JPS5851533A - 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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- JPS5851533A JPS5851533A JP14946581A JP14946581A JPS5851533A JP S5851533 A JPS5851533 A JP S5851533A JP 14946581 A JP14946581 A JP 14946581A JP 14946581 A JP14946581 A JP 14946581A JP S5851533 A JPS5851533 A JP S5851533A
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- grooves
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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
- H01L21/763—Polycrystalline semiconductor regions
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
- Element Separation (AREA)
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】
本発明は半導体装置の製造方法に関し、%[半導体集積
回i1f!1(IC)における菓子分除用の絶縁層の形
成方法に嘴するものである。
回i1f!1(IC)における菓子分除用の絶縁層の形
成方法に嘴するものである。
この種の絶縁層分離法として、ポリシリコン管用いるも
のが知られている。例えば、シリコン基板上のエピタキ
シャル層Kr1字状の分離用のIIIIIt形成した後
、この分離溝を含む全面にポリシリコンを一様KIIN
し、この状態で全面にアルミニウムを蒸着して分賠溝の
底面上と溝外のエピタキシャル層上とにアルミニウム層
を分離して’41!Mシ、前者のアル1=ウム層のみt
陽極酸化して得られた酸化了、ル2ニウム層會マスクと
して上記ポリシリコン【選択的にエツチングし、分離溝
の底面に残されたポリシリコン上にシリコン【選択的に
エピタキシャル成長させることが一案である。この場合
には、溝内でエピタキシャル成長したシリコンは多結晶
化し、1111K残されていたポリシリコンと共に素子
分離用の絶縁層としてIIDしている。
のが知られている。例えば、シリコン基板上のエピタキ
シャル層Kr1字状の分離用のIIIIIt形成した後
、この分離溝を含む全面にポリシリコンを一様KIIN
し、この状態で全面にアルミニウムを蒸着して分賠溝の
底面上と溝外のエピタキシャル層上とにアルミニウム層
を分離して’41!Mシ、前者のアル1=ウム層のみt
陽極酸化して得られた酸化了、ル2ニウム層會マスクと
して上記ポリシリコン【選択的にエツチングし、分離溝
の底面に残されたポリシリコン上にシリコン【選択的に
エピタキシャル成長させることが一案である。この場合
には、溝内でエピタキシャル成長したシリコンは多結晶
化し、1111K残されていたポリシリコンと共に素子
分離用の絶縁層としてIIDしている。
と仁ろが、この方法σ本発明者が検討した結果、分離帯
のlliを2μ扉権度と微小にできる点で有効ではある
が、上記の如くにアルミニウムを使用しているためJI
CCt)アルミニウムが後O拡蝕工11にかける汚染の
原因となり易い等の問題点があることが判明した。また
、分離溝をエツチングで形成した際にエピタキシャル層
表面の耐エツチングマスク(glosjl[)が分離溝
内に突出したひ名し形状となるため、次に蒸着したアル
ミニウムが分離溝の底面上てその側面から離れた位置に
残される仁とKなる。つt9、次の陽極酸化によるiス
フ材としての酸化アル1ニウムが分離溝の底面上に部分
的にしか残されないために1エツチング後に残ったポリ
シリコンは分離溝の側面側てその厚み分7’2ffの段
差【有した形状となり、その表面が平坦と社なってい1
にい。この結果、ポリシリコン上に選択的にエピタキシ
ャル成長したシリコンの最上面は、下地のポリシリコン
の表面形状に追随して中央部が盛上った形状となり、分
離溝を埋める分離用ポリシリコンの表面が平坦とはなら
ず、後の配耐工程等において不都合でるることが分った
。
のlliを2μ扉権度と微小にできる点で有効ではある
が、上記の如くにアルミニウムを使用しているためJI
CCt)アルミニウムが後O拡蝕工11にかける汚染の
原因となり易い等の問題点があることが判明した。また
、分離溝をエツチングで形成した際にエピタキシャル層
表面の耐エツチングマスク(glosjl[)が分離溝
内に突出したひ名し形状となるため、次に蒸着したアル
