JPS5834934B2 - How to form microstructures - Google Patents

How to form microstructures

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JPS5834934B2
JPS5834934B2 JP55084277A JP8427780A JPS5834934B2 JP S5834934 B2 JPS5834934 B2 JP S5834934B2 JP 55084277 A JP55084277 A JP 55084277A JP 8427780 A JP8427780 A JP 8427780A JP S5834934 B2 JPS5834934 B2 JP S5834934B2
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substrate
mask
film
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豊 林
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体素子等の微細構造の形成方法、殊に、
基板上に形成した層(第一層)に開孔を形成し、この開
孔部側壁(内面)の全体ではなく、一部乃至片側のみを
サイドエツチングし、該サイドエツチングにより除去さ
れた部分を介して基板中乃至基板上に所要領域を形成す
る場合において、これまでの通常のホトエッチ技術の限
界を越えた微細化要求、寸法精度、位置合せ要求がなさ
れても、良くこれに応えることのできる方法を提供せん
とするものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for forming a fine structure of a semiconductor element, etc.
An opening is formed in the layer (first layer) formed on the substrate, and only a part or one side of the side wall (inner surface) of the opening is side-etched, and the part removed by the side etching is removed. When forming a required area in or on a substrate through a process, even if there are demands for miniaturization, dimensional accuracy, and alignment that go beyond the limits of conventional photoetch technology, it can meet these demands well. The purpose is to provide a method.

上記のように、開孔側壁の一部乃至片側のみを選択的に
サイドエツチングする技術が各種の素子の製造工程中で
どのように用いられていたかを先ず説明するため、第1
〜3図に即し、−例として電界効果トランジスタの従来
の製造工程に就き説明する。
As mentioned above, in order to first explain how the technique of selectively side-etching only a part or one side of the side wall of the opening has been used in the manufacturing process of various devices, we will introduce the first part.
3, a conventional manufacturing process for a field effect transistor will be explained as an example.

第1−a図に示すように、本例では、基板1として半導
体基板が挙げられており、後述のように、選択サイドエ
ツチングの対象となる第1層としては、この上に形成さ
れた5i02膜2がこれを成している。
As shown in FIG. 1-a, in this example, a semiconductor substrate is used as the substrate 1, and as will be described later, the first layer to be subjected to selective side etching is the 5i02 layer formed thereon. Membrane 2 does this.

また、後述の第二マスク材料3は多結晶Si膜でもよい
Further, the second mask material 3 described later may be a polycrystalline Si film.

以下、製造手順を追う。先づ、半導体基板1の上にSi
O2膜2を比較的厚く(例えば1μ以上)耐着または生
成し、さらにその上に薄い(例えば500人程度) S
is N4膜3を耐着または生成する。
The manufacturing steps are explained below. First, Si is deposited on the semiconductor substrate 1.
A relatively thick O2 film 2 (for example, 1μ or more) is resistant to adhesion or formed, and a thin film (for example, about 500 people) is formed on top of it.
is N4 film 3 is resistant to adhesion or generated.

通常のホットエッチ工程ではS i 3N4膜3を制御
よくホトエッチするために、さらにSiO2膜4を耐着
する(第1−a図)。
In a normal hot etching process, in order to photoetch the Si 3 N 4 film 3 with good control, a SiO 2 film 4 is further deposited (FIG. 1-a).

次いで第1−b図に示すように、この多層の薄膜を貫通
するように開孔5,6を通常のホトエッチ技術を用いて
形成する。
Next, as shown in FIG. 1-b, openings 5 and 6 are formed through the multilayer thin film using a conventional photoetching technique.

すなわち、ホトエッチ技術によりS 102膜4の上に
レジスト膜を耐着し、このレジスト膜を選択的に写真露
光工程を経て開孔5,6に相当する部分を現像液で溶か
し去り、適当な処理を施した後、その部分を通して81
02膜4をHF系溶液で溶かし去り、その後昇温リン酸
系の溶液でS i 3N4膜3を溶かし去り、そのS
t 3 N4膜3の開孔をマスクとして厚いS i02
膜2を選択エツチングする。
That is, a resist film is adhered onto the S102 film 4 using photoetching technology, and this resist film is selectively subjected to a photo exposure process to dissolve away portions corresponding to the openings 5 and 6 with a developer, and then subjected to appropriate processing. 81 through that part.
02 membrane 4 is dissolved away with an HF-based solution, and then the S i 3N4 membrane 3 is dissolved away with a heated phosphoric acid-based solution, and the S i 3N4 film 3 is dissolved away.
t 3 Using the openings in the N4 film 3 as a mask, thick S i02
Film 2 is selectively etched.

