JPS58135655A - 酸化膜を有する半導体装置の製造方法 - Google Patents
酸化膜を有する半導体装置の製造方法Info
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- JPS58135655A JPS58135655A JP1761382A JP1761382A JPS58135655A JP S58135655 A JPS58135655 A JP S58135655A JP 1761382 A JP1761382 A JP 1761382A JP 1761382 A JP1761382 A JP 1761382A JP S58135655 A JPS58135655 A JP S58135655A
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- Japan
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- oxide film
- silicon
- silicon nitride
- selective
- mask
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/76202—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO
- H01L21/76221—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO with a plurality of successive local oxidation steps
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- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
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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】
不発明は、半導体製造工程中の半導体装置における素子
間分離の九めの選択酸化膜の製造において5選択酸化膜
[端部領域での選択酸化膜の段差および突起が全くない
選択酸化膜の製造方法に関するものである〇 従来、シリコン半導体集積回路において、トランジスタ
素子間の分離領域の形成に選択酸化膜が使用されてきた
。通常の選択酸化膜の場合、酸化領域と非酸化領域の間
に酸化wi厚の約1.26倍に和尚する表面段差が存在
し、この表面段差がその後の工程で形成する配−の断縁
の原因となり、集積1路の歩留まりt低下させていた0
従って酸化狭領域のシリコンVm化前にあらかじめくほ
まゼておき、その後選択酸化することにより表面段差【
なくす方法(以下、埋め込み形選択酸化膜と略称する。
間分離の九めの選択酸化膜の製造において5選択酸化膜
[端部領域での選択酸化膜の段差および突起が全くない
選択酸化膜の製造方法に関するものである〇 従来、シリコン半導体集積回路において、トランジスタ
素子間の分離領域の形成に選択酸化膜が使用されてきた
。通常の選択酸化膜の場合、酸化領域と非酸化領域の間
に酸化wi厚の約1.26倍に和尚する表面段差が存在
し、この表面段差がその後の工程で形成する配−の断縁
の原因となり、集積1路の歩留まりt低下させていた0
従って酸化狭領域のシリコンVm化前にあらかじめくほ
まゼておき、その後選択酸化することにより表面段差【
なくす方法(以下、埋め込み形選択酸化膜と略称する。
)が行なわれていた。この埋め込み形選択酸化aは第1
図に示すような工程で製造されていた0 第1図<&)において、1はシリコンウニ1.2a熱酸
化課、3はCVD1ii化シリコン、4にホトリンで形
成したホトレジストでらる0第1図伽)において5にホ
トレジスト4tマスクとしてCVD1l化シリコン3を
エツチングしたものであるo f141図(c) VC
オイて6は熱酸化1112t−cVD窒化シリコンをマ
スクとしてエツチングしたものでおるo7はCVD窒化
シリコン3と熱酸化116tマスクとしてエツチングし
九シリコンウエノ〜である0第111W (d)にシい
て8線シリコン含熱酸化して形成した埋め込み形選択酸
化膜である0上記の第1図(d)に示す熱酸化工程の際
、11!化剤である迅0はシリコン表面から深さ方向に
拡散すると同時に、CVD舅化シリコン5の1のシリコ
′ンに対してもCv・D窒化膜5のバタンの窓あけされ
た境界を起点として横方向に拡散する0その結果選択酸
化[18か窒化aSt−もち上けて選択酸化膜端部の鐵
化膜が49上がる。この選択酸化imt集積回路の素子
分離用フィールド酸化膜に適用した場合、上記のちり上
がりによって生じた選択酸化膜端sの突起Hに微細な導
体配線の断線の原因となり、集積−路の歩留まり低下t
もたらした。これを防ぐ手段として、導体配m輪および
導体の濃厚を増大させ、ホトリンエ根に&ける微細バタ
ン形成の障害となり。
