DE2313106C2 - Verfahren zum Herstellen eines mindestens einlagigen elektrischen Verbindungssystems - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines mindestens einlagigen elektrischen Verbindungssystems

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mindestens einlagigen elektrischen Verbindungssysiems. bei dem auf einem mit einer Isolierschicht selektiv bedeckten Halbleitersubstrat im wesentlichen aus Aluminium bestehendes leitendes Material ganzflächig aufgebracht wird, bei dem sodann die Oberfläche des leitenden Materials in einer ersten Anodisation anodisch oxidiert wird, so daß eine erste Aluminiumoxidschicht gebildet wird, bei dem sodann eine Maske entsprechend dem Muster des herzustellenden Verbindungssystems ausgebildet wird und bei dem schließlich die nicht von der Maske bedeckten Bereiche des leitenden Materials in einer zweiten Anodisation vollständig anodisch oxidiert werden.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 20 52 424 bekannt. Doch treten bei dem bekannten Verfahren einige Schwierigkeiten auf. So sind die mit dem in der DE-OS beschriebenen Verfahren hergestellten Oberflächen noch nicht ausreichend eben. Es kommt hinzu, daß es aufgrund neuerer Untersuchungen wünschenswert
to ist, nicht reines Aluminium, sondern Aluminiumlegierungen, welche Kupfer und/oder Silicium enthalten, als leitendes Material in elektrischen Verbindungssystemen zu verwenden. Kupfer in einer Aluminiumlegierung erhöhl den Widerstand gegen eine Materiallwanderung.
und ein Zusatz von Silicium verhindert ein Legieren des Aluminiums mit Siliciumhalbleilerkörpern während Wärmebehandlungen und damit die Ausbildung von P/ N-Übcrgängen im Halbleiter (siehe E. E. Conrad »Aluminium-Copper-Silicon Semiconductor Metallurgy«.
IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 13, Nr. 12, Mai 1971. Seile 3661). Mit den bekannten Verfahren zur Herstellung von Isolationsschichten mittels Anodisation treten Schwierigkeiten auf, wenn das leitende Material nicht aus reinem Aluminium besteht. Durch die anodisehe Oxidation von Aluminiumlegierung entsteht nämlich eine poröse Aluminiumoxidschichi, die eine weitere anodische Oxidation des darunter liegenden Aluminiums der nachfolgenden Oxidationsvorgänge nicht verhindert. Dies schafft bei manchen Ausführungsformen der Herstellung von aluminiumoxidisolicrten Verbindungssystemen Probleme. Außerdem ist das poröse Aluminiumoxid, welches aus reinem Aluminium erzeugt wird, dichter als das Aluminiumoxid, das aus einer zusätzlich noch Kupfer und/oder Silicium enthaltenden
)■> Legierung entsteht. Auch ist es so, daß das /um Ätzen von Aluminiumoxid üblicherweise angewandte Mittel, eine wäßrige Lösung von HiPO4 und CrOt, zwar nicht reines Aluminium, jedoch Aluminium-Kupfcr-Legicrungen i-.ngreifl.
M) Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein einfaches, in einer fabrikmäßigen Fertigung einsetzbares Verfahren zum reproduzierbaren Herstellen eines mindestens eintägigen elektrischen Verbindungssystems anzugeben, in dem das leitende Material außer Aluminium noch min-
4r> destens Kupfer enthält und eine Aluminium-Oxid-Isolation aufweist, welche gute dielektrische Eigenschaften hat.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kcnnzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Es ist vorteilhaft, wenn bei der Bildung der ersten Aluminiumoxidschicht 15% bis 20% der Dicke des leitenden Materials in Oxid umgewandelt wird und daß vor der zweiten Anodisation die nicht von der Maske bedeckten Bereiche der ersten Aluminiumoxidschicht entfernt werden. Auf diese Weise kann ein elektrisches Verbindungssystem mit einer weitgehend planarcn Oberfläche erzeugt werden.