この時すでにレジストが昇温リン酸系の溶液で除去され
ているので、厚いSiO2膜2の選択エツチングにより
上部のSiO2膜4は薄いために完全に全面が溶かし去
られている。
At this time, since the resist has already been removed with a heated phosphoric acid solution, the thick SiO2 film 2 is selectively etched, so that the thin SiO2 film 4 on the top is completely dissolved away.

しかしS 13 N4膜3はHF系の液におかされてい
ないのでマスクとして残っている。
However, the S 13 N4 film 3 remains as a mask because it is not soaked in the HF-based liquid.

その後開孔5,6を通して基板1と逆の電導形の不純物
を拡散し、基板表面近傍に領域10.11を形成する。
Thereafter, impurities having a conductivity type opposite to that of the substrate 1 are diffused through the openings 5 and 6 to form regions 10.11 near the surface of the substrate.

この拡散に伴って領域10.11の表面には酸化膜10
I、111が形成される場合がある。
With this diffusion, an oxide film 10 is formed on the surface of the region 10.11.
I, 111 may be formed.

次いで、開孔5の側壁全面ではなく、必要な一部乃至断
面で見て片面のみサイドエツチングを施す工程に移る。
Next, the process moves to a step of performing side etching not on the entire side wall of the opening 5, but only on one side of the necessary part or cross section.

そのために、本例では、間にS t 3 N4膜3が介
在するが、当該SiO□膜2の開孔5のサイドエツチン
グをしたくない方の側面を第1−〇図示のように第3の
マスク材料による第3の層7で覆っておく。
For this purpose, in this example, the S t 3 N 4 film 3 is interposed between the two, but the side surface of the opening 5 of the SiO □ film 2 on which side etching is not desired is placed in the It is covered with a third layer 7 of masking material.

勿論、ここで述べている従来の製造工程では、この層7
の選択的な形成は通常のホトエッチ技術によっており、
それ故、後述の欠点を持っている。
Of course, in the conventional manufacturing process described here, this layer 7
The selective formation of is done by conventional photoetching techniques,
Therefore, it has the drawbacks described below.

尚、サイドエッチが対象であるので、介在する層3は考
えなくとも良く、SiO□膜2を第1層、選択サイドエ
ツチング用マスク層7を第2層と言うこともできるし、
第1層が層2,3の複数層から成っていると言うことも
できる。
Incidentally, since the side etching is targeted, there is no need to consider the intervening layer 3, and the SiO□ film 2 can be called the first layer and the selective side etching mask layer 7 can be called the second layer.
It can also be said that the first layer consists of layers 2 and 3.

ともかくも、第1層開孔の一部をサイドエッチするため
のマスク層7を形成した後サイドエッチすれば主要動作
部分のみが形成できる。
In any case, only the main operating portion can be formed by forming the mask layer 7 for side-etching a portion of the opening in the first layer and then performing side-etching.

(第1d図)。(Figure 1d).

次いで第1−e図に示すように、第三のマスク材料7を
除去し、さらに要すれば第二層であるS t 3 N4
膜3を除去し、半導体表面の全体またはサイドエッチし
た部分の半導体表面に絶縁膜13を酸化、気相成長、蒸
着などにより生成する。
Next, as shown in FIG. 1-e, the third mask material 7 is removed, and if necessary, the second layer S t 3 N4 is removed.
The film 3 is removed, and an insulating film 13 is formed on the entire semiconductor surface or a side-etched portion of the semiconductor surface by oxidation, vapor phase growth, vapor deposition, or the like.

最後に、第1−f図示のように、領域10゜11上にコ
ンタクトホールIOC,11Cを形成し、さらに領域1
0.11にコンタクトホール1oc、iicを通して電
極10E、IIEを形成し、主要動作部分12の絶縁膜
13上に制御電極14を領域10の端部およびS i0
2膜2にまたがるように形成する。
Finally, as shown in Figure 1-f, contact holes IOC and 11C are formed on regions 10 and 11, and
0.11, electrodes 10E and IIE are formed through contact holes 1oc and iic, and a control electrode 14 is formed on the insulating film 13 of the main operating portion 12 at the end of the region 10 and Si0
It is formed so as to span two films 2.

基板1に電極1Eを形成すればデバイスの要部は完成す
る。
The main part of the device is completed by forming the electrode 1E on the substrate 1.

