JPS61112324A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半導体装置の新規な製造方法に係り、特に凹
凸のある半導体の側面を加工する方法に関する。

〔発明の背景〕

従来の半導体装置は、実質的に平面上に形成されて居り
、このため素子寸法の縮小化に伴ない、たとえばダイナ
ミックランダム・アクセス・メモリ（以下Ｄ−ＲＡＭと
略記）において、１トランジスタ、１キヤパシタ型の構
造をとると、キャパシタ面積の縮小と共に容量が小さく
なり、十分な信号電圧を得る事ができなくなる。これを
防ぐために、基板中に溝を堀り込み、その溝の側面を容
量として用いる方式が提案されており（特開昭５ｌ−１
３０４７８）また、溝に誘電体を充填して、隣接する素
子を電気的に分離することも行なわれている。

このような溝を形成した構造においては、該溝の側壁を
単に同一の機能を持つデバイス、たとえばキャパシタと
して使用するばかりでなく、異なった機能を持つデバイ
ス構造とする事が面積を縮小する上で有利である。しか
しながら従来の技術では、溝の側面を加工する事は極め
て困難であり、前述のような側壁を異なった機能を持つ
デバイスとして用いる事は実質上不可能である。すなわ
ち、現在半導体装置の主流加工装置として用いられてい
る反応性スパッタエッチでは、加工に方向性があるため
、平坦面の加工は可能であるが、６０度以上傾斜した面
の加工速度は、平坦面の２０％以下になり、従って実質
的に側面を加工する事は不可能である。その上現状のホ
トリソグラフィ等を用いたパターニング技術では、平面
の加工は可能であるが、側面の加工は全く不可能である
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記従来技術では極めて困難であった、
基板などの側面を容易加工できる半導体装置の製造方法
を提供することである。

〔発明の概要〕

側面の部分的加工を行なうためには、加工すべき部分に
、局所的にエネルギを与え、選択的な反応を進行させる
必要がある０本発明では、光、Ｘ線等の電磁波、あるい
は電子線、イオン線等の荷電粒子を局所的に側面に照射
する事により、選択的に反応性物質を誘起させ、あるい
は増進させ、所望の部分の加工を行なう手段を提供する
ものである。

Ｃ発明の実施例〕 以下本発明を実施例に基づき詳細に説明する。

実施例１ 本実施例では、光励起による側面加工の実施例を示す。

第１図（ａ）は、Ｐ型（１００）面、１０Ω・■のシリ
コン基板１にシリコン酸化膜（ＳｘＯ□）　２および窒
化シリコン膜（Ｓ１３Ｎ４）　３をマスクとして、特開
昭５１−１３０１７８にある如き異方性エッチあるいは
通常の反応性スパッタエッチにより該Ｓｉ基板中に溝を
形成する６該溝寸法は。

本実施例では幅１μｍ、長さ３μｍ、深さ２．５μｍと
したが、他の溝寸法を用いても良いことは勿論である。

例えば１幅０．２　μｍ、深さ１０μｍという溝を形成
する事も可能である。第１図（ｂ）は９００℃乾燥酸素
中で該シリコン基板１を酸化し、厚さ１３ｎｍのＳｉｎ
、　４を、該溝内面に形成した後１反応容器内に入れ、
三弗化メタン（ＣＨＦ、　）ガスを１００ｔｏｒｒの圧
力で導入し、波長２００ｎｍの光を表面に対し、３０度
の方向から照射して、該溝側面の５ｉｎ２４の光が当る
部分６のみを部分的にエッチした状態を示す、この時、
該溝の陰になる部分のＳｉｎ、　４、および該ＳＬ、Ｎ
、　３は殆んどエッチされないため、溝側面のＳ　ｉ　
Ｏ２のみが選択的に加工される。該溝の幅が１μｍであ
るため、３０度の入射光では、溝の開口部から約０．６
　μｍまでの５ｉｎ２４が除去され、シリコン基　　　
　　、ｌｉ□板１が露出される部分６が形成される。例
えば光の照射角を表面に対し６０度とすれば、表面から
１．７　μｍ迄該ＳＬ０．４を加工する事が可能である
。

