JPH0917780A - 半導体装置の素子分離膜の形成方法 - Google Patents
半導体装置の素子分離膜の形成方法Info
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- JPH0917780A JPH0917780A JP8147483A JP14748396A JPH0917780A JP H0917780 A JPH0917780 A JP H0917780A JP 8147483 A JP8147483 A JP 8147483A JP 14748396 A JP14748396 A JP 14748396A JP H0917780 A JPH0917780 A JP H0917780A
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- JP
- Japan
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- forming
- semiconductor device
- element isolation
- oxide film
- film
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W10/00—Isolation regions in semiconductor bodies between components of integrated devices
- H10W10/01—Manufacture or treatment
- H10W10/011—Manufacture or treatment of isolation regions comprising dielectric materials
- H10W10/012—Manufacture or treatment of isolation regions comprising dielectric materials using local oxidation of silicon [LOCOS]
- H10W10/0121—Manufacture or treatment of isolation regions comprising dielectric materials using local oxidation of silicon [LOCOS] in regions recessed from the surface, e.g. in trenches or grooves
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
- H10P14/61—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials using masks
Landscapes
- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
- Element Separation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体装置の素子分離膜の形成に際し、バー
ズビークの発生を抑え、小さくても十分な厚さのフィー
ルド酸化膜を形成する。 【解決手段】 シリコン基板(1)の上にパッド酸化膜
(2)を形成し、それを窒素含有ガス雰囲気中で熱処理
をすることによりパッド酸化膜を通して窒素原子を注入
して、パッド酸化膜のシリコン基板との境界付近に窒素
原子層(3)を蓄積させ、次いでパッド酸化膜の上に窒
化膜(4)を形成してから、フィールド酸化膜予定部位
をエッチングしてシリコン基板を露出させ、その部位の
窒化膜およびパッド酸化膜の側壁に窒化膜スペーサ
(5)を形成し、追ってシリコン基板にトレンチを掘
り、熱酸化によりシリコン基板のトレンチ部分にフィー
ルド酸化膜を形成する。
ズビークの発生を抑え、小さくても十分な厚さのフィー
ルド酸化膜を形成する。 【解決手段】 シリコン基板(1)の上にパッド酸化膜
(2)を形成し、それを窒素含有ガス雰囲気中で熱処理
をすることによりパッド酸化膜を通して窒素原子を注入
して、パッド酸化膜のシリコン基板との境界付近に窒素
原子層(3)を蓄積させ、次いでパッド酸化膜の上に窒
化膜(4)を形成してから、フィールド酸化膜予定部位
をエッチングしてシリコン基板を露出させ、その部位の
窒化膜およびパッド酸化膜の側壁に窒化膜スペーサ
(5)を形成し、追ってシリコン基板にトレンチを掘
り、熱酸化によりシリコン基板のトレンチ部分にフィー
ルド酸化膜を形成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置の製
造工程において、素子と素子とを隔離する素子分離膜の
形成方法に関するもので、特にNH3 アニーリングを利
用した素子分離膜の形成方法に関するものである。
造工程において、素子と素子とを隔離する素子分離膜の
形成方法に関するもので、特にNH3 アニーリングを利
用した素子分離膜の形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造工程における素子間の
