JPS59181640A - 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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- JPS59181640A JPS59181640A JP5584783A JP5584783A JPS59181640A JP S59181640 A JPS59181640 A JP S59181640A JP 5584783 A JP5584783 A JP 5584783A JP 5584783 A JP5584783 A JP 5584783A JP S59181640 A JPS59181640 A JP S59181640A
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- etching
- groove
- insulators
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- H—ELECTRICITY
- 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
- H01L21/76224—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials
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】
(1)発明の技術分野
本発明は半導体装置の製造方法、評しくは半βη体基板
にL1溝を形成して素子間分離を行っためにU溝を絶縁
物で埋める方法に関する。
にL1溝を形成して素子間分離を行っためにU溝を絶縁
物で埋める方法に関する。
(2)技術の背景
半導体装置の製造におい゛C,乱娠」ニに形成される索
子を分il′illする目的で、素子間にU溝を形成し
、このU溝を絶縁物で埋め込む方法か開発された。かく
して形成されたし溝は第1図に断面図で示され、同図に
おいて、1はシリコン基板、2はU溝、3は(例えば多
結晶シリコン〔ポリシリコン〕)絶縁物を示す。かかる
し溝は微細に形成可能(例えは深さ1μm、幅0.5μ
m)であるので、半導体装置の高密度化に有効である。
子を分il′illする目的で、素子間にU溝を形成し
、このU溝を絶縁物で埋め込む方法か開発された。かく
して形成されたし溝は第1図に断面図で示され、同図に
おいて、1はシリコン基板、2はU溝、3は(例えば多
結晶シリコン〔ポリシリコン〕)絶縁物を示す。かかる
し溝は微細に形成可能(例えは深さ1μm、幅0.5μ
m)であるので、半導体装置の高密度化に有効である。
(3)従来技術と問題点
上記した如くにポリシリコンてU溝を埋め込んだ場合゛
、堆積したポリシリコンの表面ば図示の如き形状となり
表面が平坦でない。そこで機械的なラッピングによって
ポリシリコンの表向を平坦にすることがなされる。
、堆積したポリシリコンの表面ば図示の如き形状となり
表面が平坦でない。そこで機械的なラッピングによって
ポリシリコンの表向を平坦にすることがなされる。
ところか、最近ウェハは大1コ径化する仰向にあり、そ
のようなウェハを全面均−Gこニア2・ピンクすること
は’J、4t シ<なってきた。まノこMOS l・う
二/シスタ等においては基板表面の条性が素子の特性に
大きく影響し、ラッピングにおいてイ易か月りられたり
すると素子を不良品にするので、ウェハのラッピングは
てきるだけ回避したい。
のようなウェハを全面均−Gこニア2・ピンクすること
は’J、4t シ<なってきた。まノこMOS l・う
二/シスタ等においては基板表面の条性が素子の特性に
大きく影響し、ラッピングにおいてイ易か月りられたり
すると素子を不良品にするので、ウェハのラッピングは
てきるだけ回避したい。
そご°(つ〕ニットエツチングでボリソリこ1ン3の表
面をエツチングしてr■l川化用るごとか試みられたか
、図に2aで示ず溝のエノン(縁)の1°l(分にポリ
ソリコンか残存したり、またはそのG+li分からUt
清2内にエツチング71kが浸み込む現象か発生し、工
・ノチングに3、るU溝の絶縁物の平坦化にも問題かあ
る。
面をエツチングしてr■l川化用るごとか試みられたか
、図に2aで示ず溝のエノン(縁)の1°l(分にポリ
ソリコンか残存したり、またはそのG+li分からUt
清2内にエツチング71kが浸み込む現象か発生し、工
・ノチングに3、るU溝の絶縁物の平坦化にも問題かあ
る。
(4)発明の1」的
本発明は」−記従来の問題に渇め、シリコン基板にjJ
溝を形成しこのU溝に絶縁物を埋め込んで素子間分離を
