JPS5814068B2 - 自動的に位置合せされたド−ピング領域を形成する方法 - Google Patents

自動的に位置合せされたド−ピング領域を形成する方法

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JPS5814068B2
JPS5814068B2 JP54045539A JP4553979A JPS5814068B2 JP S5814068 B2 JPS5814068 B2 JP S5814068B2 JP 54045539 A JP54045539 A JP 54045539A JP 4553979 A JP4553979 A JP 4553979A JP S5814068 B2 JPS5814068 B2 JP S5814068B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明に、ドープされる領域が次に作られる層の予め選
択された領域に自動的に位置合せされ、基板上の上記層
の予め選択された領域の下の上記基板内にドープされた
領域を提供するプロセスに関するものである。
特に本発明のプロセスは、後に”リフト・オフの決定”
手順として言及される技術の使用を含む。
半導体基板内の予め選択された領域にドーピングを提供
することは、種々の理由により多くのタイプの集積回路
構造体に用いられている。
例えばデイプレソション・モードのMOSFETのチャ
ンネル領域にドーピングを提供すること、装置間のフィ
ールド絶縁分離領域の下にフィールド・ドーピングを提
供すること、ワン・デバイス・メモリ・セルの容量の一
つの電極として機能するドーピングを提供すること等が
望ましい。
便宜上、先行技術の問題と同様、本発明の説明は、以下
主にフィールド絶縁分離領域の下のフィールド・ドーピ
ングを提供することに関して述べられている。
しかしながら、本発明のプロセスは集積回路の予め選択
された領域一般にドーピングを提供するのに応用ができ
、フィールド絶縁分離領域の下のドーピングに限定され
ないことは理解すべきだ。
さらに、本プロセスHMOSFET,ハイポーラ、又に
MESFET集積回路のような種々のタイプの集積回路
に応用ができることである。
集積回路できわめて重要なことは、同じ基板上の隣接す
る装置を電気的に絶縁分離するために提供される手段で
ある。
製造ステップ即ち絶縁分離を提供するステップは、装置
の電気特性同様装置間の間隔(すなわち装置のパンキン
グ密度)ニ影響を及ぼす。
絶縁分離領域の下のドーピングの存在は、しばしば”寄
生チャンネル・ストッパー″のドーピングとして言及さ
れ、わずかにドープされた基板が用いられる場合、フィ
ールド絶縁分離領域の下の反転による好ましからざる導
電を取り除くために重要である。
わずかにドープされた基板の使用に、信頼性を低下させ
る熱電子効果を減らすと共に、性能を低下させる拡散さ
れたラインの容量を減らすためにも行なわれている。
フィールド絶縁分離領域の下のチャンネル・ストッパー
ドーピングと共に、ゲートしきい電圧を許容動作レベル
に合わせるために、また大抵装置領域に本発明のチャン
ネル・ドーピングが存在する。
チャンネル・ストッパー即ち”フィールドドーピングを
提供するために用いられる一つの技術は、余分のマスキ
ング・ステップを用いることである。
この試みiR.J−whitter著”Semicon
ductor Memories: The Impa
ct ana Momentum of Curren
t Technology″,IEEE Ele−ct
ro 76 Meeting Tech−Digest
pSession33p第2頁vBoston,5月1
1日1976年に述べられている。
第1図に示されているこの結果得られる絶縁分離の構造
体ほ、絶縁物質(すなわち二酸化シリコン)に自動的に
位置合せされないドーピング領域を提供する。
結局この技術は余分なマスキング操作同様余分な領域が
必要となりこれゆえに装置のバツギング密度を減らすこ
とになる不利な点を受ける。
絶縁領域を決めるために用いられるレジスト領域は、装
置領域の上よりもむしろ絶縁領域の上に設けられる。
この技術は時には埋設又は“プレーナ”絶縁分離と呼ば
れる。
Whittierによる上記文献には、フィールド絶縁
分離に関するフィールド・ドーピングの自動位置合せを
提供する他の絶縁分離技術が述べられている。
この技術は時には選択又は局所又は半埋設酸化物と呼ば
れ、米国特許第3751722号及び米国特許第375
2711号に述べられている,チャンネル・ストッパー
に自動的に位置合せされた埋設絶縁酸化物を形成するた
めに、窒化シリコンのような酸化障壁層が装置領域に画
成される。
薄い二酸化シリコン層が、画定を助け且つ下のシリコン
