JPS59150421A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPS59150421A JPS59150421A JP58020593A JP2059383A JPS59150421A JP S59150421 A JPS59150421 A JP S59150421A JP 58020593 A JP58020593 A JP 58020593A JP 2059383 A JP2059383 A JP 2059383A JP S59150421 A JPS59150421 A JP S59150421A
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- Japan
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- titanium
- metal
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- silicide
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
- H10D64/01—Manufacture or treatment
- H10D64/011—Manufacture or treatment of electrodes ohmically coupled to a semiconductor
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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】
〔発明の技術分野〕
この発明は、半導体基板の拡散層或いは:′1″導体基
板上の」二部膜とし・C形成された半導体層の低抵抗化
を図るために半導体部上に金属シリサイドが形成された
半導体」・ν置の製造方法に関する。
板上の」二部膜とし・C形成された半導体層の低抵抗化
を図るために半導体部上に金属シリサイドが形成された
半導体」・ν置の製造方法に関する。
近年の半導体装置の高集積化、性能の高度化に伴って装
置の高速化が要求され、半導体基板に形成された拡散層
やポリシリコン(多結晶シリコン)膜などの°°シート
抵抗を低減させることが必要となっている。
置の高速化が要求され、半導体基板に形成された拡散層
やポリシリコン(多結晶シリコン)膜などの°°シート
抵抗を低減させることが必要となっている。
このような要請に対処するため、拡散層−や上部膜とし
てのポリシリコン膜上に高融点金属のシリサイドを形成
させる手段がいくつか従業されている。
てのポリシリコン膜上に高融点金属のシリサイドを形成
させる手段がいくつか従業されている。
その中の代表的な手段の概略は次のようなものである。
まず半導体(シリコン)基板上にフィールド酸化膜およ
びゲート酸化膜を形成すると共に基板内に所定の拡散層
を形成し、ゲート酸化膜−Lにはゲート電極としてポリ
シリコン配線を形成する。続いてこのような半導体基板
上にチタン膜を被着する。その後、この半導体基板に5
00℃〜600℃で熱処理を施すと、ブ・タン膜中のチ
タンとチタン膜゛丁に1妾触しているシリコンとが反応
し、ポリシリコン配線上および拡散fiM−,)−にチ
タンシリサイド層が形成される。また、酸化シリコンと
チタンとは反応しないため、酸化膜と接している部位の
チタン膜はブタンシリサイドにはならずにグータン月q
として夕(る。
びゲート酸化膜を形成すると共に基板内に所定の拡散層
を形成し、ゲート酸化膜−Lにはゲート電極としてポリ
シリコン配線を形成する。続いてこのような半導体基板
上にチタン膜を被着する。その後、この半導体基板に5
00℃〜600℃で熱処理を施すと、ブ・タン膜中のチ
タンとチタン膜゛丁に1妾触しているシリコンとが反応
し、ポリシリコン配線上および拡散fiM−,)−にチ
タンシリサイド層が形成される。また、酸化シリコンと
チタンとは反応しないため、酸化膜と接している部位の
チタン膜はブタンシリサイドにはならずにグータン月q
として夕(る。
次いで拡散化およびポリシリ:1ン配線層上のブータン
シリサイド、膜が分1i11#するように化学エツチン
グ法グどにより半導体基板」−に残った未反応のチタン
膜を除去する。このようにしてそれぞれ拡散層」二およ
びポリシリコン配線層上に、f−タンシリザイド膜を形
成し、これら拡散層およびポリシリコン配線層のシート
抵抗を低減せしめるO 〔背最技術の問題点〕 従来のこのような金属シリサイド膜による素子高速化対
策には次のような問題点があった。
シリサイド、膜が分1i11#するように化学エツチン
グ法グどにより半導体基板」−に残った未反応のチタン
膜を除去する。このようにしてそれぞれ拡散層」二およ
びポリシリコン配線層上に、f−タンシリザイド膜を形
成し、これら拡散層およびポリシリコン配線層のシート
抵抗を低減せしめるO 〔背最技術の問題点〕 従来のこのような金属シリサイド膜による素子高速化対
