JPH0483341A - 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〕 多素子型光検知素子のアパーチャ等の半導体の微細装置
の加工方法に関し、 半導体基板を用いて複雑で微細なパターンが容易に加工
できる加工方法を目的とし、 半導体基板に該基板と逆導電型の半導体層を形成し、該
半導体層に所定パターンの高濃度不純物層を形成し、該
基板を不純物濃度の変動、或いは導電型の相違に依存し
てエツチング速度が変化するエツチング液を用いて選択
的にエツチング加工することで構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は半導体微細装置の加工方法、特に多素子型光検
知素子のアパーチャ等の加工方法に関する。

多素子型の光検知装置に於いては、該光検知素子に入射
する光量を規制したり、或いは入射光の視野角を規制す
るために、該検知素子に対向して微細な開口部を有する
アパーチャが用いられている。

〔従来の技術〕

従来、このようなアパーチャをシリコン（Ｓｉ）のよう
な半導体基板を用いて形成する方法を本出願人は特開平
１−３３３７号に於いて提案している。

この方法は例えば第３図（ａ）に示すようにＰ型、或い
はＮ型のＳｉ基板１の表面にイオン注入法等を用いてＰ
゛層の上面層２を形成後、該基板の両面に二酸化シリコ
ン（ＳｉＯｚ）膜３を形成する。次いで該ＳｉＯ□膜３
上に＾ｌ膜４を形成後、該Ａ２膜４をレジスト膜をマス
クとしてエツチングにより所定のパターンに形成する。

次いでこのＡ４２１１４をマスクとしてエツチングによ
りＳｉＯ□膜３を所定のパターンにエツチングする。

更に第３図（ｂ）に示すように上記Ａ！膜４と５ｉｎ２
膜３をマスクと′して上面層２を弗化水素酸（ＨＦ）、
硝酸（ＨＮＯ：ｌ）、酢酸（ＣＦ１３ＣＯＯＨ）の混合
液よりなる等方性のエツチングによりエツチングする。

次いでＳｉ基板１の裏面の＾！膜４を除去した後、第３
図（Ｃ）に示すように基板の裏面側に５ｉ０２膜５を形
成する。

次いで第３図（ｄ）に示すようにＰ゛層の上面層２はエ
ツチングしないが、Ｐ型層のみを選択的にエツチングす
るエツチング液を用いてＳｉ基板ｌのみを選択的に前記
したＳｉ０ｇ膜をマスクとして異方性エツチングしてア
パーチャの架台６を形成してアパーチャを形成している
。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記した従来の方法では前記した上面層２を
厚さ方向に沿って前記等方性のエツチング液によりエツ
チングしている。

然し、このような等方性エツチング液を用いて上面層の
厚さ方向にエツチングすると、エツチングが横方向に拡
がって行われるようになる。そのため、二次元の多素子
型光検知素子のアパーチャのように、ピ・ンチが５０μ
蒙〜１００　μ■で、−辺が２０〜３０μｍの方形の開
口部を設けようとしても、上記方形のパターンが菱形状
になり、開口部が相互に連なるようになり、高精度の寸
法の開口部を有するアパーチャが形成されない問題があ
る。

本発明は上記した問題点を除去し、アパーチャ形成のた
めの開口部が所定の方形のパターンに高精度に得られる
ようにした半導体微細装置の加工方法の提供を目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記した目的を達成する本発明の方法は、半導体基板に
該基板と逆導電型の半導体層を形成し、該半導体層に所
定パターンの高濃度不純物層を形成し、該基板を不純物
濃度の変動、或いは導電型の相違に依存してエツチング
速度が変化するエツチング液を用いて選択的にエツチン
グ加工することを特徴とする。

〔作　用〕

本発明の方法は半導体基板の表面に該基板と逆導電型の
半導体層を形成し、この半導体層にイオン注入法等によ
り所定のパターンの高濃度不純物層を形成する。そして
この不純物濃度の変動に依存してエツチング速度が変動
するエツチング液を用いて半導体層をエツチングすると
、所定のパターンに高精度な開口部が形成できる。

