JPS5934631A - 半導体装置製造方法 - Google Patents
半導体装置製造方法Info
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- JPS5934631A JPS5934631A JP14541482A JP14541482A JPS5934631A JP S5934631 A JPS5934631 A JP S5934631A JP 14541482 A JP14541482 A JP 14541482A JP 14541482 A JP14541482 A JP 14541482A JP S5934631 A JPS5934631 A JP S5934631A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
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- Power Engineering (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技３；１分野〕
この発明は１粒子線を利用する半導体装置製造方法に関
する。
する。
集積回路素子をはじめとする殆ど全ての半導体素子では
薄膜の一部を写真蝕刻法を用いて除去しパターンニング
するブレーナ法が用いられ、同一平面内に各種素子を形
成させている。この種の工程で問題となる点は、パター
ンユング後に膜厚と等しい段差が発生する事である。こ
の問題を解決するために素子基板面におかれた薄膜が例
えばリン添加シリカガラス膜（ＰＳＧ膜）である喝ｒＬ
バターニング後にこの薄膜を高温処理し溶融させて段差
を平滑にし、又はパターニングするに際して特殊なエツ
チング液を用いることにより段差になめらかな傾斜を設
け、或いは予じめ所定の厚さよりも厚く薄膜を堆積した
後ドライエツチングによりエツチング速度の形状依存性
を利用して段差を減少させる等の手法が開発され、実用
に供されて来た。
薄膜の一部を写真蝕刻法を用いて除去しパターンニング
するブレーナ法が用いられ、同一平面内に各種素子を形
成させている。この種の工程で問題となる点は、パター
ンユング後に膜厚と等しい段差が発生する事である。こ
の問題を解決するために素子基板面におかれた薄膜が例
えばリン添加シリカガラス膜（ＰＳＧ膜）である喝ｒＬ
バターニング後にこの薄膜を高温処理し溶融させて段差
を平滑にし、又はパターニングするに際して特殊なエツ
チング液を用いることにより段差になめらかな傾斜を設
け、或いは予じめ所定の厚さよりも厚く薄膜を堆積した
後ドライエツチングによりエツチング速度の形状依存性
を利用して段差を減少させる等の手法が開発され、実用
に供されて来た。
しかしこれらの手法は本質的に完全な平坦表面を得させ
るものでなく、素子の微Ｘｌ！１ （５、多層化に伴な
い、これらの方法によって段差の問題を解決する事は円
錐になっている。
るものでなく、素子の微Ｘｌ！１ （５、多層化に伴な
い、これらの方法によって段差の問題を解決する事は円
錐になっている。
この発明は各種領域を設けるにあたりこのように段差を
おくような欠点を除き改ｐされた半導体装同製造方法を
提供するにある。
おくような欠点を除き改ｐされた半導体装同製造方法を
提供するにある。
即ちこの発明は、各段がそれぞれ種類１組合わせを異に
し−て選択された１ｙ数の領域群から成っている半導体
基板−ヒの多段領域群を、各段毎に領域群の各領域に対
応して選択され且つ少くとも一部がイオン化されている
粒子線を所望範囲に走査させることにより形成する半導
体装置製造方法にある。
し−て選択された１ｙ数の領域群から成っている半導体
基板−ヒの多段領域群を、各段毎に領域群の各領域に対
応して選択され且つ少くとも一部がイオン化されている
粒子線を所望範囲に走査させることにより形成する半導
体装置製造方法にある。
