JPH03248574A - Manufacture of polysilicon resistor - Google Patents

Manufacture of polysilicon resistor

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JPH03248574A
JPH03248574A JP4772590A JP4772590A JPH03248574A JP H03248574 A JPH03248574 A JP H03248574A JP 4772590 A JP4772590 A JP 4772590A JP 4772590 A JP4772590 A JP 4772590A JP H03248574 A JPH03248574 A JP H03248574A
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JP
Japan
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film
amorphous silicon
silicon film
polysilicon
laser
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JP4772590A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuji Sakai
酒井 勝二
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Nippon Seiki Co Ltd
Original Assignee
Nippon Seiki Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To omit a thermal treatment process for removing hydrogen by forming an amorphous silicon film while using a gas containing silicon and an ArF laser as a light source, executing laser annealing onto the surface of the amorphous silicon film and forming a polysilicon film as a resistance layer. CONSTITUTION:A semiconductor substrate 12, on a surface of which an insulat ing film 11 composed of silicon nitride (SiN), silicon oxide (SiO2), etc., is formed through a plasma CVD method, or an insulating substrate is prepared. A silane gas such as monosilane (SiH4) or disilane (Si2H6) or the like is introduced into a furnace 13, and an amorphous silicon film (a-Si) 14 containing no hydrogen (H) is formed onto the surface of the insulating film 11 or the surface of the insulating substrate through an optical CVD method using argon fluoride (ArF) as a light source. Laser annealing by an excimer laser device 19, etc., is execut ed to the surface of the amorphous silicon film 14, and the surface of the amor phous silicon film 14 is crystallized, thus forming a polysilicon film 21 as a resistance layer. Accordingly, a thermal treatment process for removing hydro gen can be omitted.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリシリコン抵抗の製造方法に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a method of manufacturing polysilicon resistors.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、特開平1−199476号公報などで開示され
ているように、ダイヤフラムの膜部に歪抵抗をフルブリ
ッジ接続にて形成し、圧力に応じたダイヤフラムの変形
を歪抵抗の抵抗変化に変換して圧力を検出する半導体圧
力センサなどの電子部品には、ポリシリコン抵抗が用い
られており、このポリシリコン抵抗は次のようにして製
造されている。これは第4図(A)に示すようにプラズ
マCVD法にて半導体基板1の表面に形成された窒化シ
リコン(SiN)、酸化シリコン(Si(h)などの絶
縁膜2の表面、またはガラスなどからなる絶縁基板の表
面に、プラズマCVD法にてアモルファスシリコン膜3
を形成し、次に第4図(B)に示すようにアモルファス
シリコン膜3の表面にレーザーアニールを施し結晶化さ
せて抵抗層となるポリシリコン膜4を形成し、この後第
4図(C)に示すようにエツチングにてポリシリコン膜
4のパターニングを施してポリシリコン膜パターンから
なる抵抗層4aを形成し、次に第4図(D)に示すよう
に真空蒸着法にてアルミニウム膜5またはアルミニウム
合金膜を蒸着し、かつ第4図(E)に示すようにエツチ
ングにてアルミニウム膜5のパターニングを施してアル
ミニウム膜パターンからなる電極5aを形成し、この後
第4図(F)に示すように電極5aに出力取出用リード
線に接続される導電ワイヤー6を接続するとともに抵抗
層4aを覆う保護膜7を形成するものである。そして、
第4図(A)の工程においては一般に炉8内にシランガ
ス(SiH4)を導入してプラズマCVD法にてアモル
