JPS6185841A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPS6185841A
JPS6185841A JP20700084A JP20700084A JPS6185841A JP S6185841 A JPS6185841 A JP S6185841A JP 20700084 A JP20700084 A JP 20700084A JP 20700084 A JP20700084 A JP 20700084A JP S6185841 A JPS6185841 A JP S6185841A
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JP
Japan
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insulating layer
layer
conductive layer
phosphorus
conductive
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JP20700084A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Shimoda
孝一 下田
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the short-circuit between the lower conductive layer and the upper conductive layer at the stepped part and to eliminate the disconnection of the upper conductive layer by a method wherein the phosphorus-doped insulating film is formed on the first insulating layer in addition to a part, whereon the first conductive layer is formed. CONSTITUTION:An first insulalting layer 13 is formed on a semiconductor substrate 11, wherein a P type or N type diffusion layer 12 is formed, and after a window is opened, a conductive layer 14 is formed. A resist 15 is provided, an etching is performed on the conductive layer 14 and a conductive layer 14a to be used for making contact with the diffusion layer 12 and a conductive layer 14b to be used as the wiring layer are formed. A phosphorus-doped insulating layer 16 is formed on the first insulating layer 13 using an ion-implantation technique. Then, the resists 15 are removed, a second insulating layer 17 is formed, a window to be used for making contact with the insulating layer 17 is opened on the first conductive layer 14a and a second conductive layer 18 is formed on the window and the second insulating layer 17. As the growth rate of the second insulating layer 17 is accelerated by the formation of the phosphorus-doped insulating layer 16, the step difference C of the second insulating layer 17 can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分IP) この発明は、多層配線における段差部での下層の導電層
と上層の導g層の短絡および上層の導電層の断線を解決
するようにした半導体装置の製造方法に関する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application IP) This invention solves short circuits between the lower conductive layer and the upper conductive g layer and disconnections in the upper conductive layer at step portions in multilayer wiring. The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device.

(従来の技術) 従来の多層配線構造の半導体装置の製造方法としては、
たとえば、特願昭59−61175号。
(Prior art) As a conventional method for manufacturing a semiconductor device with a multilayer wiring structure,
For example, Japanese Patent Application No. 59-61175.

特公昭51−15957号公報などにより提案されてい
る。
This method has been proposed in Japanese Patent Publication No. 51-15957.

このうちの代表的な一例として、特願昭59−6117
5号を例にとって説明する。第4図(IL)〜第4図(
dlはその工程説明図である。
As a representative example of these, patent application No. 59-6117
This will be explained using No. 5 as an example. Figure 4 (IL) - Figure 4 (
dl is an explanatory diagram of the process.

まず、第4図ta+に示すようにP型またはN型の拡散
層2が形成された半導体基板1上に、例えば酸化膜など
の第1絶縁lll3を形成する。
First, as shown in FIG. 4 ta+, a first insulating film 3 such as an oxide film is formed on the semiconductor substrate 1 on which the P-type or N-type diffusion layer 2 is formed.

次に、第4図(blに示すように、拡散Wj2とコンタ
クトをとるための窓を、絶n層3に設けた後、金属膜、
例えばhtBを蒸着などで形成し、拡散層2とフンタク
トをとるための導電W34aと配線となる導電WI4b
を7オトリソ技術で形成する。
Next, as shown in FIG. 4 (bl), after providing a window in the absolute n layer 3 for making contact with the diffusion Wj2, a metal film,
For example, htB is formed by vapor deposition, conductive W34a is used to maintain direct contact with the diffusion layer 2, and conductive WI4b is used as wiring.
is formed using 7 otolithography technology.

次に、第4図(C1に示すように、導電層4a、4bを
含む第1絶縁層3上にCVD法などによりリンガラス酸
化膜などを形成し、第2絶縁層5とする。
Next, as shown in FIG. 4 (C1), a phosphorous glass oxide film or the like is formed on the first insulating layer 3 including the conductive layers 4a and 4b by CVD or the like to form the second insulating layer 5.

