JPH03138932A - 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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- JPH03138932A JPH03138932A JP27490989A JP27490989A JPH03138932A JP H03138932 A JPH03138932 A JP H03138932A JP 27490989 A JP27490989 A JP 27490989A JP 27490989 A JP27490989 A JP 27490989A JP H03138932 A JPH03138932 A JP H03138932A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明は半導体装置の製造方法に係り、特に配線形成
方法に関するものである。
方法に関するものである。
(従来の技術)
半導体装置において、配線部分は、従来、第3図に示す
ように形成されている。すなわち、半導体基板1に素子
分離のための絶縁膜2(例えばs+oxlll)および
不純物拡散N3を形成し、さらに前記絶縁膜2上に合金
膜(例えば−Six膜)またはポリシリコン膜からなる
電極4を形成した後、全面に絶縁膜5(例えばBPSG
膜)を形成する。
ように形成されている。すなわち、半導体基板1に素子
分離のための絶縁膜2(例えばs+oxlll)および
不純物拡散N3を形成し、さらに前記絶縁膜2上に合金
膜(例えば−Six膜)またはポリシリコン膜からなる
電極4を形成した後、全面に絶縁膜5(例えばBPSG
膜)を形成する。
その後、この絶縁膜5に、フォトリソ・エツチングによ
って、前記不純物拡散層3および電極4に貫通するよう
にコンタクトホール6を形成する。
って、前記不純物拡散層3および電極4に貫通するよう
にコンタクトホール6を形成する。
その後、図のように全面にスパッタ法でA1合金膜7を
形成し、このへ!合金膜7をフォトリソ・エツチングに
よって配線パターンにバターニングすることにより、前
記コンタクトホール6を通して不純物拡散層3および電
極4に接続される配線を形成する。
形成し、このへ!合金膜7をフォトリソ・エツチングに
よって配線パターンにバターニングすることにより、前
記コンタクトホール6を通して不純物拡散層3および電
極4に接続される配線を形成する。
しかしながら、上記のような従来の配線形成方法では、
半導体素子構造の微細化、積「化に伴いコンタクトホー
ル6のアスペクト比(コンタクトホール深さと径の比)
が大きくなるにつれて、該コンタクトホール6部分で第
3図の円内で示すようにA1合金膜7に充分なカバレー
ジが得られず、配線が断線する問題点があった。
半導体素子構造の微細化、積「化に伴いコンタクトホー
ル6のアスペクト比(コンタクトホール深さと径の比)
が大きくなるにつれて、該コンタクトホール6部分で第
3図の円内で示すようにA1合金膜7に充分なカバレー
ジが得られず、配線が断線する問題点があった。
そこで、コンタクトホールを選択W(タングステン)C
VD技術で、Wにより埋込む方法が開発されている。第
4図は、その埋込み法により配線を形成する場合である
。まず、半導体基板lに第3図と同様にm縁膜2および
不純物拡散層3を形成し、絶縁膜2上には電極4を形成
した後、全面に絶縁11i5を形成する。その絶縁膜5
上に第2の電極として合金層で電極8を形成する。その
後、再度全面にm縁膜9(例えばBPSG膜)を形成す
る。その絶縁膜9と前記wA縁膜5に、前記不純物拡散
層3.電極8.電極4の各々に貫通するようにコンタク
トホール6を開ける。そのコンタクトホール6を選択W
CVD法によってW膜10で埋込む、その後、全面にス
パッタ法でA1合金膜7を形成し、このA1合金膜7を
フォトリソ・エツチングによって配線パターンにパター
ニングすることによって配線を形成する。この配線は、
コンタクトホール6部分でWatOを通して不純物拡散
層3および電極8.4の各々に接続される。
VD技術で、Wにより埋込む方法が開発されている。第
4図は、その埋込み法により配線を形成する場合である
。まず、半導体基板lに第3図と同様にm縁膜2および
不純物拡散層3を形成し、絶縁膜2上には電極4を形成