ファスシリコン膜3を形成し、第4図(B)の工程にお
いてはアモルファスシリコン膜3の表面に例えばエキシ
マレーザ−装置9のレーザーを照射してポリシリコン膜
4を形成するようにしている。
Generally, as disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-199476, a strain resistor is formed in the membrane part of a diaphragm by full bridge connection, and the deformation of the diaphragm in response to pressure is converted into a resistance change of the strain resistor. Polysilicon resistors are used in electronic components such as semiconductor pressure sensors that detect pressure, and these polysilicon resistors are manufactured as follows. As shown in FIG. 4(A), this is the surface of an insulating film 2 such as silicon nitride (SiN) or silicon oxide (Si(h)) formed on the surface of a semiconductor substrate 1 by plasma CVD method, or glass, etc. An amorphous silicon film 3 is formed by plasma CVD on the surface of an insulating substrate consisting of
Next, as shown in FIG. 4(B), the surface of the amorphous silicon film 3 is subjected to laser annealing to crystallize it to form a polysilicon film 4 which will become a resistance layer. ), the polysilicon film 4 is patterned by etching to form a resistive layer 4a consisting of a polysilicon film pattern, and then, as shown in FIG. 4(D), an aluminum film 5 is formed by vacuum evaporation. Alternatively, an aluminum alloy film is deposited, and the aluminum film 5 is patterned by etching as shown in FIG. 4(E) to form an electrode 5a consisting of an aluminum film pattern, and then as shown in FIG. As shown, a conductive wire 6 connected to an output lead wire is connected to the electrode 5a, and a protective film 7 is formed to cover the resistance layer 4a. and,
In the step shown in FIG. 4(A), silane gas (SiH4) is generally introduced into the furnace 8 and an amorphous silicon film 3 is formed by plasma CVD, and in the step shown in FIG. 4(B), an amorphous silicon film 3 is formed. The polysilicon film 4 is formed by irradiating the surface with a laser beam from an excimer laser device 9, for example.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術においては、シランガス(SiHa)を用
いてプラズマCVD法にてアモルファスシリコン膜3を
形成するものであるため、アモルファスシリコン膜3 
(a−Si:H)中には水素(H)が多量に含有され、
このままの状態で第4図(B)に示すレーザーアニール
を施すと、アモルファスシリコン膜3に含有する水素(
H)が表出し、ポリシリコン膜4の表面状態が甚だしく
荒れてしまうという問題があり、これを防止するために
通常はレーザーアニールを施す前に400〜500℃前
後で数時間の熱処理を施して水素抜きを行っている。
In the above conventional technology, since the amorphous silicon film 3 is formed by plasma CVD using silane gas (SiHa), the amorphous silicon film 3 is
(a-Si:H) contains a large amount of hydrogen (H),
When the laser annealing shown in FIG. 4(B) is performed in this state, the hydrogen contained in the amorphous silicon film 3 (
There is a problem that H) is exposed and the surface condition of the polysilicon film 4 becomes extremely rough.To prevent this, heat treatment is usually performed at around 400 to 500°C for several hours before laser annealing. We are removing hydrogen.