次に、第4図(dlに示すように、第2絶nJF15に
ブオトリソ技術により、選択的に第1導電JFi 4 
’上にコンタクトをとるための窓を設けた後、この窓を
含む第2絶縁層5上にアルミ膜などの金F!4膜を形成
する。その後、フォトリソ技術により必要な配線層、つ
まり第2導電WII6を形成する。
Next, as shown in FIG.
'After providing a window for making contact on the top, cover the second insulating layer 5 including the window with gold film such as aluminum film! 4 films are formed. Thereafter, a necessary wiring layer, that is, the second conductive WII6, is formed by photolithography.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、第4図1dlに示されているような半導
体装置には、次のような欠点がある。第4図1dlにお
いて、第2絶縁層5は下層の第1導電層4m、4bなど
と同じ凹凸状の表面段差を示す形になり、丸印Aにおけ
る段差部で、第2導電F16が薄くなったり、切れたり
する、いわゆる段切れを生じろ。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the semiconductor device shown in FIG. 4 1dl has the following drawbacks. In FIG. 4 1dl, the second insulating layer 5 has the same uneven surface steps as the first conductive layers 4m, 4b, etc. below, and the second conductive layer F16 becomes thinner at the step portion indicated by the circle A. This creates what is called a step break, which occurs when the object bends or breaks.

また、第5図の円Aの部分で明らかなように、第2絶縁
層5は下層の第1導電層4aなどの端の部分の丸印B(
第4図[dl)で薄(なるため、この第4図(dlに示
す丸印Bにおいて、第1導tP54 aと第2導電層6
間の絶縁耐圧が著しく低下するという欠点を有している
Furthermore, as is clear from the circle A in FIG. 5, the second insulating layer 5 is marked with a circle B (
FIG. 4 [dl] and thin (because of this, in the circle B shown in FIG. 4 (dl), the first conductive layer tP54 a and the second conductive layer 6
It has the disadvantage that the dielectric strength between the two is significantly reduced.

これらの欠点を解消するため、各種の技術が開発されて
お与、例えば、代表的なものとして、アルミの陽極酸化
を用いたもの(特公昭56−10788号公報)、配線
傾斜エツチングによるもの(特公昭49−4177号公
報)、低温アルミナ膜によるもの(特公昭51−159
57号公報)、ボリイξド四脂膜によるもの(特公昭5
6−5502号公報)などがあるが、これらの先行技術
の方法には一長一短があり、必ずしもよい解決方法でミ
よない。
In order to eliminate these drawbacks, various techniques have been developed, including, for example, a method using anodic oxidation of aluminum (Japanese Patent Publication No. 10788/1988), a method using inclined wiring etching ( (Japanese Patent Publication No. 49-4177), by low-temperature alumina film (Japanese Patent Publication No. 51-159)
Publication No. 57), by Boli ξ dotetralipid membrane (Special Publication No. 57),
However, these prior art methods have advantages and disadvantages, and are not necessarily good solutions.

この発明は、前記従来技術が持っている多層配線におけ
る段差部での下層の導電層と上層の導電層の短絡および
上層の導Ti層の断線について解決した半導体装置の製
造方法を提供するものである。
The present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device that solves the problem of short circuit between the lower conductive layer and the upper conductive layer at the stepped portion in the multilayer wiring and disconnection of the upper conductive Ti layer, which the prior art has. be.

(問題点を解決するための手段) この発明は、半導体基板上の第1絶縁層上に第1導電層
を形成する工程と、この第1導電mの下の第1絶縁層を
除く第1絶縁層の表面上にリンをドープしたリンドープ
絶縁層を形成する工程と、第1導電層を含む第1絶縁R
8よびリンドープ絶縁膜上にCVD法により第24j!
l縁層を形成する工程と、この第2絶縁層上に第2導T
INを形成する工程とを経るものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention includes a step of forming a first conductive layer on a first insulating layer on a semiconductor substrate, and a first conductive layer excluding the first insulating layer under the first conductive layer m. forming a phosphorus-doped insulating layer on the surface of the insulating layer; and a step of forming a first insulating layer including a first conductive layer.
8 and the 24j! by CVD method on the phosphorus-doped insulating film!
forming a second insulating layer and forming a second conductive layer on the second insulating layer;
This process goes through a step of forming an IN.