策には次のような問題点があった。
すなわち、第1図(a)に示すように半導体基板11に
形成された拡散層13に一部重なるようにゲート酸化膜
12Gとポリシリコン層14とが積層形成されているも
のにチタン膜15を被着した後熱処理を行なうと、ゲー
ト酸化膜12Gが極めて薄いためゲート酸化膜12Gの
側面に被着した側壁チタン膜15aに拡散層13および
ポリシリコン膜14からシリコンが拡散してしまう。そ
して、このシリコンと側壁チタン膜15aとが反応し°
Cチタンシリサイド膜となり、その後未反応チタンの除
去工程を行なっても除去できずに残り、結果的にポリシ
リコン膜14と拡散層13とが電気的に短絡してしまう
確率が罹めて高いものであった。
形成された拡散層13に一部重なるようにゲート酸化膜
12Gとポリシリコン層14とが積層形成されているも
のにチタン膜15を被着した後熱処理を行なうと、ゲー
ト酸化膜12Gが極めて薄いためゲート酸化膜12Gの
側面に被着した側壁チタン膜15aに拡散層13および
ポリシリコン膜14からシリコンが拡散してしまう。そ
して、このシリコンと側壁チタン膜15aとが反応し°
Cチタンシリサイド膜となり、その後未反応チタンの除
去工程を行なっても除去できずに残り、結果的にポリシ
リコン膜14と拡散層13とが電気的に短絡してしまう
確率が罹めて高いものであった。
また、熱処理中に拡散層13中のシリコンがフィールド
酸化膜12Fの段差部に被着した側壁チタン膜15bを
経てフィールド酸化膜72F上のチタン膜15にまで拡
散し続け、拡散層13中のシリコンが不足し°C第1図
(b)の13aに示すようについにはチタンシリサイド
がこの拡散層13を一つき抜は拡散、@13のPN接合
を破壊してしまう喝合があった。
酸化膜12Fの段差部に被着した側壁チタン膜15bを
経てフィールド酸化膜72F上のチタン膜15にまで拡
散し続け、拡散層13中のシリコンが不足し°C第1図
(b)の13aに示すようについにはチタンシリサイド
がこの拡散層13を一つき抜は拡散、@13のPN接合
を破壊してしまう喝合があった。
この発明は上記のような点に舊みなさ肌たもので、その
目的とするところは拡散層や半導体基板上に形成さ叔た
ポリシリコン膜などへ簡易/、6手段によりそ)1ぞれ
低抵抗化を図るべ、き領域ごとに金属シリサイドを分離
して形成でき、歩留りの向−1−と装@り高速化とを両
立できる半導体装置の製造方法を提供しようとするもの
である。
目的とするところは拡散層や半導体基板上に形成さ叔た
ポリシリコン膜などへ簡易/、6手段によりそ)1ぞれ
低抵抗化を図るべ、き領域ごとに金属シリサイドを分離
して形成でき、歩留りの向−1−と装@り高速化とを両
立できる半導体装置の製造方法を提供しようとするもの
である。
すなわちこの発明に係る半導体装置の製造方法では、急
:唆々段差部あるいは逆テーパ状の段差部に金属膜な蒸
着形成すると段差部面の蒸着粒−7がいわゆる斜め2G
着といわれるよう(m粗Vζ堆積したり、蒸着粒9の付
着しないいわゆる異常に蒸着し、た部分力、:でき、こ
の異常に蒸着した部夕の金属膜のエツチング速度が平坦
部に蒸着した金属膜よりも速くなる現象を利用してあら
かじめこの部分の金属を除去するものである。
:唆々段差部あるいは逆テーパ状の段差部に金属膜な蒸
着形成すると段差部面の蒸着粒−7がいわゆる斜め2G
着といわれるよう(m粗Vζ堆積したり、蒸着粒9の付
着しないいわゆる異常に蒸着し、た部分力、:でき、こ
の異常に蒸着した部夕の金属膜のエツチング速度が平坦
部に蒸着した金属膜よりも速くなる現象を利用してあら
かじめこの部分の金属を除去するものである。
すなわち、まずフィールド酸化膜やポリシリコン膜など
の上部膜をRIE(反応性イオンエツチング)法やスパ
ッタ法などの急峻な段差が得られるエツチング法により
エツチングした半導体基板上に、金属シリサイドとt「
り得る例えばチタン、モリブデンなどの金属膜を形成す
る。
の上部膜をRIE(反応性イオンエツチング)法やスパ
ッタ法などの急峻な段差が得られるエツチング法により
エツチングした半導体基板上に、金属シリサイドとt「
り得る例えばチタン、モリブデンなどの金属膜を形成す
る。
続いて上記金属膜を例えばウェットエツチングにエリ段
差部における金属膜が除去されるまでエツチングし、上
記金属膜を基板表面の段差部に沿ってそれぞれ独立した
金属膜に分割する。
差部における金属膜が除去されるまでエツチングし、上
記金属膜を基板表面の段差部に沿ってそれぞれ独立した
金属膜に分割する。
この後熱処理を行ない拡散層或いはポリシリコン膜上な
どシリコンーヒに形成された金属膜をシリサイド化した
後適宜シリサイド化されなかった金属膜を除去するもの
である。
どシリコンーヒに形成された金属膜をシリサイド化した
後適宜シリサイド化されなかった金属膜を除去するもの
である。
以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。第
2図において半導体基板11の一部領域に接合深さが約
0.2μmの拡散層13を形成すると共に、半導体基板
