JP3255228B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JP3255228B2 JP3255228B2 JP08410598A JP8410598A JP3255228B2 JP 3255228 B2 JP3255228 B2 JP 3255228B2 JP 08410598 A JP08410598 A JP 08410598A JP 8410598 A JP8410598 A JP 8410598A JP 3255228 B2 JP3255228 B2 JP 3255228B2
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- etching
- film
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
- H10P50/60—Wet etching
- H10P50/61—Electrolytic etching
- H10P50/613—Electrolytic etching of Group IV materials
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- Weting (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特にドープトポリシリコンとノンドープポ
リシリコンとを有する半導体装置において、ノンドープ
ポリシリコンを選択性良くエッチングする方法に関す
る。
方法に関し、特にドープトポリシリコンとノンドープポ
リシリコンとを有する半導体装置において、ノンドープ
ポリシリコンを選択性良くエッチングする方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、バイポーラトランジスタなどの半
導体装置の製造において、所望のパターンを形成するた
めに、エッチング工程は重要かつ不可欠の工程である。
導体装置の製造において、所望のパターンを形成するた
めに、エッチング工程は重要かつ不可欠の工程である。
【０００３】例えば、図１に示すような、バイポーラト
ランジスタのベースの引き出し電極部及びエミッタ開口
部を形成する工程においても、様々なエッチング工程が
含まれている。図１において、まず、シリコン基板１上
にＳｉＯ2膜２を成膜し、この上にポリシリコン膜を成
長させた後、該ポリシリコン膜にボロンイオンなどの不
純物をイオン注入する。更にそのボロンドープポリシリ
コン膜３上にＳｉ3Ｎ4膜４、ＳｉＯ2膜５、Ｓｉ3Ｎ4膜
６を順次形成する（図１（ａ））。次に所望の開口部を
形成するためにレジストを塗布し、リソグラフィ技術に
より露光・現像した後、該レジストパターン７をマスク
として、ボロンドープポリシリコン膜３上に形成したＳ
ｉ3Ｎ4膜４、ＳｉＯ2膜５、Ｓｉ3Ｎ4膜６をドライエッ
チングする（図１（ｂ））。続いて、 Ｓｉ3Ｎ4膜４、
６に挟まれたＳｉＯ2膜５にサイドエッチングを施すた
め、フッ酸等を含むエッチング液にてウェットエッチン
グを行う。更にボロンドープポリシリコン膜３をドライ
エッチングする（図１（ｃ））。次にＳｉ3Ｎ4膜を成長
させ、ドライエッチングすることにより開口部側壁にＳ
ｉ3Ｎ4膜８が形成される（図１（ｄ））。次にＳｉＯ2
膜２をフッ酸等を含むエッチング液にてウェットエッチ
ングし、図１（ｅ）に示すような形状を得る。続いて、
ノンドープポリシリコン膜９を成膜した後、熱処理を施
し、ボロンドープポリシリコン膜３からボロンイオンを
熱拡散させ、図１（ｆ）に示すようなボロン拡散領域を
形成する。最後にノンドープポリシリコンを選択的に除
去するため、ポリシリコンウェットエッチングを行う
（図１（ｇ））。
ランジスタのベースの引き出し電極部及びエミッタ開口
部を形成する工程においても、様々なエッチング工程が
含まれている。図１において、まず、シリコン基板１上
にＳｉＯ2膜２を成膜し、この上にポリシリコン膜を成
長させた後、該ポリシリコン膜にボロンイオンなどの不
純物をイオン注入する。更にそのボロンドープポリシリ
コン膜３上にＳｉ3Ｎ4膜４、ＳｉＯ2膜５、Ｓｉ3Ｎ4膜
６を順次形成する（図１（ａ））。次に所望の開口部を
形成するためにレジストを塗布し、リソグラフィ技術に
より露光・現像した後、該レジストパターン７をマスク
として、ボロンドープポリシリコン膜３上に形成したＳ
ｉ3Ｎ4膜４、ＳｉＯ2膜５、Ｓｉ3Ｎ4膜６をドライエッ
