JP3417042B2 - Method for manufacturing electronic component having high power withstanding Al alloy electrode - Google Patents

Method for manufacturing electronic component having high power withstanding Al alloy electrode

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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、残渣および腐食を生じ
ることなく、反応性イオンエッチング(RIE)を行う
ことのできる高耐電力Al合金電極を有する電子部品の
製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an electronic component having a high power withstanding Al alloy electrode capable of performing reactive ion etching (RIE) without causing residue and corrosion.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、SAWデバイスにおいては、電極
材料に主として純Alを用いている。しかし、純Alで
は、デバイスが高電力で使用される場合、電極がストレ
スマイグレ−ションのため、断線あるいはショ−トする
ことがある。したがって、これを解決するために、純A
lにCuを1wt%添加して合金化して耐電力の向上を
図っている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a SAW device, pure Al is mainly used as an electrode material. However, with pure Al, when the device is used at high power, the electrodes may be broken or short due to stress migration. Therefore, in order to solve this, pure A
1 wt% of Cu is added to 1 to form an alloy to improve the withstand power.

【0003】現在は、電極製造方法として、エッチング
ガスにCl系ガスを使用し、微細加工に優れたRIEを
採用している。しかし、耐電力性を上げるためAlを合
金化することによりRIEが困難となった。RIE時の
Al−Cuは、Cl系ガスのラジカルによる化学反応で
の揮発(AlCl3 、CuCl2 ,Al2 CuCl8
の形で揮発)とイオンによる物理的スパッタとで、エッ
チングされる。しかし、CuCl2 は、AlCl3 に比
べて蒸気圧が低いので、ラジカルによる揮発速度が遅く
なる。そのため、CuCl2 は、RIE後も基板および
電極部に残渣として残る。また、CuCl2 は、空気中
のH2 0と反応してHClを生成し、電極を腐食(アフ
タ−コロ−ジョン)させる。
At present, as an electrode manufacturing method, Cl-based gas is used as an etching gas and RIE excellent in fine processing is adopted. However, RIE became difficult by alloying Al in order to improve power resistance. Al-Cu at the time of RIE is etched by volatilization (volatilization in the form of AlCl 3 , CuCl 2 , Al 2 CuCl 8 etc.) in the chemical reaction by radicals of Cl-based gas and physical sputtering by ions. However, since CuCl 2 has a lower vapor pressure than AlCl 3 , the rate of volatilization by radicals becomes slow. Therefore, CuCl 2 remains as a residue on the substrate and the electrode portion even after RIE. Also, CuCl 2 reacts with H 2 0 in the air to generate HCl, which corrodes the electrode (after-corrosion).

【0004】これを解決するために、RIE時に、Al
−CuにAlCl3 を供給し、CuCl2 をAl2 Cu
Cl8 の形にして、揮発を促進させることが報告されて
いる。この方法は、SMTRIE(Static Magnetoron
Triode RIE)装置を用い、且つ、この装置の第2カソ−
ドをAlにして、RIE中にAlCl3 を発生させると
いうものである。しかしながら、この方法は、SMTR
IE装置という特殊な設備を必要とするという欠点を有
している。
To solve this, at the time of RIE, Al
The AlCl 3 is supplied to -cu, the CuCl 2 Al 2 Cu
It has been reported to promote volatilization in the form of Cl 8 . This method is based on SMTRIE (Static Magnetoron
Triode RIE) equipment and the second cascade of this equipment
The Al is used as Al and the AlCl 3 is generated during RIE. However, this method
It has the drawback of requiring special equipment called an IE device.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
技術および設備では、SAWデバイスのみならず、それ
以外の電子部品においても、高耐電力性を有する微細な
Al合金電極を、残渣、腐食なくRIEすることが不可
能であった。
As described above, according to the conventional techniques and equipment, not only SAW devices but also other electronic components, fine Al alloy electrodes having high power resistance are used as residues, It was impossible to perform RIE without corrosion.

