JPS60160646A - Soi形半導体装置の製造方法 - Google Patents
Soi形半導体装置の製造方法Info
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- JPS60160646A JPS60160646A JP59015115A JP1511584A JPS60160646A JP S60160646 A JPS60160646 A JP S60160646A JP 59015115 A JP59015115 A JP 59015115A JP 1511584 A JP1511584 A JP 1511584A JP S60160646 A JPS60160646 A JP S60160646A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明はSol (Silicon On In+5u
lator )ウェハを用いたMO8メモリ素子等の半
導体装置の製造方法に関するものである。
lator )ウェハを用いたMO8メモリ素子等の半
導体装置の製造方法に関するものである。
Sol形のMOSメモリ装置は、バルクシリコンウェハ
上に厚いsio、層を形成し、この上にシリコン単結晶
層を形成し、この単結晶層上にメモリ領域とト2ンス7
アMO8−FIT領域とを構成してiる。このようなメ
モリ装置はバルク上に絶縁層を介してメモリ素子が形成
されるため、放射線にさらされてもメモリ情報が破壊さ
れにくいという特徴をもっている。
上に厚いsio、層を形成し、この上にシリコン単結晶
層を形成し、この単結晶層上にメモリ領域とト2ンス7
アMO8−FIT領域とを構成してiる。このようなメ
モリ装置はバルク上に絶縁層を介してメモリ素子が形成
されるため、放射線にさらされてもメモリ情報が破壊さ
れにくいという特徴をもっている。
このようなSOI形MOSメモリ装置における単結晶層
を作る方法として、厚いSIO,層上に薄いポリシリコ
ン層を形成した後、このポリシリコン層にレーザビーム
を照射してアニールし単結晶化させる方法が知られてい
る。
を作る方法として、厚いSIO,層上に薄いポリシリコ
ン層を形成した後、このポリシリコン層にレーザビーム
を照射してアニールし単結晶化させる方法が知られてい
る。
この場合、ポリシリコン層全面を照射して一度に単結晶
を作ると部分的に結晶組織にむらができ、半導体特性が
不均一になるという欠点がおる。
を作ると部分的に結晶組織にむらができ、半導体特性が
不均一になるという欠点がおる。
このため、ポリシリコン層を所定の範囲の領域に分割し
た状態でこの領域毎にレーザビームを照射してアニール
すると、特性のそろった良質の単結晶層を得ることがで
きる。ダイナミックRAM等のメモリ装置では1つのメ
モリ領域と1つのトランスファMO8−FETによって
1ビツトのメモリセルが構成されるが、上記領域中に多
数のビットが占められていると、もしこの領域に結晶欠
陥が存在する場合、欠陥位置にないビットも含めてこの
領域中の全ビットが一緒に不良になってしまうという問
題がある。
た状態でこの領域毎にレーザビームを照射してアニール
すると、特性のそろった良質の単結晶層を得ることがで
きる。ダイナミックRAM等のメモリ装置では1つのメ
モリ領域と1つのトランスファMO8−FETによって
1ビツトのメモリセルが構成されるが、上記領域中に多
数のビットが占められていると、もしこの領域に結晶欠
陥が存在する場合、欠陥位置にないビットも含めてこの
領域中の全ビットが一緒に不良になってしまうという問
題がある。
本発明性従来のこのような問題点を解消するためになさ
れたもので、その目的とするところは、ビット形成の経
済性がよく製造歩留シが向上し、しかも良好な特性が得
られるようなSOI形半導体装置の製造方法を提供する
ことにある。
れたもので、その目的とするところは、ビット形成の経
済性がよく製造歩留シが向上し、しかも良好な特性が得
られるようなSOI形半導体装置の製造方法を提供する
ことにある。
本発明はこのような目的を達成するために、絶縁層上に
形成されたポリシリコン層を単位ビット毎の領域に分離
し、分離溝に熱絶縁物を充填し、分離領域毎にエネルギ
ー線照射を行なってポリシリコン層を単結晶化し、分離
溝には熱絶縁物を除去して電気絶縁物を充填して単結晶
層を単位ビット領域毎に絶縁分離し、単結晶層には必要
に応じてメモリ領域、トランスファMOB@FIT磐を
形成〔発明の実施例〕 以下、実施例にもとすいて本発明の詳細な説明する0 第1図(a)〜0)は本発明に係る半導体装置の製造方