チングする（図１（ｂ））。続いて、 Ｓｉ3Ｎ4膜４、
６に挟まれたＳｉＯ2膜５にサイドエッチングを施すた
め、フッ酸等を含むエッチング液にてウェットエッチン
グを行う。更にボロンドープポリシリコン膜３をドライ
エッチングする（図１（ｃ））。次にＳｉ3Ｎ4膜を成長
させ、ドライエッチングすることにより開口部側壁にＳ
ｉ3Ｎ4膜８が形成される（図１（ｄ））。次にＳｉＯ2
膜２をフッ酸等を含むエッチング液にてウェットエッチ
ングし、図１（ｅ）に示すような形状を得る。続いて、
ノンドープポリシリコン膜９を成膜した後、熱処理を施
し、ボロンドープポリシリコン膜３からボロンイオンを
熱拡散させ、図１（ｆ）に示すようなボロン拡散領域を
形成する。最後にノンドープポリシリコンを選択的に除
去するため、ポリシリコンウェットエッチングを行う
（図１（ｇ））。
【０００４】上記のポリシリコンウェットエッチング工
程には、ボロンドープポリシリコン膜３とボロンの拡散
されないノンドープポリシリコン層との選択比を利用し
た異方性エッチングを行うことによって垂直に近い形状
を得るために、高いエッチング選択比が必要とされる。
従来、このような高い選択比が得られることから、強ア
ルカリ（ｐＨ＝１２〜１４）で還元性の高いヒドラジン
が専ら使用されてきた。しかしながら、ヒドラジンは人
体や生態系への悪影響（変異原性や催奇性）の問題から
使用できなくなり、これに代わるエッチング液として、
ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウム・ハイドロオキサ
イド）が使用されるようになった。
程には、ボロンドープポリシリコン膜３とボロンの拡散
されないノンドープポリシリコン層との選択比を利用し
た異方性エッチングを行うことによって垂直に近い形状
を得るために、高いエッチング選択比が必要とされる。
従来、このような高い選択比が得られることから、強ア
ルカリ（ｐＨ＝１２〜１４）で還元性の高いヒドラジン
が専ら使用されてきた。しかしながら、ヒドラジンは人
体や生態系への悪影響（変異原性や催奇性）の問題から
使用できなくなり、これに代わるエッチング液として、
ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウム・ハイドロオキサ
イド）が使用されるようになった。
【０００５】ところが、ＴＭＡＨはヒドラジンほど、選
択性良くノンドープポリシリコンをエッチングできない
ことから、ボロンドープポリシリコン膜３でエッチスト
ップせず、ウェットエッチング特有のお椀型の形状にな
ってしまい、エミッタ〜ベース間の耐圧不良の原因とな
る虞がある。更に、昨今の排出水質基準の引き締めによ
り、ＴＯＣ（全有機物濃度，Total Organic Concentrat
ion）増加の原因となるためにその廃液処理に多大の費
用を要している。
択性良くノンドープポリシリコンをエッチングできない
ことから、ボロンドープポリシリコン膜３でエッチスト
ップせず、ウェットエッチング特有のお椀型の形状にな
ってしまい、エミッタ〜ベース間の耐圧不良の原因とな
る虞がある。更に、昨今の排出水質基準の引き締めによ
り、ＴＯＣ（全有機物濃度，Total Organic Concentrat
ion）増加の原因となるためにその廃液処理に多大の費
用を要している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、ヒドラジンと同程度以上の選択比でノンドープポリ
シリコンをエッチングでき、しかも環境の問題を引き起
こさないエッチング液を用いる半導体装置の製造方法を
提供することにある。
は、ヒドラジンと同程度以上の選択比でノンドープポリ
シリコンをエッチングでき、しかも環境の問題を引き起
こさないエッチング液を用いる半導体装置の製造方法を
提供することにある。
【０００７】
【発明を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
に鑑み鋭意検討した結果、電解により生成したカソード
水、特に純水にアンモニウムイオンを添加せしめた液を
電解してカソード側に得られたカソード水をエッチング
液として使用することにより、ヒドラジン並みの高い選
択比でノンドープポリシリコンをエッチングできること
を見出した。しかも、カソード水に、有機物質を含まな
い条件で製造した場合には、環境問題を全く引き起こさ
ないという、従来のエッチング液の代替物として非常に
優れたものとなる。