行うツク法において、絶縁物の表向が中相に形成される
方法を1ノー供することを1」的とする。
溝を形成しこのU溝に絶縁物を埋め込んで素子間分離を
行うツク法において、絶縁物の表向が中相に形成される
方法を1ノー供することを1」的とする。
(5)8明の構成
そしてこの目的は本発明によれは、半導体基板に形)戊
されン々: l+I’jに、エツチングレイトのyll
なる絶縁物を、最下jY1にエツチングレイ1−の最小
の絶縁物を成膜し、次いでエツチングレイ1−が大なる
順に相次いで絶縁物を成1模し、最上層にはiiI記エ
フチンクレイ)・か最小の絶縁物を成膜して、該絶縁物
積層膜を平坦にエツチングし、前記溝を表面平坦に埋め
る工程を有することを特徴とする半導体・1聞置の製造
方法を提供するごとによって達成される。
されン々: l+I’jに、エツチングレイトのyll
なる絶縁物を、最下jY1にエツチングレイ1−の最小
の絶縁物を成膜し、次いでエツチングレイ1−が大なる
順に相次いで絶縁物を成1模し、最上層にはiiI記エ
フチンクレイ)・か最小の絶縁物を成膜して、該絶縁物
積層膜を平坦にエツチングし、前記溝を表面平坦に埋め
る工程を有することを特徴とする半導体・1聞置の製造
方法を提供するごとによって達成される。
((〕)発明の実施例
取手本発明実施例を図面によって詳説する。
本願発明者は実験によって次の事実をi(I認した。ス
パッターで二酸化シリコン(5i(1: ) I模を)
成膜するとき、成長した膜のフッ酸系のエソナンク液を
用・いたときのエツチングレイトは、股の成長力向深さ
に見て最も深いところで最も遅く、表向に近いほど速い
。この関係は第2図の線図に示され、同図において、横
軸には表面からのIIWのl茅ざり、縦中由には11史
のエツチングレイ+−IEI+をとり、aは通常の股の
エツチングレイトを示ず曲線である。かかる現象は、
SiO2の膜の成に中に構成1Gに用いるチェンバ内の
温度が450°C程度にまで上昇し、それによっ−Cウ
ェハに付着していた水分か蒸発し、この水分が)換向に
入り込んで(炊をA′Hにするからと考えられる。従っ
て、成長初期の膜(最も深い所にある)模)は水分を含
まず膜か密でエツチングレイ[か遅い。また、1模成長
後に6110°Cの11j温処理をなすと、膜のエツチ
ングレイトは曲線すに示す如<600人の膜厚のところ
でほぼ女疋するが、それでも表向のエツチングし・イ1
−は人である。
パッターで二酸化シリコン(5i(1: ) I模を)
成膜するとき、成長した膜のフッ酸系のエソナンク液を
用・いたときのエツチングレイトは、股の成長力向深さ
に見て最も深いところで最も遅く、表向に近いほど速い
。この関係は第2図の線図に示され、同図において、横
軸には表面からのIIWのl茅ざり、縦中由には11史
のエツチングレイ+−IEI+をとり、aは通常の股の
エツチングレイトを示ず曲線である。かかる現象は、
SiO2の膜の成に中に構成1Gに用いるチェンバ内の
温度が450°C程度にまで上昇し、それによっ−Cウ
ェハに付着していた水分か蒸発し、この水分が)換向に
入り込んで(炊をA′Hにするからと考えられる。従っ
て、成長初期の膜(最も深い所にある)模)は水分を含
まず膜か密でエツチングレイ[か遅い。また、1模成長
後に6110°Cの11j温処理をなすと、膜のエツチ
ングレイトは曲線すに示す如<600人の膜厚のところ
でほぼ女疋するが、それでも表向のエツチングし・イ1
−は人である。
5iOr、膜の成長には第3図に不ず装置が用いられ、
同図において、4はアルゴン輸r)カスか充填され、か
つ、接地されたチェンバ、5は5iOr。
同図において、4はアルゴン輸r)カスか充填され、か
つ、接地されたチェンバ、5は5iOr。
ターケソト、6は11も周波(RF)電源、7はシリコ
ン基板1を−にバイアスする可変直流電Δノ;1である
。
ン基板1を−にバイアスする可変直流電Δノ;1である
。
かかる装置において、時間の経過と共にチェンバ4内の
温度か」二昇し、成長膜のエツチングレイトかその深さ
によって左右されることは前述したとおりである。
温度か」二昇し、成長膜のエツチングレイトかその深さ
によって左右されることは前述したとおりである。
他方1.直流バイアスを変更することによっ′ζも成長
膜のエツチングレイトは変り、実験によると、直流バイ
アスか犬であるとエツチングレイトハ小、直/Ijiバ
イアスか小であるとエツチングレイトは犬であることか
j’i(e認された。この理由は、直流バイアスか大で
あれはアルゴンのエネルギーが犬になり、それに対応し
て密な膜が成長する4)のと考えられる。
膜のエツチングレイトは変り、実験によると、直流バイ
