JPS6240731A - 半導体装置の素子分離方法 - 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〕 微細な素子分離パターンを形成するために、ネガ型レジ
ストとポジ型レジストの複合層を基板上に被着し、リフ
トオフ工程と金属層の陽極酸化を用いて金属酸化層のエ
ツチングマスクを形成して、イオンエツチングを行う方
法を提案する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はエツチングによる厚い半導体基板の素子分離方
法に関する。

水銀カドミウムテルル（ＨｇＣｄＴｅ、または車にＭＣ
Ｔ）の光伝導型受光素子のように１０数μｍ以上の極め
て厚い結晶にパターンを切って素子分離を行うとき、イ
オンエツチングのマスクとなるレジストは厚くなり、微
細パターンが切れなくなる。

そのため通常チタン（Ｔｉ）等の薄膜を挟んでエツチン
グしているが、Ｔｉ蒸着の際の温度上昇により蒸気圧の
高い水銀（Ｈｇ）を含むＩ（ｇＣｄＴｅ結晶に対しては
Ｔｉ″ｉ！ｉ膜を使用することはできない。

最近の受光素子は高画素数のものが要望され、従って素
子パターンも微細化され、厚い結晶基板を精度よくエツ
チングして分離する方法が望まれている。

〔従来の技術〕

従来は、受光素子の画素数は数１０程度であるため、素
子分離はレジストのみをマスクにして、イオンエツチン
グにより行っていた。

１１ｇＣｄＴｅ光伝導型受光素子は素子厚さが１０数μ
ｍあり、イオンミリング法によるエツチングを行う際の
マスクとなるレジスト厚さは３μｍ以上必要となる。

この際、ＨｇＣｄＴｅのエツチング速度ニレジストのエ
ツチング速度は約６：１である。

このように、厚いレジストを用いると、微細パターンの
形成が困難である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のレジストのみをマスクにした素子分離工程のエツ
チングでは、微細パターンの形成は困難である。

〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点の解決は、半導体基板（２）上にネガ型レジ
スト（５）とポジ型レジスト（４）を被着し、所定パタ
ーンで露光、現像して素子形成領域の該ポジ型レジスト
（４）を除去し、 つぎに金属膜（９）を該半導体基板（２）全面に被着し
、該ポジ型レジスト（４）の剥離液を用いて、素子分離
領域に残っている該ポジ型レジスト（４）上の該金属膜
（９）をリフトオフし、 つぎに該金属膜（９）を酸化して金属酸化膜（１０）を
形成した後、該ネガ型レジスト（５）を現像し、該金属
酸化膜（１０）をマスクにして半導体基板（２）をエツ
チングする 工程を含む本発明による半導体装置の素子分離方法によ
り達成される。

〔作用〕

本発明は、ネガ型レジストとポジ型レジストの二重層を
基板上に被着し、素子形成領域を同時露光し、まず上層
のポジ型レジストを現像してパターニングしく金属膜、
例えばアルミニウム（ＡＩ）膜を被着した後、残ったポ
ジ型レジスト上（素子分離領域に相当）のＡＩ膜をリフ
トオフし、ＡＩ膜を陽極酸化法により酸化して金属酸化
膜としてのアルミナｎｔｚｏ３）膜に変換する。

つぎに、ネガ型レジストを現像すると素子分離領域のネ
ガ型レジストが除去される。

以上の工程で素子形成領域上に形成されたＡ１□０．膜
をマスクにして基板をイオンエツチングして素子分離領
域を形成する。

＾１２０３膜は５０００人程度あれば、レジスト厚さは
１．５μｍ程度あればよく、パターンの微細化が容易に
なる。

〔実施例〕

第１図（１１〜（８）は本発明による厚い半導体基板の
素子分離方法を工程順に説明する断面図である。

第１図（１１において、サファイア基板３上に半導体基
板としてＨｇＣｄＴｅ結晶基板２を形成し、その表面に
ｌ１ｇｃｄＴｅ結晶の保護膜としてｌＩｇｃｄＴｅの陽
極酸化膜１を形成する。

第１図（２）において、陽極酸化膜１の上に、ネガ型レ
ジスト５、ポジ型レジスト４とを順次塗布する。

第１図（３）において、素子分離領域を遮光するマスク
６を用いて、紫外光７でポジ型レジスト４を露光する。

８は露光領域である。

第１図（４）において、ポジ型レジスト４を現像すると
、素子形成領域のポジ型レジスト４が除去される。

第１図（５）において、基板全面に金属膜としてＡＩＩ
Ｏ２蒸着する。

つぎに、ポジ型レジスト４の剥離液を用いて、素子分離
領域上に残ったポジ型レジスト４上のＡｌ膜９をリフト
オフする。

第１図（６）において、素子形成領域上に残ったＡ１膜
９を陽極酸化により酸化しＡｈ（ｈ膜１０に変換する。

Ａ１の陽極酸化はプロピレングリコール９０％と水１０
％の混合液に硼酸アンモン０．１ｍｏｌ入れた電解液中
に、Ａｔ膜を被着した半導体基板を浸漬して陽極とし、
白金、またはカーボンを陰極として数ｍＡ／ｃｍ”程度
の電流を流して行う。

第１図（７）において、ネガ型レジスト５を現像すると
、素子分離領域のネガ型レジスト５が除去される。

第１図（８）において、Ａｈ０３膜１０全１０クにして
ＨｇＣｄＴｅの陽極酸化膜１、およびＨｇＣｄＴｅ結晶
基板２をイオンエツチングして素子分離を行う。

Ａｌｚ（ｈ　、ネガ型レジスト、およびＨｇＣｄＴｅ結
晶のエツチング速度比は約１：３：１８である。

前記のようにレジストのみによるエツチングではレジス
ト厚さが３μｍ以上必要であったが、以上の工程による
とＡｈ（ｈ膜１０の厚さを５０００人程度にすれば、レ
ジスト厚さは１．５μｍ程度ですみ、微細加工が可能と
なる。

また、陽極酸化のＡｈ（ｈ膜は酸、アルカリに侵されや
すく、かつポジ型レジストの現像液は一般にアルカリ性
を示すため、ポジ型レジストのみで本発明と同様の工程
を行うことは困難である。

第２図は本発明の素子分離方法により形成されたｌ１ｇ
ｃｄＴｅ光伝導型受光素子の斜視図である。

図において、１１はインジウム（Ｉｎ）、またはＡＩ主
電極、分離された各素子中央の受光部は図示されていな
いが、硫化亜鉛（ＺｎＳ）よりなる保護膜で覆われてい
る。

一般に受光素子は、分離された各素子が１画素を形成し
、数１０〜数１００画素よりなる。　　　゛分離幅は従
来は数１０μｍ程度であったが、本発明によりＨｇＣｄ
Ｔｅ結晶の層厚１０数μｍ程度、あるいはそれ以下まで
可能となった。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明による素子分離方法で
は、微細加工が可能となり集積度が上がる。

【図面の簡単な説明】

第１図（１’）〜（８）は本発明による厚い半導体基板
の素子分離方法を工程順に説明する断面図、第２図は本
発明の素子分離方法により形成されたｌ１ｇＣｄＴｅ光
伝導型受光素子の斜視図である。 図において、 １は保護膜でＨｇＣｄＴｅの陽極酸化膜２は半導体基板
でＨｇＣｄＴｅ結晶基板、３はサファイア基板、 ４はポジ型レジスト、 ５はネガ型レジスト、 ６は遮光マスク、 ７は紫外光、 ８は露光領域、 ９は金属膜でＡｔ膜、 １０は金属酸化膜でＡｌ２Ｏ３膜、 １１はＩｎ電極 木−７１］しｒｉｌ＞既口料５断市図 第　１　図 ２（づ芒９月グ　ユーネし言先叫１ろ話Ｔ面図％１図 ２不・会ｅｆ４ｔ・よ５タ充］幸子ｎ律手オ晃図第２　
ズ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体基板（２）上にネガ型レジスト（５）とポジ型レ
   ジスト（４）を被着し、所定パターンで露光、現像して
   素子形成領域の該ポジ型レジスト（４）を除去し、つぎ
   に金属膜（９）を該半導体基板（２）全面に被着し、素
   子分離領域に残っている該ポジ型レジスト（４）上の該
   金属膜（９）をリフトオフし、 つぎに該金属膜（９）を酸化して金属酸化膜（１０）を
   形成した後、該ネガ型レジスト（５）を現像し、該金属
   酸化膜（１０）をマスクにして半導体基板（２）をエッ
   チングする 工程を含むことを特徴とする半導体装置の素子分離方法
   。