した後、全面に絶縁11i5を形成する。その絶縁膜5
上に第2の電極として合金層で電極8を形成する。その
後、再度全面にm縁膜9(例えばBPSG膜)を形成す
る。その絶縁膜9と前記wA縁膜5に、前記不純物拡散
層3.電極8.電極4の各々に貫通するようにコンタク
トホール6を開ける。そのコンタクトホール6を選択W
CVD法によってW膜10で埋込む、その後、全面にス
パッタ法でA1合金膜7を形成し、このA1合金膜7を
フォトリソ・エツチングによって配線パターンにパター
ニングすることによって配線を形成する。この配線は、
コンタクトホール6部分でWatOを通して不純物拡散
層3および電極8.4の各々に接続される。
(発明が解決しようとする課!り
しかるに、上述の選IRwcvp法によるW埋込み法で
は、Wが不純物拡散層上や電極上でほぼ同じ埋込み膜厚
となるために、同一基板上に深さの異なるコンタクトホ
ールが共存する場合(第4図では、不純物拡散層3およ
び電極4上のコンタクトホール6が深く、電極8上のコ
ンタクトホール6が浅い)は、深いコンタクトホールを
充分に埋込むことができない問題点があった。したがっ
て、W埋込み法を採用しても、深いコンタクトホール部
分では例えば第4図の円内で示すように上NA1合金配
線のカバレージが充分でな(、断線の恐れがあり、この
ことが選択WCVD技術による埋込み法を実用化する上
で大きな問題となっていた。
は、Wが不純物拡散層上や電極上でほぼ同じ埋込み膜厚
となるために、同一基板上に深さの異なるコンタクトホ
ールが共存する場合(第4図では、不純物拡散層3およ
び電極4上のコンタクトホール6が深く、電極8上のコ
ンタクトホール6が浅い)は、深いコンタクトホールを
充分に埋込むことができない問題点があった。したがっ
て、W埋込み法を採用しても、深いコンタクトホール部
分では例えば第4図の円内で示すように上NA1合金配
線のカバレージが充分でな(、断線の恐れがあり、この
ことが選択WCVD技術による埋込み法を実用化する上
で大きな問題となっていた。
この発明は上記の点に鑑みなされたもので、同一基板上
に深いコンタクトホールと浅いコンタクトホールが共存
する場合でも、すべてのコンタクトホールを選択CVD
技術によるWaで充分に壇込むことができ、断線の恐れ
の少ない高信頼性の配線を形成することができる半導体
装置の製造方法を提供することを目的とする。
に深いコンタクトホールと浅いコンタクトホールが共存
する場合でも、すべてのコンタクトホールを選択CVD
技術によるWaで充分に壇込むことができ、断線の恐れ
の少ない高信頼性の配線を形成することができる半導体
装置の製造方法を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段)
この発明は、半導体基板上に絶縁膜を形成し、この絶縁
膜に浅いコンタクトホールと深いコンタクトホールを形
成し、これらコンタクトホールを選択wcvn法による
W膜で埋込み、そのwlに接続して配線を形成するよう
にした半導体装置の製造方法において、選択WCVD法
によるW膜の堆積開始を深いコンタクトホール側より遅
らせるような層を浅いコンタクトホールの底面に形成し
、その上で両コンタクトホールに対する選択WCVD法
によるwlの埋込みを行うようにしたものである。
膜に浅いコンタクトホールと深いコンタクトホールを形
成し、これらコンタクトホールを選択wcvn法による
W膜で埋込み、そのwlに接続して配線を形成するよう
にした半導体装置の製造方法において、選択WCVD法
によるW膜の堆積開始を深いコンタクトホール側より遅
らせるような層を浅いコンタクトホールの底面に形成し
、その上で両コンタクトホールに対する選択WCVD法
によるwlの埋込みを行うようにしたものである。
(作 用)
選択WCVD法でW膜の堆積開始を遅らせる層としては
、例えばTtNlllが挙げられる。このTiN膜とに
選択WCVD法でW膜を堆積させた場合は、第2図に示
すように、CVD開始後、450℃で約2分、350℃
で約4分遅れてW膜の堆積が開始される。一方、下地が
単結晶シリコンやポリシリコンあるいは−Sixのよう
な場合は、CVD開始直後、すなわち、第2図の0分か
らW膜の堆積がスタートする。
、例えばTtNlllが挙げられる。このTiN膜とに
選択WCVD法でW膜を堆積させた場合は、第2図に示
