NO119149B

NO119149B -

Info

Publication number: NO119149B
Application number: NO167625A
Authority: NO
Inventors: A Bergh; W Van Gelder
Original assignee: Western Electric Co
Priority date: 1966-04-08
Filing date: 1967-04-07
Publication date: 1970-03-31
Also published as: ES339478A1; US3479237A; NL141329B; NL6704958A; SE313624B; DE1614999A1; BE689341A; FR1516347A; IL27509A; DE1614999B2; GB1178180A

Description

Fremgangsmåte ved fremstilling av en halvlederanordning.

Foreliggende oppfinnelse angår en halvleder og spesielt dannelsen av dielektriske lag på overflaten av halvledende legemer i overensstemmelse med spesielle monstre.

.Anvendelse av dielektriske. belegg for å maskere diffusjoner og avsetninger og'for å gi beskyttelse under og etter fremstilling er kjent. Denne teknikk er spesielt godt utviklet ved fremstilling av planære halvledere og for felteffekthalvledere av forskjellig typé. Siliciumdioxyd er i lang tid blitt Utstrakt benyttet som dl-elektrisk belegg på fle .re halvledende underlag. Siiiciumdioxyd er

spesielt fordelaktig for denne anvendelse fordi det etses av fluss-syre som ikke. angriper de vanlige, organiske fotoresistente materialer som anvendes for dannelse, av etsemonstre på ét'dielektrisk

belegg. Flere nye materialer har i den senere tid tiltrukket seg stor interesse for denne anvendelse istedenfor siliciumdioxyd. Spesielt har det vist seg at siliciumnitrid, aluminiumoxyd og visse blandede oxyder, spesielt aluminiumsilikat,gir visse fordeler både for maskering av diffusjon og avsetning, for varige beskyttelser og forbedrede startegenskper..

Ingen av disse materialer vil imidlertid etses i nevneverdig grad av flussyre på den måte som siliciumflioxyd etses. De etses lett med varm fosforsyre, men bruk av fosforsyre bevirker at også

de vanlige organiske, fotoresistente belegg som brukes ved fremstilling av etsemonstrene, vil etses.

Det tas derfor ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe en enkel fremgangsmåte ved fremstilling av masker.ingsmonstre på dielektriske belegg av siliciumnitrid, aluminiumoxyd eller aluminiumsilikat.

Ved foreliggende fremgangsmåte fremstilles en halvlederanordning med et dielektrisk lag på overflaten av et halvledende legeme i overensstemmelse med et spesielt monster,og fremgangsmåten er sær-preget ved at det på overflaten dannes et forste lag av siliciumnitrid, aluminiumoxyd eller alminiumsilikat, at det på dette forste lag dannes et annet lag av sHiciumdioxyd, molybden eller platina i overensstemmelse med det spesielle monster og at disse lag behandles med en fosforsyreopplosning for å fjerne bare de deler av det forste lag som ikke er dekket av monsteret av det annet lag.'

Foreliggende oppfinnelse angår spesielt en fremgangsmåte hvor-ved et lag av siliciumdioxyd avsettes på et lag av siliciumnitrid. En fotoresistent etsemaskering anbringes så på toppen av siliciumdioxydlaget for å gi det onskede dielektriske monster. Gjenstanden behandles så med vailig flussyreopplosning som fjerner det umaskerte siliciumdioxyd, og underliggende deler av siliciumnitridlaget vil da eksponeres. Flussyren angriper selvsagt ikke det underliggande dielektriske belegg i nevneverdig grad.

Deretter behandles gjenstanden med varm fosforsyre som angriper det underliggande nitridbelqgg på de steder som ikke er dekket av siliciumdioxyd. Der hvor siliciumdioxyd dekker det underliggende lag, oppstår ingen vesentlig etsing, og det monster som opprinnelig ble trukket opp ved hjelp av det fotoresistenetmateriale, fåes i siliciumnitridbelegget.

Ifolge en annen fremgangsmåte benyttes et molybden- eller pla-tinalag istedenfor siliciumdioxyd og etses med henholdsvis salpetersyre eller kongevann. Også ved denne fremgangsmåte fåes det intet angrep av det fotoresistente materiale eller det underliggende dielektriske belegg.

Det er et særpreg ved fremgangsmåten ifolge foreliggende oppfinnelse av et ytterligere lag tilveiebringes som formes ved den vanlige fotoresistente fremgangsmåte, og som så virker som maskering for etsning av det underliggende dielektriske lag.

Fremgangsmåten vil nærmere forklares under henvisning til tegningene. Av tegningene viser fig. 1,2 og 3 i tverrar! tt de for-skjellige trinn ved den maskerte etsemetode ifolge foreliggende oppfinnelse .

På fig. 1 er elementet 10 en del av en halvledende silicium-skive hvor substratet 11 er en ®nkeltkrystall av silicium som kan omfatte et lag dannet ved epitaxialavsetning. Et lag 12 av siliciumnitrid dannes på en overflate av siliciumlegemet ved kjente av-ssbningsmetoder. Siliciumnitridbelegg dannes spesielt ved en behan-ling hvor silan (SiH^) og ammoniakk (NH^) blandes i en bæregass-strdm av hydrogen og innfores i et kammer inneholdende siliciumlegemet ved en temperatur av ca. 850-900°C. Det inntrer en reaksjon som omfatter dekomponering av silanet og syntese av siliciumnitrid som avsettes på siliciumoverflaten. Ved en annen metode kan en lav-temperaturplasmareaksjon benyttes. Et siliciumnitridlag med en tykkelse av ca. 1000 Å dannes som regel.

Ved an annen fremgangsmåte kan laget 12 bestå av aluminium-oxjid som kan avsettes på en kjent, egnet måte. En måte for avsetning av aluminiunrxyd omfatter innfbring av en hydrogengasstrom inneholdende en mengde aluminiumtriklorid i et kammer hvor den blandes med carbondioxyd ved eh temperatur av ca. 1000°C. Egnede belegg av aluminiumoxyd avsettes på halvlederlegemet innen kammeret, og egnede tykkelser for de avsatte aluminiumoxydbelegg ifolge foreliggende oppfinnelse er ca. 2000-3000 Å.

Laget 12 kan også bestå av et blandet oxyd som aluminiumsilikat fremstilt ved tilsetning av en siliciumtetrakloridmengde til aluminiumtrikloridet benyttet ved den ovenfor beskrevne fremgangsmåte for avsetning av aluminiumoxyd.

Et annet lag 13 bestående av et materiale som ermotstands-dyktig overfor etsemidlet fosforsyre, men som etses av de vanlige etsemidler brukt innen den organiske, fotoresistente teknikk, avsettes på laget 12. Ved en foretrukket fremgangsmåte består laget 13 av siliciumdioxyd med en tykkelse av 2000 - 3000 Å. Et egnet aliciumdioxydlag kan avsettes ved hjelp av en kjent fremgangsmåte basert på å reagere en blanding av hydrogen, siliciumtetraklorid og carbondioxyd.

På toppen av siliciumdioxydlaget anbringes tilslutt en fotoresistent maskering lh ved fremgangsmåter som beskrevet i US patent nr. 3.122.817. På fig. 1 er det fotoresistente lag lh vist i utviklet tilstand slik at åpningen 15 i maskeringen eksponeres.

Under henvisning til fig. 2 behandles det halvledende element 10 i en opplosning av pufferert Hussyre for å fjerne de umaskerte deler av siliciumdioxydlaget 13 for derved å utvide åpningen av vin-duet 15 ned til overflaten av det dielektriske lag 12. Da flussyre-opplosningen ikke i vesentlig grad angriper siliciumnitrid, aluminiumoxyd eller aluminiumsilikat, opphorer etsingen etter fjernelse av det umaskerte siliciumdioxyd.

Istedenfor å anvende et lag 13 av siliciumdioxyd, kan det anvendes lag av molybden og platina. Begge disse materialer er effektive maskeringsmaterialer overfor fosforsyre og kan selektivt etses under anvendelse av fotoresistente belegg. Molybden etses av salpetersyre og platina av kongevann.

Under henvisning til fig. 3 fullstendiggjores dannelsen av maskeringen ved å behandle legemet med en opplosning av varm fosforsyre som angriper den del av dét dielektriske lag 12 som ikke er dekket av siliciumdioxydlaget 13. Dette etsemiddel angriper det fotoresistente belegg lh som ikke lenger virker som en effektiv etsemaskering ved dette trinn. Etsemidlet angriper også siliciumdioxy-det, men med en meget lavere hastighet slik at det opprettholder sin effektivitet som maskering. Det fåes derfor en saLektiv etse-prosess som på en enkel måte gir maskeringer i siliciumnitrid, aluminiumoxyd og aluminiumsilikat. Det bor spesielt<nevnes at det forbedrede, dielektriske lag 12 bestående av siliciumnitrid, aluminiumoxyd eller et blandet oxyd som aluminiumsilikat, ikke behover å anvendes i umiddelbar kontakt med-halvlederens overflate. Dette belegg kan spesielt benyttes til å dekke et lag av siliciumdioxyÉL anbrakt på halvlederens overflate. Maskeringsmonsteret kan så fores gjennom til dette underliggende siliciumdioxydlag ved anvendelse av flussyre som etsemiddel og det dielektriske lag 12 som maskering.

Claims

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av ai halvlederanordning med et dielektrisk lag på overflaten av et halvledende legeme i overensstemmelse med et spesielt monster, karakterisert ved at det på overflaten dannes et forste lag (12) av siliciumnitrid, aluminiumoxyd eller aluminiumsilikat, at det på dette forste lag dannes et annet lag (13) av siliciumdioxyd, molybden eller platina i overensstemmelse med oet spesielle monster og at disse lag behandles med en fosforsyreopplosning for å fjerne bare de deler av det forste lag som ikke er dekket av monsteret av det annet lag..

2. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at det annet lag (13) dannes i overensstemmelse med et spesielt monster ved fotoresistent maskering (l^) og etsing.

3. Fremgangsmåte ifolge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det anbringes et lag av siliciumdioxyd under det forste lag (12) på overflaten.