JPH11243186A - 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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- JPH11243186A JPH11243186A JP10044897A JP4489798A JPH11243186A JP H11243186 A JPH11243186 A JP H11243186A JP 10044897 A JP10044897 A JP 10044897A JP 4489798 A JP4489798 A JP 4489798A JP H11243186 A JPH11243186 A JP H11243186A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体装置の製造方法に関し、ドライ・エッ
チングの物理的ダメージで導電型が反転する基板を用い
半導体装置を製造する際、ドライ・エッチングに依って
p側とn側のコンタクト用開口を同時に形成可能とし、
従って、大規模画素数の光起電力型pn接合フォト・ダ
イオード・アレイを容易に実現する。 【解決手段】 p型HgCdTe基板21にpn接合を
生成するn+ 不純物領域22を形成し、そのp型HgC
dTe基板21上にZnS表面保護膜24を形成し、表
面保護膜24のp側コンタクト用開口形成予定部分に対
応する細径の開口25pとn側コンタクト用開口形成予
定部分に対応する太径の開口25Nをもつレジスト膜2
5を形成し、レジスト膜25をマスクに表面保護膜24
をエッチングしてp側コンタクト用開口24Pの先端が
p型HgCdTe基板21表面近傍の表面保護膜24内
に位置し且つエッチング面がテーパの錘状をなすように
形成する。
チングの物理的ダメージで導電型が反転する基板を用い
半導体装置を製造する際、ドライ・エッチングに依って
p側とn側のコンタクト用開口を同時に形成可能とし、
従って、大規模画素数の光起電力型pn接合フォト・ダ
イオード・アレイを容易に実現する。 【解決手段】 p型HgCdTe基板21にpn接合を
生成するn+ 不純物領域22を形成し、そのp型HgC
dTe基板21上にZnS表面保護膜24を形成し、表
面保護膜24のp側コンタクト用開口形成予定部分に対
応する細径の開口25pとn側コンタクト用開口形成予
定部分に対応する太径の開口25Nをもつレジスト膜2
5を形成し、レジスト膜25をマスクに表面保護膜24
をエッチングしてp側コンタクト用開口24Pの先端が
p型HgCdTe基板21表面近傍の表面保護膜24内
に位置し且つエッチング面がテーパの錘状をなすように
形成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、製造工程中のドラ
イ・エッチング工程でダメージを受けると導電型が反転
する半導体を材料とする半導体装置の製造方法に関す
る。
イ・エッチング工程でダメージを受けると導電型が反転
する半導体を材料とする半導体装置の製造方法に関す
る。
【0002】前記のような材料として例えばHgCdT
eが知られ、また、そのような材料を用いる半導体装置
として光起電力型pn接合フォト・ダイオード・アレイ
で構成された赤外線検出器(IRFPA:infrar
ed focal plane array)が実現さ
れ、現在、その大規模画素数のものを製造する試みがな
されているが、その製造工程上で種々と問題があるの
で、本発明では、それを解消する為の一手段を開示す
る。
eが知られ、また、そのような材料を用いる半導体装置
として光起電力型pn接合フォト・ダイオード・アレイ
で構成された赤外線検出器(IRFPA:infrar
ed focal plane array)が実現さ
れ、現在、その大規模画素数のものを製造する試みがな
されているが、その製造工程上で種々と問題があるの
で、本発明では、それを解消する為の一手段を開示す
る。
【0003】
【従来の技術】赤外線検出器に用いられている光起電力
型pn接合フォト・ダイオードに於いては、そのpn接
合表面を保護する為、表面保護膜が形成され、半導体基
板と個々のpn接合フォト・ダイオードとは、表面保護
膜を貫通するコンタクト用開口を介して電気的コンタク
トが取られている。
型pn接合フォト・ダイオードに於いては、そのpn接
合表面を保護する為、表面保護膜が形成され、半導体基
板と個々のpn接合フォト・ダイオードとは、表面保護
膜を貫通するコンタクト用開口を介して電気的コンタク
トが取られている。
【0004】このコンタクト用開口の形成方法として
は、表面保護膜のみがエッチングされるエッチング液を
用いて半導体基板側とpn接合フォト・ダイオード側と
を同時にウエット・エッチングして形成する方法、或い
は、半導体基板側のみをウエット・エッチングに依って
形成し、その後、pn接合フォト・ダイオード側のみを
ドライ・エッチングに依って形成する方法などが採用さ
れている。
は、表面保護膜のみがエッチングされるエッチング液を
用いて半導体基板側とpn接合フォト・ダイオード側と
を同時にウエット・エッチングして形成する方法、或い
は、半導体基板側のみをウエット・エッチングに依って
形成し、その後、pn接合フォト・ダイオード側のみを
ドライ・エッチングに依って形成する方法などが採用さ
れている。
【0005】前記コンタクト用開口の形成方法に於い
て、ウエット・エッチングの場合、表面保護膜のみエッ
チングされるエッチング液が必要であり、また、エッチ
ングが等方的に広がる為、微細化に依る大規模集積化が
困難である。
て、ウエット・エッチングの場合、表面保護膜のみエッ
チングされるエッチング液が必要であり、また、エッチ
ングが等方的に広がる為、微細化に依る大規模集積化が
困難である。
【0006】図7及び図8はp側コンタクト用開口とn