このデバイスは、例えば基板1がp形の高抵抗Si1領
域10,11がn形である場合はデプレッション形の高
周波電界効果トランジスタとなる。
For example, if the substrate 1 is p-type and the high-resistance Si1 regions 10 and 11 are n-type, this device becomes a depletion type high frequency field effect transistor.

実効チャネル長は図中のり。The effective channel length is shown in the figure.

となるので、原理的にはサブミクロンの長さに容易に作
ることができる筈であり、そのために人力容量も小さく
遮断周波数も高くなる。
Therefore, in principle, it should be possible to easily make it to a submicron length, and therefore the human power capacity is small and the cutoff frequency is high.

しかもり。は図面の直角方向にはほぼ均一に得ることが
できる。
And that's it. can be obtained almost uniformly in the direction perpendicular to the drawing.

領域10をソース、領域11をドレインとして使う場合
にはゲートである電極14とドレインとの容量は非常に
小さくなり、帰還容量の小さい妥定なデバイスとなる。
When the region 10 is used as a source and the region 11 is used as a drain, the capacitance between the electrode 14, which is the gate, and the drain becomes very small, resulting in a reasonable device with small feedback capacitance.

上記の説明は領域10.11の半導体表面に既に反転層
が誘起されている場合のデバイスの説明であるが、反転
層が誘起されていない場合は領域10.11の間に比較
的高い電圧を印加してパンチスルー状態にバイアスし、
そのパンチスルー電流を電極14でコントロールするデ
バイスとして用いることもできる。
The above description is for a device in which an inversion layer is already induced on the semiconductor surface in region 10.11, but if an inversion layer is not induced, a relatively high voltage is applied between region 10.11. to bias the punch-through state by applying
It can also be used as a device in which the punch-through current is controlled by the electrode 14.

この場合もデプレッション形の電界効果1〜ランジスタ
と同様の利点を有する。
This case also has the same advantages as the depression type field effect transistor.

また、第1−f図に示されているデプレッション形電界
効果トランジスタをエンハンスメント形にするためには
、第1−e図で示されるサイドエッチ部分への絶縁膜生
成の工程の前に、前記サイドエッチ部分へ開孔5を通し
て領域10よりも表面濃度の薄く領域10と電導形の異
なる領域17を拡散により形成する。
Furthermore, in order to make the depletion type field effect transistor shown in FIG. 1-f an enhancement type, before the step of forming an insulating film on the side etched portion shown in FIG. A region 17 having a lower surface concentration than the region 10 and having a different conductivity type from the region 10 is formed by diffusion through the opening 5 into the etched portion.

その後絶縁膜13の生成を行ない、第1−g図に示され
ているような構造を得る。
Thereafter, an insulating film 13 is formed to obtain a structure as shown in FIG. 1-g.

次いで第1−f図と同様に必要な部分にコンタクトホー
ルIOC,11C形成し、電極を形成して要部の工程を
完了する(第1−h図)(一般に基板1への電fiIE
はデバイスの組立て工程において基板1の取り付けられ
たヘッダー(トランジスタ容器の基体部)がその役割を
果す場合が多い。
Next, contact holes IOC and 11C are formed in the necessary parts in the same manner as in Fig. 1-f, and electrodes are formed to complete the main process (Fig. 1-h).
In many cases, the header (the base portion of the transistor container) to which the substrate 1 is attached plays this role in the device assembly process.

電界効果トランジスタの場合は半導体基板がp形で高抵
抗であると、その表向に反転層が形成されるのが通常で
あるので、ソース、ドレインが例えばストライプ状であ
るとゲート電極でコントロールされない部分、すなわち
ストライプの端部から反転層を通してドレイン・ソース
間にコントロールされない電流が流れる可能性がある。
In the case of field effect transistors, if the semiconductor substrate is p-type and has high resistance, an inversion layer is usually formed on the surface, so if the source and drain are striped, for example, they cannot be controlled by the gate electrode. An uncontrolled current may flow between the drain and the source through the inversion layer from the edge of the stripe.

この場合はこれを抑えるために基板1と同一の電導形の
表面領域16をチャネルの外側に予じめドーピングして
おくか(第1−f図)、ソース領域10またはゲート電
極14で平面的にドレイン領域11を取り囲む平面構造
をとる。
In this case, in order to suppress this, either the surface region 16 of the same conductivity type as the substrate 1 is doped in advance on the outside of the channel (Fig. 1-f), or the source region 10 or gate electrode 14 is doped in a planar manner. A planar structure surrounding the drain region 11 is adopted.