すように、CVD開始後、450℃で約2分、350℃
で約4分遅れてW膜の堆積が開始される。一方、下地が
単結晶シリコンやポリシリコンあるいは−Sixのよう
な場合は、CVD開始直後、すなわち、第2図の0分か
らW膜の堆積がスタートする。
したがって、半導体基板上に深いコンタクトホールと浅
いコンタクトホールが共存する場合において、浅いコン
タクトホールの底面だけに例えばTiN膜を設けてWC
VD法によるWWIの埋込みを開始さセれば、深いコン
タクトホール側(通常底面は単結晶シリコンやポリシリ
コン)はCVD開始直後からW膜が堆積され、他方浅い
コンタクトホール側は数分遅れてW膜が堆積し始めるの
で、この浅いコンタクトホール側で遅れた分だけ深いコ
ンタクトホール側に厚くW膜を堆積させることができる
。したがって、深いコンタクトホールをW膜で充分に埋
込むことができる。一方、浅いコンタクトホール側でw
lの堆積開始が遅れても、こちら側は浅い故、こちら側
も充分にW膜で埋込むごとができる。
いコンタクトホールが共存する場合において、浅いコン
タクトホールの底面だけに例えばTiN膜を設けてWC
VD法によるWWIの埋込みを開始さセれば、深いコン
タクトホール側(通常底面は単結晶シリコンやポリシリ
コン)はCVD開始直後からW膜が堆積され、他方浅い
コンタクトホール側は数分遅れてW膜が堆積し始めるの
で、この浅いコンタクトホール側で遅れた分だけ深いコ
ンタクトホール側に厚くW膜を堆積させることができる
。したがって、深いコンタクトホールをW膜で充分に埋
込むことができる。一方、浅いコンタクトホール側でw
lの堆積開始が遅れても、こちら側は浅い故、こちら側
も充分にW膜で埋込むごとができる。
(実施例)
以下この発明の一実施例を第1図を参照して説明する。
まず第1図falに示すように、Ski板21に素子分
離のための厚い絶縁膜22(例えばSi0g膜)と不純
物拡散層23を形成した後、前記絶縁膜22上に第1の
電極として電極24を形成する。この電極24は、基板
上の全面にポリシリコン膜をCVD法で2500人厚に
堆積させた後、このポリシリコン膜に6E20cm−’
程度のリン拡散を行い、その後フォトリソ・エツチング
によりポリシリコン膜をバターニングすることにより形
成される。
離のための厚い絶縁膜22(例えばSi0g膜)と不純
物拡散層23を形成した後、前記絶縁膜22上に第1の
電極として電極24を形成する。この電極24は、基板
上の全面にポリシリコン膜をCVD法で2500人厚に
堆積させた後、このポリシリコン膜に6E20cm−’
程度のリン拡散を行い、その後フォトリソ・エツチング
によりポリシリコン膜をバターニングすることにより形
成される。
その後、この電極24を覆って基Fi21上の全面に同
第1図(alに示すようにCVD1!を縁膜25(例え
ばBPSG膜)を5000人堆積させる。
第1図(alに示すようにCVD1!を縁膜25(例え
ばBPSG膜)を5000人堆積させる。
その後、CVD絶縁膜25上に電極材料としての合金膜
2G(例えばH3ix膜)をスパッタ法により1000
人堆積させる。さらにその上にTiN膜27を反応性ス
パッタ法(全圧6〜7 mTorr+ PNg / P
Ar−1/3)で7000人堆積させる。その後、Ti
N膜27と合金1Ii26をフォトリソ・エツチングで
第1図(blに示すようにバターニングすることにより
、TiNlI27を上層にもつ2層構造の電極28(第
2の電極)をCVD絶縁膜25上に完成させる。
2G(例えばH3ix膜)をスパッタ法により1000
人堆積させる。さらにその上にTiN膜27を反応性ス
パッタ法(全圧6〜7 mTorr+ PNg / P
Ar−1/3)で7000人堆積させる。その後、Ti
N膜27と合金1Ii26をフォトリソ・エツチングで
第1図(blに示すようにバターニングすることにより
、TiNlI27を上層にもつ2層構造の電極28(第
2の電極)をCVD絶縁膜25上に完成させる。
その後、この電極28を覆ってCVD絶縁膜25上の全
面に第1図(C)に示すように第2のCVD絶縁膜29
(例えばBPSG膜)を5000人堆積させる。その
後、この第2のCVD絶縁膜29と前記CVD絶縁膜2
5に、フォトリソ・エツチングによって、同第1図tc
+に示すように不純物拡散1i!23および電極28.