側コンタクト用開口とをウエット・エッチングで同時に
形成する場合について説明する為の工程要所に於ける赤
外線検出器の要部切断側面図である。
側コンタクト用開口とをウエット・エッチングで同時に
形成する場合について説明する為の工程要所に於ける赤
外線検出器の要部切断側面図である。
【0007】図7(A)参照 7−(1) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、
イオン注入法を適用することに依り、p型半導体基板1
にpn接合を生成させる為のn型不純物導入領域2を形
成する。
イオン注入法を適用することに依り、p型半導体基板1
にpn接合を生成させる為のn型不純物導入領域2を形
成する。
【0008】7−(2) 真空蒸着法を適用することに依り、p型半導体基板1上
に表面保護膜3を形成する。
に表面保護膜3を形成する。
【0009】図7(B)参照 7−(3)参照 リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを適用す
ることに依り、p側コンタクト用開口形成予定部分に開
口4Pが、また、n側コンタクト用開口形成予定部分に
開口4Nがそれぞれ形成されたレジスト膜4をp型半導
体基板1上に形成する。
ることに依り、p側コンタクト用開口形成予定部分に開
口4Pが、また、n側コンタクト用開口形成予定部分に
開口4Nがそれぞれ形成されたレジスト膜4をp型半導
体基板1上に形成する。
【0010】図8(A)参照 8−(1) ウエット・エッチング法を適用することに依り、レジス
ト膜4をマスクに表面保護膜3のエッチングを行なって
p側コンタクト用開口3P及びn側コンタクト用開口3
Nを形成する。
ト膜4をマスクに表面保護膜3のエッチングを行なって
p側コンタクト用開口3P及びn側コンタクト用開口3
Nを形成する。
【0011】ここで形成されたp側コンタクト用開口3
P及びn側コンタクト用開口3Nは、エッチングが等方
性であることから、横方向に広がってしまう。
P及びn側コンタクト用開口3Nは、エッチングが等方
性であることから、横方向に広がってしまう。
【0012】図8(B)参照 8−(2) レジスト膜4を除去し、この後、電極を形成することに
なるが、p側コンタクト用開口3P及びn側コンタクト
用開口3Nは、レジスト膜4のパターニングが精密に行
なわれたとしても、横方向に拡がることを回避できない
ので、この方法で微細な開口3P及び3Nを形成するこ
とは困難である。
なるが、p側コンタクト用開口3P及びn側コンタクト
用開口3Nは、レジスト膜4のパターニングが精密に行
なわれたとしても、横方向に拡がることを回避できない
ので、この方法で微細な開口3P及び3Nを形成するこ
とは困難である。
【0013】また、コンタクト用開口の形成方法に於い
て、ドライ・エッチングの場合、半導体基板と表面保護
膜とのエッチング選択比を大きく取れるエッチング条件
を開発することが必要であると共にドライ・エッチング
に依る半導体の物理的ダメージが問題になる。
て、ドライ・エッチングの場合、半導体基板と表面保護
膜とのエッチング選択比を大きく取れるエッチング条件
を開発することが必要であると共にドライ・エッチング
に依る半導体の物理的ダメージが問題になる。
【0014】特に、HgCdTe基板の場合、ZnS表
面保護膜とのドライ・エッチング選択比が小さく、ま
た、ドライ・エッチングに依る物理的ダメージに依って
p型がn型に反転する旨の問題がある。
面保護膜とのドライ・エッチング選択比が小さく、ま
た、ドライ・エッチングに依る物理的ダメージに依って
p型がn型に反転する旨の問題がある。
【0015】これ等の問題を解消するコンタクト穴の形
成方法、即ち、半導体基板側はウエット・エッチング
し、そして、pn接合フォト・ダイオード側はドライ・
エッチングする方法では、製造工程が大変煩雑になる。
成方法、即ち、半導体基板側はウエット・エッチング
し、そして、pn接合フォト・ダイオード側はドライ・
エッチングする方法では、製造工程が大変煩雑になる。
【0016】図9乃至図11はp側コンタクト用開口を
ウエット・エッチングで、また、n側コンタクト用開口
をドライ・エッチングで、それぞれ形成する場合につい
て説明する為の工程要所に於ける赤外線検出器の要部切
断側面図である。
ウエット・エッチングで、また、n側コンタクト用開口
をドライ・エッチングで、それぞれ形成する場合につい
て説明する為の工程要所に於ける赤外線検出器の要部切
断側面図である。
【0017】図9(A)参照 9−(1) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、
イオン注入法を適用することに依り、p型半導体基板1
にpn接合を生成させる為のn型不純物導入領域2を形
成する。
イオン注入法を適用することに依り、p型半導体基板1
にpn接合を生成させる為のn型不純物導入領域2を形
成する。
【0018】9−(2) 真空蒸着法を適用することに依り、p型半導体基板1上
に表面保護膜3を形成する。
に表面保護膜3を形成する。
【0019】図9(B)参照 9−(3)参照 リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを適用す
ることに依り、p側コンタクト用開口形成予定部分に開
口4Pが形成されたレジスト膜4をp型半導体基板1上
に形成する。
ることに依り、p側コンタクト用開口形成予定部分に開
口4Pが形成されたレジスト膜4をp型半導体基板1上
に形成する。
【0020】図10(A)参照 10−(1) ウエット・エッチング法を適用することに依り、レジス
ト膜4をマスクに表面保護膜3のエッチングを行なって
p側コンタクト用開口3Pを形成する。
ト膜4をマスクに表面保護膜3のエッチングを行なって
p側コンタクト用開口3Pを形成する。
【0021】ここで形成されたp側コンタクト用開口3