また、半導体表面の反転層を使用しない場合は、少なく
ともソース・ドレイン間またはドレインと領域17の間
には基板表面近くに浅く、基板と電導形の異なる領域を
形成する必要がある。
In addition, if an inversion layer on the semiconductor surface is not used, it is necessary to form a shallow region near the substrate surface at least between the source and drain or between the drain and the region 17 and having a conductivity type different from that of the substrate.

この領域は選択拡散でも形成することができるが、イオ
ン注入またはエビクキシャル成長を用いればより再現性
よく形成できる。
Although this region can be formed by selective diffusion, it can be formed with better reproducibility by using ion implantation or eviaxial growth.

イオン注入の場合はソース・ドレインにまたがつた基板
1の領域に、選択的に基板1と電導形の異なる不純物を
浅く注入してから、既述の第1−a図の工程から出発し
て第1−b図から第1−h図までの工程を経てデバイス
を構成すればよい。
In the case of ion implantation, an impurity having a conductivity type different from that of the substrate 1 is selectively implanted shallowly into the region of the substrate 1 spanning the source and drain, and then the process starts from the process shown in Figure 1-a described above. The device may be constructed through the steps from Fig. 1-b to Fig. 1-h.

エピタキシャル成長を用いる場合は、第2−a図に示す
ように基板1の上に基板1と逆の電導形の領域15を一
様に形成し、その上に拡散マスク9を形成し、ソース・
ドレイン部分を覆うように選択的に拡散マスク9の一部
をホトエッチにより取り去る。
When epitaxial growth is used, as shown in FIG. 2-a, a region 15 of the opposite conductivity type to the substrate 1 is uniformly formed on the substrate 1, a diffusion mask 9 is formed thereon, and a source
A portion of the diffusion mask 9 is selectively removed by photoetching so as to cover the drain portion.

次いで第2−b図に示すように基板1と同電導形の不純
物を領域15よりも深く拡散して領域16を形成し、領
域15を選択的にソース。
Next, as shown in FIG. 2-b, an impurity having the same conductivity type as that of the substrate 1 is diffused deeper than the region 15 to form a region 16, and the region 15 is selectively used as a source.

ドレインおよびその間の領域より少し大きい範囲で残す
Leave an area slightly larger than the drain and the area in between.

次いで拡散マスク9を除去し、領域1゜15.16から
構成される半導体結晶全体を次の工程の大きな意味での
基板とみなし、第1図と同様に第一、第二のマスク材料
2,3と第二のマスク3のエッチマスク4を耐着または
生成し、その後第1−a図、第1−b図、第1−a図、
第1g図、第1−h図に相当する第2− c図、第2d
図、第2− e図、第2−f図、第2−g図の工程を経
てデバイスの要部を完成する。
Next, the diffusion mask 9 is removed, and the entire semiconductor crystal consisting of the region 1°15.16 is regarded as a substrate in the next step in a broad sense, and the first and second mask materials 2, 3 and the etch mask 4 of the second mask 3 are deposited or formed, and then the steps of FIG. 1-a, FIG. 1-b, FIG. 1-a,
Figures 2-c and 2d corresponding to Figures 1-g and 1-h.
The main part of the device is completed through the steps shown in Figures 2-e, 2-f, and 2-g.

この場合は領域16によってドレイン・ソース間のリー
ク電流(制御されない電流)はなくなっているが、領域
16を選択拡散する工程を省くためにソース領域10で
ドレイン領域11を取り囲む構成をとることもできる。
In this case, the leakage current (uncontrolled current) between the drain and source is eliminated by the region 16, but in order to omit the step of selectively diffusing the region 16, it is also possible to adopt a configuration in which the drain region 11 is surrounded by the source region 10. .

第3図は更に他の従来製造工程例で、ゲートとソース・
ドレインがセルフ・アラインされる工程、例えばシリコ
ンゲート工程を含んでいる。
Figure 3 shows yet another example of the conventional manufacturing process.
It includes a process in which the drain is self-aligned, such as a silicon gate process.

第3− a図に示すように、ソース、ドレイン、チャネ
ル形成領域に相当する部分はゲート絶縁膜として薄い絶
縁膜2、その他の部分は厚い絶縁膜2−1を表面に形成
した基板1をホトエッチ技術と気相成長または酸化など
の絶縁膜生成技術を用いて形成する。
As shown in Figure 3-a, a substrate 1 is photo-etched, with a thin insulating film 2 formed on the surface corresponding to the source, drain, and channel forming regions and a thick insulating film 2-1 formed on the other parts. technology and insulating film formation techniques such as vapor phase growth or oxidation.

