[其他]在材料(例如半導(dǎo)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

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85103535
• 申請日: 1985-05-06
• 公開（公告）號: CN85103535B
• 公開（公告）日: 1988-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿佩爾斯;馬斯
• 申請（專利權(quán)）人: 菲利浦光燈制造公司
• 主分類號: H01L21/302
• 分類號: H01L21/302;H01L21/31;H01G4/06
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 李先春

本發(fā)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(guān)。用這種方法加工槽的寬度由自對準(zhǔn)的方法確定。

本發(fā)明特別與用這種方法制造半導(dǎo)體器件有關(guān)。

本發(fā)明也與根據(jù)本發(fā)明的方法來制造其它的器件有關(guān)。

當(dāng)設(shè)計(jì)半導(dǎo)體器件時，集成密度日益增加，這樣作的目的有兩點(diǎn)：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(chǎn)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(chǎn)量。特別是由于微處理機(jī)和小型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，對電路元件的高速度工作以及尺寸小提出日益嚴(yán)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(qū)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(shù)，因此尋找一種方法使得這些尺寸不取決光學(xué)分辨率，這是我們愈加關(guān)注而倍感興趣的問題;特別對自對準(zhǔn)方法我們更感興趣。

在公開文獻(xiàn)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(shí)例中，用自對準(zhǔn)的方法在襯底區(qū)（例如半導(dǎo)體襯底）中加工亞微型尺寸的溝槽。在襯底上制造半導(dǎo)體器件（例如晶體管），這些半導(dǎo)體器件用由這些溝槽劃定界限的絕緣區(qū)互相分隔開。可是這也用了光刻技術(shù)。

此外，其中一個實(shí)施例中，最終溝槽的寬度由對兩層不同層所進(jìn)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(zhǔn)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(fā)明提出的方法，其特征在于在襯底區(qū)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(qū)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(qū)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化層中保留一個凹槽，而對第一可轉(zhuǎn)化材料層進(jìn)行選擇性的轉(zhuǎn)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(nèi)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?qū)釉谶@里理解成這樣的材料層，它除了和相鄰下層的區(qū)域，例如有臺階處，其余部分厚度大體上相同，而且均勻?qū)雍拖噜徬乱粚佑邢嗤钠拭妗?/p>

術(shù)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(qū)域的邊緣。

本發(fā)明的根據(jù)是承認(rèn)這樣的事實(shí)，當(dāng)在器件，特別在半導(dǎo)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(dǎo)體區(qū)域，例如發(fā)射極基極的聯(lián)接。

通過選擇半導(dǎo)電材料為第一可轉(zhuǎn)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(nèi)沿部分被轉(zhuǎn)化成氧化物，然后將這部分氧化物除去，剩留下的半導(dǎo)體材料構(gòu)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(zhuǎn)化層的上面，然后對第三掩模層進(jìn)行各向異性腐蝕處理，保護(hù)第一轉(zhuǎn)化層不被轉(zhuǎn)化的第三掩模層至少在沿第一轉(zhuǎn)化層凹槽處的內(nèi)邊沿部分被保留下來。

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

根據(jù)本發(fā)明的一個最佳實(shí)施例的特征是：第一轉(zhuǎn)化層由多晶硅半導(dǎo)體材料組成，該材料除沿凹槽內(nèi)邊緣部分外，用摻雜的手段全被轉(zhuǎn)化成高摻雜的半導(dǎo)體材料，當(dāng)原來的半導(dǎo)體材料被腐蝕時，這個摻雜半導(dǎo)體材料基本上不受腐蝕。

根據(jù)本發(fā)明提出的一個特別有利的實(shí)施例是：第二掩模層甚至可以和第一可能轉(zhuǎn)化層相重合。這個方法的特征是：在襯底區(qū)的主要表面上生成第一掩模層，該層至少有一個窗口，方法的特點(diǎn)還在于：這個器件在該窗口的區(qū)域內(nèi)以及毗鄰的第一掩模層的上面覆蓋上一層充分均勻的第一材料層，該層在窗口區(qū)域內(nèi)有一個凹槽。第一材料層的上面又蓋有一層充分均勻的第二掩模層，該層在第一掩模層的原始窗口的區(qū)域內(nèi)仍有個凹槽，并對第二掩模層進(jìn)行選擇性的轉(zhuǎn)化處理，處理時至少沿凹槽的內(nèi)邊緣部分的第二掩模層抗腐蝕能力比第二掩模層剩下部分差，因此在這部分抗腐蝕能力較差的材料去掉之后，用這樣方法就得到了一個掩模，用這個掩模在第一材料層上就生成了溝槽。

借助于本專利提出的方法可以用半導(dǎo)體材料制成各種晶體管和電路，制造時采用了前面提到過的英國專利申請所敘述的方法，在襯底區(qū)域里制造溝槽，加工時用帶有溝槽的均勻第一材料層作為一個掩模。