JPS60119731A - 絶縁性薄膜 - Google Patents
絶縁性薄膜Info
- Publication number
- JPS60119731A JPS60119731A JP58226768A JP22676883A JPS60119731A JP S60119731 A JPS60119731 A JP S60119731A JP 58226768 A JP58226768 A JP 58226768A JP 22676883 A JP22676883 A JP 22676883A JP S60119731 A JPS60119731 A JP S60119731A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- thin film
- carbon
- laminated
- coated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Formation Of Insulating Films (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】
本発明株半導体素子＋超伝導素子又はこれらの集積回路
の作製工程において、電気絶縁性にすぐれ、化学的に安
定な性ＪＸｔ−示す絶縁性薄膜に関する。
の作製工程において、電気絶縁性にすぐれ、化学的に安
定な性ＪＸｔ−示す絶縁性薄膜に関する。
従来、こ憎舒絶縁性薄膜としてシリコン酸化膜（ＳｉＯ
、ＳｉＯｘ）が知られてｉた。ナなわら、これらの材料
Ｌ１真真空層法やスパッタリング法文祉熱酸化法により
、絶縁抵抗が大きく、緻密な絶＃Ｂへを簡単、かつ迅速
に形成できる。
、ＳｉＯｘ）が知られてｉた。ナなわら、これらの材料
Ｌ１真真空層法やスパッタリング法文祉熱酸化法により
、絶縁抵抗が大きく、緻密な絶＃Ｂへを簡単、かつ迅速
に形成できる。
し刀）シ、この種シリコン酸化Ｊ！ａ杖裂造工程上、化
学的に不安定であるとめう欠点をもっている。
学的に不安定であるとめう欠点をもっている。
たとえは、この桓絶縁換上面にさらに電気配線層もしく
は別の素子′Ｊ？よぴ１ｇｌ路などを積層する場金鉱、
通常、ハロゲンガスによるプラズマエツチングやフッ酸
系溶液による化学エツチング！ＩＪｌ現しているが、こ
れらの処理方法によると、下地として使用されてｈるｆ
！緑旋自身も著るしくエツチングされ、絶Ｍ展の絶鰍龍
カを損わず喪間組の１つとなり″［Ｌｎだ。
は別の素子′Ｊ？よぴ１ｇｌ路などを積層する場金鉱、
通常、ハロゲンガスによるプラズマエツチングやフッ酸
系溶液による化学エツチング！ＩＪｌ現しているが、こ
れらの処理方法によると、下地として使用されてｈるｆ
！緑旋自身も著るしくエツチングされ、絶Ｍ展の絶鰍龍
カを損わず喪間組の１つとなり″［Ｌｎだ。
本発明はこのような欠点を除くためになされたものでる
って、絶縁性−に険れ、かつ、化学的に安定な絶縁性博
ｉ’ｉ提供することを目的とする。
って、絶縁性−に険れ、かつ、化学的に安定な絶縁性博
ｉ’ｉ提供することを目的とする。
かかる目的を達成するため本発明にかかる絶縁性薄換紘
ＩＩ８紗性材料からなる薄膜と炭素薄膜ｔ−積層せしめ
たことを特徴とするものである。
ＩＩ８紗性材料からなる薄膜と炭素薄膜ｔ−積層せしめ
たことを特徴とするものである。
以下、本発明の絶縁性薄膜にっりて、実施例に基づいて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
＃Ｉ１図〜第３図り本発明の絶縁性薄膜の構造を示す凶
である。
である。
第１図は基板上に形成した本発明の絶縁性薄膜の構造を
示す断面図でるる。この絶縁性薄膜様、基板ｌｔ−真空
ペルジャ内に保持し、シリコン酸化膜ｔ−抵抗加熱蒸着
法で、基板五表面にシリコン酸化膜の層２を４００ ｎ
ｍ厚に形成した後、さらに、イオンビームスパッタリ
ンク法でシリコン酸化膜の層上面に、炭素膜３を２ｉｍ
の厚さに被層させたものである。
示す断面図でるる。この絶縁性薄膜様、基板ｌｔ−真空
ペルジャ内に保持し、シリコン酸化膜ｔ−抵抗加熱蒸着
法で、基板五表面にシリコン酸化膜の層２を４００ ｎ
ｍ厚に形成した後、さらに、イオンビームスパッタリ
ンク法でシリコン酸化膜の層上面に、炭素膜３を２ｉｍ
の厚さに被層させたものである。
このようにして得られた？３縁性薄膜の化学的安定性ｆ
：町べるため、この絶縁性薄膜（以下試料Ａ１と名付け
る。〕、従来のＳｉ（３ｇおよびＳｉＯぞれ、フッ酸、
硝酸、乳＃ｌｔ−キ務尋■体積比１：ｎｏ ： ｉｓの
割合で混合した溶液をエツチング液とし、液温２５℃で
、１分間ディンピング地理し、これら絶縁性薄膜ＡＩ、