アスか犬であるとエツチングレイトハ小、直/Ijiバ
イアスか小であるとエツチングレイトは犬であることか
j’i(e認された。この理由は、直流バイアスか大で
あれはアルゴンのエネルギーが犬になり、それに対応し
て密な膜が成長する4)のと考えられる。
他方、プラスマ墾化膜(5iNXSi011)の如くセ
ルフバイアスによって成長した膜におい°(ば、ガス圧
、1仕電源のパワーを変えることにょ1611曲のエツ
チングレイトを変えることが可能である。
ルフバイアスによって成長した膜におい°(ば、ガス圧
、1仕電源のパワーを変えることにょ1611曲のエツ
チングレイトを変えることが可能である。
本願発明においては上記の事実を応用し、シリコン基板
]に例えば異方性エツチングで形成したし溝2を絶縁物
で埋め込むに際して、エツチングレイトの異なる絶縁物
を積層して行く。第71図(a)を参照すると、最初に
エツチングレイトが最小の絶縁物3(J)を成膜する。
]に例えば異方性エツチングで形成したし溝2を絶縁物
で埋め込むに際して、エツチングレイトの異なる絶縁物
を積層して行く。第71図(a)を参照すると、最初に
エツチングレイトが最小の絶縁物3(J)を成膜する。
引続きエツチングレイトが大になる+11tjに絶縁物
3(2)、3(3)、3(4)を次々に成膜し、最上層
にはエツチングレイトの最小の絶縁物3(J)を成膜す
る。ずなゎち各層のエツチングレイトをRJ[llの如
くに表示すると、1ン3(11< lン3(2)< 1
!3(31< R3F4+である。
3(2)、3(3)、3(4)を次々に成膜し、最上層
にはエツチングレイトの最小の絶縁物3(J)を成膜す
る。ずなゎち各層のエツチングレイトをRJ[llの如
くに表示すると、1ン3(11< lン3(2)< 1
!3(31< R3F4+である。
SiO2のスパッター成長によると最上層の絶縁物3(
1)ばばは平坦に成長するが、それが甲坦でないときに
はジノピンクによって表面を平田化する。基板上Qこか
なりの11俯厚の絶縁、物か堆積されCいるとき、・〔
の表面をラッピングして4)、前記した障害は発41′
、シない。
1)ばばは平坦に成長するが、それが甲坦でないときに
はジノピンクによって表面を平田化する。基板上Qこか
なりの11俯厚の絶縁、物か堆積されCいるとき、・〔
の表面をラッピングして4)、前記した障害は発41′
、シない。
次いてフッ1jIQ糸のエソナンクl&を用い・6仝1
111エノチンク−で最」二IW 3 (11をコニノ
チンクすると 占匁扱の溝2のi1モわりの−・11坦
部、ずなわら溝2か形成された>4H分以外の部分(以
−トこの部分を周辺j’nHといっ)上に位置する絶縁
物3(1)かすべて除去されても、溝2の中火部には絶
縁、物3(I)の厚さが中央6人であるかり、絶縁物3
(1)か図>Iりの!J、lJ < に残存ず7ど)。
111エノチンク−で最」二IW 3 (11をコニノ
チンクすると 占匁扱の溝2のi1モわりの−・11坦
部、ずなわら溝2か形成された>4H分以外の部分(以
−トこの部分を周辺j’nHといっ)上に位置する絶縁
物3(1)かすべて除去されても、溝2の中火部には絶
縁、物3(I)の厚さが中央6人であるかり、絶縁物3
(1)か図>Iりの!J、lJ < に残存ず7ど)。
+p 4こエノナンクを続り、基板のj7.]辺HAl
i 、−i−に位置」゛る絶縁物3 taか1除去され
たと公、の状態す、1. g4う111躍(e)にボさ
れ、1411fの中央部」二に(J絶縁物3(4)と共
に3(1)も残っ”(いる。
i 、−i−に位置」゛る絶縁物3 taか1除去され
たと公、の状態す、1. g4う111躍(e)にボさ
れ、1411fの中央部」二に(J絶縁物3(4)と共
に3(1)も残っ”(いる。
ごのようにしてコニノチンクを続るり、W]kの周辺部
の一ヒの最1・j−の絶縁物3(1)力利徐去されたと
きの状態は第4図((Ilに示される。図承の如く、溝
の中火部の上の¥色縁物は上方にやや凸になっているか
、それは以後の半導体装置製造−[)冒こおいてむしろ
有利である。また同図から理解される如く、。
の一ヒの最1・j−の絶縁物3(1)力利徐去されたと
きの状態は第4図((Ilに示される。図承の如く、溝
の中火部の上の¥色縁物は上方にやや凸になっているか
、それは以後の半導体装置製造−[)冒こおいてむしろ
有利である。また同図から理解される如く、。
/lも2のエツジは、エノナングレイトの最も遅いキ色
縁物3(1)でふさがれているので、従来例にお&Jる
エノナング11にの畳め込みは十分に防止されろ。
縁物3(1)でふさがれているので、従来例にお&Jる
エノナング11にの畳め込みは十分に防止されろ。
