JPS6347787B2 - - Google Patents
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- JPS6347787B2 JPS6347787B2 JP9358686A JP9358686A JPS6347787B2 JP S6347787 B2 JPS6347787 B2 JP S6347787B2 JP 9358686 A JP9358686 A JP 9358686A JP 9358686 A JP9358686 A JP 9358686A JP S6347787 B2 JPS6347787 B2 JP S6347787B2
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Landscapes
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体デバイスの加工技術に関するも
のであり、特に炭化シリコン（SiC）とシリコン
（Si）の２層構造を有する基板の選択エツチング
技術に関する。
のであり、特に炭化シリコン（SiC）とシリコン
（Si）の２層構造を有する基板の選択エツチング
技術に関する。
ドライエツチング技術は、現在ウエツトエツチ
ング技術に比べて半導体デバイスの微細化に適し
ており、重要な要素技術となつている。
ング技術に比べて半導体デバイスの微細化に適し
ており、重要な要素技術となつている。
従来、Si、SiCのドライエツチングには、平行
平板電極と各種エツチングガスを用いたプラズマ
イオンエツチングが利用されていた。
平板電極と各種エツチングガスを用いたプラズマ
イオンエツチングが利用されていた。
SiCのエツチングを例にとると、CF4（90％）、
O2（10％）の混合ガス0.22Torr中で、13.56MHzの
高周波0.2W／cm2を印加すると、75〜90Å／分の
エツチレートが得られている。
O2（10％）の混合ガス0.22Torr中で、13.56MHzの
高周波0.2W／cm2を印加すると、75〜90Å／分の
エツチレートが得られている。
このエツチングの機構は、主にエツチングガス
成分のイオンが加速されて、基板表面に衝撃を与
え、SiCがエツチングされることによる。
成分のイオンが加速されて、基板表面に衝撃を与
え、SiCがエツチングされることによる。
このような平行平板を用いたCF4とO2によるプ
ラズマエツチング法では、SiCとSiの両方がエツ
チングされてしまう。O2の割合やエツチングガ
スの種類等を変えてみても、平行平板電極を用い
る限り、SiCのエツチングレートに対するSiのエ
ツチングレートの比（選択比）は高々数倍であ
る。
ラズマエツチング法では、SiCとSiの両方がエツ
チングされてしまう。O2の割合やエツチングガ
スの種類等を変えてみても、平行平板電極を用い
る限り、SiCのエツチングレートに対するSiのエ
ツチングレートの比（選択比）は高々数倍であ
る。
このようにSiとSiCの選択比があまり大きくな
いと、SiC層上に被着したSi層のみをエツチング
する際、エツチング条件とエツチング時間の正確
な制御が必要となり、現実的にはSiC層に損傷を
与えることなくSi層のみをエツチングするのはほ
ぼ不可能に近かつた。
いと、SiC層上に被着したSi層のみをエツチング
する際、エツチング条件とエツチング時間の正確
な制御が必要となり、現実的にはSiC層に損傷を
与えることなくSi層のみをエツチングするのはほ
ぼ不可能に近かつた。
本発明は上記問題点を解決するためになされた
もので、炭化シリコンとシリコン層との少なくと
も２層を有する基板のドライエツチングにおい
て、エツチングガスが基板表面上に垂直な主たる
加速成分を有しないエツチング装置を用いて、前
記基板上にシリコン層のみを選択的にエツチング
する方法を提供することを目的とする。
もので、炭化シリコンとシリコン層との少なくと
も２層を有する基板のドライエツチングにおい
て、エツチングガスが基板表面上に垂直な主たる
加速成分を有しないエツチング装置を用いて、前
記基板上にシリコン層のみを選択的にエツチング
する方法を提供することを目的とする。
以下、本発明について説明する。
基板表面でエツチングガス成分のイオンが加速
されて、基板表面に衝撃を与えてエツチングする
ような平行平板型のエツチング装置によらず、エ
ツチングガス成分のイオンが基板表面上に垂直な
主たる加速成分を持たないようなエツチング装置
を用いる。
されて、基板表面に衝撃を与えてエツチングする
ような平行平板型のエツチング装置によらず、エ
ツチングガス成分のイオンが基板表面上に垂直な
主たる加速成分を持たないようなエツチング装置
を用いる。
前記、非平行平板型エツチング装置では、Siは
エツチングガス成分のイオンと化学反応によりエ
ツチングされるが、一方、SiCは化学的に安定で
あり、かつ、イオンが基板表面上で垂直には加速
されていないので、イオンとの反応及びイオンの
衝撃によるSiCのエツチングは非常に小さい。し
たがつて、SiのSiCに対する選択比が大きいエツ
チングが可能となり、SiC層にほとんど損傷を与
えることなくSi層のみを完全にエツチングでき
る。
エツチングガス成分のイオンと化学反応によりエ