Ａ２．Ａ３およびＡ４上面にエツチングされたエツチン
グ孔を触１弐腓厚ｇ１で測定した結果？を衣−１に示ｔ
０この表−１の測定結果によれに、上記構造の絶縁性薄
膜のエツチング深さは５ｉｍ以下であり、測定精度以下
であり、極めて安定性が向いことが判る。
：町べるため、この絶縁性薄膜（以下試料Ａ１と名付け
る。〕、従来のＳｉ（３ｇおよびＳｉＯぞれ、フッ酸、
硝酸、乳＃ｌｔ−キ務尋■体積比１：ｎｏ ： ｉｓの
割合で混合した溶液をエツチング液とし、液温２５℃で
、１分間ディンピング地理し、これら絶縁性薄膜ＡＩ、
Ａ２．Ａ３およびＡ４上面にエツチングされたエツチン
グ孔を触１弐腓厚ｇ１で測定した結果？を衣−１に示ｔ
０この表−１の測定結果によれに、上記構造の絶縁性薄
膜のエツチング深さは５ｉｍ以下であり、測定精度以下
であり、極めて安定性が向いことが判る。
また、この構造の絶縁性薄膜の浮名方向の電気抵抗は、
Ｍ足誤差範囲内において同じ厚さのシリコン酸化膜とｌ
よは同一の値を有していることが確認できた。ただし、
面厚万同に比べ面内方向の篭気抵抗鉱幾分低下するが、
七の程度は小さく、実用上光分使用できる程度である。
Ｍ足誤差範囲内において同じ厚さのシリコン酸化膜とｌ
よは同一の値を有していることが確認できた。ただし、
面厚万同に比べ面内方向の篭気抵抗鉱幾分低下するが、
七の程度は小さく、実用上光分使用できる程度である。
これＬ上記ＩＩ造の炭素膜の展厚はシリコン酸化膜の１
／２ｏｏと小さいため、面内方向の電気抵抗が高くなる
ためであると雄側さＪＬる。ただし、屍累換を形成する
材料がグラファイトであると、グラファイト自体の電気
抵抗がｌｈ−で小さいため、絶縁性は高りとは言えない
が、カーボン膜の場合は、その電気抵抗匝は１０４Ω・
信であり、極めて向く、絶縁性ｓ膜の層形成材料として
優れていることが判った。この現象は、シリコン酸化膜
の場合だけでなく、酸化アルミニウム（ＡｔｘＣ）ｓ）
など他の杷練物についても同様の結果をボす。また、上
記組成のエツチング液の代りに、ハロゲンガスによるプ
ラズマエツチングのｉ合でも、炭素膜を積層したＰｉ縁
注性薄膜、ＳｉＯや５ｉ（Ｊ２単独の絶Ｉ＃、膜のもの
に比べて、エツチング連贋が極めτ低い仁とが判った。
／２ｏｏと小さいため、面内方向の電気抵抗が高くなる
ためであると雄側さＪＬる。ただし、屍累換を形成する
材料がグラファイトであると、グラファイト自体の電気
抵抗がｌｈ−で小さいため、絶縁性は高りとは言えない
が、カーボン膜の場合は、その電気抵抗匝は１０４Ω・
信であり、極めて向く、絶縁性ｓ膜の層形成材料として
優れていることが判った。この現象は、シリコン酸化膜
の場合だけでなく、酸化アルミニウム（ＡｔｘＣ）ｓ）
など他の杷練物についても同様の結果をボす。また、上
記組成のエツチング液の代りに、ハロゲンガスによるプ
ラズマエツチングのｉ合でも、炭素膜を積層したＰｉ縁
注性薄膜、ＳｉＯや５ｉ（Ｊ２単独の絶Ｉ＃、膜のもの
に比べて、エツチング連贋が極めτ低い仁とが判った。
ｔＸＳ２図の絶縁性薄膜は、他の実施例を示すもので、
基板ｌ上面に順次、シリコン酸化ム２゜炭素膜３および
シリコン酸化膜４を積層した構造のものである。この構
造の絶縁性薄膜Ｌシリコン酸化関２おＬひ４を上記と同
じ真空蒸着法により（−れぞれ厚さａおよびｂ（ただし
ａ４ｂＪに形成し、炭素膜３をイオンビームスパッタリ
ング法で厚さｃ４ｃ積層したもので凍る。したがって、
この絶縁性薄換鉱厚さが（ａ＋ｂ十ｃＪであるが、エツ
チング処理するときは、まず最上部の層４かエツチング
されて、炭素膜３の層が露出される。しかし、炭素膜３
０層は化学的に安定で、上述したようにエツチング処理
に対する耐性が大であるから、炭素膜３↓り深くエツチ
ングか進行し難く、最終的に、ｌＷ３鍬性薄換（ＤＩＩ
Ａ厚１ｄ、（ａ 十ｃ ）−程度のものに刀ｎ工される
。
基板ｌ上面に順次、シリコン酸化ム２゜炭素膜３および
シリコン酸化膜４を積層した構造のものである。この構
造の絶縁性薄膜Ｌシリコン酸化関２おＬひ４を上記と同
じ真空蒸着法により（−れぞれ厚さａおよびｂ（ただし
ａ４ｂＪに形成し、炭素膜３をイオンビームスパッタリ
ング法で厚さｃ４ｃ積層したもので凍る。したがって、
この絶縁性薄換鉱厚さが（ａ＋ｂ十ｃＪであるが、エツ
チング処理するときは、まず最上部の層４かエツチング
されて、炭素膜３の層が露出される。しかし、炭素膜３
０層は化学的に安定で、上述したようにエツチング処理
に対する耐性が大であるから、炭素膜３↓り深くエツチ
ングか進行し難く、最終的に、ｌＷ３鍬性薄換（ＤＩＩ
Ａ厚１ｄ、（ａ 十ｃ ）−程度のものに刀ｎ工される
。
したがって、（ａ十ｂ）を、数１００ｎｙｙｉ、 ｃ