薄い絶縁膜2は勿論拡散マスクとしても働く材料を選ぶ
The thin insulating film 2 is made of a material that also functions as a diffusion mask.

次いで基板上の絶縁膜上にさらに第二のマスク材料(絶
縁膜2に対するエッチマスク)として多結晶Si膜3を
気相成長技術を用いて生成する。
Next, a polycrystalline Si film 3 is further formed on the insulating film on the substrate as a second mask material (etch mask for the insulating film 2) using a vapor growth technique.

次いで第3−b図に示すように、チャネル形成領域に対
向する部分のみホトエッチ技術により多結晶Si膜を残
し、さらに薄い絶縁膜2を残置した多結晶Si膜3をマ
スクとして溶解し去る。
Next, as shown in FIG. 3-b, the polycrystalline Si film is left only in the portion facing the channel forming region by photoetching, and the polycrystalline Si film 3 with the thin insulating film 2 left thereon is then dissolved away using as a mask.

この時厚い絶縁膜2−1の表面は少しエツチングされる
At this time, the surface of the thick insulating film 2-1 is slightly etched.

このようにして得た開孔5,6から第1の電導形の不純
物を選択拡散し、領域18.19を形成する。
Impurities of the first conductivity type are selectively diffused through the openings 5 and 6 thus obtained to form regions 18 and 19.

なお、18I、19Iは選択拡散に際して領域1B、1
9上に形成された絶縁膜である。
Note that 18I and 19I are used in areas 1B and 1 during selective diffusion.
This is an insulating film formed on 9.

次いで第三のマスク材料7を表面に耐着し、サイドエッ
チを行なう開孔部分を含む部分8を従来の通常のホトリ
ソグラフ技術を経て溶解し去る(7はホトレジストでも
よい)。
A third mask material 7 is then adhered to the surface, and portions 8 including the openings to be side-etched are dissolved away using conventional photolithography techniques (7 may be photoresist).

多結晶Si膜と第三のマスク材料7をマスクとして開孔
6の開孔5に近い部分の側面(絶縁膜2の一部)をサイ
ドエッチにより必要な長さだけ取り去る(第3−C図)
Using the polycrystalline Si film and the third mask material 7 as a mask, the side surface of the opening 6 near the opening 5 (part of the insulating film 2) is removed by side etching to a required length (Fig. 3-C). )
.

次いでマスク材料7、要すれば酸化膜18I、19Iを
除去し第2の電導形の不純物の拡散によりドレイン11
、ソース10の領域を開孔6,5より形成する。
Next, the mask material 7 and, if necessary, the oxide films 18I and 19I are removed, and the drain 11 is formed by diffusion of the second conductivity type impurity.
, the region of the source 10 is formed through the openings 6 and 5.

この時領域19のソース側の部分19−1はその表面が
完全に第2の電導形の不純物領域11で覆われており、
領域19はドレイン・ソース間の半導体表面のチャネル
を通しての伝導を妨げない。
At this time, the surface of the source side portion 19-1 of the region 19 is completely covered with the second conductivity type impurity region 11,
Region 19 does not impede conduction through the channel of the semiconductor surface between the drain and source.

一方、領域18の表面は、第2の電導形の不純物の拡散
を深くしておけばソース領域が領域18と同一の拡散孔
から拡散されているので、ソース・ドレイン間に領域1
8の拡散距離とソース領域の拡散距離との差分Lcだけ
残っており、これはサブミクロンとなる。
On the other hand, if the impurity of the second conductivity type is diffused deeply, the source region will be diffused from the same diffusion hole as the region 18, so the surface of the region 18 will have a region between the source and drain.
Only the difference Lc between the diffusion length of 8 and the diffusion length of the source region remains, which is submicron.

従って、残置した多結晶Si膜3をゲートとして用いれ
ば実効的にこの拡散距離の差分がチャネル長となった高
周波デバイスを形成することができる。
Therefore, by using the remaining polycrystalline Si film 3 as a gate, it is possible to form a high frequency device in which the channel length is effectively the difference in diffusion distance.

第3−d図は上記の説明の他にさらにドレイン・ソース
領域形成後、開孔表面と多結晶Si膜表面に絶縁膜13
を生成したものの断面図が示されている。
In addition to the above explanation, Fig. 3-d shows that after forming the drain/source region, an insulating film 13 is formed on the surface of the opening and the surface of the polycrystalline Si film.
A cross-sectional view of what was generated is shown.