しかし、このような熱処理を行うことにより、製造工程
が増えるとともに熱処理時間も長くかかるため量産性が
悪いうえに、基板の材質も400〜500℃程度の耐熱
性を有する高価なものに限られ、コスト高になるという
問題があった。
However, such heat treatment increases the number of manufacturing steps and takes a long time for heat treatment, making it difficult to mass-produce, and the substrate material is limited to expensive materials that are heat resistant to about 400 to 500 degrees Celsius. There was a problem of high cost.

そこで本発明は水素抜きのための熱処理工程を省略でき
るポリシリコン抵抗の製造方法を提供することを目的と
する。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a polysilicon resistor that can omit the heat treatment step for removing hydrogen.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明のポリシリコン抵抗の製造方法は、シリコン含有
ガスを用いかつArFレーザーを光源とした光CVD法
にてアモルファスシリコン膜を形成し、このアモルファ
スシリコン膜の表面にレーザーアニールを施して抵抗層
となるポリシリコン膜を形成するものである。
The method for manufacturing a polysilicon resistor of the present invention involves forming an amorphous silicon film by a photo-CVD method using a silicon-containing gas and using an ArF laser as a light source, and then laser annealing the surface of this amorphous silicon film to form a resistance layer. A polysilicon film is formed.

また本発明は、ポリシリコン膜を形成するためのレーザ
ーアニールが、真空またはN2ガス雰囲気中においてX
eClレーザーを光源とした光CVD法にて施されるも
のである。
Further, the present invention provides that laser annealing for forming a polysilicon film is performed in a vacuum or in an N2 gas atmosphere.
This is performed by a photo-CVD method using an eCl laser as a light source.

〔作用〕[Effect]

本発明はArF レーザーを光源とした光CVD法にて
水素(H)が含有されないアモルファスシリコン膜(a
−Si)が形成される。また本発明はXeClレーザー
を光源とした光CVD法にてポリシリコン膜を形成する
ことによりアモルファスシリコン膜とポリシリコン膜と
を一連の工程で形成することができる。
The present invention is an amorphous silicon film (a
-Si) is formed. Further, according to the present invention, an amorphous silicon film and a polysilicon film can be formed in a series of steps by forming a polysilicon film by a photo-CVD method using an XeCl laser as a light source.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して説明する
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明の第1実施例を示し、先ず、第1図(A
)に示すようにプラズマCVD法にて窒化シリコン(S
iN)、酸化シリコン(SiOz)などの絶縁膜11が
表面に形成された半導体基板12、または絶縁基板(図
示せず)を用意する。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
), silicon nitride (S
A semiconductor substrate 12 or an insulating substrate (not shown) having an insulating film 11 formed on the surface thereof, such as silicon oxide (SiOz) or silicon oxide (SiOz), is prepared.

次に、第1図(B)に示すように絶縁膜11の表面、ま
たは絶縁基板の表面に、炉13内にモノシラン(SiH
4)またはジシラン(SiJ、)などのシランガスを導
入し、フッ化アルゴン(ArF)を光源とする光CVD
法にて水素(H)を含有しないアモルファスシリコン膜
(a−5t) 14を形成する。この場合、基板12が
配置される炉13には石英などからなる投光窓15が設
けられているとともにガス導入口16および排気口17
が設けられており、また炉13内はヒータ18により2
00℃以下の低温に維持される。19はエキシマレーザ
−装置、20はレンズでアル。
Next, as shown in FIG. 1(B), monosilane (SiH) is applied to the surface of the insulating film 11 or the surface of the insulating substrate in the furnace 13.
4) Or optical CVD in which silane gas such as disilane (SiJ, ) is introduced and argon fluoride (ArF) is used as a light source.
An amorphous silicon film (a-5t) 14 not containing hydrogen (H) is formed by a method. In this case, the furnace 13 in which the substrate 12 is placed is provided with a light projection window 15 made of quartz or the like, and a gas inlet 16 and an exhaust port 17.
The inside of the furnace 13 is heated by a heater 18.
The temperature is maintained at a low temperature below 00°C. 19 is an excimer laser device, and 20 is a lens.

次に、第1図(C)に示すようにアモルファスシリコン
膜14の表面にエキシマレーザ−装置19などによるレ
ーザーアニールを施し結晶化させて抵抗層となるポリシ
リコン膜21を形成する。
Next, as shown in FIG. 1C, the surface of the amorphous silicon film 14 is subjected to laser annealing using an excimer laser device 19 or the like to crystallize it and form a polysilicon film 21 that will become a resistive layer.

次に、第1図(D)に示すようにエツチングにてポリシ
リコン膜21のバターニングを施してポリシリコン膜パ
ターンからなる抵抗層21aを形成する。
Next, as shown in FIG. 1D, the polysilicon film 21 is patterned by etching to form a resistive layer 21a consisting of a polysilicon film pattern.

次に、第1図(E)に示すように真空蒸着法にてアルミ
ニウム膜22またはアルミニウム合金膜を蒸着し、かつ
第1図(F)に示すようにエツチングにてアルミニウム
膜パターンからなる電極22aを形成する。
Next, as shown in FIG. 1(E), an aluminum film 22 or an aluminum alloy film is deposited by vacuum evaporation, and as shown in FIG. 1(F), an electrode 22a made of an aluminum film pattern is etched. form.

