JPS6110233A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS6110233A JPS6110233A JP59112219A JP11221984A JPS6110233A JP S6110233 A JPS6110233 A JP S6110233A JP 59112219 A JP59112219 A JP 59112219A JP 11221984 A JP11221984 A JP 11221984A JP S6110233 A JPS6110233 A JP S6110233A
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- H10W20/01—Manufacture or treatment
- H10W20/031—Manufacture or treatment of conductive parts of the interconnections
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- 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】
(a) 発明の技術分野
本発明は、半導体装置の製造方法、より詳しくは、半導
体基板表面と接触する電極配線のコンタクト部の形成方
法に関するものである。
体基板表面と接触する電極配線のコンタクト部の形成方
法に関するものである。
(b) 技術の背景
I C、LSIなどの半導体装置は近年増々その高集積
化すなわち、高密度化が図られておシ、電極の半導体基
板との接触面積も従来よりも小さくなってきている。こ
のことは基板上の絶縁層に設けられるコンタクト窓がよ
り小さくされ、コンタクト窓のための段差が急になるこ
とを伴う。広く使用されているアルミニウムを蒸着など
によって電極として形成すると、コンタクト窓での段差
にて断線あるいは非常に薄くなるなどのステップカッ(
−レジ不良の問題が生じ、さらに、コンタクト窓内の8
1の析出が顕著になレコンタクト抵抗が増大する問題が
生じる。
化すなわち、高密度化が図られておシ、電極の半導体基
板との接触面積も従来よりも小さくなってきている。こ
のことは基板上の絶縁層に設けられるコンタクト窓がよ
り小さくされ、コンタクト窓のための段差が急になるこ
とを伴う。広く使用されているアルミニウムを蒸着など
によって電極として形成すると、コンタクト窓での段差
にて断線あるいは非常に薄くなるなどのステップカッ(
−レジ不良の問題が生じ、さらに、コンタクト窓内の8
1の析出が顕著になレコンタクト抵抗が増大する問題が
生じる。
(e) 従来技術と問題点
上述のコンタクト窓でのステップカバーレジ不良をなく
すためにも、コンタクト窓内のみにシリコン(ある程度
の導電性を持たせるためにドープされたシリコン)を充
填して絶縁層の°表面をできるだけ平坦にしてから、ア
ルミニウム等の配線を形成することが試みられている。
すためにも、コンタクト窓内のみにシリコン(ある程度
の導電性を持たせるためにドープされたシリコン)を充
填して絶縁層の°表面をできるだけ平坦にしてから、ア
ルミニウム等の配線を形成することが試みられている。
このコンタクト窓内にシリコンを選択的に充填(形成)
する方法としては、(I)シリコンの選択的エピタキシ
ャル成長法と(2)多結晶シリコンを全面に気相成長さ
せてからコンタクト窓内部分以外の絶縁層上の部分をエ
ツチング除去する方法とがある。そして、シリコンの選
択エピタキシャル成長法については、例えば、N、En
do他、′″CMO8TECHNOLOGY USIN
GISOLATION TECHNIQUg” 、 I
EEE Int。
する方法としては、(I)シリコンの選択的エピタキシ
ャル成長法と(2)多結晶シリコンを全面に気相成長さ
せてからコンタクト窓内部分以外の絶縁層上の部分をエ
ツチング除去する方法とがある。そして、シリコンの選
択エピタキシャル成長法については、例えば、N、En
do他、′″CMO8TECHNOLOGY USIN
GISOLATION TECHNIQUg” 、 I
EEE Int。
Electron Devices Meeting、
Tach、 Dig。
Tach、 Dig。
pp、31−34およびH,J、Vomar H,Ku
rtsn。
rtsn。
= DEVICE l5OLATION TECf(N
OLOGY BYSEL、ECTIVE LOW−PR
ESSUR5ILICON EPITAXY’。
OLOGY BYSEL、ECTIVE LOW−PR
ESSUR5ILICON EPITAXY’。
IEEE Int、Elactron Devices
Meetlng+Teah、Dlg、pp、35−3
8に開示されている。多結晶シリコンはCVD (化学
的気相成長)法によって得られ、MOSFETのシリコ