Um auch an den Stellen, an denen Durchführungslö-
bo eher zu höheren Lagen des elektrischen Verbindiingssystems sich befinden, eine weitgehende I'hinariiäl der Struktur zu gewährleistet), ist es günstig, wenn direkt nach dem Aufbringen der Schichten aus leitendem Material eine dünne Aluminiumoxidschichi erzeugt wird,
br> wenn sodann unter Verwendung einer aus l'hoiolaek bestehenden Ätzmaske die dünne Aluminiumoxidschicht aulicr an den Stellen, jin denen Durchführiii^slöcher zu höheren Lagen lies elektrischen Vorbindungs-
system später im Verfahren erzeugt werden, weggeätzt wird und wenn erst dann die erste Aluiiiiniumoxidsehiehl erzeugt wird, wobei die aus Phololack bestehende Ätzmaske als Oxidalionsbarriere Steher, bleibt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgcmäßen Verfahrens ergeben sich auL Jen weiteren Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele.n nähe: erläutert. Es /eigen
Fig. 1 bis 7 die Herstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verbindungssysteins in aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen und
Fig.8 bis 10 die Herstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Verbindungssystems in aufeinanderfolgenden Verfahrensslufcn.
Wegen der hohen Affinität zwischen Aluminium und Sauerstoff ist dieses Metall ständig mit einer Oxidschicht hohen Widerstandes bedeckt. Diese natürliche Oxidschicht kann durch anodische Oxidation zu einer Schicht verstärkt werden, die eine hohe Oberflächengüte aufweist, einen hohen Korrosionswiderstand und weitere gewünschte Eigenschaften besitzt.
Die Eigenschaften anodisch hergestellter Aluminiumoxidschichten, die durch die Verwendung von Aluminiumteilen als Anode in einer elektrolytischen Zelle entstehen, hängen von verschiedenen Faktoren ab, insbesondere von der Zusammensetzung des Elektrolyten. Bei Elektrolyten, in denen die gebildete Oxidschicht absolut unlöslich ist, werden porenfreie und in ihrer Dicke begrenzte Schichten erzeugt. Die Schichtdicke wird bei konstantem Strom bestimmt durch die angelegte Spannung. Bei einer von dieser Spannung abhängigen Schichtdicke wird der Oxidationsvorgang selbsttätig beendet. Trotz weiterhin anliegender Spannung findet dann kein Weiterwachscn der Oxidschicht statt. Beispiele für diese Art von Elektrolyten sind neutrale Borsäurelösungcn, wäßrige Ammoniumboral- und -lartratlösungen mit einem pH-Wert zwischen 5 und 7, Ammoniumpentaborat in Äthylenglykol sowie weitere organische Elektrolyte, die Zitronensäure, Apfelsäure oder Glykolsiiurc enthalten. Die Einhaltung eines pH-Wertes zwischen 5 und 7 für einige wässerige Lösungen ist wesentlich, da bei zu stark säurehaltigen Lösungen die gebildeten Oxidschichten nicht vollständig porenfrei werden.
Bei anderen Elektrolyten ist die Oxidschicht schwach löslich und porös. Bei diesen Schichten tritt während ihrer Bildung keine Beschränkung auf eine Höchstdickc auf. Es kann somit eine Aluminiumschichl durch anodische Oxidation vollständig umgewandelt werden. Die Anzahl der hierfür verwendbaren Elektrolyte ist sehr groß; die gebräuchlichsten sind Schwefelsäure, Chromsäure und Oxalsäure in nahezu jeder Konzentration. Hei der Herstellung von Halblciicranordnungcn bestellt jedoch eine Einschränkung in der Wahl des Elektrolyten durin, daß dieser den zur Bildung des Metallisierungsmusters verwendeten Photolack nicht oder nur wesentlich angreift.
Die I" i g. I bis 7 zeigen ein erstes Ausfiihrungsbeispiel eines nach dem beanspruchten Verfahren hergestellten Vcrbindungssystems. Kin Halbleitersubstrat 10 besitzt an einer Oberfläche eine eindiffundierlc Zone 12 sowie eine darübcrliegendc passivierendc Schicht 14. Die Schicht 14 besteht gewöhnlich aus thermisch aufgewachsenem Siliciumdioxid und besitzt eine Dicke von etwa 500 mn. Die Zone 12 wi>d durch eine Öffnung 15 in der Schicht 14 kontaktiert. Auf die Schicht 14 wird beisniclswcisL· durch Aufdampfen oder Aufstäuben eine Schicht 16 aus leitendem Material ganzflächig ausbracht. Dabei besteht die Schicht If» air. zwei übvrciiuiu dcrliegenden Schichten 164 und I6ß, wobei die untere Schicht 164 aus einer Aluminiumlegierung, die Kupfer enthält, und die obere Deckschicht 16ßaus reinem Aluminium gebildet sind. Die Dicke der Schicht 16ß wird so gewählt, daß sie bei dem fertiggestellten Verbindungssystem noch eine Dicke von etwa 200 nm besitzt.
