NL193393C

NL193393C - Werkwijze voor de vervaardiging van een halfgeleiderinrichting.

Info

Publication number: NL193393C
Application number: NL8502733A
Authority: NL
Original assignee: Sgs Microelettronica Spa
Priority date: 1984-10-23
Filing date: 1985-10-07
Publication date: 1999-08-03
Also published as: GB2165992B; IT8423283A0; FR2572217B1; GB2165992A; US4897365A; IT1213230B; GB8524041D0; FR2572217A1; JPS61101047A; DE3537047C2; NL193393B; DE3537047A1; NL8502733A

Description

1 193393

Werwijze voor de vervaardiging van een halfgeleiderinrichting

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de vervaardiging van een halfgeleiderinrichting, omvattende de stappen van het op een substraat van silicium aanbrengen van een laag van siliciumoxyde, 5 het aanbrengen van een laag van siliciumnitride op de laag van siliciumoxyde, het aanbrengen van een laklaag op de laag van siliciumnitride op de plaatsen die voorbestemd zijn actieve gebieden van de inrichting te worden, het plasma-etsen van de niet door fotolak bedekte delen van de laag van siliciumnitride, het verwijderen van de laklaag, het doen groeien van veldoxyde in de geëtste gebieden en het verwijderen van de nog resterende laag van siliciumnitride en de zich daaronder bevindende laag van 10 siliciumoxyde.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit de in Nederland ter inzage gelegde octrooiaanvrage 8004005. Bij deze bekende werkwijze varieert de verhouding in etssnelheid van het siliciumnitride ten opzichte van het siliciumoxyde afhankelijk van de volumeverhouding van de componenten van het plasma. In het geschrift worden verhoudingen genoemd van 2:1 tot 12:1. De dikte van de siliciumoxydelaag kan dientengevolge 15 gekozen worden in een gebied van 20 tot 100 nm zonder dat bij het etsen beschadigingen van het substraat van silicium plaatsvindt.

Een probleem, dat zich bij de bekende werkwijze kan voordoen is het optreden van het "vogelsnavel-’’verschijnsel. Dit houdt in de groei van oxydewiggen onder het nitride bij de randen van het gebied waar het veldoxyde wordt gegroeid. Dit verschijnsel kan leiden tot een verlies van 0,5 - 1,0 pm van nomimale 20 afmetingen van het actieve gebied en het beperkt aldus de dichtheid van de te vormen ketens.

Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een werkwijze waarbij het ’’vogelsnavel” verschijnsel zich niet, althans in veel geringe mate, voordoet. Dit doel wordt bereikt met een werkwijze van een in de aanhef genoemde soort, welke volgens de uitvinding wordt gekenmerkt, doordat de laag van siliciumoxyde een dikte van minder dan 20 nm heeft en het esten van de laag van siliciumnitride geschiedt met behulp 25 van een RIE (reactieve ionen-ets)-techniek, die voorziet in een hogere selectiviteit en opzichte van het silicium. Bij voorkeur wordt volgens de uitvinding de RIE-etstechniek uitgevoerd met een plasma van CHF3 en C02 in zodanige samenstelling en onder zodanige omstandigheden dat een snelle etsing van de lagen van siliciumnitride en siliciumoxyde en een trage etsing van de lagen van silicium wordt bewerkstelligd.

Door toepassing volgens de uitvinding van een RIE-etstechniek, die een slechte selectiviteit ten opzichte 30 van siliciumoxyde heeft, maar zeer selectief is ten aanzien van silicium kan het esten van het nitride en het zich daaronder bevindende oxyde geschieden, zonder dat het gevaar bestaat, dat het silicium wordt beschadigd. Dit brengt mee, dat de oxydelaag zeer dun, volgens de uitvinding minder dan 20 nm, moet zijn, waardoor het verschijnsel van de ’’vogensnavel” niet of nauwelijks kan optreden.

Opgemerkt wordt, dat uit het Amerikaanse octrooischrift 4.376.672 een RIE-etstechniek bekend is, 35 waarbij een gasmengsel van CHF3 en C02 wordt toegepast, waarbij een hoge mate van anisotroop etsen en dientengevolge weinig onderetsing wordt verkregen. Over het "vogensnavel” verschijnsel wordt in deze publicatie niet gesproken.