【0006】したがって、本発明は、残渣、腐食なくR
IEすることができ、高耐電力性を有し、そして特殊な
SMTRIE装置を必要としない微細な高耐電力Al合
金電極を有する電子部品の製造方法を提供することを目
的とする。
Therefore, according to the present invention, R
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing an electronic component having fine high-power-resistant Al alloy electrodes which can be subjected to IE, has high power-resistant property, and does not require a special SMTRIE device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の課題に対する解
決手段は以下の通りである。 1.基板上に、純Al層を形成する工程と、前記純Al
層上に、添加物を微量含有するAl合金電極層を形成す
る工程と、 前記Al合金電極層上に、レジストにより
電極をパタ−ンニングして、前記Al合金電極層および
純Al層をドライエッチングする工程と、前記純Al層
およびAl合金電極をアニ−ルして、Al合金電極の添
加物を、前記純Al層に拡散させる工程と、よりなる高
耐電力Al合金電極を有する電子部品の製造方法。
Means for solving the problems of the present invention are as follows. 1. Forming a pure Al layer on the substrate,
A step of forming an Al alloy electrode layer containing a trace amount of an additive on the layer, and patterning an electrode with a resist on the Al alloy electrode layer to dry-etch the Al alloy electrode layer and the pure Al layer. And a step of annealing the pure Al layer and the Al alloy electrode to diffuse the additive of the Al alloy electrode into the pure Al layer. Production method.

【0008】2.上記1項記載の製造方法において、ア
ニ−ル条件として、温度が100〜300℃で、時間が
5〜300分である高耐電力Al合金電極を有する電子
部品の製造方法。
2. In the manufacturing method described in the above item 1, as an annealing condition, a temperature is 100 to 300 ° C. and a time is 5 to 300 minutes.

【0009】3.上記1項記載の製造方法において、添
加物がCu、Ti、Pd、Ni、Si、Fe、Mn、C
r、Zn又はLiである高耐電力Al合金電極を有する
電子部品の製造方法。
3. In the manufacturing method described in the above item 1, the additives are Cu, Ti, Pd, Ni, Si, Fe, Mn, and C.
A method of manufacturing an electronic component having a high-power-resistant Al alloy electrode which is r, Zn, or Li.

【0010】4.上記3項記載の添加物の添加量が、
0.1〜20wt%である高耐電力Al合金電極を有す
る電子部品の製造方法。
4. The addition amount of the additive described in the above item 3 is
A method of manufacturing an electronic component having a high power resistant Al alloy electrode of 0.1 to 20 wt%.

【0011】5.上記1項記載の製造方法において、純
Al層2の膜厚が、100〜5000オンク゛ストロ-ムの範囲
にある高耐電力Al合金電極を有する電子部品の製造方
法。
5. The method for manufacturing an electronic component according to the above item 1, wherein the pure Al layer 2 has a high power-resistant Al alloy electrode having a film thickness in the range of 100 to 5,000 Å.

【0012】6.上記1項記載の製造方法において、A
l合金電極層の膜厚が、100〜5000オンク゛ストロ-ムの
範囲にある高耐電力Al合金電極を有する電子部品の製
造方法。
6. In the manufacturing method described in the above item 1, A
A method for manufacturing an electronic component having a high-power-resistant Al alloy electrode in which the film thickness of the 1-alloy electrode layer is in the range of 100 to 5000 angstroms.

【0013】7.上記1項記載の製造方法において、上
記2項、上記3項、上記4項、上記5項および上記6項
記載の高耐電力Al合金電極を有する電子部品の製造方
法。
7. The method of manufacturing an electronic component having the high-power-resistant Al alloy electrode according to the above-mentioned item 2, item 3, item 4, item 5, and item 6, in the method described in item 1.

【0014】[0014]

【作用】本発明は、基板とAl合金電極層との間に、純
Al層を形成したことにより、Al合金電極層の下層に
純Al層があるので、RIE中基板上に多量のAlCl
3 が供給される。CuCl2 は、AlCl3 が充分供給
されると、Al2 CuCl8 となって揮発(120℃で
揮発する)しやすくなるので、Al合金電極層を残渣、
腐食なくRIEすることができる。
According to the present invention, since the pure Al layer is formed between the substrate and the Al alloy electrode layer, the pure Al layer is below the Al alloy electrode layer. Therefore, a large amount of AlCl is deposited on the substrate during RIE.
3 is supplied. CuCl 2 becomes Al 2 CuCl 8 and easily volatilizes (volatilizes at 120 ° C.) when AlCl 3 is sufficiently supplied.
RIE can be performed without corrosion.