このようなこの発明は、イオンビーム域は一部がイオン
ｆヒされた塊状イオンビームである粒子線を基板上に照
射して所望領域を形成する事を基本とする。その際粒子
線源は各種所望の半導体装置形成に必−Ｍな利ネ４を１
ｎ１１えたものとする。発生させた所望の粒子線、即ち
堆積させたい材料の粒子線を基板上に走存さｌすながら
、所定素子形状に対応して区切られた領域を各段毎に選
択的に照射する。
ｆヒされた塊状イオンビームである粒子線を基板上に照
射して所望領域を形成する事を基本とする。その際粒子
線源は各種所望の半導体装置形成に必−Ｍな利ネ４を１
ｎ１１えたものとする。発生させた所望の粒子線、即ち
堆積させたい材料の粒子線を基板上に走存さｌすながら
、所定素子形状に対応して区切られた領域を各段毎に選
択的に照射する。
走査速度は各粒子の堆積速度を考慮して領域別に変ｆヒ
させ、全体が常に平坦な表向形状を保つ様に制御する。
させ、全体が常に平坦な表向形状を保つ様に制御する。
イオンｆヒは、電子衝撃、プラズマ応用、放電応用等の
手段により粒子線源側で行なう。但しイオンビームは、
精密な粒子１（（ｉ財址制御を必要とする場合５例えば
不純物添加領域の形成の場合等に有利であるし、一部イ
オン化した塊状ビームは高い領域形成速度を必要とする
場合に有利である。この手法により各段毎に絶縁膜、半
ｚｎ体摸、不純物添加領域、電極、配線等容く・ｑ域か
ら成る複雑な半導体装置を形成するのである。使用する
粒子線径は形成する素子の最小寸法に比べ充分に小さい
値である事が必要で、高年４１ＪＬ度ＬＳＩを形成する
には規準寸法の１／２〜１／１０４’Ｉｉ度の径に集束
された粒子線を用いる必要がある。
手段により粒子線源側で行なう。但しイオンビームは、
精密な粒子１（（ｉ財址制御を必要とする場合５例えば
不純物添加領域の形成の場合等に有利であるし、一部イ
オン化した塊状ビームは高い領域形成速度を必要とする
場合に有利である。この手法により各段毎に絶縁膜、半
ｚｎ体摸、不純物添加領域、電極、配線等容く・ｑ域か
ら成る複雑な半導体装置を形成するのである。使用する
粒子線径は形成する素子の最小寸法に比べ充分に小さい
値である事が必要で、高年４１ＪＬ度ＬＳＩを形成する
には規準寸法の１／２〜１／１０４’Ｉｉ度の径に集束
された粒子線を用いる必要がある。
この発明の実施例について図面を用いて１説明する。第
１図はこの例で用いられ各１１１を粒子ＰＡ諒（１，１
１）−（ｌｌｎ）を備えた河咬堆積装置ｉＺ （＋０１
の断面図である。所望の半導体装置に対応して選択され
る各種粒子線源は％液体窒素冷却槽（１２１内に設けら
れて分岐している各室（１３１’）・・・（１３ｎ）に
ガス状態或いは抵抗加熱又は電子線加熱による融面状帳
で収められている。この線源の上方に開閉自在のシャ゛
ツタ（１，４］、）・・・（１４ｎ）が詩かれ、さらに
その上部に粒子線を所望の方向に照射させるＸＹ走査電
極（１９が配置されている。半導体基板（１６）は、ボ
ルダ−（１７１に保持され背後にヒータ０８１をおいて
、粒子線照射方向に向けられている。
１図はこの例で用いられ各１１１を粒子ＰＡ諒（１，１
１）−（ｌｌｎ）を備えた河咬堆積装置ｉＺ （＋０１
の断面図である。所望の半導体装置に対応して選択され
る各種粒子線源は％液体窒素冷却槽（１２１内に設けら
れて分岐している各室（１３１’）・・・（１３ｎ）に
ガス状態或いは抵抗加熱又は電子線加熱による融面状帳
で収められている。この線源の上方に開閉自在のシャ゛
ツタ（１，４］、）・・・（１４ｎ）が詩かれ、さらに
その上部に粒子線を所望の方向に照射させるＸＹ走査電
極（１９が配置されている。半導体基板（１６）は、ボ
ルダ−（１７１に保持され背後にヒータ０８１をおいて
、粒子線照射方向に向けられている。
粒子線源としてはＳ；ｔＯｂＰｍＡ）、Ｎ、Ｒ等を準備
する。Ｓｉ、Ａノ、Ｂ等は電子ビーム筒音により溶解さ
せ次いで蒸発させた粒子をイオン化し、静電レンズで収