基板への損傷を防ぐために、窒化シリコン層のどちら側
かに提供される。
装置領域を決めるために用いられるレジスト・パターン
は、注入マスクとしても働く。
レジスト領域はさらに装置領域の上にも設けられる。
半埋設酸化物による絶縁分離の構造は、第2図に示され
ている。
この図には、フィールド・ドーピング及びフィールド絶
縁分離の自動位置合せ、ただ一度のマスキング・ステッ
プを用いること、及び改良されたプレーナ性を含む多く
の魅力的な特徴を持っている。
しかしながら、この手順にはまだ多くの不利な点が存在
する。
例えば装置領域の上の窒化物のような酸化障壁層の存在
により歪みが生じ、これゆえにフィールド絶縁分離領域
を形成するのに必要な熱酸化の間に装置領域に回復しな
い損傷を与える。
さらに装置領域は好ましくないことに減少し、フィール
ド絶縁分離領域は好ましくないことに横の酸化により増
加する。
即ち通常のいわゆる“鳥のくちばし効果”と言われE.
Bassous,H,N,Yu,及びV.Manisc
alco著”TheFormation of Bir
ds Beak in Si Structure w
ith Recessed Si02”pExtend
ed Abs 一tractse第457頁及至第45
8頁、ECSFall MeetingtDallas
,10月5日乃至10日1975年に述べられている。
さらに、手順に装置領域を保護し決定するために、二酸
化シリコン(基板保護)、窒化シリコン(酸化障壁層)
及び二酸化シリコン(画成酸化物層)の余分な層を必要
とする。
さらに画成酸化物層の除去は、特に比較的厚い酸化物層
が例えば、米国特許第3899363号に述べられてい
るように形成された十分埋設した酸化物絶縁領域に必要
な時には、埋設酸化物の厚さ又はその横の広がりに影響
を及ぼす。
第1図のプレーナ絶縁分離と第2図の埋設絶縁分離とを
比較すると、フィールド及び装置領域を画成スるレジス
ト・マスキング・パターンが装置領域の上に設けられ、
これによりまたフィールド・ドーピングが装置領域に入
るのを妨げる注入マスクとして働くことができるので、
埋設酸化物技術では自動的に位置合せされたフィールド
・ドーピングが生じる。
フィールド酸化物は熱酸化により局所的に形成される。
プレーナ絶縁分離技術では、レジスト・マスキング・パ
ターンにフィールト領域の上に設けられ、装置領域の二
酸化シリコンを局所的に食刻により取り除くことにより
装置領域は現われる。
従って、本発明の目的は、グレーナ絶縁分離の簡略化(
すなわち窒化シリコンを用いず、又鳥のくちばしの問題
を生じない)と共に一度の写真平版パターン画定ステッ
プで自動的に位置合せされたフィールド・ドーピングを
提供することである。
フイード・ドーピングを伴なうプレーナ絶縁分離を提供
することの問題への一つの試みU、R…H−Denna
rd及びV.L−Rideout著″N一Channe
l MOSFETS having a Common
Field−Channel Implant″IB
M Tech.Bulletiny第18巻、第128
9頁乃至第1291頁、9月1975年であり、この中
でに通常のフィールド絶縁分離及び装置のチャンネルの
ドーピングが単一ステップで提供されている。
きわたって簡単であるが、このプロセスにチャンネルド
ーピングがフィールド・ドーピングを制御するという不
利な点を持っている。
しばしば、フィールド領域内の絶縁分離の保護を向上さ
せるために、5乃至10倍フィールド・ドーピングをチ
ャンネル・ドーピングよ9多く行なう。
従って、さらに本発明の目的はフィールドの絶縁分離特
性を改良するために装置のチャンネル・ドーピングから
フィールドの絶縁分離ドーピングを分離することである
集積回路を準備するのに含まれる写真平版のマスキング
・ステップは最も重大であるので、できる限り数少ない
マスキング・ステップを用いることが重要である。
写真平版のマスキングステップは実際に行なわれる場合
高度の正確さとレジストレーション及び非常な注意が必
要である。
プロセスにおける各々余分な写真平版のマスキング・ス
テップは、マスクの欠陥による表面損傷を導入し、プロ
セスの収量を減らし従って実際に製造コヌトな増加させ
るマスクとマスクのレジストレーンヨンの問題を増加さ
せる。
例えば高温の熱処理の数のような他の要素が収量及びコ
ストに影響を及ぼすが、FET集積回路製造における根
本的な目的は、所望の装置の構造の特定の集積回路アレ
イを作るために必要な基本的な写真平版のマスキング・
ステップの数を最小にすることである。
結局、本発明のさらに目的は、予め選択された絶縁分離
領域の下のドーピングの組み込み及び絶縁分離領域の製
造に、ただ一度の写真平版マスキングステップを必要と
するプロセスを提供することである。
