JPS62274724A - ドライエツチング処理方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は絶縁膜等の選択的ドライエッチング処理技術に
関するものであり、さら忙はＧ　ａ　Ａ　ｓ半導体装を
等の微細電極加工に適用して良好なデバイス特性を得る
ための技術に関する〇 〔従来技術〕 ドライエッチ扱銅の現状については、（株）工業ｐＪＩ
４査会発行電子材料１９８４年別冊ｐ９７−１０１に記
載されている。その概要は次のとおりである。

ドライエッチング・プロセスは物理的反応と化学的反応
がミックスしたプロセスであり、その方式は数種以上あ
る。ドライエッチの中でもつともポピユラーなものはＲ
ＩＥ（反応性イオン・エッチング）及びプラズｉエッチ
ングがあり、異方性。

選択性を有している。

ドライエッチングを選択的に行う際には、被エッチ膜の
上に有機ポリマーからなるレジストマスクを形成しドラ
イエッチ装置内で上記レジストマスクを通して被エッチ
膜を加工する。この場合のエッチングガスにはＣＨＦ、
、ＣＣノのごときＣ（炭素）を含むガスが使用されてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者により恢討され、一般には必ずしも公知とされ
ない技術として、たとえばＧａＡｓＦＥＴ（１！界効果
トランジスタ）の製造プロセスにおいて、第６図、第７
図′ｆｔ参照し、Ｓ　ｉ　−ＧａＡｓ　Ｍ板１の表面に
チャネル部ｎ一層１１とンース・ドレインコンタクト部
ｎ＋層１２とを形成し、表面にＳｉｎ、膜２をデポジッ
トした上にレジストマスク３を被着してこのマスクを通
してドライエッチング（スパッタ）を行ってコンタクト
部をあける場合、第８図に示すように直角な切断面をも
ってＳｉＯ＊＠に透孔６があけられたとき、ドライエッ
チのエッチャントのスパッタによって下地基板５ｉ−Ｇ
ａＡｓ１面の一部（コンタクト部）が削られた状態で露
出する。この際にＳ　ｉ　−ＧａＡｓ面が大気（Ｏｌ　
）と接融することにより、表面が酸化されＧａ　ｓ　Ｏ
ｓ　（＋Ａｓ、Ｏｓ　）のごとき酸化膜１５が生成され
、この上にゲート電極αＪのためのＡ２をスパッタした
場合に上記醸化膜１５によってコンタクト抵抗が太き（
なりデバイス特性に悪影響を及ぼすことが本発明者によ
り確認された。

本発明は上記した問題点を克照するためになされたもの
であり、その目的は半導体デバイスの微細加工にあたっ
て、高精度化、特性安定化を図ることにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は本
明細書の記述および箔付図面からあきらかになろう。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示されろ発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば下記のとおりである。

すなわち、下地基板上の被エッチ膜をその上に形成した
有機重合体（ポリマー）からなるマスクを通して、ドラ
イエッチング装置内で選択的反応性ドライエッチングす
ること罠上り透孔をあけ、その最終段階で同じ装置内に
おいてドライエッチの反応条件の一部を変えることによ
り、上記透孔内に露出する下地基板表面に有機重合体の
薄膜を形成することを％徴とするものである。

〔作　用〕

上記した手段によれば、透孔内に露出する下地基板表面
は有機重合体の薄膜で覆われるために酸化されることが
なく、したがって下地基板への金属とのコンタクト抵抗
が小さくなり、デバイス特性を良好ならしめる。

〔実施例〕

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示すものであっ
て、ドライエッチング処理プロセスの工程断面図である
。

ｉｌ＋　　第１図に示すように、たとえばＳ　ｉ　−Ｇ
ａＡｓ半導体基板（ウェハ）１の表面上に酸化膜（ＳＩ
Ｏ！膜）２をデポジットし、このＳｉｎ、［２の上にド
ライエッチング用マスクとして有機ポリマーからなるホ
トレジスト３を写真処理して窓開部４をあける。

（２）　　ドライエッチング装置５内に上記半導体基板
をチャージし、通常の酸化膜ドライエッチを行い透孔６
をあける（第２図）。７は電極、８はガス出入口である
。

ドライエッチの装置条件は、ガス（エラチャン））：Ｃ
ＨＦ３．圧カニ　０．０９６　Ｔｏｒｒ、流量：１５０
　ＳＣＣｍ１　ＰＦ出カニ３５０Ｗである。酸化膜２に
透孔エッチ終了の検出はモニターにより行う。