ｆ ２ ｎ ｍ程度に作製しておくと、（ａ十ｂＪ＞Ｃ
″Ｃあるから、絶縁性薄膜Ｏ膜厚は、実効的に（ａ十ｂ
）でめったものが（絶縁性の点で〕、最終的にａの浮
名【有するものに変化したことになる。
ｆ ２ ｎ ｍ程度に作製しておくと、（ａ十ｂＪ＞Ｃ
″Ｃあるから、絶縁性薄膜Ｏ膜厚は、実効的に（ａ十ｂ
）でめったものが（絶縁性の点で〕、最終的にａの浮
名【有するものに変化したことになる。
したがって、ａおよびｂ′ｆｃ予め、必要とする厚さに
形成しておけは、エツチング処理過程で絶縁膜ｔ−ｉ喪
の厚６まで均一にエツチングすることが司龍となる。
形成しておけは、エツチング処理過程で絶縁膜ｔ−ｉ喪
の厚６まで均一にエツチングすることが司龍となる。
また、第３囚も他の実施例を示すもので、たとえ鉱基板
上に、多数の半導体素子や超伏素子を配置するときの絶
縁性薄膜の構造の１例をボすもので６９、基板ｌ上に順
次、シリコン酸化膜２、炭へ膜３、他のシリコン酸化ｍ
４および炭素膜５からなる膜を、所要の形状にバターニ
ングするように形成したもので必り、（ａ）は槓鳩光ｒ
直前の絶縁性ｍ膜の構造図、（ｂＪｔｉパターニング児
Ｔ後の絶縁性薄膜の構造をボす断面図である。
上に、多数の半導体素子や超伏素子を配置するときの絶
縁性薄膜の構造の１例をボすもので６９、基板ｌ上に順
次、シリコン酸化膜２、炭へ膜３、他のシリコン酸化ｍ
４および炭素膜５からなる膜を、所要の形状にバターニ
ングするように形成したもので必り、（ａ）は槓鳩光ｒ
直前の絶縁性ｍ膜の構造図、（ｂＪｔｉパターニング児
Ｔ後の絶縁性薄膜の構造をボす断面図である。
第３図のｒｄ造の絶縁性薄膜線、炭素膜３および５を、
所要の形状パターンにしたがって公知のリフトオフ法に
より、シリコン酸化膜２および４上向に形成した後、絶
縁性薄膜を７ツ酸先溶液もしく鉱ハロゲン化ガヌによる
プラズマエツチング処理し春会含粘４寸、シリコン酸化
膜２および４を除去することにより、（ｂＪｍの形状の
エツチング孔を有する絶縁性薄膜を作製したものである
。
所要の形状パターンにしたがって公知のリフトオフ法に
より、シリコン酸化膜２および４上向に形成した後、絶
縁性薄膜を７ツ酸先溶液もしく鉱ハロゲン化ガヌによる
プラズマエツチング処理し春会含粘４寸、シリコン酸化
膜２および４を除去することにより、（ｂＪｍの形状の
エツチング孔を有する絶縁性薄膜を作製したものである
。
この構造の絶縁性薄膜は、前述した実施例の説明から明
らかな通り、膜厚方向の絶縁性にすぐれているのみなら
ず、所要の素子の設置個所を精確にエツチング加工でき
るので、集積回路必る匹は他の半導体装置、ジョセフソ
ン回路、回路量分離用絶縁膜として３次元回路ｔ−構成
することも容易である。
らかな通り、膜厚方向の絶縁性にすぐれているのみなら
ず、所要の素子の設置個所を精確にエツチング加工でき
るので、集積回路必る匹は他の半導体装置、ジョセフソ
ン回路、回路量分離用絶縁膜として３次元回路ｔ−構成
することも容易である。
以上のごとく、本発明の絶縁性薄膜は、絶縁層の一部を
化学的に安定な炭素薄膜で欝成し、絶縁性を低下させる
ことなく、耐エツチング特性を向上させたものである。
化学的に安定な炭素薄膜で欝成し、絶縁性を低下させる
ことなく、耐エツチング特性を向上させたものである。
なお、炭素膜の形成方法として、上述のイオンビームス
パッタ法の他に、プラズマスパッタ法、通１１Ｌ加熱蒸
着法なども適用できるが、緻密で、絶縁性の商い炭素膜
形成方法としてＬイオンビームスパッタ法が鰻も適して
＾る。
パッタ法の他に、プラズマスパッタ法、通１１Ｌ加熱蒸
着法なども適用できるが、緻密で、絶縁性の商い炭素膜
形成方法としてＬイオンビームスパッタ法が鰻も適して
＾る。
第１丙は本発明にかかる絶縁性薄膜の一実施例の構造を
示す要部断面図、第２因は本発明の他の実施例の構造を
示す要Ｓ断面図、第３崗の（ａＪおよびＱ））は本発明
の他の実施例の構成と作製工程を示す丙である。 図 面 中、 ｌ・・・基板、 ２．４・書・シリコン酸化膜、 ３．５・・・炭素膜
示す要部断面図、第２因は本発明の他の実施例の構造を
示す要Ｓ断面図、第３崗の（ａＪおよびＱ））は本発明
の他の実施例の構成と作製工程を示す丙である。 図 面 中、 ｌ・・・基板、 ２．４・書・シリコン酸化膜、 ３．５・・・炭素膜
Claims (1)
- 絶縁性材料からなる薄膜と炭素薄ｔ＆を積層せしめた仁