次に、第1図(G)に示すように電極22aに出力取出
用リード線に接続される導電ワイヤー23を接続すると
ともに、プラズマCVD法にて電極22aを覆うように
窒化シリコン(SiN)などからなる保護膜24を形成
するものである。
Next, as shown in FIG. 1(G), a conductive wire 23 connected to the output lead wire is connected to the electrode 22a, and silicon nitride (SiN) or the like is coated using plasma CVD to cover the electrode 22a. A protective film 24 is formed.

このように本実施例においてはシランガスを用いかつA
rFレーザーを光源とした光CVD法にて絶縁膜11の
表面または絶縁基板の表面に水素(H)が含有されない
アモルファスシリコン膜14を形成するものであるため
、この後水素抜きのための熱処理を行うことなくレーザ
ーアニールを施してもポリシリコン膜21の表面が荒れ
ることがなく、また水素抜きのための熱処理工程を省略
できることにより量産性を向上できるとともに、基板の
材質も高価な耐熱性材料に限られることな(安価な材料
を適宜選択して使用することができ、ポリイシドなどの
高分子材料を基板として用いることも可能になる。
In this way, in this example, silane gas is used and A
Since the amorphous silicon film 14 containing no hydrogen (H) is formed on the surface of the insulating film 11 or the surface of the insulating substrate by a photo-CVD method using an rF laser as a light source, heat treatment for removing hydrogen is performed after this. The surface of the polysilicon film 21 will not become rough even if laser annealing is performed without annealing, and mass production can be improved by omitting the heat treatment process for removing hydrogen, and the material of the substrate can be made from an expensive heat-resistant material. It is possible to select and use an inexpensive material as appropriate, and it is also possible to use a polymeric material such as polyide as the substrate.

第2図は本発明の第2実施例を示し、第1実施例と同一
部分に同一符号を付し同一箇所の説明を省略して説明す
ると、この実施例においては第1実施例と第1図(A)
、 (B)、 (D)〜(G)の工程は同一であるが、
第1図(C)の工程が相違している。
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. The same parts as in the first embodiment are given the same reference numerals, and explanations of the same parts are omitted. Diagram (A)
, (B), (D) to (G) are the same steps,
The process shown in FIG. 1(C) is different.

そして、第1図(C)の工程は第2図に示すように第1
図(B)と同じ装置を用い、第1図(B)の工程後炉1
3内のシランガスを真空脱気して真空雰囲気状態にする
か、あるいはチッソガス(N2)を導入したN2雰囲気
状態とし、この雰囲気中において塩化キセノン(XeC
l)レーザーを光源とした光CVD法にてレーザーアニ
ールを施してポリシリコン膜3を形成したものであり、
これによって、第1実施例と同様に水素抜きのための熱
処理を省略できることに加えて、基板■2を炉13内に
配置したままアモルファスシリコン膜14とポリシリコ
ン膜21を続けて形成でき能率の向上を図ることができ
る。
Then, the process in FIG. 1(C) is performed in the first step as shown in FIG.
Using the same equipment as in Figure (B), the furnace 1 after the process in Figure 1 (B)
The silane gas in 3 is vacuum degassed to create a vacuum atmosphere, or nitrogen gas (N2) is introduced to create an N2 atmosphere, and in this atmosphere xenon chloride (XeC
l) The polysilicon film 3 is formed by laser annealing using a photo-CVD method using a laser as a light source,
As a result, in addition to being able to omit the heat treatment for removing hydrogen as in the first embodiment, the amorphous silicon film 14 and the polysilicon film 21 can be formed successively while the substrate 2 is placed in the furnace 13, which increases efficiency. You can improve your performance.