本発明は、ドープされた領域が基板上に存在する層のう
ち次に作られる予め選択された領域に自動的に位置合せ
される、上記層の被選択領域の下の基板内にイオン注入
されるドープ領域を提供するプロセスに関するものであ
る。
プロセスはシリコンのような半導体基板上の二酸化シリ
コンのような物質の第1の層を提供することを含む。
イオン注入されるドープ領域は、次に第1の層の被選択
部分の下に形成されることになる。
レジスト・マスキング層は第1の層の上に提供される。
レジスト・マスキング層は垂直な側壁(すなわち基板の
上部表面に垂直である。
)を持つか、又は好ましくはアンダーカットされる。
ホウ素イオンのような活性不純物に、第1の層の下にイ
オン注入された領域を提供するために、レジスト・マス
キング物質により覆われないこれらの領域の第1の層を
通ってイオン注入される。
第1の層の厚さ及びレジスト・マスクとその下の第1の
層の部分との結合した厚さの関係は、レジスト・マスク
とその下の第1の層の部分が注入されるイオンがこれら
を通過することを完全に妨げるような厚さである。
アルミニクムのようなリフト・オフ物質の層が、スパッ
タリング又は蒸着のような方向性の付着技術により第1
層とンジスト層の上に付着される。
リフト・オフ物質の層の厚さはレジストの厚さより小さ
い。
リフト・オフ物質の層及びレジストの相対的な厚さや、
Vジストの形及びリフト・オフ物質の付着方法の点から
、リフト・オフ物質はレジストの側壁には付着せず、ギ
ャップはレジスト層と、第1の層の上であるがレジスト
層の上ではないリフト・オフ物質のその部分との間に形
成される。
レジスト層は溶剤に廖かすことにより取り除かれる。
レジスト層の上に付着したリフト・オフ物質の層は、完
全にレジスト層と共に取り除かれる。
レジスト層の下の第1の層の部分はプラズマ食刻のよう
な食刻によって取り除かれる。
それからリフト・オフ物質の残った部分は、容剤に宕か
すことにより第1の層の上から取り除かれる。
このようにして、イオン注入される領域の上に設けられ
た第1の層の作られた被選択領域の境界に縁部で自動的
に位置合せされた基板内のイオン注入された領域が得ら
れる。
レジスト・パターンが形成された後、リフト・オフ層が
付着される前にイオン注入ステップを行なうことが、本
発明における重要な点である。
本発明の技術を用いることにより、マスキング・パター
ンに実際にイオン注入前の装置領域の上から注入後のフ
ィールド絶縁分離領域の上に置き換えられる。
便宜上、プレーナニ酸化シリコンの絶縁分離プロセスに
おけるフィールド・ドーピングを提供することに、本発
明の独特な製造段階の説明は向けられている。
最小のマスキング・ステップと共に自動的に位置合せさ
れることも望む時は、基板の上に存在する層の予め選択
された領域の下のイオン注入される領域を提供するため
に、もちろんステップが応用できることに理解できる。
さらに製造ステップの説明は、半導体基板としてPタイ
プのシリコン及び注入される不純物種としてPタイプの
不純物を用いた好ましい例が用いられる。
これはnチャンネルのFET技術に通じる。
従って、PチャンネルのFET技術では本発明によると
nタイプの基板とnタイプの注入不袖物が用いられるこ
とに理解できる。
説明がnタイプの不純物で行なわれる時に、プロセスは
Pタイプの不純物にも応用でき、またその逆も同様であ
ることは理解できる。
また本発明はシリコン以外の基板にも応用できる。
さらに、ここで用いられている”金属タイプの相互接続
線′又は”高導電性の相互接続線″は、導電性の金属が
一般に持っている大きさの導電性を持つことができる非
金属物質(例えば高ドープされた多結晶シリコン又は非
金属性のシリサイド)はもちろんアルミニクムのような
金属線のことである。
さらに、多結晶シリコン及び多結晶性シリコンはここで
に先行技術におけるように同じ意味で用いられている。
その上、6第1のタイプ”の不純物及び”第2のタイプ
”の不純物に言及する時は、”第1のタイプ″はn又は
Pタイプの不純物であり1第2のタイプ”は反対の導電
性のタイプであることば理解できる。
すなわち、もし6第1のタイプ″がPなら゛第2のタイ
プ″はnであり、”第1のタイプ″がnなら6第2のタ
イプ”UPである。
第4A図には、1として示された最初の一般的な構造体
の一部分が示されている。
Pタイプのシリコン基板2は約10乃至15Ω・cmの
比抵抗を持ち、又所望の結晶方向(例えば<100>)
を持つ。
基板に通常の結晶成長技術によりホウ素のようなPタイ
プの不純物が存在する中で成長したPタイプのシリコン
・ボウル(boule)を薄く切り磨くことにより準備
される。
シリコンの他のPタイプの不純物としてはアルミニウム
、ガリクム及びインジクムを含む。
次に、約1500乃至5000A,好ましくは約250
