JPH04208528A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH04208528A JPH04208528A JP40014790A JP40014790A JPH04208528A JP H04208528 A JPH04208528 A JP H04208528A JP 40014790 A JP40014790 A JP 40014790A JP 40014790 A JP40014790 A JP 40014790A JP H04208528 A JPH04208528 A JP H04208528A
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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
［０００１１
【産業上の利用分野］本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特に表面の平坦化及び溝の形成方法に関する。 ［０００２］ 【従来の技術】従来、半導体装置の製造工程において、
半導体基板への溝の形成方法としては、感光性有機膜。 シリコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜をマスクとする
プラズマを用いたドライエツチング法、特にアスペクト
比の良い反応性イオンエツチング（ＲＩ Ｅ）法が主に
用いられている。 ［０００３］また、凹凸表面の平坦化法としては、エツ
チングレートが等しい膜を形成後エツチングを行うエッ
チバック法や、ポリイミドあるいはシラノール等による
塗布膜形成による平坦化法が主に用いられている。 ［０００４］
関し、特に表面の平坦化及び溝の形成方法に関する。 ［０００２］ 【従来の技術】従来、半導体装置の製造工程において、
半導体基板への溝の形成方法としては、感光性有機膜。 シリコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜をマスクとする
プラズマを用いたドライエツチング法、特にアスペクト
比の良い反応性イオンエツチング（ＲＩ Ｅ）法が主に
用いられている。 ［０００３］また、凹凸表面の平坦化法としては、エツ
チングレートが等しい膜を形成後エツチングを行うエッ
チバック法や、ポリイミドあるいはシラノール等による
塗布膜形成による平坦化法が主に用いられている。 ［０００４］
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
装置の製造工程における半導体基板のエツチング方法で
は、反応ガスをグロー放電によりプラズマ状態とし、プ
ラズマ中のイオンが基板にイオン衝撃を与え、励起した
フッ素及び塩素イオンと化学反応を起こりやすくして除
去しているため、被エツチング部のマスクとしてフォト
レジストなどを使用した場合、これがイオン衝撃により
分解し、側壁に再付着する。この付着物により形成する
溝の形状が悪くなったり、その除去の難しさのため、付
着物が残留してしまい、容量等における電気的不安定性
の原因となる。加えて、装置内壁材料のスパッタによる
半導体基板の汚染も発生する。 ［０００５］また、基板結晶面によりエツチングレート
に差が生じ、 （１００）、 （１１０）、 （１
１１）面の順に溝形成の精度が悪くなる。加えて、不純
物含有量が１０２０個／Ｃｍ３程度からエツチング速度
が増加し、反応性イオンエツチングにおいても、マスク
下にアンダーカットが生じやすく、形状精度が悪くなる
。 ［０００６１更に、基板表面の平坦化の場合も同様に、
ウェハの大口径化に伴い、プラズマ密度やガス流の影響
のため、ウェハ面内やバッチ内の均一なエツチングはよ
り難しくなる。 ［０００７］
装置の製造工程における半導体基板のエツチング方法で
は、反応ガスをグロー放電によりプラズマ状態とし、プ
ラズマ中のイオンが基板にイオン衝撃を与え、励起した
フッ素及び塩素イオンと化学反応を起こりやすくして除
去しているため、被エツチング部のマスクとしてフォト
レジストなどを使用した場合、これがイオン衝撃により
分解し、側壁に再付着する。この付着物により形成する
溝の形状が悪くなったり、その除去の難しさのため、付
着物が残留してしまい、容量等における電気的不安定性
の原因となる。加えて、装置内壁材料のスパッタによる
半導体基板の汚染も発生する。 ［０００５］また、基板結晶面によりエツチングレート
に差が生じ、 （１００）、 （１１０）、 （１
１１）面の順に溝形成の精度が悪くなる。加えて、不純
物含有量が１０２０個／Ｃｍ３程度からエツチング速度
が増加し、反応性イオンエツチングにおいても、マスク
下にアンダーカットが生じやすく、形状精度が悪くなる
。 ［０００６１更に、基板表面の平坦化の場合も同様に、
ウェハの大口径化に伴い、プラズマ密度やガス流の影響
のため、ウェハ面内やバッチ内の均一なエツチングはよ
