特許 6207680 実質的に垂直な側面を有するＡｌＮ層を得る方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6207680

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】実質的に垂直な側面を有するＡｌＮ層を得る方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/306 20060101AFI20170925BHJP

   H03H 9/17 20060101ALI20170925BHJP

   H03H 3/02 20060101ALI20170925BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/306 B

   H03H9/17 F

   H03H3/02 B

【請求項の数】18

【外国語出願】

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-123234(P2016-123234)

(22)【出願日】2016年6月22日

(62)【分割の表示】特願2011-101247(P2011-101247)の分割

【原出願日】2011年4月28日

(65)【公開番号】特開2016-171351(P2016-171351A)

(43)【公開日】2016年9月23日

【審査請求日】2016年6月24日

(31)【優先権主張番号】1053360

(32)【優先日】2010年4月30日

(33)【優先権主張国】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】502124444

【氏名又は名称】コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】マルク・アイデ

(72)【発明者】

【氏名】エマニュエル・ドゥフェ

(72)【発明者】

【氏名】オードゥ・ルフェーヴル

(72)【発明者】

【氏名】ギー−ミシェル・パラット

【審査官】 齊田 寛史

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／００２８８７（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１０８９５９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６

Ｈ０３Ｈ ３／０２

Ｈ０３Ｈ ９／１７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板（２）の表面（２’）に対して実質的に垂直である少なくとも１つの側面を有するＡｌＮ層を作製する方法であって、各側面が下端部と上端部との間に延在し、トポロジー（４，４’，４ａ，４’ａ，４ｂ）を有する前記基板の表面が少なくとも１つの段差型パターン（１０，１２，１４，１６）を備える方法において、
前記段差の上端部が前記側面の前記下端部に対応するように、少なくとも前記トポロジーの前記パターン上に、ＡｌＮ層（３１）を堆積する段階と、
マスク層の少なくとも１つの縁部が前記側面の前記上端部を画定するように配置して前記ＡｌＮ層上にマスク層（４０，４０’）を形成する段階と、
前記側面の傾斜が、前記基板の前記表面に対して実質的に垂直な平面における前記上縁部及び下縁部の位置によって画定されるように、前記マスクを介して前記ＡｌＮ層（３１）を、１００℃から１４０℃の間の温度で熱リン酸によって湿式エッチングして前記側面を得る段階であって、前記側面が、前記基板（２）の前記表面（２’）の垂線に対して１５°以下の角度を成す段階と、
を有する方法。

【請求項2】

前記段差型パターンが少なくとも得られるように、前記基板（２）の前記表面（２’）をエッチングすることによって、前記基板の前記トポロジー（４ａ，４’ａ，４ｂ）を形成する予備段階を有する請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記段差が、その中またはその上に形成される前記基板（２）の前記表面（２’）の垂線に対して１５°以下の角度をなす少なくとも１つの側面（１０，１２，１４，１６）を有する、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記基板が、その一表面と前記基板の前記表面とが前記段差型パターンを形成する中間層（４，４’）を備える請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記段差型パターンを得るために、材料の均一層を堆積し、次いで少なくとも前記層をエッチングすることによって前記中間層（４，４’）を得る請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記基板（２）の前記表面（２’）上にトポロジーを形成する層（３）の上に堆積することによって前記中間層を得る請求項４または５に記載の方法。

【請求項7】

前記中間層（４，４’）の少なくとも一部が電極を形成する請求項４から６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記中間層が、チタン（Ｔｉ）、ケイ素（Ｓｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、白金（Ｐｔ）または窒化ケイ素からなる請求項４から７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記トポロジー、前記段差型パターン、または前記中間層が１０ｎｍから１μｍの間の厚さを有する請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

前記基板（２）の前記表面（２’）が、エッチングが完了した後に露出される請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

前記マスク層（４０，４０’）の少なくとも一部が電極を形成する請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

前記ＡｌＮ層が１０ｎｍから５μｍの間の厚さを有する請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

前記マスク層（４０，４０’）が、シリカ（ＳｉＯ_２）、モリブデン（Ｍｏ）、白金（Ｐｔ）または接着樹脂からなる請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