ンゲート、配線などとして従来よシ使用されている。
Meetlng+Teah、Dlg、pp、35−3
8に開示されている。多結晶シリコンはCVD (化学
的気相成長)法によって得られ、MOSFETのシリコ
ンゲート、配線などとして従来よシ使用されている。
このような単結晶あるいは多結晶のシリコンでは抵抗率
がドープされて低くなっているとはいえ4〜6×10
Ω−副であシ、また、コンタクト窓の面積が小さくされ
てきているので、コンタクト窓内のシリコンは比較的に
抵抗が高くなってしまう。抵抗が高くなると信号の遅延
時間が長くなる問題がある。
がドープされて低くなっているとはいえ4〜6×10
Ω−副であシ、また、コンタクト窓の面積が小さくされ
てきているので、コンタクト窓内のシリコンは比較的に
抵抗が高くなってしまう。抵抗が高くなると信号の遅延
時間が長くなる問題がある。
(d) 発明の目的
本発明の目的は、半導体装置の電極配線での絶縁層に設
けたコンタクト窓内のコンタクト部の抵抗を下げて信号
の遅延および発熱をより小さくすることである。
けたコンタクト窓内のコンタクト部の抵抗を下げて信号
の遅延および発熱をより小さくすることである。
(、) 発明の構成
上述の目的が、(7)半導体基板上の絶縁層にコンタク
ト窓を形成する工程;(イ)コンタクト窓内にシリコン
を充填する工程;および(切半導体基板を300ないし
350℃の温度に加熱した状態で六7ツ化タングステン
jス雰囲気中にてシリコンをタングステンに置換しTL
極引出し部分を形成する工程;を含むタングステンのコ
ンタクト部を形成する方法である半導体装置の製造方法
によって達成される。
ト窓を形成する工程;(イ)コンタクト窓内にシリコン
を充填する工程;および(切半導体基板を300ないし
350℃の温度に加熱した状態で六7ツ化タングステン
jス雰囲気中にてシリコンをタングステンに置換しTL
極引出し部分を形成する工程;を含むタングステンのコ
ンタクト部を形成する方法である半導体装置の製造方法
によって達成される。
(f) 発明の実施態様例
以下、添付図面を参照して本発明の実施態様例および実
施例によって本発明をより詳細に説明する。
施例によって本発明をより詳細に説明する。
第1図に示すように半導体基板1であるシリコンウェハ
を用意し、この上に絶縁層2であるリンケイサンガラス
(PSG)膜をCVD法で形成する。
を用意し、この上に絶縁層2であるリンケイサンガラス
(PSG)膜をCVD法で形成する。
この絶縁層2をホトエツチング法などの選択エツチング
によってコンタクト窓を形成して、この窓内圧基板1の
表面を露出させる。そして、このコンタクト窓内に従来
方法によってシリコン充填部3を形成して、このシリコ
ン充填部および絶縁層がほぼ平坦となるようにする。
によってコンタクト窓を形成して、この窓内圧基板1の
表面を露出させる。そして、このコンタクト窓内に従来
方法によってシリコン充填部3を形成して、このシリコ
ン充填部および絶縁層がほぼ平坦となるようにする。
このシリコン充填部3を単結晶シリコン、多結晶シリコ
ン又はアモルファスシリコンで形成することができる。
ン又はアモルファスシリコンで形成することができる。
単結晶シリコンでコンタクト窓を埋めるには、5IH2
C62(又はS IHct、 )−H2系の減圧状態中
で上述の基板を900ないし1000℃に加熱保持する
ことによって露出した基板表面上のみにシリコンをエピ
タキシャル成長させればよい。多結晶シリコンでコンタ
クト窓を埋めるのには、まず、減圧CVD法によってコ
ンタクト窓内および絶縁層上の全面に多結晶シリコン膜
を形成し、この膜の上にホトレジスト々とのマスク膜を
形成しそれを選択的に除去してコンタクト窓上方のみに
残し、このマスク膜を利用して多結晶シリコン膜をエツ
チング除去してコンタクト窓内のみを残すわけである。
C62(又はS IHct、 )−H2系の減圧状態中
で上述の基板を900ないし1000℃に加熱保持する
ことによって露出した基板表面上のみにシリコンをエピ
タキシャル成長させればよい。多結晶シリコンでコンタ
クト窓を埋めるのには、まず、減圧CVD法によってコ
ンタクト窓内および絶縁層上の全面に多結晶シリコン膜
を形成し、この膜の上にホトレジスト々とのマスク膜を
形成しそれを選択的に除去してコンタクト窓上方のみに
残し、このマスク膜を利用して多結晶シリコン膜をエツ
チング除去してコンタクト窓内のみを残すわけである。
そして、アモルファスシリコンでコンタクト窓ヲ埋める
には、SiH4ガスのグロー放電分解法によってコンタ
クト窓内および絶縁層上の全面にアモルファスシリコン
膜を形成し、上述の多結晶シリコンの場合と同様な手順
でコンタクト窓内のみに残すわけである。
には、SiH4ガスのグロー放電分解法によってコンタ
クト窓内および絶縁層上の全面にアモルファスシリコン
膜を形成し、上述の多結晶シリコンの場合と同様な手順
でコンタクト窓内のみに残すわけである。