Pは、エッチングが等方性であることから、横方向に広
がる。
Pは、エッチングが等方性であることから、横方向に広
がる。
【0022】図10(B)参照 10−(2)参照 レジスト膜4を除去してから、改めて、リソグラフィ技
術に於けるレジスト・プロセスを適用することに依り、
n側コンタクト用開口形成予定部分に開口5Nが形成さ
れたレジスト膜5をp型半導体基板1上に形成する。
術に於けるレジスト・プロセスを適用することに依り、
n側コンタクト用開口形成予定部分に開口5Nが形成さ
れたレジスト膜5をp型半導体基板1上に形成する。
【0023】図11(A)参照 11−(1) ドライ・エッチング法を適用することに依り、レジスト
膜5をマスクに表面保護膜3のエッチングを行なってn
側コンタクト用開口3Nを形成する。
膜5をマスクに表面保護膜3のエッチングを行なってn
側コンタクト用開口3Nを形成する。
【0024】ここで形成されたn側コンタクト用開口3
Nは、エッチングが異方性であることから、横方向には
広がらない。
Nは、エッチングが異方性であることから、横方向には
広がらない。
【0025】11−(2) レジスト膜5を除去し、この後、電極を形成することに
なるが、前記したところから明らかなように、開口を形
成する工程がウエット・エッチング工程とドライ・エッ
チング工程の2工程になるから煩雑である。
なるが、前記したところから明らかなように、開口を形
成する工程がウエット・エッチング工程とドライ・エッ
チング工程の2工程になるから煩雑である。
【0026】
【発明が解決しようとする課題】ドライ・エッチングに
依る物理的ダメージで導電型が反転する基板を用いて半
導体装置を製造する場合であっても、ドライ・エッチン
グ法を適用してp側コンタクト用開口とn側コンタクト
用開口とを同時に形成できるようにして工程を簡単化
し、また、当然のことながら、微細化に依る高集積化を
可能にし、例えば、大規模画素数の光起電力型pn接合
フォト・ダイオード・アレイからなる赤外線検知器を容
易に実現する。
依る物理的ダメージで導電型が反転する基板を用いて半
導体装置を製造する場合であっても、ドライ・エッチン
グ法を適用してp側コンタクト用開口とn側コンタクト
用開口とを同時に形成できるようにして工程を簡単化
し、また、当然のことながら、微細化に依る高集積化を
可能にし、例えば、大規模画素数の光起電力型pn接合
フォト・ダイオード・アレイからなる赤外線検知器を容
易に実現する。
【0027】
【課題を解決するための手段】図1乃至図3は本発明の
原理を説明する為の工程要所に於ける光起電力型pn接
合フォト・ダイオード・アレイを表す要部切断側面図で
ある。
原理を説明する為の工程要所に於ける光起電力型pn接
合フォト・ダイオード・アレイを表す要部切断側面図で
ある。
【0028】図1(A)参照 1−(1) ドライ・エッチングに依る物理的ダメージでp型がn型
に反転するHg含有半導体基板11に感光領域となるp
n接合を生成する為のn型不純物領域12を形成する。
尚、このn型不純物領域12は、アレイをなすように、
複数個が1次元或いは2次元に配列されていることは云
うまでもない。
に反転するHg含有半導体基板11に感光領域となるp
n接合を生成する為のn型不純物領域12を形成する。
尚、このn型不純物領域12は、アレイをなすように、
複数個が1次元或いは2次元に配列されていることは云
うまでもない。
【0029】1−(2) p型Hg含有半導体基板11上にエッチング停止層13
及び表面保護膜14を積層形成する。
及び表面保護膜14を積層形成する。
【0030】図1(B)参照 1−(3) p側コンタクト用開口形成予定部分及びn側コンタクト
用開口形成予定部分にそれぞれ開口15P及び開口15
Nをもつレジスト膜15を形成する。
用開口形成予定部分にそれぞれ開口15P及び開口15
Nをもつレジスト膜15を形成する。
【0031】ここで特筆すべきは、ドライ・エッチング
に依る物理的ダメージでp型Hg含有半導体基板11に
導電型反転が起こる側の開口、例えば、p型Hg含有半
導体基板11がHgCdTeを材料とする場合、p側コ
ンタクト用開口がそれに該当するのであるが、そのp側
コンタクト用開口を形成する為のレジスト膜15に形成
された開口15Pの径は、n側コンタクト用開口を形成
する為の開口15Nに比較し、小さく形成した点であ
る。
に依る物理的ダメージでp型Hg含有半導体基板11に
導電型反転が起こる側の開口、例えば、p型Hg含有半
導体基板11がHgCdTeを材料とする場合、p側コ
ンタクト用開口がそれに該当するのであるが、そのp側
コンタクト用開口を形成する為のレジスト膜15に形成
された開口15Pの径は、n側コンタクト用開口を形成
する為の開口15Nに比較し、小さく形成した点であ
る。
【0032】図2(A)参照 2−(1) レジスト膜15をマスクとして表面保護膜14のドライ
・エッチングを行なうが、それには、コンタクト用開口
に先端が細くなる順テーパが付与される条件を選択す
る。
・エッチングを行なうが、それには、コンタクト用開口
に先端が細くなる順テーパが付与される条件を選択す
る。
【0033】このようにして形成されたp側コンタクト
用開口14P及びn側コンタクト用開口14Nの形状は
錘状になり、また、エッチングは、各開口14P並びに
14Nの先端がエッチング停止層13内に達した際に停
止する。
用開口14P及びn側コンタクト用開口14Nの形状は
錘状になり、また、エッチングは、各開口14P並びに
14Nの先端がエッチング停止層13内に達した際に停
止する。
【0034】この際、導電型反転が起こらない側の開
口、従って、n側コンタクト用開口14Nの底は、レジ
スト膜15に於ける開口15Pと15Nとの径の違いに
起因し、平坦な部分が残っている。
口、従って、n側コンタクト用開口14Nの底は、レジ
スト膜15に於ける開口15Pと15Nとの径の違いに
起因し、平坦な部分が残っている。
