JPS63122152A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
- Publication number
- JPS63122152A JPS63122152A JP26752686A JP26752686A JPS63122152A JP S63122152 A JPS63122152 A JP S63122152A JP 26752686 A JP26752686 A JP 26752686A JP 26752686 A JP26752686 A JP 26752686A JP S63122152 A JPS63122152 A JP S63122152A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer wiring
- wiring part
- insulating film
- connection hole
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体集積回路装置に関し、特に。
多層配線構造を有する半導体集積回路装置に適用して有
効な技術に関するものである。
効な技術に関するものである。
多層配線構造を有する半導体集積回路装置においては、
下層配線を形成した後、この下層配線を覆うように絶縁
膜を形成し、この絶縁膜に接続孔を形成して、この接続
孔を通じて下層配線と接続する上層配線を形成する。こ
の接続孔は、通常。
下層配線を形成した後、この下層配線を覆うように絶縁
膜を形成し、この絶縁膜に接続孔を形成して、この接続
孔を通じて下層配線と接続する上層配線を形成する。こ
の接続孔は、通常。
上層配線のステップカバレッジ(段差被覆性)を良くす
るためにその内壁にテーパを付ける。
るためにその内壁にテーパを付ける。
本発明者は、このテーパを付けた接続孔を有する半導体
集積回路装置における上層配線の形成方法について検討
した。以下は公知とされた技術ではないが1本発明者の
検討した技術であり、その概要は次のとおりである。す
なわち、本発明者の検討した技術では、アルミニウムの
下層配線を形成した後、全面に層間絶縁膜としてSiO
2膜を形成し、この5i02膜に上層配線と下層配線と
の接続用のテーパ付接続孔を形成する0次に、アルミニ
ウムの上層配線を形成するが、下層配線の表面にはアル
ミナ(A120.)rmが形成されているため、このま
まの状態で上層配線を形成すると導通不良となる。これ
を防止するために、上層配線の形成に先立って、スパッ
タエツチングを行うことにより前記Al2O3膜を除去
し、この後、上層配線を形成する。
集積回路装置における上層配線の形成方法について検討
した。以下は公知とされた技術ではないが1本発明者の
検討した技術であり、その概要は次のとおりである。す
なわち、本発明者の検討した技術では、アルミニウムの
下層配線を形成した後、全面に層間絶縁膜としてSiO
2膜を形成し、この5i02膜に上層配線と下層配線と
の接続用のテーパ付接続孔を形成する0次に、アルミニ
ウムの上層配線を形成するが、下層配線の表面にはアル
ミナ(A120.)rmが形成されているため、このま
まの状態で上層配線を形成すると導通不良となる。これ
を防止するために、上層配線の形成に先立って、スパッ
タエツチングを行うことにより前記Al2O3膜を除去
し、この後、上層配線を形成する。
一方、特開昭60−140720号公報においては、接
続孔の内壁のうちの下層配線の長手方向の部分にのみ階
段状の段差を設けることにより。
続孔の内壁のうちの下層配線の長手方向の部分にのみ階
段状の段差を設けることにより。
この接続孔における上層配線のステップカバレッジを向
上させることについて論じられている。
上させることについて論じられている。
しかしながら1本発明者の検討した前記技術は。
スパッタエツチングによる下層配線の表面のクリーニン
グ時に、接続孔のテーパの付いた内壁がエツチングされ
てSiO2が下層配線の表面に付着してしまう結果、上
下層配線間の導通不良が生ずるという問題がある。
グ時に、接続孔のテーパの付いた内壁がエツチングされ
てSiO2が下層配線の表面に付着してしまう結果、上
下層配線間の導通不良が生ずるという問題がある。
一方、特開昭60−140720号公報に記載されてい
る前記技術は、例えば上下層配線が互いに直交する場合
には、上層配線のステップカバレッジの改善を図ること
ができないという問題がある。
る前記技術は、例えば上下層配線が互いに直交する場合
には、上層配線のステップカバレッジの改善を図ること
ができないという問題がある。
本発明の目的は、接続孔における配線のステップカバレ
ッジの向上を図ることが可能な技術を提供することにあ
る。
ッジの向上を図ることが可能な技術を提供することにあ
る。
本発明の他の目的は、上層配線と下層配線との導通不良
を防止することが可能な技術を提供することにある。
を防止することが可能な技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は1本