図に示すような工程で製造されていた0 第1図<&)において、1はシリコンウニ1.2a熱酸
化課、3はCVD1ii化シリコン、4にホトリンで形
成したホトレジストでらる0第1図伽)において5にホ
トレジスト4tマスクとしてCVD1l化シリコン3を
エツチングしたものであるo f141図(c) VC
オイて6は熱酸化1112t−cVD窒化シリコンをマ
スクとしてエツチングしたものでおるo7はCVD窒化
シリコン3と熱酸化116tマスクとしてエツチングし
九シリコンウエノ〜である0第111W (d)にシい
て8線シリコン含熱酸化して形成した埋め込み形選択酸
化膜である0上記の第1図(d)に示す熱酸化工程の際
、11!化剤である迅0はシリコン表面から深さ方向に
拡散すると同時に、CVD舅化シリコン5の1のシリコ
′ンに対してもCv・D窒化膜5のバタンの窓あけされ
た境界を起点として横方向に拡散する0その結果選択酸
化[18か窒化aSt−もち上けて選択酸化膜端部の鐵
化膜が49上がる。この選択酸化imt集積回路の素子
分離用フィールド酸化膜に適用した場合、上記のちり上
がりによって生じた選択酸化膜端sの突起Hに微細な導
体配線の断線の原因となり、集積−路の歩留まり低下t
もたらした。これを防ぐ手段として、導体配m輪および
導体の濃厚を増大させ、ホトリンエ根に&ける微細バタ
ン形成の障害となり。
さらに多層配線時にその影響が大きく現われ集積回路の
1III@度化會さまたけた゛0本発911はこれらの
欠点を除去するために、遇択酸化換のも9上が9をもた
らすシリコン部分を1酸化膜度のちがいおよび酸化によ
るl#脹貴を考鳳したエツチングによp予じめ除去し、
その後り度選択酸化tfrIなうことt特徴とし、選択
緻化換の段差および突起をなくして半導体基板の戒面を
平坦化したもので、集MRIgl路の歩留まp同上と導
体配線の高密度化をはかることを目的とする′もの、で
ある0 前記の目的を達成するため、不発明は半導体装置の製造
工程において(IL)シリコン基板の上に薄い酸化膜゛
および第1のシリコン窒化膜を形成し、ホトエツチング
により該窒化膜、酸化膜の−Sを除去して、素子間分離
領域を形成する工程、(b)#素子間分離領域を選択的
に酸化する工11.. (c)鉄酸化atエツチングで
除去する工程、(d)前記の工程後シリコン基板上面に
比較的薄い酸化at影形成る工a、(e)al化マスク
となる第2のシリコン窒化膜を全面に形成する・工程、
(f)初めにホトエツチングされて残されて―る第1の
シリコン窒化膜バタンtマスクとして、後で形成され要
請2のシリコン窒化atエツチングしてバーズビーク部
分のシリコン基板側に第2のシリコ゛ン窒化1It−選
択的に残す工程、(g)該窒化il[t−マスクとして
選択的にシリコン基板tW化する工程、以上の各工程を
含み。
1III@度化會さまたけた゛0本発911はこれらの
欠点を除去するために、遇択酸化換のも9上が9をもた
らすシリコン部分を1酸化膜度のちがいおよび酸化によ
るl#脹貴を考鳳したエツチングによp予じめ除去し、
その後り度選択酸化tfrIなうことt特徴とし、選択
緻化換の段差および突起をなくして半導体基板の戒面を
平坦化したもので、集MRIgl路の歩留まp同上と導
体配線の高密度化をはかることを目的とする′もの、で
ある0 前記の目的を達成するため、不発明は半導体装置の製造
工程において(IL)シリコン基板の上に薄い酸化膜゛
および第1のシリコン窒化膜を形成し、ホトエツチング
により該窒化膜、酸化膜の−Sを除去して、素子間分離
領域を形成する工程、(b)#素子間分離領域を選択的
に酸化する工11.. (c)鉄酸化atエツチングで
除去する工程、(d)前記の工程後シリコン基板上面に
比較的薄い酸化at影形成る工a、(e)al化マスク
となる第2のシリコン窒化膜を全面に形成する・工程、
(f)初めにホトエツチングされて残されて―る第1の
シリコン窒化膜バタンtマスクとして、後で形成され要
請2のシリコン窒化atエツチングしてバーズビーク部
分のシリコン基板側に第2のシリコ゛ン窒化1It−選
択的に残す工程、(g)該窒化il[t−マスクとして
選択的にシリコン基板tW化する工程、以上の各工程を
含み。
半導体表面に対する段差および突起が全くない選択叡化
験を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法を
発明の要旨とするものである。
験を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法を
発明の要旨とするものである。
次に本発明の実施ガ會添附園面について説明する。なお
実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しな
い範囲内で、槍々の変更あるいに改良を行いうろことは
云うまでもない0tsz図(&)〜(f)は本発明の実
施例に2ける製造工程を示す。@ 2 m (a)にお
いて9はシリコンウニノ・(酸化可能な基板)%12F
iホトレジストであるOuはホトレジスト12tマスク
にしてエツチングし*CVDm化11で6り、10はC
VD窒化11t−ffスクにしてエツチングした熱酸化
