JPS5934652A - 半導体集積回路装置の製造方法 - 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】 本発明は、単位投影面積当りの静電容量を増加させるた
めになされ、ＩＣに適合した基板に凹凸をつける方法に
関するものでちる。

従来、単位投影面積当りの静電容量を増加するために電
極に凹凸をつける方法は、電解コンデンサ等で実用され
ている。この方法は、例えば、アルミニウム電解コンデ
ンサの場合、アルミニウム電極を塩酸等によって表面を
腐食させ、結果として、電子顕微鏡レベルまで拡大しで
も、スポンジ状に見える凹凸をつけ、しかる後、コンデ
ンザ用の陽極酸化膜を形成し、一方の電極はもちろん、
上記のアルミニウム電極とし、他の一方の電極は、液体
酸の場合は電解液とし、固体型のよ（３合は例えばマン
ガン酸化物として、小型で大容量の電解コンデンサを実
現している。

このような技術をＩＣのコンデンサの製造に適用すると
、ＩＣの製造工程で薬品にさらしたのち高温炉に投入す
ることはよくあるが、上記の如き、スポンジ状の電極構
造ではスポンジ状の四部に残存する薬品類が上記の炉を
汚染する欠点があった。

その他に、スポンジ状の穴に残存する薬品が完成品の信
頼性を低下させたり、また折角、凹凸をつけ面積を稼い
でも、対向電極材料に選択の余地がなく、その面積の極
く一部しか利用できないなどの欠点かあった。

また、従来の写真食刻法を用いても凹凸をつけることは
可能であるが、凹凸の繰シ返しの寸法は、写真食７ｊｊ
　Ｏ）最小寸法より小さくできないことより、以下の二
つの欠点が生じる。すなわち、凹凸によって面積を塔加
さセる場合、穴の幅に対してその深さは、同程夏かさら
に大きくないと、面例な工程を採用するのに見合った面
積増加は望めない。

穴の幅は現在の実用レベルの最小値で約２μｍであるか
ら、探さは２μｍ以上となる。このような深い凹凸上に
、後工程で電極栃料に２μｍはどと百っだ微細なパター
ン形成かできないことが第１の欠点であり、もう一つの
欠点は、ＩＣ中のコンデンサの＃Ｅ横のサイズか上記の
写Ｘ食刻の最小寸法とほぼ同じ大きさとなり事実上適用
できないことであった。

本発明は、上記の如き従来のものの欠点を除去するため
になされたもので、非常に薄いために多数の島状構造に
形成された薄膜をマスクにして食刻することによシ、基
板に形状・寸法は不規則であるが、極めて微細で極めて
浅い凹凸を形成し充分な電極面積の増加をもたらす方法
を提供することを目的としている。

以下、本発明の一実施例を図面によって説明する。第１
図〜第４図は本発明の一実施例の主要工程における状態
を示す断面図である。

第１図はシリコン基板［１１を酸化し数１００　Ａの熱
酸化膜（２）を形成し、さらに非常に薄いために多数の
島状構造に形成されるポリシリコン膜（３）を成長させ
たものである。このポリシリコ／膜（３）の島状構造の
粒径は、膜厚、成長温度等で制御でき、数１００〜数１
０００　Ａの範囲にすることは可能である。

第２図はポリシリコン膜（３）をマスクに熱酸化膜（２
）をエツチングした状態を示す。このとき、実際には、
後の電極面積増加が最大になるように、ポリシリコン膜
（３）の下の熱液化膜（２）に、適当なアンダー・カッ
ティング（ｕｎｄｅｒｃｕｔｔｉｎｇ）を行い、この熱
酸化膜（２）の抜き残しの比を制御することはいうまで
もない。

第３図は第２図の熱酸化膜（２）をマスクにしてシリコ
ン基板ｆ１）を数１００〜数１０００Ａエツチングした
状態を示す。このとき、いわゆる異方性エツチングを行
うのが面積増加を図る上で有利で、その場合には、前も
って、第２図におけるポリシリコン膜（３）のヒサシ部
分〔熱酸化膜（２）のアンダー・カットのある場合〕を
等方性エツチングにより除去するのが望ましい。

