JPH11121772A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH11121772A JPH11121772A JP9275855A JP27585597A JPH11121772A JP H11121772 A JPH11121772 A JP H11121772A JP 9275855 A JP9275855 A JP 9275855A JP 27585597 A JP27585597 A JP 27585597A JP H11121772 A JPH11121772 A JP H11121772A
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- semiconductor
- etching
- dry etching
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体装置の製造方法に関し、エッチングに
よる導電型反転領域を発生させることなく、微細なコン
タクトホールを形成する。 【解決手段】 物理的ダメージにより一方の導電型のみ
が他方の導電型に反転する半導体１に反対導電型領域２
を形成したのち、半導体１及び反対導電型領域２に対す
るコンタクトホール６，９の内、導電型反転を起こさな
い導電型の領域に対するコンタクトホール６のみをドラ
イ・エッチングによって形成する。
よる導電型反転領域を発生させることなく、微細なコン
タクトホールを形成する。 【解決手段】 物理的ダメージにより一方の導電型のみ
が他方の導電型に反転する半導体１に反対導電型領域２
を形成したのち、半導体１及び反対導電型領域２に対す
るコンタクトホール６，９の内、導電型反転を起こさな
い導電型の領域に対するコンタクトホール６のみをドラ
イ・エッチングによって形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に関するものであり、特に、赤外線検出器（ＩＲＦＰ
Ａ：ＩｎｆｒａＲｅｄ Ｆｏｃａｌ Ｐｌａｎｅ Ａｒ
ｒａｙ）に用いるＨｇＣｄＴｅフォトダイオードアレイ
に対するコンタクトホールの形成工程に特徴のある半導
体装置の製造方法に関するものである。
法に関するものであり、特に、赤外線検出器（ＩＲＦＰ
Ａ：ＩｎｆｒａＲｅｄ Ｆｏｃａｌ Ｐｌａｎｅ Ａｒ
ｒａｙ）に用いるＨｇＣｄＴｅフォトダイオードアレイ
に対するコンタクトホールの形成工程に特徴のある半導
体装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、１０μｍ帯近傍の赤外線を検知す
る赤外線検知装置としては、Ｃｄ組成比が０．２近傍、
例えば、Ｃｄ組成比が０．２２のＨｇＣｄＴｅ層に形成
したｐｎ接合ダイオードをフォトダイオードとしたもの
を用い、このフォトダイオードを一次元アレイ状或いは
二次元アレイ状に配置すると共に、読出回路との電気的
なコンタクトをとるために、赤外線フォトダイオードア
レイ基板及びＳｉ信号処理回路基板を、双方に形成した
Ｉｎ等の金属のバンプで貼り合わせる構造が採用されて
いる。
る赤外線検知装置としては、Ｃｄ組成比が０．２近傍、
例えば、Ｃｄ組成比が０．２２のＨｇＣｄＴｅ層に形成
したｐｎ接合ダイオードをフォトダイオードとしたもの
を用い、このフォトダイオードを一次元アレイ状或いは
二次元アレイ状に配置すると共に、読出回路との電気的
なコンタクトをとるために、赤外線フォトダイオードア
レイ基板及びＳｉ信号処理回路基板を、双方に形成した
Ｉｎ等の金属のバンプで貼り合わせる構造が採用されて
いる。
【０００３】ここで、図５（ａ）を参照して従来のＨｇ
ＣｄＴｅフォトダイオードの製造工程を説明する。 図５（ａ）参照 まず、閉管チッピング法を用いて、Ｔｅリッチの融液中
でＣｄＺｎＴｅ基板（図示せず）上にＨｇ空孔濃度が１
０17ｃｍ-3程度のノン・ドープのｐ型ＨｇＣｄＴｅ層３
１を液相エピタキシャル成長させたのち、Ｈｇ蒸気中に
おける２００〜４００℃の温度での熱処理により、Ｈｇ
空孔をＨｇ原子で埋めることによって、ｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層３１の正孔濃度を１０16ｃｍ-3オーダーに制御す
る。
ＣｄＴｅフォトダイオードの製造工程を説明する。 図５（ａ）参照 まず、閉管チッピング法を用いて、Ｔｅリッチの融液中
でＣｄＺｎＴｅ基板（図示せず）上にＨｇ空孔濃度が１
０17ｃｍ-3程度のノン・ドープのｐ型ＨｇＣｄＴｅ層３
１を液相エピタキシャル成長させたのち、Ｈｇ蒸気中に
おける２００〜４００℃の温度での熱処理により、Ｈｇ
空孔をＨｇ原子で埋めることによって、ｐ型ＨｇＣｄＴ
ｅ層３１の正孔濃度を１０16ｃｍ-3オーダーに制御す
る。
【０００４】次いで、表面平坦化、及び、厚みの均一化
のために、アルミナ研磨を行なって、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ
層３１の厚さを１５〜２５μｍに制御したのち、Ｂイオ
ンを選択的にイオン注入してｎ+ 型領域３２を形成して
フォトダイオードとする。
のために、アルミナ研磨を行なって、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ
層３１の厚さを１５〜２５μｍに制御したのち、Ｂイオ
ンを選択的にイオン注入してｎ+ 型領域３２を形成して
フォトダイオードとする。
【０００５】次いで、全面にＺｎＳ膜３３を設けたの
ち、全面にネガ型レジストを塗布し、コンタクトホール
形成部が開口部となるように露光・現像することによっ
てネガ型レジストマスク３４を形成し、次いで、ネガ型
レジストマスク２４をマスクとして、硫酸＋水（硫酸：
水＝１：１）からなるエッチング液３５を用いてＺｎＳ
膜３３を選択的にエッチングして、ｎ+ 型領域３２に対
するコンタクトホール３６及びｐ型ＨｇＣｄＴｅ層３１
に対するコンタクトホール３７を形成する。
ち、全面にネガ型レジストを塗布し、コンタクトホール
形成部が開口部となるように露光・現像することによっ
てネガ型レジストマスク３４を形成し、次いで、ネガ型
レジストマスク２４をマスクとして、硫酸＋水（硫酸：
水＝１：１）からなるエッチング液３５を用いてＺｎＳ
膜３３を選択的にエッチングして、ｎ+ 型領域３２に対
するコンタクトホール３６及びｐ型ＨｇＣｄＴｅ層３１
に対するコンタクトホール３７を形成する。
【０００６】次いで、図示しないものの、ネガ型レジス
トマスク３４を除去したのち、ｎ側電極となるＩｎ電
極、及び、ｐ側電極となるＡｕ電極を形成し、次いで、
リフトオフ法によってＩｎバンプを形成していた。
トマスク３４を除去したのち、ｎ側電極となるＩｎ電
極、及び、ｐ側電極となるＡｕ電極を形成し、次いで、
リフトオフ法によってＩｎバンプを形成していた。
【０００７】次に、図５（ｂ）を参照して従来のＨｇＣ
ｄＴｅフォトダイオードの別の製造工程を説明する。 図５（ｂ）参照 まず、図５（ａ）と全く同様に、ｎ+ 型領域３２を形成
してフォトダイオードとしたのち、全面にＺｎＳ膜３３
を設け、次いで、全面にポジ型レジストを塗布し、コン
タクトホール形成部が開口部となるように露光・現像す
ることによってポジ型レジストマスク３８を形成する。
ｄＴｅフォトダイオードの別の製造工程を説明する。 図５（ｂ）参照 まず、図５（ａ）と全く同様に、ｎ+ 型領域３２を形成
してフォトダイオードとしたのち、全面にＺｎＳ膜３３
を設け、次いで、全面にポジ型レジストを塗布し、コン
タクトホール形成部が開口部となるように露光・現像す
ることによってポジ型レジストマスク３８を形成する。
【０００８】次いで、ポジ型レジストマスク３８をマス
クとして、水素＋アルゴンからなる混合ガスを用いたプ
ラズマ３９によるドライ・エッチングを施すことによっ
て、ＺｎＳ膜３３を選択的にエッチングして、ｎ+ 型領
域３２に対するコンタクトホール４０及びｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層３１に対するコンタクトホール４１を形成する。
クとして、水素＋アルゴンからなる混合ガスを用いたプ
ラズマ３９によるドライ・エッチングを施すことによっ
て、ＺｎＳ膜３３を選択的にエッチングして、ｎ+ 型領
域３２に対するコンタクトホール４０及びｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層３１に対するコンタクトホール４１を形成する。
【０００９】次いで、図示しないものの、ポジ型レジス
トマスク３８を除去したのち、ｎ側電極となるＩｎ電
極、及び、ｐ側電極となるＡｕ電極を形成し、次いで、
リフトオフ法によってＩｎバンプを形成していた。
トマスク３８を除去したのち、ｎ側電極となるＩｎ電
極、及び、ｐ側電極となるＡｕ電極を形成し、次いで、
リフトオフ法によってＩｎバンプを形成していた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ウェット・エ
ッチングを用いてコンタクトホールを形成する場合に
は、ＺｎＳ膜３３等の表面保護膜のみを選択的にエッチ
ングするエッチング液の開発が必要になり、また、ウェ
ット・エッチングは等方性エッチングであるため、サイ
ドエッチングによりコンタクトホール３６，３７の径が
拡がるので微細化に限界があるという問題があり、高集
積度で高解像度のＩＲＦＰＡを形成することは困難であ
った。
ッチングを用いてコンタクトホールを形成する場合に
は、ＺｎＳ膜３３等の表面保護膜のみを選択的にエッチ
ングするエッチング液の開発が必要になり、また、ウェ
ット・エッチングは等方性エッチングであるため、サイ
ドエッチングによりコンタクトホール３６，３７の径が
拡がるので微細化に限界があるという問題があり、高集
積度で高解像度のＩＲＦＰＡを形成することは困難であ
った。
【００１１】一方、ドライ・エッチングを用いてコンタ
クトホールを形成する場合には、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層３
１との選択比を大きく取れるドライ・エッチング条件の
開発が必要であり、また、Ｈｇ系ＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体は物理的ダメージを受けやすいので、ドライ・エッ
チング工程におけるダメージが問題となる。