法を適用した一実施例の各工程における断面図である。
形成されたポリシリコン層を単位ビット毎の領域に分離
し、分離溝に熱絶縁物を充填し、分離領域毎にエネルギ
ー線照射を行なってポリシリコン層を単結晶化し、分離
溝には熱絶縁物を除去して電気絶縁物を充填して単結晶
層を単位ビット領域毎に絶縁分離し、単結晶層には必要
に応じてメモリ領域、トランスファMOB@FIT磐を
形成〔発明の実施例〕 以下、実施例にもとすいて本発明の詳細な説明する0 第1図(a)〜0)は本発明に係る半導体装置の製造方
法を適用した一実施例の各工程における断面図である。
先ず、高抵抗のシリコン基板1上に数μmの比較的厚い
厚さに絶縁層となるS i 02層2を形成し、さらに
この81C)2層2の上に1μm以下の比較的薄い厚さ
のP形のポリシリコン層3を形成し、これによって8O
I形のウェハを作る(第1図(a))。なお、ポリシリ
コン層3の厚さは要求されるMOS・FET(7)特性
等に応じて所定の値に設定される。
厚さに絶縁層となるS i 02層2を形成し、さらに
この81C)2層2の上に1μm以下の比較的薄い厚さ
のP形のポリシリコン層3を形成し、これによって8O
I形のウェハを作る(第1図(a))。なお、ポリシリ
コン層3の厚さは要求されるMOS・FET(7)特性
等に応じて所定の値に設定される。
次に、ポリシリコン層3の上VcsooX程度の膜厚の
熱酸化膜であるS i o、 jlE 4を形成した後
、その上にCVD法により数100X程度の膜厚の5t
sN。
熱酸化膜であるS i o、 jlE 4を形成した後
、その上にCVD法により数100X程度の膜厚の5t
sN。
膜5 、0.1〜1μmの膜厚の5to2膜6を順次形
成する。とのStO,膜6は後記するように溝形成のマ
スクとして使用するため、エツチングマスクとして十分
な性能を出す範囲内で薄く形成する。次いで、2ビツト
で1単位を構成する領域を形成するため、幅aが1〜1
.5μm程度の溝を形晟すべく所定のパターンに810
2膜5,813N4膜5,5IO2膜4を選択的にホト
エツチングし、残ったこれらの膜をマスクにしてポリシ
リコン層3をS 102層2に達するまで方向性エツチ
ングする。このとき、S t O,膜6はエツチング作
用によってほぼ半分以下の厚さまで薄くなる。これによ
って、ポリシリコンN3は単位領域の島状に分離される
(第1図(b))。
成する。とのStO,膜6は後記するように溝形成のマ
スクとして使用するため、エツチングマスクとして十分
な性能を出す範囲内で薄く形成する。次いで、2ビツト
で1単位を構成する領域を形成するため、幅aが1〜1
.5μm程度の溝を形晟すべく所定のパターンに810
2膜5,813N4膜5,5IO2膜4を選択的にホト
エツチングし、残ったこれらの膜をマスクにしてポリシ
リコン層3をS 102層2に達するまで方向性エツチ
ングする。このとき、S t O,膜6はエツチング作
用によってほぼ半分以下の厚さまで薄くなる。これによ
って、ポリシリコンN3は単位領域の島状に分離される
(第1図(b))。
次に、島状のポリシリコン層3の側壁に熱酸化膜のS
t O,膜Tを形成し、次いで全面に厚膜数xooXの
513N4膜8と厚膜1μm程度のS i 02膜9を
CVDI順次形成する。5102膜9は溝を十分に埋め
るように厚く形成される。これによって、島状のポリシ
リコン層3を覆う熱絶縁性のキャップが形成される。し
かる後、レーザビーム等のエネルギー線を照射してアニ
ールを行ない、ポリシリコン層38−溶馳、耳鈷晶什才
りめイ里鈷凰のシリコン層30にする(第1図(C))
。シリコン層30は島状の領域毎に形成されるので、同
じ領域内では均一の特性が得られる。
t O,膜Tを形成し、次いで全面に厚膜数xooXの
513N4膜8と厚膜1μm程度のS i 02膜9を
CVDI順次形成する。5102膜9は溝を十分に埋め
るように厚く形成される。これによって、島状のポリシ
リコン層3を覆う熱絶縁性のキャップが形成される。し
かる後、レーザビーム等のエネルギー線を照射してアニ
ールを行ない、ポリシリコン層38−溶馳、耳鈷晶什才
りめイ里鈷凰のシリコン層30にする(第1図(C))
。シリコン層30は島状の領域毎に形成されるので、同
じ領域内では均一の特性が得られる。
次に、キャンプとして使用したs t o2膜9゜Si
3N4膜8、および8102膜6を酸処理によシ順次除
去する。この結果、シリコン層30はその上面は5is
N4膜5に覆われているが、溝内の側壁は露出した状態
となる。ここで、ウェハ基板を水蒸気を含む酸化雰囲気
