[其他]在材料(例如半導體材料)中加工亞微型槽的方法以及用這種方法制成的器件

在審

• 申請號: 101985000003535
• 申請日: 1985-05-06
• 公開（公告）號: CN85103535B
• 公開（公告）日: 1988-08-10
• 發明（設計）人: 阿佩爾斯;馬斯
• 申請（專利權）人: 菲利浦光燈制造公司
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 林長安

在階梯形材料層上覆蓋第一材料層，該層也有階梯不平的凹槽，并在它上面生成第二掩模層和轉化層，對轉化層進行轉化而成為可選擇的腐蝕層，在除下未轉化的部分之后，在第二掩模層中沿凹槽邊沿形成帶開口的中間掩模層。用中間掩模對第一材料層進行各向異性腐蝕處理生成溝槽。根據情況在下一層襯底區中也生成溝槽。為了形成絕緣區用氧化硅填在這些槽里。如果在硅的襯底區的上面用的是多晶硅第一材料層，則該層可分別作為摻雜質的源以及供連接用，于是可以制造各種類型的晶體管。

本發明與在一層充分均勻的第一材料片中至少要加工一條窄槽的方法有關。用這種方法加工槽的寬度由自對準的方法確定。

本發明特別與用這種方法制造半導體器件有關。

本發明也與根據本發明的方法來制造其它的器件有關。

當設計半導體器件時，集成密度日益增加，這樣作的目的有兩點：第一是為了能在相同的表面積上增加元器件的功能，第二在為了在生產時，由于制造加工電路用的材料面積較小，而能得到較高的產量。特別是由于微處理機和小型計算機的出現，對電路元件的高速度工作以及尺寸小提出日益嚴格的要求。因此對諸如金屬化模型線條的寬度、接觸孔的相對距離、絕緣區的最小寬度等的最小尺寸均提出更為迫切的要求。

由于這些尺寸主要決定于采用的掩模技術，因此尋找一種方法使得這些尺寸不取決光學分辨率，這是我們愈加關注而倍感興趣的問題;特別對自對準方法我們更感興趣。

在公開文獻中的介紹上面提到的這類型方法已知有英國專利申請第2，111，304A號。在這個實例中，用自對準的方法在襯底區（例如半導體襯底）中加工亞微型尺寸的溝槽。在襯底上制造半導體器件（例如晶體管），這些半導體器件用由這些溝槽劃定界限的絕緣區互相分隔開。可是這也用了光刻技術。

此外，其中一個實施例中，最終溝槽的寬度由對兩層不同層所進行的氧化作用所確定，它們之間的相對距離首先由其中一層材料的橫向氧化作用所決定。由于對準公差，用這種方法制造的晶體管最小尺寸有一定限制。

按照本發明提出的方法，其特征在于在襯底區域的主要表面上生成第一掩模層，該層至少有一個窗口或凹槽，在窗口區域里以及毗鄰掩模層部分的表面，覆蓋有充分均勻的第一材料層（它在窗口區域處有凹槽），而在第一材料層的上面依次覆蓋有充分均勻的第二掩模層和充分均勻的第一轉化層。本方法的特征還在于，在第一掩模層的原始窗口里面，第二掩模層和第一轉化層中保留一個凹槽，而對第一可轉化材料層進行選擇性的轉化即形成一個中間掩模，用前面所說的做法至少沿第二掩模材料層凹槽處的內邊沿形成一個窗口，此后用在第二掩模材料層中的形成的掩模在第一材料層得到溝槽。

充分均勻層在這里理解成這樣的材料層，它除了和相鄰下層的區域，例如有臺階處，其余部分厚度大體上相同，而且均勻層和相鄰下一層有相同的剖面。

術語窗口或凹槽不須理解為是在第一掩模層中開的窗口，盡管其四周由該掩模材料所包圍住。也可以用掩模層暴露出襯底區域的邊緣。

本發明的根據是承認這樣的事實，當在器件，特別在半導體器件（例如集成電路）中沿著窗口邊沿生成這樣的一個溝槽時，可以在第一材料層（例如多晶硅）的窗口里面生成尺寸十分小（亞微型的范圍）的半導體區域，例如發射極基極的聯接。

通過選擇半導電材料為第一可轉化層，可以生成上述的中間掩模，這層材料用局部氧化法至少在沿凹槽處的內沿部分被轉化成氧化物，然后將這部分氧化物除去，剩留下的半導體材料構成中間掩模。

然而，最好是用充分均勻的第三掩模材料層覆蓋在第一可轉化層的上面，然后對第三掩模層進行各向異性腐蝕處理，保護第一轉化層不被轉化的第三掩模層至少在沿第一轉化層凹槽處的內邊沿部分被保留下來。

根據使用材料不同，有各種不同的可能的轉化方法，例如局部氧化和硅化，轉化處理后，未被轉化部分材料被清除掉。

根據本發明的一個最佳實施例的特征是：第一轉化層由多晶硅半導體材料組成，該材料除沿凹槽內邊緣部分外，用摻雜的手段全被轉化成高摻雜的半導體材料，當原來的半導體材料被腐蝕時，這個摻雜半導體材料基本上不受腐蝕。