【0035】図2(B)参照 2−(2) この後、更にドライ・エッチングを継続すると、完全な
錘状になっているp側コンタクト用開口14P及び平坦
な部分が残っているn側コンタクト用開口14Nは、基
板内に向かう方向のエッチング速度に差が生じ、平坦な
部分が残っているn側コンタクト用開口14Nは深くエ
ッチングされることになり、そして、導電型反転が起こ
らない側の開口であるn側コンタクト用開口14Nの先
端がn型不純物領域13に達した時点でエッチングを終
了とする。
錘状になっているp側コンタクト用開口14P及び平坦
な部分が残っているn側コンタクト用開口14Nは、基
板内に向かう方向のエッチング速度に差が生じ、平坦な
部分が残っているn側コンタクト用開口14Nは深くエ
ッチングされることになり、そして、導電型反転が起こ
らない側の開口であるn側コンタクト用開口14Nの先
端がn型不純物領域13に達した時点でエッチングを終
了とする。
【0036】ここで、導電型反転が起こらない側の開口
であるn側コンタクト用開口14Nに於いては、底に平
坦な部分が残ったままであっても、錐状になってしまっ
ても良い。
であるn側コンタクト用開口14Nに於いては、底に平
坦な部分が残ったままであっても、錐状になってしまっ
ても良い。
【0037】図3参照 3−(1) レジスト膜15を除去してから、リソグラフィ技術に於
けるレジスト・プロセスを適用し、p側コンタクト用開
口14Pに対応する開口をもつレジスト膜を形成してか
ら、真空蒸着法を適用してAu膜を形成し、前記レジス
ト膜を剥離するリフト・オフ法を適用することでAu膜
をパターニングしてp側電極を形成し、熱処理を施すこ
とで実働可能状態とし、そして、n側電極は、Inを材
料として、p側と同様、レジスト・プロセス、真空蒸着
法、リフト・オフ法を適用して形成するが、この場合に
は、n側コンタクト用開口14Nの底がn型不純物領域
12内に到達している為、熱処理を行なうことなくオー
ミック・コンタクトをとることができる。
けるレジスト・プロセスを適用し、p側コンタクト用開
口14Pに対応する開口をもつレジスト膜を形成してか
ら、真空蒸着法を適用してAu膜を形成し、前記レジス
ト膜を剥離するリフト・オフ法を適用することでAu膜
をパターニングしてp側電極を形成し、熱処理を施すこ
とで実働可能状態とし、そして、n側電極は、Inを材
料として、p側と同様、レジスト・プロセス、真空蒸着
法、リフト・オフ法を適用して形成するが、この場合に
は、n側コンタクト用開口14Nの底がn型不純物領域
12内に到達している為、熱処理を行なうことなくオー
ミック・コンタクトをとることができる。
【0038】前記したところから、本発明に依る半導体
装置及びその製造方法に於いては、 (1)ドライ・エッチングに依る物理的ダメージでp型
がn型に反転するHg含有半導体基板(例えばp型Hg
CdTe基板21)にpn接合を生成する為のn型不純
物領域(例えばn+ 不純物領域22)を形成する工程
と、前記n型不純物領域上も含めてHg含有半導体基板
上に表面保護膜(例えばZnSからなる表面保護膜2
4)を形成する工程と、前記表面保護膜に於けるp側コ
ンタクト用開口形成予定部分に対応する細径の開口(例
えば開口25P)及び同じくn側コンタクト用開口形成
予定部分に対応する太径の開口(例えば開口25N)を
もつレジスト膜(例えばレジスト膜25)を前記表面保
護膜上に形成する工程と、前記レジスト膜をマスクとし
て前記表面保護膜のエッチングを行なって前記細径の開
口で制御されるp側コンタクト用開口(例えばp側コン
タクト用開口24P)の先端が前記p型Hg含有半導体
基板表面近傍の前記表面保護膜内に位置し且つエッチン
グ面がテーパをもった錘状をなすように形成する工程と
が含まれてなることを特徴とするか、又は、
装置及びその製造方法に於いては、 (1)ドライ・エッチングに依る物理的ダメージでp型
がn型に反転するHg含有半導体基板(例えばp型Hg
CdTe基板21)にpn接合を生成する為のn型不純
物領域(例えばn+ 不純物領域22)を形成する工程
と、前記n型不純物領域上も含めてHg含有半導体基板
上に表面保護膜(例えばZnSからなる表面保護膜2
4)を形成する工程と、前記表面保護膜に於けるp側コ
ンタクト用開口形成予定部分に対応する細径の開口(例
えば開口25P)及び同じくn側コンタクト用開口形成
予定部分に対応する太径の開口(例えば開口25N)を
もつレジスト膜(例えばレジスト膜25)を前記表面保
護膜上に形成する工程と、前記レジスト膜をマスクとし
て前記表面保護膜のエッチングを行なって前記細径の開
口で制御されるp側コンタクト用開口(例えばp側コン
タクト用開口24P)の先端が前記p型Hg含有半導体
基板表面近傍の前記表面保護膜内に位置し且つエッチン
グ面がテーパをもった錘状をなすように形成する工程と
が含まれてなることを特徴とするか、又は、
【0039】(2)前記(1)に於いて、Hg含有半導
体基板に比較してエッチング・レートが小さいエッチン
グ停止層(例えばエッチング停止層23)を形成してか
ら表面保護膜を積層形成する工程が含まれてなることを
特徴とするか、又は、
体基板に比較してエッチング・レートが小さいエッチン
グ停止層(例えばエッチング停止層23)を形成してか
ら表面保護膜を積層形成する工程が含まれてなることを
特徴とするか、又は、
【0040】(3)前記(1)或いは(2)に於いて、
p型Hg含有半導体基板に形成されたn型不純物領域に
依って生成されるpn接合が光起電力型フォト・ダイオ
ードの感光領域であることを特徴とするか、又は、
p型Hg含有半導体基板に形成されたn型不純物領域に
依って生成されるpn接合が光起電力型フォト・ダイオ
ードの感光領域であることを特徴とするか、又は、
【0041】(4)前記(1)乃至(3)の何れか1に
於いて、pn接合を生成する為のn型不純物領域の複数