クトホールを形成する場合には、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層３
１との選択比を大きく取れるドライ・エッチング条件の
開発が必要であり、また、Ｈｇ系ＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体は物理的ダメージを受けやすいので、ドライ・エッ
チング工程におけるダメージが問題となる。
【００１２】再び、図５（ｂ）参照 従来のドライ・エッチング工程の場合には、ｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ層３１とＺｎＳ膜３３との選択比が低く、ｐ型Ｈ
ｇＣｄＴｅ層３１及びｎ+ 型領域３２の露出部に凹部が
形成される上、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層３１の露出部がダメ
ージによりｎ型に反転してｎ型反転領域４２が形成され
るので、良好なｐ側電極を形成することができないとい
う問題があり、信頼性の高いＩＲＦＰＡを形成すること
は困難であった。
ｄＴｅ層３１とＺｎＳ膜３３との選択比が低く、ｐ型Ｈ
ｇＣｄＴｅ層３１及びｎ+ 型領域３２の露出部に凹部が
形成される上、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層３１の露出部がダメ
ージによりｎ型に反転してｎ型反転領域４２が形成され
るので、良好なｐ側電極を形成することができないとい
う問題があり、信頼性の高いＩＲＦＰＡを形成すること
は困難であった。
【００１３】ここで、図６を参照して、ドライ・エッチ
ング工程におけるダメージの発生の事情を説明する。 図６（ａ）参照 図６（ａ）はｐ型ＨｇＣｄＴｅ層５１にドライ・エッチ
ングを施すことによって、幅２２μｍのエッチング溝５
２形成し、レジストマスクを除去した後のｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層５１の表面のレーザ反射像を模写したものであ
る。
ング工程におけるダメージの発生の事情を説明する。 図６（ａ）参照 図６（ａ）はｐ型ＨｇＣｄＴｅ層５１にドライ・エッチ
ングを施すことによって、幅２２μｍのエッチング溝５
２形成し、レジストマスクを除去した後のｐ型ＨｇＣｄ
Ｔｅ層５１の表面のレーザ反射像を模写したものであ
る。
【００１４】図６（ｂ）参照 図６（ｂ）は、図６（ａ）に示したｐ型ＨｇＣｄＴｅ基
板５１を、ＬＢＩＣ（Ｌａｓｅｒ Ｂｅａｍ Ｉｎｄｕ
ｃｅｄ Ｃｕｒｒｅｎｔ）法によりダメージ測定した結
果を、その測定された電流量を明度としてそのコントラ
ストを描いたプロット図を模式的に示したものであり、
ダメージ領域５３，５４においてダメージに起因する電
流が測定されているので、ドライ・エッチングに伴って
エッチング溝５２から１０μｍ程度離れた領域までがｎ
型反転領域となっている。なお、図においては、ダメー
ジ領域５３とダメージ領域５４では、電流の向きが逆で
あることを示している。
板５１を、ＬＢＩＣ（Ｌａｓｅｒ Ｂｅａｍ Ｉｎｄｕ
ｃｅｄ Ｃｕｒｒｅｎｔ）法によりダメージ測定した結
果を、その測定された電流量を明度としてそのコントラ
ストを描いたプロット図を模式的に示したものであり、
ダメージ領域５３，５４においてダメージに起因する電
流が測定されているので、ドライ・エッチングに伴って
エッチング溝５２から１０μｍ程度離れた領域までがｎ
型反転領域となっている。なお、図においては、ダメー
ジ領域５３とダメージ領域５４では、電流の向きが逆で
あることを示している。
【００１５】したがって、本発明は、エッチングによる
導電型反転領域を発生させることなく、微細なコンタク
トホールを形成することを目的とする。
導電型反転領域を発生させることなく、微細なコンタク
トホールを形成することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図１（ａ）及び（ｂ）参照 （１）本発明は、物理的ダメージにより一方の導電型の
みが他方の導電型に反転する半導体１を用いた半導体装
置の製造方法において、半導体１に反対導電型領域２を
形成したのち、半導体１及び反対導電型領域２に対する
コンタクトホール６，９の内、導電型反転を起こさない
導電型の領域に対するコンタクトホール６のみをドライ
・エッチングによって形成することを特徴とする。
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図１（ａ）及び（ｂ）参照 （１）本発明は、物理的ダメージにより一方の導電型の
みが他方の導電型に反転する半導体１を用いた半導体装
置の製造方法において、半導体１に反対導電型領域２を
形成したのち、半導体１及び反対導電型領域２に対する
コンタクトホール６，９の内、導電型反転を起こさない
導電型の領域に対するコンタクトホール６のみをドライ
・エッチングによって形成することを特徴とする。
【００１７】この様に、物理的ダメージにより一方の導
電型のみが他方の導電型に反転する半導体１を用いる場
合には、導電型反転を起こさない導電型の領域に対する
コンタクトホール６のみをドライ・エッチングによって
形成することによって、微細化が可能になり、且つ、ド