前記マスク層（４０，４０’）が１０ｎｍから１０μｍの間の厚さを有する請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項15】

前記ＡｌＮ層（３１）をエッチングすることによって傾斜した側面（３６）を形成する段階をさらに含む請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

垂直な縁部を有するホール（６０）を形成する段階をさらに含む請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項17】

前記パターンが前記基板（２）の前記表面（２’）に対して前記基板の上昇した部分を画定する請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項18】

前記ＡｌＮ層が前記基板（２）の前記表面上、及び前記パターン上の両方に堆積される請求項１から１７のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、１つまたは複数の直角の側面、すなわち層がその上に堆積または形成される表面に対して実質的に垂直な側面を有する材料の層を作製することを目的として、ＡｌＮなどの材料をエッチングする方法に関する。「実質的に垂直」とは、側面が前記表面と７５°以上の角度をなすことを意味すると理解される。

【背景技術】

【0002】

この種の材料は、例えば直角の側面を有する圧電層または誘電層を必要とするＭＥＭＳ部材の作製において使用される。

【0003】

同様に、音響共振器の調製においても使用されている。このような共振器は、スプリアス波動伝搬を防ぐために、１つまたは複数の垂直な側面を有することが必要な圧電層を備える。

【0004】

最後に、この種の材料はまた、微細で垂直な「隙間」を必要とする容量性検出ＭＥＭＳの作製、またはジャイロスコープの作製においても使用される。

【0005】

非特許文献１には、ＭＥＭＳ共振器においてＡｌＮを使用することが開示されている。

【0006】

しかしながら、現在のところ、直角の側面を有するようにＡｌＮをエッチングすることができる方法は知られていない。

【0007】

乾式または湿式エッチング法は、すべて等方性の性質である。これらの方法では、所望の垂直状態を有さない側面がもたらされる。つまり、実際には材料は垂直方向だけでなく水平方向にもエッチングされる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0008】

【非特許文献1】Ｇ．Ｐｉａｚｚａ、「Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｎｉｔｒｉｄｅ Ｖｉｂｒａｔｉｎｇ Ｃｏｎｔｏｕｒ−Ｍｏｄｅ ＭＥＭＳ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ、２００６、ｖｏｌｕｍｅ １５、ｎｕｍｂｅｒ ６、ｐ．１４０６−１４１８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

従って、直角の側面、すなわち層がその上に作製される基板に対して実質的に垂直な側面を有するＡｌＮ層を作製する方法を見いだすという問題が提起される。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、
基板の表面に対して実質的に垂直である少なくとも１つの側面を有するＡｌＮ層を作製する方法であって、トポロジーを有する前記基板の表面が少なくとも１つの段差型パターンを備える方法において、
少なくともトポロジーの前記パターン上およびいかなるトポロジーも有さない少なくとも１つの部分上に、ＡｌＮ層を堆積する段階と、
少なくとも１つの縁部が、基板の表面に対して実質的に垂直な平面において、パターンの段差の少なくとも１つの縁部または側面に隣接して位置するかまたは前記段差の少なくとも１つの縁部または側面と整列して位置するように、ＡｌＮ層上にマスク層を形成する段階と、
マスクを介してＡｌＮ層をエッチングする段階と、
を有する方法に関する。

【0011】

「実質的に垂直」とは、側面が前記表面と７５°以上の角度をなすことを意味すると理解される。

【0012】

この方法は、少なくとも段差型パターンを得るために基板の表面をエッチングすることによって、基板にトポロジーを形成する事前段階を含むことができる。

【0013】

段差は、段差がその中またはその上に形成される基板の表面の垂線に対して１５°未満の角度をなす少なくとも１つの側面を有することができる。

【0014】

１つの実施形態によると、基板は中間層を備え、その１つの表面が基板の表面とともに段差型パターンを形成する。段差型パターンを得るために、この中間層は、材料の均一な層を堆積し、次いで少なくとも該層をエッチングすることによって得ることができる。

【0015】

中間層の少なくとも一部および／またはマスク層の少なくとも一部は、電極を形成することができる。

【0016】

中間層は、チタン（Ｔｉ）、ケイ素（Ｓｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、白金（Ｐｔ）または窒化ケイ素からなることができる。

