JPH0320026A - 選択的金属薄膜の形成方法 - Google Patents
選択的金属薄膜の形成方法Info
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- JPH0320026A JPH0320026A JP1595989A JP1595989A JPH0320026A JP H0320026 A JPH0320026 A JP H0320026A JP 1595989 A JP1595989 A JP 1595989A JP 1595989 A JP1595989 A JP 1595989A JP H0320026 A JPH0320026 A JP H0320026A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、半導体デバイス等の作製技術に係わり、特に
、基板表面に所望の微細なパターンで不純物をドーピン
グした後、電気メッキ法により、基板上に前記パターン
状に金属薄膜を堆積させる選択的金属薄膜の形成方法に
関する。
、基板表面に所望の微細なパターンで不純物をドーピン
グした後、電気メッキ法により、基板上に前記パターン
状に金属薄膜を堆積させる選択的金属薄膜の形成方法に
関する。
《従来技術》
半導体中の微細パターンの形成にはレジストプロセスが
用いられている。以下に、一般的な光露光レジストのレ
ジスト工程を、第２Ａ図〜第２Ｆ図に示したレジストプ
ロセスの流れ図を用いて説明する。
用いられている。以下に、一般的な光露光レジストのレ
ジスト工程を、第２Ａ図〜第２Ｆ図に示したレジストプ
ロセスの流れ図を用いて説明する。
（ａ） まず、ＡＩ等の金属膜を蒸着等により基板上
に付着し、この金属面上を清浄して、レジストの密着性
を向上する（第２Ａ図》。
に付着し、この金属面上を清浄して、レジストの密着性
を向上する（第２Ａ図》。
（ロ） レジスト塗布をスピンコート法等により行う。
塗布後、乾燥（ブリベーク）して、レジストの溶剤を除
去する（第２Ｂ図》。
去する（第２Ｂ図》。
（Ｃ） 次に、所望パターンを有するフォトマスクを
介して露光が行われる（第２Ｃ図）。
介して露光が行われる（第２Ｃ図）。
（イ）現像が行われ、露光箇所或いは露光されなかった
箇所のレジストが除去され、レジストパターンが形或さ
れる。この後、加熱乾燥（ポストベーク）が行われる（
第２Ｄ図）。
箇所のレジストが除去され、レジストパターンが形或さ
れる。この後、加熱乾燥（ポストベーク）が行われる（
第２Ｄ図）。
（ｅ） 次いで、レジストが除去され露出した金属膜
に対してエッチング処理を行う。エッチングは、液によ
るウエットエッチングとガスによるドライエッチングが
ある。このエッチング処理により金Ｒ膜が除去され、所
望の微細パターンの金属膜が基板上に形威される（第２
Ｅ図）。
に対してエッチング処理を行う。エッチングは、液によ
るウエットエッチングとガスによるドライエッチングが
ある。このエッチング処理により金Ｒ膜が除去され、所
望の微細パターンの金属膜が基板上に形威される（第２
Ｅ図）。
（０ 最終的に、露光とポストベークで強固に固まった
レジストが加熱した有機溶剤または強酸により剥離され
る（第２Ｆ図）。
レジストが加熱した有機溶剤または強酸により剥離され
る（第２Ｆ図）。
以上の工程を経て半導体デバイス等の微細金属パターン
が生戒されるものである。
が生戒されるものである。
なお、微細金属パターンの形成は先にレジストのパター
ンニングを行い、この後金属膜を蒸着する方法もある。
ンニングを行い、この後金属膜を蒸着する方法もある。
（発明が解決しようとする課題）
上述した光露光による微細パターンの作成方法は、工程
の自動化が進んでいるものの工程数が多く工程の省略が
望まれている。また、現実に使用されている方法はいず
れもレジストを使用するが、レジストは、使用条件によ
って解像度や密着性等が左右されること、均一な膜厚を
形或すること、最終的な剥離処理において、強酸等を使
用するため廃液処理が難しいこと、更に、レジストの品
質を維持するため、その保存に十分注意しなければなら
ない等の問題を有している。更に、微細なパターンを形
成するためには、露光条件、エッチング条件、温度条件
を正確に維持しなければならない等、多くのノウハウ要
素が必要であった。
の自動化が進んでいるものの工程数が多く工程の省略が
望まれている。また、現実に使用されている方法はいず
れもレジストを使用するが、レジストは、使用条件によ
って解像度や密着性等が左右されること、均一な膜厚を
形或すること、最終的な剥離処理において、強酸等を使