に鑑み鋭意検討した結果、電解により生成したカソード
水、特に純水にアンモニウムイオンを添加せしめた液を
電解してカソード側に得られたカソード水をエッチング
液として使用することにより、ヒドラジン並みの高い選
択比でノンドープポリシリコンをエッチングできること
を見出した。しかも、カソード水に、有機物質を含まな
い条件で製造した場合には、環境問題を全く引き起こさ
ないという、従来のエッチング液の代替物として非常に
優れたものとなる。
【０００８】すなわち本発明は、ノンドープポリシリコ
ンとIII族元素を不純物として含むドープトポリシリコ
ンとから、ノンドープポリシリコンを選択的にウェット
エッチングする工程を含む半導体装置の製造方法におい
て、純水にアンモニウムイオンを添加せしめた液を電解
し、カソード電極側に得られた電解液を取り出して、前
記ウェットエッチングのエッチング液として使用するこ
とを特徴とするものである。
ンとIII族元素を不純物として含むドープトポリシリコ
ンとから、ノンドープポリシリコンを選択的にウェット
エッチングする工程を含む半導体装置の製造方法におい
て、純水にアンモニウムイオンを添加せしめた液を電解
し、カソード電極側に得られた電解液を取り出して、前
記ウェットエッチングのエッチング液として使用するこ
とを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】まず、電解液の生成方法について
述べる。エッチング液として使用する電解液を得るため
の生成装置としては、一般的に使用されている二層式電
気分解方式、純水でも電気分解が可能な三層式電気分解
方式のものがあることは、１９８５年発行の電気化学便
覧第４版のｐ．２７７等にすでに紹介されている。ここ
では二層式電気分解方式について図７の電解槽の概念図
を用いて説明する。電解槽２１には貯液槽（図７中に記
載なし）より所定濃度のアンモニウムイオンを添加した
純水が送り込まれるようになっている。電解槽２１には
アノード２２とカソード２３が挿入され、弗素系のイオ
ン交換膜２６（カチオン膜）で隔てられている。イオン
交換膜２６で隔てられたそれぞれの電解室に設置された
アノード２２とカソード２３の電極間隔は１ｃｍ以下
で、直流電圧を直流電源２７より印加する。
述べる。エッチング液として使用する電解液を得るため
の生成装置としては、一般的に使用されている二層式電
気分解方式、純水でも電気分解が可能な三層式電気分解
方式のものがあることは、１９８５年発行の電気化学便
覧第４版のｐ．２７７等にすでに紹介されている。ここ
では二層式電気分解方式について図７の電解槽の概念図
を用いて説明する。電解槽２１には貯液槽（図７中に記
載なし）より所定濃度のアンモニウムイオンを添加した
純水が送り込まれるようになっている。電解槽２１には
アノード２２とカソード２３が挿入され、弗素系のイオ
ン交換膜２６（カチオン膜）で隔てられている。イオン
交換膜２６で隔てられたそれぞれの電解室に設置された
アノード２２とカソード２３の電極間隔は１ｃｍ以下
で、直流電圧を直流電源２７より印加する。
【００１０】この発明で実際に使用した二層式電気分解
方式では電解槽２１をイオン交換膜２６により２室に分
離し、それぞれの電解室に配置する電極としては前記電
解液とは化学反応性のないＰｔ電極を用いている。電極
材料には、カーボン、特にガラス状カーボン電極を用い
ても、またＲｕＯ2を用いても良い。また、アノード材
料とカソード材料を同じにする必要はなく、酸性溶液に
灌浸するアノード２２にＰｔ、アルカリ溶液に灌浸する
カソード２３にカーボンを用いるなどの選択ができる。
方式では電解槽２１をイオン交換膜２６により２室に分
離し、それぞれの電解室に配置する電極としては前記電
解液とは化学反応性のないＰｔ電極を用いている。電極
材料には、カーボン、特にガラス状カーボン電極を用い
ても、またＲｕＯ2を用いても良い。また、アノード材
料とカソード材料を同じにする必要はなく、酸性溶液に
灌浸するアノード２２にＰｔ、アルカリ溶液に灌浸する
カソード２３にカーボンを用いるなどの選択ができる。
【００１１】カソード水を利用するには、上記した電極
間にカソード２３側からは水素が、アノード２２側から
は酸素が発生するほどに直流電圧を印加し、イオン交換
膜２６により隔てられた２室よりそれぞれ独立に取り出
した液を採取する。この場合、純水に添加したアンモニ
ウムイオンの濃度あるいは電気分解初期条件によって印
加する電圧は異なるが、２Ｖ〜５０Ｖ程度の直流電圧印
加が必要となる。