11上には上部膜とjt影形成る。こ」1らの複数の上
部膜のパターニングは急峻f′、C段差が得られるよう
に例えばRIE法を用いる。
2図において半導体基板11の一部領域に接合深さが約
0.2μmの拡散層13を形成すると共に、半導体基板
11上には上部膜とjt影形成る。こ」1らの複数の上
部膜のパターニングは急峻f′、C段差が得られるよう
に例えばRIE法を用いる。
i:cお、現在では集積回路装置におけるパターニング
は、装置の高集積化、微細化を図るためRIE法やスパ
ッタ法などエツチング工程が略琺直にエツチング誉き横
方向エツチングの殆んど生じン1い異方性エツチングが
広く用いられている。
は、装置の高集積化、微細化を図るためRIE法やスパ
ッタ法などエツチング工程が略琺直にエツチング誉き横
方向エツチングの殆んど生じン1い異方性エツチングが
広く用いられている。
続いて、この基板11の上表M1に、基板11の温度を
10℃−15℃に冷却した状態でチタン膜15を膜厚が
およそ1sooxとなるように蒸箔する。この除にチタ
ンの蒸着粒子ができるだけ基板表inに垂直に入射する
ようにするOこのように、基板1ノをlO℃〜15℃に
冷却し蒸着粒子を基板表1111に平均して略垂直に飛
ばして蒸着を行なうと、急峻な段差部面においていわゆ
る斜め蒸着と言われるように蒸着金属が粗く異常成長し
、異常成長部Aが形成される。
10℃−15℃に冷却した状態でチタン膜15を膜厚が
およそ1sooxとなるように蒸箔する。この除にチタ
ンの蒸着粒子ができるだけ基板表inに垂直に入射する
ようにするOこのように、基板1ノをlO℃〜15℃に
冷却し蒸着粒子を基板表1111に平均して略垂直に飛
ばして蒸着を行なうと、急峻な段差部面においていわゆ
る斜め蒸着と言われるように蒸着金属が粗く異常成長し
、異常成長部Aが形成される。
次いでこの蒸着されたブータン膜15をエチレン・ジア
ミンテトラアセティツク・アシッド(E D T A
)を主成分としたエッチャントで約500人エツチング
する。
ミンテトラアセティツク・アシッド(E D T A
)を主成分としたエッチャントで約500人エツチング
する。
ここで、上記異常成長部Aは正常に密に形成されたチタ
ン膜15に比らべ約5倍・310倍のエツチング速度で
エレチングされろ。
ン膜15に比らべ約5倍・310倍のエツチング速度で
エレチングされろ。
従つ゛C1エッチくグ後は第2図(b) ((示すよう
に前記異常成長部Aが完全に除去さil、フィールド酸
化膜12F上、拡散層13−ヒお工びポリシリコン膜1
4上のそれぞil、に形成されたブータン膜15が分割
さJtた状態で残る。
に前記異常成長部Aが完全に除去さil、フィールド酸
化膜12F上、拡散層13−ヒお工びポリシリコン膜1
4上のそれぞil、に形成されたブータン膜15が分割
さJtた状態で残る。
続いて400℃〜500℃で上記半導体基板IIを熱処
理し、拡散層13J−およびポリシリコン膜14上のチ
タン膜15をシリサイド化させ、第2図(C)に示すよ
うに拡散層13およびポリシリコン膜14上のそJtぞ
」′1.にチタンシリサイド膜16を形成する。ここで
、段差部にはブータン膜が残存していないため、拡散層
13上とポリシリコン膜I4上のチタンシリサイド膜1
6との連結や、拡散層13中のシリコンがフィールド酸
化、膜12F上のチタン膜15に拡散する現象は生じ/
工い。また、フィールド酸化膜12F」−のチタン膜1
5はシリコンと接しCいないため、シリサイ−主反応を
起こさない。
理し、拡散層13J−およびポリシリコン膜14上のチ
タン膜15をシリサイド化させ、第2図(C)に示すよ
うに拡散層13およびポリシリコン膜14上のそJtぞ
」′1.にチタンシリサイド膜16を形成する。ここで
、段差部にはブータン膜が残存していないため、拡散層
13上とポリシリコン膜I4上のチタンシリサイド膜1
6との連結や、拡散層13中のシリコンがフィールド酸
化、膜12F上のチタン膜15に拡散する現象は生じ/
工い。また、フィールド酸化膜12F」−のチタン膜1
5はシリコンと接しCいないため、シリサイ−主反応を
起こさない。
続いて、フィールド酸化膜12F−にの未反応のチタン
膜15を化学的に除去rれば、拡散層13やポリシリコ
ン層14などの半導体部上にチタンシリサイド膜16が
、半導体基板上の段差部に沿って分割された状態で形成
される。
膜15を化学的に除去rれば、拡散層13やポリシリコ
ン層14などの半導体部上にチタンシリサイド膜16が
、半導体基板上の段差部に沿って分割された状態で形成
される。
以上のように例えば拡散層13およびポリシリコン嘩1
4は互いにショートす己ことなくシート砥抗i班を著し
く低減さfl、ノ、=ものとな乙。
4は互いにショートす己ことなくシート砥抗i班を著し
く低減さfl、ノ、=ものとな乙。
ここで、−上記実施例では段差部においてチタン膜15
を斜め蒸着させ平坦部ではチタン粒子が密に蒸着する。
を斜め蒸着させ平坦部ではチタン粒子が密に蒸着する。
Cうにさせ、軽いエツチング1てより段差部に月着した
チタン膜15のみを選択的に除去する。また拡散層13