用するため廃液処理が難しいこと、更に、レジストの品
質を維持するため、その保存に十分注意しなければなら
ない等の問題を有している。更に、微細なパターンを形
成するためには、露光条件、エッチング条件、温度条件
を正確に維持しなければならない等、多くのノウハウ要
素が必要であった。
半導体デバイスの高速化や高集積化のためには高精度の
微細パターンの形戊が不可欠であり、また、スループッ
トの向上のためにはレジストプロセスの簡路化が必要と
なる。
微細パターンの形戊が不可欠であり、また、スループッ
トの向上のためにはレジストプロセスの簡路化が必要と
なる。
本発明は、−従来行われているレジストプロセスを用い
ず、半導体基板表面に選択的に金属薄膜を形或する技術
を提供することを目的とする。
ず、半導体基板表面に選択的に金属薄膜を形或する技術
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）
固体基板表面に基板の他の部分とは異なる抵抗率または
導電型を有するパターン状の領域を形或して、その試料
を、金属原子を含む溶液中に浸し、電気分解法（電気メ
ッキ法〉によって前記試料表面の低抵抗領域のみに選択
的に金属薄膜を堆積させることを特徴とする選択的金属
薄膜の形戊方法によって達成することができる。
導電型を有するパターン状の領域を形或して、その試料
を、金属原子を含む溶液中に浸し、電気分解法（電気メ
ッキ法〉によって前記試料表面の低抵抗領域のみに選択
的に金属薄膜を堆積させることを特徴とする選択的金属
薄膜の形戊方法によって達成することができる。
なお、試料表面の低抵抗領域とは、メッキ時における電
圧印加部分との間の電気抵抗がより低い領域のことを言
う。メッキすべき金属は陽イオンとなるので、通常上記
低抵抗領域はメッキ時において表面の電子密度がより高
い領域となる。
圧印加部分との間の電気抵抗がより低い領域のことを言
う。メッキすべき金属は陽イオンとなるので、通常上記
低抵抗領域はメッキ時において表面の電子密度がより高
い領域となる。
（作 用）
種々の半導体基板表面にドーピングを行うと、元の基板
表面（例えば、ｎ型ＧａＡｓ）よりも低い抵抗率の浅い
活性層が形成される。従って、微細な所望のパターンを
有するマスクで基板表面にドーピング処理を行い、その
基板を金属液中で電気メッキ処理を行うと基板表面の電
子密度の差異によって、基板が導電性物質であっても選
択的に金属薄膜が形成されることになる。
表面（例えば、ｎ型ＧａＡｓ）よりも低い抵抗率の浅い
活性層が形成される。従って、微細な所望のパターンを
有するマスクで基板表面にドーピング処理を行い、その
基板を金属液中で電気メッキ処理を行うと基板表面の電
子密度の差異によって、基板が導電性物質であっても選
択的に金属薄膜が形成されることになる。
また、ドーピングの電気導電型をこれとは逆にしてドー
プした微細なパターン部分に金属薄膜を付着させないよ
うにすることも可能である（例えば、ｐ型ＧａＡｓにア
クセプタをトープしてｐ＋領域を形成した場合）。従っ
て、逆にドーピング用ガスを選択すればドーピングによ
り電気抵抗率を高くしてドーピングされていない部分に
所望のパターンを形或させることも可能である。
プした微細なパターン部分に金属薄膜を付着させないよ
うにすることも可能である（例えば、ｐ型ＧａＡｓにア
クセプタをトープしてｐ＋領域を形成した場合）。従っ
て、逆にドーピング用ガスを選択すればドーピングによ
り電気抵抗率を高くしてドーピングされていない部分に
所望のパターンを形或させることも可能である。
さら、基板と反対の導電型のドーングを行うことにより
結果として上記低抵抗領域を形成することもできる。
結果として上記低抵抗領域を形成することもできる。
異なる抵抗率または導電型を有するパターン状の領域を
形成するドーピング処理法としては、不純物ガス雰囲気
中でエキシマレーザー光を照射し、これによって不純物
ガスを分解し、その分解された不純物を高濃度に溶融領
域にドーブすると言う方法を用いることができる。
形成するドーピング処理法としては、不純物ガス雰囲気
中でエキシマレーザー光を照射し、これによって不純物
ガスを分解し、その分解された不純物を高濃度に溶融領
域にドーブすると言う方法を用いることができる。
エキシマレーザーは短波長かつ短パルスのため、表面近
傍の極く浅い領域を加熱・溶融することが可能である。
傍の極く浅い領域を加熱・溶融することが可能である。
従って、不純物ガス雰囲気中でエキシマレーザー光を照
射することによって不純物ガスを分解し、その分解され
た不純物を高濃度に溶融領域にドープすることができる
。更に、所望パターンを有するマスクを介して照射する