ライ・エッチングに伴うダメージによる導電型反転領域
の発生の問題が生ずることがないので、信頼性のある半
導体装置を構成することができる。
電型のみが他方の導電型に反転する半導体１を用いる場
合には、導電型反転を起こさない導電型の領域に対する
コンタクトホール６のみをドライ・エッチングによって
形成することによって、微細化が可能になり、且つ、ド
ライ・エッチングに伴うダメージによる導電型反転領域
の発生の問題が生ずることがないので、信頼性のある半
導体装置を構成することができる。
【００１８】なお、この場合の半導体１とは、バルク半
導体、或いは、成長基板上に成長させたエピタキシャル
層等を含む広い概念の半導体である。また、物理的ダメ
ージにより一方の導電型のみが他方の導電型に反転する
半導体１とは、ｐ型がｎ型に、或いは、ｎ型がｐ型に反
転する半導体である。
導体、或いは、成長基板上に成長させたエピタキシャル
層等を含む広い概念の半導体である。また、物理的ダメ
ージにより一方の導電型のみが他方の導電型に反転する
半導体１とは、ｐ型がｎ型に、或いは、ｎ型がｐ型に反
転する半導体である。
【００１９】（２）また、本発明は、上記（１）におい
て、半導体１はｐ型半導体であり、反対導電型領域２で
あるｎ型領域に対するコンタクトホール６のみをドライ
・エッチングによって形成することを特徴とする。
て、半導体１はｐ型半導体であり、反対導電型領域２で
あるｎ型領域に対するコンタクトホール６のみをドライ
・エッチングによって形成することを特徴とする。
【００２０】この様に、物理的ダメージにより一方の導
電型のみが他方の導電型に反転する半導体１としては、
ｐ型ＨｇＣｄＴｅ、ｐ型ＨｇＴｅ、ｐ型ＨｇＺｎＴｅ、
ｐ型ＨｇＣｄＺｎＴｅ等のｐ型半導体が典型的なもので
あり、この様な半導体１を用いた半導体装置において、
反対導電型領域２であるｎ型領域に対するコンタクトホ
ール６をドライ・エッチングで形成することによって集
積度の向上が可能になり、また、ｐ型半導体基板側のコ
ンタクトホール９は微細化にあまり影響を与えないの
で、エッチング液８を用いたウェット・エッチングで形
成することによってダメージによる導電型反転を防止す
ることができる。
電型のみが他方の導電型に反転する半導体１としては、
ｐ型ＨｇＣｄＴｅ、ｐ型ＨｇＴｅ、ｐ型ＨｇＺｎＴｅ、
ｐ型ＨｇＣｄＺｎＴｅ等のｐ型半導体が典型的なもので
あり、この様な半導体１を用いた半導体装置において、
反対導電型領域２であるｎ型領域に対するコンタクトホ
ール６をドライ・エッチングで形成することによって集
積度の向上が可能になり、また、ｐ型半導体基板側のコ
ンタクトホール９は微細化にあまり影響を与えないの
で、エッチング液８を用いたウェット・エッチングで形
成することによってダメージによる導電型反転を防止す
ることができる。
【００２１】（３）また、本発明は、上記（２）におい
て、半導体１が、ｐ型ＨｇＣｄＴｅであることを特徴と
する。
て、半導体１が、ｐ型ＨｇＣｄＴｅであることを特徴と
する。
【００２２】この様に、導電型が物理的ダメージにより
反転する半導体１としては、ｐ型ＨｇＣｄＴｅが最も実
用化されているのものであり、ｐ型ＨｇＣｄＴｅによっ
て高集積度で高解像度のＩＲＦＰＡを構成することがで
きる。
反転する半導体１としては、ｐ型ＨｇＣｄＴｅが最も実
用化されているのものであり、ｐ型ＨｇＣｄＴｅによっ
て高集積度で高解像度のＩＲＦＰＡを構成することがで
きる。
【００２３】（４）また、本発明は、上記（１）乃至
（３）のいずれかにおいて、反対導電型領域２を、一次
元フォトダイオードアレイ或いは二次元フォトダイオー
ドアレイを構成するように複数個配列して形成したこと
を特徴とする。
（３）のいずれかにおいて、反対導電型領域２を、一次
元フォトダイオードアレイ或いは二次元フォトダイオー
ドアレイを構成するように複数個配列して形成したこと
を特徴とする。
【００２４】本発明は、単体のフォトダイオードも権利
範囲とするものであるが、反対導電型領域２、即ち、フ
ォトダイオードを一次元アレイ状或いは二次元アレイ状
に配置することによってＩＲＦＰＡを構成することがで
きる。
範囲とするものであるが、反対導電型領域２、即ち、フ
ォトダイオードを一次元アレイ状或いは二次元アレイ状
に配置することによってＩＲＦＰＡを構成することがで
きる。
【００２５】（５）また、本発明は、上記（１）乃至
（４）のいずれかにおいて、ドライ・エッチングが、水
素、窒素、及び、アルゴンの内の２つ以上を含む混合ガ
スを用いたプラズマドライ・エッチングであることを特
徴とする。
（４）のいずれかにおいて、ドライ・エッチングが、水
素、窒素、及び、アルゴンの内の２つ以上を含む混合ガ
スを用いたプラズマドライ・エッチングであることを特
徴とする。
【００２６】この様に、保護膜３を選択的にエッチング
するドライ・エッチング工程としては、水素、窒素、及
び、アルゴンの内の２つ以上を含む混合ガスを用いたプ
ラズマドライ・エッチングが好適であり、水素或いは窒
素が多い場合には反応性エッチング的になり、アルゴン
が多い場合にはスパッタエッチング的になる。なお、窒
素を含ませた場合には、平坦なエッチングが可能にな
り、堆積物、即ち、エッチング残渣が残らなくなる。
するドライ・エッチング工程としては、水素、窒素、及