【0015】本発明は、RIE後、アニ−ルして、上層
のAl合金層を下層の純Al層に拡散させ、合金化する
ことにより、高耐電力性を得ることができる。
According to the present invention, after RIE, annealing is performed to diffuse the upper Al alloy layer into the lower pure Al layer for alloying to obtain high power resistance.

【0016】[0016]

【実施例】つぎに、本発明の実施例として、準マイクロ
波帯SAWデバイス用高耐電力Al−Cu合金電極を形
成する方法について説明する。
EXAMPLE Next, as an example of the present invention, a method for forming a high power resistant Al—Cu alloy electrode for a quasi-microwave band SAW device will be described.

【0017】図1に示すように、LiTaO3 、LiN
bO3 などの圧電基板1上に、蒸着、スパッタ等の薄膜
形成手段により、純Al層2を500オンク゛ストロ-ム成膜す
る。なお、この純Al層2の膜厚は、100〜5000
オンク゛ストロ-ムの範囲で可能である。
As shown in FIG. 1, LiTaO 3 , LiN
On the piezoelectric substrate 1 made of bO 3 or the like, a pure Al layer 2 is formed to a thickness of 500 Å by a thin film forming means such as vapor deposition or sputtering. The thickness of the pure Al layer 2 is 100 to 5000.
It is possible in the on-range range.

【0018】さらに、図2に示すように、純Al層2上
に、図1に示す工程と同一バッチで連続して、Al合金
電極層の一例であるAl−Cu層3を、3000オンク゛スト
ロ-ム成膜する。なお、このときのCuの添加量は、2w
t%であるが、添加量の範囲は、0.1〜20wt%が
可能である。また、このCuは、耐電力性を増すために
添加するものであるが、Cu以外に、同目的のために、
Ti、Pd、Ni、Si、Fe、Mn、Cr、Zn、L
i,Mg等の添加物を、0.1〜20wt%添加するこ
ともできる。これらの添加物を含有するAl合金電極層
の膜厚は、100〜5000オンク゛ストロ-ムの範囲で可能で
ある。
Further, as shown in FIG. 2, an Al—Cu layer 3 as an example of an Al alloy electrode layer is continuously formed on the pure Al layer 2 in the same batch as the step shown in FIG. Film formation. The amount of Cu added at this time is 2w.
Although it is t%, the range of the addition amount can be 0.1 to 20 wt%. Further, Cu is added to increase the power resistance, but in addition to Cu, for the same purpose,
Ti, Pd, Ni, Si, Fe, Mn, Cr, Zn, L
Additives such as i and Mg may be added in an amount of 0.1 to 20 wt%. The film thickness of the Al alloy electrode layer containing these additives can be in the range of 100 to 5000 angstroms.

【0019】図3に示すように、通常のフォトリソグラ
フィを用いて、Al−Cu層3上に、レジスト4を希望
の電極パタ−ンに形成する。
As shown in FIG. 3, a resist 4 is formed in a desired electrode pattern on the Al--Cu layer 3 by using ordinary photolithography.

【0020】図4に示すように、レジスト4をマスクと
して、RIEを用いて、Al−Cu層3および純Al層
2をドライエッチングする。その後、レジスト4を除去
する。
As shown in FIG. 4, the Al—Cu layer 3 and the pure Al layer 2 are dry-etched by RIE using the resist 4 as a mask. Then, the resist 4 is removed.

【0021】図5に示すように、おいて、純Al層2お
よびAl−Cu層3を200℃で30分間アニ−ルす
る。その結果、上層のAl−Cu層3中のCuが、下層
の純Al層2中に拡散して、全体がAl−Cu層5とな
る。なお、アニ−ル条件としては、温度は100〜30
0℃、時間は5〜300分が適当である。
As shown in FIG. 5, the pure Al layer 2 and the Al—Cu layer 3 are annealed at 200 ° C. for 30 minutes. As a result, Cu in the upper Al—Cu layer 3 diffuses into the lower pure Al layer 2 to become the Al—Cu layer 5 as a whole. In addition, as the annealing condition, the temperature is 100 to 30.
It is suitable that the temperature is 0 ° C. and the time is 5 to 300 minutes.