24の各々に到達するようにコンタクトホール30.3
1.32を形成する。ここで、そのコンタクトホールは
、不純物拡散層23および電極24上においては深いコ
ンタクトホール30.32となり、電極2日上において
は浅いコンタクトホール31となる。
面に第1図(C)に示すように第2のCVD絶縁膜29
(例えばBPSG膜)を5000人堆積させる。その
後、この第2のCVD絶縁膜29と前記CVD絶縁膜2
5に、フォトリソ・エツチングによって、同第1図tc
+に示すように不純物拡散1i!23および電極28.
24の各々に到達するようにコンタクトホール30.3
1.32を形成する。ここで、そのコンタクトホールは
、不純物拡散層23および電極24上においては深いコ
ンタクトホール30.32となり、電極2日上において
は浅いコンタクトホール31となる。
しかる後、それらコンタクトホール30.31゜32に
対して選択WCVD法でW膜の堆積を行い、第1図Td
+に示すようにコンタクトホール30゜31.32をW
膜33で埋込む、この時、選択WC’/Dは、WF、5
sec+s、 5ills S scc論を原料ガス、
Hz500sec閣、^r50secmをキャリアガス
として用し)て、圧力0.2τorrt温度250℃で
実施する。このような選択WCVD法でコンタクトホー
ル30.31゜32に対してW膜33の堆積を行うと、
深いコンタクトホール30,32においては底面が不純
物拡散層23および電極24によりシリコンであり、C
VD開始直後からW膜33が堆積されるが、浅いコンタ
クトホール31においては底面が電極28の上層部によ
りTiNであり、CVD開始後、数分遅れてW膜33の
堆積が開始される。したがって、所定時間W膜の堆積を
行うと、堆積開始時間の違いから、深いコンタクトホー
ル30.32においては厚くW膜33が堆積し、深いコ
ンタクトホール30.32を充分に埋めることができ、
浅いコンタクトホール31においてもその深さに対応す
るような薄いW膜33が堆積し、充分に埋められるよう
になる。
対して選択WCVD法でW膜の堆積を行い、第1図Td
+に示すようにコンタクトホール30゜31.32をW
膜33で埋込む、この時、選択WC’/Dは、WF、5
sec+s、 5ills S scc論を原料ガス、
Hz500sec閣、^r50secmをキャリアガス
として用し)て、圧力0.2τorrt温度250℃で
実施する。このような選択WCVD法でコンタクトホー
ル30.31゜32に対してW膜33の堆積を行うと、
深いコンタクトホール30,32においては底面が不純
物拡散層23および電極24によりシリコンであり、C
VD開始直後からW膜33が堆積されるが、浅いコンタ
クトホール31においては底面が電極28の上層部によ
りTiNであり、CVD開始後、数分遅れてW膜33の
堆積が開始される。したがって、所定時間W膜の堆積を
行うと、堆積開始時間の違いから、深いコンタクトホー
ル30.32においては厚くW膜33が堆積し、深いコ
ンタクトホール30.32を充分に埋めることができ、
浅いコンタクトホール31においてもその深さに対応す
るような薄いW膜33が堆積し、充分に埋められるよう
になる。
しかる後、その埋込み部を含む第20CVD絶縁膜29
上の全面に第1図(elに示すようにAI合金1!34
(例えば^l−3t−Cu膜)をスパッタ法で7000
人堆積させる。その後、そのA1合金膜34をフォトリ
ソ・エツチングによって配置パターンにバターニングす
ることにより、前記埋込みW膜33を通1して不純物拡
散1!123あるいは電極28゜24の各々に接続され
る配線を形成する。
上の全面に第1図(elに示すようにAI合金1!34
(例えば^l−3t−Cu膜)をスパッタ法で7000
人堆積させる。その後、そのA1合金膜34をフォトリ
ソ・エツチングによって配置パターンにバターニングす
ることにより、前記埋込みW膜33を通1して不純物拡
散1!123あるいは電極28゜24の各々に接続され
る配線を形成する。
(発明の効果)
以上詳細に説明したように、この発明の製造方法によれ
ば、浅いコンタクトホール側でのW膜の堆積開始を遅ら
せて、その遅れた分だけ深いコンタクトホール側で厚<
W*が堆積させるようにすることにより、浅いコンタク
トホールとともに深いコンタクトホールを選択WCVD
法によるwlで充分に埋込むことができる。したがって
、その上にメタル配線をカバレージよく形成することが
でき、高信頼性の配線、ひいては高信頼性の半導体装置
を製造させることができる。
ば、浅いコンタクトホール側でのW膜の堆積開始を遅ら
せて、その遅れた分だけ深いコンタクトホール側で厚<
W*が堆積させるようにすることにより、浅いコンタク
トホールとともに深いコンタクトホールを選択WCVD
法によるwlで充分に埋込むことができる。したがって
、その上にメタル配線をカバレージよく形成することが
でき、高信頼性の配線、ひいては高信頼性の半導体装置
を製造させることができる。