び、アルゴンの内の２つ以上を含む混合ガスを用いたプ
ラズマドライ・エッチングが好適であり、水素或いは窒
素が多い場合には反応性エッチング的になり、アルゴン
が多い場合にはスパッタエッチング的になる。なお、窒
素を含ませた場合には、平坦なエッチングが可能にな
り、堆積物、即ち、エッチング残渣が残らなくなる。
【００２７】（６）また、本発明は、上記（１）乃至
（４）のいずれかにおいて、ドライ・エッチングが、不
活性ガスを用いたスパッタドライ・エッチングであるこ
とを特徴とする。
（４）のいずれかにおいて、ドライ・エッチングが、不
活性ガスを用いたスパッタドライ・エッチングであるこ
とを特徴とする。
【００２８】この様に、ドライ・エッチング工程として
は、不活性ガス、例えば、アルゴン、ヘリウム、ネオ
ン、キセノン等の希ガスを用いたスパッタドライ・エッ
チングでも良い。
は、不活性ガス、例えば、アルゴン、ヘリウム、ネオ
ン、キセノン等の希ガスを用いたスパッタドライ・エッ
チングでも良い。
【００２９】
【発明の実施の形態】ここで、本発明の実施の形態の製
造工程を図２及び図３を参照して説明する。なお、説明
を簡単にするために、２個のフォトダイオードの形成工
程として説明する。 図２（ａ）参照 まず、従来と同様に、閉管チッピング法を用いて、Ｔｅ
リッチの融液中でＣｄＺｎＴｅ基板（図示せず）上にＨ
ｇ空孔濃度が１０17ｃｍ-3程度のノン・ドープのｐ型Ｈ
ｇＣｄＴｅ層１１（Ｃｄ比０．２２）を液相エピタキシ
ャル成長させたのち、Ｈｇ蒸気中における２００〜４０
０℃の温度での熱処理により、Ｈｇ空孔をＨｇ原子で埋
めることによって、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１１の正孔濃度
を１０16ｃｍ-3オーダーに制御する。
造工程を図２及び図３を参照して説明する。なお、説明
を簡単にするために、２個のフォトダイオードの形成工
程として説明する。 図２（ａ）参照 まず、従来と同様に、閉管チッピング法を用いて、Ｔｅ
リッチの融液中でＣｄＺｎＴｅ基板（図示せず）上にＨ
ｇ空孔濃度が１０17ｃｍ-3程度のノン・ドープのｐ型Ｈ
ｇＣｄＴｅ層１１（Ｃｄ比０．２２）を液相エピタキシ
ャル成長させたのち、Ｈｇ蒸気中における２００〜４０
０℃の温度での熱処理により、Ｈｇ空孔をＨｇ原子で埋
めることによって、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１１の正孔濃度
を１０16ｃｍ-3オーダーに制御する。
【００３０】次いで、表面平坦化、及び、厚みの均一化
のために、アルミナ研磨を行なって、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ
層１１の厚さを１５〜２５μｍに制御したのち、２０μ
ｍ□で間隔が１０μｍとなる開口部１３を有するレジス
トマスク１２をマスクとしてＢイオン１４を１３０〜１
８０ｋｅＶ、例えば、１５０ｋｅＶの加速エネルギー
で、１．０×１０13〜１．０×１０15ｃｍ-2、例えば、
１．０×１０14ｃｍ-2だけ選択的にイオン注入すること
によってフォトダイオードとなるｎ+ 型領域１５を形成
する。
のために、アルミナ研磨を行なって、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ
層１１の厚さを１５〜２５μｍに制御したのち、２０μ
ｍ□で間隔が１０μｍとなる開口部１３を有するレジス
トマスク１２をマスクとしてＢイオン１４を１３０〜１
８０ｋｅＶ、例えば、１５０ｋｅＶの加速エネルギー
で、１．０×１０13〜１．０×１０15ｃｍ-2、例えば、
１．０×１０14ｃｍ-2だけ選択的にイオン注入すること
によってフォトダイオードとなるｎ+ 型領域１５を形成
する。
【００３１】図２（ｂ）参照 次いで、レジストマスク１２を除去したのち、加熱蒸着
法を用いて全面に厚さ１００〜２０００ｎｍ、例えば、
３００ｎｍのＺｎＳ膜１６を設けたのち、ポジ型レジス
トを塗布し、ｎ+ 型領域１５に対するコンタクトホール
を形成する部分に５μｍ□の開口部１８が形成されるよ
うに露光・現像することによってレジストマスク１７を
形成する。
法を用いて全面に厚さ１００〜２０００ｎｍ、例えば、
３００ｎｍのＺｎＳ膜１６を設けたのち、ポジ型レジス
トを塗布し、ｎ+ 型領域１５に対するコンタクトホール
を形成する部分に５μｍ□の開口部１８が形成されるよ
うに露光・現像することによってレジストマスク１７を
形成する。
【００３２】図２（ｃ）参照 次いで、レジストマスク１７をマスクとして、水素を１
ｓｃｃｍ及びアルゴンを６ｓｃｃｍ流し、真空度を０．
１３Ｐａ（１×１０3 Ｔｏｒｒ）程度として室温におい
て、基板ホルダに４０ＭＨｚの高周波電力を１００Ｗ程
度印加し、水素及びアルゴンをプラズマ化し、このプラ
ズマ１９を用いたドライ・エッチングによってＺｎＳ膜
１６をエッチングしてｎ+ 型領域１５に対するコンタク
トホール２０を形成する。
ｓｃｃｍ及びアルゴンを６ｓｃｃｍ流し、真空度を０．
１３Ｐａ（１×１０3 Ｔｏｒｒ）程度として室温におい
て、基板ホルダに４０ＭＨｚの高周波電力を１００Ｗ程
度印加し、水素及びアルゴンをプラズマ化し、このプラ