明、II″Jの記述及び添付図面によって明らかになる
であろう。
明、II″Jの記述及び添付図面によって明らかになる
であろう。
本願において開示される発明のうち1代表的なものの概
要を説明すれば、下記のとおりである。
要を説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、接続孔をその内壁の全周に複数段の階段状の
段差を有する形状としている6〔作 用〕 上記した手段によれば、接続孔の各段差部におけるアス
ペクト比を小さくすることできるので、接続孔における
配線のステップカバレッジの向上を図ることができる。
段差を有する形状としている6〔作 用〕 上記した手段によれば、接続孔の各段差部におけるアス
ペクト比を小さくすることできるので、接続孔における
配線のステップカバレッジの向上を図ることができる。
また、下層配線の表面のクリーニング時に絶縁膜がエツ
チングされてこの表面に絶縁物が付着する割合が少なく
なるので、上層配線と下層配線との導通不良を防止する
ことができる。
チングされてこの表面に絶縁物が付着する割合が少なく
なるので、上層配線と下層配線との導通不良を防止する
ことができる。
以下1本発明の構成について、一実施例に基づき図面を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
なお、全図において、同一の機能を有するものには同一
の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
第1図に示すように、本実施例によるバイポーラLSI
においては1例えばp型シリコン基板のような半導体基
板1の表面に例えばi型の埋め込みM2が設けられ、こ
の半導体基板l上に例えばn型シリコンのエピタキシャ
ル層3が設けられている。このエピタキシャル層3中に
は、例えばSiO2膜のようなフィールド絶縁膜4が選
択的に設けられ、これによって素子間分離及び素子内の
分離が行われている。なお、このフィールド絶縁膜4の
下方には、例えばP′″型のチャネルストッパ領域5が
設けられている。このフィールド絶縁膜4で分離された
部分におけるエピタキシャル層3中には1例えばP″″
型のベース領域6が設けられ、このペース領域6中に例
えばn′″型のエミッタ領域7が設けられている。なお
、このベース領域6の下方におけるエピタキシャル層3
によりコレクタ領域が構成される。また、符号8は、埋
め込み層2と接続されている例えばぎ型のコレクタ取り
出し領域である。さらに、符号9は、例えばSiO2膜
のような絶縁膜であって、この絶縁膜9に設けられた開
口9a〜9Cを通じて、前記ベース領域6゜エミッタ領
域7及びコレクタ取り出し領域8に接続された例えばア
ルミニウム膜から成る第1層目の配線10(下層配線)
が設けられている。さらに、この配線10を覆うように
、例えば薄いSi3N4膜上に比較的厚いSiO2膜を
設けた層間絶縁膜11が設けられ、この層間絶縁膜11
に設けられた接続孔11aを通じて例えばアルミニウム
膜から成る二層目の配線12(上層配a)が設けられて
いる。なお、符号13は、パッシベーション用の絶縁膜
である。
においては1例えばp型シリコン基板のような半導体基
板1の表面に例えばi型の埋め込みM2が設けられ、こ
の半導体基板l上に例えばn型シリコンのエピタキシャ
ル層3が設けられている。このエピタキシャル層3中に
は、例えばSiO2膜のようなフィールド絶縁膜4が選
択的に設けられ、これによって素子間分離及び素子内の
分離が行われている。なお、このフィールド絶縁膜4の
下方には、例えばP′″型のチャネルストッパ領域5が
設けられている。このフィールド絶縁膜4で分離された
部分におけるエピタキシャル層3中には1例えばP″″
型のベース領域6が設けられ、このペース領域6中に例
えばn′″型のエミッタ領域7が設けられている。なお
、このベース領域6の下方におけるエピタキシャル層3
によりコレクタ領域が構成される。また、符号8は、埋
め込み層2と接続されている例えばぎ型のコレクタ取り
出し領域である。さらに、符号9は、例えばSiO2膜
のような絶縁膜であって、この絶縁膜9に設けられた開
口9a〜9Cを通じて、前記ベース領域6゜エミッタ領
域7及びコレクタ取り出し領域8に接続された例えばア
ルミニウム膜から成る第1層目の配線10(下層配線)
が設けられている。さらに、この配線10を覆うように
、例えば薄いSi3N4膜上に比較的厚いSiO2膜を
設けた層間絶縁膜11が設けられ、この層間絶縁膜11
に設けられた接続孔11aを通じて例えばアルミニウム
膜から成る二層目の配線12(上層配a)が設けられて
いる。なお、符号13は、パッシベーション用の絶縁膜
である。
第2図に示すように、前記接続孔11aは、その内壁の
全周が半導体基板1の表面にほぼ垂直な面flb、li
eと、半導体基板lの表面にほぼ平行な面lidとから
成る、例えば二段の階段状の段差を有する形状となって
いる。また、この接続孔11aは1例えば第3図又は第
4図に示すような長方形(正方形を含む)又は円形の平
面形状とすることができる。前記面11b、11cは上