ミニウムが分離溝の底面上てその側面から離れた位置に
残される仁とKなる。つt9、次の陽極酸化によるiス
フ材としての酸化アル1ニウムが分離溝の底面上に部分
的にしか残されないために1エツチング後に残ったポリ
シリコンは分離溝の側面側てその厚み分7’2ffの段
差【有した形状となり、その表面が平坦と社なってい1
にい。この結果、ポリシリコン上に選択的にエピタキシ
ャル成長したシリコンの最上面は、下地のポリシリコン
の表面形状に追随して中央部が盛上った形状となり、分
離溝を埋める分離用ポリシリコンの表面が平坦とはなら
ず、後の配耐工程等において不都合でるることが分った
。
従って、本発明の目的は、上記の如き絶縁層分@におい
てアルミニウム等の汚染物質を全く使用せず、しかも分
鴫帝OS面を理想的に平坦化することにある。
てアルミニウム等の汚染物質を全く使用せず、しかも分
鴫帝OS面を理想的に平坦化することにある。
この目的を達成するために、本発明によれば、分離溝内
に絶縁性の多結晶又は非晶質半導体材料を11191j
シた後、この上にマスク材料を横着して分離1It−埋
め、次にこのマスク材料を所定深さまで除去し、エツチ
ング後の多結晶又は非晶質半導体層が分離溝内において
部分な平坦面を呈するようになし、この状圃で七の上r
C半導体材料を選択的に成長毛ぞている。
に絶縁性の多結晶又は非晶質半導体材料を11191j
シた後、この上にマスク材料を横着して分離1It−埋
め、次にこのマスク材料を所定深さまで除去し、エツチ
ング後の多結晶又は非晶質半導体層が分離溝内において
部分な平坦面を呈するようになし、この状圃で七の上r
C半導体材料を選択的に成長毛ぞている。
以下、本発明の実施例を図面について詳細に述べる。
第1ム図〜第1K図は本発明の第1の実施例を示すもの
でるり、七の工程を1−次設間する。
でるり、七の工程を1−次設間する。
まずlllA図のように、P型シリコン基板lの一生面
に、常法に従ってN+型埋込み層2を介してN−型エピ
タキシャルtml成長させ、更に七の表面の熱酸化で形
成1れた810黛腺4會公知のフォトエツチングでパタ
ーニングして分離用のスルーホール5tリング状に形成
する。
に、常法に従ってN+型埋込み層2を介してN−型エピ
タキシャルtml成長させ、更に七の表面の熱酸化で形
成1れた810黛腺4會公知のフォトエツチングでパタ
ーニングして分離用のスルーホール5tリング状に形成
する。
次いで#lB図のように、810mdl14にマスクト
シてシリコンをプラズマエツチング尋のドライエツチン
グ処理し、エピタキシャル層3及び埋込み層2t−貫通
して基板lにも達する禍2〜3μ溝、深82〜3psの
分離溝6をリング状に形成する。
シてシリコンをプラズマエツチング尋のドライエツチン
グ処理し、エピタキシャル層3及び埋込み層2t−貫通
して基板lにも達する禍2〜3μ溝、深82〜3psの
分離溝6をリング状に形成する。
次いで#IIo図のように、酸化性雰囲気中での訃処理
で分離溝6内のシリコン面に薄い1310r膜7を成長
させる。
で分離溝6内のシリコン面に薄い1310r膜7を成長
させる。
次いで−ID図のように、化学的気相成長技術(owD
)によって分離溝6t−含む全面にボ13シリコン層8
に一様に被層せしめ、更に分離溝6を完全に埋める如く
にフォトレジスト(例えばシプレー社製のムZ)9t−
全面に塗布する。フォトレジスト9は塗布によるために
分l11溝6に一充分に埋めつ<(、、tytはぼ平坦
な表面形状に被層される。
)によって分離溝6t−含む全面にボ13シリコン層8
に一様に被層せしめ、更に分離溝6を完全に埋める如く
にフォトレジスト(例えばシプレー社製のムZ)9t−
全面に塗布する。フォトレジスト9は塗布によるために
分l11溝6に一充分に埋めつ<(、、tytはぼ平坦
な表面形状に被層される。
次いで、1llljii図のように、フォトレジスト9
に対して一株にll1I5を処理を行ない、現會処理に
よって感光された部分を除去し、分離s6の底−土にの
みフォトレジスト9を残丁。この場合、フォトレジスト
9はポジタイプであるから、感光毛れだ厚み分が一様に
除去辿れ、従って分111fJ&外の比較的薄い部分は
丁べて除去されると共に1分離溝6内の厚い部分の深部
は感光されずに現菅後に残される仁とKなる。
に対して一株にll1I5を処理を行ない、現會処理に
よって感光された部分を除去し、分離s6の底−土にの
みフォトレジスト9を残丁。この場合、フォトレジスト
9はポジタイプであるから、感光毛れだ厚み分が一様に
除去辿れ、従って分111fJ&外の比較的薄い部分は
丁べて除去されると共に1分離溝6内の厚い部分の深部
は感光されずに現菅後に残される仁とKなる。
次いでI!l111図のように、残ったフォトレジスト
9をマスクとしてポリシリコン層8′tエツチングし、
分離溝6の底面から側面の一部Kかけてポリシリコンs
t選択的に残丁。