電気的絶縁のために、従来は酸化マスク層を使用して素
子分離領域を局部的に選択酸化させるLOCOS法が使
用されてきたが、素子の活性領域を減少させるバーズビ
ークの形成が問題となり、このバーズビークを減少させ
るためにLOCOS法を変形させたOSELO(off
−set LOCOS)法やMOSELO(modif
ied OSELO)法が最近使用され始めている。
電気的絶縁のために、従来は酸化マスク層を使用して素
子分離領域を局部的に選択酸化させるLOCOS法が使
用されてきたが、素子の活性領域を減少させるバーズビ
ークの形成が問題となり、このバーズビークを減少させ
るためにLOCOS法を変形させたOSELO(off
−set LOCOS)法やMOSELO(modif
ied OSELO)法が最近使用され始めている。
【0003】ところで、そのOSELO法のプロセス
は、LOCOS工程中に素子分離膜のフィールド酸化膜
を形成するための熱酸化工程の前に(すなわち、パッド
酸化膜および酸化防止層がパターニングされて素子分離
領域となる半導体基板が露出された状態で)スペーサ用
の窒化膜を薄く蒸着し、その窒化膜をスペーサ蝕刻して
窒化膜スペーサを形成し、次いでシリコン基板を30〜
70nm(ナノメートル)程度蝕刻してトレンチを形成
した後、トレンチの底部分に熱酸化を実施するプロセス
であり、窒化膜スペーサの存在により酸化防止層の側壁
の底部に食い入るバーズビークを防止するものである。
は、LOCOS工程中に素子分離膜のフィールド酸化膜
を形成するための熱酸化工程の前に(すなわち、パッド
酸化膜および酸化防止層がパターニングされて素子分離
領域となる半導体基板が露出された状態で)スペーサ用
の窒化膜を薄く蒸着し、その窒化膜をスペーサ蝕刻して
窒化膜スペーサを形成し、次いでシリコン基板を30〜
70nm(ナノメートル)程度蝕刻してトレンチを形成
した後、トレンチの底部分に熱酸化を実施するプロセス
であり、窒化膜スペーサの存在により酸化防止層の側壁
の底部に食い入るバーズビークを防止するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、バーズビーク
を減少するためには、窒化膜スペーサの厚さを厚くしな
ければならず、一方これがあまりに厚過ぎると、フィー
ルド酸化膜が形成される空間がせまくなって、フィール
ド酸化膜の厚さが減少してしまい、素子間の隔離効果が
低下するし、だからといって窒化膜スペーサの厚さを薄
くすると、バーズビークの形成が大きくなる問題点があ
る。
を減少するためには、窒化膜スペーサの厚さを厚くしな
ければならず、一方これがあまりに厚過ぎると、フィー
ルド酸化膜が形成される空間がせまくなって、フィール
ド酸化膜の厚さが減少してしまい、素子間の隔離効果が
低下するし、だからといって窒化膜スペーサの厚さを薄
くすると、バーズビークの形成が大きくなる問題点があ
る。
【0005】したがって、この発明は、素子間の必要な
隔離効果を確保し、バーズビークを減少させる、半導体
装置の素子分離膜の形成方法を提供することを目的とす
る。
隔離効果を確保し、バーズビークを減少させる、半導体
装置の素子分離膜の形成方法を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、半導体装置の素子分離膜の形成方法に
おいて、シリコン基板を提供する段階と、上記シリコン
基板上に酸化膜を形成する段階と、上記シリコン基板を
窒素含有ガスで熱処理することにより上記酸化膜に窒素
を注入する段階を含んでなることを特徴とする。
に、この発明は、半導体装置の素子分離膜の形成方法に
おいて、シリコン基板を提供する段階と、上記シリコン
基板上に酸化膜を形成する段階と、上記シリコン基板を
窒素含有ガスで熱処理することにより上記酸化膜に窒素
を注入する段階を含んでなることを特徴とする。
【0007】さらに、半導体装置の素子分離膜の形成方
法において、シリコン基板を提供する段階と、上記シリ
コン基板上に酸化膜を形成する段階と、上記シリコン基
板を窒素含有ガスで熱処理することにより上記酸化膜に
窒素原子を注入する段階と、上記酸化膜上に窒化膜を形
成する段階と、上記窒化膜と酸化膜をパターニングして
上記シリコン基板の素子分離領域を露出させる段階と、
上記窒化膜及び酸化膜のパターン縁部の側壁に窒化膜ス
ペーサを形成した後に、シリコン基板のその部分をエチ
ングしてトレンチを形成する段階と、その露出されたシ
リコン基板を熱酸化させる段階を含んでなることを特徴
とする。
法において、シリコン基板を提供する段階と、上記シリ
コン基板上に酸化膜を形成する段階と、上記シリコン基
板を窒素含有ガスで熱処理することにより上記酸化膜に
窒素原子を注入する段階と、上記酸化膜上に窒化膜を形
成する段階と、上記窒化膜と酸化膜をパターニングして
上記シリコン基板の素子分離領域を露出させる段階と、
上記窒化膜及び酸化膜のパターン縁部の側壁に窒化膜ス
ペーサを形成した後に、シリコン基板のその部分をエチ
ングしてトレンチを形成する段階と、その露出されたシ
リコン基板を熱酸化させる段階を含んでなることを特徴
とする。
【0008】
【発明の作用】この発明では、パッド酸化膜のシリコン
基板との境界付近に窒素原子を蓄積させて、フィールド
酸化膜の形成時に酸素原子がパッド酸化膜に容易に拡散
して行かないようにしている。そのため、その部分にバ
ーズビークが形成されにくい。
基板との境界付近に窒素原子を蓄積させて、フィールド
酸化膜の形成時に酸素原子がパッド酸化膜に容易に拡散
して行かないようにしている。そのため、その部分にバ
ーズビークが形成されにくい。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、こ
の発明の一実施形態を詳細に説明する。図1〜図5は、
この発明の一実施形態による素子分離膜の形成工程の進
行順を示す半導体装置の断面図である。
の発明の一実施形態を詳細に説明する。図1〜図5は、
この発明の一実施形態による素子分離膜の形成工程の進
行順を示す半導体装置の断面図である。
【0010】まず、図1は、シリコン基板1を酸化させ
てパッド酸化膜2を5〜50nm(ナノメートル)の厚
さに形成して、高温での安定化のためにN2 ガスとNH
3 またはNO2 ガスに長時間露出させるアニーリング工
程を行った状態の断面図で、パッド酸化膜2のシリコン
基板1との境界付近にNH3 による小量の窒素原子の層
3が存在することになる。ここに、パッド酸化膜2は、
ストレス防止を目的とするものである。この場合のNH
3 アニーリングの条件は、NH3 の濃度を全体ガスの5
0%以上、温度を800〜1100℃、圧力を10〜1
00torr、時間を30分〜2時間とする。
てパッド酸化膜2を5〜50nm(ナノメートル)の厚
さに形成して、高温での安定化のためにN2 ガスとNH
3 またはNO2 ガスに長時間露出させるアニーリング工
程を行った状態の断面図で、パッド酸化膜2のシリコン
基板1との境界付近にNH3 による小量の窒素原子の層
3が存在することになる。ここに、パッド酸化膜2は、
ストレス防止を目的とするものである。この場合のNH
3 アニーリングの条件は、NH3 の濃度を全体ガスの5
0%以上、温度を800〜1100℃、圧力を10〜1
00torr、時間を30分〜2時間とする。
【0011】次いで、図2に示すように、上記パッド酸
化膜2の上にシリコン基板1の酸化防止層としての窒化
膜4を100〜200nmの厚さに蒸着した後、素子分
離領域パターンマスクを使用して所定のフィールド領域
(素子分離領域)となる箇所の窒化膜4およびパッド酸
化膜2をエッチングにより除去して、パターニングす
る。この時、小量の窒素原子3が存在するパッド酸化膜
2のシリコン基板1との境界層も併せてエッチング除去
する。
化膜2の上にシリコン基板1の酸化防止層としての窒化
膜4を100〜200nmの厚さに蒸着した後、素子分
離領域パターンマスクを使用して所定のフィールド領域
(素子分離領域)となる箇所の窒化膜4およびパッド酸
化膜2をエッチングにより除去して、パターニングす
る。この時、小量の窒素原子3が存在するパッド酸化膜
2のシリコン基板1との境界層も併せてエッチング除去
する。
【0012】次いで、図3に示すように、スペーサ用の
窒化膜を10〜50nmの薄い厚さに蒸着した後、湿式
エッチングにより垂直な側壁部を除く残り部分を除去し
て、側壁部に窒化膜スペーサ5を形成し、追ってシリコ
ン基板1の露出部分をさらに20〜70nmの深さにエ
ッチングして、トレンチを形成する。
窒化膜を10〜50nmの薄い厚さに蒸着した後、湿式
エッチングにより垂直な側壁部を除く残り部分を除去し
て、側壁部に窒化膜スペーサ5を形成し、追ってシリコ
ン基板1の露出部分をさらに20〜70nmの深さにエ
ッチングして、トレンチを形成する。
【0013】次いで、図4に示すように、高温で熱酸化
工程を実施し、シリコン基板1のトレンチ内の露出部分
を酸化させることにより、250〜350nmの厚さを
有する素子分離膜としてのフィールド酸化膜6を形成す
る。
工程を実施し、シリコン基板1のトレンチ内の露出部分
を酸化させることにより、250〜350nmの厚さを
有する素子分離膜としてのフィールド酸化膜6を形成す
る。
【0014】最後に、図5に示すように、酸化防止層と
しての窒化膜パターン4および窒化膜スペーサ5を湿式
エッチングで完全に除去した後、犠牲酸化工程を経て最
終的なフィールド酸化膜6を得る。ここに、犠牲酸化工
程は、基板の表面の損傷部位および不純物を除去する洗
浄工程として、熱酸化工程で犠牲酸化膜を形成した後再
び洗浄して犠牲酸化膜を除去する工程である。
しての窒化膜パターン4および窒化膜スペーサ5を湿式
エッチングで完全に除去した後、犠牲酸化工程を経て最
終的なフィールド酸化膜6を得る。ここに、犠牲酸化工
程は、基板の表面の損傷部位および不純物を除去する洗
浄工程として、熱酸化工程で犠牲酸化膜を形成した後再
び洗浄して犠牲酸化膜を除去する工程である。
【0015】以上、図1〜図5による説明は、この発明
をOSELO法によるプロセスに適用した場合である
が、この発明は、それ以外にも、MOSELO法のよう
に、スペーサ窒化膜を使用しながらシリコン基板にトレ
ンチを形成した後、熱酸化工程によりフィールド酸化膜
を形成する、あらゆる局部酸化プロセスに適用すること
ができる。
をOSELO法によるプロセスに適用した場合である
が、この発明は、それ以外にも、MOSELO法のよう