個を1次元或いは2次元に配列形成して光起電力型フォ
ト・ダイオード・アレイとすることを特徴とするか,又
は、
於いて、pn接合を生成する為のn型不純物領域の複数
個を1次元或いは2次元に配列形成して光起電力型フォ
ト・ダイオード・アレイとすることを特徴とするか,又
は、
【0042】(5)前記(1)乃至(4)の何れか1に
於いて、p型Hg含有半導体基板がHgCdTeからな
ることを特徴とするか、又は、
於いて、p型Hg含有半導体基板がHgCdTeからな
ることを特徴とするか、又は、
【0043】(6)前記(2)乃至(5)の何れか1に
於いて、エッチング停止層がCdTeからなることを特
徴とする。
於いて、エッチング停止層がCdTeからなることを特
徴とする。
【0044】前記手段を採ることに依り、例えばHgC
dTeなどドライ・エッチングに依る物理的ダメージで
導電型が反転する基板を用いて半導体装置を製造する場
合であっても、ドライ・エッチング法でp側コンタクト
用開口とn側コンタクト用開口とを同時に形成すること
ができ、導電型の相違に依ってエッチング方法を変える
必要はないから製造工程は簡単化され、また、ドライ・
エッチングに起因する物理的ダメージで導電型が反転す
る旨の問題を解消することができる。
dTeなどドライ・エッチングに依る物理的ダメージで
導電型が反転する基板を用いて半導体装置を製造する場
合であっても、ドライ・エッチング法でp側コンタクト
用開口とn側コンタクト用開口とを同時に形成すること
ができ、導電型の相違に依ってエッチング方法を変える
必要はないから製造工程は簡単化され、また、ドライ・
エッチングに起因する物理的ダメージで導電型が反転す
る旨の問題を解消することができる。
【0045】また、当然のことながら、ドライ・エッチ
ングに依った場合、微細化に依る高集積化が可能であっ
て、例えば、大規模画素数の光起電力型pn接合フォト
・ダイオード・アレイからなる赤外線検知器として動作
する半導体装置を容易に実現することができる。
ングに依った場合、微細化に依る高集積化が可能であっ
て、例えば、大規模画素数の光起電力型pn接合フォト
・ダイオード・アレイからなる赤外線検知器として動作
する半導体装置を容易に実現することができる。
【0046】
【発明の実施の形態】図4乃至図6は本発明に於ける1
実施の形態を説明する為の工程要所に於ける半導体装置
(HgCdTe光起電力型pn接合フォト・ダイオード
・アレイ)の要部切断側面図であり、以下、これ等の図
を参照しつつ説明する。
実施の形態を説明する為の工程要所に於ける半導体装置
(HgCdTe光起電力型pn接合フォト・ダイオード
・アレイ)の要部切断側面図であり、以下、これ等の図
を参照しつつ説明する。
【0047】図4(A)参照 4−(1) イオン注入法を適用することに依って、イオン加速エネ
ルギを100〔keV〕〜200〔keV〕の範囲、ド
ーズ量を1×1013〔cm-2〕〜1×1015〔cm-2〕の範
囲としてp型HgCdTe基板21上の20〔μm〕×
20〔μm〕の感光領域形成予定部分に硼素イオンを打
ち込んでpn接合を生成する為のn+ 不純物領域22を
形成する。尚、このn+ 不純物領域22は、アレイをな
すように、複数個が1次元或いは2次元に配列形成され
る。
ルギを100〔keV〕〜200〔keV〕の範囲、ド
ーズ量を1×1013〔cm-2〕〜1×1015〔cm-2〕の範
囲としてp型HgCdTe基板21上の20〔μm〕×
20〔μm〕の感光領域形成予定部分に硼素イオンを打
ち込んでpn接合を生成する為のn+ 不純物領域22を
形成する。尚、このn+ 不純物領域22は、アレイをな
すように、複数個が1次元或いは2次元に配列形成され
る。
【0048】p型HgCdTe基板21に於けるキャリ
ヤ濃度は5×1015〔cm-3〕乃至1×1017〔cm-3〕で
あり、また、n+ 不純物領域22のキャリヤ濃度は約1
×1018〔cm-3〕、深さは1〔μm〕乃至2〔μm〕で
ある。
ヤ濃度は5×1015〔cm-3〕乃至1×1017〔cm-3〕で
あり、また、n+ 不純物領域22のキャリヤ濃度は約1
×1018〔cm-3〕、深さは1〔μm〕乃至2〔μm〕で
ある。
【0049】4−(2) スパッタリング法を適用することに依り、基板21上に
厚さが約200〔nm〕軽度のCdTeからなるエッチ
ング停止層23を形成する。尚、この場合の成膜技術と
しては、MBE(molecular beam ep
itaxy)法を用いても良い。
厚さが約200〔nm〕軽度のCdTeからなるエッチ
ング停止層23を形成する。尚、この場合の成膜技術と
しては、MBE(molecular beam ep
itaxy)法を用いても良い。
【0050】4−(3) 真空蒸着法を適用することに依り、エッチング停止層2
3上に厚さが約1000〔nm〕程度のZnSからなる
表面保護膜24を形成する。
3上に厚さが約1000〔nm〕程度のZnSからなる
表面保護膜24を形成する。
【0051】図4(B)参照 4−(4) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを適用す
ることに依り、p側コンタクト用開口形成予定部分及び
n側コンタクト用開口形成予定部分にそれぞれ開口25
P及び開口25Nをもつレジスト膜25を形成する。
尚、この場合、開口25Pの直径は1〔μm〕、開口2
5Nの直径は3〔μm〕とした。
ることに依り、p側コンタクト用開口形成予定部分及び
n側コンタクト用開口形成予定部分にそれぞれ開口25
P及び開口25Nをもつレジスト膜25を形成する。
尚、この場合、開口25Pの直径は1〔μm〕、開口2
5Nの直径は3〔μm〕とした。
【0052】図5(A)参照 5−(1) ECR(electron cyclotron re
sonance)プラズマ・エッチング法を適用するこ
とに依り、レジスト膜25をマスクとして表面保護膜2