次に、シリコン充填部3f:有する半導体基板1をC■
装置内に収容し300ないし350℃の温度に加熱し、
このCVD装置内へ六フ、化タングステン(WF6)ガ
スをキャリアガス(N2又はAr )と共に流すことに
よって、次式の反応にょシ充填部のシリコンがタングス
テンに置換される。
装置内に収容し300ないし350℃の温度に加熱し、
このCVD装置内へ六フ、化タングステン(WF6)ガ
スをキャリアガス(N2又はAr )と共に流すことに
よって、次式の反応にょシ充填部のシリコンがタングス
テンに置換される。
WF6+ 3/2S1−+ W+3/2 SiF4↑こ
のとき、CVD装置内を減圧下にしておくのが望ましく
、常圧であってもよい。なお、アモルファスシリコンの
場合には結合水素が取シ込まれており、この水素が次の
ように反応して: H+WF6→W+HF↑ タングステンの置換を促進する。
のとき、CVD装置内を減圧下にしておくのが望ましく
、常圧であってもよい。なお、アモルファスシリコンの
場合には結合水素が取シ込まれており、この水素が次の
ように反応して: H+WF6→W+HF↑ タングステンの置換を促進する。
このようにしてタングステン充填部4(第2図)として
から、次に、アルミニウムなどの金属配線5を公知方法
によってタングステン充填部(すなわち、コンタクト部
)4および絶縁層z上に形成して電極配線を完成させる
。
から、次に、アルミニウムなどの金属配線5を公知方法
によってタングステン充填部(すなわち、コンタクト部
)4および絶縁層z上に形成して電極配線を完成させる
。
また、第3図および第4図に示すようKしてダイナミッ
クRAMにおける1キヤパシタ・1トランゾスタ・セル
の電極コンタクト部を本発明の方法によって形成するこ
とができる。従来の1トランジスタ・セルの製造方法に
したがって、シリコン基板21上の薄い絶縁膜(例えば
、熱酸化罠よる5in2膜) 22の上にポリシリコン
のキャノ卆シタ電極23およびポリシリコンのトランス
ファーゲート電極24を形成する。キャノfシタ電極と
トランス7アーダート電極24との間に眉間絶縁膜(例
えば、PSG膜)25が、l)、フィールド酸化膜(比
較的厚いStO□膜)26がib、これらも従来工程に
よって形成される。そして、トランスファーゲート電極
24を覆う絶縁膜として全体をも覆うPSG膜27をC
VD法によシ形成する。次に、PSG膜27にコンタク
ト窓を公知のりソグラフィ技術によって形成してシリコ
ン基板21の一部を露出させる。このコンタクト窓内に
シリコン充填部28(第3図)を形成する。このシリコ
ン充填部28を形成するKは前述したように単結晶シリ
コンの選択エピタキシャル成長法を採用するか、あるい
け、多結晶シリコン又はアモルファスシリコンの気相成
長および選択エツチングを採用すればよい。
クRAMにおける1キヤパシタ・1トランゾスタ・セル
の電極コンタクト部を本発明の方法によって形成するこ
とができる。従来の1トランジスタ・セルの製造方法に
したがって、シリコン基板21上の薄い絶縁膜(例えば
、熱酸化罠よる5in2膜) 22の上にポリシリコン
のキャノ卆シタ電極23およびポリシリコンのトランス
ファーゲート電極24を形成する。キャノfシタ電極と
トランス7アーダート電極24との間に眉間絶縁膜(例
えば、PSG膜)25が、l)、フィールド酸化膜(比
較的厚いStO□膜)26がib、これらも従来工程に
よって形成される。そして、トランスファーゲート電極
24を覆う絶縁膜として全体をも覆うPSG膜27をC
VD法によシ形成する。次に、PSG膜27にコンタク
ト窓を公知のりソグラフィ技術によって形成してシリコ
ン基板21の一部を露出させる。このコンタクト窓内に
シリコン充填部28(第3図)を形成する。このシリコ
ン充填部28を形成するKは前述したように単結晶シリ
コンの選択エピタキシャル成長法を採用するか、あるい
け、多結晶シリコン又はアモルファスシリコンの気相成
長および選択エツチングを採用すればよい。
次に、本発明の方法にしたがって、基板21を300々
いし35.Oll:との温度に加熱した状態でWF6ガ
スをキャリガスと共に流してシリコン充填部28をタン
グステンに置換する。このタングステン充填部29(第
4図)が配−〇コンタクト部であり、アルミニウムなど
の金属配線3oをタングステン充填部29およびPSG
g27上に形成することになる。
いし35.Oll:との温度に加熱した状態でWF6ガ
スをキャリガスと共に流してシリコン充填部28をタン
グステンに置換する。このタングステン充填部29(第
4図)が配−〇コンタクト部であり、アルミニウムなど
の金属配線3oをタングステン充填部29およびPSG
g27上に形成することになる。
実施例
シリコンウェハ基板上にCVD法によって厚さ1μmの
PSG膜を形成した。このPSG膜にフォトエツチング
法により直径約1.5μmのコンタクト窓を形成した。
