JPH08250486A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH08250486A
JPH08250486A JP8101396A JP8101396A JPH08250486A JP H08250486 A JPH08250486 A JP H08250486A JP 8101396 A JP8101396 A JP 8101396A JP 8101396 A JP8101396 A JP 8101396A JP H08250486 A JPH08250486 A JP H08250486A
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JP
Japan
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substrate
electrode
plasma
film
sections
Prior art date
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Pending
Application number
JP8101396A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP8101396A priority Critical patent/JPH08250486A/en
Publication of JPH08250486A publication Critical patent/JPH08250486A/en
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  • ing And Chemical Polishing (AREA)
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Abstract

PURPOSE: To obtain the configuration of a semiconductor element suitable for a three- dimensional device by providing a substrate carrying projecting sections composed of semiconductors and insulating film which covers the surface of the substrate except the top faces of the projecting sections so that the upper end of the insulating film can be flashed roughly with the top faces of the projecting sections. CONSTITUTION: Projecting sections 33 having widths of about 1-2μm and recessed sections 34 having widths of about 1-2μm and depths of about 1.5μm are formed on the surface of a single-crystal silicon substrate 1. A silicon nitride film 31 having a thickness of about 1,000Å is formed on the surface of the substrate 1 including the top faces of the projecting sections 33 and the film 31 is coated with a resist 32. Then, after the resist 32 is etched off only from the top faces of the projecting sections 33, the silicon nitride film 31 is removed from the top faces of the sections 33 and the remaining resist 32 is also removed so that the upper end of the silicon nitride film 31 can be roughly flashed with the top faces of the sections 33. Thereafter, various kinds of semiconductor elements are obtained through a process for selectively mixing an impurity in the sections 33, etc. Thus a semiconductor element suitable for three-dimensional devices is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置や作製方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、平行平板型のプラズマ気相反応方
法(即ちプラズマ気相被膜作製方法またはプラズマ・エ
ッチング方法、以下単にプラズマ・プロセス、即ちPP法
という)においては、その被形成面を陰極(カソ─ド)
または陽極(アノ─ド)上またはこれらの電極のごく近
傍に発生する陰極暗部または陽極暗部を用いる方式が知
られている。かかる従来より公知の方式においては、電
極面積の大きさよりも被形成面の面積を大きく有せしめ
ることができない。このため、大面積の基板上に半導
体、絶縁体また導体被膜を作製することができるという
特長を有しながらも、電極面積の5〜30倍もの被形成面
を有せしめることができない。即ち、多量生産ができな
いという欠点を有していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a parallel plate type plasma vapor phase reaction method (that is, a plasma vapor phase film forming method or a plasma etching method, hereinafter simply referred to as a plasma process, that is, a PP method), the surface to be formed is a cathode. (Casodo)
Further, there is known a method of using a cathode dark part or an anode dark part which is generated on the anode or in the vicinity of these electrodes. In such a conventionally known method, the area of the surface to be formed cannot be made larger than the area of the electrode. For this reason, the semiconductor, insulator, or conductor coating can be formed on a large-area substrate, but it cannot have a surface to be formed that is 5 to 30 times as large as the electrode area. That is, it had a drawback that mass production was not possible.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このため、アモルファ
ス・シリコンを含む非単結晶半導体をPCVD法により作製
せんとする時、その基板1cm2 あたりの製造価格が1円
以上と高価となり、太陽電池等の単価が安価な製品作製
に応用することができないという大きな欠点を有する。
加えて、被膜形成速度も1〜2Å/秒と十分とはいえ
ず、これらの点より、多量生産性を有しかつ被膜成長速
度が3〜10Å/秒と大きいPCVD法が求められていた。本
発明はかかる目的を成就するためになされたものであ
る。
Therefore, when a non-single-crystal semiconductor containing amorphous silicon is to be produced by the PCVD method, the production price per 1 cm 2 of the substrate becomes as high as 1 yen or more, and the solar cell, etc. It has a major drawback that it cannot be applied to the production of products whose unit price is low.
In addition, the film formation rate is not sufficient at 1 to 2Å / sec, and from these points, a PCVD method having a large productivity and a large film growth rate of 3 to 10Å / sec has been demanded. The present invention has been made to achieve such an object.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明ははプラズ
マ・グロ─放電の陽光柱を用いたものである。本発明は
陽光柱領域に被形成面を有する基板を平行に互いに離間
して配設したものである。かかる陽光柱を用いたPCVD法
に関しては、本発明人の出願になる特許願57─163729,
57─163730(プラズマ気相反応装置)(昭和57年9月20日
出願)に記されている。
That is, the present invention uses a positive column of plasma glow discharge. In the present invention, substrates having a surface to be formed in the positive column region are arranged in parallel and separated from each other. Regarding the PCVD method using such a positive column, Patent Application 57-163729 filed by the present inventor,
57-163730 (Plasma vapor phase reactor) (filed September 20, 1982).

【0005】本発明はかかる陽光柱にて反応をせしめ、
多量生産を行うものである。しかし陽光柱は一般に大き
く空間に広がるため、被形成面近傍でのプラズマ密度が
減少し、結果として暗部を用いる方式とおなじ程度の被
膜成長速度しか得られないという他の欠点を有する。
In the present invention, a reaction is caused by such a positive column,
This is a large-scale production. However, since the positive column generally spreads over a large space, the plasma density in the vicinity of the surface to be formed is reduced, and as a result, there is another drawback that only the same film growth rate as in the method using the dark portion can be obtained.

【0006】かかる欠点を除去して、陽光柱を収束(し
まらせる)せしめ、即ち、放電プラズマのひろがりを押
さえ、さらに中央部でのプラズマ密度を増加させ、活性
反応性気体を増加し、ひいては被膜成長速度を2〜3倍
にまで大きくすることを特長としている。
By removing such a defect, the positive column is converged (stuck), that is, the spread of the discharge plasma is suppressed, the plasma density in the central portion is further increased, the active reactive gas is increased, and eventually the active reactive gas is increased. The feature is that the film growth rate is increased to 2 to 3 times.

【0007】図1は従来方法での平行平板型の電極(2),
(3) およびその電気力線(5) またこの電気力線に直行す
る等電位面(15)を示している。そしてこれらの電極は
減圧下の反応容器(4)内に配設されており、この電極
の一方から(7)より供給された反応性気体(6)が放
出され、他方の基板(1)の被形成面上に被膜形成され
る。
FIG. 1 shows a parallel plate type electrode (2) according to the conventional method,
(3) and its electric lines of force (5) Moreover, the equipotential surface (15) orthogonal to this line of electric power is shown. These electrodes are arranged in the reaction vessel (4) under reduced pressure, and the reactive gas (6) supplied from (7) is discharged from one of the electrodes and the other substrate (1) is discharged. A film is formed on the surface to be formed.

【0008】図2(A)において、電極(2),(3) 間には
高周波電源(10)より13.56MHzが加えられる。不要反応
生成物は排気系(8)にてバルブ(11), 圧力調整バルブ
(12), 真空ポンプ(13)より外部に排気される。
In FIG. 2A, 13.56 MHz is applied between the electrodes (2) and (3) from the high frequency power source (10). Unnecessary reaction products are valve (11) in the exhaust system (8), pressure adjustment valve
(12), Exhausted to the outside by the vacuum pump (13).

【0009】かかる従来の方法においては、電気力線
(5)は被形成面に垂直に加わるため、被形成面をスパ
ッタ(損傷)してしまうという他の欠点を有する。 図
1(B)は図1(A)の電極の一方(2)に対し針状電
極(9)を互いに離間して配設したものである。ここで
は電極(2)(50cm×50cm),電極(2),(3) の間隔4cm,針状電
極長さ1cm,間隔5cm とした。かかる針状電極を図1
(A)の装置に配設した時も、電気力線は針状電極より
分散し、ひろがる方向に供給され、基板(1)に垂直に
加えられる。等電位面(15)は電気力線と直行して設け
られるにすぎない。このため、針状電極は図1(A)に
装置に配設した場合でも放電開始を容易にする等の特長
をそれなりに有しながらも、被膜の膜質、被膜成長速度
を向上させるものではなかった。
In such a conventional method, the lines of electric force (5) are applied perpendicularly to the surface to be formed, so that there is another drawback that the surface to be formed is sputtered (damaged). In FIG. 1B, the needle-shaped electrode (9) is arranged separately from one of the electrodes (2) of FIG. 1A. Here, the electrode (2) (50 cm x 50 cm), the interval between the electrodes (2) and (3) was 4 cm, the needle electrode length was 1 cm, and the interval was 5 cm. Such a needle electrode is shown in FIG.
Even when the device is arranged in the device (A), the lines of electric force are dispersed from the needle-shaped electrode and are supplied in the expanding direction, and are applied vertically to the substrate (1). The equipotential surface (15) is only provided perpendicular to the lines of electric force. Therefore, the needle-shaped electrode does not improve the film quality of the film and the film growth rate, although it has some features such as facilitating the start of discharge even when it is arranged in the device in FIG. 1 (A). It was

【0010】図2は本発明のPP法即ちPCVD法またはプラ
ズマ・エッチング法における電極およびその概要を示し
たものである。この反応炉の他部は前記した本発明人の
特許願に準じる。
FIG. 2 shows an electrode and its outline in the PP method, that is, the PCVD method or the plasma etching method of the present invention. Other parts of this reactor are in accordance with the above-mentioned patent application of the present inventor.

【0011】図面において、この一対の網状電極(2),
(3) および被形成面を有する基板(1),(1')を有する。反
応性気体の供給は(23)より石英フ─ド(21)に至り、
網状電極(2)を通って陽光柱領域(5)に至る。陽光
柱領域には裏面を互いに密接して電気力線(5)に平行
に基板(1),(1) を配設せしめてある。またこの基板を石
英カゴで取り囲む形状を有せしめてある。反応生成物の
排気は下側フ─ド(22)を経て排気(24)させる。一対
を為す電極(2),(3) には外部より高周波エネルギが供給
され、平等電界が形成される領域(10)に放電がされ
る。
In the drawing, the pair of mesh electrodes (2),
(3) and substrates (1) and (1 ′) having a surface to be formed. The supply of reactive gas is from (23) to the quartz hood (21),
The positive column region (5) is reached through the mesh electrode (2). Substrates (1), (1) are arranged in the positive column region so that their back surfaces are in close contact with each other and parallel to the lines of electric force (5). The substrate is surrounded by a quartz basket. The reaction products are exhausted (24) through the lower hood (22). High-frequency energy is externally supplied to the pair of electrodes (2) and (3) and is discharged to a region (10) where a uniform electric field is formed.

【0012】この図面では電極面積は25cmφ(電極間隔
15cm)または70cm×70cm(電極間隔35cm)の形状を有せ
しめ、さらにこの電極に開孔または開溝(14)を形成す
ることにより、本発明の平等電界領域での第1のグロ─
放電と開孔または開溝(14)に高輝度の第2のグロ─放
電とを同時に発生せしめた。この図面より明らかなごと
く、下側電極(13)は例えば単に開孔または開溝(0.5
〜3cm 例えば約1cm φまたは約1cm 巾)で作ったにすぎ
ない。また他の例では上側電極のごとく、この開孔また
は開溝を陽光柱とは逆方向に曲面(16)を設け、凹状態
をしている。図1(B)に示すごとく、針状即ち放電面
に凸状態ではなく、逆に本発明装置においては、電極を
平面または凹状にすることにより、電気力線(5)が領
域(17),(18) において収束し、高密度電束領域が発生す
ることがわかる。かくのごとくにすることにより、従来
より知られた平等電界により発生する第1のプラズマ放
電(27),(28) に加えて高密度電束の発生により、高輝度
の第2のプラズマ領域(17),(18) を同時に発生させるこ
とができた。
In this drawing, the electrode area is 25 cmφ (electrode spacing
15 cm) or 70 cm × 70 cm (electrode spacing 35 cm), and by forming an opening or groove (14) in this electrode, the first glob in the uniform electric field region of the present invention is formed.
A high-brightness second glow discharge was simultaneously generated in the discharge and the opening or groove (14). As can be seen from this figure, the lower electrode (13) is, for example, simply a hole or groove (0.5
~ 3cm eg only about 1cmφ or about 1cm width). In another example, like the upper electrode, the opening or groove is provided with a curved surface (16) in the direction opposite to the positive column to make it concave. As shown in FIG. 1 (B), in the device of the present invention, the electrodes are not flat or convex on the discharge surface, but conversely, by making the electrodes flat or concave, the lines of electric force (5) become regions (17), It can be seen that convergence occurs at (18) and a high-density electric flux region occurs. By doing so, in addition to the first plasma discharges (27), (28) generated by the conventionally known uniform electric field, the high-intensity second plasma region ( We were able to generate 17) and 18) at the same time.

【0013】その結果、従来、陽光柱(25)では横方向
への広がりが大きく、プラズマが分散していたのが、本
発明のPP装置において電極中央部(20)内に集まる(3
5)傾向を有せしめることができた。さらにこの高輝度
プラズマの第2の放電を行わしめることにより、被膜成
長速度を2〜3倍にすることができた。例えば100 %シ
ランを用い、0.1torr , 30W,(13.56MHz), 電極面を25cm
φとし、電極間隔15cmとした時、基板を10cm ,6枚を配
設(延べ面積600 cm2 )において、開孔または開溝(1
4)を有しない場合、被膜成長速度は1〜2Å/秒であ
ったが、この開孔または開溝(14)を各電極に数ケ所設
けるのみで4〜6Å/秒と2〜3倍に増加させることが
可能になった。
As a result, in the conventional case, the positive column (25) has a large lateral spread and the plasma is dispersed. However, in the PP device of the present invention, the plasma gathers in the central part (20) of the electrode (3).
5) I was able to show a tendency. Further, by performing the second discharge of this high-intensity plasma, the film growth rate could be increased by 2 to 3 times. For example, using 100% silane, 0.1torr, 30W, (13.56MHz), electrode surface 25cm
When φ is set and the electrode interval is 15 cm, the substrate is 10 cm, and 6 plates are arranged (total area 600 cm 2 ).
Without 4), the film growth rate was 1-2 Å / sec, but it was 4-6 Å / sec, which was 2-3 times higher by only providing several holes or grooves (14) in each electrode. It has become possible to increase.

【0014】このことは図1の従来の方式に比べて、5
〜20倍も基板の配設量を大きくすることができるに加え
て、被膜形成速度を2〜3倍も高めることができ、2重
に優れたものであることがわかる。さらに加えて、陽光
柱が収束することの結果、この陽光柱が反応炉の内壁を
スパッタし、この内壁に吸着している水、付着物の不純
物を活性化して被膜内に取り込み、その膜質を劣化させ
る可能性をさらに少なくすることができるという点を考
慮すると、三重にすぐれたものであることが判明した。
This is compared with the conventional method of FIG.
It can be seen that, in addition to being able to increase the amount of substrates provided by up to 20 times, the film formation rate can be increased by 2 to 3 times, which is excellent in double. In addition, as a result of the convergence of the positive column, this positive column sputters the inner wall of the reactor, activates the water and adhering impurities adsorbed on the inner wall and takes them into the film, and the film quality is improved. Considering that the possibility of deterioration can be further reduced, it was proved to be excellent in triplex.

【0015】なお、以上の説明において、半導体被膜の
作製についてのみ記した。しかし陽光柱に用いたプラズ
マ・エッチングに対しても、本発明方法を用いることは
有効である。即ち、エッチングがされる基板に対し、CF
Br,CHF 等のエッチング気体を導入し、基板上の被加工
面に対し、この基板表面に平行方向に異方性エッチング
を行わんとすると、本発明方法は特に有効である。即
ち、プラズマ・エッチングは基板に垂直方向に深く異方
性エッチングすることのみが求められている。しかし基
板の凸部を平坦にするために選択的にエッチングをせん
とする時、電界(電束)が基板に平行方向であり、かつ
C−F結合という高い結合エネルギを有する結合手にと
って、分解してラジカルに形成させるに十分なエネルギ
を有せしめる、いわゆる一段のグロ─放電に加えて高輝
度プラズマ放電をさせることにより、Fのラジカルを多
量に得ることができ、基板状の凸部のみに選択エッチン
グを行うことができ、特に有効に実施させることができ
た。以下にさらに実施例を加えて本発明を補完する。
In the above description, only the production of the semiconductor film is described. However, it is also effective to use the method of the present invention for the plasma etching used for the positive column. That is, for the substrate to be etched, CF
The method of the present invention is particularly effective when an etching gas such as Br or CHF is introduced to perform anisotropic etching on the surface to be processed on the substrate in a direction parallel to the surface of the substrate. That is, plasma etching only requires deep anisotropic etching in the direction perpendicular to the substrate. However, when selective etching is performed to flatten the convex portion of the substrate, the electric field (electric flux) is parallel to the substrate, and decomposition occurs for a bond having a high bond energy of C—F bond. Then, a large amount of F radicals can be obtained by performing a high-intensity plasma discharge in addition to the so-called one-step glow discharge that allows the radicals to have sufficient energy to form radicals, and only the substrate-like convex portions can be obtained. It was possible to perform selective etching, and it was possible to perform it particularly effectively. The present invention is complemented with the following examples.

【0016】[0016]

【実施例】【Example】

〔実施例1〕図2を用いたPCVD法において、珪素を形成
させた場合を示す。番号は図2に対応している。図面に
おいて、下側の網状電極(3)に高輝度プラズマ放電領
域を3箇所、上側に4箇所を設けたものである。基板
(1)は石英ホルダ内に配設され、この冶具が3〜5回
/分で回転している。 反応性気体としてシランにより
非単結晶珪素を作製した。即ち、基板温度210 ℃、圧力
0.1torr,シラン30cc/分、放電出力30W(13.56MHz)と
し、5000Åの厚さを有せしめるのに20分、被膜成長速度
は4.1 Å/秒を有している。
[Embodiment 1] A case where silicon is formed in the PCVD method using FIG. 2 is shown. The numbers correspond to those in FIG. In the drawing, the lower mesh electrode (3) is provided with three high-intensity plasma discharge regions and four upper regions. The substrate (1) is arranged in a quartz holder, and this jig is rotated at 3 to 5 times / minute. Non-single-crystal silicon was produced from silane as a reactive gas. That is, substrate temperature 210 ℃, pressure
With 0.1 torr, silane 30 cc / min, discharge output 30 W (13.56 MHz), a film growth rate of 4.1 Å / sec is 20 min to obtain a thickness of 5000Å.

【0017】基板の配設されている石英ホルダの外側空
間には何等放電が見られず、反応容器のステンレス壁面
をスパッタし、水等の不純物を混入させる可能性が少な
いことがわかる。
It can be seen that no discharge is observed in the outer space of the quartz holder in which the substrate is arranged, and there is little possibility of spattering the stainless wall surface of the reaction vessel and mixing impurities such as water.

【0018】基板として、10cm×10cmが6枚配設され、
反応性気体の収率(被膜となる成分/供給される気体
等)も図1(A)に示すごとき形状に加えて8倍近くに
なった。さらに図2において開孔または開溝(14)を設
けない場合に比べて2倍に高めることができた。
As the substrate, 6 pieces of 10 cm × 10 cm are arranged,
In addition to the shape as shown in FIG. 1 (A), the yield of the reactive gas (component forming the coating film / gas to be supplied, etc.) was nearly 8 times. Further, in FIG. 2, it was possible to double the height compared with the case where no opening or groove (14) was provided.

【0019】〔実施例2〕この図3はメタン(CH4)とシ
ラン(SiH4)とを1:1の割合で混入し、Six C1-x(0
<x<1)の被膜を作製したものである。図面に高輝度
プラズマ放電が開溝部に観察された。そしてかかる局部
放電がない場合に比べて、炭化珪素となるSi─C結合が
多量にあり、化学的エッチングが起こっても、固い緻密
な膜となっていた。その他は実施例1と同様である。
Example 2 In FIG. 3, methane (CH 4 ) and silane (SiH 4 ) were mixed at a ratio of 1: 1, and Si x C 1-x (0
The coating of <x <1) was produced. In the drawing, high-intensity plasma discharge was observed in the groove. As compared with the case where there is no such local discharge, there is a large amount of Si--C bonds that become silicon carbide, and even if chemical etching occurs, the film is hard and dense. Others are the same as in the first embodiment.

【0020】〔実施例3〕この実施例は図2をプラズマ
・エッチングとして用いた場合である。図3において、
凸部の頂点の窒化珪素膜を除去する場合を示す。図3
(A)に示すごとく、シリコン単結晶基板(1)の表面
が凸部(3)巾1〜2μmと凹部(1〜2μm)とを有
している。その深さは1.5 μmとした。さらにその上面
に窒化珪素(31)を1000Åの厚さに形成し、次にレジス
ト(32)をコ─トした。
[Embodiment 3] In this embodiment, FIG. 2 is used for plasma etching. In FIG.
The case where the silicon nitride film at the apex of the convex portion is removed is shown. FIG.
As shown in (A), the surface of the silicon single crystal substrate (1) has convex portions (3) having a width of 1 to 2 μm and concave portions (1 to 2 μm). Its depth was 1.5 μm. Further, silicon nitride (31) was formed on the upper surface to a thickness of 1000Å, and then a resist (32) was coated.

【0021】次に図2の装置により、図面に垂直方向
(基板の表面に平行)のプラズマをCFBr に5%の酸素
を添加した。このプラズマの周波数は30KHz と低くし
た。すると図3(B)に示すごとく、凸部(33)のレジ
スト(32)のみを除去することができた。さらに窒化珪
素を除去し、レジストを公知の方法により除去して図3
(C)を得た。この後、この凸部に選択的に不純物を混
入する等の工程を有せしめることにより、種々の半導体
ディバイスを作ることができた。
Next, using the apparatus shown in FIG. 2, plasma in the direction perpendicular to the drawing (parallel to the surface of the substrate) was added with 5% oxygen to CFBr. The frequency of this plasma was low at 30 KHz. Then, as shown in FIG. 3B, only the resist (32) on the convex portion (33) could be removed. Further, the silicon nitride is removed, and the resist is removed by a known method.
(C) was obtained. After that, various semiconductor devices could be manufactured by providing a process of selectively mixing impurities into the convex portion.

【0022】〔実施例4〕この実施例はシリコン単結晶
が凹凸を有し、上面を平坦にし、凹部に酸化珪素を充填
した場合である。即ち、図3(A)に示したごとく、凹
凸の基板上に窒化珪素(33)および酸化珪素(32)を積
層して形成した。
[Embodiment 4] In this embodiment, the silicon single crystal has irregularities, the upper surface is flat, and the depressions are filled with silicon oxide. That is, as shown in FIG. 3 (A), silicon nitride (33) and silicon oxide (32) were laminated and formed on the uneven substrate.

【0023】この後、この図2に示す基板表面に平行に
電界を加えるプラズマ・エッチング装置により、凸部を
除去し、図3(B)に示すごとく、半導体にとっての凸
部(33)および凹部(34)の上面に酸化珪素(23)を残
有して、これらの上面を平坦にした。
After that, the convex portions are removed by the plasma etching apparatus for applying an electric field in parallel to the substrate surface shown in FIG. 2, and as shown in FIG. 3B, the convex portions (33) and concave portions for the semiconductor are formed. Silicon oxide (23) was left on the upper surfaces of (34) to flatten these upper surfaces.

【0024】〔実施例5〕この実施例はVLSIにおける電
極部の凹部を除去した場合である。即ち、導体により電
極部の凹部を充填して、実質的に電極リ─ドパタ─ンを
形成した場合を示す。図4において、半導体表面(1)
には埋置したフィ─ルド絶縁物(36), ソ─ス、ドレイン
領域(37),(38),ゲイト(39), 層間絶縁物(41), 1〜2μ
mφの開孔(42)(深さ±0.5 〜2μm)を有する。この
電極部にリ─ド(43)を形成せんとしても、開溝部(4
2)での凹部のため、2μmまたはそれ以下の細いパタ
─ンを電子ビ─ム露光技術を用いても切ることができな
い。このため、この実施例にてはこれの全面に珪素が添
加されたアルミニュ─ム(43)を0.5 〜2μmの厚さに
形成した。するとこのアルミニュ─ムには凹部(40)を
有する。さらにこの基体を図2に示す装置にて異方性プ
ラズマ・エッチングをCCl4の反応性気体を用い凸部(3
3)を除去した。かくして凹部(34) 凸部の上面を概略
平坦に図4(B)のごとくにした。 するとアルミニュ
─ムは開孔部(42)に選択的に残り、かつその上面を(3
3)(34)において概略平面とすることが可能となった。こ
のため、この上面にさらに第2のアルミニュ─ム(44)
を銅を添加して0.2 〜0.5 μmの厚さに形成させた。
[Embodiment 5] In this embodiment, the concave portion of the electrode portion of the VLSI is removed. That is, the case is shown in which the recesses of the electrode portion are filled with a conductor to substantially form the electrode lead pattern. In FIG. 4, the semiconductor surface (1)
Buried field insulator (36), source, drain region (37), (38), gate (39), interlayer insulator (41), 1-2μ
It has an opening (42) of mφ (depth ± 0.5 to 2 μm). Even if the lead (43) is not formed on this electrode portion, the groove (4
Due to the concave portion in 2), a fine pattern of 2 μm or less cannot be cut even by using the electron beam exposure technique. For this reason, in this embodiment, an aluminum (43) having silicon added thereto is formed on the entire surface thereof to a thickness of 0.5 to 2 μm. Then, this aluminum has a recess (40). Further, this substrate was subjected to anisotropic plasma etching using a reactive gas of CCl 4 in the apparatus shown in FIG.
3) was removed. Thus, the upper surfaces of the concave portions (34) and the convex portions are made substantially flat as shown in FIG. 4 (B). Then, the aluminum selectively remains in the opening (42) and its upper surface (3
3) It became possible to make it a roughly flat surface in (34). For this reason, a second aluminum (44)
Was added to form a film having a thickness of 0.2 to 0.5 μm.

【0025】この後、公知の垂直方向の異方性エッチン
グを行うプラズマ・エッチング装置により、1〜2μm
の細巾のパタ─ンのリ─ドを得ることができた。 図
4、図3は半導体素子を基板に垂直方向に重合わせる三
次元ディバイスの作製にきわめて需要なものである。
After that, by a known plasma etching apparatus for performing anisotropic etching in the vertical direction, 1 to 2 μm is obtained.
I was able to get the lead of the narrow pattern. 4 and 3 are extremely demanded for manufacturing a three-dimensional device in which semiconductor elements are vertically stacked on a substrate.

【0026】[0026]

【効果】以上のように、本発明は図2に示されるごと
く、PP装置において、電極に開孔または開溝を設け、こ
の領域で電気力線を収束せしめ、高輝度放電を発生せし
めたものである。かかる方式は図1のごとく、平行平板
電極上に基板を配設した場合、この基板の一部に高い電
束反応領域を有せしめてもよい。しかし、高輝度放電に
よるスパッタ効果を考慮する時、この放電に被形成面を
配設して、そのスパッタ(損傷)を少なくすることは膜
質の向上に有効であり、結果として本発明方法は陽光柱
で基板を電気力線に平行に配設するPP法に特に有効であ
ることがわかった。
As described above, according to the present invention, as shown in FIG. 2, in the PP device, the electrodes are provided with holes or grooves, and the lines of electric force are converged in this region to generate high-intensity discharge. Is. In this system, when the substrate is arranged on the parallel plate electrodes as shown in FIG. 1, a part of the substrate may have a high flux reaction region. However, when considering the sputtering effect due to high-intensity discharge, it is effective to improve the film quality by disposing a surface to be formed in this discharge to reduce the sputtering (damage), and as a result, the method of the present invention It was found to be particularly effective for the PP method in which the substrate is arranged in parallel with the lines of electric force by pillars.

【0027】また本発明の実施例は非単結晶Si, またSi
x C1-xである。しかしシランとゲルマンを用いてSix Ge
1-x (0≦x<1) シランと塩化スズとを用いてSix Sn
1-x(0<x≦1)であっても有効である。AlをAlCl3
により、またSi3N4 をSiH4とNH3 とにより、SiO2をSiH4
とN2O とにより形成する場合等の絶縁膜をPCVD法で作製
する、またはプラズマ・エッチング法により選択的にSi
O2,Si,Si3N4,フォトレジストその他化合物半導体を除去
する場合にも本発明は有効である。
Further, the embodiment of the present invention is based on non-single crystal Si and Si.
x C 1-x . However, using silane and germane, Si x Ge
1-x (0 ≦ x <1) Si x Sn using silane and tin chloride
Even 1-x (0 <x ≦ 1) is effective. Al to AlCl 3
And Si 3 N 4 with SiH 4 and NH 3 , SiO 2 with SiH 4
And N 2 O are used to form an insulating film by the PCVD method, or the plasma etching method is used to selectively form the Si film.
The present invention is also effective when removing O 2 , Si, Si 3 N 4 , photoresist and other compound semiconductors.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 従来のプラズマ気相反応装置を示す。FIG. 1 shows a conventional plasma vapor phase reactor.

【図2】 実施例のプラズマ気相反応装置の概要を示
す。
FIG. 2 shows an outline of a plasma gas phase reaction apparatus of an example.

【図3】 半導体装置を作製した他の実施例を示す。FIG. 3 shows another embodiment in which a semiconductor device is manufactured.

【図4】 半導体装置を作製した他の実施例を示す。FIG. 4 shows another embodiment in which a semiconductor device is manufactured.

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─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成8年4月5日[Submission date] April 5, 1996

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】発明の詳細な説明[Name of item to be amended] Detailed explanation of the invention

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置や作製方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、より半導体装置の集積度を高める
構成が様々に研究されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, the degree of integration of semiconductor devices is increased.
The composition has been studied variously.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、半導体装置を
基板に垂直方向に重ね合わせる三次元ディバイスの作製
は困難であり、それに適した半導体装置の構成が望まれ
ていた。
However, in the semiconductor device
Fabrication of three-dimensional devices that are vertically stacked on a substrate
Is difficult, and the construction of a semiconductor device suitable for it is desired.
Was there.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の構成の一つは、半導体でなる凸部が設けら
れた基板と、前記基板上の前記凸部上面以外の領域を覆
う絶縁膜とを有し、前記絶縁膜の上端と前記凸部の上面
は概略平坦な面を構成していることを特徴とする半導体
装置である。
[Means for Solving the Problems ] To solve the above problems
In addition, one of the configurations of the present invention is that a semiconductor protrusion is provided.
Cover the substrate and the area other than the upper surface of the convex portion on the substrate.
An insulating film, and the upper end of the insulating film and the upper surface of the convex portion.
Is a semiconductor characterized by forming a substantially flat surface
It is a device.

【0005】本発明の他の構成は、半導体装置上に設け
られた層間絶縁物と、前記層間絶縁物内の、前記半導体
装置のソースまたはドレイン領域上に設けられた開孔
と、前記開孔内に設けられた第1の金属と、前記第1の
金属の上面に接している第2の金属とでなり、前記第1
の金属の上面と前記層間絶縁物の上面は概略平坦な面を
構成していることを特徴とする半導体装置である。
Another structure of the present invention is provided on a semiconductor device.
And the semiconductor in the interlayer insulator
Apertures on the source or drain region of the device
A first metal provided in the opening, and a first metal
A second metal in contact with the upper surface of the metal, the first metal
The top surface of the metal of
The semiconductor device is characterized by being configured.

【0006】上記構成により、概略平坦な面上に被膜を
良好に積層することができる。その結果、半導体装置、
特に、半導体素子を基板に垂直方向に重ね合わせる3次
元デバイスの作製を容易とすることができる。以下に実
施例を示す。
With the above structure, the coating film can be favorably laminated on the substantially flat surface. As a result, the semiconductor device,
In particular, a third-order structure in which semiconductor elements are vertically stacked on a substrate
The original device can be easily manufactured. Below
An example is shown.

【0007】[0007]

【実施例】〔実施例1〕はじめに、半導体装置を作製するためのプ
ラズマ気相反応方法について説明する。従来、平行平板
型のプラズマ気相反応方法(即ちプラズマ気相被膜作製
方法またはプラズマ・エッチング方法、以下単にプラズ
マ・プロセス、即ちPP法という)においては、その被
形成面を陰極(カソード)または陽極(アノード)上ま
たはこれらの電極のごく近傍に発生する陰極暗部または
陽極暗部を用いる方式が知られている。かかる従来より
公知の方式においては、電極面積の大きさよりも被形成
面の面積を大きく有せしめることができない。このた
め、大面積の基板上に半導体、絶縁体また導体被膜を作
製することができるという特長を有しながらも、電極面
積の5〜30倍もの被形成面を有せしめることができな
い。即ち、多量生産ができないという欠点を有してい
た。
Example 1 First, a process for manufacturing a semiconductor device will be described.
The plasma vapor phase reaction method will be described. Conventionally, parallel plate
Type plasma vapor phase reaction method (ie plasma vapor phase film formation)
Method or plasma etching method, hereinafter simply plasma
Ma process, or PP method)
Place the formation surface on the cathode (cathode) or anode (anode).
Or in the dark areas of cathodes that occur in the immediate vicinity of these electrodes or
A method using an anode dark part is known. Than before
In the known method, the area to be formed is larger than the size of the electrode area.
The surface area cannot be made large. others
Therefore, semiconductors, insulators, and conductor coatings are formed on large-area substrates.
Electrode surface while having the feature that it can be manufactured
It is not possible to have a formation surface that is 5 to 30 times the product
Yes. That is, it has the drawback that it cannot be mass-produced.
It was

【0008】このため、アモルファス・シリコンを含む
非単結晶半導体をPCVD法により作製せんとする時、
その基板1cmあたりの製造価格が1円以上と高価と
なり、太陽電池等の単価が安価な製品作製に応用するこ
とができないという大きな欠点を有する。加えて、被膜
形成速度も1〜2Å/秒と十分とはいえず、これらの点
より、多量生産性を有しかつ被膜成長速度が3〜10Å
/秒と大きいPCVD法が求められていた。
Therefore, it contains amorphous silicon.
When manufacturing a non-single crystal semiconductor by the PCVD method,
The manufacturing price per 1 cm 2 of the substrate is more than 1 yen and it is expensive
Therefore, it can be applied to the production of low-cost products such as solar cells.
It has a major drawback that it cannot do so. In addition, the film
The formation speed is not sufficient at 1-2 Å / sec.
Has high productivity and a film growth rate of 3 to 10Å
A PCVD method as large as 1 / second has been required.

【0009】そこで、本実施例ではプラズマ・グロー放
電の陽光柱を用いる。本実施例で示すプラズマ気相反応
方法は、陽光柱領域に被形成面を有する基板を平行に互
いに離間して配設したものである。かかる陽光柱を用い
たPCVD法に関しては、本発明人の出願になる特許願
57−163729,57−163730(プラズマ気
相反応装置)(昭和57年9月20日出願)に記されて
いる。
Therefore, in this embodiment, plasma glow discharge is performed.
Use the positive column of electricity. Plasma gas phase reaction shown in this example
According to the method, substrates having a formation surface in the positive column region are parallel to each other.
It is arranged separately. With such a positive column
Regarding the PCVD method, a patent application filed by the present inventor
57-163729, 57-163730 (plasma gas
Phase reactor (filed September 20, 1982)
I have.

【0010】本実施例に示す方法は、かかる陽光柱にて
反応をせしめ、多量生産を行うものである。しかし陽光
柱は一般に大きく空間に広がるため、被形成面近傍での
プラズマ密度が減少し、結果として暗部を用いる方式と
おなじ程度の被膜成長速度しか得られないという他の欠
点を有する。
The method shown in the present embodiment uses such a positive column.
The reaction is allowed to proceed and mass production is carried out. But the sunlight
Since the pillars generally spread widely in the space,
Plasma density is reduced, and as a result, the dark area is used.
Another deficiency is that only similar film growth rate can be obtained.
Have a point.

【0011】かかる欠点を除去するために、陽光柱を収
束(しまらせる)せしめ、即ち、放電プラズマのひろが
りを押さえ、さらに中央部でのプラズマ密度を増加さ
せ、活性反応性気体を増加し、ひいては被膜成長速度を
2〜3倍にまで大きくすることができる。
In order to eliminate such a defect, a positive column is installed.
Bundles, that is, the spread of discharge plasma
To increase the plasma density in the center.
Increase the active reactive gas, which in turn increases the film growth rate.
It can be increased to 2-3 times.

【0012】図1は従来方法での平行平板型の電極
(2),(3)およびその電気力線(5)またこの電気
力線に直行する等電位面(15)を示している。そして
これらの電極は減圧下の反応容器(4)内に配設されて
おり、この電極の一方から(7)より供給された反応性
気体(6)が放出され、他方の基板(1)の被形成面上
に被膜形成される。
FIG . 1 shows a parallel plate type electrode in the conventional method.
(2), (3) and their lines of electric force (5)
The equipotential surface (15) is shown orthogonal to the field lines. And
These electrodes are placed in the reaction vessel (4) under reduced pressure.
And the reactivity supplied from (7) from one side of this electrode
Gas (6) is released and on the surface of the other substrate (1) to be formed
Is formed into a film.

【0013】図2(A)において、電極(2),(3)
間には高周波電源(10)より13.56MHzが加え
られる。不要反応生成物は排気系(8)にてバルブ(1
1),圧力調整バルブ(12),真空ポンプ(13)よ
り外部に排気される。
In FIG . 2A, electrodes (2) and (3)
13.56MHz from the high frequency power supply (10) is added between
To be Unnecessary reaction products are stored in the exhaust system (8) with a valve (1
1), pressure control valve (12), vacuum pump (13)
Exhausted to the outside.

【0014】かかる従来の方法においては、電気力線
(5)は被形成面に垂直に加わるため、被形成面をスパ
ッタ(損傷)してしまうという他の欠点を有する。
In such a conventional method, the lines of electric force are
Since (5) is applied perpendicularly to the formation surface, the formation surface is
It has the other drawback of being damaged (damaged).