述のように基板表面に垂直であるため、二層目の配線1
2の形成に先立って、−層目の配線10の表面に形成さ
れたAl2O3膜を除去するためにスパッタエツチング
する際に、接続孔11aの内壁がエツチングされてSi
O2が一層目配l110の表面に付着するのを防止する
ことができる。しかも、たとえ前記面11b、llcか
らSiO2がスパッタエツチングされても、面lieか
らスパッタエツチングされる5i02は平行な面lid
上に付着するため、−層目配[10の表面に付着するS
iO2は面11bからスパッタエツチングされるものだ
けであるので、その絶対量が少ない。従って、−層目配
線lOの表面にSiO2が付着することによる配線10
.12間の導通不良を防止することができる。また、接
続孔11aの内壁の全周を階段状の段差を有する形状と
しているので、いずれの方向で見ても各段差部のアスペ
クト比を小さくすることができ、このため配線12が配
線10に対していずれの方向に延在しても接続孔11a
におけるステップカバレッジの向上を図ることができる
。従って、接続孔11aにおける配線12を流れる電流
密度を高くすることができる。また、接続孔11aを例
えば直径1.5μm程度以下に微細化しても、上述のよ
うに良好なステップカバレッジを得ることができる。
全周が半導体基板1の表面にほぼ垂直な面flb、li
eと、半導体基板lの表面にほぼ平行な面lidとから
成る、例えば二段の階段状の段差を有する形状となって
いる。また、この接続孔11aは1例えば第3図又は第
4図に示すような長方形(正方形を含む)又は円形の平
面形状とすることができる。前記面11b、11cは上
述のように基板表面に垂直であるため、二層目の配線1
2の形成に先立って、−層目の配線10の表面に形成さ
れたAl2O3膜を除去するためにスパッタエツチング
する際に、接続孔11aの内壁がエツチングされてSi
O2が一層目配l110の表面に付着するのを防止する
ことができる。しかも、たとえ前記面11b、llcか
らSiO2がスパッタエツチングされても、面lieか
らスパッタエツチングされる5i02は平行な面lid
上に付着するため、−層目配[10の表面に付着するS
iO2は面11bからスパッタエツチングされるものだ
けであるので、その絶対量が少ない。従って、−層目配
線lOの表面にSiO2が付着することによる配線10
.12間の導通不良を防止することができる。また、接
続孔11aの内壁の全周を階段状の段差を有する形状と
しているので、いずれの方向で見ても各段差部のアスペ
クト比を小さくすることができ、このため配線12が配
線10に対していずれの方向に延在しても接続孔11a
におけるステップカバレッジの向上を図ることができる
。従って、接続孔11aにおける配線12を流れる電流
密度を高くすることができる。また、接続孔11aを例
えば直径1.5μm程度以下に微細化しても、上述のよ
うに良好なステップカバレッジを得ることができる。
前記接続孔11aの各部の寸法を第2図に示すように決
めた場合、この寸法は必要に応じて種々の値に選ぶこと
ができるが1例えば各段差部のアスペクト比a=hn/
dn <0.5 (n=o、1)となるように寸法を選
ぶことにより、例えば0゜2以上のステップカバレッジ
を得ることができる。
めた場合、この寸法は必要に応じて種々の値に選ぶこと
ができるが1例えば各段差部のアスペクト比a=hn/
dn <0.5 (n=o、1)となるように寸法を選
ぶことにより、例えば0゜2以上のステップカバレッジ
を得ることができる。
これは、垂直な内壁を有する従来の接−礼の場合に、そ
の直径が例えば1.5μm、2.5μmの時、例えば0
.2以上のステップカバレッジを得るためのαがそれぞ
れ例えば0.46,0.48になるという、本発明者が
別に行った実験により得られた結果から裏付けられる。
の直径が例えば1.5μm、2.5μmの時、例えば0
.2以上のステップカバレッジを得るためのαがそれぞ
れ例えば0.46,0.48になるという、本発明者が
別に行った実験により得られた結果から裏付けられる。
次に、上述のように構成された本実施例によるバイポー
ラLSIの製造方法の一例について説明する。
ラLSIの製造方法の一例について説明する。
第1図に示すように、まず半導体基板1の表面に埋め込
み層2及びチャネルストッパ領域5を形成した後、この
半導体基板1上に例えばエピタキシャル成長によりエピ
タキシャル層3を形成する。
み層2及びチャネルストッパ領域5を形成した後、この
半導体基板1上に例えばエピタキシャル成長によりエピ
タキシャル層3を形成する。
次に、このエピタキシャル、13を選択的に熱酸化する
ことによりフィールド絶縁f[I4を形成して素子間分
層及び素子内の分離を行う6次に、このフィールド絶縁
膜4で分離されたエピタキシャル層3中に所定形状のマ
スクを用いて例えばイオン打ち込みによりベース領域6
を形成する。同様にして、コレクタ取り出し領域8を形
成する0次に、例えばイオン打ち込みによりベース領域
6中にエミッタ領域7を形成する6次に、全面に絶#[
9を形成し、この絶縁[9の所定部分をエツチング除去