（３（透孔エッチ終了を検出したのち、上記ドライエッ
チング装［５σ）ままで、反応条件の一部を変更する。

丁なわち、ＲＦ出力を３５０Ｗから２００Ｗ又はそれ以
下とてると、酸化膜星びに下地基板と全くエッチするこ
となく、透孔内面を含めて全面に有機ポリマー９か５て
く（・・・・・・Ａ）デポジットされろ。このようにデ
ポジットされた有機性の薄膜９は、このあとに′ｙＬ極
形酸形成めのＡＡ蒸着時又はその後のアニール処理によ
へて容易に揮散させることかできる。

第４図は上記したドライエッチングにおけろ作用原理を
説明するための断面図である。

同図に示すようにエッチャントＣＨＦ３ガスを打込むこ
とによりＳｉｎ、がｎ、ｏ、ｃｏ、ｓｉＦ’４等に分解
して揮散するか、そのうち、Ｃｎ（炭素成分）かポリマ
ーとなって全面にデポジットすることになる。

これはドライエッチング装置内でエッチングをそσ）ま
ま進行させた場合であるか、ドライエッチング装置の一
部が解放さハてＯｔ　（酸素〕が４〜５％流入した場合
、第５図に示すよ’ｌこ、炭素取分Ｃｎと酸素０．とか
結びついてＣＯ又はＣＯｔとなり、デポジット現像は起
らないことか確認されている。

第６図は上記方法によりドライエッチングして酸化膜に
透孔をあけ、その後リフトオフ技術によりＡｐ等の電極
を形成したＧａＡｓＦＥＴの完成時の形態を示す断面図
である。

１は５ｉ−ＧａＡｓ基板、１１はチャネル部（ｎ″″層
）、１２はソース・ドレインコンタクト部（ｎ＋層）。

】３はゲート′邂極（Ａり、１４はソース嗜ドレイン電
梯（Ａｕ０ｅ　−Ｎ　ｉ　−Ａｕ　）である。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではな（、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能である。

たとえば、デポジットした有機性薄膜は保殺膜として有
効であればそのまま残存させてよいが、下地半導体とコ
ンタクトする金属をｍＭ、スパッタする場合に最も適当
な除去法を考えておくことが必要である。除去法として
、Ｏｔプラズマ・アックヤー、高真を加熱による蒸発（
昇華）などか考えられる。たとえば次の工程に使用する
装置内にそのような処理のできる手段を設けることが必
要となろう。イオン注入等の場合はデポジット膜を付け
たままイオン打込みを行うことも考えられる。

本発明はＧａＡｓを主とした化合物半導体装置に適用し
て最も効果か得られる。なお、化合物半導体の場合欠陥
導入がおこりやすいことにより、その保護のためにも薄
い有機膜のデポジットは有効である。

本発明は上記以外にインプラ用マスク形成時の表面保護
膜として有機膜のデポジットを利用できろ。この場合、
有機膜厚の制御を考慮する必要がある。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである
。

すなわち、微細加工を必要とするデバイスにおいて良好
な特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示すドライエッ
チング・プロセスの工程断面図である。 第４図乃至第５図はドライエッチング時の作用効果を説
明するための工程断面図である。 Ｗ、６図はＧａＡｓ−ＦＥＴの完成時の断面図である。 第７図乃至第１０図はドライエッチ嗜プロセスの従来例
を示す工程断面図である。 １・・・半導体基板、２・・・Ｓｉ酸化膜、３・・・ホ
トレジスト（マスク）、４・・・窓孔、５・・・ドライ
エッチング装置の外枠、６・・・透孔、７・・・ｗ、ｉ
板、８・・・ガス出入口、９・・・ポリマー薄膜。 鴫Ｎ１＼ 代理人　弁理士　　小　川　勝　男； 第　　８　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下地基板上の被エッチ膜を、その上に形成した有機
   重合体からなるマスクを通して同一ドライエッチング装
   置内で選択的反応ドライエッチングを行って透孔をあけ
   るとともにその最終段階でドライエッチングの反応条件
   の一部を変えることにより、上記透孔内に露出する下地
   基板表面に有機重合体の薄膜を生成することを特徴とす
   るドライエッチング処理方法。 ２、上記反応条件の一部として、高周波（ＲＦ）出力を
   下げる特許請求の範囲第１項に記載のドライエッチング
   処理方法。