0乃至約4000Aの比較的薄い二酸化シリコン層3が
、水蒸気が存在する約900乃至1000℃で酸化のよ
うな湿った熱酸化により成長する。
これば最終的なフィールド酸化物の厚さではないが、最
初のフィールド酸化物の厚さとみなせる。
次に、レジストが付加され、レジヌト層に予め選択され
たパターンを提供するためにマスキングパターンを通し
て入射放射線に晒される。
レジスト・パターンの縁部又は側壁が垂直か又に第4A
図に示されているように好ましくはアンダー・カットさ
れたパターンを提供するために、レジスト4の物質及び
露光と現像の方法が選択される。
言い換えれば、側壁は基板近くの底の部分で外に広がら
ないし又はフレアー・アウトしない。
さらに他の言い方をすれば、層3に接するレジストの下
の表面の面積ぱ、上記下の表面より上に位置したレジス
ト・パターン4の少なくともある部分の面積に等しいか
又はより小さい。
便宜上、上記下の表面より上に位置したレジスト・パタ
ー74の部分とは、レジスト・パターン4の上の部分と
みなすことができる。
例えば、酸化物質30近くの部分が露光又は現像技術に
対してより敏感である2つの異なるレジスト物質を用い
ることにより、アンダーカッティングは達成される。
従って、レジストの上の部分に比べて多くのレジストが
取リ除かれる。
さらに酸化物層から離れた部分に比べて最も近くの部分
をより速く食刻することになるレジスト物質もまた用い
られる。
もし望むなら電子線露光のように深さに対して露光が変
化するような技術が用いられる。
このような技術では、電子が酸化物質から後方散乱し一
これにより酸化物層に最も近い物質をさらに露光する。
アンダーカットを提供するために用いられる技術は良く
知られているので、ここではさらに詳細に説明する必要
はない。
アンダーカットのレジスト・マスキング層は、ポリメチ
ル・メタクリレート物質及び電子線放射による露光(M
−Hatzakis著、Journal of the
Electro−chemical Society
,第116巻、第1036頁、7月1969年参照)、
又は他のアンダ一カソト・レジスト物質である。
アンダーカントのマスキング層を用いる時、側壁におい
てレジスト層の各厚さに対して少なくとも約0.1ミク
ロンをアンダ一カノトすることが典型的である。
また、アンダ一カソトの層を用いる時、レジスト層の全
厚さの少なくとも50%又一般的には約90%アンダ一
カノトすることが典型的である。
レジスト層に一般に約5000乃至約1500OAの厚
さ、好ましくは約1000OAの厚さであり、大抵イオ
ン注入の際通過するレジスト層の下の酸化物層の厚さに
小なくとも等しいか又はより厚いかである。
典型的なレジスト物質は基板上に回転してのせられるポ
リメチル・メタクリレートである。
露光後、基板に約170℃で15分間ベークされる。
試料にレジストの所望のパターンを提供するために散乱
電子線により露光される。
レジスト・パターンはアルコール及びケトンの溶液に浸
すことにより現像される。
次に、ホウ素イオン,5のようなPタイプの不純物がイ
オン注入される。
例えばホウ素イオンは約2Ω・cmのフィールド表面ド
ーピング6を提供する約150KeVのエネルギーで5
X1012−原子/cm2の量注入される。
150KeVのエネルギーのホウ素に約400OAの範
囲で、約70OAの標準偏差を持つ。
このステップでに、レジスト層4に、イオンがレジスト
層4とその下の熱酸化物層3をともに通過することはな
いが、レジスト物質4によって覆われていない酸化物質
30部分を通過するようなイオン注入マスクとして働く
、例えば、もし酸化物層の厚さが約250OAであるな
ら、注入量の約98.4%が酸化物を通過し、続いて形
成される装置領域の250OAの酸化物に1000OA
の厚さのレジヌトが加わった部分をホク素イオンは全
く通過しない。
次に、リフト・オフ物質70層(第4C図参照)がビジ
スト・パターンの側壁を被覆せずに且つレジスト層とそ
の上以゛外のリフト・オフ物質の部分との間にギャップ
8を提供するように方向性の方法の付着技術を用いるこ
とにより付着される。
リフト・オフ物質はレジスト物質と異なる物質でなけれ
ばならないし、レジスト物質を取り除くために用いられ
る同じ方法(例えば同じ食刻剤)により取り除かれなく
てはならない。
リフト・オフ物質7は、その下に存在する層3の物質と
も異なっていなければならない。
リフトオフ物質7ぱアルミニウム、チタニウム又はタン
グステンのような金属、多結晶シリコン、クリサイド、
窒化シリコンのような酸化障壁層、及び酸化シリコンで
ある。
アルミニウムのリフト・オフ層は蒸着又にスパンタリン
グのような方向性の付着技術により付加される。
用いられる技術及び物質としては、レジストの側壁の被