(作 用) この発明によれば、以上のような工程を経るので、第1
絶縁層上に第1導m1FJを形成し、この第1導電層を
形成した部分以外の第1絶n層上にリンドープ絶縁膜を
形成することによゆ、第118繰層およびリンドープ絶
縁層上にCVD法により第24a縁層を形成する際に、
リンドープ絶縁層上の第2絶縁層の成長が速くなり、第
1導電層上の第2絶nMと第1絶縁層上の第2絶縁層の
膜厚の差を減少し、第2絶n層全面を平坦化され、した
がって、前記問題点を解決できる。
(Function) According to this invention, since the above steps are performed, the first
By forming a first conductive m1FJ on the insulating layer and forming a phosphorus-doped insulating film on the first insulating layer other than the portion where the first conductive layer is formed, When forming the 24th edge layer by CVD method,
The growth of the second insulating layer on the phosphorus-doped insulating layer is accelerated, reducing the difference in thickness between the second insulating layer on the first conductive layer and the second insulating layer on the first insulating layer, The entire surface is flattened, thus solving the above problem.

(実施例) 以下、この発明の半導体装置の製造方法の一実施例を第
1図ta+〜第1図(flを用いて説明する。まず第1
図(mlに示すように、P型またはN型拡散層12が形
成された半導体基板11上に、例えば、酸化膜などの第
1絶縁W113を形成する。
(Example) An example of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described below using FIGS.
As shown in the figure (ml), a first insulating film W113 such as an oxide film is formed on the semiconductor substrate 11 on which the P-type or N-type diffusion layer 12 is formed.

次に、第1図(blに示すように、第1絶縁Ft13の
表面上に、拡散W112とコンタクトをとるための窓を
設けた後、導電P514を、例えばAIを蒸着などで5
000人〜9000人形成する。
Next, as shown in FIG. 1 (bl), a window is provided on the surface of the first insulating Ft13 to make contact with the diffusion W112, and then a conductive layer P514 is formed, for example, by vapor deposition of AI.
000 to 9000 people will be formed.

次に、第1図telに示すように、導電P514上にレ
ジストをコーティングして、拡散層12とコンタクトを
とるための導電層や配線となる導電層上にレジスト15
を設け、導電層14をエツチングして、拡散層12とコ
ンタクトをとるための導電層14aと配線となる導電層
14bを形成する。
Next, as shown in FIG.
The conductive layer 14 is etched to form a conductive layer 14a for contacting the diffusion layer 12 and a conductive layer 14b for wiring.

次に第1図(dlに示すように、第1絶縁W113やレ
ジスト15の表面上に、イオン注入技術を使用してI 
X 10 ”cm−’程度のIS濃度のリンをドープし
た1000〜2000人位のリンドープ絶縁W!116
を第1絶縁R13上に形成する。
Next, as shown in FIG. 1 (dl), an ion implantation technique is used to implant an I
1000 to 2000 phosphorus-doped insulation W!116 doped with phosphorus with an IS concentration of about X 10 "cm-"
is formed on the first insulator R13.

次に、第1図(e)に示すようにレジスト15を除去し
て、導電Q14a、14bを含むリンドープIa It
層16上に常圧CVD法により、リンガラスや酸化膜を
300℃〜500℃の低温常圧で5000人〜8000
人形成し、第2絶n后17とする。
Next, as shown in FIG. 1(e), the resist 15 is removed and the phosphorus-doped Ia It
A phosphorus glass or oxide film is formed on the layer 16 by atmospheric pressure CVD at a low temperature of 300°C to 500°C under normal pressure for 5,000 to 8,000 coats.
He formed a person and became 17 years old after his second death.

次ニ、F l 図1fllc示スヨウ+c、第2 vA
縁7517にフォトリソ技術により、選択的に第1導電
層14a上にフンタクトをとるための窓を設け、この窓
を含む第2絶縁層17上に導電層を、例えば、AIを蒸
着などで8000人〜10000人形成する。その後、
フォトリソ技術により、必要な配置*JFJつまり第2
導電層18を形成する。
Next, F l Figure 1 fllc shows +c, 2nd vA
A window is selectively formed on the first conductive layer 14a on the edge 7517 by photolithography, and a conductive layer, for example, AI is deposited on the second insulating layer 17 including this window by 8,000 people. ~10,000 people will be formed. after that,
With photolithography technology, the necessary placement *JFJ, that is, the second
A conductive layer 18 is formed.

この発明の特徴的なところは、第1導電層下の第1絶縁
R13を除く第1絶縁層13上のPSG(リンドープ絶
n層16)によって、第2絶縁層17の成長速度が高く
なることを利用したものである。すなわち、下地がPS
Gの第1絶縁層13のところは、従来例と比較して膜厚
の成長速度が速くなる。導電層14a、14b上では、
従来例と膜厚の成長速度は変らない。
The characteristic feature of this invention is that the growth rate of the second insulating layer 17 is increased by the PSG (phosphorus-doped isolated n layer 16) on the first insulating layer 13 excluding the first insulating layer R13 under the first conductive layer. This is what was used. In other words, the base is PS
The growth rate of the film thickness of the first insulating layer 13 of G is faster than that of the conventional example. On the conductive layers 14a and 14b,
The growth rate of film thickness is unchanged from the conventional example.

したがって、選択的に成長することにより、第1図ff
)からも明らかなように、段差部におけろ第2絶縁層1
7の段差Cを軽減することができろ。
Therefore, by selectively growing FIG.
), it is clear that the second insulating layer 1
Can you reduce the step C in 7?

ここで、従来の製造方法とこの発明の製造方法によって
得られた半導体装置を表にして対比すると、次の第1表
の通りである。
Here, a comparison of semiconductor devices obtained by the conventional manufacturing method and the manufacturing method of the present invention is shown in Table 1 below.

く第 1 表〉 この第1表において、CVD膜は、酸化膜でもリンドー
プ膜でも、この効果は変らない。この効果は実験的にC
VDの成長温度が低い程大きい。
Table 1 In Table 1, this effect remains the same whether the CVD film is an oxide film or a phosphorus-doped film. This effect was experimentally confirmed by C
The lower the VD growth temperature, the greater the effect.

したがって、CvDの反応が生じる範囲で最も低い温度
(300〜400℃)が好ましい。
Therefore, the lowest temperature (300 to 400°C) in which the CvD reaction occurs is preferable.

この発明では、常圧CVD膜成長速度の下地表面濃度依
存性を利用して成長を行っている。第2図(絶縁膜中の
リン量対比CVD膜の成長速度比)に示すように、下地
絶縁層中のリン量が増加すると、CVD膜成長速度も増
加する関係がある。下地絶縁層中にリンを含まない場合
(丸印の位置)に比べて、下地絶縁層にリンを含んだ場
合は、CVD膜の成長速度が増加する。
In this invention, growth is performed using the dependence of the atmospheric pressure CVD film growth rate on the underlying surface concentration. As shown in FIG. 2 (ratio of growth rate of CVD film to amount of phosphorus in the insulating film), as the amount of phosphorus in the underlying insulating layer increases, the growth rate of the CVD film also increases. When the base insulating layer contains phosphorus, the growth rate of the CVD film increases compared to when the base insulating layer does not contain phosphorus (the position of the circle mark).

この現象を利用して、第2絶縁層17を常圧CVD法に
より形成する場合、第1絶縁層13の表面上にリンをド
ープした絶縁層を形成したとき(この発明)は、第1絶
縁JllJ13の表面上にリンをドープした絶縁層を形
成しないとき(従来)に比べて、CVD151の成長速
度が増加するため、第1艷縁174913上のCVD膜
の厚さが厚(なる。
When forming the second insulating layer 17 by normal pressure CVD using this phenomenon, when forming an insulating layer doped with phosphorus on the surface of the first insulating layer 13 (this invention), the first insulating layer 17 Since the growth rate of the CVD film 151 increases compared to the case where a phosphorus-doped insulating layer is not formed on the surface of the JllJ13 (conventional), the thickness of the CVD film on the first arm edge 174913 becomes thicker.

第5図に示した従来の製造方法と第3図に示したこの発
明による製造方法で形成された第2絶縁FyA17の断
面図かられかるように、従来例の丸印A部に比べて、こ
の実施例の丸印A部では、リンをドープした絶縁層を形
成してい、るため、第2絶譚層17のyII!Lが、従
来例に比べて厚くなることにより、導電rf’i 14
 以上の第2絶縁層17の膜厚とリンをドープした絶縁
層16上の第2絶縁層17の膜厚差が大幅に減少する。
As can be seen from the cross-sectional views of the second insulation FyA17 formed by the conventional manufacturing method shown in FIG. 5 and the manufacturing method according to the present invention shown in FIG. In the circle A part of this embodiment, an insulating layer doped with phosphorus is formed, so that the yII! By making L thicker than in the conventional example, conductive rf'i 14
The difference in the thickness of the second insulating layer 17 and the second insulating layer 17 on the phosphorus-doped insulating layer 16 is significantly reduced.

したがって、この発明による製造方法を使用した場合、
第1図(flに示すように、丸印C部において、第2導
T1M 1 Bが薄くなったり、切れたりすることが大
幅に減少する。また丸印り部において、第1導電層とし
ての導電層14aの端の部分で、第2 tl!!縁層1
7が薄くなることが大幅に減少し、これにより導電層1
4mと第2導ri711118の短絡も大幅に減少する
Therefore, when using the manufacturing method according to this invention,
As shown in FIG. 1 (fl), the second conductive layer T1M 1 B is less likely to become thin or break in the circle C portion. Also, in the circle C portion, the second conductive layer T1M 1 B is less likely to become thin or break. At the end portion of the conductive layer 14a, the second tl!!edge layer 1
The thinning of the conductive layer 1 is significantly reduced, which reduces the thinning of the conductive layer 1.
4m and the second conductor 711118 are also significantly reduced.

この発明に使用したリンをドープしたリンドープ絶縁層
上とリンをドープしない第1絶縁r?i3上のCVD膜
成長速度の違いについての詳しい現象は、まだ解明され
ていないが、m2図に示すような実験結果が得られてい
る。
The top of the phosphorus-doped insulating layer used in this invention and the first insulating layer not doped with phosphorus? Although the detailed phenomenon of the difference in CVD film growth rate on i3 has not yet been elucidated, experimental results as shown in the m2 diagram have been obtained.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、この発明によれば、第1導
m屑の下の第1絶縁層を除く第1絶nFJ上にCVD法
によりリンドープ絶fi層を形成して第2他縁層を形成
することにより、この第2絶縁層の成長速度を速くでき
、第1導電層上の第2絶縁ばの膜厚と第1絶縁層上の第
2絶縁層の膜厚の差を減少して第2絶縁層全面を平坦化
できる。
(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, a phosphorus-doped insulating layer is formed on the first insulating nFJ except for the first insulating layer under the first conductive scrap by the CVD method. By forming the second other edge layer, the growth rate of the second insulating layer can be increased, and the thickness of the second insulating layer on the first conductive layer and the thickness of the second insulating layer on the first insulating layer can be increased. The entire surface of the second insulating layer can be planarized by reducing the difference in the second insulating layer.

これにともない、多層配線における段差部での下層の導
電層と上層の導電Hの短絡および上層の導ri層の断線
を防止できる効果をスする。
Accordingly, it is possible to prevent a short circuit between a lower conductive layer and an upper conductive layer H at a stepped portion in a multilayer wiring, and a disconnection of an upper conductive layer.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図ta+ないし第1図(flはこの発明の半導体装
厩の製造方法の一実施例の工程説明図、第2図は同上半
導体装置の製造方法におけろ第1$1!l縁だ中のリン
量比とCVDfiの成長速度比の関係を示すグラフ、第
3図はこの発明の半導体装置の製造方法によって得られ
た半導体装置におけろ第1導電層と第2絶縁層との段差
部分を第5図と対比して説明するための図、第4図(a
lないし第4図(dlはそれぞれ従来の半導体装置の製
造方法の一実施例の工程説明図、第5図は従来の半導体
装置の製造方法によって得られた半導体装置における第
1導電層と第2絶n層との段差部分を説明するための図
である。 11・・・半導体基板、12・・・拡散層、13・・・
第1絶縁層、14m、14b・・第1導電層、16・・
・リンドーヅ絶縁層、17・・第2絶縁層、18・・・
第2導電層。 ■13手導体蟇扱 12、拡敷71i 13゛町耽情、!1 4a、14b+114を眉 16:リソトブ+乞今翫5 I7・第2耗作屈 18:算2濤電屡 第2図 云 糸と糸お輿中のりソ責比 第4図 第3図 第5図
Fig. 1 ta+ to Fig. 1 (fl are process explanatory diagrams of an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and Fig. 2 is the 1st $1! l edge in the method for manufacturing the same semiconductor device as above. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the phosphorus content ratio in the CVD film and the growth rate ratio of CVDfi, and FIG. Figure 4 (a) is a diagram for explaining the parts in comparison with Figure 5.
1 to 4 (dl are process explanatory diagrams of an example of a conventional semiconductor device manufacturing method, respectively, and FIG. 5 is a diagram showing the first conductive layer and the second conductive layer in a semiconductor device obtained by the conventional semiconductor device manufacturing method It is a diagram for explaining the step portion with the absolute n layer. 11... Semiconductor substrate, 12... Diffusion layer, 13...
First insulating layer, 14m, 14b...First conductive layer, 16...
・Rindozu insulating layer, 17... Second insulating layer, 18...
Second conductive layer. ■13 hand conductor toad handling 12, expansion 71i 13゛ town indulgence,! 1 4a, 14b + 114 eyebrows 16: Risotobu + request now 5 I7・2nd wear and tear 18: Arithmetic 2 濤翤屡 2nd figure yun thread and thread Okoshi Naka Nori So responsibility ratio 4th figure 3 Figure 5 figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  半導体基板上の第1絶縁層上に第1導電層を形成する
工程と、上記第1導電層下の第1絶縁層を除く、第1絶
縁層の表面上にリンをドープしたリンドープ絶縁層を形
成する工程と、上記第1導電層を含む第1絶縁層および
リンドープ絶縁層上にCVD法により第2絶縁層を形成
する工程と、この第2絶縁層上に第2導電層を形成する
工程とよりなる半導体装置の製造方法。
forming a first conductive layer on a first insulating layer on a semiconductor substrate; and forming a phosphorus-doped insulating layer on the surface of the first insulating layer except for the first insulating layer under the first conductive layer. a step of forming a second insulating layer by a CVD method on the first insulating layer including the first conductive layer and the phosphorus-doped insulating layer; and a step of forming a second conductive layer on the second insulating layer. A method of manufacturing a semiconductor device comprising:
JP20700084A 1984-10-04 1984-10-04 Manufacture of semiconductor device Pending JPS6185841A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1076926C (en) * 1994-07-27 2001-12-26 东丽株式会社 Optical filter for display

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CN1076926C (en) * 1994-07-27 2001-12-26 东丽株式会社 Optical filter for display

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