【0017】

トポロジー、段差型パターンまたは中間層は、１０ｎｍから１μｍの間の厚さを有することができる。

【0018】

マスク層は、シリカ（ＳｉＯ_２）、モリブデン（Ｍｏ）、白金（Ｐｔ）または接着樹脂からなることができる。該層は、例えば１０ｎｍから１０μｍの間の厚さを有する。

【0019】

本発明による方法はさらに、ＡｌＮ層をエッチングすることによって傾斜した側面を作製する段階を含むことができる。

【0020】

ＡｌＮ層のエッチングは、好ましくは湿式エッチングである。

【0021】

本発明による方法ではさらに、垂直な縁部を有する少なくとも１つのホールを作製することが可能である。ホールの径とＡｌＮ層の厚さは、好ましくは径／厚さの比が０．５未満である。

【0022】

本発明はまた、
ＡｌＮ層を有する不均質基板であって、
トポロジーを有する表面の１つが少なくとも１つの段差型パターンを備える支持基板と、
前記パターンを覆い、その少なくとも１つの側面が、基板の前記表面に実質的に垂直な平面において、段差型パターンの少なくとも１つの縁部に隣接して位置するＡｌＮ層と、
を備える基板に関する。

【0023】

少なくとも段差型パターンを得るために、基板の表面をエッチングすることによってトポロジーをもたらすことができる。

【0024】

段差は、段差がその中またはその上に形成される基板の表面の垂線に対して１５°未満の角度をなす少なくとも１つの側面を有することができる。

【0025】

基板は、中間層を備え、その１つの表面が基板の表面とともに段差型パターンを形成する。

【0026】

中間層は、支持基板の表面トポロジーを形成する層の上に少なくとも部分的に形成されることができる。

【0027】

本発明による基板はさらに、垂直な縁部を有する少なくとも１つのホールを備えることが可能であり、前記ホールの径とＡｌＮ層の厚さの比は、好ましくは０．５以下である。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1A】本発明による方法の段階を示す。

【図1B】本発明による方法の段階を示す。

【図1C】本発明による方法の段階を示す。

【図1D】本発明による方法の段階を示す。

【図2A】本発明による方法の変形例を示す。

【図2B】本発明による方法の変形例を示す。

【図3】図２Ａおよび２Ｂの変形例が実施され得る基板の部分の拡大図を示す。

【図4】本発明による方法の２つの実施形態を組み合わせることによって得られる基板を示す。

【図5A】本発明による方法の別の実施形態を示す。

【図5B】本発明による方法の別の実施形態を示す。

【図5C】本発明による方法の別の実施形態を示す。

【図5D】本発明による方法の別の実施形態を示す。

【図6A】本発明による方法の別の実施形態を示す。

【図6B】本発明による方法の別の実施形態を示す。

【図6C】本発明による方法の別の実施形態を示す。

【図6D】本発明による方法の別の実施形態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0029】

本発明の第１実施形態を図１Ａから１Ｄとともに説明する。

【0030】

層４は、連続的な層または結合された層であってよいが、必ずしもそうではなく、例えば基板２上に堆積によって形成され、該基板２は、例えばケイ素またはサファイアからなる。図１Ａの例では、この層は、開口部６によって第２部分４’から分離された第１部分４を備え、開口部６は基板２の表面２’を露出させる。

【0031】

この開口部は、例えば部分４，４’が作製される材料の初期連続層中に部分４，４’をエッチングすることによって得られ、エッチングは基板２の表面２’上で停止する。参照符号１２および１４は、それぞれ前記層の部分４’および４の側部を示し、開口部６のいずれかの側に位置する。２つの他の側部は参照符号１０および１２で図１Ａの左側および右側に示される。

【0032】

言い換えると、前記層４，４’、ならびに図５Ａから５Ｄおよび６Ａから６Ｄの実施形態において形成されたトポロジー４ａ，４’ａ，４ｂは、基板の表面２’に隣接するかまたは取り囲まれ、該基板の表面は層４，４’、またはトポロジー４ａ，４’ａ，４ｂの上位置または上昇した位置に対してより低い位置に位置する。「トポロジー」との用語は、表面２’によって画定された平面に対する垂直方向の高さまたは位置の変動を意味する。