間にカソード２３側からは水素が、アノード２２側から
は酸素が発生するほどに直流電圧を印加し、イオン交換
膜２６により隔てられた２室よりそれぞれ独立に取り出
した液を採取する。この場合、純水に添加したアンモニ
ウムイオンの濃度あるいは電気分解初期条件によって印
加する電圧は異なるが、２Ｖ〜５０Ｖ程度の直流電圧印
加が必要となる。
【００１２】電気分解が開始すると、カソード２３にＨ
+イオンが引き寄せられ、電極から電子を受け取りＨ2ガ
スが放出され、結果的にＨ+イオン数の減少に応じてＯ
Ｈ-イオンが残るために、カソード２３側の電解質の
水、カソード水２５はアルカリ性を呈すると同時に、カ
ソード２３から発生する活性基の水素の存在により還元
性を持つことになる。
+イオンが引き寄せられ、電極から電子を受け取りＨ2ガ
スが放出され、結果的にＨ+イオン数の減少に応じてＯ
Ｈ-イオンが残るために、カソード２３側の電解質の
水、カソード水２５はアルカリ性を呈すると同時に、カ
ソード２３から発生する活性基の水素の存在により還元
性を持つことになる。
【００１３】電解に供する液中のアンモニウムイオン濃
度としては、最適なエッチングレートとエッチング選択
比が得られる様に適宜調整すれば良く、１０％以下であ
れば充分に実用に供し得るエッチング液とすることがで
きる。
度としては、最適なエッチングレートとエッチング選択
比が得られる様に適宜調整すれば良く、１０％以下であ
れば充分に実用に供し得るエッチング液とすることがで
きる。
【００１４】アンモニウムイオンを添加するには、アン
モニア水、アンモニウム塩を使用することができる。ア
ンモニウム塩としては、塩化アンモニウム、酢酸アンモ
ニウム、弗化アンモニウム、硝酸アンモニウム、臭化ア
ンモニウム、硫酸アンモニウム、蓚酸アンモニウム、炭
酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム、蟻酸アンモニ
ウム等が挙げられるが、ＴＯＣの点からは無機アンモニ
ウム塩が好ましい。これらの中でも、アンモニア水を使
用するのが特に好ましい。また、金属汚染を嫌う半導体
ウエットプロセスに用いるために電気分解する液中に
は、半導体素子に悪影響を与える、例えば、Ｎａ，Ｋ、
Ｃａなどの金属イオンが含まれない様に注意する必要が
ある。
モニア水、アンモニウム塩を使用することができる。ア
ンモニウム塩としては、塩化アンモニウム、酢酸アンモ
ニウム、弗化アンモニウム、硝酸アンモニウム、臭化ア
ンモニウム、硫酸アンモニウム、蓚酸アンモニウム、炭
酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム、蟻酸アンモニ
ウム等が挙げられるが、ＴＯＣの点からは無機アンモニ
ウム塩が好ましい。これらの中でも、アンモニア水を使
用するのが特に好ましい。また、金属汚染を嫌う半導体
ウエットプロセスに用いるために電気分解する液中に
は、半導体素子に悪影響を与える、例えば、Ｎａ，Ｋ、
Ｃａなどの金属イオンが含まれない様に注意する必要が
ある。
【００１５】本発明では、III族元素を不純物として含
むドープトポリシリコンとノンドープポリシリコンとの
間で選択比を必要とするエッチングに供し得るエッチン
グ液を提供できるが、特にボロンをドーパントとするボ
ロンドープポリシリコンとノンドープポリシリコンとの
間で高い選択比が得られる。
むドープトポリシリコンとノンドープポリシリコンとの
間で選択比を必要とするエッチングに供し得るエッチン
グ液を提供できるが、特にボロンをドーパントとするボ
ロンドープポリシリコンとノンドープポリシリコンとの
間で高い選択比が得られる。
【００１６】エッチングに際しては、得られたカソード
水はそのまま使用しても良いが、例えば７０℃までの温
度に加温して使用することが出来、特に５０℃近傍で高
い選択比が得られる。７０℃を越えると、カソード水中
に溶存している水素が気散し、エッチング液として適さ
なくなる場合がある。
水はそのまま使用しても良いが、例えば７０℃までの温
度に加温して使用することが出来、特に５０℃近傍で高
い選択比が得られる。７０℃を越えると、カソード水中
に溶存している水素が気散し、エッチング液として適さ
なくなる場合がある。
【００１７】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるもの
ではない。
するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるもの
ではない。
【００１８】実験例１ 図７に示した電解装置を用いて、純水に０．０１〜１０
％の範囲でアンモニア濃度を変化させて添加した液を電
気分解し、得られたカソード水を用いてノンドープポリ
シリコン、シリコン基板、ボロンドープポリシリコン
（ドープ量：５×１０19ｃｍ-3）に対するエッチングレ
ート［Å／ｍ］を測定した。尚、カソード水の酸化還元
電位（ＯＲＰ）は−８１０ｍＶ（ｖｓＮＨＥ（標準水素
電極電位））となる様に電解を実施し、室温（２４℃）
でエッチングした。結果を図４に示す。
％の範囲でアンモニア濃度を変化させて添加した液を電
気分解し、得られたカソード水を用いてノンドープポリ
シリコン、シリコン基板、ボロンドープポリシリコン
（ドープ量：５×１０19ｃｍ-3）に対するエッチングレ
ート［Å／ｍ］を測定した。尚、カソード水の酸化還元
電位（ＯＲＰ）は−８１０ｍＶ（ｖｓＮＨＥ（標準水素
電極電位））となる様に電解を実施し、室温（２４℃）
でエッチングした。結果を図４に示す。
【００１９】図４から分かるように、アンモニア濃度の
増加と共に各材料に対するエッチングレートも増加して
いる。
増加と共に各材料に対するエッチングレートも増加して
いる。
【００２０】次に、上記各材料間でのエッチング選択比
を検討した。ノンドープポリシリコン対ボロンドープポ
リシリコン、ノンドープポリシリコン対シリコン基板、
シリコン基板対ボロンドープポリシリコンのエッチング
選択比を図５に示す。同図から分かるように、ノンドー
プポリシリコン対ボロンドープポリシリコンについて高
い選択比が得られることが分かる。
を検討した。ノンドープポリシリコン対ボロンドープポ
リシリコン、ノンドープポリシリコン対シリコン基板、
シリコン基板対ボロンドープポリシリコンのエッチング
選択比を図５に示す。同図から分かるように、ノンドー
プポリシリコン対ボロンドープポリシリコンについて高
い選択比が得られることが分かる。
【００２１】更に前記アンモニア濃度の範囲でエッチン
グに最適なｐＨ及びＯＲＰの範囲について検討したとこ
ろ、図６のハッチングした領域、つまり、ｐＨ７．５〜
１２、ＯＲＰ−３００〜−９００ｍＶの範囲がエッチン
グ選択比に関して好ましいことが分かった。電解水の場
合、酸化還元電位とｐＨとは相関があり、例えば、酸化
還元電位−３００ｍＶに対してｐＨ７．５がほぼ対応
し、酸化還元電位−９００ｍＶにｐＨ１２がほぼ対応す
る。
グに最適なｐＨ及びＯＲＰの範囲について検討したとこ
ろ、図６のハッチングした領域、つまり、ｐＨ７．５〜
１２、ＯＲＰ−３００〜−９００ｍＶの範囲がエッチン
グ選択比に関して好ましいことが分かった。電解水の場
合、酸化還元電位とｐＨとは相関があり、例えば、酸化
還元電位−３００ｍＶに対してｐＨ７．５がほぼ対応
し、酸化還元電位−９００ｍＶにｐＨ１２がほぼ対応す
る。
【００２２】実験例２ 次に、純水に濃度０．５％となるようにアンモニアを添
加した液を前記と同様に電気分解し、得られたカソード
水を用いて、ノンドープポリシリコンとボロンドープポ
リシリコンとのエッチングレートを測定した。この時、
カソード水を室温（２４℃）と５０℃に加温してエッチ
ングを実施した。この結果を、図２に示す。尚、図２に
おいては、参考のため、ヒドラジンと７％ＴＭＡＨ溶液
を用いた結果も併せて示す。
加した液を前記と同様に電気分解し、得られたカソード
水を用いて、ノンドープポリシリコンとボロンドープポ
リシリコンとのエッチングレートを測定した。この時、
カソード水を室温（２４℃）と５０℃に加温してエッチ
ングを実施した。この結果を、図２に示す。尚、図２に
おいては、参考のため、ヒドラジンと７％ＴＭＡＨ溶液
を用いた結果も併せて示す。
【００２３】また、図３には、ノンドープポリシリコン
とボロンドープポリシリコンとの間でのエッチング選択
比及びエッチング均一性を示す。エッチングの均一性に
ついてはどの結果もほぼ同じ程度の結果が得られている
が、本発明で使用するカソード水は選択比の点で従来の
ヒドラジンよりも優れた結果を示している。
とボロンドープポリシリコンとの間でのエッチング選択
比及びエッチング均一性を示す。エッチングの均一性に
ついてはどの結果もほぼ同じ程度の結果が得られている
が、本発明で使用するカソード水は選択比の点で従来の
ヒドラジンよりも優れた結果を示している。
【００２４】実施例１ 図１に示す工程順にしたがって、バイポーラトランジス
タを製造した。図１において、まず、シリコン基板１上
にＳｉＯ2膜２を成膜し、この上にポリシリコン膜（２
