JPH02183532A - 半導体微細装置の加工方法 - 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】 〔概要〕 半導体微細装置の加工方法、特に、多素子型受光センサ
のアパーチャ等の加工方法に関し、開口部の大きさを均
一にでき、しかも、取扱が簡単な半導体微細装置の加工
方法を提供することを目的とし、 半導体基板層表面に高濃度の不純物を添加した上面層・
を形成し、該上面層をドライエツチングにより所定のパ
ターンに形成し、前記基板層を不純物濃度又は導伝タイ
プに応じて選択的にエツチングが可能なエツチング液を
利用して、所定のパターンを形成する構成とする。

〔産業上の利用分野〕

この発明は半導体微細装置の加工方法に関し、特に、多
素子型受光センサのアパーチャ等の加工方法に関する。

〔従来技術〕

多素子型受光センサの各受光部に対して、同一条件の入
射光を得るために、該各受光部に対応する個別の窓を有
するアパーチャが用いられる。

この種のアパーチャは第４図に示すように、まず、シリ
コンをエツチングによって薄層化して上面板１１を形成
し、該上面板１１に各受光部に対応する窓１２をエツチ
ングによって明けていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の方法によると、上面板１１は
せいぜい数１０．ｃｚｍ程度の厚みであるので、取扱が
非常に困難である。また、シリコンを正確に均一の厚み
に薄層化することができず、部分的な厚みの差が生じる
ことは避けられない。従って、窓１２を開口するときに
、薄い部分の窓１２が大きくなり、結果として、各受光
部に同一視野の入射光を入射させることができなくなる
。

この発明は上記従来の事情に鑑みて提案されたものであ
って、開口部の大きさを均一にでき、しかも、取扱が簡
単な半導体微細装置の加工方法を提供することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は上記目的を達成するために以下の手段を採用
している。

すなわち、半導体基板層１表面に高濃度の不純物を添加
した上面層２を形成し、該上面層２をドライエツチング
により所定のパターンに形成し、前記基板層１を不純物
濃度又は導伝タイプに応じて選択的にエツチングが可能
なエツチング液を利用して、所定のパターンで加工する
ものである。

〔作　用〕

例えば第１図（ａ）に示すように、基板層１上に該基板
層ｌと同一導伝タイプであって、不純物濃度が異なる表
面層２あるいは基板層１と異なる導伝タイプの表面層２
を設計通りの厚みに均一に形成した被加工物１０を得る
ことは従来の半導体技術によって確立されている。また
、半導体をエツチングする際に半導体の導伝タイプ又は
導伝率（不純物濃度）に応じて選択エツチングできるエ
ツチング液を用いることができる。

従って、半導体の基板層１上に該基板層１と導伝率が異
なる表面層２あるいは導伝タイプの異なる表面層２を形
成した被加工物１０は、選択されたエツチング液によっ
ては基板層１の部分と表面層２の部分のいずれかのみを
選択的にエツチング（加工）することが可能となり、し
かも、上記表面層２の厚み制御が正確であるので上記エ
ツチングによる加工深さも正確になる。

被加工物ｌＯが不純物濃度あるいは導伝タイプが異なる
相互に隣接する層が３層以上である場合も同様である。

〔実施例〕

第１図はこの発明を用いて多素子型受光センサのアパー
チャを加工する場合の手順を示す工程図である。

まず、第１図（ａ）に示すように、例えば、数１００μ
ｍの厚さのｐ型又はｎ型シリコンの基板層１の表面にイ
オン打ち込みあるいは熱拡散法を用いて、深さ数１０μ
ｍ程度のｐ型の高濃度層（以下２１層という）よりなる
上面層２を形成する。その後、第１図（ｂ）に示すよう
に、該上面層２を含む基板層１の表面に熱酸化によって
、ＳｌＯ！膜３を形成する。このＳｉＯ□膜３は後述す
る選択エツチング時のマスクとなる。

更に、第１図（Ｃ）に示すように、上面層２の表面にア
ルミ膜４ａを形成した後、第１図（ｄ）に示すようにこ
のアルミ膜４ａをホトリソグラフィ法によってエツチン
グし、アパーチャの各窓１２に対応する開口部１２ａ以
外を下記ドライエツチングのマスクとして残す。