覆が起こらずに、リフト・オフ技術が続いて用いられる
ように示されているギャップがレジスト領域の回りのす
べてに提供されるように方向性の付着が提供されなけれ
ばならない。
リフト・オフ層7に、酸化物層の上に残っているリフト
・オフ層の部分とレジヌト物質の残っている部分との間
に所望のギャップ8が存在するようにレジスト層4より
薄くなければならない(第4C図参照)。
さらにリフト・オフ物質の層の厚さは、酸化物層3の所
望の部分9を続いて取り除く場合にマスクとして働くよ
うでなければならない。
リフト・オフ物質に一般に約2000及至約750OA
である。
例えば、リフト・オフ層は約1000OAの厚さのレジ
スト層を用いる時は約500OAの厚さである。
レジスト層4はリフト・オフ物質と化学的に反応しない
熱いトリクロルエチレンのような食刻剤に容かすことに
よる通常の手段により取り除かれる。
食刻剤中で醇かすようなレジスト層の除去においては、
ンジスト層の上のリフト・オフ物質もまた第4D図に示
されているように取り除かれる。
フィールド,酸化物層の上に残っているリフト・オフ物
質10は、酸化物層3の予め選択された部分9の除去の
マスクとしてもはや適している。
酸化物層3の予め選択された部分9はプラズマ又は反応
性イオン食刻のような適当な手段、あるいに緩衝HFの
ような化学性食刻の使用、あるいはこれらの技術の組み
合せにより第4E図に示されているように取り除かれる
残ったリフト・オフ物質10ぱ、リフト・オフ物質を取
り除くが他の層には傷つけない適当な食刻剤を用いるこ
とにより、第4F図に示されているようにはや取り除か
れる。
第4F図に示されているように、この結果構造体は、ド
ープされた領域がフィールド酸化物領域の縁部で自動的
に位置合せされた、フィールド絶縁分離領域12の下の
ドープされた領域6を含む。
第5A乃至第5D図は、本発明のプロセスを用いた金属
ゲー}FETの準備を示している。
第6A乃至第6D図は、上記金属ゲー}FETの準備に
おいてあるステップで用いられたマスキング・ステップ
を示す。
第5A及び第6A図は、基板上の予め選択された位置に
設けられた約1500乃至約500OAの二酸化シリコ
ンの最初のフィールド酸化物層22を含むPタイプのシ
リコン基板21を示す。
さらにnタイフの燐不純物が基板21中の予め選択され
た位置20及び23で拡散された。
これらのnタイプの不純物領域に続いてFETのンース
及びドレイン領域として用いられることになる。
さらに熱酸化物層24が全基板上に成長する。
次に、先に述べた方法を用いて、好ましくはアンダーカ
ントの部分を持つレジストが酸化物の予め選択された部
分の上に提供される。
それからホウ素のようなPタイプのイオン15が、レジ
スト物質及び酸化物質の結合した部分の下の部分を除い
てすべての位置で酸化物層を通ってシリコン基板に注入
される。
ホワ素イオンH、n+のソース及びドレイン領域がP+
のチャンネル・ストッパーと重なり合っているこれらの
領域16以外に寄生のチャンネルストッパーを提供する
n十領域のドーピング濃度は、P十のチャンネル・スト
ッパーの濃度より約100倍又は好ましくは約1000
倍大きい。
金属のようなリフト・オフ物質の層が、ギャップがレジ
スト層及び酸化物上のリフト・オフ物質のその部分との
間に形成されるように先に述べた方法で、レジスト層の
上及び基板の他の部分の上に付着される。
レジスト層は、もはやその上のリフト・オフ層を取り除
く溶液に溶かされて取り除かれる。
次に、レジスト層により先に覆われていた酸化物が基板
まで食刻することにより取り除かれる。
リフト・オフ物質の残りの部分はもはや溶液に溶かされ
て取り除かれる。
第5B図に示されているように、フィールト酸化物22
及び絶縁酸化物24中の開孔25,2627及び28は
、もはや第6B図に示されているようにマスキング・パ
ターンを用いて提供される。
これらの開孔ぱ続いて基板接点30,FETのソース接
点31,FETのゲート接点32及びFETのドレイン
接点33を提供する。
次に65OAの厚さの酸化物層が開孔25,26,2γ
及び28で再成長する。
第6C図に示されているマスキング・パターンが所望の
領域27にのみFETのゲート絶縁層29を保つために
用いられる。
第6D図に示されたマスキング・パターンヲ用いて、基
板21へのオーミノク接続30,FETのンース23へ
のオーミック接続31,FETのドレインへのオーミツ
ク接続33を提供し、FETのゲート32を提供するた
めに、金属パターンが形成される。
良く知られた表面安定化、ダイシング(dicing)
及びボンデイング操作(図示されず)が行なわれ、集積
回路が完成する。
以上の手順は金属ゲートの技術に関して述べられたが、
先に述べたように本発明のプロセスは特に多結晶シリコ