とｆｔ特徴とする絶縁性薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58226768A JPS60119731A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 絶縁性薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58226768A JPS60119731A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 絶縁性薄膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60119731A true JPS60119731A (ja) | 1985-06-27 |
Family
ID=16850307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58226768A Pending JPS60119731A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 絶縁性薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60119731A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0298866A2 (en) * | 1987-07-06 | 1989-01-11 | Sumitomo Electric Industries Limited | A superconducting thin film and a method for preparing the same |
| US5437961A (en) * | 1990-11-27 | 1995-08-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing semiconductor device |
| US5445710A (en) * | 1991-01-22 | 1995-08-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing semiconductor device |
| US5707487A (en) * | 1991-01-22 | 1998-01-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing semiconductor device |
-
1983
- 1983-12-02 JP JP58226768A patent/JPS60119731A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0298866A2 (en) * | 1987-07-06 | 1989-01-11 | Sumitomo Electric Industries Limited | A superconducting thin film and a method for preparing the same |
| US5814583A (en) * | 1987-07-06 | 1998-09-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Superconducting thin film and a method for preparing the same |
| US6121630A (en) * | 1987-07-06 | 2000-09-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Superconducting thin film and a method for preparing the same |
| US5437961A (en) * | 1990-11-27 | 1995-08-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing semiconductor device |
| US5445710A (en) * | 1991-01-22 | 1995-08-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing semiconductor device |
| US5707487A (en) * | 1991-01-22 | 1998-01-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing semiconductor device |
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