り難しくなる。 ［０００７］
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、シリコン基板に選択的にゲルマニウムをイオ
ン注入したのち熱処理しシリコン・ゲルマニウム混晶層
を形成する工程と、シリコン基板とシリコン・ゲルマニ
ラム混晶層とのエツチングレート比を利用し前記シリコ
ン・ゲルマニウム混晶層をエツチングする工程とを含ん
で構成される。 ［０００８］混晶層を形成するための元素としては、ゲ
ルマニウムの他に高融点金属等も考えられるが、エツチ
ングレート比が低く、しかも後工程の熱処理によるシリ
コン基板への汚染が生ずるため適当ではない。 ［０００９］
造方法は、シリコン基板に選択的にゲルマニウムをイオ
ン注入したのち熱処理しシリコン・ゲルマニウム混晶層
を形成する工程と、シリコン基板とシリコン・ゲルマニ
ラム混晶層とのエツチングレート比を利用し前記シリコ
ン・ゲルマニウム混晶層をエツチングする工程とを含ん
で構成される。 ［０００８］混晶層を形成するための元素としては、ゲ
ルマニウムの他に高融点金属等も考えられるが、エツチ
ングレート比が低く、しかも後工程の熱処理によるシリ
コン基板への汚染が生ずるため適当ではない。 ［０００９］
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明する
。図１（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施例を説明す
るための工程順に示した半導体チップの断面図であり、
本発明を溝形成に適用した場合である。 ［００１０］まず図１（ａ）に示すように、シリコン基
板１０上にフォトレジスト膜１を塗布する。続いてフォ
トリソグラフィ技術によってフォトレジスト膜１をパタ
ニングする。次に図１（ｂ）に示すように、加速電圧が
可変なイオン注入装置を用い、数ｋｅＶのから数十Ｍｅ
Ｖの範囲で可変しながら、ゲルマニウムを高濃度（２，
５ｘ １０” ｃｍ−３程度）にイオン注入しゲルマニ
ウム注入層３を形成する。 ［００１１］次いで図１ （Ｃ）に示すように、フォト
レジスト膜１を除去した後、ランプアニールあるいは炉
アニールにより数百℃以上で熱処理することによって、
シリコン・ゲルマニウムの混晶層４を形成する。最後に
ＣＦ４ と０２の混合ガスによるドライエツチング法
、あるいは、１００℃程度のアンモニア水・過酸化水素
混合液によるウェットエツチング法により、選択的にシ
リコン・ゲルマニウム混晶層４をエツチングすることに
よって、高アスペクト比の形状精度の良い微細な溝５を
形成する。ＣＦ４ ＋０２ ガスを用いた場合のシリ
コン・ゲルマニウム混晶層４のエツチングレートはシリ
コン基板の約４倍またアンモニア水・過酸化水素混合液
では約２０倍であり、溝５の形成を精度良く行うことが
できる。 （００１２１図２（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２の実施
例を説明するための半導体チップの断面図であり、本発
明を基板の平坦化に適用した場合である。 ［００１３］まず図２（ａ）に示すように、凸部６のあ
るシリコン基板１０上にポリイミドやシラノール等によ
る塗布膜７を形成し表面を平坦化する。次に図２（ｂ）
に示すように塗布膜７を通して、ゲルマニウムを高濃度
にイオン注入し、凸部６をゲルマニウム注入層３Ａとす
る。 ［００１４］次に、図２（Ｃ）に示すように、塗布膜７
を除去後、ランプアニールあるいは炉アニールにより数
百℃以上で、熱処理することによって、凸部をシリコン
・ゲルマニウム混晶層４Ａとする。次に図２（ｄ）に示
すように、ＣＦ ４ と０２の混合ガスによるドライエ
ツチング法、あるいは、１００℃程度のアンモニア水・
過酸化水素液によるウェットエツチング法により選択的
にシリコン・ゲルマニウム混晶層４Ａをエツチングする
ことにより、表面に凹凸のない均一性のよい平坦なシリ
コン基板を形成できる。 ［００１５］
。図１（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施例を説明す
るための工程順に示した半導体チップの断面図であり、
本発明を溝形成に適用した場合である。 ［００１０］まず図１（ａ）に示すように、シリコン基
板１０上にフォトレジスト膜１を塗布する。続いてフォ
トリソグラフィ技術によってフォトレジスト膜１をパタ
ニングする。次に図１（ｂ）に示すように、加速電圧が
可変なイオン注入装置を用い、数ｋｅＶのから数十Ｍｅ
Ｖの範囲で可変しながら、ゲルマニウムを高濃度（２，
５ｘ １０” ｃｍ−３程度）にイオン注入しゲルマニ
ウム注入層３を形成する。 ［００１１］次いで図１ （Ｃ）に示すように、フォト
レジスト膜１を除去した後、ランプアニールあるいは炉
アニールにより数百℃以上で熱処理することによって、
シリコン・ゲルマニウムの混晶層４を形成する。最後に
ＣＦ４ と０２の混合ガスによるドライエツチング法