Die Dicke der gesamten Schicht 16 kann beliebig gewählt werden, jedoch muß sichergestellt sein, daß eine durchgehende anodische Oxidation des Aluminiums bis herunter zur passivierenden Schicht 14 möglich ist. Die Dicke der Schicht 16 liegt vorteilhaft im Bereich zwischen 500 und 2000 nm.
Auf der Schicht 16ß wird durch anodische Oxidation eine relativ dünne Oxidschicht 18 mit einer Dicke von etwa 50 nm hergestellt. Diese Schicht kann sowohl porenfrei als auch porös sein. Eine porenfreie Schicht wird gebildet durch Eintauchen des Substrats in einen Elcktrolyten, der aus 30% Ammoniumborat in ÄthylengK-kol besteht. In den Elektrolyten wird eine geeignete Kathode eingetaucht, während die mit der Aluminiumschicht bedeckte Halbleiteranordnung als Anode dient. Es wird für die Aluminiumoberfläche eine Stromdichte von etwa 1 mA pro cm2 eingestellt. Die Oxidation erfolgt bei konstantem Strom, während die Spannung bis zu einem Wert ansteigt, bei dem die gewünschte Dicke der Oxidschicht erreicht ist. Eine poröse Oxidschicht wird in einem Elektrolyten erzeugt, der beispielsweise aus einer achtprozentigen Oxalsäurelösung in Wasser besteht. Es wird eine konstante Stromdichte im Bereich von 1 bis 5 mA pro cm2 eingestellt. Die Dicke der gebildeten Oxidschicht ist bei der konstanten Stromdichte abhängig von der Oxidationszeit. Die Oxidschicht 18 stellt eine gute Unterlage für eine feste Haftung einer anschließend aufgebrachten Photolackschicht dar. Es kann jeder geeignete Photolack benutzt werden. Die Photolaekschicht wird selektiv durch eine Maske belichtet und entwickelt, so daß das in F i g. 2 gezeigte Muster der Photolaekschicht 20 entsteht. Dieses Muster überdeckt die Stellen, an denen ein Kontakt zu der höheren. noch aufzubringenden Metallisierungsebene hergestellt werden soll, !n einem nun folgenden, die erste Anodisation darstellenden Verfahrensschritt wird eine poröse Aluminiumoxidschicht 22 gebildet, die als erste Aluminiumoxidschicht 22 bezeichnet wird (Fig.3). Die Anodisation wird in einer achtprozentigen Oxalsäurelösung bei einer Stromdichte von 3,5 mA pro cm2 vorgenommen. Weitere geeignete Elektrolyt sind eine 20prozentige Schwefelsäurelösung oder Phosphorsäure. Bei der Schwefclsäurelösung besteht jedoch die Gefahr, daß sie den Photolack angreift. Die Dicke der Oxidschicht 22 wird gewählt in Abhängigkeit von der Dicke der leitenden Schicht 16, dem gewünschten Grad der Ebenheit der Oberfläche der Metallisierungsebene und der Art der nachfolgenden anodischen Oxidation.