膜でるる。第2図(b)において14はシリコンウニI
9 t−選択酸化したものであるo13は、ごの選択酸
化によって、エツチング(a!化lIlに変換)された
シリコンである0シリコンを熱酸化すると、酸化jil
Kにシリコン表面より酸化膜厚の約45X相当下11e
C形成されるOたとえば、最終的に選択酸化濃厚1 p
pI@に形成するためrcはシリコy13のエツチング
に必gl!な酸化膜厚は約1.2μm(パッドの酸化膜
厚10を考嵐しない場合ンとなる0(第3図参照)第2
図(C)において肋は選択酸化−14tエツチングによ
り除去した後に残った素子゛領域上の熱酸化膜である0
この時現われる選択酸化膜端S領域のシリコン13のス
ロープは選択酸化績端部の突起(バーズヘッド)の発生
を吸収させるのに相当するスロープとなっている。
実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しな
い範囲内で、槍々の変更あるいに改良を行いうろことは
云うまでもない0tsz図(&)〜(f)は本発明の実
施例に2ける製造工程を示す。@ 2 m (a)にお
いて9はシリコンウニノ・(酸化可能な基板)%12F
iホトレジストであるOuはホトレジスト12tマスク
にしてエツチングし*CVDm化11で6り、10はC
VD窒化11t−ffスクにしてエツチングした熱酸化
膜でるる。第2図(b)において14はシリコンウニI
9 t−選択酸化したものであるo13は、ごの選択酸
化によって、エツチング(a!化lIlに変換)された
シリコンである0シリコンを熱酸化すると、酸化jil
Kにシリコン表面より酸化膜厚の約45X相当下11e
C形成されるOたとえば、最終的に選択酸化濃厚1 p
pI@に形成するためrcはシリコy13のエツチング
に必gl!な酸化膜厚は約1.2μm(パッドの酸化膜
厚10を考嵐しない場合ンとなる0(第3図参照)第2
図(C)において肋は選択酸化−14tエツチングによ
り除去した後に残った素子゛領域上の熱酸化膜である0
この時現われる選択酸化膜端S領域のシリコン13のス
ロープは選択酸化績端部の突起(バーズヘッド)の発生
を吸収させるのに相当するスロープとなっている。
第2図(d)の16は熱酸化膜であり、 17は減圧C
VD窒化シリコンであるo fa 2崗(・)において
19は反応性イオンエツチング技術でセル7アラインに
よpCVD菫化シ窒化ンを異方性エツチングしたもので
ある。18はCVD1l化シリコン19t−マスクにし
てエツチングした熱酸化膜である。この時、$2図(a
)の状litがバーズヘッドの発生を吸収させるスロー
プを傍った構造で杏現している。第2図(f)において
20にバーズヘッドが完全にシリコン表面に埋め込まれ
た選択酸化膜の形状である。熱酸化前にシリコンの酸化
によってもり上が9相当分だけ熱酸化によってエツチン
グされているため、熱酸化後に選択は化によって発生す
る突起は全くない。
VD窒化シリコンであるo fa 2崗(・)において
19は反応性イオンエツチング技術でセル7アラインに
よpCVD菫化シ窒化ンを異方性エツチングしたもので
ある。18はCVD1l化シリコン19t−マスクにし
てエツチングした熱酸化膜である。この時、$2図(a
)の状litがバーズヘッドの発生を吸収させるスロー
プを傍った構造で杏現している。第2図(f)において
20にバーズヘッドが完全にシリコン表面に埋め込まれ
た選択酸化膜の形状である。熱酸化前にシリコンの酸化
によってもり上が9相当分だけ熱酸化によってエツチン
グされているため、熱酸化後に選択は化によって発生す
る突起は全くない。
これに、選択酸化膜厚を増加させても同様の結果が得ら
れる。
れる。
これらの作用を簡単にviL明すると次のよう4Cなる
。第3内因において21はシリコン表面であり。
。第3内因において21はシリコン表面であり。
22HcvDx化シリコン23tマスクに酸化した第1
の選択酸化績である0遍択酸化換厚χ、を得ると) 選
択酸化膜厚端部はたとえは0.とへの角度で窒化シリコ
ン23t−も9あける。このとき酸化**面は初めのシ
リコン表面よりaχ、だけもpあかる。端部の窒化シリ
コンnの角度はaθ、および&0電となる。また、シリ
コン表1illは逆にbχ、エツチングされ、端Sにb
#、、bθ、の角度のスロープが形成される。第3図の
)において24は選択酸化@22tエツチングにより除
去し、そのvk1減圧CVD1l化シリコンを形成し、
窒化シリコン23を7スクにエツチングにより形成され
九窒化シリコンである。器はこの窒化シリコンスと23
tマスクに酸化した第2の選択酸化膜である0ここでま
た。@3図叩上同様の作用により選択酸化11125の
表面はシリコン1 基板21と同一平面に平坦化され
て形成される。第3因の中のa、bはたとえばシリコy
ts、敵化した場合、おおよそa = 0.55 、
b = 0.45となるOhに第11!l!1目の酸化
膜除去後のシリコン表面を示す。第4図に1以上の作用
をさらに簡単に説明したものである。第4図(A)にお
いて26に酸化の速いシリコン、27は届より酸化の遅
いシリコン、28は極めて酸化の遅いシリコンである。