と局所的な加熱も行え、微細なパターン状に不純物のド
ーピングが行える。また、エキシマレーザーを用いると
、マスクの開口、縮小投影レンズの性能を高精度に製作
すればレーザーの直進性によって、高精度の電気的抵抗
率の差部を形戒でき、そこに電気メッキを追従すること
によって、原子的レベルで基板表面に薄膜を堆積するこ
とができる。
射することによって不純物ガスを分解し、その分解され
た不純物を高濃度に溶融領域にドープすることができる
。更に、所望パターンを有するマスクを介して照射する
と局所的な加熱も行え、微細なパターン状に不純物のド
ーピングが行える。また、エキシマレーザーを用いると
、マスクの開口、縮小投影レンズの性能を高精度に製作
すればレーザーの直進性によって、高精度の電気的抵抗
率の差部を形戒でき、そこに電気メッキを追従すること
によって、原子的レベルで基板表面に薄膜を堆積するこ
とができる。
（発明の効果）
本発明によれば、レジストレスでそのパターン上に金属
薄膜を形成できるといった点で、従来法に比べかなりの
半導体作製プロセスの簡略化が計れる。また、本発明は
、特に、半導体デバイス作製において、オーミックコン
タクト等の電極形成に有効である。更に、本発明は電気
メッキを行いにくい半導体以外の物質に対しても、本発
明に開示されたレーザーを用いて表面処理を行えば金属
メッキが可能になり、半導体作製はもとより種々の分野
への用途が開かれる。更に、本発明は、レジストプロセ
スが不要となるばかりでなく、従来法におけるマスクに
レジストが付着するというような心配がなく、プロセス
の簡略化が計れるのでデバイスの作製が容易となり、経
済的な波及効果が大きい。又、廃液処理方法についても
、公知の電気メッキ液を使用するので従来法ほど心配す
る必要がない。
薄膜を形成できるといった点で、従来法に比べかなりの
半導体作製プロセスの簡略化が計れる。また、本発明は
、特に、半導体デバイス作製において、オーミックコン
タクト等の電極形成に有効である。更に、本発明は電気
メッキを行いにくい半導体以外の物質に対しても、本発
明に開示されたレーザーを用いて表面処理を行えば金属
メッキが可能になり、半導体作製はもとより種々の分野
への用途が開かれる。更に、本発明は、レジストプロセ
スが不要となるばかりでなく、従来法におけるマスクに
レジストが付着するというような心配がなく、プロセス
の簡略化が計れるのでデバイスの作製が容易となり、経
済的な波及効果が大きい。又、廃液処理方法についても
、公知の電気メッキ液を使用するので従来法ほど心配す
る必要がない。
（実施例）
以下に、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
第ＩＡ図は、不純物ドーピングプロセスの一例を示す概
略図であり、第ＩＢ図は、不純物をドーピングした後、
本発明の電気メッキ法による金属薄膜形戒プロセスを示
す概略図であり、第ＩＣ図は、基板表面に選択的に金属
薄膜が形成された断面図である。
略図であり、第ＩＢ図は、不純物をドーピングした後、
本発明の電気メッキ法による金属薄膜形戒プロセスを示
す概略図であり、第ＩＣ図は、基板表面に選択的に金属
薄膜が形成された断面図である。
第ＩＡ図に基づいて、まず、他の部分と異なる抵抗率を
有するパターン状の領域の形成を説明する。キャリア濃
度２。５ Ｘ １ ０ −” ｃｍ−’のＳｉ −ｄｏ
ｐｅｄ ｎ型（１ ０ ０） ＨＢ ＧａＡｓ基板１
２が、Ｈｅ希釈のｌＯ％ＳｉＨｎのドーパンドガス（圧
力１ ０ ０Ｔｏｒｒ） １ １の雰囲気中に保持さ
れる。ＫｒＦエキシマレーザーｍ！ （波ｊＬ ２ ４
８ ｒ＋ｍ， ハルｘ 幅２３ｎＳ）により発射され
た、レーザーフルエンス３ ８ ０ ｍ Ｊ ／ｃｄ．
パルス数１０パルスのエキシマレーザー光１５が、合戊
石英基板上に２０μｍの［ｒの微細パターンを有するレ
チルク１３とレンズ性能が開口数０． ２ ５ 、縮小
率１／５の縮小投影光学レンズｌ４を通して、基板ｌ２
上に照射される。
有するパターン状の領域の形成を説明する。キャリア濃
度２。５ Ｘ １ ０ −” ｃｍ−’のＳｉ −ｄｏ
ｐｅｄ ｎ型（１ ０ ０） ＨＢ ＧａＡｓ基板１
２が、Ｈｅ希釈のｌＯ％ＳｉＨｎのドーパンドガス（圧
力１ ０ ０Ｔｏｒｒ） １ １の雰囲気中に保持さ
れる。ＫｒＦエキシマレーザーｍ！ （波ｊＬ ２ ４
８ ｒ＋ｍ， ハルｘ 幅２３ｎＳ）により発射され
た、レーザーフルエンス３ ８ ０ ｍ Ｊ ／ｃｄ．
パルス数１０パルスのエキシマレーザー光１５が、合戊
石英基板上に２０μｍの［ｒの微細パターンを有するレ
チルク１３とレンズ性能が開口数０． ２ ５ 、縮小