即ち、光の照射角を制御すれば側面の加工する深さを変
える事が可能である。

第１図（ｃ）は上記加工後、多結晶シリコン（ｐｏｌｙ
　−Ｓ　ｉ　）を低圧化学蒸着法（ＬＰＣＶＤ法）で堆
積して、該溝部を完全に埋め込み、リン拡散後。

塩Ｉｓ　（ｃｍ、　）雰囲気中で全面に波長３４０ｎｍ
の光を照射し、該東１ｙ−８ｉ！５を表面部分のみ除去
した状態を示す。このような構造とする事により、従来
技術では不可能であった基板１とｐｏｌｙ−３ｉ５の側
壁を通した電気的接続が可能になる。

本実施例によれば、溝の右側の上部はシリコン基＠１と
ｐｏｌｙ　Ｓ　ｉ　層５の電気的接触部として、また残
りは、シリコン基板１を一方のまたｐｏｌｙＳｉ層５を
もう一方の電極とするキャパシタとして、２つの異なる
機能を持つデバイスを形成できる。

実施例２ 本実施例では、低加速反応性イオン線によって側壁を加
工した例について述べる。第２図は、実施例１と同様に
、Ｓｉ基板１中に形成した溝とＳｉＯ□層２　、　Ｓｉ
、Ｎｏ層３、および溝内に成長させたＳｕｎ、　＠　４
を有する構造において、表面に対し４５度の方向から弗
素イオン（Ｆ“）を５００ｅＶで照射し、該ＳｉＯ□膜
４を除去し、シリコン基板１の露出した部分６を形成し
た状態を示す、この時の除去される５ｕｎ２膜４は、表
面から溝幅と同一の深さまでであり、この深さもＦ“イ
オン線の照射角度によって制御できる事は言う迄もない
。

Ｆ０イオン線を直接照射せずに、ＣＨＦ、ガスを１ｔｏ
ｒｒ流し、ここへアルゴン（Ａｒ”）イオンのような不
活性イオンを照射する事によって、同様に側壁の加工を
行なう事もできる６さらに、該Ａｒ“イオンの代りに、
電子線を照射し、同様な効果を得る事が可能である。

実施例３ 本実施例では、集束した紫外線等の電磁波、あるいはイ
オン＆！Ｓ等の粒子線により側面を加工した例について
示す。第３図は、シリコン基板１上に成長させたＳｉｎ
、　２　、　ＳＬ、Ｎ、　３と溝の内面に成長させたＳ
ｕｎ、　４を有する構造において、径０．１　　μｍに
細く絞ったＧａ”イオンを１表面に対し約６０度の方向
から照射し、該溝内面のＳｉ０．４を、反応容器中に導
入したＣＩ（Ｆ、ガスを活性化して生成させた反応種に
より、該Ｇａ”イオン線の照射された部分のみ加工し、
Ｓｉ基板１を露出させた部分６を形成した状態を示す０
本実施例によれば、加工する部分の位置を一つずつ変え
る事が可能なため、自由度が大きい。

〔発明の効果〕

上記説明から明らかなように、本発明によれば、紫外線
等の電磁波、あるいはイオン線、電子線等の粒子線を側
面に部分的に照射し、選択的、な反応を起させる事によ
り、該側面の所望部分を局部的加工することができる。

上記実施例においては、Ｓｉ０２層の加工を行なった例
を示したが、他の材料、たとえば、アルミニウム等の金
属、ｐｏｌｙ　−Ｓ　ｉ等の半導体、あるいはＳｉ３Ｎ
４等の絶縁体、およびこれらの材料の組合せから成る材
料についても適用できる事は言う迄もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す工程図、第２図および
第３図はそれぞれ本発明の異なる実施例を示す断面図で
ある。 １・・・シリコン基板、２．４・・・シリコン酸化膜、
３・・・シリコン窒化膜、５・・・多結晶シリコン膜、
６・・・第　１　図（Ｏ 冨　２　図 冨３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電磁波およびまたは粒子線を部分的に照射することに
   より凹凸を有する半導体装置の側面を加工する事を特徴
   とする半導体装置の製造方法。