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Die vorliegende Erfindung betrifft
im allgemeinen Halbleitereinrichtungen und Herstellungsverfahren
derselben und speziell eine Halbleitereinrichtung mit einer leitenden
Schicht und ein Herstellungsverfahren derselben.
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Es ist ein Fehlerreparaturverfahren
zum Verhindern, daß die
Ausbeute der Halbleitereinrichtungen aufgrund von in dem Herstellungsprozeß bedingten
Fehlern reduziert wird, bekannt, entsprechend dem eine durch einen
Fehler betroffene Schaltung, die durch eine Prüfung gefunden wurde, zu einer
vorher vorgesehenen redundanten Schaltung umgeschaltet wird. Entsprechend
dem Reparaturverfahren wird während
dem Umschalten von der mit dem Fehler betroffenen Schaltung zu der
redundanten Schaltung eine Verbindung zum Umschalten (Sicherung) zu
der redundanten Schaltung durch eine Laserstrahlbestrahlung geschmolzen
(Laserschmelzen) 16 ist
eine Querschnittsansicht, die einen Sicherungsabschnitt und seine
Nachbarschaft in einer Halbleitereinrichtung, die eine Sicherungsschicht zum
Erreichen einem der Anmelderin bekannten Laserschmelzen aufweist,
zeigt. Wie in 16 gezeigt ist,
weist die der Anmelderin bekannte Halbleitereinrichtung, die die
Schmelzschicht aufweist, ein Halbleitersubstrat 101, eine
erste Verbindungsschicht 102, die die Schmelzschicht sein
soll, einen ersten und einen zweiten Zwischenschichtisolierfilm 103 und 105,
zweite Verbindungsschichten 104a und 104b, dritte
Verbindungsschichten 106a und 106b, einen Passivierungsfilm 107,
einen Pufferbeschichtungsfilm 108 und eine Öffnung 700 auf.
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Die erste Verbindungsschicht 102,
die die Schmelzschicht sein soll, ist auf der Oberfläche des Halbleitersubstrates 101 gebildet.
Der erste Zwischenschichtisolierfilm 103 ist derart gebildet,
daß er die
erste Verbindungsschicht 102 bedeckt. Die zweiten Verbindungsschichten 104a und 104b sind
auf dem ersten Zwischenschichtisolierfilm 103 gebildet. Der
zweite Zwischenschichtisolierfilm 105 ist auf dem ersten
Zwischenschichtisolierfilm 103 und den zweiten Verbindungsschichten 104a und 104b gebildet. Es
sind Durchgangslöcher 500 und 600 in
dem zweiten Zwischenschichtisolierfilm 105 in Bereichen
gebildet, die oberhalb der zweiten Verbindungsschichten 104a und 104b angeordnet
sind. In den Durchgangslöchern 500 und 600 sind
die dritten Verbindungsschichten 106a und 106b in
Kontakt mit den zweiten Verbindungsschichten 104a und 104b gebildet
und sie erstrecken sich entlang des zweiten Zwischenschichtisolierfilmes 105.
Der Passivierungsfilm 107 ist auf den dritten Verbindungsschichten 106a und 106b und
dem zweiten Zwischenschichtisolierfilm 105 gebildet. Der
Pufferbeschichtungsfilm 108 ist auf dem Passivierungsfilm 107 gebildet.
Ein Teil des Pufferbeschichtungsfilmes 108, des Passivierungsfilmes 107,
des zweiten Zwischenschichtisolierfilmes 105 und des ersten
Zwischenschichtiso lierfilmes 103 wird derart entfernt,
daß die Öffnung 700 mit
einer Breite L von ungefähr
10μm gebildet
ist.
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Während
dem Umschalten von der mit dem Fehler betroffenen Schaltung zu der
redundanten Schaltung wird die erste Verbindungsschicht 102,
die die Schmelzschicht sein soll, durch eine externe Laserbestrahlung
geschmolzen. Wenn der erste und der zweite Zwischenschichtisolierfilm 103 und 105 und
die anderen Schichten auf der ersten Verbindungsschicht 102 eine
große
Dicke aufweisen, konnte der abgestrahlte Laserstrahl manchmal die
erste Verbindungsschicht 102 nicht erreichen und nicht schmelzen.
Daher ist die Öffnung 700 derart
gebildet, daß der
zweite Zwischenschichtisolierfilm 105, der auf dem Abschnitt
der ersten Verbindungsschicht 102, die geschmolzen werden
soll, komplett entfernt ist und der erste Zwischenschichtisolierfilm 103 sollte dünner gemacht
werden.
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17 bis 22 sind Querschnittsansichten zum
Illustrieren des Herstellungsprozesses der der Anmelderin bekannten
Halbleitereinrichtung mit einer Schmelzschicht, die in 16 gezeigt ist.
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Mit Bezug zu 17 bis 22 wird
der Herstellungsprozeß der
der Anmelderin bekannten Halbleitereinrichtung mit der Schmelzschicht,
die in 16 gezeigt ist,
beschrieben.
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Mit Bezug zu 17 wird die erste Verbindungsschicht 102,
die die Schmelzschicht sein soll, auf der Oberfläche des Halbleitersubstrates 101 gebildet.
Der erste Zwischenschichtisolierfilm 103 wird derart gebildet,
daß die
erste Verbindungsschicht 102 bedeckt wird. Die zweiten
Verbindungsschichten 104a und 104b werden auf
dem ersten Zwischenschichtisolierfilm 103 gebildet. Der
zweite Zwischenschichtisolierfilm 105 wird auf den zweiten
Verbindungsschichten 104a und 104b und dem ersten
Zwischenschichtisolierfilm 103 gebildet. Ein Resistmuster
(nicht gezeigt) wird auf dem zweiten Zwischenschichtisolierfilm 105 gebildet.