率１／５の縮小投影光学レンズｌ４を通して、基板ｌ２
上に照射される。
この照射によって、基板表面にＳｉ不純物がドーピング
され、その基板中に高濃度でごく浅いｎ“活性領域の微
細パターン１６が選択的に形或される。
され、その基板中に高濃度でごく浅いｎ“活性領域の微
細パターン１６が選択的に形或される。
この時のレーザー光の基板上での照射線幅は、パターン
が１／５に縮小されるため４μｍである。
が１／５に縮小されるため４μｍである。
前記異なる抵抗率のパターンを形成した試料を、第ＩＢ
図に示す０．８％の硫化銅（ＣｕＳ○，）溶液ｌ７中に
浸し、試料側を陰極１８として陽極１９との間で回路を
形成し、電流値を０， ．２ ｍＡで６０秒間通電して
、電気分解を行い、上記ドーピングされた領域のみに選
択的にＣｕ金属の薄膜を堆積させて金属薄膜の微細パタ
ーンを形成することができた。なお、陰極ｌ８は、微細
パターンｌ６に直接針状電極を当てるようにして構戒す
る様にしてもよい。
図に示す０．８％の硫化銅（ＣｕＳ○，）溶液ｌ７中に
浸し、試料側を陰極１８として陽極１９との間で回路を
形成し、電流値を０， ．２ ｍＡで６０秒間通電して
、電気分解を行い、上記ドーピングされた領域のみに選
択的にＣｕ金属の薄膜を堆積させて金属薄膜の微細パタ
ーンを形成することができた。なお、陰極ｌ８は、微細
パターンｌ６に直接針状電極を当てるようにして構戒す
る様にしてもよい。
第ＩＣ図は、上記条件の下で得られたＣｕ金属の．堆積
２０した微細パターンを有する基板の断面図である。前
記Ｃｕ金属堆積基板を走査型電子顕？ｊｊ！鏡で観察し
たところ、基板上に形成された微細線の幅は、３．４μ
ｍであり、厚みは約０．１８μｍであった。この時の線
幅は、レーザー光照射線幅よりも細かった。レーザー光
のエネルギー、メッキ時間を変化することによって制御
が可能である。また、膜厚はメッキ時間によって制御す
ることができる。
２０した微細パターンを有する基板の断面図である。前
記Ｃｕ金属堆積基板を走査型電子顕？ｊｊ！鏡で観察し
たところ、基板上に形成された微細線の幅は、３．４μ
ｍであり、厚みは約０．１８μｍであった。この時の線
幅は、レーザー光照射線幅よりも細かった。レーザー光
のエネルギー、メッキ時間を変化することによって制御
が可能である。また、膜厚はメッキ時間によって制御す
ることができる。
本実施例よりさらに線幅を細くするには、縮小投影装置
の解像度を向上することによって可能である。
の解像度を向上することによって可能である。
第ＩＡ図は、微細パターンのドーピングプロセスの一例
を示す概略図、 第ＩＢ図は、本発明による電気メッキによる選択的金属
薄膜形戒プロセスの概略図、 第ＩＣ図は、本発明によって形威された試料の断面図、 第２Ａ図〜第２Ｆ図は、従来のレジストプロセスによる
微細加工のプロセスの流レ図。 （符号の説明） ｌ１・・・反応ガス、 １２・・・ＧａＡｓ基板、 １３・・・レチルク、 １４・・・縮小投影光学装置、 １５・・・エキシマレーザー ｌ６・・・微細パターン、 １７・・・硬化銅溶液、 ｌ８・・・陰極、 １９・・・陽極、 ２０・・・Ｃｕ金属の堆積層。 Ｘ面の浄書（内容に変更なし） 第１Ａ図 第１Ｂ図 第１Ｃ図 手 続 補 正 書（方式） 平底 ２．７．２０ 年 月 日 ｌ．事件の表示 平成１年特許願第１５９５９号 ２．発明の名称 遺択的金属薄膜の形成方法 ３．補正をする者 事件との関係
を示す概略図、 第ＩＢ図は、本発明による電気メッキによる選択的金属
薄膜形戒プロセスの概略図、 第ＩＣ図は、本発明によって形威された試料の断面図、 第２Ａ図〜第２Ｆ図は、従来のレジストプロセスによる
微細加工のプロセスの流レ図。 （符号の説明） ｌ１・・・反応ガス、 １２・・・ＧａＡｓ基板、 １３・・・レチルク、 １４・・・縮小投影光学装置、 １５・・・エキシマレーザー ｌ６・・・微細パターン、 １７・・・硬化銅溶液、 ｌ８・・・陰極、 １９・・・陽極、 ２０・・・Ｃｕ金属の堆積層。 Ｘ面の浄書（内容に変更なし） 第１Ａ図 第１Ｂ図 第１Ｃ図 手 続 補 正 書（方式） 平底 ２．７．２０ 年 月 日 ｌ．事件の表示 平成１年特許願第１５９５９号 ２．発明の名称 遺択的金属薄膜の形成方法 ３．補正をする者 事件との関係
Claims (1)
- 固体基板表面に他の部分とは異なる抵抗率また導電型を
有するパターン状の領域が形成された試料を、金属原子
を含む溶液中に浸し、電気分解法によって前記試料表面
の低抵抗領域のみに選択的に金属薄膜を堆積させること