Es wird nun eine weitere Photolaekschicht 24 auf die Aluminiumoxidschicht 22 aufgebracht. Diese Photolaekschicht wird entsprechend dtm gewünschten Metal-
M) lisierungsmuster selektiv belichtet und entwickelt. Es entsteht dadurch die aus Fi g. 4 ersichtliche Maske der Photolaekschicht 24. Die erste Aluminiumoxidschicht 22 wire dann an den durch die Photolaekschicht 24 freigelegten Stellen bis herunter zur Deckschicht 16ßwegge-
(i5 ätzt. Es wird ein geeignetes Ätzmittel für Aluminiumoxid benutzt, das jedoch den Photolack nicht oder nur unwesentlich angreift und auch das Aluminium nicht äi/.t. Ein Beispiel für ein solches Ätzmittel ist eine wässc-
rige Lösung mit 35 Milliliter pro Liter 85prozentige H1PO4 und 20 g pro Liter CrOj. Durch das Ätzen der Oxidschicht 22 wird die räumliche Ausdehnung bei der Umwandlung von Aluminium in anodisch oxidiertes Aluminiumoxid kompensiert. Außerdem wird hierdurch r, eine genaue Begrenzung der Kanten der Leiterzüge im fertiggestellten Verbindungssysiem bewirkt, wodurch unerwünschte Übergänge zwischen dicht beieinander verlaufenden Leiterzügen verringert werden und eine größere Gleichförmigkeil in der Breite dieser Leiterzüge erreicht wird. Durch das Ätzen des Aluminiumoxids wird ein Teil der Schicht 16ß aus reinem Aluminium freigelegt. Es erfolgt nun eine zweite anodische Oxidation, deren Dauer so gewählt wird, daß in den freigelegten Bereichen das gesamte Aluminium bis herunter zur i"> Schicht 14 in poröses Aluminiumoxid 22 umgewandelt wird. Die sich somit ergebende Struktur zeigt F-" i g. 5. Die Oberfläche dieser Struktur ist im wesentlichen planar. Da bei der Umwandlung von Aluminium in Aluminiumoxid eine Volumenausdehnung stattfindet, hängt die Planarität der Oberfläche im wesentlichen davon ab, bis zu welcher Tiefe die Oxidschicht 22 vorher geätzt wurde. Gewöhnlich werden etwa 15 bis 25% der ursprünglichen Dicke der Aluminiumschicht in Oxid umgewandelt und weggeätzt, um eine im wesentlichen planare Oberfläche zu erhalten. Die Dicke der gebildeten Oxidschicht hängt auch ab von der Stromdichte, bei der die Oxidation durchgeführt wurde. Je höher die Stromdichte gewählt wurde, desto dicker ist in der Regel auch die endgültige Oxidschicht. Es wird eine Stromdichte im jo Bereich von 2 bis 3,5 mA pro cm- gewählt. Auch die Temperatur, bei der die Oxidation stattfindet, hat einen Einfluß auf die Dicke der sich ergebenden Oxidschicht. Die Dicke der Schicht nimmt mit steigender Temperatur ab. ι1;
Nach der zuletzt durchgeführten zweiten anodischen Oxidation wird der die verbliebene Metallisierung bedeckende Photolack entfernt und eine Schicht 26 aus Siliciumdioxid wird auf die Anordnung aufgebracht. Dieses Aufbringen kann mit Hilfe der Kathodenzersläubung, des pyrolytischen Niederschiagens oder eines anderen bekannten Verfahrens durchgeführt werden. Über der Schicht 26 wird eine neue Photolackschicht 28 gebildet, die selektiv belichtet und entwickelt wird, so daß sie das in F i g. 6 gezeigte Muster erhält. Die Photoiackschicht 28 enthält eine Öffnung 29, mit deren Hilfe eine Kontaktierungsöffnung zwischen übereinanderliegenden Metallisierungsebenen hergestellt wird. Hierzu w ird die Schicht 26 unterhalb der Öffnung 29 mit einem geeigneten Ätzmittel, beispielsweise gepufferter Flußsäure, durchgeätzt. Die gepufferte Klubsäure ist ein gutes Ätzmittel für Siliciumdioxid, greift jedoch anodisch hergestelltes Aluminiumoxid kaum an. Durch die dünne Aluminiumoxidschicht 18 wird somit der Ätzvorgang nur auf die Siliciumdioxidschicht 26 beschränkt. Die Aluminiumoxidschicht 18 wird anschließend mit Phosphorchromsäure entfernt, die Aluminium und Siliciumdioxid nicht angreift. Die Dicke der passivierenden Schicht 26 liegt im Bereich von 200 bis 500 nm. Es wird nun auf der Schicht 26 eine Schicht 32 aus leitendem wi Material aufgebracht, die ebenso wie die Schicht 16 in eine untere Schicht 32,4 aus einer Aluminiumlegierung und eine obere Schicht 32S aus reinem Aluminium unterteilt ist. Falls sich in dem beschriebenen System die Materiaiwanderung nicht störend bemerkbar machen t>r> sollte, kann hierfür jedoch auch eine einzige Schicht aus reinem Aluminium gewählt werden. Es werden nun für die Schicht 32 die gleichen Verfahrensschrittc wiederholt, die anhand der Fig. I bis b für die Schicht 16 beschrieben wurden. Diese Verfahrensfolge wird entsprechend der Anzahl der verwendeten Metallisierungscbe- " nen wiederholt. I-Tir die oberste Mctallisierungscbene werden ebenfalls Kontaktöffnungen für den Anschluß an äußere Zuleitungen hergestellt.