【0033】

図２Ａおよび２Ｂの場合、層４の上昇した部分（層３上に位置するこの層の部分）は、
この同一の層４の上昇していない部分（基板２上に直接接しているこの層４の部分）に隣接するかまたは取り囲まれている。

【0034】

前記側部１０，１２，１４，１６はすべて直角、すなわち基板２の表面２’に実質的に垂直であるか、または前記表面の垂線と１５°以下の角度を成す。

【0035】

層４，４’の材料は、例えばチタン（Ｔｉ）、ケイ素（Ｓｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、白金（Ｐｔ）、窒化ケイ素（ＳｉＮまたはＳｉ_３Ｎ_４）または酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）である。

【0036】

この層４，４’は、２００ｎｍ程度の厚さ、より一般的には１０ｎｍから１μｍの間、または１００ｎｍから３００ｎｍの間の厚さを有し得る。

【0037】

この層４，４’の少なくとも一部分は電極を形成することができる。

【0038】

任意で、堆積される材料３１の方向合わせを補助することができる構造化層または成長層７を基板２の表面上に形成してもよい。

【0039】

次にＡｌＮ層３１が堆積され（図１Ｂ）、該層は例えば約１μｍ程度の厚さを有し、より一般的には１０ｎｍから５μｍの間の厚さを有する。用いられ得る堆積技術は、ＰＶＤ（物理気相堆積法）である。

【0040】

この層３１は、先に得られた層の部分４，４’（中間層またはトポロジー層とも称される）および基板２の表面２’の露出された部分の上、または表面２’上の層４，４’によって画定された低い位置および層４，４（または図５Ａから６Ｄにおけるトポロジー４ａ，４’ａ，４ｂ）’の高い位置または上昇した部分の両方の上に均一に堆積される。

【0041】

次に（図１Ｃ）、その縁部２０，２２，２４が中間層４，４’の縁部１０，１２，１４と並んだハードマスク４０，４０’を層３１上に形成する段階が実施される。ここでも、前記マスクの１つまたは複数の部分が、例えば図示されていないデバイスの電極を形成することができる。

【0042】

言い換えると、層４，４’の縁部１０，１２，１４の各々と共に、これらの縁部２０，２２，２４は、それぞれ基板２の表面２’と実質的に垂直な平面を画定する。実際には、この平面は表面２’と厳密に垂直でなくてもよく、例えば０°から１５°の角度だけわずかに垂直方向から傾斜していてもよい。このマスク層４０，４０’は例えば１０ｎｍから１０μｍの間の厚さを有し得る。前記層は、例えばモリブデン（Ｍｏ）または窒化ケイ素（ＳｉＮまたはＳｉ_３Ｎ_４）からなり得る。

【0043】

縁部１０，１２，１４の各々と縁部２０，２２，２４との配列はそれぞれ、１μｍ程度または１μｍ以下の精度、例えば１Ｘステッパで±１μｍ、遠紫外線リソグラフィーでは±１５０ｎｍ、電子ビームリソグラフィーでは±５０ｎｍの精度で得ることかできる。

【0044】

この整列によって、層３１中に作製される、側面３０，３２，３４の上端部３０_１，３２_１，３４_１および下端部３０_２，３２_２，３４_２を画定することが可能となる。

【0045】

マスク４０，４０’の縁部は、エッチングされた側面の上端部３０_１，３２_１，３４_１を画定する（すわなち、前記上端部はマスクの縁部の位置に位置する）。

【0046】

同様に、層４，４’の縁部は、エッチングされた側面の下端部３０_２，３２_２，３４_２を画定する（すなわち、前記下端部は前記層の縁部の位置に位置する）。

【0047】

この実施例では、図１Ｃに見られるように、この場合直角の側面２６であるマスク４０の側面の一方が、中間層４の直角の側面１６と整列していない。

【0048】

次に、図１Ｄに示されるように、エッチング段階が実施される。この段階によって、ＡｌＮ材料の層３１のマスク４０，４０’によって保護されていない領域がエッチングされる。このエッチングは、基板２の表面２’まで継続されるため、エッチングが完了した後には表面２’が露出される。

