JPS625230B2 - - Google Patents
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- JPS625230B2 JPS625230B2 JP55108164A JP10816480A JPS625230B2 JP S625230 B2 JPS625230 B2 JP S625230B2 JP 55108164 A JP55108164 A JP 55108164A JP 10816480 A JP10816480 A JP 10816480A JP S625230 B2 JPS625230 B2 JP S625230B2
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- H01L21/314—Inorganic layers
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Description
本発明は化学気相成長(CVD)により基板上
に酸化膜を形成させる方法に関し、更に詳しく
は、プラズマ化学気相成長によりリンシリケート
ガラス(PSG)膜をSi又はSi上のAl配線などの基
板上に成長させる方法に関する。 PSGなどの酸化膜はICの保護膜(カバー膜)
や配線の層間絶縁膜として使用されている。かか
る膜を基板等の上に化学成長させる方法として、
常圧法と呼ばれる、350℃〜450℃において
SiH4,O2及びPH3の反応ガスから常圧下(760ト
ル)に基板上に酸化膜を形成する方法と、減圧法
と呼ばれる、350℃〜450℃においてSiH4,O2及
びPH3の反応ガスから減圧下(例えば、1トル)
に基板上に酸化膜を形成する方法などが知られて
おり、更に窒化膜やアモルフアスシリコンなどに
ついてプラズマ化学気相成長法と呼ばれる、平行
平板の電極に高周波をかけてガスをプラズマ化さ
せて低温下(例えば、20℃〜450℃)において化
学成長させる方法が知られている。 しかしながら、このような従来方法によつて化
学成長させた酸化膜は600℃位において熱処理す
ると成長した酸化膜にクラツクが入りやすく、ま
た成長後常温に戻すと歪んでしまいクラツクが入
りやすいという問題があつた。 従つて、本発明者等はかかる従来の酸化膜……
の成長方法の問題を解決すべく、鋭意研究を進め
た結果、SiH4、N2O及びPH3を含む反応ガスから
基板上にリンシリケートガラス膜を化学気相成長
させるに当り、反応ガス中のN2OとSiH4のモル比
(N2O/SiH4)を50以上とすることにより、高温熱
処理によるクラツク発生が防止でき、成長膜を常
温に戻したときに歪んでクラツクが発生しない
PSGの酸化膜をプラズマ化学気相成長できること
を見出し、本発明をするに至つた。 すなわち、本発明に従つたプラズマ化学気相成
長方法は、反応ガス中のN2OとSiH4のモル比
(N2O/SiH4)を50以上とすることによつて基板上
に酸化膜(SiO2又はPSG)を成長させることから
成る。 以下、図面に従つて本発明を更に詳しく説明す
る。 第1図に示したベルジヤー型プラズマ化学気相
成長装置10において、基板11上にPSG膜を化
学気相成長させる方法について説明する。なお、
SixOy膜(典型的にはSiO2膜)を化学気相成長さ
せる場合には反応ガスをSiH4―N2O―Arにする
だけで、他は以下に説明する方法で実施すること
ができ、更に以下のPH3ガスをB2H6又はAsH3ガ
スに代えることによつて、それぞれ、ボロンシリ
ケートガラス又はヒ素シリケートガラスを成長さ
せることができる。 プラズマ化学気相成長は例えば石英製のベルジ
ヤー10内にPSG膜を成長させる基板11を配置
したのち、系内をライン12より排気して、例え
ば0.1〜2トルの真空に保ち乍らヒーター13で
系内の温度を20〜400℃、好ましくは300℃〜400
℃に保持してライン14よりSiH4,N2O,PH3,
Arの反応ガス(例えば、1%SiH4/Ar,1%
PH3/Ar及びN2Oの混合ガス)をベルジヤー10
内に供給し、発振機15で50KHz〜2.45GHz(通
常は13.56MHz)として基板11上にPSG膜を気
相成長させる。この際反応混合ガス中のN2O/
SiH4(モル比)を50以上にすることが肝要で、
このモル比が50未満では高温で熱処理した場合に
成長したPSG膜などの酸化膜にクラツクが入り好
ましくない。 例1(参考例) 第1図に示したプラズマ化学気相成長装置を用
いてシリコン基板上に酸化ケイ素膜(厚さ1μ)
を成長させた。プラズマ成長は、周波数13.56M
Hz(40W)、温度300℃及び圧力1トルでSiH4,
N2O及びAの反応ガスをN2O/SiH4(モル比)=
5,10,20,50,100及び200と変化させて実施し
た。 各N2O/SiH4比で成長させた酸化ケイ素膜の歪
を測定し、応力σ(108dyne/cm2)とN2O/SiH4
比との関係を第2図に示した。なお応力の測定
は、ニユートンリング法によつて行なつた。 次にN2O/SiH4比が5,50及び100で1μ厚に
プラズマ気相成長させた試料につき600℃、800℃
及び1000℃の温度でN2熱処理してクラツクの発
生状況を観察した。結果は下表の通りであつた。
に酸化膜を形成させる方法に関し、更に詳しく
は、プラズマ化学気相成長によりリンシリケート
ガラス(PSG)膜をSi又はSi上のAl配線などの基
板上に成長させる方法に関する。 PSGなどの酸化膜はICの保護膜(カバー膜)
や配線の層間絶縁膜として使用されている。かか
る膜を基板等の上に化学成長させる方法として、
常圧法と呼ばれる、350℃〜450℃において
SiH4,O2及びPH3の反応ガスから常圧下(760ト
ル)に基板上に酸化膜を形成する方法と、減圧法
と呼ばれる、350℃〜450℃においてSiH4,O2及
びPH3の反応ガスから減圧下(例えば、1トル)
に基板上に酸化膜を形成する方法などが知られて
おり、更に窒化膜やアモルフアスシリコンなどに
ついてプラズマ化学気相成長法と呼ばれる、平行
平板の電極に高周波をかけてガスをプラズマ化さ
せて低温下(例えば、20℃〜450℃)において化
学成長させる方法が知られている。 しかしながら、このような従来方法によつて化
学成長させた酸化膜は600℃位において熱処理す
ると成長した酸化膜にクラツクが入りやすく、ま
た成長後常温に戻すと歪んでしまいクラツクが入
りやすいという問題があつた。 従つて、本発明者等はかかる従来の酸化膜……
の成長方法の問題を解決すべく、鋭意研究を進め
た結果、SiH4、N2O及びPH3を含む反応ガスから
基板上にリンシリケートガラス膜を化学気相成長
させるに当り、反応ガス中のN2OとSiH4のモル比
(N2O/SiH4)を50以上とすることにより、高温熱
処理によるクラツク発生が防止でき、成長膜を常
温に戻したときに歪んでクラツクが発生しない
PSGの酸化膜をプラズマ化学気相成長できること
を見出し、本発明をするに至つた。 すなわち、本発明に従つたプラズマ化学気相成
長方法は、反応ガス中のN2OとSiH4のモル比
(N2O/SiH4)を50以上とすることによつて基板上
に酸化膜(SiO2又はPSG)を成長させることから
成る。 以下、図面に従つて本発明を更に詳しく説明す
る。 第1図に示したベルジヤー型プラズマ化学気相
成長装置10において、基板11上にPSG膜を化
学気相成長させる方法について説明する。なお、
SixOy膜(典型的にはSiO2膜)を化学気相成長さ
せる場合には反応ガスをSiH4―N2O―Arにする
だけで、他は以下に説明する方法で実施すること
ができ、更に以下のPH3ガスをB2H6又はAsH3ガ
スに代えることによつて、それぞれ、ボロンシリ
ケートガラス又はヒ素シリケートガラスを成長さ
せることができる。 プラズマ化学気相成長は例えば石英製のベルジ
ヤー10内にPSG膜を成長させる基板11を配置
したのち、系内をライン12より排気して、例え
ば0.1〜2トルの真空に保ち乍らヒーター13で
系内の温度を20〜400℃、好ましくは300℃〜400
℃に保持してライン14よりSiH4,N2O,PH3,
Arの反応ガス(例えば、1%SiH4/Ar,1%
PH3/Ar及びN2Oの混合ガス)をベルジヤー10
内に供給し、発振機15で50KHz〜2.45GHz(通
常は13.56MHz)として基板11上にPSG膜を気
相成長させる。この際反応混合ガス中のN2O/
SiH4(モル比)を50以上にすることが肝要で、
このモル比が50未満では高温で熱処理した場合に
成長したPSG膜などの酸化膜にクラツクが入り好
ましくない。 例1(参考例) 第1図に示したプラズマ化学気相成長装置を用
いてシリコン基板上に酸化ケイ素膜(厚さ1μ)
を成長させた。プラズマ成長は、周波数13.56M
Hz(40W)、温度300℃及び圧力1トルでSiH4,
N2O及びAの反応ガスをN2O/SiH4(モル比)=
5,10,20,50,100及び200と変化させて実施し
た。 各N2O/SiH4比で成長させた酸化ケイ素膜の歪
を測定し、応力σ(108dyne/cm2)とN2O/SiH4
比との関係を第2図に示した。なお応力の測定
は、ニユートンリング法によつて行なつた。 次にN2O/SiH4比が5,50及び100で1μ厚に
プラズマ気相成長させた試料につき600℃、800℃
及び1000℃の温度でN2熱処理してクラツクの発
生状況を観察した。結果は下表の通りであつた。
【表】
上表の結果から明らかなようにN2O/SiH4比を
50以上にすることによつて、プラズマ気相成長膜
中のH2含量が少なくなりかつ密度も大きくなる
ためか、クラツクの発生が起らなくなる。また第
2図に示したようにN2O/SiH4比が50及び100の
場合には成長膜の応力がコンプレツシヨン側とな
る。これに対しN2O/SiH4比が5の場合には成長
膜の応力は、テンシヨン側となる。このことは、
熱処理を行なつた場合、酸化膜よりもSi基板の熱
膨張係数が大のためN2O/SiH4=5の場合に応力
はテンシヨン側により増大し膜中のHの量が多く
膜がもろいため破壊に到り、一方N2O/SiH4=
50,100の場合には応力は夫々コンプレツシヨン
と熱膨張によるテンシヨンと相殺し、より小さな
値となり破壊しないことを示している。 Si上で成長させた酸化ケイ素膜のRI(屈析率)
及び密度とN2O/SiH4比との関係を第3図のグラ
フ図に示す。第3図において曲線AはRIとN2O/
SiH4比との関係を示し、曲線Bは密度とN2O/
SiH4比との関係を示す。また酸化ケイ素膜の赤
外吸収スペクトルの吸収係数αとN2O/SiH4比と
の関係を第4図のグラフ図に示す。第4図におい
て曲線AはSiHの吸収係数(2240cm-1)、曲線B
は(SiH2)oの吸収係数(880cm-1)、曲線CはSiO
の吸収係数(810cm-1)、そして曲線DはSiO(伸
縮)の吸収係数(1070〜1090cm-1)を示す。 第3図及び第4図の結果からN2O/SiH4比を50
以上としてプラズマ化学気相成長させた酸化ケイ
素膜は、N2O/SiH4比が50未満の場合に比較して
膜中のHの含有量が少く十分SiH4がO2と反応し
た良質の膜になつていることがわかる。 例2(実施例) 第1図のプラズマ化学気相成長装置を用いてSi
基板上にPSG膜(厚さ1μ)を成長させた。プラ
ズマ成長は周波数13.56MHz(40W)、温度300℃
及び圧力1トルで実施し、反応ガスはSiH4,PH
3,N2O及びArの混合ガスを用い、N2O/SiH4比
を100とし、PH3/SiH4比を0(この場合には酸
化ケイ素膜が成長)、0.05,0.1,0.15,0.2及び
0.3と変化させた。各反応ガスで成長させた酸化
膜の応力を例1と同様にして測定し、この歪とPH
3/SiH4比との関係を第5図曲線Aに示した。 一方、従来の常圧化学気相成長法に従つて温度
425℃及び圧力760トルで上記反応ガス組成と全く
同一条件でSi基板上に酸化膜(厚さ1μ)を成長
させた。この酸化膜の応力を測定し、歪とPH3/
SiH4比との関係を第5図曲線Bに示した。 第5図の曲線AおよびBを比較すれば明らかな
ように、本発明に従つたプラズマ化学気相成長方
法によれば、P濃度が小さいPSG膜を成長させる
場合でさえ、0.08又はそれ以下のPH3/SiH4モル
比を用いることによつて応力がコンプレツシヨン
側のPSG膜を基板上に成長させることができる。
このように、成長膜がコンプレツシヨン応力側な
ので、クラツキングが発生し難いPSG膜を成長さ
せることができる。それに対して常圧法によるP
濃度の小さい膜は応力がテンシヨン側に大となり
クラツクが生じやすい。すなわち、カバー膜、層
間絶縁膜等としての利用に最適な膜であるP濃度
が小さく耐湿性の優れた膜(P濃度が大だと外部
よりH2Oを吸収してリン酸を形成してしまい耐湿
性は低下する)を形成する場合、本発明は非常に
有効な方法である。
50以上にすることによつて、プラズマ気相成長膜
中のH2含量が少なくなりかつ密度も大きくなる
ためか、クラツクの発生が起らなくなる。また第
2図に示したようにN2O/SiH4比が50及び100の
場合には成長膜の応力がコンプレツシヨン側とな
る。これに対しN2O/SiH4比が5の場合には成長
膜の応力は、テンシヨン側となる。このことは、
熱処理を行なつた場合、酸化膜よりもSi基板の熱
膨張係数が大のためN2O/SiH4=5の場合に応力
はテンシヨン側により増大し膜中のHの量が多く
膜がもろいため破壊に到り、一方N2O/SiH4=
50,100の場合には応力は夫々コンプレツシヨン
と熱膨張によるテンシヨンと相殺し、より小さな
値となり破壊しないことを示している。 Si上で成長させた酸化ケイ素膜のRI(屈析率)
及び密度とN2O/SiH4比との関係を第3図のグラ
フ図に示す。第3図において曲線AはRIとN2O/
SiH4比との関係を示し、曲線Bは密度とN2O/
SiH4比との関係を示す。また酸化ケイ素膜の赤
外吸収スペクトルの吸収係数αとN2O/SiH4比と
の関係を第4図のグラフ図に示す。第4図におい
て曲線AはSiHの吸収係数(2240cm-1)、曲線B
は(SiH2)oの吸収係数(880cm-1)、曲線CはSiO
の吸収係数(810cm-1)、そして曲線DはSiO(伸
縮)の吸収係数(1070〜1090cm-1)を示す。 第3図及び第4図の結果からN2O/SiH4比を50
以上としてプラズマ化学気相成長させた酸化ケイ
素膜は、N2O/SiH4比が50未満の場合に比較して
膜中のHの含有量が少く十分SiH4がO2と反応し
た良質の膜になつていることがわかる。 例2(実施例) 第1図のプラズマ化学気相成長装置を用いてSi
基板上にPSG膜(厚さ1μ)を成長させた。プラ
ズマ成長は周波数13.56MHz(40W)、温度300℃
及び圧力1トルで実施し、反応ガスはSiH4,PH
3,N2O及びArの混合ガスを用い、N2O/SiH4比
を100とし、PH3/SiH4比を0(この場合には酸
化ケイ素膜が成長)、0.05,0.1,0.15,0.2及び
0.3と変化させた。各反応ガスで成長させた酸化
膜の応力を例1と同様にして測定し、この歪とPH
3/SiH4比との関係を第5図曲線Aに示した。 一方、従来の常圧化学気相成長法に従つて温度
425℃及び圧力760トルで上記反応ガス組成と全く
同一条件でSi基板上に酸化膜(厚さ1μ)を成長
させた。この酸化膜の応力を測定し、歪とPH3/
SiH4比との関係を第5図曲線Bに示した。 第5図の曲線AおよびBを比較すれば明らかな
ように、本発明に従つたプラズマ化学気相成長方
法によれば、P濃度が小さいPSG膜を成長させる
場合でさえ、0.08又はそれ以下のPH3/SiH4モル
比を用いることによつて応力がコンプレツシヨン
側のPSG膜を基板上に成長させることができる。
このように、成長膜がコンプレツシヨン応力側な
ので、クラツキングが発生し難いPSG膜を成長さ
せることができる。それに対して常圧法によるP
濃度の小さい膜は応力がテンシヨン側に大となり
クラツクが生じやすい。すなわち、カバー膜、層
間絶縁膜等としての利用に最適な膜であるP濃度
が小さく耐湿性の優れた膜(P濃度が大だと外部
よりH2Oを吸収してリン酸を形成してしまい耐湿
性は低下する)を形成する場合、本発明は非常に
有効な方法である。
第1図は本発明のプラズマ化学気相成長方法を
実施するための装置の一例を示す概略説明図であ
り、10はベルジヤー型化学気相成長装置、11
は基板、12は排気ライン、13はヒーター、1
4は反応ガス供給ライン、15は発振機を示す。 第2図は例1においてプラズマ化学気相成長さ
せた酸化ケイ素膜の応力とN2O/SiH4比との関係
を示すグラフ図である。第3図は例1においてプ
ラズマ化学気相成長させた酸化ケイ素膜のRI
(曲線A)とN2O/SiH4比並びに密度(曲線B)
とN2O/SiH4比との関係を示すグラフ図であり、
第4図は例1の酸化ケイ素膜の赤外吸収スペクト
ルの吸収係数αとN2O/SiH4比との関係を示すグ
ラフ図である。第5図は例2において化学気相成
長させたPSG膜の応力とPH3/SiH4との関係を示
すグラフ図であり、曲線Aが本発明のプラズマ化
学気相成長法によつたものであり、曲線Bが従来
の常圧法によつたものである。
実施するための装置の一例を示す概略説明図であ
り、10はベルジヤー型化学気相成長装置、11
は基板、12は排気ライン、13はヒーター、1
4は反応ガス供給ライン、15は発振機を示す。 第2図は例1においてプラズマ化学気相成長さ
せた酸化ケイ素膜の応力とN2O/SiH4比との関係
を示すグラフ図である。第3図は例1においてプ
ラズマ化学気相成長させた酸化ケイ素膜のRI
(曲線A)とN2O/SiH4比並びに密度(曲線B)
とN2O/SiH4比との関係を示すグラフ図であり、
第4図は例1の酸化ケイ素膜の赤外吸収スペクト
ルの吸収係数αとN2O/SiH4比との関係を示すグ
ラフ図である。第5図は例2において化学気相成
長させたPSG膜の応力とPH3/SiH4との関係を示
すグラフ図であり、曲線Aが本発明のプラズマ化
学気相成長法によつたものであり、曲線Bが従来
の常圧法によつたものである。
Claims (1)
- 1 SiH4,N2OおよびPH3を含む反応ガスからリ
ンシリケートガラス膜を基板上にプラズマ化学気
相成長させるにあたり、反応ガス中のN2OとSiH4
のモル比(N2O/SiH4)を50以上とすることを特
徴とするプラズマ化学気相成長方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55108164A JPS5747711A (en) | 1980-08-08 | 1980-08-08 | Chemical plasma growing method in vapor phase |
EP81303589A EP0046059B1 (en) | 1980-08-08 | 1981-08-05 | Method of plasma enhanced chemical vapour deposition of films |
DE8181303589T DE3172827D1 (en) | 1980-08-08 | 1981-08-05 | Method of plasma enhanced chemical vapour deposition of films |
US06/290,978 US4394401A (en) | 1980-08-08 | 1981-08-07 | Method of plasma enhanced chemical vapor deposition of phosphosilicate glass film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55108164A JPS5747711A (en) | 1980-08-08 | 1980-08-08 | Chemical plasma growing method in vapor phase |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5747711A JPS5747711A (en) | 1982-03-18 |
JPS625230B2 true JPS625230B2 (ja) | 1987-02-03 |
Family
ID=14477587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP55108164A Granted JPS5747711A (en) | 1980-08-08 | 1980-08-08 | Chemical plasma growing method in vapor phase |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4394401A (ja) |
EP (1) | EP0046059B1 (ja) |
JP (1) | JPS5747711A (ja) |
DE (1) | DE3172827D1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0395922U (ja) * | 1990-01-22 | 1991-09-30 |
Families Citing this family (39)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1208162A (en) * | 1982-10-14 | 1986-07-22 | Dilip K. Nath | Plasma processed sinterable ceramics |
JPH0614552B2 (ja) * | 1983-02-02 | 1994-02-23 | 富士ゼロックス株式会社 | 光電変換素子の製造方法 |
US4557950A (en) * | 1984-05-18 | 1985-12-10 | Thermco Systems, Inc. | Process for deposition of borophosphosilicate glass |
US4620986A (en) * | 1984-11-09 | 1986-11-04 | Intel Corporation | MOS rear end processing |
NL8503163A (nl) * | 1984-11-16 | 1986-06-16 | Sony Corp | Inrichting en werkwijze voor dampneerslag. |
US4612207A (en) * | 1985-01-14 | 1986-09-16 | Xerox Corporation | Apparatus and process for the fabrication of large area thin film multilayers |
US4759993A (en) * | 1985-04-25 | 1988-07-26 | Ovonic Synthetic Materials Co., Inc. | Plasma chemical vapor deposition SiO2-x coated articles and plasma assisted chemical vapor deposition method of applying the coating |
EP0210578B1 (en) * | 1985-07-29 | 1992-05-20 | Energy Conversion Devices, Inc. | System and method for depositing an electrical insulator in a continuous process |
JPS6260871A (ja) * | 1985-09-11 | 1987-03-17 | Anelva Corp | 真空化学反応装置 |
WO1987002828A1 (en) * | 1985-11-04 | 1987-05-07 | Motorola, Inc. | Glass intermetal dielectric |
JPS6362879A (ja) * | 1986-09-02 | 1988-03-19 | Anelva Corp | 真空化学反応装置 |
US5354695A (en) | 1992-04-08 | 1994-10-11 | Leedy Glenn J | Membrane dielectric isolation IC fabrication |
JPH0828427B2 (ja) * | 1988-09-14 | 1996-03-21 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
JPH0339475A (ja) * | 1989-07-05 | 1991-02-20 | Hitachi Electron Eng Co Ltd | プラズマcvd装置における生成酸化膜の強化方法 |
CA2006174A1 (en) * | 1989-12-20 | 1991-06-20 | Luc Ouellet | Method of making crack-free insulating films with sog interlayer |
US6714625B1 (en) | 1992-04-08 | 2004-03-30 | Elm Technology Corporation | Lithography device for semiconductor circuit pattern generation |
US5420437A (en) * | 1994-01-11 | 1995-05-30 | Siess; Harold E. | Method and apparatus for generation and implantation of ions |
US6127261A (en) * | 1995-11-16 | 2000-10-03 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of fabricating an integrated circuit including a tri-layer pre-metal interlayer dielectric compatible with advanced CMOS technologies |
KR100267418B1 (ko) * | 1995-12-28 | 2000-10-16 | 엔도 마코토 | 플라스마처리방법및플라스마처리장치 |
US6345589B1 (en) | 1996-03-29 | 2002-02-12 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for forming a borophosphosilicate film |
US6013584A (en) * | 1997-02-19 | 2000-01-11 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for forming HDP-CVD PSG film used for advanced pre-metal dielectric layer applications |
US6551857B2 (en) | 1997-04-04 | 2003-04-22 | Elm Technology Corporation | Three dimensional structure integrated circuits |
US5915167A (en) | 1997-04-04 | 1999-06-22 | Elm Technology Corporation | Three dimensional structure memory |
US6627305B1 (en) * | 1997-07-16 | 2003-09-30 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Substrates for large area electronic devices |
US6073576A (en) | 1997-11-25 | 2000-06-13 | Cvc Products, Inc. | Substrate edge seal and clamp for low-pressure processing equipment |
JP3818561B2 (ja) * | 1998-10-29 | 2006-09-06 | エルジー フィリップス エルシーディー カンパニー リミテッド | シリコン酸化膜の成膜方法および薄膜トランジスタの製造方法 |
US6323141B1 (en) * | 2000-04-03 | 2001-11-27 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Method for forming anti-reflective coating layer with enhanced film thickness uniformity |
US6748994B2 (en) * | 2001-04-11 | 2004-06-15 | Avery Dennison Corporation | Label applicator, method and label therefor |
US20020182342A1 (en) * | 2001-04-13 | 2002-12-05 | Luc Ouellet | Optical quality silica films |
US6887514B2 (en) * | 2001-05-31 | 2005-05-03 | Dalsa Semiconductor Inc. | Method of depositing optical films |
US7208426B2 (en) * | 2001-11-13 | 2007-04-24 | Chartered Semiconductors Manufacturing Limited | Preventing plasma induced damage resulting from high density plasma deposition |
US7402897B2 (en) | 2002-08-08 | 2008-07-22 | Elm Technology Corporation | Vertical system integration |
JP2004172389A (ja) * | 2002-11-20 | 2004-06-17 | Renesas Technology Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
US7223706B2 (en) * | 2004-06-30 | 2007-05-29 | Intersil Americas, Inc. | Method for forming plasma enhanced deposited, fully oxidized PSG film |
JP4711781B2 (ja) * | 2005-08-29 | 2011-06-29 | 京セラ株式会社 | 薄膜コンデンサの製造方法 |
US7704897B2 (en) * | 2008-02-22 | 2010-04-27 | Applied Materials, Inc. | HDP-CVD SiON films for gap-fill |
CN102584019B (zh) * | 2012-01-31 | 2014-07-02 | 绥中滨海经济区红杉科技有限公司 | 化学汽相沉积法镀制玻璃减反射膜的设备及方法 |
JP6125176B2 (ja) * | 2012-08-27 | 2017-05-10 | シャープ株式会社 | 高透過率保護膜作製方法および半導体発光素子の製造方法 |
FR3045033B1 (fr) * | 2015-12-09 | 2020-12-11 | Saint Gobain | Procede et installation pour l'obtention d'un vitrage colore |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4223048A (en) * | 1978-08-07 | 1980-09-16 | Pacific Western Systems | Plasma enhanced chemical vapor processing of semiconductive wafers |
US4289797A (en) * | 1979-10-11 | 1981-09-15 | Western Electric Co., Incorporated | Method of depositing uniform films of Six Ny or Six Oy in a plasma reactor |
-
1980
- 1980-08-08 JP JP55108164A patent/JPS5747711A/ja active Granted
-
1981
- 1981-08-05 EP EP81303589A patent/EP0046059B1/en not_active Expired
- 1981-08-05 DE DE8181303589T patent/DE3172827D1/de not_active Expired
- 1981-08-07 US US06/290,978 patent/US4394401A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0395922U (ja) * | 1990-01-22 | 1991-09-30 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0046059B1 (en) | 1985-11-06 |
DE3172827D1 (en) | 1985-12-12 |
EP0046059A3 (en) | 1983-01-05 |
EP0046059A2 (en) | 1982-02-17 |
JPS5747711A (en) | 1982-03-18 |
US4394401A (en) | 1983-07-19 |
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