中にさらすと、露出した側壁部分のみが選択的に酸化さ
れ、膜厚(深さ)数1000Xの5102膜10が形成
される(第1図(d))。
3N4膜8、および8102膜6を酸処理によシ順次除
去する。この結果、シリコン層30はその上面は5is
N4膜5に覆われているが、溝内の側壁は露出した状態
となる。ここで、ウェハ基板を水蒸気を含む酸化雰囲気
中にさらすと、露出した側壁部分のみが選択的に酸化さ
れ、膜厚(深さ)数1000Xの5102膜10が形成
される(第1図(d))。
この8102膜10はLOCO8酸化膜となる。
この工程以降の工程は、ポリシリコンのアニール再結晶
化のために用いた溝内の熱絶縁物のかわシに、ビット単
位領域を電気的に絶縁する領域を形成するためのものと
なる。
化のために用いた溝内の熱絶縁物のかわシに、ビット単
位領域を電気的に絶縁する領域を形成するためのものと
なる。
次に、Si、N4膜5を酸処理によって除去する。
しかる後全面にCVD法により膜厚数1001の818
N4膜11を形成する(第1図(e))。
N4膜11を形成する(第1図(e))。
次に、CVD法によりポリシリコン膜12詮面に形成す
る(第1図(f))。この場合、ポリシリコン膜12は
溝を完全に埋めた上に十分に平面にも残るように数μm
程度の膜厚に形成する。これによって、ポリシリコン膜
12の溝上の凹みの影響が無視できる。次いで、CF4
等を用いてドライエツチングしてポリシリコン膜12を
全面エツチングする。このとき、513N4膜11の平
面部がエツチング終点となる。しかる後、燻処理を行な
って溝内に残ったポリシリコン12aKPを導入せしめ
る。次いで、Si3N4膜11をマスクにしてPがドー
プされた溝内のポリシリコン12aを熱酸化させ、上面
部に膜厚数1oooXの5102膜13を形成する。次
いで、酸処理によって8i3N4膜11を除去するが、
溝内には5t3N4膜11&が残る。そして、再び表面
に膜厚数100Xの5isN4膜を形成し、ホトエツチ
ング加工によって溝領域表面のみに5tSN4膜14を
残す(第1図(g))。これによって、島状のシリコン
層30の隣接するもの同志の間の表面(幅すは約2〜3
μm)はS i3 N4膜14によつズ覆われることに
なる。この結果、島状のシリコン層30は互いに十分に
電気的絶縁がなされて分離される。
る(第1図(f))。この場合、ポリシリコン膜12は
溝を完全に埋めた上に十分に平面にも残るように数μm
程度の膜厚に形成する。これによって、ポリシリコン膜
12の溝上の凹みの影響が無視できる。次いで、CF4
等を用いてドライエツチングしてポリシリコン膜12を
全面エツチングする。このとき、513N4膜11の平
面部がエツチング終点となる。しかる後、燻処理を行な
って溝内に残ったポリシリコン12aKPを導入せしめ
る。次いで、Si3N4膜11をマスクにしてPがドー
プされた溝内のポリシリコン12aを熱酸化させ、上面
部に膜厚数1oooXの5102膜13を形成する。次
いで、酸処理によって8i3N4膜11を除去するが、
溝内には5t3N4膜11&が残る。そして、再び表面
に膜厚数100Xの5isN4膜を形成し、ホトエツチ
ング加工によって溝領域表面のみに5tSN4膜14を
残す(第1図(g))。これによって、島状のシリコン
層30の隣接するもの同志の間の表面(幅すは約2〜3
μm)はS i3 N4膜14によつズ覆われることに
なる。この結果、島状のシリコン層30は互いに十分に
電気的絶縁がなされて分離される。
なお、第1図(f)におけるポリシリコン膜12の代シ
にCVD法でs i o2膜を厚く形成すると、熱酸化
によって5ioz膜13を形成する工程が省略できる。
にCVD法でs i o2膜を厚く形成すると、熱酸化
によって5ioz膜13を形成する工程が省略できる。
また、第1図(d)におけるS i 3N4膜5を酸処
理で除去することなせずに、この状態で直接CVD法で
厚いS i 02膜を形成し、これをドライエツチング
で平坦化する際にこの513N4膜5をエツチングスト
ッパとして使用することもできる。
理で除去することなせずに、この状態で直接CVD法で
厚いS i 02膜を形成し、これをドライエツチング
で平坦化する際にこの513N4膜5をエツチングスト
ッパとして使用することもできる。
第2図はこのように形成したSOI形半導体ウェハをM
OSダイナミックメモリに適用した例の断面図である。
OSダイナミックメモリに適用した例の断面図である。
P形の単結晶層30にはソース、ドレイン領域となるN
領域20、メモリ領域となるN−領域21が形成され
ている。なお、22はゲートstow膜、23はポリシ
リコンのゲート電極、24はメ無すゲー)810g膜、
25はメモリゲートS 13 N4 膜、26はポリシ
リコンのメモリ電極、27は隣接する単結晶層領域に配
線するためのゲート電極、28は燐ガラス(PSG)膜
、29はアルミニウム配線である。単結晶層中のN領域
20およびゲートS i Q2膜22.ゲート電極23
によシトランスファMO8−FETが構成され、N−領
域21およびメモリゲート5102膜24.メモリゲー
ト813N4膜25.メモリ電極26によシメモリ領域
が構成される。Cは単位領域の中心線で、この中心線C
から図で左右に対称に同じ構造に形成されている。従っ
て1つの島状領域内に2ビツトのメモリ素子が構成され
ることになるこの実施例では2ビツトが単位領域になる
。
領域20、メモリ領域となるN−領域21が形成され
ている。なお、22はゲートstow膜、23はポリシ
リコンのゲート電極、24はメ無すゲー)810g膜、
25はメモリゲートS 13 N4 膜、26はポリシ
リコンのメモリ電極、27は隣接する単結晶層領域に配
線するためのゲート電極、28は燐ガラス(PSG)膜
、29はアルミニウム配線である。単結晶層中のN領域
20およびゲートS i Q2膜22.ゲート電極23
によシトランスファMO8−FETが構成され、N−領
域21およびメモリゲート5102膜24.メモリゲー
ト813N4膜25.メモリ電極26によシメモリ領域
が構成される。Cは単位領域の中心線で、この中心線C
から図で左右に対称に同じ構造に形成されている。従っ
て1つの島状領域内に2ビツトのメモリ素子が構成され
ることになるこの実施例では2ビツトが単位領域になる
。
なお、第3図は第2図の概略平面図で4fi、31は第
1図(g)のS l 02膜10.Si3N4膜11a
、ポリシリ=ff712a、5loz膜13.Si3N
4膜14によって分離溝内に形成された電気絶縁領域で
ある。
1図(g)のS l 02膜10.Si3N4膜11a
、ポリシリ=ff712a、5loz膜13.Si3N
4膜14によって分離溝内に形成された電気絶縁領域で
ある。
このように本発明に係るSOI形半導体装置の製造方法
によると、単位島状領域毎に半導体領域が分離されてい
るので結晶欠陥が生じても他の領域に影響を与えないた
めに製造歩留シがよく生産性へ向上するとともに、半導
体特性もばらつきなく良好になる。また、領域を分離す
るために形成した溝は、単結晶層をエネルギー線アニー
ルによって形成する際は熱絶縁物を充填して熱を領域内
に閉じ込める機能をなし、単結晶層形成後は各領域を互
いに絶縁する電気絶縁物を充填する機能をなし、スペー
スを有効に利用して集積度を向上できる等数多くの効果
がある。
によると、単位島状領域毎に半導体領域が分離されてい
るので結晶欠陥が生じても他の領域に影響を与えないた
めに製造歩留シがよく生産性へ向上するとともに、半導
体特性もばらつきなく良好になる。また、領域を分離す
るために形成した溝は、単結晶層をエネルギー線アニー
ルによって形成する際は熱絶縁物を充填して熱を領域内
に閉じ込める機能をなし、単結晶層形成後は各領域を互
いに絶縁する電気絶縁物を充填する機能をなし、スペー
スを有効に利用して集積度を向上できる等数多くの効果
がある。
第1図(a)〜(g)は本発明に係る半導体装置の製造
方法の一実施例における各工程の断面図、第2図は第1
図の実施例で製造したウエノ・を用いたMOSダイナミ
ックメモリの断面図、第3図はその概略平面図である。 2・書・・5102層、3・11+1・ポリシリコン層
、4,6.7,9.10.13 ・・・・S i 02
膜、5.8.11.11&、14 ・φ・・Si3N4
膜、12e・・嗜ホリシリコン膜、12a・・・・ポリ
シリコン、30・・・・単結晶層。 第1図・ 第1図 第2図 第3図
方法の一実施例における各工程の断面図、第2図は第1
図の実施例で製造したウエノ・を用いたMOSダイナミ
ックメモリの断面図、第3図はその概略平面図である。 2・書・・5102層、3・11+1・ポリシリコン層
、4,6.7,9.10.13 ・・・・S i 02
膜、5.8.11.11&、14 ・φ・・Si3N4
膜、12e・・嗜ホリシリコン膜、12a・・・・ポリ
シリコン、30・・・・単結晶層。 第1図・ 第1図 第2図 第3図
Claims (1)
- 絶縁層上にポリシリコン膜を形成する工程と、このポリ
シリコン膜に単位ビット毎の領域に分離するべく絶縁層
に達するまで分離溝を形成する工程と、この分離溝内に
熱絶縁物を形成する工程と、エネルギー線照射によって
分離された領域毎にポリシリコン層を半結晶層に変化さ
せる工程と、熱絶縁物を除去して分離溝内に電気絶縁領
域を形成する工程とを有するSOI形半導体装置の製造
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59015115A JPS60160646A (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | Soi形半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59015115A JPS60160646A (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | Soi形半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60160646A true JPS60160646A (ja) | 1985-08-22 |
Family
ID=11879826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59015115A Pending JPS60160646A (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | Soi形半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60160646A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62181464A (ja) * | 1986-02-05 | 1987-08-08 | Sharp Corp | 半導体集積回路素子 |
JPS63265464A (ja) * | 1987-04-23 | 1988-11-01 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体装置の製造方法 |
JPH01125858A (ja) * | 1987-11-10 | 1989-05-18 | Fujitsu Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JPH01264256A (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-20 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体装置 |
WO1999003147A1 (en) * | 1997-07-10 | 1999-01-21 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Thermally insulated integrated circuits |
-
1984
- 1984-02-01 JP JP59015115A patent/JPS60160646A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62181464A (ja) * | 1986-02-05 | 1987-08-08 | Sharp Corp | 半導体集積回路素子 |
JPS63265464A (ja) * | 1987-04-23 | 1988-11-01 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体装置の製造方法 |
JPH01125858A (ja) * | 1987-11-10 | 1989-05-18 | Fujitsu Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JPH01264256A (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-20 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体装置 |
WO1999003147A1 (en) * | 1997-07-10 | 1999-01-21 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Thermally insulated integrated circuits |
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