【0049】

上端部３０_１，３２_１，３４_１と下端部３０_２，３２_２，３４_２との間の各側面の斜面は、対応する上端部および下端部の対３０_１，３２_１，３４_１および３０_２，３２_２，３４_２によって画定される。

【0050】

マスク４０，４０’の縁部の中間層４，４’の縁部との整列条件によって、層３１の側面３０，３２，３４が得られ、これらは中間層４，４’およびマスク層４０，４０’の対応する側面に整列される。

【0051】

すなわち、ＡｌＮ層３１の前記側面３０，３２，３４は、基板２の表面２’と垂直であるかまたは、数°未満、例えば±１５°未満の角度だけ前記垂線に対して角度をなす。

【0052】

図面に示された実施例では、エッチングによって、ハードマスク部分４０，４０’の下部に位置する、ＡｌＮの２つの部分３１ａおよび３１ｂの間にホール６０が形成される。

【0053】

上述のように、このホールの壁部が側面３２，３４であり、層２の表面２’に垂直である。この技術を使用すると、径φが約１０μｍ、より一般的には１００ｎｍから１００μｍであるホールを得ることが可能であり、かつ／または層３１を貫通して、層の厚さＨに対する径φの比が約１／２以下（φ／Ｈ≦０．５）であるホールを得ることが可能である。

【0054】

先に説明したように、マスク層４０の直角の側面２６は、成長層４の直角の側面１６とは整列していない。

【0055】

従って、これにより基板２の表面２’と垂直でないが、前記表面２’と角度αをなす層３１ｂの側面３６が得られる。

【0056】

次に、図２Ａおよび２Ｂを参照して別の実施形態を説明する。

【0057】

これらの図面において、後に中間層４（または、ここでもトポロジー層）中にトポロジーを形成するために、先に説明したものと同一の基板２上に厚さｅの層３が形成される。

【0058】

この層３は、例えば電極を画定するために使用される層とすることができる。例えば、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ、モリブデン（Ｍｏ）または白金（Ｐｔ）からなり得る。厚さｅは、例えば１０ｎｍから１μｍの間、または１００ｎｍから３００ｎｍの間である。

【0059】

第１実施形態のように、構造化中間層７’を事前に作製してもよい。この中間層は層３を構造化し、層３自体が層３１を構造化する。

【0060】

次に、層４が堆積される。該層４の性質および厚さは第１実施形態において説明したものとすることができる。従って、この堆積後、層４が得られ、その一部分は基板２の表面２’上に直接接し、その他の部分は層３の表面３’上に接する。層３の縁部１３ａ，１３ｂは、堆積された層４において表面２’の垂直方向に対してわずかに傾斜し得る側面１０ａ、１０ｂをもたらす。この態様は図３に詳細に示されており、側面１０ａと水平面（ここでは層３の表面３’を参照）とは角度βをなし、該角度は８０°程度またはそれ以上であり得る。

【0061】

ここでも再び、層４に段差が形成され、該段差は層３の厚さｅと実質的に等しい高さを有する。この段差の縁部は基板２の表面２’に対して厳密に垂直である必要はない。段差は、層４の下部にパターン３が存在しない領域における層４の上部表面によって画定される低い位置と、同一の層４の高い位置または上昇した部分との両方によって画定される。

【0062】

次に、ＰＶＤ法を使用して、前記層４の上昇していない部分の表面上、およびパターン３の存在によって上昇した部分における前記層４の表面上に、例えばＡｌＮの層３１が堆積される。

【0063】

次いで、マスク層４０が形成され、先に定義したように、また説明した方法で、その側面２０，２２は層３の側面１３ａ，１３ｂおよび層４の側面１０ａ，１０ｂと整列される。この整列により、層３１中に作製される、側面３０，３２の上端部３０_１，３２_１および下端部３０_２，３２_２を画定することが可能となる。

【0064】

マスク４０の縁部は、エッチングによって画定される側面の上端部３０_１，３２_１を画定する（すなわち、前記上端部はマスクの縁部の位置に位置する）。

【0065】

同様に、層４の上昇した部分の縁部は、エッチングされる側面の下端部３０_２，３２_２を画定する（すなわち、前記下端部は前記層の上昇した部分の縁部の位置に位置する）。

