JP3169654B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JP3169654B2 JP3169654B2 JP31206891A JP31206891A JP3169654B2 JP 3169654 B2 JP3169654 B2 JP 3169654B2 JP 31206891 A JP31206891 A JP 31206891A JP 31206891 A JP31206891 A JP 31206891A JP 3169654 B2 JP3169654 B2 JP 3169654B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、種々の電気的特性に優
れていることで知られる強誘電体薄膜またはペロブスカ
イト型結晶構造を有する物質の薄膜を用いた半導体装置
の製造方法に関する。
れていることで知られる強誘電体薄膜またはペロブスカ
イト型結晶構造を有する物質の薄膜を用いた半導体装置
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】強誘電体薄膜のパターン形成方法として
は、ウェットエッチング法では強誘電体薄膜のみを選択
的にエッチングすることが困難であるため、従来イオン
ミリング法が多く用いられていた。
は、ウェットエッチング法では強誘電体薄膜のみを選択
的にエッチングすることが困難であるため、従来イオン
ミリング法が多く用いられていた。
【0003】以下に従来の製造方法について説明する。
図3(a)〜(d)は従来の半導体装置の製造方法であ
る。まず図3(a)に示すようにSi基板1上に強誘電
体成分を含む溶液をスピナーにより回転塗布し、大気中
で450℃以下の熱処理を2〜3分行うことにより前記
溶液から強誘電体組成以外の成分を除去して多孔質かつ
非晶質の強誘電体薄膜2を形成し、600℃以上の熱処
理を行うことにより焼結および結晶化させる。次に図3
(b)に示すように強誘電体薄膜2上にリソグラフィー
法を用いてレジストパターン3を形成する。次に図3
(c)に示すように電界で高速に加速したアルゴンイオ
ンをSi基板1の表面に斜めより入射させることにより
強誘電体薄膜2を削り取る。最後に図3(d)に示すよ
うにレジストパターン3を酸素プラズマアッシャーによ
り炭化して除去することにより強誘電体薄膜2のパター
ンが形成される。
図3(a)〜(d)は従来の半導体装置の製造方法であ
る。まず図3(a)に示すようにSi基板1上に強誘電
体成分を含む溶液をスピナーにより回転塗布し、大気中
で450℃以下の熱処理を2〜3分行うことにより前記
溶液から強誘電体組成以外の成分を除去して多孔質かつ
非晶質の強誘電体薄膜2を形成し、600℃以上の熱処
理を行うことにより焼結および結晶化させる。次に図3
(b)に示すように強誘電体薄膜2上にリソグラフィー
法を用いてレジストパターン3を形成する。次に図3
(c)に示すように電界で高速に加速したアルゴンイオ
ンをSi基板1の表面に斜めより入射させることにより
強誘電体薄膜2を削り取る。最後に図3(d)に示すよ
うにレジストパターン3を酸素プラズマアッシャーによ
り炭化して除去することにより強誘電体薄膜2のパター
ンが形成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしなから上記の従
来の構成では、イオンをSi基板1の表面より斜めに入
射するため、強誘電体薄膜のパターンはレジストパター
ンに対してずれる。またこの方法では物理的な機構を利