３００Å）を成長させた後、該ポリシリコン膜にボロン
イオンをイオン注入する（５×１０19ｃｍ-3）。更にそ
のボロンドープポリシリコン膜３上にＳｉ3Ｎ4膜４、Ｓ
ｉＯ2膜５、Ｓｉ3Ｎ4膜６を順次形成する（図１
（ａ））。次に所望の開口部を形成するためにレジスト
を塗布し、リソグラフィ技術により露光・現像した後、
該レジストパターン７をマスクとして、ボロンドープポ
リシリコン膜３上に形成したＳｉ3Ｎ4膜４、ＳｉＯ2膜
５、Ｓｉ3Ｎ4膜６をドライエッチングする（図１
（ｂ））。続いて、 Ｓｉ3Ｎ4膜４、６に挟まれたＳｉ
Ｏ2膜５にサイドエッチングを施すため、フッ酸等を含
むエッチング液にてウェットエッチングを行う。更にボ
ロンドープポリシリコン膜３をドライエッチングする
（図１（ｃ））。次にＳｉ3Ｎ4膜を成長させ、ドライエ
ッチングすることにより開口部側壁にＳｉ3Ｎ4膜８が形
成される（図１（ｄ））。次にＳｉＯ2膜２をフッ酸等
を含むエッチング液にてウェットエッチングし、図１
（ｅ）に示すような形状を得る。続いて、ノンドープポ
リシリコン膜９を成膜した後、窒素ガス雰囲気中で８５
０〜９００℃、２０分間熱処理を施し、ボロンドープポ
リシリコン膜３からボロンイオンを熱拡散させ、図１
（ｆ）に示すようなボロン拡散領域を形成する。最後に
ノンドープポリシリコンを選択的に除去するため、濃度
０．５％でアンモニアを添加した純水を電気分解し、カ
ソード側に得られたカソード水（ｐＨ＝１０．８、ＯＰ
Ｒ＝−８１０ｍＶ、温度２４℃）でポリシリコンウェッ
トエッチングを行った（図１（ｇ））。その結果、エミ
ッタ開口部のボロンドープポリシリコンはほぼ垂直の形
状にエッチングされていた。
タを製造した。図１において、まず、シリコン基板１上
にＳｉＯ2膜２を成膜し、この上にポリシリコン膜（２
３００Å）を成長させた後、該ポリシリコン膜にボロン
イオンをイオン注入する（５×１０19ｃｍ-3）。更にそ
のボロンドープポリシリコン膜３上にＳｉ3Ｎ4膜４、Ｓ
ｉＯ2膜５、Ｓｉ3Ｎ4膜６を順次形成する（図１
（ａ））。次に所望の開口部を形成するためにレジスト
を塗布し、リソグラフィ技術により露光・現像した後、
該レジストパターン７をマスクとして、ボロンドープポ
リシリコン膜３上に形成したＳｉ3Ｎ4膜４、ＳｉＯ2膜
５、Ｓｉ3Ｎ4膜６をドライエッチングする（図１
（ｂ））。続いて、 Ｓｉ3Ｎ4膜４、６に挟まれたＳｉ
Ｏ2膜５にサイドエッチングを施すため、フッ酸等を含
むエッチング液にてウェットエッチングを行う。更にボ
ロンドープポリシリコン膜３をドライエッチングする
（図１（ｃ））。次にＳｉ3Ｎ4膜を成長させ、ドライエ
ッチングすることにより開口部側壁にＳｉ3Ｎ4膜８が形
成される（図１（ｄ））。次にＳｉＯ2膜２をフッ酸等
を含むエッチング液にてウェットエッチングし、図１
（ｅ）に示すような形状を得る。続いて、ノンドープポ
リシリコン膜９を成膜した後、窒素ガス雰囲気中で８５
０〜９００℃、２０分間熱処理を施し、ボロンドープポ
リシリコン膜３からボロンイオンを熱拡散させ、図１
（ｆ）に示すようなボロン拡散領域を形成する。最後に
ノンドープポリシリコンを選択的に除去するため、濃度
０．５％でアンモニアを添加した純水を電気分解し、カ
ソード側に得られたカソード水（ｐＨ＝１０．８、ＯＰ
Ｒ＝−８１０ｍＶ、温度２４℃）でポリシリコンウェッ
トエッチングを行った（図１（ｇ））。その結果、エミ
ッタ開口部のボロンドープポリシリコンはほぼ垂直の形
状にエッチングされていた。
【００２５】更に、エミッタ開口部の側壁にＳｉ3Ｎ4膜
を成膜した後、ボロンドープポリシリコン膜をエミッタ
形状に成膜して、バイポーラトランジスタを形成した。
を成膜した後、ボロンドープポリシリコン膜をエミッタ
形状に成膜して、バイポーラトランジスタを形成した。
【００２６】このように形成したバイポーラトランジス
タのエミッタ−ベース間の耐圧を測定した結果、良好な
結果が得られた。
タのエミッタ−ベース間の耐圧を測定した結果、良好な
結果が得られた。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、ドープトポリシリコン
とノンドープポリシリコンとを高い選択比でエッチング
でき、しかも、環境問題を引き起こさないエッチング液
を提供することが可能となった。
とノンドープポリシリコンとを高い選択比でエッチング
でき、しかも、環境問題を引き起こさないエッチング液
を提供することが可能となった。