ツチングされるが、一方、SiCは化学的に安定で
あり、かつ、イオンが基板表面上で垂直には加速
されていないので、イオンとの反応及びイオンの
衝撃によるSiCのエツチングは非常に小さい。し
たがつて、SiのSiCに対する選択比が大きいエツ
チングが可能となり、SiC層にほとんど損傷を与
えることなくSi層のみを完全にエツチングでき
る。
〔実施例 １〕
本発明をデバイスプロセスの一部として用い、
SiCとMOSFETを作成した例を示す。
SiCとMOSFETを作成した例を示す。
面方位（100）のSi基板１の上にｐ型SiC２を
SiH4、C3H8およびドーピングガスとしてAl
（C2H5）3を用いて、化学気相成長法により1μｍ成
長させる。
SiH4、C3H8およびドーピングガスとしてAl
（C2H5）3を用いて、化学気相成長法により1μｍ成
長させる。
次にドーピングガスを入れずに同様な方法でｎ
型SiC３を300nｍ成長させる。
型SiC３を300nｍ成長させる。
ｎ型SiC３の上にドナーであるリンをドープし
た多結晶Si４をスパツタ法あるいは電子ビーム蒸
着法により500nｍ被着させる。
た多結晶Si４をスパツタ法あるいは電子ビーム蒸
着法により500nｍ被着させる。
この多結晶Si４をソース４Ａ、ドレイン４Ｂの
ように加工するため、まず、基板表面に後のプラ
ズマ処理に耐えるレジスト塗布した後、露光、現
像し、ソース４Ａとドレイン４Ｂの上のみレジス
トを残しておく。
ように加工するため、まず、基板表面に後のプラ
ズマ処理に耐えるレジスト塗布した後、露光、現
像し、ソース４Ａとドレイン４Ｂの上のみレジス
トを残しておく。
これを170mmφのバレル型プラズマエツチング
装置（第２図Ａ）中へ入れ、CF495％、O25％の
ガス中で13.56MHzの高周波を約1.7W／cm印加す
る。励起したフツ素等により約9.5分でソース４
Ａ、ドレイン４Ｂ以外の部分の多結晶Si４は完全
に除去される。一方、試料13の表面上でエツチン
グガスは試料表面と垂直な方向に加速されないの
で、ｎ型SiC３には損傷がない。ソース４Ａ、ド
レイン４Ｂは、ｎ型SiC３とオーム性接触をして
いる（第１図Ａ）。
装置（第２図Ａ）中へ入れ、CF495％、O25％の
ガス中で13.56MHzの高周波を約1.7W／cm印加す
る。励起したフツ素等により約9.5分でソース４
Ａ、ドレイン４Ｂ以外の部分の多結晶Si４は完全
に除去される。一方、試料13の表面上でエツチン
グガスは試料表面と垂直な方向に加速されないの
で、ｎ型SiC３には損傷がない。ソース４Ａ、ド
レイン４Ｂは、ｎ型SiC３とオーム性接触をして
いる（第１図Ａ）。
次に1100℃乾燥酸素雰囲気中で表面を熱酸化さ
せる。２時間の酸化でｎ型SiC３の上には約48n
ｍのSiO2５Ａが形成され、ゲート酸化膜の役目
をさせる。多結晶Siの上には約160nｍのSiC2５Ｂ
が形成され、ソース４Ａ、ドレイン４Ｂの絶縁材
として働く（第１図Ｂ）。
せる。２時間の酸化でｎ型SiC３の上には約48n
ｍのSiO2５Ａが形成され、ゲート酸化膜の役目
をさせる。多結晶Siの上には約160nｍのSiC2５Ｂ
が形成され、ソース４Ａ、ドレイン４Ｂの絶縁材
として働く（第１図Ｂ）。
次にアルミニウム（Al）を200nｍ蒸着後パタ
ーニングし、ゲート電極６を形成しMOSFETが
完成する（第１図Ｃ）。
ーニングし、ゲート電極６を形成しMOSFETが
完成する（第１図Ｃ）。
必要に応じてソース４Ａ、ドレイン４Ｂ上の
SiO2５Ｂにコンタクトホールを開け、配線を施
し、SiCのMOSFETが完成する。
SiO2５Ｂにコンタクトホールを開け、配線を施
し、SiCのMOSFETが完成する。
以上のように、本発明のエツチング法をプロセ
スの一部として用いて製作したSiCのMOSFET
の特性を第３図に示す。
スの一部として用いて製作したSiCのMOSFET
の特性を第３図に示す。
〔実施例 ２〕
実施例１と同じ構造を有するSiCとMOSFET
の製作プロセスに、レーザーエツチング装置を用
いることも可能である。
の製作プロセスに、レーザーエツチング装置を用
いることも可能である。
すなわち、多結晶Si４をソース４Ａ、ドレイン
４Ｂに加工する際、塩素（Cl2）ガス100Torr中
で488nｍのアルゴンイオンレーザーを照射する
（第２図ｂ）。励起した塩素により多結晶Si４はエ
ツチングされるが、試料表面上でガスの加速成分
がないのでｎ型SiC３はエツチングされない。
４Ｂに加工する際、塩素（Cl2）ガス100Torr中
で488nｍのアルゴンイオンレーザーを照射する
（第２図ｂ）。励起した塩素により多結晶Si４はエ
ツチングされるが、試料表面上でガスの加速成分
がないのでｎ型SiC３はエツチングされない。
〔実施例 ３〕
実施例１と同じ構造を有するSiC MOSFETの
製作プロセスに、電子サイクロトロン共鳴
（ECR）プラズマエツチング装置を用いることも
可能である。
製作プロセスに、電子サイクロトロン共鳴
（ECR）プラズマエツチング装置を用いることも
可能である。
すなわち、多結晶Si４をソース４Ａ、ドレイン
４Ｂに加工する際、６フツ化イオウ（SF6）の
ECRプラズマを照射すると（第２図ｃ）、励起し
たフツ素等により多結晶Si４はエツチングされる