の選択酸化績である0遍択酸化換厚χ、を得ると) 選
択酸化膜厚端部はたとえは0.とへの角度で窒化シリコ
ン23t−も9あける。このとき酸化**面は初めのシ
リコン表面よりaχ、だけもpあかる。端部の窒化シリ
コンnの角度はaθ、および&0電となる。また、シリ
コン表1illは逆にbχ、エツチングされ、端Sにb
#、、bθ、の角度のスロープが形成される。第3図の
)において24は選択酸化@22tエツチングにより除
去し、そのvk1減圧CVD1l化シリコンを形成し、
窒化シリコン23を7スクにエツチングにより形成され
九窒化シリコンである。器はこの窒化シリコンスと23
tマスクに酸化した第2の選択酸化膜である0ここでま
た。@3図叩上同様の作用により選択酸化11125の
表面はシリコン1 基板21と同一平面に平坦化され
て形成される。第3因の中のa、bはたとえばシリコy
ts、敵化した場合、おおよそa = 0.55 、
b = 0.45となるOhに第11!l!1目の酸化
膜除去後のシリコン表面を示す。第4図に1以上の作用
をさらに簡単に説明したものである。第4図(A)にお
いて26に酸化の速いシリコン、27は届より酸化の遅
いシリコン、28は極めて酸化の遅いシリコンである。
第4図(6)において29は第Roll化換である。第
4図(Qにおいて30は酸化aa29t−エツチングに
より除去し、その後酸化した第2の酸化膜である。酸化
によってもり上がる領域は予め@1の酸化と、その後の
酸化膜のエツチングによりくほまぜであるので、第2の
酸化膜加の表面は平坦となる〇 以上説明したように本発明によれば、選択酸化膜端部領
域に酸化膜の突起がなく、半導体表面が平坦であるから
集積回路における素子分離用フィールド酸化膜に適用し
た場合、配線の断!Iを生ぜず、集積回路の歩留まり同
上がはかれる。また、配線の膜厚を薄められることから
、多層配−の7オトリンエ程における微細バタン形成の
障害とならず、集&回路の高密度化がはかれる。
4図(Qにおいて30は酸化aa29t−エツチングに
より除去し、その後酸化した第2の酸化膜である。酸化
によってもり上がる領域は予め@1の酸化と、その後の
酸化膜のエツチングによりくほまぜであるので、第2の
酸化膜加の表面は平坦となる〇 以上説明したように本発明によれば、選択酸化膜端部領
域に酸化膜の突起がなく、半導体表面が平坦であるから
集積回路における素子分離用フィールド酸化膜に適用し
た場合、配線の断!Iを生ぜず、集積回路の歩留まり同
上がはかれる。また、配線の膜厚を薄められることから
、多層配−の7オトリンエ程における微細バタン形成の
障害とならず、集&回路の高密度化がはかれる。
さらに本発明によれば次の特有の効果をも有するもので
ある。
ある。
(イラ 選択酸化膜の突起および段差用の半導体基板エ
ツチングを熱酸化で行なっているため、プロセスの再現
性および均一性が良好となり1堝状技術でも±3X以内
の娯差におさえることができる。
ツチングを熱酸化で行なっているため、プロセスの再現
性および均一性が良好となり1堝状技術でも±3X以内
の娯差におさえることができる。
(ロ)選択酸化特有の形状を選択酸化によp半導体基板
にスロープ管形成しているので突起および段差を完全に
吸収できる。選択酸化膜厚に無関係である。
にスロープ管形成しているので突起および段差を完全に
吸収できる。選択酸化膜厚に無関係である。
(ハ)半導体基板のスロープへの選択酸化マスクはセル
ファラインで形成しているのでプロセスが簡単である。
ファラインで形成しているのでプロセスが簡単である。
第1図(JL) =(d)は従来の埋め込み形選択酸化
構造の製造工程図、@2図葎ン〜(1)Fi本発明の埋
め込み形選択域化構造の製造工程図、@3図叩上 CB
) 、第4叩上、 CB) 、 tc)は本発明の簡単
な鳳11図を示す。 1 、7 、9.13.21,28,27.28・−・
・・・シリコンクエバ(Ill化可能な基板)b 2
、6 、8.10,14゜15 、16 、1g 、
20 、22 、25 、29 、30・・・・−・熱
酸化膜(酸化@)、3 、5.11,17.19.23
,24−・・・・・CVD窩化シリコン(am!化マス
ク材料)%4,12・・・・・・ホトレジスト 特許出馳入 日本電信電話公社 第1図
構造の製造工程図、@2図葎ン〜(1)Fi本発明の埋
め込み形選択域化構造の製造工程図、@3図叩上 CB
) 、第4叩上、 CB) 、 tc)は本発明の簡単
な鳳11図を示す。 1 、7 、9.13.21,28,27.28・−・
・・・シリコンクエバ(Ill化可能な基板)b 2
、6 、8.10,14゜15 、16 、1g 、
20 、22 、25 、29 、30・・・・−・熱
酸化膜(酸化@)、3 、5.11,17.19.23
,24−・・・・・CVD窩化シリコン(am!化マス
ク材料)%4,12・・・・・・ホトレジスト 特許出馳入 日本電信電話公社 第1図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体装置の製造工程において (Jl) シリコン基板の上に薄い酸化膜及び第1の
シリコン窒化mt−形成し、ホトエツチングにより該窒