【0022】以上の工程により、SAWデバイス用高耐
電力Al−Cu合金電極を、残渣、腐食なくRIEする
ことが可能となった。本実施例と従来例により形成され
たRIE後のSAWデバイスの電極形状写真を、図6
(本実施例)および図7(従来例)に示す。条件等は表
1の通りである。
Through the above steps, it becomes possible to perform RIE on the high power resistant Al-Cu alloy electrode for SAW devices without any residue or corrosion. FIG. 6 is a photograph of the electrode shape of the SAW device after RIE formed in this example and the conventional example.
(This embodiment) and FIG. 7 (conventional example) are shown. The conditions are as shown in Table 1.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】この図7の従来例においては、電極(Al
−Cu)の一面に、腐食(黒い斑点)が生じているが、
図6の本実施例においては、このような腐食が生じてい
ないことが理解できる。
In the conventional example of FIG. 7, the electrode (Al
-Cu) has corrosion (black spots) on one surface,
It can be understood that such corrosion does not occur in this embodiment shown in FIG.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明は、基板とAl合金電極層との間
に、純Al層を形成したことにより、Al合金電極層の
下層に純Al層があるので、RIE中基板上に多量のA
lCl3 が供給される。CuCl2 は、AlCl3 が充
分供給されると、Al2 CuCl8 となって揮発(12
0℃で揮発する)しやすくなるので、Al合金電極を残
渣、腐食なくRIEすることができる。
According to the present invention, since the pure Al layer is formed between the substrate and the Al alloy electrode layer, there is a pure Al layer below the Al alloy electrode layer, so that a large amount of the Al alloy electrode layer is formed on the substrate during RIE. A
lCl 3 is supplied. CuCl 2 becomes Al 2 CuCl 8 and volatilizes (12 when AlCl 3 is sufficiently supplied).
It easily volatilizes at 0 ° C.), so that RIE can be performed on the Al alloy electrode without any residue or corrosion.

【0026】、本発明は、RIE後、アニ−ルして、上
層のAl合金電極層を下層の純Al層に拡散させ、合金
化することにより、高耐電力性を得ることができる。
According to the present invention, high power resistance can be obtained by annealing after RIE to diffuse the upper Al alloy electrode layer into the lower pure Al layer for alloying.

【0027】また、本発明は、Al合金電極層の下層に
AlCl3 の供給源(純Al層)を形成したことによ
り、SMTRIE装置を用いなくても、AlCl3 の添
加効果を実現できる。
Further, according to the present invention, since the supply source of AlCl 3 (pure Al layer) is formed under the Al alloy electrode layer, the effect of adding AlCl 3 can be realized without using the SMTRIE device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例工程(図1〜図5)におい
て、圧電基板に純Al層を形成する工程図
FIG. 1 is a process diagram of forming a pure Al layer on a piezoelectric substrate in a process (FIGS. 1 to 5) of one embodiment of the present invention.

【図2】 前記純Al層上にAl−Cu層を形成する工
程図
FIG. 2 is a process diagram of forming an Al—Cu layer on the pure Al layer.

【図3】 前記Al−Cu層上にレジストをパタ−ニン
グする工程図
FIG. 3 is a process diagram of patterning a resist on the Al-Cu layer.

【図4】 前記Al−Cu層をRIEする工程図FIG. 4 is a process diagram of RIE of the Al—Cu layer.

【図5】 アニ−ルにより前記Al−Cu層の添加物を
純Al層中に拡散させる工程図
FIG. 5 is a process diagram of diffusing the additive of the Al—Cu layer into a pure Al layer by annealing.

【図6】 本実施例の顕微鏡写真図FIG. 6 is a photomicrograph of the present embodiment.