が、エツチングガスが試料13に垂直な加速成分を
もたず、また、あつてもイオン除去用メツシユ１
５でさえぎられるので、ｎ型Si３はエツチングさ
れない。
４Ｂに加工する際、６フツ化イオウ（SF6）の
ECRプラズマを照射すると（第２図ｃ）、励起し
たフツ素等により多結晶Si４はエツチングされる
が、エツチングガスが試料13に垂直な加速成分を
もたず、また、あつてもイオン除去用メツシユ１
５でさえぎられるので、ｎ型Si３はエツチングさ
れない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明のエツチング方法
はSiC表面に被着したSiを有する基板において、
バレル型プラズマエツチング装置、レーザーエツ
チング装置、ECRプラズマエツチング装置等の、
エツチングガス成分のイオンが基板表面上で垂直
に加速されないドライエツチング方法を用いて、
SiCに損傷を与えることなくSiのみを化学的にエ
ツチングすることができる。これにより、SiC表
面に被着したSiの微細加工が可能となり、SiCデ
バイス製作プロセス等に利点をもたらす。
はSiC表面に被着したSiを有する基板において、
バレル型プラズマエツチング装置、レーザーエツ
チング装置、ECRプラズマエツチング装置等の、
エツチングガス成分のイオンが基板表面上で垂直
に加速されないドライエツチング方法を用いて、
SiCに損傷を与えることなくSiのみを化学的にエ
ツチングすることができる。これにより、SiC表
面に被着したSiの微細加工が可能となり、SiCデ
バイス製作プロセス等に利点をもたらす。
第１図Ａ，Ｂ，Ｃは夫々、本発明を利用したデ
バイスの製作プロセスを説明するための部分断面
図、第２図Ａ，Ｂ，Ｃは夫々、本発明の実施例を
説明するための模式図、第３図は本発明を利用し
て製作したSiC MOSFETの電流電圧特性図であ
る。 図中、１はSi基板、２はｐ型SiC、３はｎ型
SiC、４は多結晶Si、４Ａはソース、４Ｂはドレ
イン、５Ａ，５Ｂは夫々SiO2、６はゲート電極、
７は高周波コイル、８は石英ガラス容器、９はシ
ールドメツシユ、１０はアルゴンイオンレーザ
ー、１１はレーザービーム、１２は石英ガラス
窓、１３は試料、１４は電磁石、１５はイオン除
去用メツシユ、１６はプラズマ流である。
バイスの製作プロセスを説明するための部分断面
図、第２図Ａ，Ｂ，Ｃは夫々、本発明の実施例を
説明するための模式図、第３図は本発明を利用し
て製作したSiC MOSFETの電流電圧特性図であ
る。 図中、１はSi基板、２はｐ型SiC、３はｎ型
SiC、４は多結晶Si、４Ａはソース、４Ｂはドレ
イン、５Ａ，５Ｂは夫々SiO2、６はゲート電極、
７は高周波コイル、８は石英ガラス容器、９はシ
ールドメツシユ、１０はアルゴンイオンレーザ
ー、１１はレーザービーム、１２は石英ガラス
窓、１３は試料、１４は電磁石、１５はイオン除
去用メツシユ、１６はプラズマ流である。
Claims (1)
- １ 炭化シリコンとシリコン層との少なくとも２
層を有する基板のシリコン層のみを選択的にエツ
チングするドライエツチングにおいて、エツチン
グガスが基板表面上に垂直な主たる加速成分を有
しないエツチングガス雰囲気中でエツチングを行
うことを特徴とする炭化シリコン上のシリコン層
のエツチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9358686A JPS62250187A (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 炭化シリコン上のシリコン層のエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9358686A JPS62250187A (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 炭化シリコン上のシリコン層のエツチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62250187A JPS62250187A (ja) | 1987-10-31 |
| JPS6347787B2 true JPS6347787B2 (ja) | 1988-09-26 |
Family
ID=14086386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9358686A Granted JPS62250187A (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 炭化シリコン上のシリコン層のエツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62250187A (ja) |
-
1986
- 1986-04-23 JP JP9358686A patent/JPS62250187A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62250187A (ja) | 1987-10-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |