JPH084109B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPH084109B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 メタル配線上に形成される絶縁膜の構成を改良した半
導体装置およびその製造方法に関し、 ストレスマイグレーションによるメタル配線の断線お
よび絶縁膜へのクラック発生をともに有効に阻止するこ
とを目的とし、 メタル配線上に形成される絶縁膜が第1層目の絶縁膜
おび第2層目の絶縁膜により構成され、該第1層目の絶
縁膜がシリコンウェーハに対して収縮する性質を有する
テンシルストレスの絶縁膜とされ、該第2層目の絶縁膜
が該シリコンウェーハに対して膨張する性質を有するコ
ンプレッシブストレスの絶縁膜とされている。
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、特に
メタル配線上に形成される絶縁膜の構成を改良した半導
体装置およびその製造方法に関する。
〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕
従来よりシリコンウェーハ上におけるメタル配線上の
絶縁膜としては、例えばPSG等の絶縁膜がCVD(ケミカル
・ベーパ・デポジション)等によって形成されている。
かかる絶縁膜の形成にあたっては、該絶縁膜からのスト
レスに起因する所謂ストレスマイグレーション等によっ
て該メタル配線に断線不良が発生したり、該絶縁膜内に
クラックが発生したりすることが問題となっている。
本発明は該絶縁膜の構成を改良することによって、か
かるストレスマイグレーションによるメタル配線の断線
および該絶縁膜内におけるクラックの発生をともに有効
に阻止することができるようにしたものである。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために本発明の一形態によれ
ば、メタル配線上に形成される絶縁膜が第1層目の絶縁
膜および第2層目の絶縁膜により構成され、該第1層目
の絶縁膜がシリコンウェーハに対して収縮する性質を有
するテンシルストレスの絶縁膜とされ、該第2層目の絶
縁膜が該シリコンウェーハに対して膨張する性質を有す
るコンプレッシブストレスの絶縁膜とされる半導体装置
が提供される。
また本発明の他の形態によれば、上記半導体装置を製
造するにあたり、該第1層目および該第2層目の絶縁膜
のうち少くとも1方をECR(エレクトロン・サイクロト
ロン・レゾナンス)処理により平坦化して形成する半導
体装置の製造方法が提供される。
また本発明の更に他の形態によれば、多層のメタル配
線上にそれぞれ層間絶縁膜が形成され、該多層のメタル
配線のうち、配線幅の狹いメタル配線上には該テンシル
ストレスの絶縁膜が形成され、配線幅の広いメタル配線
上には該コンプレッシブストレスの絶縁膜が形成される
半導体装置が提供される。
ここで該テンシルストレスの絶縁膜とは、上述したよ
うにシリコンウェーハに対して収縮する性質を有してお
り、第7図に示すように、該シリコンウェーハ1上に該
テンシルストレスの絶縁膜411を形成した場合には、該
絶縁膜411が該シリコンウェーハ1に対して収縮する方
向(すなわちシリコンウェーハのメタル配線31を圧縮す
る方向)に、該シリコンウェーハ1をそらせる(第7図
参照)ように作用する。
一方、該コンプレッシブの絶縁膜とは、上述したよう
にシリコンウェーハに対して膨張する性質を有してお
り、第9図に示すように、該シリコンウェーハ1上に該
コンプレッシブストレスの絶縁膜412を形成した場合に
は、該絶縁膜412が該シリコンウェーハ1に対して膨張
する方向(すなわち熱印加時にメタル配線31が膨張しう
る方向)に該シリコンウェーハ1をそらせる(第9図参
照)ように作用する。
〔作 用〕
上記本発明の一形態によれば、メタル配線上に形成さ
れる該第1層目のテンシルストレスの絶縁膜によって、
メタル配線を圧縮する方向に力が加わるので(第6図参
照)該メタル配線に裂け目が生ずる上記ストレスマイグ
レーションの発生が防止される。更に該第1層目の絶縁
膜上に重ねて形成される該第2層目のコンプレッシブス
トレスの絶縁膜(第8図参照)は、熱印加時に該メタル
配線が膨張する方向と同方向の力を有しているので、該
絶縁膜に対するストレスが軽減され絶縁膜へのクラック
が防止できる。
また本発明の他の形態によれば、上記第1層目および
第2層目の絶縁膜のうち少くとも一方を該ECR処理によ
り平坦化して形成することにより、該第2層目の絶縁膜
表面が平坦化され、該絶縁膜表面に形成されるメタル配
線の信頼性を向上することができる。
また本発明の更に他の形態によれば、該多層のメタル
配線のうち、配線幅の狹いメタル配線(例えば第1層目
および第2層目の配線)上には、該テンシルストレスの
絶縁膜が形成されるため上記ストレスマイグレーション
の発生が有効に防止される。一方、配線幅の広いメタル
配線(例えば第3層目以上のメタル配線)には、該スト
レスマイグレーション発生のおそれがないため、該配線
上にはコンプレッシブストレスの絶縁膜が形成され、こ
れにより該絶縁膜へのクラックの発生が防止される。
なお、かかるメタル配線内においてボイドが形成され
るのを防ぐことなどを目的として、該メタル配線上に形
成される第1層目の絶縁膜をコンプレッシブストレスの
絶縁膜とし、該第1層目の絶縁膜上に形成される第2層
目の絶縁膜をテンシルストレスの絶縁膜とすることが、
米国特許第4,446,194号に開示されているが、本件発明
のように該メタル配線上に形成される第1層目の絶縁膜
をテンシルストレスの絶縁膜とし、該第1層目の絶縁膜
上に重ねて形成される第2層目の絶縁膜をコンプレッシ
ブストレスの絶縁膜とすることにより、上記米国特許に
開示された構成のものに比し、上記ストレスマイグレー
ションの発生および上記絶縁膜へのクラックの発生をと
もに顕著に阻止しうることは、後述する実験結果に示さ
れるとおりであり、本発明の構成が、上記ストレスマイ
グレーションおよびクラックの発生を防止する上で、特
有の効果を奏することは以下に述べるとおりである。
〔実施例〕
第1図は本発明の第1実施例としての半導体装置の製
造工程を説明する図であって、先づ第1図(a)に示す
ようにシリコンウェーハ1上にシリコン絶縁膜2を介し
て第1層目のメタル(アルミ)配線31が形成される。次
いで第1図(b)に示されるように該アルミ配線31上に
第1層目の絶縁膜としてテンシルストレスの絶縁膜411
が形成される。かかるテンシルストレスの絶縁膜により
メタル配線を圧縮する方向に力が加わるので、該アルミ
配線に裂け目が生ずるストレスマイグレーションを防止
する。つづいて第1図(c)に示されるように該テンシ
ルストレスの絶縁膜411上に重ねて第2層目の絶縁膜と
してコンプレッシブストレスの絶縁膜412が形成され
る。そしてこのコンプレッシブストレスの絶縁膜は、上
述したように熱印加時にアルミ配線が膨張する方向と同
方向の力を有しているので、絶縁膜に対するストレスが
軽減され、絶縁膜へのクラックが防止できる。
ここで該第1層目の絶縁膜であるテンシルストレスの
絶縁膜411の形成手段としては、サーマルCVDあるいはプ
ラズマCVDが用いられる。ここで該サーマルCVDが用いら
れる場合には、300〜450℃の処理温度において、PSG
(減圧又は常圧とされる)あるいはSiO2(常圧とされ
る)の膜が形成される。一方、プラズマCVDが用いられ
る場合には、例えば電極間に印加する高周波として13.5
6メガヘルツ、および処理温度として200〜450℃の条件
下で、PSG,SiO2,SiON,SiN,BPSGなどの膜が形成される。
一方、該第2層目の絶縁膜であるコンプレッシブスト
レスの絶縁膜412の形成手段としては、プラズマCVDが用
いられ、例えば電極間に印加する高周波として200キロ
ヘルツ、および処理温度として200〜450℃の条件下で、
PSG,SiO2,SiON,SiN,BPSGなどの膜が形成される。
次いで第1図(d)に示されるように該第2層目の絶
縁膜412上に第2層目のアルミ配線32が形成される。
以下同様の工程により、該配線32上に再びテンシルス
トレスの絶縁膜421およびコンプレッシブストレスの絶
縁膜422が順次形成され、該絶縁膜422上に第3層目のア
ルミ配線33が形成される。そして第1図に示される実施
例においては、第1図(e)に示されるように該第3層
目の配線33上にコンプレッシブストレスの絶縁膜からな
るカバー432が設けられ、最後にアニール処理(450℃で
30分程度)が行われる。
第2図は本発明の第2実施例および第3実施例として
の半導体装置の製造工程を説明する図であって、第2図
(a)は第1図(a)に対応する。
次いで本発明の第2実施例としての半導体装置におい
ては、第2図(b)に示されるようにメタル(アルミ)
配線31上に上記第1図(b)に示されるのと同様のテン
シルストレスの絶縁膜411′が第1層目の絶縁膜として
形成される。次いで第2図(c)に示されるように該絶
縁膜411′上に重ねて第2層目の絶縁膜して、コンプレ
ッシブストレスの絶縁膜412′が平坦化成長により形成
され、該絶縁膜412′の表面が平坦化される。
ここで該平坦化成長を行わせる手段としては、ECR
(エレクトロン・サイクロトロン・レゾナンス)が用い
られる。この場合、該ECR処理に用いられるマイクロウ
ェーブのパワーは例えば800ワット程度であり、また基
板に対して印加されるバイアス用の高周波としては、例
えばその周波数が400キロヘルツ、その出力が50乃至100
ワットとされ、このような条件下でSiO2,PSG,SiON,SiN,
BPSGなどの膜が形成される。このようにしてその表面が
平坦化された絶縁膜412′上に第2図(d)に示される
ように第2層目のアルミ配線32が形成され、以下同様の
工程が所定の層数だけ繰返される。
一方、本発明の第3実施例としての半導体装置におい
ては、第2図(a)につづいて第2図(b′)に示され
るようにメタル(アルミ)配線31上に第1層目の絶縁膜
として、テンシルストレスの絶縁膜411″が平坦化成長
により形成され、該絶縁膜411″の表面が平坦化され
る。
ここで該平坦化成長を行わせる手段としては上記ECR
処理が用いられ、この場合におけるマイクロウェーブの
パワーも例えば800ワット程度であり、また基板に対し
て印加されるバイアス用の高周波としては、例えばその
周波数が13.56メガヘルツ、その出力が50乃至100ワット
とされ、このような条件下でPSG,SiO2,SiON,SiN,BPSGな
どの膜が形成される。
次いで第2図(c′)に示されるように該平坦化され
た絶縁膜411″上に第2層目の絶縁膜としてコンプレッ
シブストレスの絶縁膜412″が形成される。この場合、
該絶縁膜412″は、該第1実施例又は該第2実施例にお
けるコンプレッシブストレスの絶縁膜と同様の方法で形
成されるもので、これにより該絶縁膜411″上に形成さ
れる該絶縁膜412″の表面も必然的に平坦化される。こ
のようにしてその表面が平坦化された絶縁膜412″上に
第2図(d′)に示されるように第2層目のアルミ配線
32が形成され、以下同様の工程が所定の層数だけ繰返さ
れる。
このように上記第2実施例および第3実施例によれ
ば、平坦化された絶縁膜表面に各層のメタル(アルミ)
配線が形成されるため、信頼性の高いメタル配線を形成
することができる。
第3図は、本発明の第4実施例としての半導体装置の
製造工程を説明する図であって、本実施例においては、
多層に形成されるメタル配線のうち、配線幅の狹いメタ
ル配線上(第3図の実施例においては、第1層目および
第2層目の各メタル配線31および32上(配線幅がl1で示
される)には、上記マイグレーションの発生防止を考慮
してテンシルストレスの絶縁膜41,42が形成される(こ
の場合、上記第1乃至第3実施例におけるテンシルスト
レスの層間絶縁膜の形成方法の何れかが適用され
る。)。一方、配線幅の広いメタル配線上(第3図の実
施例では、第3層目以上の各メタル配線、すなわち配線
幅がl2の第3層目のメタル配線33、および配線幅がl3
第4層目および第5層目の各メタル配線34および35上)
には、上記マイグレーション発生のおそれがないため
に、該各配線上には、上記クラックの発生防止を考慮し
てコンプレッシプストレスの層間絶縁膜43,44、および4
5が形成される(この場合、上記第1乃至第3実施例に
おけるコンプレッシブストレスの絶縁膜の形成方法の何
れかが適用される。)。なお、かかる多層配線を有する
半導体装置においては、通常、下層のメタル配線(上記
第3図に示されるものにおいては、第1層目および第2
層目のメタル配線)は、幅の狹いメタル配線(例えば信
号線)が高い配線密度で形成されており、上層のメタル
配線(上記第3図に示されるものにおいては、第3層目
以上のメタル配線)は、幅の広いメタル配線(例えば電
源線なども含む)が低い配線密度で形成されている。
第3図(a)乃至(h)には上述した半導体装置の製
造工程が示されており、第3図(a),(b)はそれぞ
れ第1図の(a),(b)に対応している。次いで第3
図(c)に示されるようにテンシルストレスの層間絶縁
膜41上に第2層目のメタル配線32が形成され、該メタル
配線32上には、第3図(d)に示されるように再びテン
シルストレスの層間絶縁膜42が形成される。次いで第3
図(e)に示されるように、該絶縁膜42上に配線幅l2
第3層目のメタル配線33が形成され、該メタル配線33上
には、第3図(f)に示されるように、コンプレッシブ
ストレスの層間絶縁膜43が形成される。次いで第3図
(g)に示されるように配線幅l3の第4層目のメタル配
線34が形成され、以下同様の工程を繰返して第3図
(h)には、配線幅l3の第5層目のメタル配線35上にコ
ンプレッシブストレスの絶縁膜からなるカバー45が設け
られているものが示されている。
第4図は、上記ストレスマイグレーションの発生状態
をテストした結果のデータを示すもので、配線幅1.5ミ
クロン、厚さ0.7ミクロンのアルミ配線について、テス
ト時の温度を250℃、電流密度を3.0×106アンペア/cm2
とした場合について示している。
該第4図中、横軸はテスト時間(時間単位で示す)、
縦軸は累積故障率(%で示す)を示しており、直線c上
にほぼ分布する*印は各層絶縁膜としてすべてテンシル
ストレスの絶縁膜(サーマルCVDにより形成される)の
みを使用した場合の各データ、直線d上にほぼ分布する
○印は各層間絶縁膜としてすべてコンプレッシブストレ
スの絶縁膜(プラズマCVDにより形成される)のみを使
用した場合の各データ、直線b上にほぼ分布する□印は
第1層目をコンプレッシブストレスの絶縁膜としその上
に重ねる第2層目をテンシルストレスの絶縁膜とした場
合(上記米国特許第4,446,194号に対応する)の各デー
タを示している。これに対し直線a上にほぼ分布する△
印は本発明のように第1層目をテンシルストレスの絶縁
膜としその上に重ねる第2層目をコンプレッシブストレ
スの絶縁膜とした場合の各データを示すもので、これに
より本発明の構成が該ストレスマイグレーションの発生
防止にきわめて有効であることが理解できる。
一方、第5図は、上記絶縁膜におけるクラックの発生
状態をテストした結果のデータを示すもので、資料1
は、第1層目から第3層目の各メタル配線上に形成され
る層間絶縁膜をすべてテンシルストレスの絶縁膜Tで形
成し、第4層目のメタル配線上に形成されるカバーのみ
をコンプレッシブストレスの絶縁膜Cとした場合、また
資料3は、第1層目および第2層目の各メタル配線上に
形成される層間絶縁膜をテンシルストレスの絶縁膜Tと
し、第3層目のメタル配線上に形成される層間絶縁膜と
して、上記米国特許に示されるように第1層目をコンプ
レッシブストレスの絶縁膜Cとしその上に重ねる第2層
目をテンシルストレスの絶縁膜Tとし、更に上記第4層
目のメタル配線上に形成されるカバーもをコンプレッシ
ブストレスの絶縁膜Cとした場合を示すもので、これら
の各資料1,3においてはクラックが発生することを示
す。
これに対し、資料2(上記第4実施例に示されるよう
に第1層目と第2層目のメタル配線上に形成される層間
絶縁膜をテンシルストレスの絶縁膜Tとし、第3層目の
メタル配線上に形成される層間絶縁膜と第4層目のメタ
ル配線上に形成されるカバーとをコンプレッシブストレ
スの絶縁膜Cとした場合)、資料4(第1層目のメタル
配線上に形成される層間絶縁膜をテンシルストレスの絶
縁膜Tとし、第2層目と第3層目の各メタル配線上に形
成される層間絶縁膜を上記第1実施例の要領で、第1層
目をテンシルストレスの絶縁膜Tとし第2層目をコンプ
レッシブストレスの絶縁膜Cとし、第4層目のメタル配
線上に形成されるカバーをコンプレッシブの絶縁膜Cと
した場合)、および資料5(上記第1実施例の要領で各
メタル配線上に形成される層間絶縁膜として第1層目を
テンシルストレスの絶縁膜Tとし第2層目をコンプレッ
シブストレスの絶縁膜Cとし、更に上記カバーをもコン
プレッシブストレスの絶縁膜Cとした場合)には、上記
クラックの発生が生じないことを示している。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ストレスマイグレーションによるメ
タル配線の断線および絶縁膜内におけるクラックの発生
をともに有効に阻止することのできる半導体装置がえら
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の第1実施例としての半導体装置の製
造工程を説明する図、 第2図は、本発明の第2および第3実施例としての半導
体装置の製造工程を説明する図、 第3図は、本発明の第4実施例としての半導体装置の製
造工程を説明する図、 第4図は、ストレスマイグレーション発生データを説明
する図、 第5図は、絶縁膜におけるクラック発生データを説明す
る図、 第6図は、メタル配線上に第1層目としてテンシルスト
レスの絶縁膜が形成された状態を示す図、 第7図は、テンシルストレスの絶縁膜の性質を説明する
図、 第8図は、テンシルストレスの絶縁膜上に第2層目とし
てコンプレッシブストレスの絶縁膜が形成された状態を
示す図、 第9図は、コンプレッシブストレスの絶縁膜の性質を説
明する図である。 (符号の説明) 1……シリコンウェーハ、 2……シリコン絶縁膜、 31〜35……メタル配線、 411,421,411′,411″,41,42……テンシルストレスの絶
縁膜、 412,422,432,412′,412″,43,44,45……コンプレッシブ
ストレスの絶縁膜。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多層のメタル配線上にそれぞれ層間絶縁膜
    が形成され、該多層のメタル配線のうち、配線幅の狭い
    下層メタル配線上にはシリコンウェーハに対して収縮す
    る性質を有するテンシルストレスの絶縁膜が形成され、
    配線幅の広い上層メタル配線上にはシリコンウェーハに
    対して膨張する性質を有するコンプレッシブストレスの
    絶縁膜が形成されることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】多層のメタル配線上にそれぞれ層間絶縁膜
    を形成し、該多層のメタル配線のうち配線幅の狭い下層
    メタル配線上に形成される層間絶縁膜をシリコンウェー
    ハに対して収縮する性質を有するテンシルストレスの絶
    縁膜とし、配線幅の広い上層メタル配線上に形成される
    層間絶縁膜をシリコンウェーハに対して膨張する性質を
    有するコンプレッシブストレスの絶縁膜とし、該層間絶
    縁膜のうち少なくとも1つをエレクトロ・サイクロトロ
    ン・レゾナンス処理により平坦化して形成することを特
    徴とする半導体装置の製造方法。
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW214599B (ja) * 1990-10-15 1993-10-11 Seiko Epson Corp
JP2667605B2 (ja) * 1991-02-21 1997-10-27 株式会社東芝 不揮発性半導体記憶装置およびその製造方法
JP2875093B2 (ja) * 1992-03-17 1999-03-24 三菱電機株式会社 半導体装置
US5448111A (en) * 1993-09-20 1995-09-05 Fujitsu Limited Semiconductor device and method for fabricating the same
JP2919257B2 (ja) * 1993-12-15 1999-07-12 日本電気株式会社 多層配線半導体装置
JP3122297B2 (ja) * 1993-12-28 2001-01-09 株式会社東芝 半導体装置
US6300253B1 (en) 1998-04-07 2001-10-09 Micron Technology, Inc. Semiconductor processing methods of forming photoresist over silicon nitride materials, and semiconductor wafer assemblies comprising photoresist over silicon nitride materials
US6323139B1 (en) 1995-12-04 2001-11-27 Micron Technology, Inc. Semiconductor processing methods of forming photoresist over silicon nitride materials
US5926739A (en) 1995-12-04 1999-07-20 Micron Technology, Inc. Semiconductor processing method of promoting photoresist adhesion to an outer substrate layer predominately comprising silicon nitride
KR100271222B1 (ko) * 1995-12-14 2000-12-01 오카베 히로무 반도체 소자 및 그 제조 방법
JP3586031B2 (ja) * 1996-03-27 2004-11-10 株式会社東芝 サセプタおよび熱処理装置および熱処理方法
US5913140A (en) * 1996-12-23 1999-06-15 Lam Research Corporation Method for reduction of plasma charging damage during chemical vapor deposition
JP3226816B2 (ja) * 1996-12-25 2001-11-05 キヤノン販売株式会社 層間絶縁膜の形成方法、半導体装置及びその製造方法
TW418462B (en) * 1997-02-04 2001-01-11 Matsushita Electronics Corp Semiconductor device and manufacturing method thereof
US6551857B2 (en) 1997-04-04 2003-04-22 Elm Technology Corporation Three dimensional structure integrated circuits
US5985771A (en) 1998-04-07 1999-11-16 Micron Technology, Inc. Semiconductor wafer assemblies comprising silicon nitride, methods of forming silicon nitride, and methods of reducing stress on semiconductive wafers
US6316372B1 (en) 1998-04-07 2001-11-13 Micron Technology, Inc. Methods of forming a layer of silicon nitride in a semiconductor fabrication process
US6635530B2 (en) 1998-04-07 2003-10-21 Micron Technology, Inc. Methods of forming gated semiconductor assemblies
US6136688A (en) * 1999-10-20 2000-10-24 Vanguard International Semiconductor Corporation High stress oxide to eliminate BPSG/SiN cracking
US7645719B2 (en) * 2004-10-13 2010-01-12 Ncr Corporation Thermal paper with security features