用しているので強誘電体薄膜だけを削るといった選択性
に欠けるため、強誘電体薄膜のみを削るためには時間で
正確に制御を行わなければならない。さらにこの方法で
は電界で高速に加速したイオンを用いるためSi基板1
へダメージを与えるといった課題があった。
来の構成では、イオンをSi基板1の表面より斜めに入
射するため、強誘電体薄膜のパターンはレジストパター
ンに対してずれる。またこの方法では物理的な機構を利
用しているので強誘電体薄膜だけを削るといった選択性
に欠けるため、強誘電体薄膜のみを削るためには時間で
正確に制御を行わなければならない。さらにこの方法で
は電界で高速に加速したイオンを用いるためSi基板1
へダメージを与えるといった課題があった。
【0005】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、Si基板にダメージを与えず、強誘電体薄膜の精度
あるパターン形成を可能にする半導体装置の製造方法を
提供することを目的とするものである。
で、Si基板にダメージを与えず、強誘電体薄膜の精度
あるパターン形成を可能にする半導体装置の製造方法を
提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項1記載の発明は、支持基板の表面に強
誘電体成分を含む溶液を回転塗布し、450℃以下の熱
処理を行い、強誘電体薄膜を形成する工程と、その強誘
電体薄膜上にフォトリソグラフィー法を用いてレジスト
パターンを形成する工程と、そのレジストパターンをマ
スクとして前記強誘電体薄膜をpH4.5より大きくp
H6.5以下の弗酸によりエッチングする工程と、前記
レジストパターンを除去する工程と、600℃以上の熱
処理を施して前記強誘電体薄膜を焼結および結晶化させ
る工程とを有することを特徴とするものである。また本
発明の請求項2記載の発明は、支持基板の表面にスパッ
タ法またはCVD法を用いて前記支持基板の温度が30
0℃以下の条件で非晶質の強誘電体薄膜を形成する工程
と、その強誘電体薄膜上にフォトリソグラフィー法を用
いてレジストパターンを形成する工程と、そのレジスト
パターンをマスクとして前記強誘電体薄膜をpH6.5
以下の弗酸によりエッチングする工程と、前記レジスト
パターンを除去する工程と、600℃以上の熱処理を施
して前記強誘電体薄膜を結晶化させる工程とを有するこ
とを特徴とするものである。また本発明の請求項3記載
の発明は、支持基板の表面にペロブスカイト型結晶構造
を有する成分を含む溶液を回転塗布し、450℃以下の
熱処理を行うことにより前記溶液から前記ペロブスカイ
ト型結晶構造を構成する組成以外の成分を除去して薄膜
を形成する工程と、その薄膜上にフォトリソグラフィー
法を用いてレジストパターンを形成する工程と、そのレ
ジストパターンをマスクとして前記薄膜をpH6.5以
下の弗酸によりエッチングする工程と、前記レジストパ
ターンを除去する工程と、650℃以上の熱処理を施し
て前記薄膜を焼結および結晶化させてペロブスカイト型
結晶構造を有する薄膜を形成する工程とを有することを
特徴とするものである。また本発明の請求項4記載の発
明は、支持基板の表面にスパッタ法またはCVD法を用
いて前記支持基板の温度300℃以下の条件でペロブス
カイト型結晶構造を構成する組成を有する非晶質薄膜を
蒸着する工程と、その非晶質薄膜上にフォトリソグラフ
ィー法を用いてレジストパターンを形成する工程と、前
記レジストパターンをマスクとして前記非晶質薄膜をp
H6.5以下の弗酸によりエッチングする工程と、前記