【0066】

このマスク層は、１つまたは複数の電極を形成することができる。

【0067】

次に（図２Ｂ）、層３１がエッチングされ、前記層３１の側面３０，３２が形成される。これらの側面は、先に説明した整列に起因して、層３の表面３’または層４の表面４’と垂直である。

【0068】

上端部３０_１，３２_１と下端部３０_２，３２_２との間に延在する各側面の斜面は、対応する上端部および下端部の対３０_１，３２_１および３０_２，３２_２によって画定される。

【0069】

この第２実施形態では、層４，３１，４０の厚さ及び材料は、第１実施形態において説明された厚さおよび材料と同一または類似のものとすることができる。層３については、例えば酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、モリブデン（Ｍｏ）、または白金（Ｐｔ）からなり得、中間層４と同様に１０ｎｍから１μｍの間の厚さを有し得る。

【0070】

この第２実施形態によると、層４は必ずしもエッチングされる必要はないが、中間層４が堆積されたときに側面１０ａ，１０ｂをもたらす側面を有する下部層３を事前に形成することによって、前記中間層４の表面にトポロジー、段差または隆起した表面が形成される。

【0071】

次に、マスク４０の下部に位置しない領域における層３１がエッチングされる。層３１はその厚さ全体にわたってエッチングされ、中間層４の表面４’が露出される。

【0072】

その結果、ＡｌＮからなる部分３１ａが得られ、その側面３０，３２は、中間層４の上表面４’によって画定される水平表面に垂直である。

【0073】

すなわち、層３を使用して中間層４にトポロジーまたは隆起した表面を形成することが可能であり、その縁部１０ａ，１０ｂによってマスク層４０の縁部を整列し、エッチングの後に層３１の垂直側面が得られる領域を画定ことが可能となる。

【0074】

この第２実施形態でも、図１Ｄのホール６０のように、垂直な側面および先に説明した形状的特徴を有する１つまたは複数のホールを形成することができる。これを達成するために、例えば中間層４のトポロジーの形状およびマスク４０の形状は図１Ｃのように構成することができる。そのために、基板２および層３上に堆積した後に中間層４をエッチングして、次いでＡｌＮ層３１を堆積した後に、マスク４０を作製することができる。該マスク４０も中間層４のエッチングされた領域と整列されたエッチングされた領域を有する。ここでも、図１Ｄの側面３６のように、１つまたは複数の傾斜した側面をさらに形成することが可能である。

【0075】

図４に示すように、２つの実施形態を組み合わせることが可能である。従って、層３などの層から得られたトポロジー上にＡｌＮ層の第１部分３１ａを形成すること、および基板２の表面２’上に直接堆積された中間層４の部分をエッチングすることによって得られたトポロジーを使用してＡｌＮ層の第２部分３１ｂを形成することが可能である。例えば、この中間層４を事前にエッチングすることで、この第２部分中にホール６０’を作製することが可能である。各側面の斜面は、上端部３０_１，３２_１，３４_１と下端部３０_２，３２_２，３４_２との間に延在し、対応する上端部および下端部の対３０_１，３２_１，３４_１および３０_２，３２_２，３４_２によって画定される。

【0076】

本発明のさらに別の実施形態について、図５Ａから５Ｄとあわせて説明する。

【0077】

例えばケイ素またはサファイアからなる基板２の表面上にトポロジーが形成されるため、表面は高さに変化を有する。従って、部分４ａ，４’ａは、低い位置を形成している表面２’の残りの部分に対して上昇している。これらの部分は、前記表面２’に実質的に垂直な縁部１０，１２，１４を有する。代替として、例えば図５Ａの部分４’ａのような単一の上昇した部分を有することが可能である。すなわち、上昇した部分は連続的であるかまたは連結され得る。前記部分４ａ，４’ａは、当初は一様に平坦な基板２をエッチングすることによって得ることができるため、基板２と同一の材料から成り得る。