9をマスクとしてポリシリコン層8′tエツチングし、
分離溝6の底面から側面の一部Kかけてポリシリコンs
t選択的に残丁。
次いで第1G図のように、フォトレジスト9Vtエツチ
ングで除去した後、0VDKよって全面に811M4膜
10t−一様に成長名ぜる。このB114膜10は、分
離溝6内のポリシリコン層8 t)*mt完全KIN覆
するようICll51される。
ングで除去した後、0VDKよって全面に811M4膜
10t−一様に成長名ぜる。このB114膜10は、分
離溝6内のポリシリコン層8 t)*mt完全KIN覆
するようICll51される。
次いで911図のように、プラズマエツチング等のドラ
イエグチングによって、81sMajllOのうち81
0.膜4上の部分とそのスルーホール51下の分離溝底
面上の部分と【除去し、分離溝6の底面[j?いてポリ
シリコン層Bの平坦@111箇出サソる。なシ、スルー
ホール5における810禽膜4はひ嘔し形状となってい
るので、七のひ名し部属下のflisMalOはエツチ
ングされずに残る。
イエグチングによって、81sMajllOのうち81
0.膜4上の部分とそのスルーホール51下の分離溝底
面上の部分と【除去し、分離溝6の底面[j?いてポリ
シリコン層Bの平坦@111箇出サソる。なシ、スルー
ホール5における810禽膜4はひ嘔し形状となってい
るので、七のひ名し部属下のflisMalOはエツチ
ングされずに残る。
次いで$111工図のように1公知の選択的エピタキシ
ャル成長技術によって分離溝6内にシリコン會析出させ
る。仁の際、ポリシリコン8の上記露出面上にはポリシ
リコン12が選択的に成長し、分離116?完全に埋め
つく丁。このポリシリコン12は、分離溝底部のポリシ
リコン8の平坦面上に順次成長するから、その最上面1
3はその平坦面に追随して理想的な平坦形状となる。
ャル成長技術によって分離溝6内にシリコン會析出させ
る。仁の際、ポリシリコン8の上記露出面上にはポリシ
リコン12が選択的に成長し、分離116?完全に埋め
つく丁。このポリシリコン12は、分離溝底部のポリシ
リコン8の平坦面上に順次成長するから、その最上面1
3はその平坦面に追随して理想的な平坦形状となる。
次いで革IJ図のように、OVDで全面にりンシリケー
トガラス膜14t−被渭した後、このガラス躾及び下地
の810s膜4¥r通してフォトエツチングで各拡散用
スルーホールを形成し、公知の拡散技術で順次所定の不
純物をエピタキシャル層3に拡散せしめ、これKよって
埋込み層2に達するコレタタ取出し用N+型拡散領域1
5、Pf11ペース領域16、M+型工はツタ@埴17
を順次形成する。
トガラス膜14t−被渭した後、このガラス躾及び下地
の810s膜4¥r通してフォトエツチングで各拡散用
スルーホールを形成し、公知の拡散技術で順次所定の不
純物をエピタキシャル層3に拡散せしめ、これKよって
埋込み層2に達するコレタタ取出し用N+型拡散領域1
5、Pf11ペース領域16、M+型工はツタ@埴17
を順次形成する。
次いで$IK図のようic、OVDで全面にリンシリケ
ートガラス躾18を史に析出名ぜた後、公知のフォトエ
ツチングで各コンタクトホールを形成し、しかる後真空
蒸着技術で全面にアル4ニウムを付層さぜ、これ【フォ
トエツチングでバターニングして工きツタ電極19、ペ
ース電極20゜コレクタ亀41i21#?夫々形成する
。
ートガラス躾18を史に析出名ぜた後、公知のフォトエ
ツチングで各コンタクトホールを形成し、しかる後真空
蒸着技術で全面にアル4ニウムを付層さぜ、これ【フォ
トエツチングでバターニングして工きツタ電極19、ペ
ース電極20゜コレクタ亀41i21#?夫々形成する
。
こうして、分離#It埋めつくした高抵抗ポリシリコン
12によって、上記のMPMバイポーラトランジスタ瞬
の各素子拳域間を絶縁分離するCとができる。この分離
方式は、分離溝を用いているため、分離帯=FiZ〜3
μ溝と非常に微細比重れたものとなっている。
12によって、上記のMPMバイポーラトランジスタ瞬
の各素子拳域間を絶縁分離するCとができる。この分離
方式は、分離溝を用いているため、分離帯=FiZ〜3
μ溝と非常に微細比重れたものとなっている。
上記した製造工程から理解されるように、本実m例によ
れば、分離溝内にポリシリコンを選択的に%丁ための工
INにおいてフォトレジストという非汚染物質を用いて
いるから、後の拡散工程で好ましくない不純物の直入を
避けることができる。
れば、分離溝内にポリシリコンを選択的に%丁ための工
INにおいてフォトレジストという非汚染物質を用いて
いるから、後の拡散工程で好ましくない不純物の直入を
避けることができる。
しかも、その7オトレジストの分離溝内外での厚みの差
を利用して、感光層れないフォトレジスト部分を分離溝
の底面よKIa択的に残してポリシリコンをエツチング
し、1に81sllalsのドライエツチングで分離溝
の底面上にポリシリコンの平坦面を露出させているから