して開口9a〜9cを形成した後、全面に例えばスパッ
タにより例えばアルミニウム膜を形成し、このアルミニ
ウム膜を例えばドライエツチングによりパターンニング
することによって、−層目の配線10を形成する。
ことによりフィールド絶縁f[I4を形成して素子間分
層及び素子内の分離を行う6次に、このフィールド絶縁
膜4で分離されたエピタキシャル層3中に所定形状のマ
スクを用いて例えばイオン打ち込みによりベース領域6
を形成する。同様にして、コレクタ取り出し領域8を形
成する0次に、例えばイオン打ち込みによりベース領域
6中にエミッタ領域7を形成する6次に、全面に絶#[
9を形成し、この絶縁[9の所定部分をエツチング除去
して開口9a〜9cを形成した後、全面に例えばスパッ
タにより例えばアルミニウム膜を形成し、このアルミニ
ウム膜を例えばドライエツチングによりパターンニング
することによって、−層目の配線10を形成する。
次に、全面に層間絶縁膜11を形成した後、第5図に示
すように、この絶縁ati上に所定形状のフォトレジス
ト14を形成する。このフォトレジスト14の開口の幅
は、形成すべき接続孔11aの下部の程aO(第2図参
照)に相当する。次に、このフォトレジスト14をマス
クとして絶縁膜11を所定時間ドライエツチングする1
次に、例えばいわゆるプラズマアッシングを所定時間行
うことによりフォトレジスト14を後退させて第6図に
示す形状とする。なおこの際、フォトレジスト14の厚
さも減少する。この状態におけるフォトレジスト14の
開口の幅は、接続孔11aの上部における径dI(第2
図参照)に相当する。
すように、この絶縁ati上に所定形状のフォトレジス
ト14を形成する。このフォトレジスト14の開口の幅
は、形成すべき接続孔11aの下部の程aO(第2図参
照)に相当する。次に、このフォトレジスト14をマス
クとして絶縁膜11を所定時間ドライエツチングする1
次に、例えばいわゆるプラズマアッシングを所定時間行
うことによりフォトレジスト14を後退させて第6図に
示す形状とする。なおこの際、フォトレジスト14の厚
さも減少する。この状態におけるフォトレジスト14の
開口の幅は、接続孔11aの上部における径dI(第2
図参照)に相当する。
次に、このフォトレジスト14をマスクとして絶縁膜1
1を再び所定時間ドライエツチングすることにより、第
7図に示すように、内壁が階段状の形状を有する接続孔
11aが形成される。次に、フォトレジスト14を除去
した後、第1図に示すように二層目配線12、絶縁膜1
3を形成して、目的とするバイポーラLSIを完成させ
る。
1を再び所定時間ドライエツチングすることにより、第
7図に示すように、内壁が階段状の形状を有する接続孔
11aが形成される。次に、フォトレジスト14を除去
した後、第1図に示すように二層目配線12、絶縁膜1
3を形成して、目的とするバイポーラLSIを完成させ
る。
上述の製造方法によれば、−回のフォトリソグラフィー
及びエツチングにより上述のような階段状の接続孔11
aを容易に形成することができ、製造工程が簡単である
。
及びエツチングにより上述のような階段状の接続孔11
aを容易に形成することができ、製造工程が簡単である
。
以上、本発明者によってなされた発明を前記実施例に基
づき具体的に説明したが1本発明は前記実施例に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において
種々変形し得ることは勿論である。
づき具体的に説明したが1本発明は前記実施例に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において
種々変形し得ることは勿論である。
例えば、上述の実施例においては、接続孔11aが二段
の階段状の段差を有する場合について説明したが、必要
に応じて三段以上の階段状の段差を設けることも可能で
ある。また、本発明は、半導体基板中に形成された拡散
層と配線とを接続するために絶縁膜に設けられる接続孔
の場合にも適用することが可能である。さらに、本発明
は、バイポーラ論理LSI、バイポーラメモリ、ダイナ
ミックRAM (Randoa+ Access Me
mory)等の各種半導体集積回路装置に適用すること
が可能である。
の階段状の段差を有する場合について説明したが、必要
に応じて三段以上の階段状の段差を設けることも可能で
ある。また、本発明は、半導体基板中に形成された拡散
層と配線とを接続するために絶縁膜に設けられる接続孔
の場合にも適用することが可能である。さらに、本発明
は、バイポーラ論理LSI、バイポーラメモリ、ダイナ
ミックRAM (Randoa+ Access Me
mory)等の各種半導体集積回路装置に適用すること
が可能である。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。
すなわち、接続孔における配線のステップカバレッジの
向上を図ることができると共に、上層配線と下層配線と
の導通不良を防止することができる。
向上を図ることができると共に、上層配線と下層配線と