また、第2図において炉13内にボランなどの不純物を
ドーピングすることにより不純物が添化されたポリシリ
コン膜21を形成することもできる。また第1実施例の
第1図(C)あるいは第2実施例の第2図の工程におい
て、抵抗層21aとなる所定範囲のみレーザーを選択的
に照射して第3図に示すようなポリシリコン膜21のパ
ターンを形成することにより、第1図(D)のエツチン
グによるパターニング処理工程を省略することができる
Further, in FIG. 2, the polysilicon film 21 doped with impurities can be formed by doping an impurity such as borane into the furnace 13. In addition, in the process shown in FIG. 1C of the first embodiment or FIG. By forming the pattern of the film 21, the patterning step by etching shown in FIG. 1(D) can be omitted.

本発明は上記実施例に限定されるものではなく本発明の
要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例
えば電極、保護膜あるいはダイヤフラムの形成は適宜方
法を選択して行えばよい。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention. For example, electrodes, protective films, or diaphragms may be formed by selecting an appropriate method.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明はシリコン含有ガスを用いかつArF レーザー
を光源とした光CVD法にてアモルファスシリコン膜を
形成し、このアモルファスシリコン膜の表面にレーザー
アニールを施して抵抗層となるポリシリコン膜を形成す
るものであり、またポリシリコン膜を形成するためのレ
ーザーアニールが、真空またはN2ガス雰囲気中におい
てXeC1レーザーを光源とした光CVD法にて施され
るものであり、水素抜きのための熱処理工程を省略でき
るポリシリコン抵抗の製造方法を提供できる。
In the present invention, an amorphous silicon film is formed by optical CVD using a silicon-containing gas and an ArF laser as a light source, and the surface of this amorphous silicon film is subjected to laser annealing to form a polysilicon film that will become a resistance layer. In addition, the laser annealing to form the polysilicon film is performed by photo-CVD using a XeC1 laser as a light source in a vacuum or N2 gas atmosphere, and the heat treatment step for hydrogen removal is omitted. A method for manufacturing a polysilicon resistor can be provided.

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

第1図(A)〜(G)は本発明の第1実施例の製造工程
を示す概略説明図、第2図は本発明の第2実施例を示す
概略説明図、第3図は本発明の他の実施例を示す概略説
明図、第4図(A)〜(F)は従来の製造工程を示す概
略説明図である。 14−・アモルファスシリコン膜 21−ポリシリコン膜 21a−抵抗層
Figures 1 (A) to (G) are schematic explanatory diagrams showing the manufacturing process of the first embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic diagram showing the second embodiment of the present invention, and Figure 3 is a schematic diagram showing the manufacturing process of the first embodiment of the present invention. FIGS. 4(A) to 4(F) are schematic explanatory views showing other embodiments, and FIGS. 4(A) to 4(F) are schematic explanatory views showing conventional manufacturing processes. 14-・Amorphous silicon film 21-Polysilicon film 21a-Resistance layer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)シリコン含有ガスを用いかつArFレーザーを光
源とした光CVD法にてアモルファスシリコン膜を形成
し、このアモルファスシリコン膜の表面にレーザーアニ
ールを施して抵抗層となるポリシリコン膜を形成するこ
とを特徴とするポリシリコン抵抗の製造方法。
(1) Forming an amorphous silicon film by optical CVD using a silicon-containing gas and using an ArF laser as a light source, and performing laser annealing on the surface of this amorphous silicon film to form a polysilicon film that will become a resistance layer. A method for manufacturing a polysilicon resistor characterized by:
(2)ポリシリコン膜を形成するためのレーザーアニー
ルが、真空またはN_2ガス雰囲気中においてXeCl
レーザーを光源とした光CVD法にて施されることを特
徴とする請求項1記載のポリシリコン抵抗の製造方法。
(2) Laser annealing to form a polysilicon film is performed using XeCl in a vacuum or N_2 gas atmosphere.
2. The method for manufacturing a polysilicon resistor according to claim 1, wherein the method is carried out by a photo-CVD method using a laser as a light source.
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