Unter Verwendung des Resistmusters als Maske wird der zweite Zwischenschichtisolierfilm 105 teilweise
weggeätzt
und werden Durchgangslöcher 500 und 600 gebildet,
gefolgt von dem Entfernen des Resists. Die dritten Verbindungsschichten 106a und 106b werden
in den Durchgangslöchern 500 und 600 in
Kontakt mit den zweiten Verbindungsschichten 104a und 104b gebildet
und erstrecken sich entlang der oberen Oberfläche des zweiten Zwischenschichtisolierfilmes 105. Ein
Resistmuster 111 wird auf den dritten Verbindungsschichten 106a und 106b und
dem zweiten Zwischenschichtisolierfilm 105 gebildet.
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Unter Verwendung des Resistmusters 111 als
Maske werden der erste und zweite Zwischenschichtisolierfilm 103 und 105 anisotrop
teilweise weggeätzt
und eine Öffnung 300 wird,
wie in 18 gezeigt ist,
gebildet, gefolgt von dem Entfernen des Resistmusters 111 (siehe 17).
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Dann wird, wie in 19 gezeigt ist, der Passivierungsfilm 107 auf
den zweiten Verbindungsschichten 106a und 106b,
dem zweiten Zwischenschichtisolierfilm 105 und in der Öffnung 300 gebildet.
Es wird ein Resistmuster 112 auf dem Passivierungsfilm 107 gebildet.
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Dann wird unter Verwendung des Resistmusters 112 als
Maske der Passivierungsfilm 107, der in der Öffnung 300 angeordnet
ist, anisotrop weggeätzt.
Danach wird das Resistmuster 112 derart entfernt, daß eine Struktur,
wie in 20 gezeigt ist,
vorgesehen wird.
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Dann wird, wie in 21 gezeigt ist, der Pufferbeschichtungsfilm 108,
der aus einem photosensitiven Polyimid-Kunststoff gebildet ist,
auf dem Passivierungsfilm 107 und in der Öffnung 300 gebildet.
Der Pufferbeschichtungsfilm 108 wird, wie beschrieben werden
wird, wärmebehandelt
und seine Dicke wird reduziert, so wie er sich in seinen Endzustand
durch die Wärmebehandlung ändert. Somit
muß der
Pufferbeschichtungsfilm 108 eine Dicke in dem Bereich von 10μm bis 20μm zum Sicherstellen
einer gewünschten Dicke
nach der Wärmebehandlung
aufweisen.
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Wie in 22 gezeigt
ist, wird ein Teil des Pufferbeschichtungsfilmes 108, der
an der Öffnung 300 angeordnet
ist (siehe 18), Licht
durch ein Maskenmuster ausgesetzt, entwickelt und entfernt. Als
Ergebnis wird die Öffnung 700 gebildet.
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Dann wird der Zustand des Pufferbeschichtungsfilmes 108 durch
die Wärmebehandlung
in seinen Endzustand verändert
und es resultiert eine Struktur, wie in 16 gezeigt ist.
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Die der Anmelderin bekannte Halbleitereinrichtung
mit einer Schmelzschicht wurde in der oben beschriebenen Art hergestellt.
Bei dem Herstellungsprozeß der
der Anmelderin bekannten Halbleitereinrichtung, der in 17 bis 22 gezeigt ist, müssen jedoch der erste und der
zweite Zwischenschichtisolierfilm 103 und 105,
der Passivierungsfilm 107 und der Pufferbeschichtungsfilm 108 alle
derart bemustert werden, daß eine
vorbestimmte Struktur erhalten wird. Dies erhöht die Anzahl der eingeschlossenen Herstellungsschritte,
was in einem Anstieg der Herstellungskosten resultiert.
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Zum Lösen eines solchen Nachteiles
wurde ein der Anmelderin bekannter Herstellungsprozeß, wie in 23 bis 25 gezeigt ist, vorgeschlagen.
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Mit Bezug zu 23 bis 25 wird
dieser der Anmelderin bekannte Herstellungsprozeß einer Halbleitereinrichtung
mit einer Schmelzschicht beschrieben. Bis zu dem Schritt des Bildens
der Öffnung 300 (siehe 18) ist der Prozeß derselbe
wie in dem der Anmelderin bekannte Herstellungsprozeß, der in
Zusammenhang mit 17 und 18 beschrieben wurde. Wie
in 23 gezeigt ist, wird
der Passivierungsfilm 107 auf den dritten Verbindungsschichten 106a und 106b und
dem zweiten Zwischenschichtisolierfilm 105 und in der Öffnung 300 gebildet.
Der Pufferbeschichtungsfilm 108 aus dem photosensitiven
Polyimid-Kunststoff
wird auf dem Passivierungsfilm 107 mit einer Dicke von
ungefähr in
dem Bereich von 10μm
bis 20μm
gebildet.
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Wie in 24 gezeigt
ist, wird der Pufferbeschichtungsfilm 108 Licht durch ein
Maskenmuster ausgesetzt, gefolgt von der Entwicklung, so daß der Pufferbeschichtungsfilm 108,
der in dem Bereich auf der Öffnung 300 gebildet
ist, entfernt wird.
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Dann wird unter Verwendung des Pufferbeschichtungsfilmes 108 als
Maske der Passivierungsfilm 107, der in der Öffnung 300 (siehe 24) angeordnet ist, anisotrop
weggeätzt
und die Öffnung 700, die
in 27 gezeigt ist, wird erhalten.
Hier verwendet der vorgeschlagene Herstellungsprozeß der Halbleitereinrichtung
mit der Schmelzschicht den Pufferbeschichtungsfilm 108 als
Maske bei dem anisotropen Ätzen
zum Entfernen des Passivierungsfilmes 107, der in der Öffnung 300 angeordnet
ist, und daher wird das Bilden/Entfernen eines Maskenmusters für das anisotrope Ätzen nicht
benötigt.
