[其他]在材料(例如半导体材料)中加工亚微型槽的方法以及用这种方法制成的器件

说明书

在阶梯形材料层上覆盖第一材料层，该层也有阶梯不平的凹槽，并在它上面生成第二掩模层和转化层，对转化层进行转化而成为可选择的腐蚀层，在除下未转化的部分之后，在第二掩模层中沿凹槽边沿形成带开口的中间掩模层。用中间掩模对第一材料层进行各向异性腐蚀处理生成沟槽。根据情况在下一层衬底区中也生成沟槽。为了形成绝缘区用氧化硅填在这些槽里。如果在硅的衬底区的上面用的是多晶硅第一材料层，则该层可分别作为掺杂质的源以及供连接用，于是可以制造各种类型的晶体管。

本发明与在一层充分均匀的第一材料片中至少要加工一条窄槽的方法有关。用这种方法加工槽的宽度由自对准的方法确定。

本发明特别与用这种方法制造半导体器件有关。

本发明也与根据本发明的方法来制造其它的器件有关。

当设计半导体器件时，集成密度日益增加，这样作的目的有两点：第一是为了能在相同的表面积上增加元器件的功能，第二在为了在生产时，由于制造加工电路用的材料面积较小，而能得到较高的产量。特别是由于微处理机和小型计算机的出现，对电路元件的高速度工作以及尺寸小提出日益严格的要求。因此对诸如金属化模型线条的宽度、接触孔的相对距离、绝缘区的最小宽度等的最小尺寸均提出更为迫切的要求。

由于这些尺寸主要决定于采用的掩模技术，因此寻找一种方法使得这些尺寸不取决光学分辨率，这是我们愈加关注而倍感兴趣的问题;特别对自对准方法我们更感兴趣。

在公开文献中的介绍上面提到的这类型方法已知有英国专利申请第2，111，304A号。在这个实例中，用自对准的方法在衬底区（例如半导体衬底）中加工亚微型尺寸的沟槽。在衬底上制造半导体器件（例如晶体管），这些半导体器件用由这些沟槽划定界限的绝缘区互相分隔开。可是这也用了光刻技术。

此外，其中一个实施例中，最终沟槽的宽度由对两层不同层所进行的氧化作用所确定，它们之间的相对距离首先由其中一层材料的横向氧化作用所决定。由于对准公差，用这种方法制造的晶体管最小尺寸有一定限制。

按照本发明提出的方法，其特征在于在衬底区域的主要表面上生成第一掩模层，该层至少有一个窗口或凹槽，在窗口区域里以及毗邻掩模层部分的表面，覆盖有充分均匀的第一材料层（它在窗口区域处有凹槽），而在第一材料层的上面依次覆盖有充分均匀的第二掩模层和充分均匀的第一转化层。本方法的特征还在于，在第一掩模层的原始窗口里面，第二掩模层和第一转化层中保留一个凹槽，而对第一可转化材料层进行选择性的转化即形成一个中间掩模，用前面所说的做法至少沿第二掩模材料层凹槽处的内边沿形成一个窗口，此后用在第二掩模材料层中的形成的掩模在第一材料层得到沟槽。

充分均匀层在这里理解成这样的材料层，它除了和相邻下层的区域，例如有台阶处，其余部分厚度大体上相同，而且均匀层和相邻下一层有相同的剖面。

术语窗口或凹槽不须理解为是在第一掩模层中开的窗口，尽管其四周由该掩模材料所包围住。也可以用掩模层暴露出衬底区域的边缘。

本发明的根据是承认这样的事实，当在器件，特别在半导体器件（例如集成电路）中沿着窗口边沿生成这样的一个沟槽时，可以在第一材料层（例如多晶硅）的窗口里面生成尺寸十分小（亚微型的范围）的半导体区域，例如发射极基极的联接。

通过选择半导电材料为第一可转化层，可以生成上述的中间掩模，这层材料用局部氧化法至少在沿凹槽处的内沿部分被转化成氧化物，然后将这部分氧化物除去，剩留下的半导体材料构成中间掩模。

然而，最好是用充分均匀的第三掩模材料层覆盖在第一可转化层的上面，然后对第三掩模层进行各向异性腐蚀处理，保护第一转化层不被转化的第三掩模层至少在沿第一转化层凹槽处的内边沿部分被保留下来。

根据使用材料不同，有各种不同的可能的转化方法，例如局部氧化和硅化，转化处理后，未被转化部分材料被清除掉。

根据本发明的一个最佳实施例的特征是：第一转化层由多晶硅半导体材料组成，该材料除沿凹槽内边缘部分外，用掺杂的手段全被转化成高掺杂的半导体材料，当原来的半导体材料被腐蚀时，这个掺杂半导体材料基本上不受腐蚀。