レジストパターンを除去すると、600℃以上の熱処理
を施して前記非晶質薄膜を結晶化させてペロブスカイト
型結晶構造を有する薄膜を形成する工程とを有すること
を特徴とするものである。または、本発明の請求項5記
載の発明は、請求項1、2、3または4記載の半導体装
置の製造方法において、pH6.5以下の弗酸に代え
て、pH6.5以下の酢酸、水で希釈した塩酸または硝
酸であることを特徴とするものである。
に本発明の請求項1記載の発明は、支持基板の表面に強
誘電体成分を含む溶液を回転塗布し、450℃以下の熱
処理を行い、強誘電体薄膜を形成する工程と、その強誘
電体薄膜上にフォトリソグラフィー法を用いてレジスト
パターンを形成する工程と、そのレジストパターンをマ
スクとして前記強誘電体薄膜をpH4.5より大きくp
H6.5以下の弗酸によりエッチングする工程と、前記
レジストパターンを除去する工程と、600℃以上の熱
処理を施して前記強誘電体薄膜を焼結および結晶化させ
る工程とを有することを特徴とするものである。また本
発明の請求項2記載の発明は、支持基板の表面にスパッ
タ法またはCVD法を用いて前記支持基板の温度が30
0℃以下の条件で非晶質の強誘電体薄膜を形成する工程
と、その強誘電体薄膜上にフォトリソグラフィー法を用
いてレジストパターンを形成する工程と、そのレジスト
パターンをマスクとして前記強誘電体薄膜をpH6.5
以下の弗酸によりエッチングする工程と、前記レジスト
パターンを除去する工程と、600℃以上の熱処理を施
して前記強誘電体薄膜を結晶化させる工程とを有するこ
とを特徴とするものである。また本発明の請求項3記載
の発明は、支持基板の表面にペロブスカイト型結晶構造
を有する成分を含む溶液を回転塗布し、450℃以下の
熱処理を行うことにより前記溶液から前記ペロブスカイ
ト型結晶構造を構成する組成以外の成分を除去して薄膜
を形成する工程と、その薄膜上にフォトリソグラフィー
法を用いてレジストパターンを形成する工程と、そのレ
ジストパターンをマスクとして前記薄膜をpH6.5以
下の弗酸によりエッチングする工程と、前記レジストパ
ターンを除去する工程と、650℃以上の熱処理を施し
て前記薄膜を焼結および結晶化させてペロブスカイト型
結晶構造を有する薄膜を形成する工程とを有することを
特徴とするものである。また本発明の請求項4記載の発
明は、支持基板の表面にスパッタ法またはCVD法を用
いて前記支持基板の温度300℃以下の条件でペロブス
カイト型結晶構造を構成する組成を有する非晶質薄膜を
蒸着する工程と、その非晶質薄膜上にフォトリソグラフ
ィー法を用いてレジストパターンを形成する工程と、前
記レジストパターンをマスクとして前記非晶質薄膜をp
H6.5以下の弗酸によりエッチングする工程と、前記
レジストパターンを除去すると、600℃以上の熱処理
を施して前記非晶質薄膜を結晶化させてペロブスカイト
型結晶構造を有する薄膜を形成する工程とを有すること
を特徴とするものである。または、本発明の請求項5記
載の発明は、請求項1、2、3または4記載の半導体装
置の製造方法において、pH6.5以下の弗酸に代え
て、pH6.5以下の酢酸、水で希釈した塩酸または硝
酸であることを特徴とするものである。
【0007】
【作用】この構成によって、強誘電体薄膜は非晶質状態
でpH6.5以下の弗酸、酢酸、塩酸または硝酸でウエ
ットエッチング法により容易にエッチングされるため、
強誘電体薄膜のみを選択比よくエッチングすることがで
きる。
でpH6.5以下の弗酸、酢酸、塩酸または硝酸でウエ
ットエッチング法により容易にエッチングされるため、