或いはポリシリコン膜14は、所定のパターンの拡ik
k層13の領域やポリシリコン膜14となるように酸化
膜やポリシリコン層をパターニングして形成するため必
ず上記拡散層13やポリシリコンH@14のパターンに
沿って段差が形成される。従つC1十記チタン膜15の
異常成長部Aのエツチング工程において、マスクパタ、
−ンなどを必要とせずに丁度上記拡散層13セポリシリ
コン膜14のパターンに沿いセルファラインでチタン膜
15が各領域ごとに分割され乙。
チタン膜15のみを選択的に除去する。また拡散層13
或いはポリシリコン膜14は、所定のパターンの拡ik
k層13の領域やポリシリコン膜14となるように酸化
膜やポリシリコン層をパターニングして形成するため必
ず上記拡散層13やポリシリコンH@14のパターンに
沿って段差が形成される。従つC1十記チタン膜15の
異常成長部Aのエツチング工程において、マスクパタ、
−ンなどを必要とせずに丁度上記拡散層13セポリシリ
コン膜14のパターンに沿いセルファラインでチタン膜
15が各領域ごとに分割され乙。
なお、−上記実施例では拡散j膏13やポリシリコン膜
14と金属シリサイドを形成さ〜する金属としてチタン
を用いる場合につき述べたが、これはブータンの代り1
でモリブデン、タングステン。
14と金属シリサイドを形成さ〜する金属としてチタン
を用いる場合につき述べたが、これはブータンの代り1
でモリブデン、タングステン。
タンタル、白金、コバルト、アルミ、ニウムなとシリコ
ンと反応1−金属シリーリ・・fドを形成するものであ
Jtば他のものでも良い。
ンと反応1−金属シリーリ・・fドを形成するものであ
Jtば他のものでも良い。
また、上記実梅例では段差部を急峻にし−C段差部側止
1のチタン膜I5を、plめ蒸着する部会につき述べた
が、例えば第3図に示すようにブータンシリサイド膜を
分離した状態で形成させるべき部位の段差部Bを逆テー
パ状にして以下前述と同様の手順で分離したチタンシリ
サイド膜を形成することができる。この場合には、チタ
ン膜15が図のように段切れを起こし易く、段差部Bの
側面にチタンが充分に被着しないため、前記実施例と同
様にチタンの軽いエツチングによって段差部B付近のチ
タン膜を完全に除去することができ、金属シリサイド膜
間のショートやPN接合部の接合破壊などの発生を防止
できる0 〔発明の効果〕 以上のようにこの発明によれば、金属シリサイドを形成
する金属の金属膜を半導体基板の平坦部において密に被
着させ、段差部において異常被着させて後、この異常被
着部の金属膜を除去し、熱処理を行なうこと、にエリ、
例えば拡散層やポリシリコン膜等の低抵抗化を図るべき
各領域ごとに分割された金属シリサイド膜をシリコンの
露出した半導体基板」−に形成することができ、簡易な
手段にエリ歩留り0向上と装f1の高速化とを両立でき
る≧16樽体装置の製造方法を提供gろことができる0
1のチタン膜I5を、plめ蒸着する部会につき述べた
が、例えば第3図に示すようにブータンシリサイド膜を
分離した状態で形成させるべき部位の段差部Bを逆テー
パ状にして以下前述と同様の手順で分離したチタンシリ
サイド膜を形成することができる。この場合には、チタ
ン膜15が図のように段切れを起こし易く、段差部Bの
側面にチタンが充分に被着しないため、前記実施例と同
様にチタンの軽いエツチングによって段差部B付近のチ
タン膜を完全に除去することができ、金属シリサイド膜
間のショートやPN接合部の接合破壊などの発生を防止
できる0 〔発明の効果〕 以上のようにこの発明によれば、金属シリサイドを形成
する金属の金属膜を半導体基板の平坦部において密に被
着させ、段差部において異常被着させて後、この異常被
着部の金属膜を除去し、熱処理を行なうこと、にエリ、
例えば拡散層やポリシリコン膜等の低抵抗化を図るべき
各領域ごとに分割された金属シリサイド膜をシリコンの
露出した半導体基板」−に形成することができ、簡易な
手段にエリ歩留り0向上と装f1の高速化とを両立でき
る≧16樽体装置の製造方法を提供gろことができる0
第1図は従来の半導体装置の製造方法なnシコ明する断
面図、jF 2図はこの発明の一実施例1係る半導体装
置の製造方法を説明rる断面図、第3図はこの発明の他
の実施例を説明する断面図である。 11・・・半導体基板、72F・・フィールド酸化膜、
12G・・・ゲート酸化膜、I3・・・拡散層、14・
・ポリシリコン膜、15・・チタン膜、16・・・ブー
タンシリサイド膜、A・・異常成長部、B・・・段差部
。 出願人代理人 弁理士 鈴 出 武 彦第1図 第2図 (a)
面図、jF 2図はこの発明の一実施例1係る半導体装
置の製造方法を説明rる断面図、第3図はこの発明の他
の実施例を説明する断面図である。 11・・・半導体基板、72F・・フィールド酸化膜、
12G・・・ゲート酸化膜、I3・・・拡散層、14・
・ポリシリコン膜、15・・チタン膜、16・・・ブー
タンシリサイド膜、A・・異常成長部、B・・・段差部
。 出願人代理人 弁理士 鈴 出 武 彦第1図 第2図 (a)
Claims (2)
- (1)段差部を有する半導体基板表面に金属シリサイド
を形成する金属を上記半導体基板に対して略垂直に蒸着
させ、」―記半導体基板表面に上記金属から成る金属膜
を段差部において異常に、平坦部において密に形成させ
る工程と、」二記段差部に形成さJtた金属膜を除去す
る工程と、上記半導体基板を熱処理し上記平坦部に形成
された金属膜をシリサイド化させる工程とを具備するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - (2)」−記金属シリサイドを形成′する金属としてモ
リフデン、タングステン、タンタル、コバルト、チタン
、白金、アルミニウムのいずれかを用いることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58020593A JPS59150421A (ja) | 1983-02-10 | 1983-02-10 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58020593A JPS59150421A (ja) | 1983-02-10 | 1983-02-10 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59150421A true JPS59150421A (ja) | 1984-08-28 |
| JPH0150098B2 JPH0150098B2 (ja) | 1989-10-27 |
Family
ID=12031549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58020593A Granted JPS59150421A (ja) | 1983-02-10 | 1983-02-10 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59150421A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6068612A (ja) * | 1983-09-26 | 1985-04-19 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体素子の製造方法 |
| JPS62235775A (ja) * | 1986-04-07 | 1987-10-15 | Nippon Denso Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| DE3908676A1 (de) * | 1988-12-24 | 1990-06-28 | Samsung Electronics Co Ltd | Verfahren zur ausbildung niederohmiger kontakte an mindestens zwei n+/p+-vorohmschen bereichen einer hochintegrierten halbleiterschaltung |
| JPH0590204A (ja) * | 1991-03-20 | 1993-04-09 | Philips Gloeilampenfab:Nv | 半導体デバイスの製造方法 |
-
1983
- 1983-02-10 JP JP58020593A patent/JPS59150421A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6068612A (ja) * | 1983-09-26 | 1985-04-19 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体素子の製造方法 |
| JPS62235775A (ja) * | 1986-04-07 | 1987-10-15 | Nippon Denso Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| DE3908676A1 (de) * | 1988-12-24 | 1990-06-28 | Samsung Electronics Co Ltd | Verfahren zur ausbildung niederohmiger kontakte an mindestens zwei n+/p+-vorohmschen bereichen einer hochintegrierten halbleiterschaltung |
| JPH0590204A (ja) * | 1991-03-20 | 1993-04-09 | Philips Gloeilampenfab:Nv | 半導体デバイスの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0150098B2 (ja) | 1989-10-27 |
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