、あるいは、１００℃程度のアンモニア水・過酸化水素
混合液によるウェットエツチング法により、選択的にシ
リコン・ゲルマニウム混晶層４をエツチングすることに
よって、高アスペクト比の形状精度の良い微細な溝５を
形成する。ＣＦ４ ＋０２ ガスを用いた場合のシリ
コン・ゲルマニウム混晶層４のエツチングレートはシリ
コン基板の約４倍またアンモニア水・過酸化水素混合液
では約２０倍であり、溝５の形成を精度良く行うことが
できる。 （００１２１図２（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２の実施
例を説明するための半導体チップの断面図であり、本発
明を基板の平坦化に適用した場合である。 ［００１３］まず図２（ａ）に示すように、凸部６のあ
るシリコン基板１０上にポリイミドやシラノール等によ
る塗布膜７を形成し表面を平坦化する。次に図２（ｂ）
に示すように塗布膜７を通して、ゲルマニウムを高濃度
にイオン注入し、凸部６をゲルマニウム注入層３Ａとす
る。 ［００１４］次に、図２（Ｃ）に示すように、塗布膜７
を除去後、ランプアニールあるいは炉アニールにより数
百℃以上で、熱処理することによって、凸部をシリコン
・ゲルマニウム混晶層４Ａとする。次に図２（ｄ）に示
すように、ＣＦ ４ と０２の混合ガスによるドライエ
ツチング法、あるいは、１００℃程度のアンモニア水・
過酸化水素液によるウェットエツチング法により選択的
にシリコン・ゲルマニウム混晶層４Ａをエツチングする
ことにより、表面に凹凸のない均一性のよい平坦なシリ
コン基板を形成できる。 ［００１５］
【発明の効果】以上説明したように本発明は、イオン注
入法により高濃度のゲルマニウムをシリコン基板に選択
的に導入し、シリコン・ゲルマニウム混晶層を形成した
のち、この混晶層をエツチングして表面の平坦化や溝の
形成を行うことができる。このため、反応性イオンエツ
チングによる溝側壁への有機物の再付着に起因する電気
的不安定性の恐れがなくなり、ＶＬＳＩ対応の微細な高
アスペクト比を有する形状精度の良い溝の形成や、シリ
コン基板の平坦化を行うことができる。加えて、溝形成
にイオン注入を用いるため、ウェハ面内およびバッチ内
の溝形成の均一性にすぐれ、半導体基板の面方位及び不
純物ドーズ量に無関係に形状精度の良い溝を形成するこ
とができるという効果もある。
入法により高濃度のゲルマニウムをシリコン基板に選択
的に導入し、シリコン・ゲルマニウム混晶層を形成した
のち、この混晶層をエツチングして表面の平坦化や溝の
形成を行うことができる。このため、反応性イオンエツ
チングによる溝側壁への有機物の再付着に起因する電気
的不安定性の恐れがなくなり、ＶＬＳＩ対応の微細な高
アスペクト比を有する形状精度の良い溝の形成や、シリ
コン基板の平坦化を行うことができる。加えて、溝形成
にイオン注入を用いるため、ウェハ面内およびバッチ内
の溝形成の均一性にすぐれ、半導体基板の面方位及び不
純物ドーズ量に無関係に形状精度の良い溝を形成するこ
とができるという効果もある。
【図１】本発明の第１の実施例を説明するための半導体
チップの断面図である。
チップの断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を説明するための半導体
チップの断面図である。
チップの断面図である。
１ フォトレジスト膜
２ Ｇｅ”
３．３Ａ ゲルマニウム注入層
４．４Ａ シリコン・ゲルマニウム混晶層５溝
６ 凸部
７ 塗布膜
１０ シリコン基板
Claims (1)
- 【請求項１】シリコン基板に選択的にゲルマニウムをイ
オン注入したのち熱処理しシリコン・ゲルマニウム混合
層を形成する工程と、シリコン基板とシリコン・ゲルマ
ニウム混合層とのエッチングレート比を利用し前記シリ
コン・ゲルマニウム混合層をエッチングする工程とを含
むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40014790A JPH04208528A (ja) | 1990-12-03 | 1990-12-03 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40014790A JPH04208528A (ja) | 1990-12-03 | 1990-12-03 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04208528A true JPH04208528A (ja) | 1992-07-30 |
Family