ンゲート及びバイポーラ・トランジスタ技術に適してい
ることは理解できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、2つのマスキング操作を用いる先行技術の手
順による自動的に位置合せされないフィールド・ドーピ
ングを伴なうプレーナ絶縁分離を示す。 第2図は、一つのマスキング操作を用いる先行技術の手
順による自動的に位置合せされたフィールド・ドーピン
グを伴なう半埋設酸化物の絶縁分離を示す。 第3図は、一つのマスキング操作を用いる先行技術の手
順による共通のフィールド及び装置チャンネル・ドーピ
ングを伴なうプレーナ絶縁分離を示す。 第4A乃至4F図は、本発明による製造の種々の段階を
示す断面図である。 第5A乃至第5D図は、本発明の技術を用いて製造する
種々の段階での金属ゲー}FETの断面図である。 第6A乃至第6D図は、本発明の技術を用いて製造する
種々の段階での金属ゲー}FETの基本的な写真平版の
マスクの平面図を示す。 2……シリコン基板、3…w二酸化シリコン層、4……
レジスト、5……ホウ素イオン、6……フィールド表面
ドーピング、7.10……リフト・オフ物質、8……ギ
ャップ、9……選択部分、12……フィールド絶縁分離
領域。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 半導体基板を準備し、上記基板の上に第1の物質の
    層を形成し、側壁が上記基板の上の表面に垂直か又にア
    ンダーカノ卜されたレジスト・マスクを上記第1の層の
    上に形成し、上記レジスト・マスクにより覆われていな
    い上記第1の層の領域を通して不純物をイオン注入し上
    記第1の層の下にイオン注入された領域を形成し、リフ
    ト・オフ物質が上記レジストの側壁に付着せず且つ上記
    レジスト層と上記レジスト層の上以外の上記第1の層の
    上のリフト・オフ物質の部分との間にギャップが形成さ
    れるような程度上記レジストの厚さより薄い上記リフト
    ・オフ物質の層を上記第1の層及び上記レジスト層の上
    にスパッタリング又は蒸着により付着し、上記レジスト
    層を溶かすことにより取り除きこれによりまた上記レジ
    スト層と共に上記レジスト層の上に付着した上記リフト
    ・オフ物質の層も取り除き、上記レジスト層の下にあつ
    た上記第1の層の部分を取り除き、上記第1の層から上
    記リフト・オフ物質の層を取り除くことより成る、自動
    的に位置合せされたドーピング領域を形成する方法。
JP54045539A 1978-06-05 1979-04-16 自動的に位置合せされたド−ピング領域を形成する方法 Expired JPS5814068B2 (ja)

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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4198250A (en) * 1979-02-05 1980-04-15 Intel Corporation Shadow masking process for forming source and drain regions for field-effect transistors and like regions
JPS55163860A (en) * 1979-06-06 1980-12-20 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device
US4231811A (en) * 1979-09-13 1980-11-04 Intel Corporation Variable thickness self-aligned photoresist process
US4315781A (en) * 1980-04-23 1982-02-16 Hughes Aircraft Company Method of controlling MOSFET threshold voltage with self-aligned channel stop
US4381956A (en) * 1981-04-06 1983-05-03 Motorola, Inc. Self-aligned buried channel fabrication process
US4472874A (en) * 1981-06-10 1984-09-25 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Method of forming planar isolation regions having field inversion regions