束させて粒子線源とするつＰは、通常の分子線エピタキ
シーに用いるものと同様にルツボを用い抵抗加熱して蒸
発させ、この粒子を電子衝撃によりイオン化し、静電レ
ンズにより収束させて粒子線源とする。０．Ｎ等はそれ
ぞれＯ，、Ｎ。
する。Ｓｉ、Ａノ、Ｂ等は電子ビーム筒音により溶解さ
せ次いで蒸発させた粒子をイオン化し、静電レンズで収
束させて粒子線源とするつＰは、通常の分子線エピタキ
シーに用いるものと同様にルツボを用い抵抗加熱して蒸
発させ、この粒子を電子衝撃によりイオン化し、静電レ
ンズにより収束させて粒子線源とする。０．Ｎ等はそれ
ぞれＯ，、Ｎ。
ガスを１１離させ、静電レンズで収束させて粒子線（）
γさする。
γさする。
各粒子線瞭は、基板の同一位置にビームがあたる様に軸
合せされており、またＸＹ走査電極により基板上を走査
できる。又各粒子線源には１機械的に動作するシャッタ
が備えられており、外部から駆＋１４ｂシて粒子線の照
射を断続できる。これら粒子線源の周囲には、液体窒素
槽が配備され、主として粒子源の高温部から放出される
ガスを吸着させて５薄膜堆積装置内を汚染から守る様に
しである。
合せされており、またＸＹ走査電極により基板上を走査
できる。又各粒子線源には１機械的に動作するシャッタ
が備えられており、外部から駆＋１４ｂシて粒子線の照
射を断続できる。これら粒子線源の周囲には、液体窒素
槽が配備され、主として粒子源の高温部から放出される
ガスを吸着させて５薄膜堆積装置内を汚染から守る様に
しである。
シリコン基板は抵抗加熱ヒータ（１８）にマウントされ
て、最高１２００゛Ｏまで加熱される事ができる。
て、最高１２００゛Ｏまで加熱される事ができる。
基板ホルダーは、以下図示されていない試料予備室で予
め１０−’ Ｔｏｒｒ程度に真空排気された鏝、隔離バ
ルブを開放して堆積チェンバに挿入される。
め１０−’ Ｔｏｒｒ程度に真空排気された鏝、隔離バ
ルブを開放して堆積チェンバに挿入される。
堆積チェンバはクライオポンプ、イオンポンプ、ターボ
分子ポンプにより、２ Ｘ １０”’ Ｔｎｒｒ以下の
圧力に排気される。
分子ポンプにより、２ Ｘ １０”’ Ｔｎｒｒ以下の
圧力に排気される。
このような第１図装置によりま４゛シリコン基板を予め
予備室内で１０００℃に加熱処理し１表面を清浄化させ
る。堆積チェンバにこの基板を移送した後、計算機制御
により各粒子線源の断続、ｘｙ定走査制御して所望＠Ｖ
膜を各段毎に形成する。薄膜を堆積する開基板は特別の
場合を除き表面幌度７００℃に加熱する。
予備室内で１０００℃に加熱処理し１表面を清浄化させ
る。堆積チェンバにこの基板を移送した後、計算機制御
により各粒子線源の断続、ｘｙ定走査制御して所望＠Ｖ
膜を各段毎に形成する。薄膜を堆積する開基板は特別の
場合を除き表面幌度７００℃に加熱する。
第２図に粒子線走査と粒子＋１！ｉ！断続の様子を２ρ
、−段について示す。基板帯域ｒ％ Ｔ、Ｉｔでは、Ｓ
ｒ”とＯ−ビームをあててＳ ＋０２領域（Ｉｔ）を堆
積させ、帯域■上では、Ｒｊ゛ビームみをあててＳｒを
エピクキシャル成長させである。
、−段について示す。基板帯域ｒ％ Ｔ、Ｉｔでは、Ｓ
ｒ”とＯ−ビームをあててＳ ＋０２領域（Ｉｔ）を堆
積させ、帯域■上では、Ｒｊ゛ビームみをあててＳｒを
エピクキシャル成長させである。
この（パβな方法で形成されたＭＯＳＦＥＴの断面図を
第３図に示す。但しアルミニウム配線層形成時には基板
篇度は特に３００ ’０に変更されている。まずｌ′１
号初に段Ｃａ１ｌをＳｉ＋Ｏのビーム？こよるＳ ＋０
２領域（３１イ）とＳｉビームにＢビームを加えて、型
Ｓ１領域（３１０）により形成する。次にｐ型Ｓ１領域
の一部にソース、ドレインを形成するためにｓｈビーム
を添加して、ｎ型Ｓｉ領域（３２／−）を選択的に形成
する。
第３図に示す。但しアルミニウム配線層形成時には基板
篇度は特に３００ ’０に変更されている。まずｌ′１