4のエッチングを行なって、p側コンタクト用開口24
P及びn側コンタクト用開口24Nを形成する。
sonance)プラズマ・エッチング法を適用するこ
とに依り、レジスト膜25をマスクとして表面保護膜2
4のエッチングを行なって、p側コンタクト用開口24
P及びn側コンタクト用開口24Nを形成する。
【0053】この場合の主なエッチング条件を例示する
と次の通りである。 ガス:水素ガスとアルゴン・ガスとの混合ガス 流量:水素ガス=1.0〔sccm〕、アルゴン・ガス
=6.0〔sccm〕 真空度:8×10-4〔Torr〕程度 温度:室温 印加高周波:周波数=40〔MHz〕、パワー:100
〔W〕
と次の通りである。 ガス:水素ガスとアルゴン・ガスとの混合ガス 流量:水素ガス=1.0〔sccm〕、アルゴン・ガス
=6.0〔sccm〕 真空度:8×10-4〔Torr〕程度 温度:室温 印加高周波:周波数=40〔MHz〕、パワー:100
〔W〕
【0054】上記条件で水素及びアルゴンをプラズマ化
してエッチングした場合、表面保護膜24のエッチング
側面には約67°のテーパ角が生成され、また、上記条
件に依るZnS及びCdTeのエッチング・レートは、
15〔nm/分〕及び55〔nm/分〕であるから、約
70〔分〕間のプラズマ・エッチングに依ってp側コン
タクト用開口24Pは錘状になり、且つ、その先端はp
型HgCdTe基板21の表面から約20〔nm〕離隔
したCdTeからなるエッチング停止層23内に止ま
り、そして、n側コンタクト用開口24Nの平坦な底
も、p側コンタクト用開口24Pの先端と同じ位置に達
している。
してエッチングした場合、表面保護膜24のエッチング
側面には約67°のテーパ角が生成され、また、上記条
件に依るZnS及びCdTeのエッチング・レートは、
15〔nm/分〕及び55〔nm/分〕であるから、約
70〔分〕間のプラズマ・エッチングに依ってp側コン
タクト用開口24Pは錘状になり、且つ、その先端はp
型HgCdTe基板21の表面から約20〔nm〕離隔
したCdTeからなるエッチング停止層23内に止ま
り、そして、n側コンタクト用開口24Nの平坦な底
も、p側コンタクト用開口24Pの先端と同じ位置に達
している。
【0055】図5(B)参照 5−(2) この後、更にECRプラズマ・エッチングを継続する
と、n側コンタクト用開口24Nは深く延伸されるが、
完全な錘状になっているp側コンタクト用開口24Pの
エッチングは殆ど進行しないので、それ等の深さには差
が生ずる。
と、n側コンタクト用開口24Nは深く延伸されるが、
完全な錘状になっているp側コンタクト用開口24Pの
エッチングは殆ど進行しないので、それ等の深さには差
が生ずる。
【0056】5〔分〕間のオーバ・エッチングを行なう
と、n側コンタクト用開口24Nの平坦な底は基板21
の表面から基板内方向に約0.5〔μm〕離隔してn+
不純物領域22内に達するので、その点でエッチングを
終了する。
と、n側コンタクト用開口24Nの平坦な底は基板21
の表面から基板内方向に約0.5〔μm〕離隔してn+
不純物領域22内に達するので、その点でエッチングを
終了する。
【0057】図6参照 6−(1) レジスト膜25を除去してから、リソグラフィ技術に於
けるレジスト・プロセスを適用し、p側コンタクト用開
口24Pに対応する開口をもったレジスト膜を形成して
から、真空蒸着法を適用してAu膜を形成し、前記レジ
スト膜を剥離するリフト・オフ法を適用することでAu
膜をパターニングしてp側電極を形成し、熱処理を施す
ことで実働可能状態とし、そして、n側電極は、Inを
材料として、p側と同様、レジスト・プロセス、真空蒸
着法、リフト・オフ法を適用して形成するが、この場合
には、n側コンタクト用開口24Nの底がn+ 不純物領
域22内に到達している為、熱処理を行なうことなくオ
ーミック・コンタクトをとることができる。
けるレジスト・プロセスを適用し、p側コンタクト用開
口24Pに対応する開口をもったレジスト膜を形成して
から、真空蒸着法を適用してAu膜を形成し、前記レジ
スト膜を剥離するリフト・オフ法を適用することでAu
膜をパターニングしてp側電極を形成し、熱処理を施す
ことで実働可能状態とし、そして、n側電極は、Inを
材料として、p側と同様、レジスト・プロセス、真空蒸
着法、リフト・オフ法を適用して形成するが、この場合
には、n側コンタクト用開口24Nの底がn+ 不純物領
域22内に到達している為、熱処理を行なうことなくオ
ーミック・コンタクトをとることができる。
【0058】本発明では、前記説明した実施の形態に限
られることなく、他に多くの改変を実現することがで
き、例えばHgCdTe材料の他、例えばHgTe,H
gZnTe,HgMnTeなどのHg含有半導体を材料
とすることができ、その場合、HgCdTeを用いた場
合と同じ効果が得られる。
られることなく、他に多くの改変を実現することがで
き、例えばHgCdTe材料の他、例えばHgTe,H
gZnTe,HgMnTeなどのHg含有半導体を材料
とすることができ、その場合、HgCdTeを用いた場
合と同じ効果が得られる。
【0059】
【発明の効果】本発明に依る半導体装置の製造方法に於
いては、ドライ・エッチングに依る物理的ダメージでp
型がn型に反転するHg含有半導体基板にpn接合を生
成する為のn型不純物領域を形成し、n型不純物領域上
も含めてHg含有半導体基板上に表面保護膜を形成し、
表面保護膜に於けるp側コンタクト用開口形成予定部分
に対応する細径の開口及び同じくn側コンタクト用開口
形成予定部分に対応する太径の開口をもつレジスト膜を
表面保護膜上に形成し、レジスト膜をマスクとして表面
保護膜のエッチングを行なって細径の開口で制御される
p側コンタクト用開口の先端がp型Hg含有半導体基板
表面近傍の表面保護膜内に位置し且つエッチング面がテ
ーパをもった錘状をなすように形成する。
いては、ドライ・エッチングに依る物理的ダメージでp
型がn型に反転するHg含有半導体基板にpn接合を生
成する為のn型不純物領域を形成し、n型不純物領域上
も含めてHg含有半導体基板上に表面保護膜を形成し、
表面保護膜に於けるp側コンタクト用開口形成予定部分
に対応する細径の開口及び同じくn側コンタクト用開口
形成予定部分に対応する太径の開口をもつレジスト膜を
表面保護膜上に形成し、レジスト膜をマスクとして表面
保護膜のエッチングを行なって細径の開口で制御される
p側コンタクト用開口の先端がp型Hg含有半導体基板
表面近傍の表面保護膜内に位置し且つエッチング面がテ
ーパをもった錘状をなすように形成する。
【0060】前記構成を採ることに依り、例えばHgC
dTeなどドライ・エッチングに依る物理的ダメージで
導電型が反転する基板を用いて半導体装置を製造する場
合であっても、ドライ・エッチング法でp側コンタクト
用開口とn側コンタクト用開口とを同時に形成すること
ができ、導電型の相違に依ってエッチング方法を変える
必要はないから製造工程は簡単化され、また、ドライ・
エッチングに起因する物理的ダメージで導電型が反転す
る旨の問題を解消することができる。
dTeなどドライ・エッチングに依る物理的ダメージで
導電型が反転する基板を用いて半導体装置を製造する場
合であっても、ドライ・エッチング法でp側コンタクト
用開口とn側コンタクト用開口とを同時に形成すること
ができ、導電型の相違に依ってエッチング方法を変える
必要はないから製造工程は簡単化され、また、ドライ・
エッチングに起因する物理的ダメージで導電型が反転す
る旨の問題を解消することができる。
【0061】また、当然のことながら、ドライ・エッチ
ングに依った場合、微細化に依る高集積化が可能であっ
て、例えば、大規模画素数の光起電力型pn接合フォト
・ダイオード・アレイからなる赤外線検知器として動作
する半導体装置を容易に実現することができる。
ングに依った場合、微細化に依る高集積化が可能であっ
て、例えば、大規模画素数の光起電力型pn接合フォト
・ダイオード・アレイからなる赤外線検知器として動作
する半導体装置を容易に実現することができる。
【図1】本発明の原理を説明する為の工程要所に於ける
光起電力型pn接合フォト・ダイオード・アレイを表す
要部切断側面図である。
光起電力型pn接合フォト・ダイオード・アレイを表す
要部切断側面図である。
【図2】本発明の原理を説明する為の工程要所に於ける
光起電力型pn接合フォト・ダイオード・アレイを表す
要部切断側面図である。
光起電力型pn接合フォト・ダイオード・アレイを表す
要部切断側面図である。
【図3】本発明の原理を説明する為の工程要所に於ける
光起電力型pn接合フォト・ダイオード・アレイを表す
要部切断側面図である。
光起電力型pn接合フォト・ダイオード・アレイを表す
要部切断側面図である。
【図4】本発明に於ける1実施の形態を説明する為の工
程要所に於ける半導体装置(HgCdTe光起電力型p
n接合フォト・ダイオード・アレイ)の要部切断側面図
である。
程要所に於ける半導体装置(HgCdTe光起電力型p
n接合フォト・ダイオード・アレイ)の要部切断側面図
である。
【図5】本発明に於ける1実施の形態を説明する為の工
程要所に於ける半導体装置(HgCdTe光起電力型p
n接合フォト・ダイオード・アレイ)の要部切断側面図
である。
程要所に於ける半導体装置(HgCdTe光起電力型p
n接合フォト・ダイオード・アレイ)の要部切断側面図
である。
【図6】本発明に於ける1実施の形態を説明する為の工
程要所に於ける半導体装置(HgCdTe光起電力型p
n接合フォト・ダイオード・アレイ)の要部切断側面図
である。
程要所に於ける半導体装置(HgCdTe光起電力型p
n接合フォト・ダイオード・アレイ)の要部切断側面図
である。
【図7】p側コンタクト用開口とn側コンタクト用開口
とをウエット・エッチングで同時に形成する場合につい
て説明する為の工程要所に於ける赤外線検出器の要部切
断側面図である。
とをウエット・エッチングで同時に形成する場合につい
て説明する為の工程要所に於ける赤外線検出器の要部切
断側面図である。
【図8】p側コンタクト用開口とn側コンタクト用開口
とをウエット・エッチングで同時に形成する場合につい
て説明する為の工程要所に於ける赤外線検出器の要部切
断側面図である。
とをウエット・エッチングで同時に形成する場合につい
て説明する為の工程要所に於ける赤外線検出器の要部切
断側面図である。
【図9】p側コンタクト用開口をウエット・エッチング
で、また、n側コンタクト用開口をドライ・エッチング
で、それぞれ形成する場合について説明する為の工程要
所に於ける赤外線検出器の要部切断側面図である。
で、また、n側コンタクト用開口をドライ・エッチング
で、それぞれ形成する場合について説明する為の工程要
所に於ける赤外線検出器の要部切断側面図である。
【図10】p側コンタクト用開口をウエット・エッチン
グで、また、n側コンタクト用開口をドライ・エッチン
グで、それぞれ形成する場合について説明する為の工程
要所に於ける赤外線検出器の要部切断側面図である。
グで、また、n側コンタクト用開口をドライ・エッチン
グで、それぞれ形成する場合について説明する為の工程
要所に於ける赤外線検出器の要部切断側面図である。
【図11】p側コンタクト用開口をウエット・エッチン
グで、また、n側コンタクト用開口をドライ・エッチン
グで、それぞれ形成する場合について説明する為の工程
要所に於ける赤外線検出器の要部切断側面図である。
グで、また、n側コンタクト用開口をドライ・エッチン
グで、それぞれ形成する場合について説明する為の工程
要所に於ける赤外線検出器の要部切断側面図である。