その後ソース、ドレイン、多結晶Si(ゲ゛−ト)膜上
の絶縁膜13上にコンタクトホール10C211C,3
Cを形成し、各電極を形成して要部を完成する(第3−
e図)。
After that, contact holes 10C, 211C, 3 are formed on the insulating film 13 on the source, drain, and polycrystalline Si (gate) films.
C and form each electrode to complete the main part (3rd-
Figure e).

基板1は第1または第2の電導形としてもデバイスは動
作する。
The device also operates if the substrate 1 is of the first or second conductivity type.

以上、具体的な半導体素子製造工程例を説明したが、先
にも少し触れたように、こうした製造工程中では、例え
ば第1−c、d図や第2− e図、第3− c図に示す
ように、成る層に開けた開孔の側壁の全部ではなく部分
的にのみサイドエツチング処理を施したい場合があるこ
とが判かる。
Specific examples of semiconductor device manufacturing processes have been explained above, but as mentioned earlier, during these manufacturing processes, for example, the steps shown in Figures 1-c and d, Figure 2-e, and Figure 3-c are shown. As shown in FIG. 2, it can be seen that there are cases where it is desired to perform side etching on only a portion of the side wall of an opening formed in a layer, rather than all of it.

素子寸法の小型化等に継がるからである。This is because it will lead to smaller element dimensions.

而して、従来のホトエッチ技術では、こうした要請があ
っても、その選択サイドエツチングのためのマスク7を
所要通りのパターンに形成できない場合があったのであ
る。
However, with the conventional photoetching technique, even if such a request is made, there are cases in which it is not possible to form the mask 7 for selective side etching into a desired pattern.

例えば、複数の開孔が非常に近接していて、既存のホト
エッチ技術の位置合せ精度限界以下にあるような場合は
、マスク7の開孔底面部分を所要量だけ取除くことは至
難乃至不可能だったのである。
For example, if multiple holes are very close to each other and the alignment accuracy is below the limit of existing photoetch technology, it is extremely difficult or impossible to remove the required amount of the bottom surface of the holes in the mask 7. It was.

勿論、そうでなくとも、マスク7の端面とサイドエツチ
ングすべき面との距離精度は到底出し難く、通常のホト
エッチ技術による精度を超えることは固よりできなかっ
た。
Of course, even if this is not the case, it is extremely difficult to achieve a precision in the distance between the end face of the mask 7 and the surface to be side-etched, and it has certainly not been possible to exceed the precision achieved by ordinary photoetching techniques.

本発明は、この点に鑑でなされたもので、このような通
常のホトエッチ精度を超えての精度が要求される微小構
造の場合にも再現性良く適用できる形成方法を提供せん
とするものである。
The present invention has been made in consideration of this point, and aims to provide a forming method that can be applied with good reproducibility even in the case of microstructures that require precision exceeding that of ordinary photoetching. be.

以下、第4図に即し、本発明の実施例に就き説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIG.

上述した従来の製造側同様、電界効果トランジスタを製
作する場合を例に採ると、先ず、基板1の上に、本発明
の適用を受けて選択サイドエツチングを受けるようにな
る第1層としての第一のマスク材料層2を形成した後、
通常のホトエッチ技術で開孔を形成し、この開孔からの
不純物拡散によりソース、ドレイン領域10,11を形
成する。
As with the conventional manufacturing side described above, taking the case of manufacturing a field effect transistor as an example, first, a first layer is formed on the substrate 1, which is to undergo selective side etching by applying the present invention. After forming the first mask material layer 2,
Openings are formed using a normal photoetching technique, and source and drain regions 10 and 11 are formed by diffusion of impurities through the openings.

ソース領域10、ドレイン領域11の上には、酸化膜1
0I、111が形成されることもある。
An oxide film 1 is formed on the source region 10 and the drain region 11.
0I, 111 may also be formed.

次に、第4− a図では既に開孔8が開けられてしまっ
ている状態で示されているが、基板上の第1層乃至拡散
マスク2と開孔底面を含む全面に該第1層のエッチ手段
に耐性を有する感光性材料より成る第2層としてのマス
ク層7を形成する。
Next, although FIG. 4-a shows a state in which the openings 8 have already been made, the first layer is coated over the entire surface including the first layer on the substrate, the diffusion mask 2, and the bottom surface of the openings. A mask layer 7 is formed as a second layer made of a photosensitive material that is resistant to the etching method described above.