強誘電体薄膜のみを選択比よくエッチングすることがで
きる。
【0008】
【実施例】(実施例1)本発明の半導体装置の製造方法
の第1の実施例について図1(a)〜(d)を参照しな
がら説明する。
の第1の実施例について図1(a)〜(d)を参照しな
がら説明する。
【0009】従来例と同じように図1(a)に示すよう
に、Si基板11の上に、強誘電体成分を含む溶液をス
ピナーにより回転塗布し、大気中で450℃以下の熱処
理を2〜3分行うことにより前記溶液から強誘電体組成
以外の成分を除去して多孔質かつ非晶質の強誘電体薄膜
12を形成する。なお、所定の膜厚を得るために前記回
転塗布および熱処理の工程を数回繰り返してもよい。次
に従来例同様図1(b)に示すように強誘電体薄膜12
上にフォトリソグラフィー法を用いてレジストパターン
13を形成する。次に本発明の特徴として図1(c)に
示すようにレジストパターン13をマスクとして強誘電
体薄膜12を、水で10〜100分の1程度に希釈した
弗酸によりエッチングする。この後図1(d)に示すよ
うにレジストパターン13を酸素プラズマアッシャーに
より炭化して除去し、600℃以上の熱処理を施して強
誘電体薄膜12を焼結および結晶化させることにより強
誘電体薄膜12のパターンが形成される。
に、Si基板11の上に、強誘電体成分を含む溶液をス
ピナーにより回転塗布し、大気中で450℃以下の熱処
理を2〜3分行うことにより前記溶液から強誘電体組成
以外の成分を除去して多孔質かつ非晶質の強誘電体薄膜
12を形成する。なお、所定の膜厚を得るために前記回
転塗布および熱処理の工程を数回繰り返してもよい。次
に従来例同様図1(b)に示すように強誘電体薄膜12
上にフォトリソグラフィー法を用いてレジストパターン
13を形成する。次に本発明の特徴として図1(c)に
示すようにレジストパターン13をマスクとして強誘電
体薄膜12を、水で10〜100分の1程度に希釈した
弗酸によりエッチングする。この後図1(d)に示すよ
うにレジストパターン13を酸素プラズマアッシャーに
より炭化して除去し、600℃以上の熱処理を施して強
誘電体薄膜12を焼結および結晶化させることにより強
誘電体薄膜12のパターンが形成される。
【0010】(実施例2)次に本発明の第2の実施例に
ついて図2(a)〜(d)を参照しながら説明する。図
2において、図1の第1の実施例と同一部分には同一番
号を付し、説明を省略する。すなわち第2の実施例の特
徴は図2(a)に示すようにSi基板11の上に、スパ
ッタ法またはCVD法を用いて基板温度300℃以下で
非晶質の強誘電体薄膜を蒸着して非晶質の強誘電体薄膜
21を形成することである。
ついて図2(a)〜(d)を参照しながら説明する。図
2において、図1の第1の実施例と同一部分には同一番
号を付し、説明を省略する。すなわち第2の実施例の特
徴は図2(a)に示すようにSi基板11の上に、スパ
ッタ法またはCVD法を用いて基板温度300℃以下で
非晶質の強誘電体薄膜を蒸着して非晶質の強誘電体薄膜
21を形成することである。
【0011】図2(b),(c)の工程は図1(b),
(c)と同様であり、図2(d)の工程でレジストパタ
ーン13を酸素プラズマアッシャーにより炭化して除去
した後、600℃以上の熱処理を施して強誘電体薄膜2
1を結晶化させることにより強誘電体薄膜21のパター
ンが形成される。
(c)と同様であり、図2(d)の工程でレジストパタ
ーン13を酸素プラズマアッシャーにより炭化して除去
した後、600℃以上の熱処理を施して強誘電体薄膜2
1を結晶化させることにより強誘電体薄膜21のパター