、次のエピタキシャル成長したシリコン(ポリシリコン
)の最上面が光分に平坦化される。仁の結果、ウェハ上
の配線等tSし易く、マたその信麟性も向上することに
なる。
を利用して、感光層れないフォトレジスト部分を分離溝
の底面よKIa択的に残してポリシリコンをエツチング
し、1に81sllalsのドライエツチングで分離溝
の底面上にポリシリコンの平坦面を露出させているから
、次のエピタキシャル成長したシリコン(ポリシリコン
)の最上面が光分に平坦化される。仁の結果、ウェハ上
の配線等tSし易く、マたその信麟性も向上することに
なる。
仮に、上記8 t、i4膜t8Ffないとアれば、分離
溝内のポリシリコンの表面は凹凸形状となるから、その
上に成長したポリシリコンの表面形状もそれに追随して
凹凸化し、平坦になp難くなる。なお、上記分離溝はシ
リコン基板に達するまで深く形成できるため、そC[埋
込まれる高抵抗ポリシリコンも光分な深場【有してお9
、隣接する累子慢域の各M 慶個込み層間を完全に絶縁
分離することができる。
溝内のポリシリコンの表面は凹凸形状となるから、その
上に成長したポリシリコンの表面形状もそれに追随して
凹凸化し、平坦になp難くなる。なお、上記分離溝はシ
リコン基板に達するまで深く形成できるため、そC[埋
込まれる高抵抗ポリシリコンも光分な深場【有してお9
、隣接する累子慢域の各M 慶個込み層間を完全に絶縁
分離することができる。
#l[2ム図及び第2B図は、本発明の第2の実施例に
よる主豐工St示す屯のである。
よる主豐工St示す屯のである。
このガによれば、上述の#1の実施例における$178
の工1!!Kかいて、フォトレジスト9の感光【充分な
深さまで行ない、現gl後に−2ム図のようにフォトレ
ジスト9を充分薄く残している。
の工1!!Kかいて、フォトレジスト9の感光【充分な
深さまで行ない、現gl後に−2ム図のようにフォトレ
ジスト9を充分薄く残している。
従って、CtLtffスクとしたエツチングによって、
残されたポリシリコンgos面は実質的に平坦化され、
・上述の$11図で示したと同様にその表面(露出面)
形状全平坦に整えることができる@従って、上述のll
IH図のように81BM、膜10を設けることなく、第
2B図のようKIE接シリコンのエピタキシャル成長を
行なうことが可能となる。即ち、分離溝内のポリシリコ
ン8上にシリコンのエピタキシャル成長によりポリシリ
コン12會形成するが、このポリシリコン12の最)面
はポリシリコン80表面形状に追随して実質的に平坦化
されることになる。
残されたポリシリコンgos面は実質的に平坦化され、
・上述の$11図で示したと同様にその表面(露出面)
形状全平坦に整えることができる@従って、上述のll
IH図のように81BM、膜10を設けることなく、第
2B図のようKIE接シリコンのエピタキシャル成長を
行なうことが可能となる。即ち、分離溝内のポリシリコ
ン8上にシリコンのエピタキシャル成長によりポリシリ
コン12會形成するが、このポリシリコン12の最)面
はポリシリコン80表面形状に追随して実質的に平坦化
されることになる。
このため、分離溝内[815M4編を設ける工程を省略
することができるKも拘らず、上述の第1の実施例と同
様の平坦な分離帯表面を得ることができるのである。
することができるKも拘らず、上述の第1の実施例と同
様の平坦な分離帯表面を得ることができるのである。
以上、本発明ttm示したが、上述の実施例は本発明の
技術的思想に2Iivhてiに変形が可能である。
技術的思想に2Iivhてiに変形が可能である。
例えば、上述のフオトレジス)9に代えて公知のスピン
・オン・ガラス(80G)t−塗布することができる。
・オン・ガラス(80G)t−塗布することができる。
このSOGは溶液で塗布可能であるから、塗布lIの形
状t′17オトレジストと同alK分離溝上でも平坦状
となり、次のエツチング後に分離溝内に残される80G
lili4平坦化する。また、この80Gを用いた場合
、上述の第11図の工程後にエツチングて除去する際に
分離溝内の810.膜7も一部除去されてしまうので、
そ(Q B 10 @膜7の代りに811M4膜等會予
め設けておく必要がある。
状t′17オトレジストと同alK分離溝上でも平坦状
となり、次のエツチング後に分離溝内に残される80G
lili4平坦化する。また、この80Gを用いた場合
、上述の第11図の工程後にエツチングて除去する際に
分離溝内の810.膜7も一部除去されてしまうので、
そ(Q B 10 @膜7の代りに811M4膜等會予
め設けておく必要がある。
なお、本発明は上述のトランジスタ以外の種にの素子間
の分離にも勿論適用可能である。
の分離にも勿論適用可能である。
図面は本発明の実施例を示すものであって、第1ム図〜
#IK図は第1の実施例によるバイポーラIOの製造方
法を工1i111に示す各町面図、11L2ム図及び1