を特徴とする選択的金属薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1015959A JP2553926B2 (ja) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | 選択的金属薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1015959A JP2553926B2 (ja) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | 選択的金属薄膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0320026A true JPH0320026A (ja) | 1991-01-29 |
| JP2553926B2 JP2553926B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=11903269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1015959A Expired - Lifetime JP2553926B2 (ja) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | 選択的金属薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2553926B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000204479A (ja) * | 1999-01-14 | 2000-07-25 | Ritsumeikan | ３次元デバイス構造の形成方法 |
| EP2151854A2 (en) * | 2008-08-08 | 2010-02-10 | FEI Company | Method to direct pattern metals on a substrate |
| JP2011230975A (ja) * | 2010-04-30 | 2011-11-17 | Sanken Electric Co Ltd | 化合物半導体基板の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60145612A (ja) * | 1984-01-09 | 1985-08-01 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS62262468A (ja) * | 1986-05-02 | 1987-11-14 | ジ−・テイ−・イ−・ラボラトリ−ズ・インコ−ポレイテツド | 凹入形ゲ−ト半導体デバイスを作製する方法 |
-
1989
- 1989-01-25 JP JP1015959A patent/JP2553926B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60145612A (ja) * | 1984-01-09 | 1985-08-01 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS62262468A (ja) * | 1986-05-02 | 1987-11-14 | ジ−・テイ−・イ−・ラボラトリ−ズ・インコ−ポレイテツド | 凹入形ゲ−ト半導体デバイスを作製する方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000204479A (ja) * | 1999-01-14 | 2000-07-25 | Ritsumeikan | ３次元デバイス構造の形成方法 |
| EP2151854A2 (en) * | 2008-08-08 | 2010-02-10 | FEI Company | Method to direct pattern metals on a substrate |
| JP2010045353A (ja) * | 2008-08-08 | 2010-02-25 | Fei Co | 基板上にパターン金属を誘導する方法 |
| JP2011230975A (ja) * | 2010-04-30 | 2011-11-17 | Sanken Electric Co Ltd | 化合物半導体基板の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2553926B2 (ja) | 1996-11-13 |
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