US4398964A (en) * 1981-12-10 1983-08-16 Signetics Corporation Method of forming ion implants self-aligned with a cut
GB2117175A (en) * 1982-03-17 1983-10-05 Philips Electronic Associated Semiconductor device and method of manufacture
DE3371837D1 (en) * 1982-12-08 1987-07-02 Ibm Method for making semiconductor devices having a thick field dielectric and a self-aligned channel stopper
US4564584A (en) * 1983-12-30 1986-01-14 Ibm Corporation Photoresist lift-off process for fabricating semiconductor devices
US4584761A (en) * 1984-05-15 1986-04-29 Digital Equipment Corporation Integrated circuit chip processing techniques and integrated chip produced thereby
US4585342A (en) * 1984-06-29 1986-04-29 International Business Machines Corporation System for real-time monitoring the characteristics, variations and alignment errors of lithography structures
US4600445A (en) * 1984-09-14 1986-07-15 International Business Machines Corporation Process for making self aligned field isolation regions in a semiconductor substrate
US4558508A (en) * 1984-10-15 1985-12-17 International Business Machines Corporation Process of making dual well CMOS semiconductor structure with aligned field-dopings using single masking step
DE3609274A1 (de) * 1986-03-19 1987-09-24 Siemens Ag Verfahren zur herstellung eines selbstjustiert positionierten metallkontaktes
US4935797A (en) * 1988-10-31 1990-06-19 International Business Machines Corporation Heterojunction bipolar transistors
US5017459A (en) * 1989-04-26 1991-05-21 Eastman Kodak Company Lift-off process
JPH03138938A (ja) * 1989-10-24 1991-06-13 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
US5212117A (en) * 1989-10-24 1993-05-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of manufacturing a semiconductor device contact structure using lift
US5719891A (en) 1995-12-18 1998-02-17 Picolight Incorporated Conductive element with lateral oxidation barrier
US6304588B1 (en) * 1997-02-07 2001-10-16 Xerox Corporation Method and structure for eliminating polarization instability in laterally-oxidized VCSELs