In den I1 ig. 8 bis 10 ist ein zweites Ausführungsbcispicl eines elektrischen Vcrbindungssyslems dargestellt, das nach dem beanspruchten Verfahren hergestellt wird. Ausgehend von der Struktur nach Fig.] wird auf der dünnen Schicht 18 aus anodisch hergestelltem Aluminiumoxid eine Photolackschicht 40 aufgebracht. Diese wird selektiv belichtet und entwickelt, so daß sich die Öffnung 42 in der Photolaekschicht 40 ergibt. Die (W- )'\ riung 42 dient zur Bildung einer Kontnklfiffming. In der jki Öffnung 42 wird durch anodische Oxidation eine poren- T. j freie Aluminiumoxidschichl 41 hergestellt. Die hierfür verwendete konstante Stromdichte liegt bei etwa 1 μΑ pro cmJ. Die Photolackschicht 40 wird nun entfernt und es wird auf der gesamten Oberfläche mil Hilfe der anodischen Oxidation mit Ausnahme des durch die porenfreie Aluminiumoxidschichl 41 abgedeckten Bereiches eine poröse Aluminiumoxidschicht 43 gebildet, die als erste Aluminiumoxidschicht bezeichnet wird. Auf die Schicht 43 wird eine Phololackschicht 44 aufgebracht, die entsprechend dem gewünschten Metallisierungsmuster selektiv belichtet und entwickelt wird. Dadurch werden Teile der Aluminiumoxidschicht 43 freigelegt, die mit einem geeigneten Ätzmittel entfernt werden können. Das Ätzen der Schicht 43 ist nicht erforderlich, wenn eine Planarität der Oberfläche nicht gewünscht oder nicht erforderlich ist. An den durch die Phololack- ! schicht 44 freigelegten Stellen erfolgt anschließend eine anodischc Oxidation des Aluminiums bis herunter zur Schicht 14. Es können somit mit der Struktur nach Fig. 10 die gleichen Verfahrcnsschrittc durchgeführt werden, wie sie anhand der Fig. 5 bis 7 beschrieben sind. Die Schicht 41 aus porenfreiem Aluminiumoxid verhindert auch, daß das darunterliegende Aluminium von der Seite her oxidiert wird. Auf diese Weise bleibt die gewünschte Lage und Größe der Kontaklöffnung -verhaltcn. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn die einzelnen Leiterzüge sehr schmal sind und eng beieinanderlicgen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

  1. Patentansprüche:
    t. Verfahren zum Herstellen eines mindestens einlagigen elektrischen Verbindungssystems, bei dem auf einem mit einer Isolierschicht selektiv bedeckten Halbleitersubstrat im wesentlichen aus Aluminium bestehendes leitendes Material ganzflächig aufgebracht wird, bei dem sodann die Oberfläche des leitenden Materials in einer ersten Anodisation anodisch oxidiert wird, so daß eine erste Aluminiumoxidschicht gebildet wird, bei dem sodann eine Maske entsprechend dem Muster des herzustellenden Verbindungssystems ausgebildet wird und bei dem schließlich die nicht von der Maske bedeckten Bereiche des leitenden Materials in einei' zweiten Anodisation vollständig anodisch oxidiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß als leitendes Material eine untere, aus einer Aluminium und Kupfer enthaltenden Legierung bestehende Schicht (16AJund eine darüber liegende aus reinem Aluminium bestehende Schicht (16S^ aufgebracht werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bildung der ersten Aluminiumoxidschicht (22,43) 15% bis 20% der Dicke des leitenden Materials in Oxid umgewandelt wird und daß vor der zweiten Anodisation die nicht von der Maske (24, 44) bedeckten Bereiche der ersten Aluminiumoxidschicht (22,43) entfernt werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Aluminiumoxidschicht (22,43) ausschließlich aus der aus reinem Aluminium bestehenden Schicht (16B) erzeugt wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis'3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminium und Kupfer enthaltende Legierung zusätzlich Silicium enthält.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (24,44) für die zweite Anodisation aus Photolack erzeugt wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß direkt nach dem Aufbringen der Schichten (16Λ, 160JaUS leitendem Material eine dünne Aluminiumoxidschicht (18) erzeugt wird, daß sodann unter Verwendung einer aus Photolack bestehenden Ätzmaske die dünne Aluminiumoxidschicht (18) außer an den Stellen, an denen Durchführungslöcher zu höheren Lagen des elektrischen Verbindungssystems, die später im Verfahren erzeugt werden, weggeätzt wird und daß erst dann die erste Aluminiumoxidschicht (22) erzeugt wird, wobei die aus Photolack bestehende Ätzmaske als Oxidationsbarriere stehen bleibt.