ズマ１９を用いたドライ・エッチングによってＺｎＳ膜
１６をエッチングしてｎ+ 型領域１５に対するコンタク
トホール２０を形成する。
【００３３】なお、この場合のプラズマドライ・エッチ
ング条件におけるＺｎＳ膜１６のエッチングレートと１
５ｎｍ／分であるので、２０分間エッチングを行うこと
によってコンタクトホール２０が形成される。この場
合、プラズマ１９によりダメージは発生するが、ｎ+ 型
領域１５は元々Ｂイオンの注入によるダメージにより形
成したｎ型領域であるので問題は生じない。
ング条件におけるＺｎＳ膜１６のエッチングレートと１
５ｎｍ／分であるので、２０分間エッチングを行うこと
によってコンタクトホール２０が形成される。この場
合、プラズマ１９によりダメージは発生するが、ｎ+ 型
領域１５は元々Ｂイオンの注入によるダメージにより形
成したｎ型領域であるので問題は生じない。
【００３４】図３（ｄ）参照 次いで、レジストマスク１７を除去したのち、ネガ型レ
ジストを塗布し、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１１に対するコン
タクトホールを形成する部分に１５μｍ□の開口部２２
が形成されるように露光・現像することによってレジス
トマスク２１を形成する。
ジストを塗布し、ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層１１に対するコン
タクトホールを形成する部分に１５μｍ□の開口部２２
が形成されるように露光・現像することによってレジス
トマスク２１を形成する。
【００３５】図３（ｅ）参照 次いで、レジストマスク２１をマスクとして、硫酸：水
＝１：１からなるエッチング液２３を用いてＺｎＳ膜１
６を選択的にエッチングすることによって、ｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ層１１に対するコンタクトホール２４を形成す
る。なお、この場合、多少サイドエッチングが生じてコ
ンタクトホール２４の径が拡がるが、微細化にあまり影
響を与えることはない。
＝１：１からなるエッチング液２３を用いてＺｎＳ膜１
６を選択的にエッチングすることによって、ｐ型ＨｇＣ
ｄＴｅ層１１に対するコンタクトホール２４を形成す
る。なお、この場合、多少サイドエッチングが生じてコ
ンタクトホール２４の径が拡がるが、微細化にあまり影
響を与えることはない。
【００３６】図３（ｆ）参照 次いで、レジストマスク２１を除去したのち、コンタク
トホール２０にｎ側電極２５となるＩｎ電極を形成する
と共に、コンタクトホール２４にｐ側電極２６となるＡ
ｕ電極を形成し、次いで、図示しないもの、リフトオフ
法によってＩｎバンプを形成することにより、赤外線フ
ォトダイオードアレイの基本構成が完成する。
トホール２０にｎ側電極２５となるＩｎ電極を形成する
と共に、コンタクトホール２４にｐ側電極２６となるＡ
ｕ電極を形成し、次いで、図示しないもの、リフトオフ
法によってＩｎバンプを形成することにより、赤外線フ
ォトダイオードアレイの基本構成が完成する。
【００３７】図４（ａ）及び（ｂ）参照 図４（ａ）は本発明の実施の形態により得られたフォト
ダイオードの電流−電圧の逆方向特性及び微分抵抗を示
すもので、図４（ｂ）に示す全てのコンタクトホールを
ウェット・エッチングで形成した従来のフォトダイオー
ドの電流−電圧の逆方向特性及び微分抵抗と全く同じ特
性を示している。
ダイオードの電流−電圧の逆方向特性及び微分抵抗を示
すもので、図４（ｂ）に示す全てのコンタクトホールを
ウェット・エッチングで形成した従来のフォトダイオー
ドの電流−電圧の逆方向特性及び微分抵抗と全く同じ特
性を示している。
【００３８】このことから、ｎ+ 型領域１５に対するコ
ンタクトホール２０の形成のためのドライ・エッチング
工程におけるエッチングダメージにより素子特性が劣化
することがないことが分かる。
ンタクトホール２０の形成のためのドライ・エッチング
工程におけるエッチングダメージにより素子特性が劣化
することがないことが分かる。
【００３９】したがって、フォトダイオードアレイを構
成するｎ+ 型領域１５に対してはドライ・エッチングを
用いることによって集積度を向上することができ、且
つ、集積度に影響を与えない基板側のコンタクトホール
を形成する場合には、ダメージが発生しないウェット・
エッチングを用いることによって信頼性を高めることが
できる。
成するｎ+ 型領域１５に対してはドライ・エッチングを
用いることによって集積度を向上することができ、且
つ、集積度に影響を与えない基板側のコンタクトホール
を形成する場合には、ダメージが発生しないウェット・
エッチングを用いることによって信頼性を高めることが
できる。
【００４０】なお、上記の実施の形態の説明において
は、ＺｎＳ膜１６のプラズマドライ・エッチング工程に
おいて、水素＋アルゴンからなるガスを用いているが、
窒素＋アルゴンからなるガス、水素＋窒素からなるガ
ス、或いは、水素＋窒素＋アルゴンからなるガスを用い
ても良好なエッチングを行うことができ、窒素を含有す
るガスを用いた場合には、平坦なエッチングが可能にな
り、且つ、エッチング残渣が発生することがない。
は、ＺｎＳ膜１６のプラズマドライ・エッチング工程に