112B図は$112の実施*[よるバイポーラエ0の
製造方法の主要工程を示す各断面図である。 な)、図OiK示された符号において、2はN1型埋込
み層、3はM−型エピタキシャル層、4及び7は810
.躾、6は分離溝、8はポリシリコン層、9はフォトレ
ジスト、10は81.M、膜、12代理人 弁理士 薄
EFI 有 幸□ 第1A図 第1/13図 第1C図 第1D図 第 I E図 第1F因 第1q図 第1/−/図 第11図 第1J図 ど 第1に図
#IK図は第1の実施例によるバイポーラIOの製造方
法を工1i111に示す各町面図、11L2ム図及び1
112B図は$112の実施*[よるバイポーラエ0の
製造方法の主要工程を示す各断面図である。 な)、図OiK示された符号において、2はN1型埋込
み層、3はM−型エピタキシャル層、4及び7は810
.躾、6は分離溝、8はポリシリコン層、9はフォトレ
ジスト、10は81.M、膜、12代理人 弁理士 薄
EFI 有 幸□ 第1A図 第1/13図 第1C図 第1D図 第 I E図 第1F因 第1q図 第1/−/図 第11図 第1J図 ど 第1に図
Claims (1)
- 1、半導体基体の一生面に素子分離用のa′を形成する
工程と、少なくともこの溝の底面及び側面にかけて多結
晶又は非晶質半導体Nk豪層する工程と、前記llIを
埋める如くにマスク材料層會#配多結晶又は非晶質半導
体層上に被着する工程と、前記マスク材料層を所定の深
さまで除去して七の一部分全前記溝の底面上に残丁工根
と、この残されたマスク材料層を用いて前記多結晶又は
非晶質半導体層のエツチングを行なうことによって七の
一部分を前記溝め底面上に残す工程と、この残された多
結晶又は非晶質半導体層の実質的な平坦面上に半導体材
料t−成長ぜしめて前記、褥内に埋込む工程と會夫々壱
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 |
---|---|---|---|
JP14946581A JPS5851533A (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14946581A JPS5851533A (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5851533A true JPS5851533A (ja) | 1983-03-26 |
Family
ID=15475722
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14946581A Pending JPS5851533A (ja) | 1981-09-24 | 1981-09-24 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5851533A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0097789A2 (en) * | 1982-06-30 | 1984-01-11 | International Business Machines Corporation | Method of filling trenches in semiconductor substrates with silicon |
JPS6034034A (ja) * | 1983-08-05 | 1985-02-21 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
US4526631A (en) * | 1984-06-25 | 1985-07-02 | International Business Machines Corporation | Method for forming a void free isolation pattern utilizing etch and refill techniques |
JPS60124839A (ja) * | 1983-12-09 | 1985-07-03 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
US4528047A (en) * | 1984-06-25 | 1985-07-09 | International Business Machines Corporation | Method for forming a void free isolation structure utilizing etch and refill techniques |
-
1981
- 1981-09-24 JP JP14946581A patent/JPS5851533A/ja active Pending
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