【図１】バイポーラトランジスタのエミッタ開口部の形
成工程を示す断面工程図である。
成工程を示す断面工程図である。
【図２】ノンドープポリシリコンとボロンドープポリシ
リコンに対する各エッチング液のエッチングレートを示
す図である。
リコンに対する各エッチング液のエッチングレートを示
す図である。
【図３】各エッチング液のノンドープポリシリコンとボ
ロンドープポリシリコンとのエッチング選択比及びエッ
チング均一性を示すグラフである。
ロンドープポリシリコンとのエッチング選択比及びエッ
チング均一性を示すグラフである。
【図４】アンモニア濃度に対する各材料のエッチングレ
ートを示すグラフである。
ートを示すグラフである。
【図５】各材料間のエッチング選択比とアンモニア濃度
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
【図６】本発明に最適な、ｐＨとＯＲＰとの範囲を示す
グラフである。
グラフである。
【図７】本発明で使用するカソード水を製造するための
電解装置の一例を示す模式図である。
電解装置の一例を示す模式図である。
１ シリコン基板 ２ ＳｉＯ2膜 ３ ボロンドープポリシリコン膜 ４ Ｓｉ3Ｎ4膜 ５ ＳｉＯ2膜 ６ Ｓｉ3Ｎ4膜 ７ レジストパターン ８ Ｓｉ3Ｎ4膜 ９ ノンドープポリシリコン膜 ２１ 電解槽 ２２ アノード ２３ カソード ２４ アノード水 ２５ カソード水 ２６ イオン交換膜
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−260361（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−137329（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−115978（ＪＰ，Ａ) 元山裕孝、「超ＬＳＩプロセスデータ ハンドブック」、サイエンスフォーラム 社、昭和57年４月15日、ｐ．440−442 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/306 - 21/3063 H01L 21/308 H01L 21/33 - 21/331 H01L 29/68 - 29/737
Claims (5)
- 【請求項１】 ノンドープポリシリコンとIII族元素を
不純物として含むドープトポリシリコンとから、ノンド
ープポリシリコンを選択的にウェットエッチングする工
程を含む半導体装置の製造方法において、純水にアンモ
ニウムイオンを添加せしめた液を電解し、カソード電極
側に得られた電解液を取り出して、前記ウェットエッチ
ングのエッチング液として使用することを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記電解液は、室温乃至７０℃の温度範
囲で使用することを特徴とする請求項１に記載の製造方
法。 - 【請求項３】 前記電解に供される純水にアンモニウム
イオンを添加せしめた液中のアンモニウムイオン濃度が
１０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の製
造方法。 - 【請求項４】 前記電解液の酸化還元電位が−３００〜
−９００ｍＶの範囲であり、且つ、ｐＨが７．５〜１２
の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の製造方
法。 - 【請求項５】 前記純水中に添加されるアンモニウムイ
オンが、アンモニア水の添加によるものであることを特
徴とする請求項１に記載の製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08410598A JP3255228B2 (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 半導体装置の製造方法 |
| TW088104890A TW415107B (en) | 1998-03-30 | 1999-03-26 | Method of etching non-doped polysilicon |
| KR1019990010749A KR100295980B1 (ko) | 1998-03-30 | 1999-03-29 | 도핑되지 않은 폴리실리콘 에칭 방법 |