おいて、水素＋アルゴンからなるガスを用いているが、
窒素＋アルゴンからなるガス、水素＋窒素からなるガ
ス、或いは、水素＋窒素＋アルゴンからなるガスを用い
ても良好なエッチングを行うことができ、窒素を含有す
るガスを用いた場合には、平坦なエッチングが可能にな
り、且つ、エッチング残渣が発生することがない。
【００４１】また、ドライ・エッチング工程は、プラズ
マドライ・エッチング工程に限られるものではなく、ア
ルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン等の不活性ガスを
用いたスパッタドライ・エッチング工程であっても良
い。
マドライ・エッチング工程に限られるものではなく、ア
ルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン等の不活性ガスを
用いたスパッタドライ・エッチング工程であっても良
い。
【００４２】また、上記の実施の形態の説明において
は、ＺｎＳ膜１６のウェット・エッチング工程におい
て、硫酸＋水からなるエッチャントを用いているが、硫
酸＋酢酸、或いは、硫酸＋過塩素酸を用いても良く、硫
酸＋酢酸を用いた場合には、エッチング速度が小さいの
で、エッチングの制御性が高まる。
は、ＺｎＳ膜１６のウェット・エッチング工程におい
て、硫酸＋水からなるエッチャントを用いているが、硫
酸＋酢酸、或いは、硫酸＋過塩素酸を用いても良く、硫
酸＋酢酸を用いた場合には、エッチング速度が小さいの
で、エッチングの制御性が高まる。
【００４３】また、上記の実施の形態においては、フォ
トダイオードアレイを形成するための半導体はＨｇ0.78
Ｃｄ0.22Ｔｅを用いて説明しているが、Ｈｇ0.78Ｃｄ
0.22Ｔｅに限られるものではなく、他の組成比のＨｇＣ
ｄＴｅでも良く、さらには、ＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＴｅ、
或いは、ＨｇＣｄＺｎＴｅ等の物理的ダメージにより導
電型が反転する半導体を用いても良いものである。
トダイオードアレイを形成するための半導体はＨｇ0.78
Ｃｄ0.22Ｔｅを用いて説明しているが、Ｈｇ0.78Ｃｄ
0.22Ｔｅに限られるものではなく、他の組成比のＨｇＣ
ｄＴｅでも良く、さらには、ＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＴｅ、
或いは、ＨｇＣｄＺｎＴｅ等の物理的ダメージにより導
電型が反転する半導体を用いても良いものである。
【００４４】また、フォトダイオードアレイではなくデ
ィスクリート素子でも良く、例えば、ＨｇＣｄＴｅのＣ
ｄ比を０．６０程度にすることによってＡＰＤ（アバラ
ンシェ・フォトダイオード）を形成しても良いものであ
る。
ィスクリート素子でも良く、例えば、ＨｇＣｄＴｅのＣ
ｄ比を０．６０程度にすることによってＡＰＤ（アバラ
ンシェ・フォトダイオード）を形成しても良いものであ
る。
【００４５】
【発明の効果】本発明によれば、コンタクトホールを形
成する際に、物理的ダメージにより導電型反転を起こさ
ない導電型領域に対するコンタクトホールのみをドライ
・エッチングで形成しているので、エッチングダメージ
により信頼性を損なうことなく集積度を向上させること
ができ、信頼性の高い赤外線フォトダイオードアレイを
再現性良く形成することができ、高集積度で高解像度の
赤外線センサの実用化に寄与するところが大きい。
成する際に、物理的ダメージにより導電型反転を起こさ
ない導電型領域に対するコンタクトホールのみをドライ
・エッチングで形成しているので、エッチングダメージ
により信頼性を損なうことなく集積度を向上させること
ができ、信頼性の高い赤外線フォトダイオードアレイを
再現性良く形成することができ、高集積度で高解像度の
赤外線センサの実用化に寄与するところが大きい。
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態の途中までの製造工程の説
明図である。
明図である。
【図３】本発明の実施の形態の図２以降の製造工程の説
明図である。
明図である。
【図４】本発明の実施の形態により得られたフォトダイ
オードの特性の説明図である。
オードの特性の説明図である。
【図５】従来の赤外線フォトダイオードアレイの製造工
程の説明図である。
程の説明図である。
【図６】従来のドライ・エッチング工程におけるダメー
ジの説明図である。
ジの説明図である。