に、スペーサ窒化膜を使用しながらシリコン基板にトレ
ンチを形成した後、熱酸化工程によりフィールド酸化膜
を形成する、あらゆる局部酸化プロセスに適用すること
ができる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、窒素原子層の存在により酸素原子の拡散を抑えるの
で、バーズビークの形成を抑えながら、十分な厚さのフ
ィールド酸化膜を形成することができる。したがって、
小面積でも、分離のよい活性領域を確保することがで
き、半導体装置における素子の高集積化に寄与すること
ができる。
ば、窒素原子層の存在により酸素原子の拡散を抑えるの
で、バーズビークの形成を抑えながら、十分な厚さのフ
ィールド酸化膜を形成することができる。したがって、
小面積でも、分離のよい活性領域を確保することがで
き、半導体装置における素子の高集積化に寄与すること
ができる。
【図1】 この発明の一実施形態による半導体装置の素
子分離膜の形成工程における半導体装置の断面図であ
る。
子分離膜の形成工程における半導体装置の断面図であ
る。
【図2】 この発明の一実施形態による半導体装置の素
子分離膜の形成工程における半導体装置の断面図であ
る。
子分離膜の形成工程における半導体装置の断面図であ
る。
【図3】 この発明の一実施形態による半導体装置の素
子分離膜の形成工程における半導体装置の断面図であ
る。
子分離膜の形成工程における半導体装置の断面図であ
る。
【図4】 この発明の一実施形態による半導体装置の素
子分離膜の形成工程における半導体装置の断面図であ
る。
子分離膜の形成工程における半導体装置の断面図であ
る。
【図5】 この発明の一実施形態による半導体装置の素
子分離膜の形成工程における半導体装置の断面図であ
る。
子分離膜の形成工程における半導体装置の断面図であ
る。
1…シリコン基板、2…パッド酸化膜、3…窒素原子
層、4…窒化膜、5…窒化膜スペーサ、6…フィールド
酸化膜。
層、4…窒化膜、5…窒化膜スペーサ、6…フィールド
酸化膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジュー ムンシク 大韓民国 467−860 キョウンキド イチ ヨンクン ブバリュブ アミ−リ サン 136−1 ヒュンダイ エレクトロニクス インダストリイズ カンパニー リミテ ッド内
Claims (17)
- 【請求項1】 半導体装置の素子分離膜の形成方法であ
って、 シリコン基板を提供する段階と、 上記シリコン基板上に酸化膜を形成する段階と、 上記シリコン基板を窒素含有ガスの雰囲気中で熱処理す
ることにより、上記酸化膜に窒素を注入する段階とを含
んでなることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の半導体装置の素子分離
膜の形成方法であって、 上記窒素含有ガスは、NH3またはNO2であることを特
徴とする方法。 - 【請求項3】 請求項1に記載の半導体装置の素子分離
膜の形成方法であって、 上記熱処理する段階は、800℃〜1100℃の範囲内
の温度で行われることを特徴とする方法。 - 【請求項4】 請求項1に記載の半導体装置の素子分離
膜の形成方法であって、 上記熱処理する段階は、30分〜2時間の範囲の時間行
われることを特徴とする方法。 - 【請求項5】 請求項2に記載の半導体装置の素子分離
膜の形成方法であって、 上記窒素含有ガスは、さらにN2 ガスを含有しているこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項6】 請求項5に記載の半導体装置の素子分離
膜の形成方法であって、 上記窒素含有ガスは、濃度が50%以上であることを特
徴とする方法。 - 【請求項7】 請求項1に記載の半導体装置の素子分離
膜の形成方法であって、 上記熱処理する段階は、10torr〜100torr
の範囲内の圧力の下で行われることを特徴とする方法。 - 【請求項8】 請求項1に記載の半導体装置の素子分離
膜の形成方法であって、 上記酸化膜の厚さは、5〜50nmであることを特徴と
する方法。 - 【請求項9】 半導体装置の素子分離膜の形成方法であ
って、 シリコン基板を提供する段階と、 上記シリコン基板上に酸化膜を形成する段階と、 上記シリコン基板を窒素含有ガスの雰囲気中で熱処理す
ることにより、上記酸化膜に窒素を注入する段階と、 上記酸化膜上に窒化膜を形成する段階と、 上記窒化膜および酸化膜をパターニングして部分的に除
去することにより、上記シリコン基板の素子分離領域を
露出させる段階と、 上記窒化膜および酸化膜の除去された境界部分の側壁に
窒化膜スペーサを形成する段階と、 上記シリコン基板の露出された部分をエチングすること
により、シリコン基板にトレンチを形成する段階と、 上記トレンチ部分の露出されたシリコン基板を熱酸化さ
せる段階とを含んでなることを特徴とする方法。 - 【請求項10】 請求項9に記載の半導体装置の素子分
離膜の形成方法であって、 上記シリコン基板に形成されたトレンチの深さは、20
〜70nmであることを特徴とする方法。 - 【請求項11】 請求項9に記載の半導体装置の素子分
離膜の形成方法であって、 上記窒素含有ガスは、NH3またはNO2であることを特