【0078】

次に、例えば図１Ａから１Ｄとあわせて先に説明したものと同一の特徴、特に厚さを有し得るＡｌＮ層３１が堆積される（図５Ｂ）。上記で既に示したものと同一の堆積法を使用することができる。堆積は、表面２’によって画定される低い位置および高い位置またはトポロジー４ａ，４’ａの上昇した部分上の両方に実施される。

【0079】

前記層３１は、基板の上昇した部分４ａ，４’ａ、および低い位置にある基板２の表面２’のその他の部分上に均一に堆積される。

【0080】

次に（図５Ｃ）、層３１上に、ハードマスク４０，４０’を形成する段階が実施され、その縁部２０，２２，２４は領域４ａ，４’ａの縁部１０，１２，１４と整列される。前記マスクの１つまたは複数の部分は、例えば図面に示されていないデバイスの電極を形成することができる。

【0081】

この整列によって、層３１中に作製される、側面３０，３２，３４の上端部３０_１，３２_１，３４_１および下端部３０_２，３２_２，３４_２を画定することが可能となる。

【0082】

マスク４０，４０’の縁部は、エッチングされた側面の上端部３０_１，３２_１，３４_１を画定する（すわなち、前記上端部はマスクの縁部の位置に位置する）。

【0083】

同様に、上昇した部分４ａ，４ａ’の縁部は、エッチングされた側面の下端部３０_２，３２_２，３４_２を画定する（すなわち、前記下端部は前記上昇した部分の縁部の位置に位置する）。

【0084】

すなわち、前記縁部２０，２２，２４は各縁部１０，１２，１４とともに、それぞれ基板２の表面２’と実質的に垂直な平面を画定する。実際には、ここでも、この平面は、表面２’と厳密に垂直でなくてもよく、垂直方向に対してわずかに、例えば０°から１５°の間の角度だけ傾斜していてもよい。このマスク層４０、４０’は、例えば１０ｎｍから１０μｍの間であり得る厚さを有する。例えば、モリブデン（Ｍｏ）または窒化ケイ素（ＳｉＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４）かなることができる。

【0085】

示された側面のうちの１つである、マスク４０の直角の側面２６のみがトポロジー領域４ａの四角形の側面１６と整列されていない。

【0086】

次に、図５Ｄに示すように、エッチング段階が実施される。この段階によって、マスク４０，４０’によって保護されていない領域においてＡｌＮ材料の層３１がエッチングされる。このエッチングは基板２の表面２’まで継続されるため、エッチングが完了した後には前記表面２’が露出される。

【0087】

上端部３０_１，３２_１，３４_１と下端部３０_２，３２_２，３４_２との間に延在する各側面の斜面は、対応する上端部および下端部の対３０_１，３２_１，３４_１および３０_２，３２_２，３４_２によって画定される。

【0088】

マスク４０，４０’の縁部のトポロジー４ａ，４’ａの縁部との整列条件によって、層３１の側面３０，３２，３４が得られ、これらはトポロジー４ａ，４’ａおよびマスク層４０，４０’の対応する側面に整列される。

【0089】

すなわち、ＡｌＮ層３１の前記側面３０，３２，３４は、基板２の表面２’に対して垂直であるかまたは、前記垂直方向に対して数°、例えば±１５°未満の角度だけ傾斜している。

【0090】

図示した実施例では、エッチングによって、ハードマスク部分４０，４０’の下部に位置するＡｌＮの２つの部分３１ａおよび３１ｂの間にホール６０がもたらされる。

【0091】

上記のように、このホールの壁部は層２の表面２’に垂直な側面３２，３４である。この方法を用いて、径φが約１０μｍ、より一般的には１００ｎｍから１００μｍの間であり、かつ／または層３１を貫通し、層の厚さＨに対する径φの比が約１／２以下であるホールを得ることが可能である。

【0092】

既に上記で説明したように、マスク層４０の直角の側面２６は、成長層４の直角の側面１５と整列されていない。

【0093】

従って、層３１ｂの一方の側面３６は、基板２の表面２’と垂直でなく、前記表面２’とともに角度αをなすようになる。

【0094】

本発明のさらに別の実施形態を図６Ａから６Ｄとあわせて説明すると、基板２の表面上にトポロジーが形成され、トポロジーの表面は段差１０を有し、表面２’の他の部分に対して上昇した部分４ｂを画定する。この構成は、当初は一様に平坦な基板をエッチングすることによってもたらされ得る。