DE2313106A 1972-03-29 1973-03-16 Verfahren zum Herstellen eines mindestens einlagigen elektrischen Verbindungssystems Expired DE2313106C2 (de)

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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3939047A (en) * 1971-11-15 1976-02-17 Nippon Electric Co., Ltd. Method for fabricating electrode structure for a semiconductor device having a shallow junction
FR2285716A1 (fr) * 1974-09-18 1976-04-16 Radiotechnique Compelec Procede pour la fabrication d'un dispositif semi-conducteur comportant une configuration de conducteurs et dispositif fabrique par ce procede
US4005452A (en) * 1974-11-15 1977-01-25 International Telephone And Telegraph Corporation Method for providing electrical isolating material in selected regions of a semiconductive material and the product produced thereby
US3971710A (en) * 1974-11-29 1976-07-27 Ibm Anodized articles and process of preparing same
JPS51111069A (en) * 1975-03-26 1976-10-01 Hitachi Ltd Semiconductor device
DE2539193C3 (de) * 1975-09-03 1979-04-19 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Verfahren zur Herstellung eines planeren Leiterbahnsystems für integrierte Halbleiterschaltungen
SE7803385L (sv) * 1978-03-23 1979-09-24 Olsson Kjell Ingvar Metod att meta vetskors ytspenning och anordning for genomforande av metoden ifraga
US4146440A (en) * 1978-04-03 1979-03-27 Burroughs Corporation Method for forming an aluminum interconnect structure on an integrated circuit chip
DE2902665A1 (de) * 1979-01-24 1980-08-07 Siemens Ag Verfahren zum herstellen von integrierten mos-schaltungen in silizium-gate- technologie
US4433004A (en) * 1979-07-11 1984-02-21 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device and a method for manufacturing the same
JPS5628522U (de) * 1979-08-11 1981-03-17
JPS5633842A (en) * 1979-08-28 1981-04-04 Nec Corp Manufacture of semiconductor device
FR2466103A1 (fr) * 1979-09-18 1981-03-27 Lerouzic Jean Procede de realisation d'un reseau d'interconnexion de composants electroniques a conducteurs en aluminium et isolant en alumine et reseau d'interconnexion obtenu par ce procede
JPS56155549A (en) * 1980-04-30 1981-12-01 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
DE3217026A1 (de) * 1981-05-06 1982-12-30 Mitsubishi Denki K.K., Tokyo Halbleitervorrichtung
JPS5886742A (ja) * 1981-11-18 1983-05-24 Nec Corp 半導体装置の製造方法
US7368045B2 (en) * 2005-01-27 2008-05-06 International Business Machines Corporation Gate stack engineering by electrochemical processing utilizing through-gate-dielectric current flow
JP2009132974A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Fujifilm Corp 微細構造体

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3741880A (en) * 1969-10-25 1973-06-26 Nippon Electric Co Method of forming electrical connections in a semiconductor integrated circuit

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JPS4916393A (de) 1974-02-13
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US3827949A (en) 1974-08-06

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