而して、開孔8を開けるに際し、通常のホトエッチ技術
におけるような主面直角方向からの露光を避け、サイド
エッチしたい開孔側壁側に傾いた該直角方向とは角度を
なす方向から、マスク層7を露光すると、当該開口側壁
の影に入った部分は露光されないことになる。
Therefore, when opening the opening 8, avoid exposure from the direction perpendicular to the main surface as in normal photoetching techniques, and expose the mask from a direction that is at an angle to the perpendicular direction, which is inclined toward the side wall of the opening where side etching is desired. When layer 7 is exposed, the shadowed portion of the side wall of the opening will not be exposed.

従って、こうした処理を施した後の現像工程によれば、
当該未露光部分が現像溶液に溶かし去られ、第4−b図
示のように、マスク7に目的とする開孔8が得られる。
Therefore, according to the development process after such processing,
The unexposed portions are dissolved in the developing solution, and the desired openings 8 are obtained in the mask 7, as shown in Figure 4-b.

この開孔8の大きさ乃至露呈したマスク2の側壁とマス
ク7の臨向端面間の距離は、通常のホトエッチ技術でそ
の位置合せ精度に拘束されるのと異なり、かなりな高精
度で決定することができる。
The size of this opening 8 or the distance between the exposed side wall of the mask 2 and the facing end surface of the mask 7 is determined with a fairly high degree of accuracy, unlike in ordinary photoetching techniques, which are limited by alignment accuracy. be able to.

また、第4−8図中の斜線が光照射方向であるので、こ
れから直ぐに判かるように、上記の距離は斜め方向の傾
斜具合、即ち光照射方向傾斜角の関数であり、設計性も
優れていることは本図からして自明の理である。
In addition, since the diagonal line in Figure 4-8 is the direction of light irradiation, as you will soon see, the above distance is a function of the degree of inclination in the diagonal direction, that is, the angle of inclination of the direction of light irradiation, and the design is excellent. It is obvious from this figure that

このようにして、所要の開孔8が形成できれば、第1図
に即して説明した通常の処理により、マスク2のサイド
エツチングすべき部分を所期通りサイドエッチして、基
板表面を露呈させることができ、絶縁膜13、コンタク
トホール10 C、11C。
If the required opening 8 can be formed in this way, the portion of the mask 2 to be side-etched is side-etched as expected by the normal process explained in conjunction with FIG. 1, and the substrate surface is exposed. Insulating film 13, contact holes 10C, 11C.

電極10E、11E、12の形成をもって第4C図示の
ように第1−f図示の素子本来の特長を有する、しかも
、遥かに高精度寸法性、再現性の素子が完成する。
By forming the electrodes 10E, 11E, and 12, an element is completed, as shown in Figure 4C, which has the original features of the element shown in Figures 1-F, but with much higher dimensional accuracy and reproducibility.

このように、本発明によれば、第1−e図を例に採った
が、既述のように、第2− e図や第30図示のように
、いずれも、成る層に開けた開孔の全側壁ではなく、一
部のみをサイドエツチングしたい用途において、従来は
マスク位置合せ精度の拘束が生まれる程の微小構造に至
ると、当然にその拘束によって所期通りにマスク乃至第
2層7に所要の開孔8を開けることができず、従って以
後の領域整合手段形成が行えない等の実情があったのに
対し、こうした欠陥を完全に克服する。
As described above, according to the present invention, FIG. 1-e is taken as an example, but as described above, as shown in FIG. 2-e and FIG. In applications where it is desired to side-etch only a part of the side wall of the hole, if the structure is so small that the mask alignment accuracy is constrained, it is natural that the mask or second layer 7 will not be etched as expected due to the constraint. In contrast to the actual situation in which it was not possible to form the required openings 8 and therefore the subsequent formation of area matching means was not possible, this defect is completely overcome.

ことができるため、その効果は甚だ犬なるものがある。Because it can be done, its effectiveness is quite impressive.

また、実施例中では、基板に形成された異質の領域とし
て、ソース、ドレイン領域のように、基板中に形成され
た領域を挙げているが、要は、このような成る領域と整
合を採るべき領域の形成手段としてサイドエッチを利用
する場合に、従来は余りに微細化していくとこれが行え
ないという実情を克服したこと、及びそのための斜め方
向露光に代表される構成に本発明の骨子があるのである
から、当該式る領域は基板に関し、且つ第1層開孔に関
して形成されているものであれば、基板上であっても、
開孔底面部分の基板を適当に除去した除去領域であって
も、−向に差仕えない。
In addition, in the examples, regions formed in the substrate, such as source and drain regions, are mentioned as foreign regions formed in the substrate, but the point is that the regions formed in the substrate are matched with such regions. The gist of the present invention lies in overcoming the fact that conventionally, when using side etching as a means of forming the desired area, this cannot be done if the size is too small, and the structure represented by oblique exposure for this purpose. Therefore, as long as the region concerned is related to the substrate and is formed relative to the first layer opening, even if it is on the substrate,
Even in the removed area where the substrate at the bottom of the hole is removed appropriately, there is no problem in the negative direction.