【0095】

次いで、上記で説明したように、ＡｌＮ層３１が堆積され（図６Ｂ）、マスク層４０の縁部２０は縁部１０と整列するようにマスク層４０が形成され（図６Ｃ）、エッチングが実施される（図６Ｄ）。

【0096】

マスク４０（電極となり得る）の縁部２０とトポロジー４’ｂの整列条件によって、層３１の側面３０が得られ、これは中間層４’ｂおよびマスク層４０の対応する側面と整列される。

【0097】

すなわち、ＡｌＮ層３１の前記側面３０は、基板２の表面２’に対して垂直であるかまたは、前記垂直方向に対して数°、例えば±１５°未満の角度だけ傾斜している。

【0098】

各側面の斜面は上端部３０_１と下端部３０_２との間に延在し、対応する上端部および下端部３０_１および３０_２の対によって画定される。前記端部自体は、段差の上部領域の縁部およびマスク層４０の縁部によって画定される。

【0099】

図５Ａから５Ｄおよび６Ａから６Ｄの２つの実施形態では、
部分４ａ，４’ａ、４ｂの上部表面は、表面２’に対して上昇し、２００ｎｍ程度、より一般的には１０ｎｍから１μｍの間、または１００ｎｍから３００ｎｍの間の高さまたは厚さを有することができ、
参照符号７は、先の実施例と同一の機能を有する構造化層または成長層７を指定し、
マスク層４０，４０’の性質および／または厚さは、先の実施例のものとすることができ、
堆積、エッチング、および整列方法は先の実施例と同一とすることができる。

【0100】

本発明による方法またはデバイスでは、ＡｌＮ層の直角の側面３０，３２，３４が、基板２の表面上に形成されたトポロジー４ａ，４’ａ，４ｂまたは成長中間層４，４’の縁部によって画定される。

【0101】

トポロジーまたは上昇した表面は、前記と同一の層をエッチングする（図１Ａ〜１Ｄの場合）、以前から存在するトポロジー上に前記層を成長させる（図２Ａ〜２Ｂの場合）、または基板２をエッチングする（図５Ａ〜６Ｄの場合）ことによって得ることができる。

【0102】

ＡｌＮ層の側面３０，３２，３４の実際の角度は、中間層４，４’の側面およびマスク４０，４０’の縁部の整列精度によって得られる。各側面３０，３２，３４の傾斜は、ハードマスク４０，４０’の縁部および成長中間層４，４’またはトポロジー４ａ，４’ａ，４ｂの縁部によって画定される。

【0103】

これらの実施形態はさらに、単一のデバイスにおいて、直角の側面３０，３２，３４を有する部分、および側面３６のような１つまたは複数の傾斜した側面を有する１つまたは複数の部分を得ることが可能であることを示す。

【0104】

上記の実施例すべてにおいて、
層３１に用いるエッチングは、好ましくは例えば熱リン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）（実質的に１００℃から１４０℃の間の温度）を用いた湿式エッチングであり、かつ／または
当初の基板２は、例えば多層型の不均質な基板、または均一または中実（または「中空」）型の基板とすることができる。

【0105】

マスク部分４０，４０’の全てまたは一部分を、ＡｌＮ層のエッチングの後に除去することができる。

【0106】

いずれの実施形態を選択しても、上述の方法によって、過度にエッチングすることなくＡｌＮ層中に直角の側面を得ることが可能である。

【0107】

前記方法によってさらに、微細な「隙間」の横方向の寸法が小さなエッチングが可能となり、かつ／または小さな径を有する１つまたは複数の真っ直ぐなホール、すなわちビアホールを形成することが可能となる。

【符号の説明】

【0108】

１０，１２，１４，１６ 段差型パターン
２ 基板
２’ 表面
３ 層
３１ ＡｌＮ層
４，４’，４ａ，４’ａ，４ｂ トポロジー
４０，４０’ マスク層
６，６０ ホール

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】