第４図は第３図の熱酸化膜（３）を除去した状態を示し
、シリコン基板［１］に溝の幅・深さが数１００〜数１
０００人の微細かつ極めて浅い凹凸をつけることができ
ることを示している。

第５図は、第４図に示すような極めて微細な凹凸のつい
たシリコン基板ｉ１）の表面に薄い一様な厚さの熱酸化
膜（４）を形成したのち、ポリシリコン膜（５）を堆積
させることにより、シリコン基板（１）とポリシリコン
膜（５）とを電極とし単位投影面積当りの容量が増加し
たコンデンサを得ることを示した図である。

以上の説明では、簡単なため省略したが、実際のＩＣで
は、以十の如き工程を経るのが普通である。すなわち、
凹凸を付ける必要のない部分には、例えば第１図の状態
のときに、写真製版法で７オトーレジストで覆う工程を
入れることや、また、シリコン基板ｆｉ＋の表面にこの
シリコン基板［１１と同じ伝導型または反対の伝導型の
拡散層、エピタキシャル層等を第４図の状態のとき、ま
たは第１図の熱酸化膜（２）を付着させる前に、形成す
る工程を入れることや、第５図のポリシリコン膜（５）
に不純物を拡散しシート抵抗を低下させる工程を入れる
こと等はいうまでもない。

以上は基板と同じ材質の薄い島状構造の薄膜をマスクと
する場合について述べたが、異なる材質、例えば金、ア
ルミニウム等の金属や、他の半導体材料、絶縁材料等を
用いても同様のことが実現できることはいうまでもない
。また、島状構造の薄膜の形状を写しとるための膜とし
ては熱酸化膜以外にも、数１００Ａ程度の薄さでも一様
な厚みを保証するものでシリコンに対してマスク効果の
ある。

ものであれば良く、例えば熱窒化膜であってもよい。

また、上記の島状構造の薄膜が、シリコンに対してマス
クとなる材質の場合、島状構造の薄膜をシリコン基板に
直接に付着させ、そのままシリコン基板をエツチングす
ることでも、ごの方法によっても、はぼ第４図の構造を
実現できる。しかし、この場合には、実施例で述べたア
ンダー・カッティングにより抜き残しの比率を制御する
ことができないので、効率の良い面積増加は望めない。

以上のように、本発明によればマスクに島状構造の薄膜
を利用するので、不規則ではあるが平均的な凹部の幅間
隔を数１００〜数１００ＯＡといった短い長さにするこ
とができ、凹部の深さも数１００〜数１０００　Ａ程度
であるから、凹凸による充分な面積増加を図ることがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜第４図は本発明の一実施例の主要工程を示す断面
図、第５図は本発明の方法を用いたコンデンサの断面図
である。 図において、（１）はシリコン基板、（２）は熱酸化膜
、（３）は島状構造のポリシリコン膜、（４）は熱酸化
膜、（５）はポリシリコン膜である。 なお、図中同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示
す。 代理人　　葛　野　信　−（外１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｉｌ　　多数の微細な島状構造を形成する程度に薄い
   薄膜を基板上に付着させる工程、および島状構造の上記
   薄膜をマスクにして上記基板を食刻しその表面部に多数
   の微細な凹凸を形成する工程を備えたことを特徴とする
   半導体集積回路装置の製造方法。 （２）基板上にほぼ一様な厚さの第１の薄膜を形成する
   工程、多数の微細な島状構造を形成する程度に薄い第２
   の薄膜を上記第１の薄膜の表面上に付着させる工程、島
   状構造の上記第２の薄膜をマスクにして上記第１の薄膜
   を食刻し多数の微細な開口部を形成する工程、および上
   記開口部が形成された上記第１の薄膜をマスタにして上
   記基板を食刻しその表面部に多数の微細な凹凸を形成す
   る工程を備えたことを特徴とする半導体集積回路装置の
   製造方法。