その後、第１図（ｅ）に示すように、裏面全面にもアル
ミ膜４ｂのマスクをかけておいて、第１図（ｆ）に示す
ようにアルミ膜４ａ、４ｂをマスクとしてＳｉｎ、膜３
を弗酸（ＨＦ）等でエツチングし、更に、アルミ膜４と
Ｓｉｎ、膜３をマスクとして第１図（ｇ）に示すように
上面層２をＣＦ４　＋Ｑ、ガス等を用いて、厚み方向へ
の異方性ドライエツチングをする。

次に裏面のアルミ膜４ｂを除去した後、第１図（ｈ）に
示すようにホトリゾグラフィによって架台１３のパター
ンを形成しＳｉＯ□膜３をエツチングする。そして、最
後にｐ型の半導体のみを選択的にエツチングすることが
できる例えば、エチレンジアミン系混合液で、第２図に
示すようなエツチング特性を有する特定のエツチング液
（文献：超ＬＳＩプロセスデークハンドブック、サイエ
ンスフォーラムネエ）を使用して、異方性のウェットエ
ツチングを行い架台１３を形成する。このウェットエツ
チングに際して、使用液は抵抗率が０．０１ａｃｍ以下
のｐ゛型の半導体はエツチングされないので、架台１３
が形成されると、エツチングの進行が止まり、上面板１
１の部分が残されてエツチング工程を完了することにな
る。

これによって、第３図に示すようなアパーチャが架台１
３と上部の上面板１１とが一体に成形されることになる
。

上記第１図（ａｌに示したイオン打ち込み、あるいは、
熱拡散によって、均一な厚さに特定の不純物濃度層（ｐ
”層２）を形成することは現在の技術では極めて正確に
行うことができるので、第１図（１）で示したエツチン
グ工程において形成された上面板１１は極めて均一な厚
みになる。

尚、上記ドライエツチングの工程で、該ドライエツチン
グに代えてｐ＋型のみの半導体を選択的にエツチングで
きるエツチング液（例えばＣＨ３ＣＯ０Ｈ＋１−（Ｎｏ
３＋ＨＦ）を用いることも可能である。

以上、多素子受光センサのアパーチャを製造する場合に
ついてのみ説明したが、この発明は半導体を用いた他の
微細装置、例えば、インクジェットプリンタ用のノズル
、圧カドランスジューサ、ガスクロマトグラフィー装置
の渦巻状カラム等の加工に応用できる。

また、被加工物１０が上下２層の場合についてのみ説明
したが、３層以上の異種半導体が積層されている場合で
あっても、適正なエツチング液を選択することによって
上記と同様な微細加工をすることができることはもちろ
んである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は不純物濃度あるいは、
導伝タイプの異なる複数層に重層された半導体を、該濃
度あるいは導伝タイプによって選択エツチングできるエ
ツチング液を使用して加工するので複雑な形状を正確に
一体成形できる。また、この発明が多素子型受光素子の
アパーチャに適用された場合、各受光部に対応する穴は
正確に同じ大きさとなり、また、架台と上面板を一体成
形できるので、各受光部に同一条件で入射光を与えるア
パーチャを形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す工程図、第２図はこの
発明の用いるエツチング液の特性図、第３図は多素子型
受光素子のアパーチャを示す斜視図、第４図は従来のア
パーチャの分解斜視図である。 図中、 ■・・・基板層、　　　　　　２・・・上面層、１０・
・・被加工物、　　　　１１・・・上面板、１２・・・
窓、　　　　　１２ａ・・・開口部、１３・・・架台、
　　　　　　１４・・・シリコン薄層板。 ン 本願実施分 第　１　　図（うの１ン 本願実施倒 第 図 （予４２） 抵抗（Ω・ｃｍ） エツチング液のエツチング速度特性 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕半導体基板層（１）表面に高濃度の不純物を添加
   した上面層（２）を形成し、該上面層（２）をドライエ
   ッチングにより所定のパターンに形成し、前記基板層（
   １）を不純物濃度又は導伝タイプに応じて選択的にエッ
   チングが可能なエッチング液を利用して、所定のパター
   ンを形成することを特徴とする半導体微細装置の加工方
   法。