Als Ergebnis kann die Anzahl der Bemusterungen verglichen mit dem
in Verbindung mit 17 bis 22 beschriebenen Herstellungsprozeß reduziert
werden, wodurch der Herstellungsprozeß vereinfacht wird.
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Danach wird der Pufferbeschichtungsfilm 108 wärmebehandelt
und sein Zustand wird in seinen Endzustand verändert und die Struktur, wie
in 16 gezeigt ist, wird
erhalten.
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Bei dem der Anmelderin bekannten
Herstellungsprozeß,
der in Verbindung mit 23 bis 25 beschrieben wurde, wird
der Pufferbeschichtungsfilm 108 als Maske bei dem anisotropen Ätzen zum
Entfernen des Passivierungsfilmes 107, der innerhalb der Öffnung 300 (siehe 24) angeordnet ist, verwendet.
Der Pufferbeschichtungsfilm 108 sollte jedoch derart gebildet
sein, daß er
eine Dicke von ungefähr
in dem Bereich von 10μm
bis 20μm,
wie oben beschrieben, aufweist. Die Öffnung 700 auf der
ersten Verbindungsschicht 102, die die Schmelzschicht sein
soll (siehe 16), weist
eine Breite L von ungefähr
10μm auf,
wie oben beschrieben wurde. Während
der Bearbeitung des Pufferbeschichtungsfilmes 108, wie
in 24 gezeigt ist, in
Verbindung mit einer solch feinen Struktur wie die Öffnung 700 verursacht die
große
Dicke des Pufferbeschichtungsfilmes 108, daß das Aspektverhältnis erhöht wird,
und verursacht eine nicht vollständige
Bildung des Musters, wie in 26 gezeigt
ist, oder die Größe des resultierenden Musters
variiert. Hier ist das Aspektverhältnis das Verhältnis der
Breite und Tiefe einer Öffnung
und für dieselbe
Breite erhöht
sich der Wert so wie sich die Tiefe erhöht. 26 ist eine Querschnittsansicht, die ein
nicht-komplettes Muster des Pufferbeschichtungsfilmes 108,
der in dem in 24 gezeigten
Herstellungsprozeß gebildet
ist, zeigt. Der Nachteil hat die praktische Anwendung des der Anmelderin
bekannten vorgeschlagenen Herstellungsprozesses, wie in 23 bis 25 gezeigt ist, behindert.
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Aus der
US-PS 5,235,205 ist eine Halbleitereinrichtung
mit einer ersten leitenden Schicht, zumindest einer Isolierschicht,
die die erste leitende Schicht bedeckt, einer zweiten leitenden
Schicht, die auf der Isolierschicht gebildet ist, und einer ersten Öffnung,
die auf der ersten leitenden Schicht mit einem dazwischen vorgesehenen
Teil der Isolierschicht angeordnet ist, bei der eine Seitenoberfläche der
ersten Öffnung
eine Seitenoberfläche
der zweiten leitenden Schicht aufweist, zu entnehmen.
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Aus der
DE 196 19 737 A1 ist eine
Halbleitereinrichtung zu entnehmen, bei der eine Öffnung nicht nur
in einer leitenden Schicht, sondern auch in einer darunterliegenden
Isolierschicht gebildet ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine
Halbleitereinrichtung vorzusehen, bei der feine Strukturen leicht
durch einen vereinfachten Herstellungsprozeß gebildet werden können.
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Weiterhin soll ein Herstellungsverfahren
einer Halbleitereinrichtung vorgesehen werden, entsprechend dem
feinen Strukturen in der Halbleitereinrichtung leicht durch einen
vereinfachten Herstellungsprozeß gebildet
werden können.
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Die Aufgabe wird durch die Halbleitereinrichtung
des Anspruches 1 gelöst.
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Entsprechend diesem Aspekt ist die
Seitenoberfläche
der ersten Öffnung
derart gebildet, daß sie die
Seitenoberflächen
der zweiten leitenden Schicht und der Isolierschicht aufweist, und
daher kann die zweite leitende Schicht als Maske während dem Ätzen zum
Bilden der ersten Öffnung
verwendet werden. Somit ist ein bemustertes Resist nur zum Ätzen zum
Bilden der ersten Öffnung
nicht notwendig und die Anzahl der Schritte, die in der Herstellung
enthalten sind, kann als Ergebnis reduziert werden. Die erste Öffnung ist
unter Verwendung der zweiten leitenden Schicht als Maske gebildet
und daher ist ein Schutzfilm, wie z.B. ein dicker Pufferbeschichtungsfilm
oder ähnliches,
der als Maske zum Bilden der ersten Öffnung verwendet wird, nicht
notwendig. Daher kann die feine erste Öffnung leicht gebildet werden.
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Nach Anspruch 2 ist die Seitenoberfläche der zweiten Öffnung derart
gebildet, daß sie
die Seitenoberflächen
des ersten und zweiten Schutzfilmes aufweist, wodurch der zweite
Schutzfilm als Maske während
dem Ätzen
des ersten Schutzfilmes zum Bilden der zweiten Öffnung verwendet werden kann.
Somit ist ein bemustertes Resist, das nur zum Ätzen zum Entfernen eines Teiles
des ersten Schutzfilmes zum Bilden der zweiten Öffnung verwendet wird, nicht
notwendig. Als Ergebnis kann die Anzahl der Schritte, die bei der
Herstellung enthalten sind, reduziert werden.