ID=18510063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40014790A Pending JPH04208528A (ja) | 1990-12-03 | 1990-12-03 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04208528A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06252075A (ja) * | 1993-02-23 | 1994-09-09 | American Teleph & Telegr Co <Att> | ホウ素拡散を行うｍｏｓデバイス製造方法 |
| EP0862207A1 (de) * | 1997-02-27 | 1998-09-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines DRAM-Grabenkondensators |
| WO2001011668A1 (fr) * | 1999-08-06 | 2001-02-15 | Hitachi, Ltd. | Procede de fabrication d'un dispositif semi-conducteur |
| WO2007036449A1 (de) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum beschleunigten ätzen von silizium |
| JP2008508704A (ja) * | 2004-07-29 | 2008-03-21 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 基板上で層をエッチングする方法 |
| US7709333B2 (en) * | 2005-08-03 | 2010-05-04 | International Business Machines Corporation | Method for reducing overlap capacitance in field effect transistors |
-
1990
- 1990-12-03 JP JP40014790A patent/JPH04208528A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06252075A (ja) * | 1993-02-23 | 1994-09-09 | American Teleph & Telegr Co <Att> | ホウ素拡散を行うｍｏｓデバイス製造方法 |
| EP0862207A1 (de) * | 1997-02-27 | 1998-09-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines DRAM-Grabenkondensators |
| WO2001011668A1 (fr) * | 1999-08-06 | 2001-02-15 | Hitachi, Ltd. | Procede de fabrication d'un dispositif semi-conducteur |
| JP2008508704A (ja) * | 2004-07-29 | 2008-03-21 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 基板上で層をエッチングする方法 |
| US8182707B2 (en) | 2004-07-29 | 2012-05-22 | Robert Bosch Gmbh | Method for etching a layer on a substrate |
| US7709333B2 (en) * | 2005-08-03 | 2010-05-04 | International Business Machines Corporation | Method for reducing overlap capacitance in field effect transistors |
| US7824989B2 (en) * | 2005-08-03 | 2010-11-02 | International Business Machines Corporation | Method for reducing overlap capacitance in field effect transistors |
| WO2007036449A1 (de) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum beschleunigten ätzen von silizium |
| DE102005047081B4 (de) | 2005-09-30 | 2019-01-31 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum plasmalosen Ätzen von Silizium mit dem Ätzgas ClF3 oder XeF2 |
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