徴とする方法。 - 【請求項12】 請求項9に記載の半導体装置の素子分
離膜の形成方法であって、 上記熱処理する段階は、800℃〜1100℃の範囲内
の温度で行われることを特徴とする方法。 - 【請求項13】 請求項9に記載の半導体装置の素子分
離膜の形成方法であって、 上記熱処理する段階は、30分〜2時間の範囲の時間行
われることを特徴とする方法。 - 【請求項14】 請求項11に記載の半導体装置の素子
分離膜の形成方法であって、 上記窒素含有ガスは、さらにN2 ガスを含有しているこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項15】 請求項14に記載の半導体装置の素子
分離膜の形成方法であって、 上記窒素含有ガスは、濃度が50%以上であることを特
徴とする方法。 - 【請求項16】 請求項9に記載の半導体装置の素子分
離膜の形成方法であって、 上記熱処理する段階は、10torr〜100torr
の範囲内の圧力の下で行われることを特徴とする方法。 - 【請求項17】 請求項9に記載の半導体装置の素子分
離膜の形成方法であって、 上記酸化膜の厚さは、5〜50nmであることを特徴と
する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019950017885A KR100190363B1 (ko) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 반도체 소자의 소자분리 방법 |
| KR1995P17885 | 1995-06-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0917780A true JPH0917780A (ja) | 1997-01-17 |
Family
ID=19418567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8147483A Pending JPH0917780A (ja) | 1995-06-28 | 1996-06-10 | 半導体装置の素子分離膜の形成方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0917780A (ja) |
| KR (1) | KR100190363B1 (ja) |
| CN (1) | CN1075666C (ja) |
| DE (1) | DE19625404B4 (ja) |
| GB (1) | GB2302758A (ja) |
| TW (1) | TW297944B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100439107B1 (ko) * | 1997-12-29 | 2004-07-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 소자분리막 형성방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104299984A (zh) * | 2013-07-19 | 2015-01-21 | 北大方正集团有限公司 | 一种半导体器件及其制造方法 |
| KR20160000007U (ko) | 2014-06-24 | 2016-01-04 | 안숙희 | 유압 바이스용 받침블록 |
| CN105390409B (zh) * | 2014-09-04 | 2018-06-26 | 北大方正集团有限公司 | 鸟嘴长度的测试方法及装置 |
| KR20190131343A (ko) | 2018-05-16 | 2019-11-26 | 현대중공업 주식회사 | 선박 |
| CN113838797B (zh) * | 2021-11-26 | 2022-03-04 | 广州粤芯半导体技术有限公司 | 局部氧化物层的制备方法、半导体器件的制备方法 |
| CN119317139B (zh) * | 2024-12-13 | 2025-04-01 | 荣芯半导体(淮安)有限公司 | 一种半导体器件及其制造方法、电子装置 |
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1995
- 1995-06-28 KR KR1019950017885A patent/KR100190363B1/ko not_active Expired - Fee Related
-
1996
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Cited By (1)
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| KR100439107B1 (ko) * | 1997-12-29 | 2004-07-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 소자분리막 형성방법 |
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