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Der zweite Schutzfilm wird als Maske
zum Ätzen
des ersten Schutzfilmes verwendet, die zweite leitende Schicht wird
als Maske zum Ätzen
zum Bilden der ersten Öffnung
verwendet und daher können die
erste und zweite Öffnung
nacheinander durch einen einzelnen Ätzprozeß gebildet werden. Als Ergebnis
kann die Anzahl der Schritte reduziert werden. Weiterhin kann, da
die Breite der ersten Öffnung durch
das Muster der zweiten leitenden Schicht bestimmt ist, die Breite
der zweiten Öffnung
größer gemacht
werden als die Breite der ersten Öffnung. Daher kann in einem
Herstellungsprozeß,
der im folgenden beschrieben wird, der Durchmesser der zweiten Öffnung derart
groß genug
gemacht werden, daß das Aspektverhältnis reduziert
wird. Als Ergebnis können während dem
Bilden der ersten und zweiten Öffnung unvollständige Muster
vorteilhaft verhindert werden und feine Strukturen können leicht
gebildet werden.
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In der Halbleitereinrichtung kann
die erste leitende Schicht eine Schmelzschicht sein. Die Breite der
ersten Öffnung,
die in dem Bereich oberhalb der Schmelzschicht angeordnet ist, ist
ungefähr
10μm, was
speziell eine feine Verarbeitung von anderen Strukturen in der Halbleitereinrichtung
benötigt.
Daher müssen
in den Prozeßschritten
Nachteile, wie z.B. das Bilden von nicht vollständigen Mustern berücksichtigt
werden. Dabei ist die Halbleitereinrichtung und ein Herstellungsverfahren
derselben besonders effektiv, da die Anzahl der Schritte, die in
der Herstellung enthalten sind, reduziert werden kann, und feine
Strukturen leicht gebildet werden können.
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Bei der Halbleitereinrichtung kann
die zweite leitende Schicht ein Schutzring sein. Hier ist der Schutzring
ein Leiter, der Verunreinigungsstoffe, wie z.B. Natriumionen, in
dem Bereich, in dem der Schutzfilm nicht dick genug zum Beschützen der Halbleiterelemente
ist, wie z.B. in einer Öffnung,
einfängt
und der verhindert daß Verunreinigungen
in den Halbleiterelementbereich hineinkommen. Da die zweite leitende
Schicht als Schutzring an der ersten und zweiten Öffnung gebildet
ist, kann verhindert werden, daß Verunreinigungen
in den Halbleiterelementbereich hineinkommen. Als Ergebnis können Betriebsfehler
in der Halbleitereinrichtung vorteilhaft verhindert werden.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch
das Herstellungsverfahren einer Halbleitereinrichtung des Anspruches
5.
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Somit wird die zweite leitende Schicht
als Maske während
dem Ätzen
zum Bilden der ersten Öffnung
verwendet. Daher wird ein bemustertes Resist speziell zum Bilden
der ersten Öffnung
nicht benötigt.
Die Anzahl der Schritte, die in der Herstellung enthalten sind,
kann als Ergebnis reduziert werden. Zusätzlich muß, da die erste Öffnung unter
Verwendung der zweiten leitenden Schicht als Maske gebildet wird,
ein Schutzfilm, wie z.B. ein dicker Pufferbeschichtungsfilm, nicht
als Maske zum Bilden der ersten Öffnung
verwendet werden. Daher kann eine feine erste Öffnung leicht gebildet werden.
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Nach Anspruch 6 wird der zweite Schutzfilm als
Maske während
dem Ätzen
des ersten Schutzfilmes verwendet. Daher ist ein bemusterter Resist,
der speziell zum Wegätzen
eines Teiles des ersten Schutzfilmes verwendet wird, nicht notwendig.
Als Ergebnis kann die Anzahl der Herstellungsschritte reduziert
werden. Der zweite Schutzfilm wird als Maske zum Ätzen des
ersten Schutzfilmes verwendet, die zweite leitende Schicht wird
als Maske zum Ätzen derart
verwendet, daß die
erste Öffnung
gebildet wird, und daher können
die erste und zweite Öffnung durch
einen einzelnen Ätzschritt
nacheinander gebildet werden. Als Ergebnis kann die Anzahl der Herstellungsschritte
weiter reduziert werden.
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Da die Breite der ersten Öffnung durch
das Muster der zweiten leitenden Schicht bestimmt ist, kann die
Breite der zweiten Öffnung
größer gemacht werden
als die Breite der ersten Öffnung.
Die Breite der zweiten Öffnung
kann derart groß genug
gemacht werden, daß das
Aspektverhältnis
ausreichend reduziert wird. Als Ergebnis kann in den Schritten des
Bildens der ersten und zweiten Öffnung
das Bilden von nicht vollständigen
Mustern vorteilhaft verhindert werden und feine Strukturen können leicht gebildet
werden.
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Nach Anspruch 7 werden das Bilden
der zweiten Öffnung
und das Entfernen des ersten Schutzfilmes, der in der ersten Öffnung angeordnet ist,
durch einen einzelnen Ätzschritt
nacheinander durchgeführt
werden und daher kann die Anzahl der Herstellungsschritte reduziert
werden. Zusätzlich wird
die zweite leitende Schicht als Maske zum Ätzen derart verwendet, daß der erste
Schutzfilm, der in der ersten Öffnung
angeordnet ist, entfernt wird, wodurch die Breite der zweiten Öffnung nicht
durch den Schritt des Entfernens des ersten Schutzfilmes in der
ersten Öffnung
beeinflußt
wird. Die Breite der zweiten Öffnung
kann daher größer gemacht
werden als die Breite der ersten Öffnung. Somit kann die Breite
der zweiten Öffnung
derart groß genug gemacht
werden, daß das
Aspektverhältnis
ausreichend reduziert wird. Als Ergebnis kann in dem Schritt des
Entfernens des ersten Schutzfilmes, der in der ersten Öffnung angeordnet
ist, der Nachteil, wie z.B. eine nicht vollständige Entfernung des ersten
Schutzfilmes, verhindert werden und feine Strukturen können leicht
gebildet werden.