の導通不良を防止することができる。
第1図は、本発明の一実施例によるバイポーラLSIを
示す断面図。 第2図は、第1図に示すバイポーラLSIにおける接続
孔近傍の拡大断面図、 第3図及び第4図は、それぞれ第1図に示すバイポーラ
LSIにおける接続孔の平面形状の例を示す平面図、 第5図〜第7図は、第1図に示すバイポーラLSIにお
ける接続孔の形成方法を工程順に説明するための断面図
である。 図中、1・・・半導体基板、2・・・埋め込み層、3・
・・エピタキシャル層、4・・・フィールド絶縁膜、6
・・・ベース領域、7・・・エミッタ領域、8・・・コ
レクタ取り出し領域、10.12・・・配線、11・・
・層間絶縁膜である。 こ
示す断面図。 第2図は、第1図に示すバイポーラLSIにおける接続
孔近傍の拡大断面図、 第3図及び第4図は、それぞれ第1図に示すバイポーラ
LSIにおける接続孔の平面形状の例を示す平面図、 第5図〜第7図は、第1図に示すバイポーラLSIにお
ける接続孔の形成方法を工程順に説明するための断面図
である。 図中、1・・・半導体基板、2・・・埋め込み層、3・
・・エピタキシャル層、4・・・フィールド絶縁膜、6
・・・ベース領域、7・・・エミッタ領域、8・・・コ
レクタ取り出し領域、10.12・・・配線、11・・
・層間絶縁膜である。 こ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、下層配線と上層配線とを接続するために絶縁膜に設
けられた接続孔又は配線と拡散層とを接続するために絶
縁膜に設けられた接続孔を有する半導体集積回路装置で
あって、前記接続孔をその内壁の全周に複数段の階段状
の段差を有する形状としたことを特徴とする半導体集積
回路装置。 2、前記階段状の段差が半導体基板の表面にほぼ垂直な
面と前記表面にほぼ平行な面とから成ることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路装置。 3、前記接続孔の平面形状が長方形又は円形であること
を特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載の半
導体集積回路装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26752686A JPS63122152A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 半導体集積回路装置 |
| US07/376,097 US4999318A (en) | 1986-11-12 | 1989-07-06 | Method for forming metal layer interconnects using stepped via walls |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26752686A JPS63122152A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 半導体集積回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63122152A true JPS63122152A (ja) | 1988-05-26 |
Family
ID=17446053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26752686A Pending JPS63122152A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63122152A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100782485B1 (ko) | 2006-08-18 | 2007-12-05 | 삼성전자주식회사 | 알루미늄 및 구리 배선들을 전기적으로 접속시키는구조체들 및 그의 형성방법들 |
-
1986
- 1986-11-12 JP JP26752686A patent/JPS63122152A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100782485B1 (ko) | 2006-08-18 | 2007-12-05 | 삼성전자주식회사 | 알루미늄 및 구리 배선들을 전기적으로 접속시키는구조체들 및 그의 형성방법들 |
| US8211793B2 (en) | 2006-08-18 | 2012-07-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Structures electrically connecting aluminum and copper interconnections and methods of forming the same |
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