号初に段Ｃａ１ｌをＳｉ＋Ｏのビーム？こよるＳ ＋０
２領域（３１イ）とＳｉビームにＢビームを加えて、型
Ｓ１領域（３１０）により形成する。次にｐ型Ｓ１領域
の一部にソース、ドレインを形成するためにｓｈビーム
を添加して、ｎ型Ｓｉ領域（３２／−）を選択的に形成
する。
次に段（３：脅をフィールド酸化膜及びソースとドレイ
ンの中間のゲート酸ｒｅｙとしてＳｉ→Ｏビームによる
Ｎｌ １ヒｌＩ′Ｊ（３３イ）、及びソース、ドレイン
上の人ノビームによるＡノ配線（３３ホ）で形成する。
ンの中間のゲート酸ｒｅｙとしてＳｉ→Ｏビームによる
Ｎｌ １ヒｌＩ′Ｊ（３３イ）、及びソース、ドレイン
上の人ノビームによるＡノ配線（３３ホ）で形成する。
次に段（肺を８１ビームによる多結晶シリコンゲート電
極（３４二）、ＡノビームによるＡノ配線（３４ホ）及
びフィールド酸化１ｆ；【（３４イ）で形成する。段Ｇ
５１は、ゲートｔｉｃＩ’Ａ 」二の７〜ノ電極とソー
ス、ドレイン配線の各（３５ホ）。
極（３４二）、ＡノビームによるＡノ配線（３４ホ）及
びフィールド酸化１ｆ；【（３４イ）で形成する。段Ｇ
５１は、ゲートｔｉｃＩ’Ａ 」二の７〜ノ電極とソー
ス、ドレイン配線の各（３５ホ）。
ゲート電極を包囲するｅｔヒ模（３５−０で形成される
。
。
段（３（］は、ゲート電極上のＡノミ極とソース、ドレ
イン配線の各（３６ホ）５及びゲー） ｉｉｊ ４＋ｆ
ｕとソース、ドレイン配線の間を絶縁する酸化１じ￥（
３６イ）で形成される。この段（３！ｉｌの表面に保護
嘆として５ｉ０２１１り（３フイ）を形成すると第３図
（１ｑ造のｎチャネルＭＯＳトランジスタが形成される
。
イン配線の各（３６ホ）５及びゲー） ｉｉｊ ４＋ｆ
ｕとソース、ドレイン配線の間を絶縁する酸化１じ￥（
３６イ）で形成される。この段（３！ｉｌの表面に保護
嘆として５ｉ０２１１り（３フイ）を形成すると第３図
（１ｑ造のｎチャネルＭＯＳトランジスタが形成される
。
尚粒子線源には液体金（・九を１す艷った集束イオンビ
ーム源を使用しても良く、またパターン梢Ｉ更を高める
ため粒子線走査籍囲を狭め、基板をｘ、ｙステージｔこ
取り付けてステップ駆１ｉｉＩＪさせてもぼろしい。
ーム源を使用しても良く、またパターン梢Ｉ更を高める
ため粒子線走査籍囲を狭め、基板をｘ、ｙステージｔこ
取り付けてステップ駆１ｉｉＩＪさせてもぼろしい。
基板加熱には抵抗加熱を使用するほか、ＲＦ詩導加熱、
ランプ加熱、レーザビーム加熱＊ ’Ｊｊ子ビーム加熱
等を使用しても同様の効果が得られる・基板表面の清浄
ｆヒには、高幅加熱法を便用するほか、希ガスイオンス
パックリンク、Ｇａイオン照射等を使用しても良ろしい
。
ランプ加熱、レーザビーム加熱＊ ’Ｊｊ子ビーム加熱
等を使用しても同様の効果が得られる・基板表面の清浄
ｆヒには、高幅加熱法を便用するほか、希ガスイオンス
パックリンク、Ｇａイオン照射等を使用しても良ろしい
。
才だ基体はＳｒ素子基板であるほか（ｉａＡｓ 、 （
１ＸＩＰ。
１ＸＩＰ。
０ａＡｊ２Ａ＝、Ｉ ｎ Ｐ等の化合物半導体を用いて
ＬＥＤ。
ＬＥＤ。
レーザ、センサ、高速論理素子等を形成する事もできる
。
。
このようなこの発ＩＪＪの方法を用いることにより常に
平」ｔｌな表向形状を保ぢつつ、半尋体累子の多段領域
群を形成する事ができるので、幾層もの多層配線体を容
易に実現できる。また不純物ドーピングを十ノ、・老体
層形成と同時に行なうことが出来、成長１？ｌｉｕ度を
低くすれば極めて急峻な不純物分布を実現できる。
平」ｔｌな表向形状を保ぢつつ、半尋体累子の多段領域
群を形成する事ができるので、幾層もの多層配線体を容
易に実現できる。また不純物ドーピングを十ノ、・老体
層形成と同時に行なうことが出来、成長１？ｌｉｕ度を
低くすれば極めて急峻な不純物分布を実現できる。
寸だ所望の股間に絶縁層を今した半導体層を多層積層し
て能動素子を形成し、各素子を配線する事により積層ｌ
’ｉ ｔｉ”ｊ遺体を形成する事もできる。