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Bei dem Herstellungsverfahren kann
die erste leitende Schicht eine Schmelzschicht sein. Die Breite
der ersten Öffnung,
die in einem Bereich auf der Schmelzschicht angeordnet ist, ist
normalerweise ungefähr
10μm, was
speziell eine feine Verarbeitung unter anderen Strukturen in der
Halbleitereinrichtung benötigt.
Daher müssen
in den Prozeßschritten
das Bilden von nicht-vollständigen
Mustern oder das Ätzen
von Resten berücksichtigt
werden. Dabei ist das Herstellungsverfahren besonders effektiv,
da das Herstellungsverfahren vereinfacht werden kann und feine Strukturen
leicht gebildet werden können.
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Bei dem Herstellungsverfahren kann
die zweite leitende Schicht ein Schutzring sein. Da die zweite leitende
Schicht als ein Schutzring gebildet ist, kann verhindert werden,
daß Verunreinigungen
in den Halbleiterelementbereich an der ersten und zweiten Öffnung eindringen.
Als Ergebnis können Betriebsfehler
in der Halbleitereinrichtung vorteilhaft verhindert werden.
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Es folgt die Beschreibung von Ausführungsformen
anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
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1 eine
Querschnittsansicht, die eine Halbleitereinrichtung mit einer Schmelzschicht
entsprechend einer ersten Ausführungsform
zeigt;
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2 bis 7 Querschnittsansichten,
die den ersten bis sechsten Schritt in dem Herstellungsverfahren
der Halbleitereinrichtung mit der Schmelzschicht entsprechend der
ersten Ausführungsform zeigen;
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8 und 9 Querschnittsansichten zur
Darstellung des ersten und zweiten Schrittes in einer Variation
des Herstellungsprozesses der Halbleitereinrichtung mit der Schmelzschicht
entsprechend der ersten Ausführungsform,
die in 1 gezeigt ist;
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10 eine
Querschnittsansicht, die eine Variation der Halbleitereinrichtung
mit der Schmelzschicht entsprechend der ersten Ausführungsform, die
in 1 gezeigt ist, zeigt;
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1 1
eine Querschnittsansicht, die eine Halbleitereinrichtung mit einer
Schmelzschicht entsprechend einer zweiten Ausführungsform zeigt;
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12 bis 15 Querschnittsansichten
zum Darstellen des ersten bis vierten Schrittes, in dem Herstellungsprozeß der Halbleitereinrichtung
mit der Schmelzschicht entsprechend der zweiten Ausführungsform,
die in 11 gezeigt ist;
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16 eine
Querschnittsansicht, die eine der Anmelderin bekannte Halbleitereinrichtung
mit einer Schmelzschicht zeigt;
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17 bis 22 Querschnittsansichten
zum Darstellen des ersten bis sechsten Schrittes in dem Herstellungsprozeß der der
Anmelderin bekannten Halbleitereinrichtung mit der Schmelzschicht,
die in 16 gezeigt ist;
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23 bis 25 Querschnittsansichten
zum Darstellen des ersten bis dritten Schrittes in einem anderen
Herstellungsprozeß der
der Anmelderin bekannten Halbleitereinrichtung mit der Schmelzschicht und
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26 eine
Querschnittsansicht, die ein nicht-vollständiges Muster eines Pufferbeschichtungsfilmes,
der in dem in 24 gezeigten
Herstellungsprozeß gebildet
wird, zeigt.
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1. Ausführungsform
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Mit Bezug zu 1 weist eine Halbleitereinrichtung mit
einer Schmelzschicht entsprechend einer ersten Ausführungsform
ein Halbleitersubstrat 1, eine erste Verbindungsschicht 2,
die eine Schmelzschicht sein soll, einen ersten und einen zweiten
Zwischenschichtisolierfilm 3 und 5, zweite Verbindungsschichten 4a und 4b,
dritte Verbindungsschichten 6a und 6b, einen Passivierungsfilm 7,
einen Pufferbeschichtungsfilm 8 und eine dritte Öffnung 800,
die aus einer ersten und einer zweiten Öffnung 100 und 200 gebildet
ist, auf.
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Die erste Verbindungsschicht 2 ist
auf dem Halbleitersubstrat 1 gebildet. Der erste Zwischenschichtisolierfilm 3 ist
auf der ersten Verbindungsschicht 2 gebildet. Die zweiten
Verbindungsschichten 4a und 4b sind auf dem ersten
Zwischenschichtisolierfilm 3 gebildet. Der zweite Zwischenschichtisolierfilm 5 ist
auf dem ersten Zwischenschichtisolierfilm 3 und den zweiten
Verbindungsschichten 4a und 4b gebildet. In dem
Bereich des zweiten Zwischenschichtisolierfilmes, der auf den zweiten
Verbindungsschichten 4a und 4b angeordnet ist,
sind Durchgangslöcher 500 und 600 gebildet.
Die dritten Verbindungsschichten 6a und 6b sind
auf dem zweiten Zwischenschichtisolierfilm 5 und in den
Durchgangslöchern 500 und 600 in
Kontakt mit den zweiten Verbindungsschichten 4a und 4b gebildet.
Der Passivierungsfilm 7 ist auf den dritten Verbindungsschichten 6a und 6b und
dem zweiten Zwischenschichtisolierfilm 5 gebildet. Der
Pufferbeschichtungsfilm 8 ist auf dem Passivierungsfilm 7 gebildet.
Die erste Öffnung 100 ist
in einem vorbestimmten Bereich auf der ersten Verbindungsschicht 2 gebildet.
Die zweite Öffnung 200 ist
oberhalb der zweiten Öffnung 100 gebildet.