TW327241B (en) * 1997-07-24 1998-02-21 United Semiconductor Corp The method for lowing down gate boundary capacitor
KR100257997B1 (ko) * 1997-12-30 2000-06-01 김규현 자기 정렬 마스크 형성 방법
US6514840B2 (en) * 1999-04-13 2003-02-04 International Business Machines Corporation Micro heating of selective regions
JP3691780B2 (ja) * 2001-11-01 2005-09-07 Tdk株式会社 パターン化薄膜形成方法およびマイクロデバイスの製造方法
US7257141B2 (en) * 2003-07-23 2007-08-14 Palo Alto Research Center Incorporated Phase array oxide-confined VCSELs
US7794614B2 (en) * 2007-05-29 2010-09-14 Qimonda Ag Methods for generating sublithographic structures
US9236257B2 (en) * 2013-03-13 2016-01-12 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Techniques to mitigate straggle damage to sensitive structures

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL6604962A (ja) * 1966-04-14 1967-10-16
FR1528710A (fr) * 1966-04-14 1968-06-14 Philips Nv Procédé d'application de contacts sur un corps semiconducteur et dispositif à cet effet
NL164424C (nl) * 1970-06-04 1980-12-15 Philips Nv Werkwijze voor het vervaardigen van een veldeffect- transistor met een geisoleerde stuurelektrode, waarbij een door een tegen oxydatie maskerende laag vrijgelaten deel van het oppervlak van een siliciumlichaam aan een oxydatiebehandeling wordt onderworpen ter verkrijging van een althans gedeeltelijk in het siliciumlichaam verzonken siliciumoxydelaag.
GB1384028A (en) * 1972-08-21 1974-02-12 Hughes Aircraft Co Method of making a semiconductor device
FR2206585B1 (ja) * 1972-11-13 1977-07-22 Radiotechnique Compelec
US3867148A (en) * 1974-01-08 1975-02-18 Westinghouse Electric Corp Making of micro-miniature electronic components by selective oxidation
US4030942A (en) * 1975-10-28 1977-06-21 International Business Machines Corporation Semiconductor masking for device fabrication utilizing ion implantation and other methods

Also Published As

Publication number Publication date
JPS54159168A (en) 1979-12-15
US4144101A (en) 1979-03-13
DE2961594D1 (en) 1982-02-11
CA1116313A (en) 1982-01-12
EP0005741A1 (en) 1979-12-12
EP0005741B1 (en) 1981-12-23

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