【0015】図1(B)は図1(A)の電極の一方
(2)に対し針状電極(9)を互いに離間して配設した
ものである。ここでは電極(2)(50cm×50c
m),電極(2),(3)の間隔4cm,針状電極長さ
1cm,間隔5cmとした。かかる針状電極を図1
(A)の装置に配設した時も、電気力線は針状電極より
分散し、ひろがる方向に供給され、基板(1)に垂直に
加えられる。等電位面(15)は電気力線と直行して設
けられるにすぎない。このため、針状電極は図1(A)
に装置に配設した場合でも放電開始を容易にする等の特
長をそれなりに有しながらも、被膜の膜質、被膜成長速
度を向上させるものではなかった。
FIG. 1 (B) shows a needle-like electrode (9) spaced apart from one of the electrodes (2) of FIG. 1 (A). Here, the electrode (2) (50 cm x 50 c
m), the distance between the electrodes (2) and (3) was 4 cm, the needle electrode length was 1 cm, and the distance was 5 cm. Such a needle electrode is shown in FIG.
Even when the device is arranged in the device (A), the lines of electric force are dispersed from the needle-shaped electrode and are supplied in the expanding direction, and are applied vertically to the substrate (1). The equipotential surface (15) is installed perpendicular to the lines of electric force.
It can only be kicked. Therefore, the needle-shaped electrode is shown in FIG.
Even if the device is installed in the
Despite having a certain length, the film quality and film growth speed
It did not improve the degree.

【0016】図2は本実施例で使用したPP法即ちPC
VD法またはプラズマ・エッチング法における電極およ
びその概要を示したものである。この反応炉の他部は前
記した本発明人の特許願に準じる。
FIG . 2 shows the PP method or PC used in this embodiment.
Electrodes and electrodes in VD method or plasma etching method
And its outline. The rest of this reactor is
According to the patent application of the inventor described above.

【0017】図面において、この一対の網状電極
(2),(3)および被形成面を有する基板(1),
(1’)を有する。反応性気体の供給は(23)より石
英フード(21)に至り、網状電極(2)を通って陽光
柱領域(5)に至る。陽光柱領域には裏面を互いに密接
して電気力線(5)に平行に基板(1),(1)を配設
せしめてある。またこの基板を石英カゴで取り囲む形状
を有せしめてある。反応生成物の排気は下側フード(2
2)を経て排気(24)させる。一対を為す電極
(2),(3)には外部より高周波エネルギが供給さ
れ、平等電界が形成される領域(10)に放電がされ
る。
In the drawing, this pair of reticulated electrodes
(2), (3) and a substrate (1) having a surface to be formed,
Has (1 ′). Supply of reactive gas is stone from (23)
It reaches the British Food (21), sunlight through the net electrodes (2)
Reach the pillar area (5). The back side of the positive column area is closely
Then, the substrates (1) and (1) are arranged parallel to the lines of electric force (5).
I'm sorry. The shape surrounding the substrate in a quartz basket
It has Exhaust of the reaction products is carried out by the lower hood (2
It is exhausted (24) through 2). Paired electrodes
(2), (3) the frequency error Nerugi supply than the outside
And is discharged into the area (10) where an equal electric field is formed.
It

【0018】この図面では電極面積は25cmφ(電極
間隔15cm)または70cm×70cm(電極間隔3
5cm)の形状を有せしめ、さらにこの電極に開孔また
は開溝(14)を形成することにより、平等電界領域で
の第1のグロー放電と開孔または開溝(14)に高輝度
の第2のグロー放電とを同時に発生せしめた。この図面
より明らかなごとく、下側電極(13)は例えば単に開
孔または開溝(0.5〜3cm例えば約1cmφまたは
約1cm巾)で作ったにすぎない。また他の例では上側
電極のごとく、この開孔または開溝を陽光柱とは逆方向
に曲面(16)を設け、凹状態をしている。
In this drawing, the electrode area is 25 cmφ (electrode
Spacing 15 cm) or 70 cm x 70 cm (electrode spacing 3
5 cm), and the electrode has a hole or
By forming the open groove (14),
1st glow discharge and high brightness in the opening or groove (14)
And a second glow discharge of the same were simultaneously generated. This drawing
As will be more apparent, the lower electrode (13) is, for example, simply opened.
Hole or open groove (0.5-3 cm, eg about 1 cmφ or
It's just about 1 cm wide). In another example, the upper side
Like the electrode, make this hole or groove in the opposite direction to the positive column.
A curved surface (16) is provided on the surface to make it concave.

【0019】図1(B)に示すごとく、針状即ち放電面
に凸状態ではなく、逆に本実施例で示す装置において
は、電極を平面または凹状にすることにより、電気力線
(5)が領域(17),(18)において収束し、高密
度電束領域が発生することがわかる。かくのごとくにす
ることにより、従来より知られた平等電界により発生す
る第1のプラズマ放電(27),(28)に加えて高密
度電束の発生により、高輝度の第2のプラズマ領域(1
7),(18)を同時に発生させることができた。
As shown in FIG. 1 (B), the needle is not in a convex shape on the discharge surface, that is, in the device shown in the present embodiment, on the contrary, the electrode is made flat or concave to form a line of electric force (5). There region (17), mow Kotogawa to converge, high density electrical flux region is generated in (18). Cover
Generated by the conventionally known uniform electric field.
High density in addition to the first plasma discharge (27), (28)
The second plasma region of high brightness (1
It was possible to simultaneously generate 7) and (18).

【0020】その結果、従来、陽光柱(25)では横方
向への広がりが大きく、プラズマが分散していたのが、
本実施例のPP装置において電極中央部(20)内に集
まる(35)傾向を有せしめることができた。さらにこ
の高輝度プラズマの第2の放電を行わしめることによ
り、被膜成長速度を2〜3倍にすることができた。例え
ば100%シランを用い、0.1torr,30W,
(13.56MHz),電極面を25cmφとし、電極
間隔15cmとした時、基板を10cm□,6枚を配設
(延べ面積600cm)において、開孔または開溝
(14)を有しない場合、被膜成長速度は1〜2Å/秒
であったが、この開孔または開溝(14)を各電極に数
ケ所設けるのみで4〜6Å/秒と2〜3倍に増加させる
ことが可能になった。
As a result, in the past, in the positive column (25),
The spread to the direction was large and the plasma was dispersed,
In the PP device of the present embodiment, the central part (20) of the electrode is collected.
We were able to show a Maru (35) tendency. More
The second discharge of the high-intensity plasma of
Therefore, the film growth rate could be increased 2-3 times. example
For example, using 100% silane, 0.1 torr, 30W,
(13.56 MHz), the electrode surface is 25 cmφ, the electrode
When the distance is 15 cm, the substrate is 10 cm □ and 6 sheets are arranged.
Open hole or groove in (total area 600 cm 2 ).
Without (14), the film growth rate is 1-2 Å / sec.
However, this opening or groove (14) was added to each electrode.
Just by setting up a place, it will increase 4 to 6 Å / sec and increase 2 to 3 times.
It has become possible.

【0021】このことは図1の従来の方式に比べて、5
〜20倍も基板の配設量を大きくすることができるに加
えて、被膜形成速度を2〜3倍も高めることができ、2
重に優れたものであることがわかる。さらに加えて、陽
光柱が収束することの結果、この陽光柱が反応炉の内壁
をスパッタし、この内壁に吸着している水、付着物の不
純物を活性化して被膜内に取り込み、その膜質を劣化さ
せる可能性をさらに少なくすることができるという点を
考慮すると、三重にすぐれたものであることが判明し
た。
This is compared with the conventional method shown in FIG.
It is possible to increase the amount of substrates to be installed by up to 20 times.
Therefore, the film formation rate can be increased by 2 to 3 times, and
It turns out that it is extremely excellent. In addition, Yang
As a result of the convergence of the light column, this positive column becomes the inner wall of the reactor.
Spatter the water and adhering to the inner wall
The pure substance is activated and taken into the film, and the film quality is deteriorated.
That you can reduce the possibility of
Considering it, it turned out to be excellent in Mie
It was

【0022】なお、以上の説明において、半導体被膜の
作製についてのみ記した。しかし陽光柱に用いたプラズ
マ・エッチングに対しても、本実施例で示した方法を用
いることは有効である。即ち、エッチングがされる基板
に対し、CFBr,CHF等のエッチング気体を導
入し、基板上の被加工面に対し、この基板表面に平行方
向に異方性エッチングを行わんとすると、本実施例の方
法は特に有効である。即ち、プラズマ・エッチングは基
板に垂直方向に深く異方性エッチングすることのみが求
められている。しかし基板の凸部を平坦にするために選
択的にエッチングをせんとする時、電界(電束)が基板
に平行方向であり、かつC−F結合という高い結合エネ
ルギを有する結合手にとって、分解してラジカルに形成
させるに十分なエネルギを有せしめる、いわゆる一段の
グロー放電に加えて高輝度プラズマ放電をさせることに
より、Fのラジカルを多量に得ることができ、基板状の
凸部のみに選択エッチングを行うことができ、特に有効
に実施させることができた。
In the above description, only the production of the semiconductor film is described. However, it is effective to use the method shown in this embodiment also for the plasma etching used for the positive column. That is, when an etching gas such as CF 3 Br or CHF 3 is introduced into the substrate to be etched and anisotropic etching is performed in a direction parallel to the surface of the substrate to be processed, The method of this embodiment is particularly effective. That is, plasma etching is
Only anisotropic etching deep in the direction perpendicular to the plate is required.
It is However, it was selected to flatten the convex portion of the substrate.
When etching selectively, an electric field (electric flux) is generated on the substrate.
And the high binding energy of C-F bond.
For a bond with Rugi, it decomposes to form a radical
The so-called one-stage
High-intensity plasma discharge in addition to glow discharge
As a result, a large amount of F radicals can be obtained,
Selective etching can be performed only on convex parts, which is especially effective
Could be carried out.

【0023】次に、図2を用いたPCVD法において、
珪素を形成させた場合を示す。番号は図2に対応してい
る。図面において、下側の網状電極(3)に高輝度プラ
ズマ放電領域を3箇所、上側に4箇所を設けたものであ
る。基板(1)は石英ホルダ内に配設され、この冶具が
3〜5回/分で回転している。
Next, in the PCVD method using FIG.
The case where silicon is formed is shown. The numbers correspond to Figure 2.
It In the drawing, a high-intensity plastic is attached to the lower mesh electrode (3)
Zuma discharge area is provided at three places, and four places are provided on the upper side.
It The substrate (1) is placed in a quartz holder and this jig
It rotates at 3 to 5 times / minute.

【0024】反応性気体としてシランにより非単結晶珪
素を作製した。即ち、基板温度210℃、圧力0.1t
orr,シラン30cc/分、放電出力30W(13.
56MHz)とし、5000Åの厚さを有せしめるのに
20分、被膜成長速度は4.1Å/秒を有している。
Non-single crystal silicon with silane as reactive gas
The element was made. That is, the substrate temperature is 210 ° C., the pressure is 0.1 t
orr, silane 30 cc / min, discharge output 30 W (13.
56MHz) and have a thickness of 5000Å
After 20 minutes, the film growth rate is 4.1 Å / sec.

【0025】基板の配設されている石英ホルダの外側空
間には何等放電が見られず、反応容器のステンレス壁面
をスパッタし、水等の不純物を混入させる可能性が少な
いことがわかる。
The outer space of the quartz holder on which the substrate is arranged
No discharge was seen between them, and the stainless wall of the reaction vessel
There is little possibility of spattering water and mixing impurities such as water
I understand that

【0026】基板として、10cm×10cmが6枚配
設され、反応性気体の収率(被膜となる成分/供給され
る気体等)も図1(A)に示すごとき形状に加えて8倍
近くになった。さらに図2において開孔または開溝(1
4)を設けない場合に比べて2倍に高めることができ
た。
6 substrates of 10 cm × 10 cm are arranged as substrates.
Installed, yield of reactive gas (components to form film / supplied
8 times in addition to the shape shown in Fig. 1 (A)
It became close. Further, in FIG. 2, a hole or a groove (1
4) can be doubled compared to the case without
It was

【0027】以上のように、本実施例では、図2に示さ
れるごとく、PP装置において、電極に開孔または開溝
を設け、この領域で電気力線を収束せしめ、高輝度放電
を発生させた。かかる方式は図1のごとく、平行平板電
極上に基板を配設した場合、この基板の一部に高い電束
反応領域を有せしめてもよい。しかし、高輝度放電によ
るスパッタ効果を考慮する時、この放電に被形成面を配
設して、そのスパッタ(損傷)を少なくすることは膜質
の向上に有効であり、結果として本実施例方法は陽光柱
で基板を電気力線に平行に配設するPP法に特に有効で
あることがわかった。
[0027] As described above, in this embodiment, as shown in FIG. 2, apertures or open grooves in the PP apparatus, electrodes
Is provided, the lines of electric force are converged in this area, and high-intensity discharge
Was generated. As shown in Fig. 1, such a system is a parallel plate
When the substrate is placed on the very top, a high electric flux is applied to a part of this substrate.
You may make it have a reaction area. However, due to the high intensity discharge
When considering the sputtering effect due to
The quality of the film is to reduce the spatter (damage) by installing it.
It is effective for improving the
Is particularly effective for the PP method in which the substrate is arranged parallel to the lines of electric force.
I knew it was.

【0028】また本実施例で作製した被膜は、非単結晶
Si,またSi1−xである。しかしシランとゲル
マンを用いてSiGe1−x (0≦x<1)シラン
と塩化スズとを用いてSiSn1−x (0<x≦
1)であっても有効である。AlをAlClにより、
またSiをSiHとNHとにより、SiO
をSiHとNOとにより形成する場合等の絶縁膜を
PCVD法で作製する、またはプラズマ・エッチング法
により選択的にSiO,Si,Si,フォトレ
ジストその他化合物半導体を除去する場合にも本実施例
で示した方法は有効である。
The coating produced in this example is a non-single crystal.
Si and Si x C 1-x . But silane and gel
Si x Ge 1-x (0 ≦ x <1) silane
And Sn chloride using Si x Sn 1-x (0 <x ≦
Even 1) is effective. Al with AlCl 3
In addition, Si 3 N 4 is converted into SiO 2 by using SiH 4 and NH 3.
An insulating film, such as in the case of forming SiH 4 and N 2 O
Produced by PCVD method or plasma etching method
To selectively remove SiO 2 , Si, Si 3 N 4 and
The present embodiment is also applicable to the case of removing dys and other compound semiconductors.
The method indicated by is effective.

【0029】〔実施例2〕この図3はメタン(CH
とシラン(SiH)とを1:1の割合で混入し、Si
1−x(0<x<1)の被膜を作製したものであ
る。図面に高輝度プラズマ放電が開溝部に観察された。
そしてかかる局部放電がない場合に比べて、炭化珪素と
なるSi−C結合が多量にあり、化学的エッチングが起
こっても、固い緻密な膜となっていた。その他は実施例
1と同様である。
Example 2 FIG. 3 shows methane (CH 4 ).
And silane (SiH 4 ) at a ratio of 1: 1,
x C 1-x (0 <x <1)
It In the drawing, high-intensity plasma discharge was observed in the groove.
And compared with the case where there is no such local discharge,
There is a large amount of Si-C bond, which causes chemical etching.
Even here, it was a hard and dense film. Other examples
The same as 1.

【0030】〔実施例3〕この実施例は図2をプラズマ
・エッチングとして用いた場合である。図3において、
凸部の頂点の窒化珪素膜を除去する場合を示す。図3
(A)に示すごとく、シリコン単結晶基板(1)の表面
が凸部(3)巾1〜2μmと凹部(1〜2μm)とを有
している。その深さは1.5μmとした。さらにその上
に窒化珪素(31)を1000Åの厚さに形成し、次
にレジスト(32)をコートした。
[Embodiment 3] In this embodiment, FIG. 2 is used for plasma etching. In FIG.
The case where the silicon nitride film at the apex of the convex portion is removed is shown. FIG.
As shown in (A), the surface of the silicon single crystal substrate (1) has convex portions (3) having a width of 1 to 2 μm and concave portions (1 to 2 μm). The depth was 1.5 μm. Further , silicon nitride (31) is formed on its upper surface to a thickness of 1000 Å, and then
Was coated with a resist (32).

【0031】次に図2の装置により、図面に垂直方向
(基板の表面に平行)のブラズマをCFBrに5%の
酸素を添加した。このプラズマの周波数は30KHzと
低くした。すると図3(B)に示すごとく、凸部(3
3)のレジスト(32)のみを除去することができた。
さらに窒化珪素を除去し、レジストを公知の方法により
除去して図3(C)を得た。この後、この凸部に選択的
に不純物を混入する等の工程を有せしめることにより、
種々の半導体ディバイスを作ることができた。
Next, the apparatus shown in FIG.
5% of the plasma (parallel to the surface of the substrate) was added to CF 3 Br.
Oxygen was added. The frequency of this plasma is 30 KHz
I lowered it. Then, as shown in FIG.
Only the resist (32) of 3) could be removed.
Further, the silicon nitride is removed, and the resist is removed by a known method.
After removal, FIG. 3 (C) was obtained. After this, select this convex
By adding a process such as mixing impurities into
Various semiconductor devices could be made.

【0032】〔実施例4〕この実施例はシリコン単結晶
が凹凸を有し、上面を平坦にし、凹部に酸化珪素を充填
した場合である。即ち、図3(A)に示したごとく、凹
凸の基板上に窒化珪素(33)および酸化珪素(32)
を積層して形成した。
Example 4 This example is a silicon single crystal.
Has unevenness, the top surface is flat, and the recess is filled with silicon oxide
That is the case. That is, as shown in FIG.
Silicon nitride (33) and silicon oxide (32) on convex substrate
Was formed by stacking.

【0033】この後、この図2に示す基板表面に平行に
電界を加えるプラズマ・エッチング装置により、凸部を
除去し、図3(B)に示すごとく、半導体にとっての凸
部(33)および凹部(34)の上面に酸化珪素(2
3)を残有して、これらの上面を平坦にした。
After that, parallel to the substrate surface shown in FIG.
With the plasma etching device that applies an electric field,
After removal, as shown in FIG.
Silicon oxide (2) is formed on the upper surfaces of the portion (33) and the recess (34).
These were left flat and their upper surfaces were flattened.

【0034】〔実施例5〕この実施例はVLSIにおけ
る電極部の凹部を除去した場合である。即ち、導体によ
り電極部の凹部を充填して、実質的に電極リードパター
ンを形成した場合を示す。図4において、半導体表面
(1)には埋置したフィールド絶縁物(36),ソー
ス、ドレイン領域(37),(38),ゲイト(3
9),層間絶縁物(41),1〜2μmφの開孔(4
2)(深さ±0.5〜2μm)を有する。この電極部に
リード(43)を形成せんとしても、開溝部(42)で
の凹部のため、2μmまたはそれ以下の細いパターンを
電子ビーム露光技術を用いても切ることができない。こ
のため、この実施例にてはこれの全面に珪素が添加され
たアルミニューム(43)を0.5〜2μmの厚さに形
成した。
[Embodiment 5] In this embodiment, the concave portion of the electrode portion of the VLSI is removed. That is, the case is shown in which the conductor is used to fill the concave portion of the electrode portion to substantially form the electrode lead pattern. In FIG. 4, a field insulator (36) buried in the semiconductor surface (1), source and drain regions (37), (38), and gate (3).
9), interlayer insulator (41), 1-2 μmφ opening (4
2) (depth ± 0.5 to 2 μm). Even if the lead (43) is not formed in this electrode portion, a fine pattern of 2 μm or less cannot be cut even by using the electron beam exposure technique because of the concave portion in the open groove portion (42). Therefore, in this embodiment, the aluminum (43) having silicon added thereto is formed to a thickness of 0.5 to 2 μm.
I made it.

【0035】するとこのアルミニュームには凹部(4
0)を有する。さらにこの基体を図2に示す装置にて異
方性ブラズマ・エッチングをCClの反応性気体を用
い凸部(33)を除去した。かくして凹部(34)凸部
の上面を概略平坦に図4(B)のごとくにした。すると
アルミニュームは開孔部(42)に選択的に残り、かつ
その上面を(33)(34)において概略平面とするこ
とが可能となった。このため、この上面にさらに第2の
アルミニューム(44)を銅を添加して0.2〜0.5
μmの厚さに形成させた。
Then, a recess (4
0). Further, this substrate is changed by the device shown in FIG.
Isotropic plasma etching using CCl 4 reactive gas
The convex portion (33) was removed. Thus, the concave portion (34) the convex portion
The upper surface of the is substantially flat as shown in FIG. Then
Aluminum selectively remains in the aperture (42), and
The upper surface should be a plane at (33) and (34).
And became possible. For this reason, a second
Add 0.2 to 0.5 aluminum (44) with copper
It was formed to a thickness of μm.

【0036】この後、公知の垂直方向の異方性エッチン
グを行うプラズマ・エッチング装置により、1〜2μm
の細巾のパターンのリードを得ることができた。
After that, a known vertical anisotropic etch is performed.
1 ~ 2μm by plasma etching equipment
It was possible to obtain a lead having a narrow pattern.

【0037】図4、図3は半導体素子を基板に垂直方向
に重合わせる三次元ディバイスの作製にきわめて重要な
ものである。
4 and 3 show the semiconductor element in the direction perpendicular to the substrate.
Is very important for the fabrication of three-dimensional devices
It is a thing.

【0038】 [0038]

【効果】本発明により、半導体装置を基板に垂直方向に[Effect] According to the present invention, the semiconductor device can be vertically mounted on the substrate.
重ね合わせる三次元ディバイスに適した半導体装置の構A semiconductor device structure suitable for a three-dimensional device to be overlaid.
成が得られる。The result is obtained.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体でなる凸部が設けられた基板と、 前記基板上の前記凸部上面以外の領域を覆う絶縁膜とを
有し、 前記絶縁膜の上端と前記凸部の上面は概略平坦な面を構
成していることを特徴とする半導体装置。
1. A substrate having a convex portion made of a semiconductor, and an insulating film covering a region other than the upper surface of the convex portion on the substrate, wherein an upper end of the insulating film and an upper surface of the convex portion are substantially A semiconductor device having a flat surface.
【請求項2】半導体装置上に設けられた層間絶縁物と、 前記層間絶縁物内の、前記半導体装置のソースまたはド
レイン領域上に設けられた開孔と、 前記開孔内に設けられた第1の金属と、 前記第1の金属の上面に接している第2の金属とでな
り、 前記第1の金属の上面と前記層間絶縁物の上面は概略平
坦な面を構成していることを特徴とする半導体装置。
2. An interlayer insulator provided on a semiconductor device, an opening provided on the source or drain region of the semiconductor device in the interlayer insulator, and an opening provided in the opening. 1 metal and a second metal that is in contact with the upper surface of the first metal, and the upper surface of the first metal and the upper surface of the interlayer insulator form a substantially flat surface. Characteristic semiconductor device.
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