Die erste und zweite Öffnung 100 und 200 definierten
die dritte Öffnung 800,
die sich von der Oberfläche
des Pufferbeschichtungsfilmes 8 bis zu dem ersten Zwischenschichtisolierfilm 3 nach
unten erstreckt. Eine Seitenoberfläche der ersten Öffnung 100 weist
Seitenoberflächen
der dritten Verbindungsschichten 6a und 6b, des
ersten Zwischenschichtisolierfilmes 3 und des zweiten Zwischenschichtisolierfilmes 5 auf.
Eine Seitenoberfläche
der zweiten Öffnung 200 weist
Seitenoberflächen
des Passivierungsfilmes 7 und des Pufferbeschichtungsfilmes 8 auf.
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Somit ist die Seitenoberfläche der
ersten Öffnung 100 derart
gebildet, daß sie
die Seitenoberflächen
der dritten Verbindungsschichten 6a und 6b und der
ersten und zweiten Zwischenschichtisolierfilme 3 und 5 aufweist,
wobei die dritten Verbindungsschichten 6a und 6b als
Masken während
dem Ätzen
zum Bilden der ersten Öffnung 100 verwendet
werden können,
wie im folgenden beschrieben wird. Somit wird ein bemusterter Resist,
der nur zum Ätzen
derart verwendet wird, daß die
erste Öffnung 100 gebildet wird,
nicht notwendig, was die Anzahl der in der Herstellung enthaltenen
Schritte reduziert. Die Seitenoberfläche der zweiten Öffnung 200 weist
die Seitenoberflächen
des Passivierungsfilmes 7 und des Pufferbeschichtungsfilmes 8 auf
und daher kann der Pufferbeschichtungsfilm 8 als Maske
während
dem Ätzen des
Passivierungsfilmes 7 zum Bilden der zweiten Öffnung 200 in dem
Herstellungsprozeß,
der im folgenden beschrieben wird, verwendet werden. Daher ist der
bemusterte Resist, der nur zum Wegätzen eines Teiles des Passivierungsfilmes 7 und
zum Bilden der zweiten Öffnung 200 verwendet
wird, nicht notwendig, was die Anzahl der in der Herstellung enthaltenen
Schritte reduziert. Der Pufferbeschichtungsfilm 8 wird
als Maske zum Ätzen
des Passivierungsfilmes 7 verwendet, die dritten Verbindungsschichten 6a und 6b werden
als Masken zum Ätzen
zum Bilden der ersten Öffnung 100 verwendet,
und daher können
die erste und zweite Öffnung 100 und 200 nacheinander
durch einen einzelnen Ätzprozeß gebildet werden,
was weiter die Anzahl der Schritte, die in der Herstellung enthalten
sind, reduziert.
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Da weiterhin die Breite L der ersten Öffnung 100 durch
das Muster der dritten Verbindungsschichten 6a und 6b bestimmt
ist, kann die Breite der zweiten Öffnung 200 größer gemacht
werden als die Breite der Öffnung 100.
Als Ergebnis kann in dem Herstellungsprozeß, der im folgenden beschrieben
wird, die Breite der zweiten Öffnung 200 derart
groß genug gemacht
werden, daß das
Aspektverhältnis
ausreichend reduziert wird. Als Ergebnis kann in den Schritten des
Bildens der ersten und zweiten Öffnung 100 und 200 eine
nicht-komplette Bildung der Muster vorteilhaft verhindert werden
und feine Strukturen können
leicht gebildet werden. Es wird angemerkt, daß, wie in 10 gezeigt ist, derselbe Effekt erzielt
werden kann, wenn die Seitenoberfläche der ersten Öffnung 100 derart
gebildet ist, daß sie
die Seitenoberflächen
der dritten Verbindungsschichten 6a und 6b und
eine Seitenoberfläche
des zweiten Zwischenschichtisolierfilmes 5 aufweist. Hier
ist 10 eine Querschnittsansicht,
die eine Variation der Halbleitereinrichtung mit der Schmelzschicht
entsprechend der ersten Ausführungsform
zeigt und die eine im wesentlichen identische Struktur zu der ersten
Ausführungsform,
wie in 1, aufweist,
außer
für die
erste Öffnung 100.
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Mit Bezug zu 2 bis 7 wird
ein Herstellungsprozeß der
Halbleitereinrichtung mit der Schmelzschicht entsprechend der ersten
Ausführungsform
beschrieben.
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Wie in 2 gezeigt
ist, wird die erste Verbindungsschicht 2, die eine Schmelzschicht
sein soll, auf dem Halbleitersubstrat 1 gebildet. Der erste
Zwischenschichtisolierfilm 3 wird auf der ersten Verbindungsschicht 2 gebildet.
Die zweiten Verbindungsschichten 4a und 4b werden
auf dem ersten Zwischenschichtisolierfilm 3 gebildet. Der
zweite Zwischenschichtisolierfilm 5 wird auf den zweiten
Verbindungsschichten 4a und 4b und dem ersten
Zwischenschichtisolierfilm 3 gebildet. In Bereichen des zweiten
Zwischenschichtisolierfilmes 5, die auf den zweiten Verbindungsschichten 4a und 4b angeordnet sind,
werden Durchgangslöcher 500 und 600 gebildet.
In den Durchgangslöchern 500 und 600 wird
eine Metallschicht 10 in Kontakt mit den zweiten Verbindungsschichten 4a und 4b gebildet.
Das Material der Metallschicht 10 kann Aluminium, eine
Aluminiumverbindung, Wolfram oder ähnliches sein.
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Wie in 3 gezeigt
ist, wird ein bemusterter Resist 9 auf der Metallschicht 10 gebildet.
Zu der Zeit wird der bemusterte Resist 9 in einem Schritt,
der später
beschrieben wird, derart gebildet, daß die dritten Verbindungsschichten 6a und 6b (siehe 1) als Masken während dem
anisotropen Ätzen
zum Bilden der ersten Öffnung 100 (siehe 1) verwendet werden können.
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Dann wird unter Verwendung des bemusterten
Resists 9 als Maske die Metallschicht 10 anisotrop
teilweise weggeätzt
und es werden dritte Verbindungsschichten 6a und 6b (siehe 1) gebildet, gefolgt von
dem Entfernen des bemusterten Resists 9. Somit resultiert
die Struktur, die in 4 gezeigt
ist.
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Wie in 5 gezeigt
ist, wird ein Passivierungsfilm 7, der aus einem Siliziumoxidfilm
gebildet ist, auf den dritten Verbindungsschichten 6a und 6b und
dem Zwischenschichtisolierfilm 5 gebildet. Der Passivierungsfilm 7 kann
ein Siliziumnitridfilm sein. Der Pufferbeschichtungsfilm 8 aus
einem photosensitiven Polyimid-Kunststoff, der eine Dicke von ungefähr in dem
Bereich von 10μm
bis 20μm
aufweist, wird auf dem Passivierungsfilm 7 gebildet. Der
Pufferbeschichtungsfilm 8 kann aus einem anderen photosensitiven
Kunststoff oder einem siliziumbasierenden Kunststoff gebildet sein.
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Wie in 6 gezeigt
ist, wird der Pufferbeschichtungsfilm 8 Licht durch ein
Maskenmuster ausgesetzt und derart entwickelt, daß der Pufferbeschichtungsfilm 8,
der in dem Bereich auf der ersten Öffnung 100 (siehe 1) angeordnet ist, entfernt wird.
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Nun wird unter Verwendung des Pufferbeschichtungsfilmes 8 als
Maske für
den Passivierungsfilm 7 und der dritten Verbindungsschichten 6a und 6b als
Masken für
den ersten und zweiten Zwischenschichtisolierfilm 3 und 5 ein
anisotropes Ätzen durchgeführt. Somit
wird die dritte Öffnung 800,
die durch die erste und zweite Öffnung 100 und 200 definiert
ist, wie in 7 gezeigt
ist, durch einen einzelnen anisotropen Ätzprozeß gebildet. Ein Gas, das in dem
anisotropen Ätzen
verwendet wird, kann CHF3, CF4,
Ar, O2 oder ähnliches sein. Hier ist, da
die dritten Verbindungsschichten 6a und 6b als
Masken zum Bilden der ersten Öffnung 100 verwendet
werden, ein bemustertes Resist, das speziell für die erste Öffnung 100 verwendet
wird, nicht notwendig. Weiterhin wird der Pufferbeschichtungsfilm 8 als
Maske zum teilweisen Entfernen des Passivierungsfilmes 7 zum Bilden der
zweiten Öffnung 200 verwendet,
wodurch ein bemusterter Resist speziell für diesen Zweck nicht notwendig
ist. Der Pufferbeschichtungsfilm 8 und die dritten Verbindungsschichten 6a und 6b werden
als Maske verwendet und die erste und zweite Öffnung 100 und 200 können durch
einen einzelnen anisotropen Ätzprozeß gebildet
werden. Als Ergebnis kann die Anzahl der Schritte, die bei der Herstellung
enthalten sind, reduziert werden. Zusätzlich kann, da die dritten
Verbindungsschichten 6a und 6b als Maske zum Bilden
der ersten Öffnung 100 verwendet
werden, die Breite der zweiten Öffnung 200 unabhängig von
der Breite L der ersten Öffnung 100 groß gemacht
werden. Als Ergebnis kann das Aspektverhältnis der dritten Öffnung 800 reduziert
werden.
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Dann wird der Pufferbeschichtungsfilm 8 wärmebehandelt
und sein Zustand ändert
sich in seinen Endzustand und die Struktur, die in 1 gezeigt ist, resultiert. Hier können während der
Wärmebehandlungen
Verunreinigungen, wie z.B. Fluor, die in den Pufferbeschichtungsfilm 8 während dem
obigen anisotropen Ätzprozeß gekommen
sind, aus dem Pufferbeschichtungsfilm 8 herausgelassen
werden. Die Verschlechterung der Betriebseigenschaften der Halbleitereinrichtung
aufgrund solcher Verunreinigungen kann vorteilhaft verhindert werden.
Somit wird die Halbleitereinrichtung mit der Schmelz- bzw. Sicherungsschicht
entsprechend der ersten Ausführungsform
hergestellt.
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Es wird angemerkt, daß wenn die
zweiten Verbindungsschichten 4a und 4b und die
dritten Verbindungsschichten 6a und 6b als Schutzringe
aus Aluminium beispielsweise gebildet sind, verhindert werden kann,
daß Verunreinigungen,
wie z.B. Natriumionen und Kaliumionen in die Einrichtung kommen können. Das
Material der Schutzringe kann eine Aluminiumverbindung, Wolfram
oder ähnliches
sein.
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Eine andere Variation des Herstellungsprozesses
der Halbleitereinrichtung mit der Schmelzschicht entsprechend der
ersten Ausführungsform
ist in 8 und 9 angegeben. Es wird nun
mit Bezug zu 8 und 9 die Variation des Herstellungsprozesses beschrieben.
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Bis zu dem Schritt des Bildens des
Pufferbeschichtungsfilmes (siehe 5)
ist es im wesentlichen identisch zu dem Herstellungsprozeß entsprechend
der ersten Ausführungsform,
die in 2 bis 5 gezeigt ist. Danach wird
der Pufferbeschichtungsfilm 8 derart wärmebehandelt, daß sich sein
Zustand in seinen Endzustand ändert,
und die Struktur, wie in 8 gezeigt
ist, resultiert. Somit wird vor dem Bilden der dritten Öffnung 800 (siehe 1) der Pufferbeschichtungsfilm 8 derart
wärmebehandelt,
daß sich
sein Zustand in seinen Endzustand ändert, wodurch sich die mechanische
Stärke
des Pufferbeschichtungsfilmes 8 und seine Haftfähigkeit
an dem Passivierungsfilm 7 verbessert und daher die Eigenschaft
des Filmes als Maske verbessert wird.