【図7】 従来例の顕微鏡写真図FIG. 7 is a photomicrograph of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧電基板 2 純Al層 3、5 Al−Cu層 4 レジスト 1 Piezoelectric substrate 2 Pure Al layer 3,5 Al-Cu layer 4 resist

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 21/28 H01L 21/28 F 301 301Z 21/3065 H03H 3/08 21/60 9/145 Z H03H 3/08 H01L 21/302 G 9/145 21/92 621Z (56)参考文献 特開 昭60−64452(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23F 4/00 C22F 1/04 C23C 10/28 C23C 14/06 C23C 14/14 H01L 21/28 H01L 21/28 301 H01L 21/3065 H03H 3/08 H03H 9/145 H01L 21/60 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01L 21/28 H01L 21/28 F 301 301Z 21/3065 H03H 3/08 21/60 9/145 Z H03H 3/08 H01L 21 / 302 G 9/145 21/92 621Z (56) Reference JP-A-60-64452 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C23F 4/00 C22F 1/04 C23C 10/28 C23C 14/06 C23C 14/14 H01L 21/28 H01L 21/28 301 H01L 21/3065 H03H 3/08 H03H 9/145 H01L 21/60

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上に、純Al層を形成する工程と、 前記純Al層上に、添加物を微量含有するAl合金電極
層を形成する工程と、 前記Al合金電極層上に、レジストにより電極をパタ−
ンニングして、前記Al合金電極層および純Al層をド
ライエッチングする工程と、 前記純Al層およびAl合金電極をアニ−ルして、Al
合金電極の添加物を、前記純Al層に拡散させる工程
と、 よりなる高耐電力Al合金電極を有する電子部品の製造
方法。
1. A step of forming a pure Al layer on a substrate, a step of forming an Al alloy electrode layer containing a trace amount of an additive on the pure Al layer, and a resist on the Al alloy electrode layer. Pattern the electrode with
And dry etching the Al alloy electrode layer and the pure Al layer, and annealing the pure Al layer and the Al alloy electrode to form an Al
A method of manufacturing an electronic component having a high-power-resistant Al alloy electrode, which comprises the step of diffusing an additive of an alloy electrode into the pure Al layer.
【請求項2】 請求項1記載の製造方法において、アニ
−ル条件として、温度が100〜300℃で、時間が5
〜300分である高耐電力Al合金電極を有する電子部
品の製造方法。
2. The manufacturing method according to claim 1, wherein the annealing condition is a temperature of 100 to 300 ° C. and a time of 5 minutes.
A method for manufacturing an electronic component having a high-power-resistant Al alloy electrode for 300 minutes.
【請求項3】 請求項1記載の製造方法において、添加
物がCu、Ti、Pd、Ni、Si、Fe、Mn、C
r、Zn又はLiである高耐電力Al合金電極を有する
電子部品の製造方法。
3. The manufacturing method according to claim 1, wherein the additive is Cu, Ti, Pd, Ni, Si, Fe, Mn, or C.
A method of manufacturing an electronic component having a high-power-resistant Al alloy electrode which is r, Zn, or Li.
【請求項4】請求項3記載の添加物の添加量が、0.1
20wt%である高耐電力Al合金電極を有する電子
部品の製造方法。
4. The addition amount of the additive according to claim 3 is 0.1.
A method for manufacturing an electronic component having a high power resistant Al alloy electrode of 20 wt%.
【請求項5】 請求項1記載の製造方法において、純A
l層2の膜厚が、100〜5000オンク゛ストロ-ムの範囲に
ある高耐電力Al合金電極を有する電子部品の製造方
法。
5. The production method according to claim 1, wherein pure A
A method of manufacturing an electronic component having a high-power-resistant Al alloy electrode in which the film thickness of the 1-layer 2 is in the range of 100 to 5000 angstroms.
【請求項6】 請求項1記載の製造方法において、Al
合金電極層の膜厚が、100〜5000オンク゛ストロ-ムの範
囲にある高耐電力Al合金電極を有する電子部品の製造
方法。
6. The manufacturing method according to claim 1, wherein Al
A method of manufacturing an electronic component having a high-power-resistant Al alloy electrode in which the film thickness of the alloy electrode layer is in the range of 100 to 5000 angstroms.
【請求項7】 請求項1記載の製造方法において、請求
項2、請求項3、請求項4および請求項5記載の高耐電
力Al合金電極を有する電子部品の製造方法。
7. The method according to claim 1, wherein the high power withstanding Al alloy electrode according to claim 2, claim 3, claim 4, or claim 5 is used.
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