て能動素子を形成し、各素子を配線する事により積層ｌ
’ｉ ｔｉ”ｊ遺体を形成する事もできる。
４ ［イ１面の１“）＋］単な説明
８ｉｊ ］図はこの発明に用いた半導体装置の製造装置
を断面図、２１３２図６．↓素子第一段形成工程を説明
するための半成品換式図、第３図は実施例により形ｔＪ
ｌｙ、シたＭ （ｌ Ｓ Ｉｉ” ＥＴの１仇面図であ
る。
を断面図、２１３２図６．↓素子第一段形成工程を説明
するための半成品換式図、第３図は実施例により形ｔＪ
ｌｙ、シたＭ （ｌ Ｓ Ｉｉ” ＥＴの１仇面図であ
る。
代理人 ｊＰｊｒ＋：士 井 上 −男第１図
Claims (1)
- 各段がそれぞれ種類１組合わせを異にして選択された複
数の領域／ｆｆから成っている半導体基板上の多段領域
群を、各段毎に領域群の各領域に対応しで選択され目つ
少くとも一部がイオンｆヒされている粒子線を所望範囲
に走査させることにより形成するこきを特徴さする半導
体装置製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14541482A JPS5934631A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 半導体装置製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14541482A JPS5934631A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 半導体装置製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5934631A true JPS5934631A (ja) | 1984-02-25 |
Family
ID=15384700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14541482A Pending JPS5934631A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 半導体装置製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5934631A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6481220A (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-27 | Semiconductor Res Found | Formation of metal and semiconductor contact |
| JPH01127589A (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-19 | Shimizu Corp | 人荷用エレベータ等の荷物積卸装置 |
-
1982
- 1982-08-23 JP JP14541482A patent/JPS5934631A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6481220A (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-27 | Semiconductor Res Found | Formation of metal and semiconductor contact |
| JPH01127589A (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-19 | Shimizu Corp | 人荷用エレベータ等の荷物積卸装置 |
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