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Dann wird nach dem Bilden des bemusterten Resists
(nicht gezeigt) auf dem Pufferbeschichtungsfilm 8 ein anisotropes Ätzen unter
Verwendung des bemusterten Resists als Maske durchgeführt, der Pufferbeschichtungsfilm 8,
der in einem Bereich auf der Öffnung 100 (siehe 1) angeordnet ist, wird entfernt
und die Struktur, wie in 9 gezeigt
ist, resultiert.
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Danach wird ein anisotropes Ätzen unter Verwendung
des Pufferbeschichtungsfilmes 8 als Maske für den Passivierungsfilm 7 und
der dritten Verbindungsschichten 6a und 6b als
Maske für
den ersten und zweiten Zwischenschichtisolierfilm 3 und 5 durchgeführt. Somit
kann die Öffnung 800 (siehe 1 durch den einzelnen anisotropen Ätzprozeß gebildet
werden. Somit wird die Halbleitereinrichtung mit der Schmelzschicht,
wie in 1 gezeigt ist,
hergestellt.
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2. Ausführungsform
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Mit Bezug zu 11 weist eine Halbleitereinrichtung mit
einer Schmelzschicht entsprechend einer zweiten Ausführungsform
eine Struktur auf, die im wesentlichen die gleiche ist wie die der
Halbleitereinrichtung mit der Schmelzschicht entsprechend der ersten
Ausführungsform.
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Mit Bezug zu 12 bis 15 wird
ein Herstellungsverfahren der Halbleitereinrichtung entsprechend
der zweiten Ausführungsform
im folgenden beschrieben.
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Bis zu dem Schritt des Bildens der
dritten Verbindungsschichten 6a und 6b ist das
Verfahren nahezu dasselbe wie der Herstellungsprozeß entsprechend
der ersten Ausführungsform,
der in 2 bis 4 gezeigt ist. Unter Verwendung
der dritten Verbindungsschichten 6a und 6b als
Masken werden der erste und zweite Zwischenschichtisolierfilm 3 und 5 anisotrop
derart teilweise weggeätzt, daß die erste Öffnung 100 gebildet
wird. Somit resultiert die Struktur, die in 12 gezeigt ist. Hier ist, da die dritten Verbindungsschichten 6a und 6b als
Masken zum Bilden der ersten Öffnung 100 verwendet
werden, ein bemusterter Resist, der nur zum Bilden der ersten Öffnung 100 verwendet
wird, nicht notwendig.
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Wie in 13 gezeigt
ist, wird der Passivierungsfilm 7 auf den dritten Verbindungsschichten 6a und 6b und
dem zweiten Zwischenschichtisolierfilm 5 und in der ersten Öffnung 100 gebildet.
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Der Pufferbeschichtungsfilm 8 aus
photosensitiven Polyimid-Kunststoff wird auf dem Passivierungsfilm 7 gebildet.
Der Pufferbeschichtungsfilm 8 wird Licht durch ein Maskenmuster
ausgesetzt und derart entwickelt, daß der Pufferbeschichtungsfilm 8, der
in den Bereich auf der ersten Öffnung 100 (siehe 13) angeordnet ist, entfernt
wird. Somit wird die Struktur, die in 14 gezeigt
ist, erzielt.
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Dann wird unter Verwendung des Pufferbeschichtungsfilmes 8 als
Maske der Passivierungsfilm 7, der auf den dritten Verbindungsschichten 6a und 6b angeordnet
ist, anisotrop teilweise derart weggeätzt, daß die zweite Öffnung 200 gebildet
wird. Während
dem anisotropen Ätzen
werden die dritten Verbindungsschichten 6a und 6b als
Masken derart verwendet, daß der
Passivierungsfilm 7, der in der ersten Öffnung 100 angeordnet
ist, entfernt wird. Somit resultiert die Struktur, die in 15 gezeigt ist. Das Bilden
der zweiten Öffnung 200 und
das Entfernen des Passivierungsfilmes 7, der in der ersten Öffnung 100 angeordnet
ist, wird nacheinander durch den einzelnen anisotropen Ätzprozeß durchgeführt und
daher kann die Anzahl der Schritte, die in der Herstellung enthalten
sind, reduziert werden.
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Weiterhin werden die dritten Verbindungsschichten 6a und 6b als
Masken zum Entfernen des Passivierungsfilmes 7, der in
der ersten Öffnung 100 angeordnet
ist, verwendet, und daher kann die Breite L der ersten Öffnung 100 unabhängig von
der Breite der zweiten Öffnung 200 eingestellt
werden. Daher kann die Breite der zweiten Öffnung 200 größer gemacht
werden als die Breite L der ersten Öffnung 100 und das
Aspektverhältnis
der dritten Öffnung 800 kann
reduziert werden. Als Ergebnis kann während dem Ätzen zum Entfernen des Passivierungsfilmes 7,
der in der ersten Öffnung 100 angeordnet
ist, eine nicht vollständige
Entfernung des Passivierungsfilmes 7 verhindert werden.
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Auf den Schritt, der in 15 gezeigt ist, wird folgend
eine Wärmebehandlung
derart durchgeführt,
daß der
Zustand des Pufferbeschichtungsfilmes 8 in seinen Endzustand
geändert
wird, und die Struktur, die in 11 gezeigt
ist, wird erhalten.
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Man bemerke, daß wenn die zweiten Verbindungsschichten 4a und 4b und
die dritten Verbindungsschichten 6a und 6b als
Schutzringe aus Aluminium beispielsweise gebildet sind, verhindert
werden kann, daß Verunreinigungen,
wie z.B. Natriumionen oder Kaliumionen, in die Einrichtung an der
dritten Öffnung 800 eindringen.