以」二を要約すると、溝の中央部−Lと基板の+1゛、
J辺部上の絶縁吻合めると、各層の膜の股j)、「は、
猫の中火部においてより厚く成1模されていイ1゜肴≧
面エノチンクによって周辺m(、の絶縁物かll!+’
j b=除去ごれてもごエッチ)りは溝の中央部に十カ
の絶イイ、物か残存した状態で進行し、残存する絶縁物
の一1弓こばコニノチンクレイI・の小なるものかdつ
イ〕がり、i41.liの中央部は相列的に工ノチンク
かより遅く進σプ、第4図(dlに示ず々L] <に溝
2か絶縁物−ご埋め込T1、れる。
J辺部上の絶縁吻合めると、各層の膜の股j)、「は、
猫の中火部においてより厚く成1模されていイ1゜肴≧
面エノチンクによって周辺m(、の絶縁物かll!+’
j b=除去ごれてもごエッチ)りは溝の中央部に十カ
の絶イイ、物か残存した状態で進行し、残存する絶縁物
の一1弓こばコニノチンクレイI・の小なるものかdつ
イ〕がり、i41.liの中央部は相列的に工ノチンク
かより遅く進σプ、第4図(dlに示ず々L] <に溝
2か絶縁物−ご埋め込T1、れる。
エラ」二の1.色糸il+泉はスパッターによる Si
O・Ilしj−(も、また&2:”)”r ス−J S
iN 、7”7ス7SiON−(ア−,+’(もよく、
これらの膜は、前記した1〕lコく、 Sin〜)]・
pにJ夕いては1自流バイアスを変えまノこ(、」−]
′こ−−ルをなし、プラスマ窒化1iA (SiN 、
5iON股)の成)Iψにおいてはカス圧、1律電源
パワーを変えるごとζ2.二より、各j−の股のエノナ
ンクレイトを変えることが可能である。
O・Ilしj−(も、また&2:”)”r ス−J S
iN 、7”7ス7SiON−(ア−,+’(もよく、
これらの膜は、前記した1〕lコく、 Sin〜)]・
pにJ夕いては1自流バイアスを変えまノこ(、」−]
′こ−−ルをなし、プラスマ窒化1iA (SiN 、
5iON股)の成)Iψにおいてはカス圧、1律電源
パワーを変えるごとζ2.二より、各j−の股のエノナ
ンクレイトを変えることが可能である。
なお、絶縁膜は上記の例に限定されイ)もの−(tr<
、そのエノナンクレイ1−を変更しうるその他の絶縁刊
料を用いうるし、小−相和の絶縁成金成長する)こりて
なく、シ“dなった小frJ31の糸色縁11Qをl1
il’j 6.二成1j史してもよい。
、そのエノナンクレイ1−を変更しうるその他の絶縁刊
料を用いうるし、小−相和の絶縁成金成長する)こりて
なく、シ“dなった小frJ31の糸色縁11Qをl1
il’j 6.二成1j史してもよい。
(7)発明の効果
以」二詳細に説明した如く、本発明によれは、半導体基
1kに形成したし溝を絶縁物で表面が=1’坦に埋め込
むことか可能となり、半導体装置の微細化か可能にノ1
ソるたりてなく、エソナングによって絶縁物の表面かf
坦化されるので、半導体装−f−I博造歩留りと製品の
信頼性向上に効果大である。
1kに形成したし溝を絶縁物で表面が=1’坦に埋め込
むことか可能となり、半導体装置の微細化か可能にノ1
ソるたりてなく、エソナングによって絶縁物の表面かf
坦化されるので、半導体装−f−I博造歩留りと製品の
信頼性向上に効果大である。
第1図は従来技術により半導体基板のり溝に埋め込まれ
た絶縁物を示すlji面図、第21′7.1は半岑体基
板」二に成]、ニーされた5i02膜において股の表面
からの深さとj繰のエラチンクレイ1〜との関係を丞ず
線図、第3図は5i(121模をスパック−により成長
する装置の断面図、第4図は本発明のめ法41)(施す
る]二程におけるUt5を示す断面図である。 1〜 シリニ1ン糸根、2− U溝、 3 、3(1) 、 3f2+ 、 3(3)、 3F
41〜絶縁物、4−チェンバ、5−3102ターリーノ
I・、61律′市高1.7− iiJ変直流電高1第1
図 3 第2図 第3図 第4図 (C)
た絶縁物を示すlji面図、第21′7.1は半岑体基
板」二に成]、ニーされた5i02膜において股の表面
からの深さとj繰のエラチンクレイ1〜との関係を丞ず
線図、第3図は5i(121模をスパック−により成長
する装置の断面図、第4図は本発明のめ法41)(施す
る]二程におけるUt5を示す断面図である。 1〜 シリニ1ン糸根、2− U溝、 3 、3(1) 、 3f2+ 、 3(3)、 3F
41〜絶縁物、4−チェンバ、5−3102ターリーノ
I・、61律′市高1.7− iiJ変直流電高1第1
図 3 第2図 第3図 第4図 (C)
Claims (1)
- 半導体基板に形成された溝に、エツチングレイトの異な
る絶縁物を、最下層にエツチングレイトの最小の絶縁物
を成脱し、次いでエソチンクレイ(・か人)Sイ〕11
17に相次いで絶縁物を成映し、最上層には前記エツチ
ングレイトが最小の絶縁物を成膜して、該絶縁物積j−
膜を表面平坦にエツチングし、前記溝を絶縁物で表面平
坦に埋める]二程をイ1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 |
---|---|---|---|
JP5584783A JPS59181640A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5584783A JPS59181640A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59181640A true JPS59181640A (ja) | 1984-10-16 |
Family
ID=13010416
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5584783A Pending JPS59181640A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59181640A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4855804A (en) * | 1987-11-17 | 1989-08-08 | Motorola, Inc. | Multilayer trench isolation process and structure |
US4871689A (en) * | 1987-11-17 | 1989-10-03 | Motorola Inc. | Multilayer trench isolation process and structure |
FR2717306A1 (fr) * | 1994-03-11 | 1995-09-15 | Paoli Maryse | Procédé d'isolement de zones actives d'un substrat semi-conducteur par tranchées peu profondes, notamment étroites, et dispositif correspondant. |
US6013558A (en) * | 1997-08-06 | 2000-01-11 | Vlsi Technology, Inc. | Silicon-enriched shallow trench oxide for reduced recess during LDD spacer etch |
US6077786A (en) * | 1997-05-08 | 2000-06-20 | International Business Machines Corporation | Methods and apparatus for filling high aspect ratio structures with silicate glass |
-
1983
- 1983-03-31 JP JP5584783A patent/JPS59181640A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0673061A1 (fr) * | 1994-03-11 | 1995-09-20 | France Telecom | Procédé d'isolement de zones actives d'un substrat semi-conducteur par tranchées peu profondes, notamment étroites, et dispositif correspondant |
US6077786A (en) * | 1997-05-08 | 2000-06-20 | International Business Machines Corporation | Methods and apparatus for filling high aspect ratio structures with silicate glass |
US6013558A (en) * | 1997-08-06 | 2000-01-11 | Vlsi Technology, Inc. | Silicon-enriched shallow trench oxide for reduced recess during LDD spacer etch |
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