PSG膜を形成した。このPSG膜にフォトエツチング
法により直径約1.5μmのコンタクト窓を形成した。
そして、シリコンの選択エピタキシャル成長法にしたが
って下記条件: 温度 : 950℃ 圧力 : 50 Torr SiH2C22流量: 200 cc/m1nH2流量
: 50 A/ml n にてコンタクト窓内のみに単結晶シリコンを形成した。
って下記条件: 温度 : 950℃ 圧力 : 50 Torr SiH2C22流量: 200 cc/m1nH2流量
: 50 A/ml n にてコンタクト窓内のみに単結晶シリコンを形成した。
次に、減圧CVD装置内にシリコン基板を入れ、下記条
件にて処理してシリコン窓内のシリコンをタングステン
にした。
件にて処理してシリコン窓内のシリコンをタングステン
にした。
CVD装置の真空度 : 0.2Torr基板加熱温
度 : 325℃ WF6ガスの流量 : 30 cc/ml nキャリ
アガス(N2)の流量+ 400007m 1 n処理
時間 : 20分 そして、アルミニウム配線層をコンタクト窓内のタング
ステンおよび5IO2膜上に形成して電極配線とした。
度 : 325℃ WF6ガスの流量 : 30 cc/ml nキャリ
アガス(N2)の流量+ 400007m 1 n処理
時間 : 20分 そして、アルミニウム配線層をコンタクト窓内のタング
ステンおよび5IO2膜上に形成して電極配線とした。
本発明にしたがって形成する電極は、バイポーラトラン
ジスタ、MOSFET、メモリーセルなどの集積回路に
使用できる。
ジスタ、MOSFET、メモリーセルなどの集積回路に
使用できる。
(X)発明の効果
従来のシリコンからタングステン(抵抗率1×100・
6n)に電極のコンタクト部を代えることによって抵抗
が約1桁下げることができ、それだけ信号の遅延および
発熱が防止できる。また、タングステンのコンタクト部
の表面と絶縁層表面とをほぼ平坦とすることが従来通9
にできるので配線のステ、プカバーレジ不良は生じない
。
6n)に電極のコンタクト部を代えることによって抵抗
が約1桁下げることができ、それだけ信号の遅延および
発熱が防止できる。また、タングステンのコンタクト部
の表面と絶縁層表面とをほぼ平坦とすることが従来通9
にできるので配線のステ、プカバーレジ不良は生じない
。
第1図は、シリコンでコンタクト窓を充填したときの半
導体装置の部分断面図であシ、第2図は、本発明にした
がって形成した電極配線を有する半導体装置の部分断面
図でsb、第3図および第4図は、本発明に係る方法に
したがって電極配線を形成する工程を説明するための半
導体装置の部分断面図である。 1・・・半導体基板、2・・・絶縁層、3・・・シリコ
ン充填部、4・・・タングステン充填部(コンタクト部
)、5・・・金属配線。 第1図 第3図 第4図 手続補正書 昭和60年? 月7 日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 1、事件の表示 昭和59年 特許願 第112239−号2、発明の
名称 半導体装置の製造方法 4、代理人 住 所 東京都港区虎ノ門−丁目8番10号静光虎ノ門
ビル〒105電話(504)0721 氏名弁理士(6579)青水 朗 (外 、3 名) 5、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 6、 補正の内容 (])明aS、第3百、第18行目のr TachJ
fr TechJに訂正する。 (2)明細書、第3頁、第19行目のr31−34Jの
後にrz983年12月)」を挿入する。 (3〕 明細書、第4山−第3行目のr35−38J
の後にr(I983年12月)」を挿入する。
導体装置の部分断面図であシ、第2図は、本発明にした
がって形成した電極配線を有する半導体装置の部分断面
図でsb、第3図および第4図は、本発明に係る方法に
したがって電極配線を形成する工程を説明するための半
導体装置の部分断面図である。 1・・・半導体基板、2・・・絶縁層、3・・・シリコ
ン充填部、4・・・タングステン充填部(コンタクト部
)、5・・・金属配線。 第1図 第3図 第4図 手続補正書 昭和60年? 月7 日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 1、事件の表示 昭和59年 特許願 第112239−号2、発明の
名称 半導体装置の製造方法 4、代理人 住 所 東京都港区虎ノ門−丁目8番10号静光虎ノ門
ビル〒105電話(504)0721 氏名弁理士(6579)青水 朗 (外 、3 名) 5、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 6、 補正の内容 (])明aS、第3百、第18行目のr TachJ
fr TechJに訂正する。 (2)明細書、第3頁、第19行目のr31−34Jの
後にrz983年12月)」を挿入する。 (3〕 明細書、第4山−第3行目のr35−38J
の後にr(I983年12月)」を挿入する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、(ア)半導体基板上の絶縁層にコンタクト窓を形成
する工程: (イ)前記コンタクト窓内にシリコンを充填する工程;
および (ウ)前記半導体基板を300ないし350℃の温度に
加熱した状態で六フッ化タングステンガス雰囲気中にて
前記シリコンをタングステンに置換し電極引出し部分を
形成する工程:とを含む半導体装置の製造方法。 2、前記シリコンの充填工程が単結晶シリコンの選択的
気相成長法によって行なわれる特許請求の範囲第1項記
載の方法。 3、前記シリコンの充填工程が、(I)多結晶シリコン
又はアモルファスシリコンを前記コンタクト窓内および
前記絶縁層上の全面に形成する工程:および(オ)この
形成した多結晶シリコン又はアモルファスシリコンの前
記コンタクト窓内以外の部分を除去する工程;からなる
特許請求の範囲第1項記載の方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59112219A JPS6110233A (ja) | 1984-06-02 | 1984-06-02 | 半導体装置の製造方法 |
| DE8585303878T DE3580192D1 (de) | 1984-06-02 | 1985-05-31 | Verfahren zum herstellen eines kontaktes fuer eine halbleiteranordnung. |
| EP85303878A EP0164976B1 (en) | 1984-06-02 | 1985-05-31 | Method of producing a contact for a semiconductor device |
| KR1019850003833A KR900008387B1 (ko) | 1984-06-02 | 1985-06-01 | 반도체장치 제조방법 |
| US07/166,832 US4906593A (en) | 1984-06-02 | 1988-03-04 | Method of producing a contact plug |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59112219A JPS6110233A (ja) | 1984-06-02 | 1984-06-02 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6110233A true JPS6110233A (ja) | 1986-01-17 |
Family
ID=14581231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59112219A Pending JPS6110233A (ja) | 1984-06-02 | 1984-06-02 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6110233A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61140133A (ja) * | 1984-12-13 | 1986-06-27 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6421942A (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-25 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor device |
| JPH01218018A (ja) * | 1988-02-18 | 1989-08-31 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 半導体材料を高融点金属に変換する方法及び前記方法を利用して製造される半導体装置 |
| JPH02151060A (ja) * | 1988-12-02 | 1990-06-11 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5050881A (ja) * | 1973-09-04 | 1975-05-07 | ||
| JPS5075769A (ja) * | 1973-11-07 | 1975-06-21 |
-
1984
- 1984-06-02 JP JP59112219A patent/JPS6110233A/ja active Pending
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