21 p型HgCdTe基板 22 n+ 不純物領域 23 エッチング停止層 24 表面保護膜 24P p側コンタクト用開口 24N n側コンタクト用開口 25 レジスト膜 25P及び25N 開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (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
Claims (6)
- 【請求項1】ドライ・エッチングに依る物理的ダメージ
でp型がn型に反転するHg含有半導体基板にpn接合
を生成する為のn型不純物領域を形成する工程と、 前記n型不純物領域上も含めてHg含有半導体基板上に
表面保護膜を形成する工程と、 前記表面保護膜に於けるp側コンタクト用開口形成予定
部分に対応する細径の開口及び同じくn側コンタクト用
開口形成予定部分に対応する太径の開口をもつレジスト
膜を前記表面保護膜上に形成する工程と、 前記レジスト膜をマスクとして前記表面保護膜のエッチ
ングを行なって前記細径の開口で制御されるp側コンタ
クト用開口の先端が前記p型Hg含有半導体基板表面近
傍の前記表面保護膜内に位置し且つエッチング面がテー
パをもった錘状をなすように形成する工程とが含まれて
なることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】Hg含有半導体基板に比較してエッチング
・レートが小さいエッチング停止層を形成してから表面
保護膜を積層形成する工程が含まれてなることを特徴と
する請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】p型Hg含有半導体基板に形成されたn型
不純物領域に依って生成されるpn接合が光起電力型フ
ォト・ダイオードの感光領域であることを特徴とする請
求項1或いは2記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】pn接合を生成する為のn型不純物領域の
複数個を1次元或いは2次元に配列形成して光起電力型
フォト・ダイオード・アレイとすることを特徴とする請
求項1乃至3の何れか1記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】p型Hg含有半導体基板がHgCdTeか
らなることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1記載
の半導体装置の製造方法。 - 【請求項6】エッチング停止層がCdTeからなること
を特徴とする請求項2乃至5の何れか1記載の半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10044897A JPH11243186A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10044897A JPH11243186A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11243186A true JPH11243186A (ja) | 1999-09-07 |
Family
ID=12704283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10044897A Withdrawn JPH11243186A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11243186A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6551904B2 (en) | 2000-05-11 | 2003-04-22 | Texas Instruments Incorporated | Method of manufacturing photodiodes |
JP2007535129A (ja) * | 2003-12-01 | 2007-11-29 | ザ レジェンツ オブ ザ ユニバーシティー オブ カリフォルニア | 光起電装置用の多重帯域半導体組成物 |
KR20150099966A (ko) * | 2014-02-24 | 2015-09-02 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 이의 제조 방법 |
JP2016213476A (ja) * | 2015-05-13 | 2016-12-15 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | 太陽電池及びその製造方法 |
-
1998
- 1998-02-26 JP JP10044897A patent/JPH11243186A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6551904B2 (en) | 2000-05-11 | 2003-04-22 | Texas Instruments Incorporated | Method of manufacturing photodiodes |
JP2007535129A (ja) * | 2003-12-01 | 2007-11-29 | ザ レジェンツ オブ ザ ユニバーシティー オブ カリフォルニア | 光起電装置用の多重帯域半導体組成物 |
KR20150099966A (ko) * | 2014-02-24 | 2015-09-02 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 이의 제조 방법 |
JP2016213476A (ja) * | 2015-05-13 | 2016-12-15 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | 太陽電池及びその製造方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050510 |