１ 半導体 ２ 反対導電型領域 ３ 保護膜 ４ レジストマスク ５ プラズマ ６ コンタクトホール ７ レジストマスク ８ エッチング液 ９ コンタクトホール １１ ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層 １２ レジストマスク １３ 開口部 １４ Ｂイオン １５ ｎ+ 型領域 １６ ＺｎＳ膜 １７ レジストマスク １８ 開口部 １９ プラズマ ２０ コンタクトホール ２１ レジストマスク ２２ 開口部 ２３ エッチング液 ２４ コンタクトホール ２５ ｎ側電極 ２６ ｐ側電極 ３１ ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層 ３２ ｎ+ 型領域 ３３ ＺｎＳ膜 ３４ ネガ型レジストマスク ３５ エッチング液 ３６ コンタクトホール ３７ コンタクトホール ３８ ポジ型レジストマスク ３９ プラズマ ４０ コンタクトホール ４１ コンタクトホール ４２ ｎ型反転領域 ５１ ｐ型ＨｇＣｄＴｅ層 ５２ エッチング溝 ５３ ダメージ領域 ５４ ダメージ領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 康治 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 須藤 元 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 物理的ダメージにより一方の導電型のみ
が他方の導電型に反転する半導体を用いた半導体装置の
製造方法において、前記半導体に反対導電型領域を形成
したのち、前記半導体及び反対導電型領域に対するコン
タクトホールの内、導電型反転を起こさない導電型の領
域に対するコンタクトホールのみをドライ・エッチング
によって形成することを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項２】 上記半導体がｐ型半導体であり、上記反
対導電型領域に対するコンタクトホールのみをドライ・
エッチングによって形成することを特徴とする請求項１
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 上記半導体が、ｐ型ＨｇＣｄＴｅである
ことを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項４】 上記反対導電型領域を、一次元フォトダ
イオードアレイ或いは二次元フォトダイオードアレイを
構成するように複数個配列して形成したことを特徴とす
る請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項５】 上記ドライ・エッチングが、水素、窒
素、及び、アルゴンの内の２つ以上を含む混合ガスを用
いたプラズマドライ・エッチングであることを特徴とす
る請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項６】 上記ドライ・エッチングが、不活性ガス
を用いたスパッタドライ・エッチングであることを特徴
とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9275855A JPH11121772A (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9275855A JPH11121772A (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11121772A true JPH11121772A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17561379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9275855A Pending JPH11121772A (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11121772A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008546177A (ja) * | 2005-05-16 | 2008-12-18 | Ｉｉ−Ｖｉ インコーポレイテッド | 高性能のＣｄｘＺｎ１−ｘＴｅ（０≦ｘ≦１）のＸ線及びγ線の放射線検出器およびその製造方法 |
| JP2013510445A (ja) * | 2009-11-09 | 2013-03-21 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 半導体の異方性エッチングプロセス |
-
1997
- 1997-10-08 JP JP9275855A patent/JPH11121772A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008546177A (ja) * | 2005-05-16 | 2008-12-18 | Ｉｉ−Ｖｉ インコーポレイテッド | 高性能のＣｄｘＺｎ１−ｘＴｅ（０≦ｘ≦１）のＸ線及びγ線の放射線検出器およびその製造方法 |
| JP2013510445A (ja) * | 2009-11-09 | 2013-03-21 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 半導体の異方性エッチングプロセス |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051028 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051206 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060328 |