化膜、1化展の−St除去して、素子間分離領域を形成
する工程、 (b) U素子間分離領域t−選択的に酸化する工程
、(C) 該敵化換會エッチ/グで除去する工程、(
由 前記の工程後シリコン基板上向に比較的薄い酸化m
’r形成する工程、 (e) 酸化マスクとなる第2のシリコン窒化sit
全薗に形成する工程。 (f) 初めにホトエツチングされて残されている第
1のシリコン藁化換バタンtマスククして、後で形成さ
れた第2のシリコン窒化mt−エツチングしてバーズビ
ーク部分のシリコン基板側に第2のシリコン窒化膜を選
択的に残す工程、(g)pm化11t−vスフとして選
択的にシリコン基板を酸化する工程。 以上の各工程を含み、半導体表面に対する段差および突
起か全くない遇択鍍化at形成する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 |
---|---|---|---|
JP1761382A JPS58135655A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | 酸化膜を有する半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1761382A JPS58135655A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | 酸化膜を有する半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58135655A true JPS58135655A (ja) | 1983-08-12 |
JPH0413854B2 JPH0413854B2 (ja) | 1992-03-11 |
Family
ID=11948725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1761382A Granted JPS58135655A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | 酸化膜を有する半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58135655A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60257538A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-19 | エヌ・ベー・フイリツプス・フルーイランペンフアブリケン | 埋込酸化物層が局所的に設けられたシリコン体を有する半導体装置の製造方法 |
US4983537A (en) * | 1986-12-29 | 1991-01-08 | General Electric Company | Method of making a buried oxide field isolation structure |
JPH06112502A (ja) * | 1991-12-27 | 1994-04-22 | Nec Corp | 浮遊ゲート型半導体記憶装置及び製造方法 |
US5858857A (en) * | 1997-02-14 | 1999-01-12 | Winbond Electronics Corp. | Method of forming top corner rounding of shallow trenches in semiconductor substrate |
EP2757581A1 (en) * | 2013-01-22 | 2014-07-23 | Nxp B.V. | Semiconductor device |
US9570437B2 (en) | 2014-01-09 | 2017-02-14 | Nxp B.V. | Semiconductor die, integrated circuits and driver circuits, and methods of maufacturing the same |
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JPS56140646A (en) * | 1980-03-10 | 1981-11-04 | Western Electric Co | Method of manufacturing semiconductor circuit on semiconductor silicon substrate |
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-
1982
- 1982-02-08 JP JP1761382A patent/JPS58135655A/ja active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0413854B2 (ja) | 1992-03-11 |
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