また導電型の相違に依ってエツチング速度が変化するエ
ツチング液を用いて基板を選択エツチングすると、上記
の基板に対して導電型の異なる半導体層はエツチングさ
れないので、架台が容易に形成でき、高精度な寸法の開
口部を有するアパーチャが容易に形成できる。

〔実　施　例］ 以下、図面を用いて本発明の一実施例につき詳細に説明
する。

第１図（ａ）に示すように厚さが数１００μｍのＰ型の
Ｓｉ基板１１上に０．１Ω−Ｇの抵抗率を有するＰ型の
Ｓｔエピタキシャル層よりなる半導体層１２を数１０μ
ｍの厚さに形成する。

次いで該基板上に熱酸化法によりＳｉｎ、膜１３を形成
し、この５ｉＯ１膜１３をレジストパターンをマスクと
した弗化水素酸のエツチングにより所定のパターンにエ
ツチングする。

次いで第１図（Ｃ）、および第１図（Ｃ）の１−１　’
線断面図の第１図℃）に示すように、前記したＳｉＯ□
膜をマスクとしてイオン注入法、或いは熱拡散法を用い
て硼素（Ｂ）原子よりなる不純物原子を前記半導体層１
２に導入し、抵抗率がｉｏ−’Ω−Ω程度のＰ型の高濃
度不純物層１４を形成する。

次いで第１図（ｄ）に示すように、該Ｓｉ基板の両面に
ＳｉＯ□膜１５膜形５し、Ｓｉ基板１１の裏面側の５ｉ
０２膜を架台形成用のパターンにエツチングする。

次いで第２図（ｂ）の曲線２２に示すようにＰ型層のＳ
ｔで１０−１Ω−１と、１０−２Ω−１の間で急激にエ
ツチング速度が変化するエチレンジアミンを主体とする
エツチング液を用いてエツチングする。

すると第１図（ｅ）に示すように、５ｉＯｚ膜１５をマ
スクとして架台となるＳｉ基板１１は確実にエツチング
される。この時、Ｓｉエピタキシャル層１２の低濃度の
Ｐ型の部分は、このエツチング液が異方性を有するため
に殆どエツチングされずに残る。

次いで第２図（ａ）の曲線２１に示すように、抵抗率が
１０−１Ω−１と１０−”Ω−Ωの間で急激にエツチン
グ速度が変化する例えば硝酸、弗化水素酸、酢酸の混合
液より成るエツチング液を用いてエツチングすると、高
濃度不純物層１４のみが選択的に半導体層１２の厚さ方
向に沿ってエツチングされ、第１図げ）のように半導体
層１２に高精度な方形の開口部１７が形成できる。

以上は多素子型光検知素子のアパーチャの製造に例を用
いて述べたが、半導体の不純物濃度、或いは導電型に対
応してエツチング速度が異なるエツチング液を用いて加
工すれば、半導体基板を用いて複雑な形状を加工するこ
とができ、例えばインクジェットヘッドのノズル、圧カ
ドラスジューサ、或いはガスクロマトグラフィ装置の渦
巻状のカラム等が容易に加工形成できる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば複雑な形
状を有するアパーチャが開口部の寸法を高精度にした状
態で容易に形成でき、本発明の方法で微細加工したアパ
ーチャを用いることで分解能の良い一次元、或いは二次
元の多素子型の光検知素子を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）より第１図げ）迄は、本発明の方法の工程
を示す断面図および平面図、 第２図（ａ）および第２図ら）は本発明の方法に用いる
エツチング液の特性図、 第３図（ａ）より第３図（ｄ）迄は、従来の方法の工程
を示す断面図である。 図において、 １１はＳｉ基板、１２は半導体層、１３．１５はＳｉｎ
、膜、１４は高濃度不純物層、１６架台、１７は開口部
、２１　、２２はエツチング液の特性曲線を示す。 第１図ＲｆＩ）２ツ バＴ７ｒｅ″′や 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体基板（１１）に該基板と逆導電型の半導体層（
   １２）を形成し、該半導体層（１２）に所定パターンの
   高濃度不純物層（１４）を形成し、該半導体基板（１１
   ）を不純物濃度の変動、或いは導電型の相違に依存して
   エッチング速度が変化するエッチング液を用いて選択的
   にエッチング加工することを特徴とする半導体微細装置
   の加工方法。