US7300886B1 (en) * 2005-06-08 2007-11-27 Spansion Llc Interlayer dielectric for charge loss improvement
GB201410317D0 (en) 2014-06-10 2014-07-23 Spts Technologies Ltd Substrate
US10515822B2 (en) * 2016-06-20 2019-12-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method for preventing bottom layer wrinkling in a semiconductor device

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5915489B2 (ja) * 1975-04-09 1984-04-10 日本電気株式会社 半導体集積回路装置
JPS5228870A (en) * 1975-08-29 1977-03-04 Hitachi Ltd Method for production of thin membrane
SE7700229L (sv) * 1976-01-22 1977-07-23 Western Electric Co Forfarande for beleggning av substrat genom utfellning fran ett plasma
US4135954A (en) * 1977-07-12 1979-01-23 International Business Machines Corporation Method for fabricating self-aligned semiconductor devices utilizing selectively etchable masking layers
JPS5519850A (en) * 1978-07-31 1980-02-12 Hitachi Ltd Semiconductor
JPS5745931A (en) * 1980-09-04 1982-03-16 Fujitsu Ltd Semiconductor device with multilayer passivation film and manufacture thereof
US4455568A (en) * 1981-08-27 1984-06-19 American Microsystems, Inc. Insulation process for integrated circuits
JPS58190043A (ja) * 1982-04-30 1983-11-05 Seiko Epson Corp 多層配線法
US4446194A (en) * 1982-06-21 1984-05-01 Motorola, Inc. Dual layer passivation
JPS60178695A (ja) * 1984-02-17 1985-09-12 インタ−ナシヨナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−シヨン 電気的相互接続パツケ−ジ
JPS60192359A (ja) * 1984-03-14 1985-09-30 Nec Corp 半導体メモリ装置
JPS61279132A (ja) * 1985-06-05 1986-12-09 Sony Corp 半導体装置
JPS62145842A (ja) * 1985-12-20 1987-06-29 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JPS62154642A (ja) * 1985-12-26 1987-07-09 Matsushita Electronics Corp 半導体装置
DE3685495D1 (de) * 1986-07-11 1992-07-02 Ibm Verfahren zur herstellung einer unteraetzten maskenkontur.
US4825277A (en) * 1987-11-17 1989-04-25 Motorola Inc. Trench isolation process and structure

Also Published As

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US5160998A (en) 1992-11-03
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DE3855354D1 (de) 1996-07-11
EP0525824B1 (en) 1996-06-05
EP0307099B1 (en) 1994-05-25

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