ンが形成される。
【0012】また強誘電体薄膜の代りにペロブスカイト
型結晶構造を有する物質の薄膜を用いることもできる。
型結晶構造を有する物質の薄膜を用いることもできる。
【0013】すなわち支持基板の表面にペロブスカイト
型結晶構造を有する成分を含む溶液を回転塗布し、45
0℃以下の熱処理を行うことにより溶液からペロブスカ
イト型結晶構造を構成する組成以外の成分を除去して薄
膜を形成する。つぎにその薄膜上にフォトリソグラフィ
ー法を用いてレジストパターンを形成し、そのレジスト
パターンをマスクとして上記薄膜をpH6.5以下の弱
酸によりエッチングする。その後レジストパターンを除
去し、600℃以上の熱処理を施して上記薄膜を焼結お
よび結晶化させてペロブスカイト型結晶構造を有する薄
膜を形成した。
型結晶構造を有する成分を含む溶液を回転塗布し、45
0℃以下の熱処理を行うことにより溶液からペロブスカ
イト型結晶構造を構成する組成以外の成分を除去して薄
膜を形成する。つぎにその薄膜上にフォトリソグラフィ
ー法を用いてレジストパターンを形成し、そのレジスト
パターンをマスクとして上記薄膜をpH6.5以下の弱
酸によりエッチングする。その後レジストパターンを除
去し、600℃以上の熱処理を施して上記薄膜を焼結お
よび結晶化させてペロブスカイト型結晶構造を有する薄
膜を形成した。
【0014】また本発明は同様に蒸着法にも適用でき
る。すなわち、支持基板の表面にスパッタ法またはCV
D法を用いて支持基板の温度300℃以下の条件でペロ
ブスカイト型結晶構造を構成する組成を有する非晶質薄
膜を蒸着する。つぎにその非晶質薄膜上にフォトリソグ
ラフィー法を用いてレジストパターンを形成し、そのレ
ジストパターンをマスクとして非晶質薄膜をpH6.5
以下の弱酸によりエッチングする。その後レジストパタ
ーンを除去し、600℃以上の熱処理を施して非晶質薄
膜を結晶化させてペロブスカイト型結晶構造を有する薄
膜を形成した。
る。すなわち、支持基板の表面にスパッタ法またはCV
D法を用いて支持基板の温度300℃以下の条件でペロ
ブスカイト型結晶構造を構成する組成を有する非晶質薄
膜を蒸着する。つぎにその非晶質薄膜上にフォトリソグ
ラフィー法を用いてレジストパターンを形成し、そのレ
ジストパターンをマスクとして非晶質薄膜をpH6.5
以下の弱酸によりエッチングする。その後レジストパタ
ーンを除去し、600℃以上の熱処理を施して非晶質薄
膜を結晶化させてペロブスカイト型結晶構造を有する薄
膜を形成した。
【0015】なお、上記2つの実施例では支持基板にS
i基板を用いたが、GaAs基板、石英基板、ガラス基
板等の他の支持基板を用いてもよく、また表面にトラン
ジスタ等の素子を作成した支持基板を用いてもよく、あ
るいは支持基板表面の少なくとも一部に金属薄膜を作成
し、その金属薄膜の上に強誘電体薄膜、ペロブスカイト
型結晶構造を有する薄膜等を形成してもよい。さらに上
記2つの実施例ではエッチング液に水で希釈した弗酸を
用いたが、酢酸や水で希釈した塩酸、硝酸等のpH6.
5以下の弱酸を用いてもよい。
i基板を用いたが、GaAs基板、石英基板、ガラス基
板等の他の支持基板を用いてもよく、また表面にトラン
ジスタ等の素子を作成した支持基板を用いてもよく、あ
るいは支持基板表面の少なくとも一部に金属薄膜を作成
し、その金属薄膜の上に強誘電体薄膜、ペロブスカイト
型結晶構造を有する薄膜等を形成してもよい。さらに上
記2つの実施例ではエッチング液に水で希釈した弗酸を
用いたが、酢酸や水で希釈した塩酸、硝酸等のpH6.
5以下の弱酸を用いてもよい。
【0016】
【発明の効果】以上のように本発明の半導体装置の製造
方法は、pH6.5以下の弗酸、酢酸、塩酸または硝酸
でウエットエッチング法によりパターン形成する構成に
よるので、強誘電体薄膜のみを選択比よく、精度のある
パターンで形成できる半導体装置の製造方法を提供でき
る。
方法は、pH6.5以下の弗酸、酢酸、塩酸または硝酸
でウエットエッチング法によりパターン形成する構成に
よるので、強誘電体薄膜のみを選択比よく、精度のある
パターンで形成できる半導体装置の製造方法を提供でき
る。
【図1】本発明の第1の実施例における半導体装置の製
造方法の工程断面図
造方法の工程断面図
【図2】本発明の第2の実施例における半導体装置の製
造方法の工程断面図
造方法の工程断面図
【図3】従来の半導体装置の製造方法の工程断面図
11 Si基板(支持基板) 12 強誘電体薄膜 13 レジストパターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−19373(JP,A) 特開 平2−177521(JP,A) 特開 平1−55537(JP,A) 特開 平2−1996(JP,A) 特開 昭50−30100(JP,A)
Claims (5)
- 【請求項1】 支持基板の表面に強誘電体成分を含む溶
液を回転塗布し、450℃以下の熱処理を行い、強誘電
体薄膜を形成する工程と、その強誘電体薄膜上にフォト
リソグラフィー法を用いてレジストパターンを形成する
工程と、そのレジストパターンをマスクとして前記強誘
電体薄膜をpH6.5以下の弗酸によりエッチングする
工程と、前記レジストパターンを除去する工程と、60
0℃以上の熱処理を施して前記強誘電体薄膜を焼結およ
び結晶化させる工程とを有することを特徴とする半導体
装置の製造方法。 - 【請求項2】 支持基板の表面にスパッタ法またはCV
D法を用いて前記支持基板の温度が300℃以下の条件
で非晶質の強誘電体薄膜を形成する工程と、その強誘電
体薄膜上にフォトリソグラフィー法を用いてレジストパ
ターンを形成する工程と、そのレジストパターンをマス
クとして前記強誘電体薄膜をpH6.5以下の弗酸によ
りエッチングする工程と、前記レジストパターンを除去
する工程と、600℃以上の熱処理を施して前記強誘電
体薄膜を結晶化させる工程とを有することを特徴とする
半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 支持基板の表面にペロブスカイト型結晶
構造を有する成分を含む溶液を回転塗布し、450℃以
下の熱処理を行うことにより前記溶液から前記ペロブス
カイト型結晶構造を構成する組成以外の成分を除去して
薄膜を形成する工程と、その薄膜上にフォトリソグラフ
ィー法を用いてレジストパターンを形成する工程と、そ
のレジストパターンをマスクとして前記薄膜をpH6.
5以下の弗酸によりエッチングする工程と、前記レジス
トパターンを除去する工程と、650℃以上の熱処理を
施して前記薄膜を焼結および結晶化させてペロブスカイ
ト型結晶構造を有する薄膜を形成する工程とを有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】 支持基板の表面にスパッタ法またはCV
D法を用いて前記支持基板の温度300℃以下の条件で
ペロブスカイト型結晶構造を構成する組成を有する非晶
質薄膜を蒸着する工程と、その非晶質薄膜上にフォトリ
ソグラフィー法を用いてレジストパターンを形成する工
程と、前記レジストパターンをマスクとして前記非晶質
薄膜をpH6.5以下の弗酸によりエッチングする工程
と、前記レジストパターンを除去すると、600℃以上
の熱処理を施して前記非晶質薄膜を結晶化させてペロブ
スカイト型結晶構造を有する薄膜を形成する工程とを有
することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 pH6.5以下の弗酸に代えて、pH6.
5以下の酢酸、水で希釈した塩酸または硝酸であること
を特徴とする請求項1、2、3または4記載の半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31206891A JP3169654B2 (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31206891A JP3169654B2 (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05152276A JPH05152276A (ja) | 1993-06-18 |
JP3169654B2 true JP3169654B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=18024847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31206891A Expired - Fee Related JP3169654B2 (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3169654B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4817677B2 (ja) * | 2005-03-04 | 2011-11-16 | Okiセミコンダクタ株式会社 | 半導体素子の製造方法 |
JP5711710B2 (ja) * | 2012-09-25 | 2015-05-07 | 富士フイルム株式会社 | エッチング液、圧電素子の製造方法およびエッチング方法 |
-
1991
- 1991-11-27 JP JP31206891A patent/JP3169654B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05152276A (ja) | 1993-06-18 |
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