KR20060114446A - Manufacturing method for semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 반도체소자의 제조공정도. 1A to 1C are manufacturing process diagrams of a semiconductor device according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 반도체기판 12 : 제1층간절연막 10
14 : 콘택플러그 16 : 비트라인14: contact plug 16: bit line
18 : 하드마스크층 20 : 스페이서18: hard mask layer 20: spacer
22 : 제2층간절연막(22)과 24 : 버퍼질화막22: second interlayer
26 : 하드마스크층 28 : 전하저장전극용 콘택홀26
30 : 콘택홀용 스페이서 32 : 전하저장전극용 콘택플러그30: contact hole spacer 32: contact plug for charge storage electrode
본 발명은 반도체소자의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 비트라인 형성 후에 실시하는 전하저장전극 콘택홀 형성 공정에서 다결정실리콘층 하드마스크층과 함께 버퍼 질화막을 사용하고, 두차례의 식각 공정으로 전하저장전극 콘택홀을 오 픈하여 셀 지역에서의 오픈불량을 방지하여 공정 수율 및 소자 동작의 신뢰성 저하를 방지할 수 있는 반도체소자의 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device. In particular, in a charge storage electrode contact hole forming process performed after bit line formation, a buffer nitride film is used together with a polysilicon layer hard mask layer, and the charge storage electrode is subjected to two etching processes. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device that can prevent contact defects in the cell area by opening contact holes, thereby preventing deterioration of process yield and reliability of device operation.
최근의 반도체 장치의 고집적화 추세는 미세 패턴 형성 기술의 발전에 큰 영향을 받고 있으며, 반도체 장치의 제조 공정 중에서 식각 또는 이온주입 공정 등의 마스크로 매우 폭 넓게 사용되는 감광막 패턴의 미세화가 필수 요건이다. The recent trend of high integration of semiconductor devices has been greatly influenced by the development of fine pattern formation technology, and the miniaturization of photoresist patterns, which are widely used as masks such as etching or ion implantation processes, are essential in the manufacturing process of semiconductor devices.
이러한 감광막 패턴의 분해능(R)은 감광막 자체의 재질이나 기판과의 접착력 등과도 밀접한 연관이 있으나, 일차적으로는 사용되는 축소노광장치의 광원 파장(λ) 및 공정 변수(k)에 비례하고, 노광 장치의 렌즈 구경(numerical aperture; NA, 개구수)에 반비례한다. The resolution (R) of the photoresist pattern is closely related to the material of the photoresist itself or the adhesion to the substrate. It is inversely proportional to the lens aperture (NA, numerical aperture) of the device.
여기서 상기 축소노광장치의 광분해능을 향상시키기 위하여 광원의 파장을 감소시키게 되며, 예를들어 파장이 436 및 365㎚인 G-라인 및 i-라인 축소노광장치는 공정 분해능이 라인/스페이스 패턴의 경우 각각 약 0.7, 0.5㎛ 정도가 한계이고, 0.5㎛ 이하의 미세 패턴을 형성하기 위해서는 이보다 파장이 더 작은 원자외선(deep ultra violet; DUV), 예를들어 파장이 248㎚인 KrF 레이저나 193㎚인 ArF 레이저를 광원으로 사용하는 노광 장치를 이용하여야 한다. Here, the wavelength of the light source is reduced in order to improve the optical resolution of the reduced exposure apparatus. For example, the G-line and i-line reduced exposure apparatus having wavelengths of 436 and 365 nm have a process resolution of a line / space pattern. The limit is about 0.7 and 0.5 μm, respectively, and in order to form a fine pattern of 0.5 μm or less, deeper ultra violet (DUV), for example, KrF laser having a wavelength of 248 nm or 193 nm An exposure apparatus using an ArF laser as a light source should be used.
또한 축소노광장치와는 별도로 공정 상의 방법으로는 노광마스크(photo mask)로서 위상반전마스크(phase shift mask)를 사용하는 방법이나, 이미지 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 별도의 박막을 웨이퍼 상에 형성하는 씨.이.엘(contrast enhancement layer; CEL) 방법이나, 두층의 감광막 사이에 에스.오.지(spin on glass; SOG)등의 중간층을 개재시킨 삼층레지스트(Tri layer resister; 이하 TLR이 라 칭함) 방법 또는 감광막의 상측에 선택적으로 실리콘을 주입시키는 실리레이션 방법 등이 개발되어 분해능 한계치를 낮추고 있다. In addition to the reduction exposure apparatus, the process method includes a method of using a phase shift mask as a photo mask, or forming a separate thin film on the wafer to improve image contrast. A tri layer resister (hereinafter referred to as a TLR) in which a contrast enhancement layer (CEL) method or an intermediate layer such as spin on glass (SOG) is interposed between two photoresist layers. A method or a silicide method for selectively injecting silicon on top of the photoresist film has been developed to lower the resolution limit.
또한 상하의 도전배선을 연결하는 콘택홀은 상기에서의 라인/스페이스 패턴에 비해 디자인 룰이 더 크게 나타나는데, 소자가 고집적화 되어감에 따라 자체의 크기와 주변배선과의 간격이 감소되고, 콘택홀의 지름과 깊이의 비인 에스팩트비(aspect ratio)가 증가한다. 따라서, 다층의 도전배선을 구비하는 고집적 반도체소자에서는 콘택 형성 공정에서의 마스크들간의 정확하고 엄격한 정렬이 요구되어 공정여유도가 감소되거나, 여유가 전혀 없이 공정을 진행하여야하는 어려움이 있다. In addition, the contact hole connecting the upper and lower conductive wirings has a larger design rule than the above line / space pattern. As the device becomes more integrated, the size of the contact hole and the distance between the peripheral wirings are reduced, and the diameter of the contact hole is reduced. The aspect ratio, which is the ratio of depths, increases. Therefore, in the highly integrated semiconductor device having the multilayer conductive wiring, accurate and strict alignment between the masks in the contact forming process is required, so that the process margin is reduced or the process must be performed without any margin.
이러한 콘택홀은 홀간의 간격 유지를 위하여 마스크 정렬시의 오배열 여유(misalignment tolerance), 노광공정시의 렌즈 왜곡(lens distortion), 마스크 제작 및 사진식각 공정시의 임계크기 변화(critical dimension variation), 마스크간의 정합(registration)등과 같은 요인들을 고려하여 마스크를 형성한다. These contact holes can be used for misalignment tolerance during mask alignment, lens distortion during exposure, critical dimension variation during mask fabrication and photolithography, The mask is formed by considering factors such as registration between the masks.
상기와 같은 콘택홀의 형성 방법으로는 직접 식각 방법과, 측벽 스페이서를 사용하는 방법 및 SAC 방법 등이 있다. As a method of forming the contact hole as described above, there are a direct etching method, a method using a sidewall spacer, a SAC method, and the like.
상기에서 직접 식각방법과 측벽 스페이서 형성 방법은 현재의 제반 기술 수준에서 0.3㎛ 이하의 디자인 룰을 갖는 소자 제조에는 사용할 수 없어 소자의 고집적화에 한계가 있다. Since the direct etching method and the sidewall spacer forming method cannot be used for manufacturing a device having a design rule of 0.3 μm or less in the current state of the art, there is a limit to high integration of the device.
또한 콘택홀 형성시 리소그래피(Lithography) 공정의 한계를 극복하기 위하여 고안된 SAC 방법은 식각장벽층으로 사용하는 물질에 따라 다결정실리콘층이나 질화막 또는 산화질화막등을 사용하는 것으로 나눌 수 있으며, 가장 유망한 것으로 질화막을 식각 방어막으로 사용하는 방법이 있다. In addition, the SAC method, which is designed to overcome the limitations of the lithography process in forming contact holes, can be divided into polysilicon layer, nitride film, or oxynitride film, depending on the material used as the etch barrier layer. Can be used as an etch shield.
도시되어 있지는 않으나, 종래 기술에 따른 반도체소자의 전하저장전극 콘택홀 형성 공정을 살펴보면 다음과 같다. Although not shown, the process of forming the charge storage electrode contact hole of the semiconductor device according to the related art is as follows.
먼저, 반도체기판상에 소자분리산화막과 게이트전극 및 소오스/드레인영역등의 MOSFET와 같은 하부 구조물들을 형성하고, 상기 구조의 전표면에 콘택플러그를 구비하는 제1층간절연막을 형성한 후, 상기 제1층간절연막 상에 질화막 재질의 하드마스크와 중첩되어있는 비트라인을 형성하고, 상기 비트라인 패턴의 측벽에 질화막 스페이서를 형성한다. First, a lower structure such as a device isolation oxide film, a gate electrode, and a MOSFET such as a source / drain region is formed on a semiconductor substrate, and a first interlayer insulating film including a contact plug is formed on the entire surface of the structure. A bit line overlapping the hard mask of a nitride film material is formed on the interlayer insulating film, and a nitride film spacer is formed on the sidewall of the bit line pattern.
그다음 상기 구조의 전표면에 제2층간절연막을 형성하고, 화학 기계적연마 방법으로 상부면을 평탄화시킨 후, 상기 제2층간절연막 상에 다결정실리콘층 재질의 하드마스크층을 형성한다. 여기서 상기 하드마스크층은 80㎚ 정도의 디자인 룰에서 사용되는 ArF 감광막이 식각 내성이 떨어져 사용하게 되는 것이다. Then, a second interlayer insulating film is formed on the entire surface of the structure, and the top surface is planarized by chemical mechanical polishing, and then a hard mask layer of polycrystalline silicon layer is formed on the second interlayer insulating film. In this case, the hard mask layer is used because the ArF photoresist film used in the design rule of about 80 nm has poor etching resistance.
그후, 상기 하드마스크층을 전하저장전극용 콘택홀 형성을 위한 감광막 패턴으로 사진식각하여 하드마스크층 패턴을 형성하고, 상기 하드마스크층 패턴을 마스크로 상기 제2층간절연막을 제거하여 전하저장전극용 콘택홀을 형성한다. Thereafter, the hard mask layer is photo-etched with a photoresist pattern for forming a contact hole for a charge storage electrode to form a hard mask layer pattern, and the second interlayer insulating layer is removed using the hard mask layer pattern as a mask for charge storage electrode. A contact hole is formed.
그다음 상기 하드마스크층을 제거하고, 상기 구조의 전표면에 콘택플러그가 되는 다결정실리콘층을 도포하여 상기 콘택홀을 메우고, 상기 콘택홀 상부의 다결정실리콘층을 화학-기계적 연마 등의 방법으로 제거하여 다결정실리콘층 패턴으로된 콘택플러그를 형성하고, 그 상부에 캐패시터를 형성한다. Then, the hard mask layer is removed, a polysilicon layer which becomes a contact plug is applied to the entire surface of the structure to fill the contact hole, and the polysilicon layer on the contact hole is removed by chemical-mechanical polishing or the like. A contact plug having a polysilicon layer pattern is formed, and a capacitor is formed thereon.
상기와 같은 종래 기술에 따른 반도체소자의 제조방법은 전하저장전극 콘택 홀 식각 공정의 하드마스크로 다결정실리콘층을 사용하게 되는데, 콘택홀 형성 공정시 주변회로영역의 다결정실리콘층은 상당 두께가 제거되나, 셀영역에서는 많이 남게되어, 하드마스크층 제거 공정시의 전면식각이나 화학 기계적연마 등의 식각 공정에서 주변회로영역 보다 셀영역에서 디싱이 발생하여 후속 전하저장전극 접촉 과정에서 오픈 불량이 발생하여 공정 수율 및 소자 동작의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점이 있다. In the method of manufacturing a semiconductor device according to the related art as described above, a polysilicon layer is used as a hard mask of a charge storage electrode contact hole etching process, but a considerable thickness of the polysilicon layer of a peripheral circuit region is removed during the contact hole forming process. In the cell region, many residues remain in the cell region, and dishing occurs in the cell region rather than the peripheral circuit region during the etching of the hard mask layer or chemical mechanical polishing. There is a problem of lowering yield and reliability of device operation.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전하저장전극용 콘택 형성 공정에서 다결정실리콘층 하드마스크층과 함께 버퍼 질화막을 사용하고, 두차례의 식각 공정으로 전하저장전극 콘택홀을 오픈하여 셀 지역에서의 오픈불량을 방지하여 공정 수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체소자의 제조방법을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to use a buffer nitride film together with a polysilicon layer hard mask layer in a contact forming process for charge storage electrodes, and charge storage electrode contacts in two etching processes. The present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device that can improve the process yield and the reliability of device operation by preventing the open defect in the cell area by opening the hole.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자 제조방법의 특징은, Features of the semiconductor device manufacturing method according to the present invention for achieving the above object,
반도체기판상에 콘택플러그를 구비하는 제1층간절연막을 형성하는 공정과, Forming a first interlayer insulating film having a contact plug on the semiconductor substrate;
상기 제1층간절연막 상에 하드마스크 패턴과 중첩되어있는 비트라인을 형성하는 공정과, Forming a bit line overlapping the hard mask pattern on the first interlayer insulating film;
상기 비트라인 및 하드마스크 패턴 측벽에 절연막 스페이서를 형성하는 공정과, Forming an insulating film spacer on sidewalls of the bit line and the hard mask pattern;
상기 구조의 전표면에 제2층간절연막과 패드질화막 및 다결정실리콘 재질의 하드마스크층을 순차적으로 형성하는 공정과, Sequentially forming a second interlayer insulating film, a pad nitride film, and a hard mask layer made of polycrystalline silicon on the entire surface of the structure;
상기 하드마스크층을 전하저장전극 콘택 마스크를 이용한 사진식각 공정으로 상기 식각하여 상기 제2층간절연막을 노출시키고, 상기 노출되어있는 제2층간절연막을 일차 식각하여 전하저장전극용 콘택홀을 형성하는 공정과, Etching the hard mask layer using a photolithography process using a charge storage electrode contact mask to expose the second interlayer insulating film, and first etching the exposed second interlayer insulating film to form a contact hole for a charge storage electrode. and,
상기 하드마스크층을 제거하는 공정과, Removing the hard mask layer;
상기 패드질화막을 마스크로 콘택홀을 이차 식각하여 콘택홀을 완성하는 공정과, Second etching the contact holes with the pad nitride layer as a mask to complete the contact holes;
상기 콘택홀을 메우는 콘택플러그를 형성하는 공정을 구비함에 있다. And forming a contact plug to fill the contact hole.
또한 본 발명의 다른 특징은, 상기 제2층간절연막은 5000 내지 10000Å 두께로 형성하고, 버퍼 질화막은 300 내지 1000Å 두께로 형성하고, 상기 콘택홀 형성을 위한 일차 식각 공정은 C4F8/C5F8/C4F6/ CH2F2/Ar/O2/CO/N2 혼합가스를 사용하여 10 내지 100mTorr 압력으로, 1000 내지 2000W 파워로 식각하되, 상기 비트라인의 바닥면을 타깃으로 실시하며, 상기 하드마스크층 제거 전에 별도의 세정 공정으로 H2SO4 + H202 가 300 : 1 로 혼합된 BOE를 사용하여 세정하는 공정을 구비하고, 상기 하드마스크층 제거 공정시 C2F6/ HBr/Cl2 혼합 가스를 사용하여 1 내지 20mTorr 압력으로, 10 내지 1000W 파워로 식각하며, 상기 이차 식각 공정은 C4F8/C5F8/C4F6/CH2F2/Ar/O2/CO/N2 혼합 가스를 사용하여 10 내지 100mTorr 압력으로, 1000 내지 2000W 파워로 식각하여 오픈하는 것을 특징으로 한다. In another aspect of the present invention, the second interlayer insulating film is formed to a thickness of 5000 to 10000 kPa, the buffer nitride film is formed to a thickness of 300 to 1000 kPa, and the primary etching process for forming the contact hole is C 4 F 8 / C 5 Etch F 8 / C 4 F 6 / CH 2 F 2 / Ar / O 2 / CO / N 2 using a mixed gas at a pressure of 10 to 100 mTorr and a power of 1000 to 2000 W, with the bottom of the bit line as a target. Before the hard mask layer is removed, the process of cleaning using a BOE in which H 2 SO 4 + H 2 0 2 is mixed at 300: 1 in a separate cleaning process, and C 2 at the time of removing the hard mask layer. Using a F 6 / HBr / Cl 2 mixed gas at a pressure of 1 to 20mTorr, 10 to 1000W power, the secondary etching process is C 4 F 8 / C 5 F 8 / C 4 F 6 / CH 2 F 2 Etching with 1000 to 2000W power at 10 to 100 mTorr pressure using / Ar / O 2 / CO / N 2 mixed gas Gong.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체소자의 제조방법에 대하여 상세히 설명을 하기로 한다. Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 반도체소자의 제조공정도이다. 1A to 1C are manufacturing process diagrams of a semiconductor device according to the present invention.
먼저, 반도체기판(10)상에 소정의 하부구조물, 예를들어 소자분리산화막과 게이트전극 및 소오스/드레인영역을 구비하는 MOSFET 등을 형성하고, 전하저장전극용 콘택플러그(14)들을 구비하는 산화막 재질의 제1층간절연막(12)을 형성한 후, 상기 제1층간절연막(12) 상에 두께의 질화막 재질로된 하드마스크층(18) 패턴과 중첩되어있는 비트라인(16)을 형성한 후, 상기 구조의 전표면에 질화막을 전면 도포하고, 전면식각에 의해 상기 비트라인(16)과 하드마스크층(18) 패턴의 측벽에 질화막 스페이서(20)를 형성한다. First, a predetermined substructure, for example, a device isolation oxide film, a MOSFET including a gate electrode and a source / drain region, is formed on the
여기서 상기 비트라인(16)은 베리어층으로 Ti/TiN층을 100 내지 1000Å 정도 두께로 형성하며, 비트라인(16)이 W인 경우 300 내지 1000Å 정도 두께로 형성하며, 하드마스크층(18)은 2000 내지 4000Å 정도 두께로 형성한다. 또한 하드마스크층(18)은 CF4/CHF3/O2 혼합 가스를 사용하여 10 내지 100mTorr 압력으로, 300 내지 1000W 파워로 식각하며, 상기 W층은 SF6/BCl3/N2/Cl2 혼합 가스를 사용하여 20 내지 70mTorr 압력으로, 300 내지 1000W 파워로 식각한다. 또한 상기 스페이서(20)는 200 내지 1000Å 정도 두께로 질화막을 증착하고, CF4/CHF3/O2 혼합 가스를 사용하여 20 내지 70mTorr 압력으로, 300 내지 1000W 파워로 전면식각하여 형성한다. Here, the
그 후, 상기 구조의 전표면에 산화막 재질의 제2층간절연막(22)과 버퍼질화막(24) 및 다결정실리콘 재질의 하드마스크층(26)을 순차적으로 형성한다. 여기서 상기 제2층간절연막(22)은 5000 내지 10000Å 정도 두께로 형성하고, 버퍼 질화막(24)은 300 내지 1000Å 정도 두께로 형성한다. (도 1a 참조). Thereafter, the second
그다음 상기 하드마스크층(26)을 전하저장전극용 콘택홀 형성을 위한 감광막 패턴(도시되지 않음)을 이용한 사진식각 공정으로 상기 하드마스크층(26)과 버퍼질화막(24)을 패턴닝하여 제2층간절연막(22)을 노출시키고, 상기 제2층간절연막(22)을 일차 식각하여 전하저장전극용 콘택홀(28)을 형성하고, 상기 감광막 패턴과 주변회로영역 및 셀영역에 남아 있는 다결정실리콘 하드마스크층(26)을 제거한다. Next, the
여기서 상기 일차 식각 공정은 C4F8/C5F8/C4F6/ CH2F2/Ar/O2/CO/N2 등의 혼합가스를 사용하여 10 내지 100mTorr 압력으로, 1000 내지 2000W 파워로 식각하되, 상기 비트라인(16)의 바닥면까지를 타깃으로 식각한다. 또한 상기 감광막 패턴 제거시 전식각 공정에서 발생된 폴리머도 함께 제거되는데, 이때 별도의 세정 공정으로 H2SO4 + H202 가 300 : 1 로 혼합된 BOE를 사용하여 세정하면, 식각시 발생된 폴리머를 제거하고, 콘택홀의 바닥 면적을 증가시킬 수 있다. Wherein the primary etching process using a mixed gas, such as C 4 F 8 / C 5 F 8 / C 4 F 6 / CH 2 F 2 / Ar / O 2 / CO / N 2 at a pressure of 10 to 100mTorr, 1000 to Etching is performed at 2000W power, and the bottom surface of the
또한 하드마스크층(26) 제거 공정시 다결정실리콘층과 버퍼질화막과의 식각선택비를 10 : 1 이상으로 증가시켜 다른 층들의 손상을 방지하며, C2F6/ HBr/Cl2 혼합 가스를 사용하여 1 내지 20mTorr 압력으로, 10 내지 1000W 파워로 식각하며, 버 퍼질화막과의 식각선택비를 10 : 1 이상으로 증가시킨다. (도 1b 참조). In addition, during the removal of the
그후, 상기 버퍼 질화막(24) 패턴을 마스크로 이용하여 콘택홀(28)에 남아 있는 제2층간절연막(22)을 제거하여 상기 콘택플러그(14)를 노출시키되, C4F8/C5F8/C4F6/CH2F2/Ar/O2/CO/N2 등의 혼합 가스를 사용하여 10 내지 100mTorr 압력으로, 1000 내지 2000W 파워로 식각하여 오픈한다. Thereafter, using the buffer
그다음 상기 콘택홀(28)의 측벽에 질화막 재질의 콘택홀용 스페이서(30)를 형성하고, 상기 콘택홀(28)을 메우는 전하저장전극용 콘택플러그(32)를 다결정실리콘층으로 형성한다. 여기서 상기 스페이서(30)는 질화막을 100 내지 400Å 정도 두께로 전면 증착하고, 이를 C4F8/CHF3/CF4/Ar/O2/CO/N2 등의 혼합가스를 사용하여 10 내지 100mTorr 압력으로, 300 내지 2000W 파워로 식각하여 형성하고, 상기 콘택플러그(32) 용 다결정실리콘층은 2000 내지 4000Å 정도의 두께로 전면 도포하고, 전면식각 형성한다. (도 1c 참조). Next, a
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체소자의 제조방법은 비트라인까지 형성된 반도체기판상에 전하저장전극 콘택홀 형성을 위한 식각 공정을 다수 번의 식각 공정으로 진행하여 콘택홀을 넓혀주는 공정을 진행하되 다결정실리콘층으로된 하드마스크층의 하부에 패드 질화막을 개재시켜 일차로 다결정실리콘층으로 콘택홀을 오픈하고, 다결정실리콘층을 제거한 후 다시 패드 질화막을 마스크로 이 차 식각하여 콘택홀을 형성하였으므로, 셀 지역에서의 오픈불량을 방지하여 공정 수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. As described above, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, an etching process for forming a charge storage electrode contact hole on a semiconductor substrate formed up to a bit line is performed through a plurality of etching processes, thereby expanding the contact hole. Since the contact hole was first opened through the pad nitride film under the hard mask layer made of the polysilicon layer, the polysilicon layer was removed, the pad nitride film was etched again with the mask, and then the contact hole was formed. By preventing open defects in the cell area, there is an advantage to improve process yield and device operation reliability.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20140183661A1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | FinFET Device Structure and Methods of Making Same |
US9177793B2 (en) | 2012-07-30 | 2015-11-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of fabricating a semiconductor device |
-
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---|---|---|---|---|
US9177793B2 (en) | 2012-07-30 | 2015-11-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of fabricating a semiconductor device |
US20140183661A1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | FinFET Device Structure and Methods of Making Same |
US8946014B2 (en) * | 2012-12-28 | 2015-02-03 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | FinFET device structure and methods of making same |
US9349839B2 (en) | 2012-12-28 | 2016-05-24 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | FinFET device structure and methods of making same |
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