| US09/281,475 US6132592A (en) | 1998-03-30 | 1999-03-30 | Method of etching non-doped polysilicon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08410598A JP3255228B2 (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 半導体装置の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11283992A JPH11283992A (ja) | 1999-10-15 |
| JP3255228B2 true JP3255228B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=13821252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08410598A Expired - Fee Related JP3255228B2 (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3255228B2 (ja) |
| KR (1) | KR100295980B1 (ja) |
| TW (1) | TW415107B (ja) |
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| KR100518587B1 (ko) * | 2003-07-29 | 2005-10-04 | 삼성전자주식회사 | 얕은 트렌치 소자 분리 구조의 제조 방법 및 얕은 트렌치소자 분리 구조를 포함하는 미세 전자 소자 |
| EP2782144B1 (en) | 2013-03-19 | 2019-05-15 | IMEC vzw | Method for fabricating heterojunction interdigitated back contact photovoltaic cells |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2998362A (en) * | 1958-10-16 | 1961-08-29 | Transitron Electronic Corp | Method of selectively electrolytically etching semiconductor silicon materials |
| DE1963757C3 (de) * | 1968-12-27 | 1979-05-03 | Matsushita Electronics Corp., Kadoma, Osaka (Japan) | Verfahren zum Herstellen eines Mesa-Halbleiterbauelements |
-
1998
- 1998-03-30 JP JP08410598A patent/JP3255228B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-03-26 TW TW088104890A patent/TW415107B/zh not_active IP Right Cessation
- 1999-03-29 KR KR1019990010749A patent/KR100295980B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1999-03-30 US US09/281,475 patent/US6132592A/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 元山裕孝、「超ＬＳＩプロセスデータハンドブック」、サイエンスフォーラム社、昭和５７年４月１５日、ｐ．４４０−４４２ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW415107B (en) | 2000-12-11 |
| KR19990078352A (ko) | 1999-10-25 |
| JPH11283992A (ja) | 1999-10-15 |
| US6132592A (en) | 2000-10-17 |
| KR100295980B1 (ko) | 2001-07-12 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |