していた。

【０００６】よって、本発明は、上述した欠点のない、
新規な薄膜形成法を提案せんとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による薄膜形成法
は、（ｉ）基板内に、その第１の主面側からの、上記基
板を構成している材料の元素とは異なる元素のイオンの
打込処理によって、上記基板を構成している元素と上記
イオンの元素とを有する化合物層を、上記第１の主面側
に、実質的に上記基板を構成している材料のみでなる薄
層を残すように形成する第１の工程と、（ｉｉ）上記基
板の上記第１の主面と対向している第２の主面上に、そ
れを外部に臨ませる第１の窓を有するマスク層を形成す
る第２の工程と、（ｉｉｉ）上記基板に対する、上記マ
スク層をマスクとする第１のエッチング処理によって、
上記基板に、上記化合物層を外部に臨ませる第２の窓を
形成する第３の工程と、（ｉｖ）上記第３の工程後、上
記化合物層に対する、上記基板をマスクとする第２のエ
ッチング処理によって、上記化合物層に、上記薄層を外
部に臨ませる第３の窓を形成する第４の工程とを有す
る。

【０００８】

【作用・効果】本発明による薄膜形成法によれば、基板
に対するマスク層をマスクとする第１のエッチング処理
の第３の工程において、用いるエッチャントを予め適当
に選定しておくとによって、化合物層が、この場合の基
板に対するエッチングによってほとんどエッチングされ
ず、また、化合物層に対する基板をマスクとする第２の
エッチング処理の第４の工程において、用いるエッチャ
ントを同様に予め適当に選定しておくことによって、薄
層が、この場合の化合物層に対するエッチングによって
ほとんどエッチングされないので、前述した従来の薄膜
形成法の場合と同様に、薄膜を、容易に形成することが
できる。

【０００９】しかしながら、本発明による薄膜形成法の
場合、薄膜を、基板を構成している材料のみでなる薄層
でなるものとして形成するようにしているので、薄膜
を、それを通じて基板の物性を測定しようとする場合に
その基板の物性を前述した従来の薄膜形成法の場合に比
し格段的に正確に測定することができる。

【００１０】また、本発明による薄膜形成法の場合、基
板内へのイオンの打込処理の第１の工程において、イオ
ンの加速エネルギなどを適当に選定することによって、
化合物層を基板内の浅い深さ位置に容易に形成すること
ができ、従って、薄膜を前述した従来の薄膜形成法の場
合に比し格段的に薄い厚さに容易に形成することができ
る。

【００１１】

【実施例】次に、図１〜図３を伴って本発明による薄膜
形成法の実施例を述べよう。

【００１２】図１〜図３に示す本発明によるけほは、次
に述べる順次の工程をとって、基板に、その一方の主面
側から、他方の主面側を比較的薄い厚さ分だけ残すよう
に窓が形成されていることによって、基板の、その窓に
臨む領域を薄膜としている、という構成を有する薄膜を
形成する。

【００１３】すなわち、厚さが５２５μｍを有し且つ主
面が（１００）面でなる単結晶シリコン基板を、基板１
として予め用意する（図１Ａ）。

【００１４】そして、その基板１内に、その第１の主面
１ａ側からの、基板１を構成している材料の元素である
シリコンとは異なる元素である酸素のイオンの打込処理
によって、基板１を構成している元素であるシリコンと
イオンの元素である酸素とを有するシリコン酸化物（Ｓ
ｉＯ₂）でなる化合物層２を、第１の主面１ａ側に、実
質的に基板１を構成している材料（Ｓｉ）のみでなる薄
層１′を残すように形成する（図１Ｂ）。

【００１５】この場合、基板１の温度を５５０℃とし、
イオンの加速エネルギを１８０ＫｅＶとし、そのイオン
を２×１０¹⁸／ｃｍ²の量打込み、次で、基板１に対し
１３５０℃の温度での４時間の熱処理を行うことによっ
て、化合物層２を、薄層１′を０．１６μｍの厚さに残
すように、０．４６μｍの厚さに形成した。

【００１６】次に、基板１の第１の主面１ａ及びそれと
対向している第２の主面１ｂ上に、Ｓｉ₃Ｎ₄でなる厚
さ０．２μｍのマスク層４と、ＳｉＯ₂でなる厚さ０．
５μｍのマスク層５とがそれらの順に積層されている積
層体を、それ自体公知のＣＶＤ法によって形成する（図
２Ｃ）。

【００１７】次に、マスク層４及び５の積層体上に、第
２の主面１ｂにおいてその積層体を外部に臨ませる窓７
ａを有するフォトレジストでなるマスク層７を、それ自
体公知の方法によって形成する（図２Ｄ）。

【００１８】次に、マスク層５に対するマスク層７をマ
スクとする希ＨＦをエッチャントとするエッチング処理
によって、マスク層５に、マスク層４を外部に臨ませる
窓５ａを形成する（図２Ｅ）。

【００１９】次に、マスク層７を除去して後、マスク層
５をマスクとする、１６０〜１６５℃の温度の熱燐酸を
エッチャントとするエッチング処理によって、マスク層
４に、基板１を外部に臨ませる窓５ａを形成する（図２
Ｆ）。

【００２０】次に、基板１に対するマスク層４をマスク
とする１０５〜１１０℃の温度を有するＫＯＨ溶液をエ
ッチャントとする２時間のエッチング処理によって、基
板１に、化合物層２を外部に臨ませる窓１ｃを形成する
（図３Ｇ）。この場合、マスク層５がマスク層４上から
除去される。

【００２１】次に、マスク層４を、１６０〜１６５°の
熱燐酸を用いて、基板１の主面１ａ及び１ｂ上から除去
する（図３Ｈ）。

【００２２】次に、化合物層２に対する、基板１をマス
クとするエッチング処理によって、化合物層２に、薄層
１′を外部に臨ませる窓３ａを形成する。

【００２３】以上が本発明による薄膜形成法の実施例で
ある。

【００２４】このような本発明による薄膜形成法によれ
ば、基板１に対するマスク層４をマスクとするエッチン
グ処理の工程（図３Ｇ）において、化合物層２が、この
場合の基板１に対するエッチングによってほとんどエッ
チングされず、また、化合物層２に対する基板１をマス
クとするエッチング処理の工程（図３Ｉ）において、薄
層１′が、この場合の化合物層２に対するエッチングに
よってほとんどエッチングされないので、前述した従来
の薄膜形成法の場合と同様に、薄膜を、容易に形成する
ことができる。

【００２５】図１〜図３に示す本発明による薄膜形成法
の場合、薄膜を、基板１を構成している材料のみでなる
薄層１′でなるものとして形成するようにしているの
で、薄膜を、それを通じて基板１の物性を測定しようと
する場合にその基板１の物性を前述した従来の薄膜形成
法の場合に比し格段的に正確に測定することができる。

【００２６】また、図１〜図３に示す本発明による薄膜
形成法の場合、基板１内へのイオンの打込処理の工程
（図１Ｂ）において、化合物層２を基板１内の浅い位置
に容易に形成することができ、従って、薄膜を前述した
従来の薄膜形成法の場合に比し格段的に薄い厚さに容易
に形成することができる。

【００２７】なお、上述においては本発明の一例を示し
たに留まり、本発明の精神を脱することなしに、種々の
変型、変更をなし得るであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による薄膜形成法の説明に供する、順次
の工程における略線的断面図である。

【図２】本発明による薄膜形成法の説明に供する、図１
に示す順次の工程に続く、順次の工程における略線的断
面図である。

【図３】本発明による薄膜形成法の説明に供する、図２
に示す順次の工程に続く、順次の工程における略線的断
面図である。

【符号の説明】

１基板１ａ、１ｂ主面１ｃ窓１′ 薄層２化合物層４、５マスク層４ａ、５ａ窓７マスク層７ａ窓

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板内に、その第１の主面側からの、上
記基板を構成している材料の元素とは異なる元素のイオ
ンの打込処理によって、上記基板を構成している元素と
上記イオンの元素とを有する化合物層を、上記第１の主
面側に、実質的に上記基板を構成している材料のみでな
る薄層を残すように形成する第１の工程と、上記基板の上記第１の主面と対向している第２の主面上
に、それを外部に臨ませる第１の窓を有するマスク層を
形成する第２の工程と、上記基板に対する、上記マスク層をマスクとする第１の
エッチング処理によって、上記基板に、上記化合物層を
外部に臨ませる第２の窓を形成する第３の工程と、上記第３の工程後、上記化合物層に対する、上記基板を
マスクとする第２のエッチング処理によって、上記化合
物層に、上記薄層を外部に臨ませる第３の窓を形成する
第４の工程とを有することを特徴とする薄膜形成法。