いずれも、基板に設けられた異質領域と一括できるから
、こうした構成に対して本発明を適用すれば良い。
In either case, the present invention can be applied to such a configuration since it can be combined with a heterogeneous region provided on the substrate.

即ち、第2層7の全面塗付から斜め露光、遮光部分の現
像除去工程を経れば良い。
In other words, it is sufficient to go through the steps of applying the second layer 7 over the entire surface, obliquely exposing it to light, and developing and removing the light-shielded portion.

例えば、上記した成る領域として、つまり、開孔を介し
て基板に設けられた異質領域としてはショットキ接合形
成用の蒸着層とか合金によるシリサイド乃至低抵抗・領
域層等であっても良い。
For example, the above-mentioned region, that is, the heterogeneous region provided in the substrate through the opening, may be a vapor deposited layer for forming a Schottky junction, a silicide layer made of an alloy, a low resistance region layer, or the like.

また、本発明の適用の結果得られる上記異質領域と整合
した領域の形成手段により得られる当該整合領域も本来
的に素子に応じた任意の閉頭であり、メッキ層等であっ
ても良い。
Further, the matching region obtained by the means for forming a region matching the above-mentioned heterogeneous region obtained as a result of application of the present invention also has an arbitrary closed head depending on the element, and may be a plated layer or the like.

結局、図示した実施例のように、本発明の方法を電界効
果トランジスタに応用すれば従来はホトエッチ精度に支
配されて、所望の選択サイドエツチング処理ができない
程の微小寸法に至っても、これをなすことができ、その
本来の特長に加えて更なる小型化、従って高周波性能等
の性能上の向上をも得られるものである。
As a result, if the method of the present invention is applied to a field effect transistor as in the illustrated embodiment, even if the dimensions are so small that the desired selective side etching process cannot be performed, it will be possible to perform the desired selective side etching process. In addition to its original features, it is possible to achieve further miniaturization and, therefore, to improve performance such as high frequency performance.

その他でも、基板に形成した第1層に貫通開孔を開け、
この詞孔部の基板に設けられた異質領域に対し、整合を
採るべき領域を形成するための手段として、該開孔の選
択サイドエツチングを利用したいが、従来の通常のホト
エッチ技術では精度的に無理である、というような用途
にも、本発明はなべて適用でき、そうした分野にはまさ
しく儒倖となるものである。
In other cases, a through hole is formed in the first layer formed on the substrate,
We would like to use selective side etching of the hole as a means of forming an area that should be aligned with the heterogeneous area provided on the substrate in the hole, but conventional photoetching techniques are not accurate. The present invention can be applied to all kinds of applications that would otherwise be impossible, and is truly useful in such fields.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図乃至第3図は従来の微小構造製造工程例の説明図
、第4図は本発明の一実施例の製造工程の説明図、であ
る。 図中、1は基板、2は第一層、5は開孔、7はサイドエ
ッチ用マスク材料から成る第二層、である。
FIGS. 1 to 3 are explanatory diagrams of examples of conventional microstructure manufacturing processes, and FIG. 4 is explanatory diagrams of manufacturing processes of an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a substrate, 2 is a first layer, 5 is an opening, and 7 is a second layer made of side etching mask material.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 基板上に第一マスク材料による第1層を形成し、該
第1層に貫通する開孔を形成し、該開孔部の上記基板に
該基板と異質の領域を形成した後、上記第1層のエッチ
手段に耐性を有する感光性材料による第2層を塗布し、
上記基板に斜め方向から露光した後、該開孔部側面にお
ける遮光部分の第2層を現像除去し、これにより露呈し
た側面から選択的に第1層の一部をサイドエッチして除
去し、該除去部分を前記異質の領域と整合した領域形成
用の手段として用いることを特徴とする微小構造の形成
方法。
1. After forming a first layer of a first mask material on a substrate, forming an opening penetrating through the first layer, and forming a region different from the substrate in the substrate in the opening portion, applying a second layer of photosensitive material resistant to the etching means of the first layer;
After exposing the substrate to light from an oblique direction, the second layer of the light-shielding portion on the side surface of the opening is removed by development, and a part of the first layer is selectively side-etched and removed from the exposed side surface, A method for forming a microstructure, characterized in that the removed portion is used as a means for forming a region that matches the foreign region.
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