Voor het RIE-esten bij de werkwijze volgens de uitvinding kan een inrichting worden gebruikt, waarbij gebruik wordt gemaakt van een CHF3 + C02-plasma met 75 cm3/min CHF3 en 6 cm3/min C02. Het 40 gebruikte vermogen is 1300 watt bij 13,5 MHz en de druk bedraagt 8 Pa. De oxideëtssnelheid bedraagt 45 nm/min en de siliciumetssnelheid bedraagt 1,5 nm/min. De oxyde/siliciumselectiviteit is derhalve 30:1.

De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening waarin de figuren 1-7 achtereenvolgens de verschillende stappen van de werkwijze volgens de uitvinding tonen.

45

Uit figuur 1 blijkt, dat op een siliciumsubstraat 1 initieel een dun oxyde 2 wordt gegroeid, bij voorbeeld met een dikte minder dan 10 nm.

Op het oxyde 2 wordt dan een laag siliciumnitride 3 (figuur 2) aangebracht, bij voorbeeld dikker dan 200 nm.

50 Na het aanbrengen van een fotolak 4 (figuur 3) op het gebied, dat bestemd is om een actief gebied van de component te worden, en een geschikte maskering, vindt een etsing van het nitride 3 en het oxyde 2 plaats onder gebruik van een RIE (reactief ionenets-)methode, welke sterk selectief is ten aanzien van silicium. Meer in het bijzonder kan gebruik worden gemaakt van de bovengenoemde A.M.E. 8111-inrichting met een CHF3 + C02-plasma.

55 Hierdoor verkrijgt men het stelsel, weergegeven in figuur 4, dat optioneel kan worden onderworpen aan een ionenimplantatie voor een correctie van de doteerconcentratie aan het oppervlak van niet-beschermde gebieden.

Claims

193393 2 Na het verwijderen van de fotolak 4 neemt het stelsel de vorm aan weergegeven in figuur 5, dat wil zeggen, dat de siliciumsubstraat slechts in het gebied, dat bestemd is om het actieve gebied te worden, is bekleen met een dunne oxydelaag 2 en een nitridelaag 3. < Na het optioneel reinigen van het siliciumoppervlak wordt op de zijden van het genoemde gebied 5 veldoxyde 5 gegroeid en dit dringt gedeeltelijk in de siliciumsubstraat 1 binnen, waardoor de component de in figuur 6 afgebeelde vorm verkrijgt, praktisch zonder een oxydegroei onder het nitride 3. Het is duidelijk, dat deze laatste eigenschap het gevolg is van het dunnere oxyde 2. Het resterende nitride 3 en het zich daaronder bevindende initiële oxyde 2 worden dan verwijderd voor het verschaffen van een uiteindelijke component, zoals die, weergegeven in figuur 7, voorzien van een goed 10 bepaald actief gebied 6 met een minimaal dimensioneel verlies tengevolge van de vorming van de ’’vogelsnavel” 7. 15

1. Werkwijze voor de vervaardiging van een halfgeleiderinrichting, omvattende de stappen van het op een substraat van silicium aanbrengen van een laag siliciumoxyde, het aanbrengen van een laag van silicium-nitride op de laag van siliciumoxyde, het aanbrengen van een laklaag op de laag van siliciumnitride op de plaatsen die voorbestemd zijn actieve gebieden van de inrichting te worden, het plasma-etsen van de niet 20 door fotolak bedekte delen van de laag van siliciumnitride, het verwijderen van de laklaag, het doen groeien van veldoxyde in de geëtste gebieden en het verwijderen van de nog resterende laag van siliciumnitride en de zich daaronder bevindende siliciumoxyde, met het kenmerk, dat de laag van siliciumoxyde een dikte van minder dan 20 nm heeft en dat het esten van de laag van siliciumnitride geschiedt met behulp van een RIE (reactieve ionen-ets)-techniek, die voorziet in een hogere selectiviteit ten opzichte van het silicium.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de RIE-techniek wordt uitgevoerd met een plasma van CHF3 en C02 in zodanige samenstelling en onder zodanige omstandigheden, dat een snelle etsing van de lagen van siliciumnitride en siliciumoxyde en een trage etsing van de lagen van silicium wordt bewerkstelligd. Hierbij 1 blad tekening