第1図はこの発明の半導体装置の製造方法の−実施例を
示す工程断面図、第2図はTiN上での選択WCVD法
によるW膜の堆積具合を示す特性図、第3図は従来の配
線形成方法を説明するための断面図、第4図は従来の選
択WCVD埋込み法による配線形成方法を説明するため
の断面図である。 21・・・Si基板、23・・・不純物拡散層、24・
・・電極、25・・・CVD絶縁膜、26・・・合金膜
、27・・・TiN膜、28・・・電極、29・・・第
2のCVD絶縁膜、30.31.32・・・コンタクト
ホール、33・・・W膜、34・・・^1合金膜。 本発明の一実施例 第1図 本発明の一実施例 第を図 TiN上の選択WCVD法 第2図
示す工程断面図、第2図はTiN上での選択WCVD法
によるW膜の堆積具合を示す特性図、第3図は従来の配
線形成方法を説明するための断面図、第4図は従来の選
択WCVD埋込み法による配線形成方法を説明するため
の断面図である。 21・・・Si基板、23・・・不純物拡散層、24・
・・電極、25・・・CVD絶縁膜、26・・・合金膜
、27・・・TiN膜、28・・・電極、29・・・第
2のCVD絶縁膜、30.31.32・・・コンタクト
ホール、33・・・W膜、34・・・^1合金膜。 本発明の一実施例 第1図 本発明の一実施例 第を図 TiN上の選択WCVD法 第2図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体基板上に絶縁膜を形成し、この絶縁膜に浅いコ
ンタクトホールと深いコンタクトホールを形成し、これ
らコンタクトホールを選択WCVD法によるW膜で埋込
み、そのW膜に接続して配線を形成するようにした半導
体装置の製造方法において、 選択WCVD法によるW膜の堆積開始を深いコンタクト
ホール側より遅らせるような層を浅いコンタクトホール
の底面に形成し、その上で両コンタクトホールに対する
選択WCVD法によるW膜の埋込みを行うようにしたこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27490989A JP2968005B2 (ja) | 1989-10-24 | 1989-10-24 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27490989A JP2968005B2 (ja) | 1989-10-24 | 1989-10-24 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03138932A true JPH03138932A (ja) | 1991-06-13 |
JP2968005B2 JP2968005B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=17548224
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27490989A Expired - Fee Related JP2968005B2 (ja) | 1989-10-24 | 1989-10-24 | 半導体装置の製造方法 |
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JP (1) | JP2968005B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08250588A (ja) * | 1995-03-06 | 1996-09-27 | Lg Semicon Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
DE4310955C2 (de) * | 1992-04-16 | 2002-10-17 | Micron Technology Inc | Verfahren zum Bearbeiten eines Halbleiterwafers |
-
1989
- 1989-10-24 JP JP27490989A patent/JP2968005B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE4310955C2 (de) * | 1992-04-16 | 2002-10-17 | Micron Technology Inc | Verfahren zum Bearbeiten eines Halbleiterwafers |
JPH08250588A (ja) * | 1995-03-06 | 1996-09-27 | Lg Semicon Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JP2968005B2 (ja) | 1999-10-25 |
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