JPH0360044A - 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
- JPH0360044A JPH0360044A JP19469389A JP19469389A JPH0360044A JP H0360044 A JPH0360044 A JP H0360044A JP 19469389 A JP19469389 A JP 19469389A JP 19469389 A JP19469389 A JP 19469389A JP H0360044 A JPH0360044 A JP H0360044A
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- JP
- Japan
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- substrate
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- gaas substrate
- doped
- oxygen
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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】
[j既要]
半導体装置の製造方法に関し、
高集積化を阻害することなくサイドゲート効果という2
素子間相互干渉をほとんど生じないようにすることがで
き、かつ素子の高速化を実現することができる半導体装
置の製造方法を提供することを目的とし、 半絶縁性のm−v族化合物半導体基板上に複数個の能動
素子を近接して配置する半導体装置の製造方法において
、デイ−ブレベルを形成する不純物がドープされた該基
板を用い、該基板を熱処理する行程と、該素子間の該基
板に選択的に酸素注入を行う工程とを含むように構成す
る。
素子間相互干渉をほとんど生じないようにすることがで
き、かつ素子の高速化を実現することができる半導体装
置の製造方法を提供することを目的とし、 半絶縁性のm−v族化合物半導体基板上に複数個の能動
素子を近接して配置する半導体装置の製造方法において
、デイ−ブレベルを形成する不純物がドープされた該基
板を用い、該基板を熱処理する行程と、該素子間の該基
板に選択的に酸素注入を行う工程とを含むように構成す
る。
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、詳しくは特に
、高集積化を阻害することなくサイドゲート効果という
2素子間相互干渉を生じ難くすることができる半導体装
置の製造方法に関する。
、高集積化を阻害することなくサイドゲート効果という
2素子間相互干渉を生じ難くすることができる半導体装
置の製造方法に関する。
近年、化合物半導体はその特1枚を有効利用することに
より、シリコンより優位となる例えば高速FET、太陽
電池、光導電体、半導体レーザ等の分野で次々と新技術
が確立されつつあり、特に■C技術もより高集積化へ向
かって新技術が開発されつつある。
より、シリコンより優位となる例えば高速FET、太陽
電池、光導電体、半導体レーザ等の分野で次々と新技術
が確立されつつあり、特に■C技術もより高集積化へ向
かって新技術が開発されつつある。
以下、従来技術について図面を用いて具体的に説明する
。
。
従来、第3図に示すように、例えばGaAsからなる半
絶縁性でノンドープのI[[−V族の化合物半導体基板
31上にFET32aとFET33bが近接するように
配置されて形威されている場合、GaAs基板31はシ
リコン基板のように基板−素子間が完全逆層構造とはな
らず、基板−素子間が半絶縁性となるため、電界の影響
、特に電圧の低い方から高い方へGaAs基板31を介
して電子の注入、移動が生じることによりいわゆるサイ
ドゲート効果という2素子間相互干渉が生じ、電流闇値
が変化したりする等素子特性が劣化し易かった。
絶縁性でノンドープのI[[−V族の化合物半導体基板
31上にFET32aとFET33bが近接するように
配置されて形威されている場合、GaAs基板31はシ
リコン基板のように基板−素子間が完全逆層構造とはな
らず、基板−素子間が半絶縁性となるため、電界の影響
、特に電圧の低い方から高い方へGaAs基板31を介
して電子の注入、移動が生じることによりいわゆるサイ
ドゲート効果という2素子間相互干渉が生じ、電流闇値
が変化したりする等素子特性が劣化し易かった。
このサイドゲート効果という2素子間相互干渉が生じな
いようにするためには、2素子間の距離(第3図に示す
A)をサイドゲート効果が生じないように大きく採るか
、あるいは2素子間を5i02等の絶縁膜からなる素子
分離領域で完全に絶縁すればよいことは知られている。
いようにするためには、2素子間の距離(第3図に示す
A)をサイドゲート効果が生じないように大きく採るか
、あるいは2素子間を5i02等の絶縁膜からなる素子
分離領域で完全に絶縁すればよいことは知られている。
しかしながら、2素子間の距離を大きくしたり、2素子
間に絶縁膜からなる素子分離領域を形威したりすること
は高集積化を阻害してしまうことになる。
間に絶縁膜からなる素子分離領域を形威したりすること
は高集積化を阻害してしまうことになる。
ところで、2素子間が完全絶縁であればサイドゲート効
果が生じないことは上述の通りであるので、基板−素子
間の絶縁性を高めるために行う基板31へのディープレ
ベルを形成する不純物、例えばCrによるドープ等の方
法により基板31の絶縁性を高めて2素子間の絶縁性を
高めることによりサイドゲート効果を生じ難くすること
ができる。
果が生じないことは上述の通りであるので、基板−素子
間の絶縁性を高めるために行う基板31へのディープレ
ベルを形成する不純物、例えばCrによるドープ等の方
法により基板31の絶縁性を高めて2素子間の絶縁性を
高めることによりサイドゲート効果を生じ難くすること
ができる。
これに伴ない、2素子間の距離を近づけて配置すること
ができるようになり、高集積化に有利となる。ここでの
Crドープは、多量のCrをドープしないと基板31の
絶縁性を高めることができないので、多量のCrをドー
プすることによって行われる。このCrドープによって
絶縁性を向上させることができるのはCrドープによっ
てバンドの中に複数の準位が形威され、その準位にキャ
リアがトラップされることにより絶縁性が向上するとい
われている。
ができるようになり、高集積化に有利となる。ここでの
Crドープは、多量のCrをドープしないと基板31の
絶縁性を高めることができないので、多量のCrをドー
プすることによって行われる。このCrドープによって
絶縁性を向上させることができるのはCrドープによっ
てバンドの中に複数の準位が形威され、その準位にキャ
リアがトラップされることにより絶縁性が向上するとい
われている。
また、第4図に示すように、2素子間の基板31に酸素
イオンの注入を行って絶縁領域として機能する酸素注入
領域33を形成して2素子間の絶縁性を高めることによ
りサイドゲート効果を生じ難くすることができる。これ
に伴ない、2素子間の距離を近付けることができるよう
になり、高集積化に有利となる。2素子間の基板31に
酸素イオンをドープすると、酸素がハンドの中で準位を
形成し、この準位にキャリアがトラップされる。このた
め、2素子間の絶縁性が向上するといわれている。
イオンの注入を行って絶縁領域として機能する酸素注入
領域33を形成して2素子間の絶縁性を高めることによ
りサイドゲート効果を生じ難くすることができる。これ
に伴ない、2素子間の距離を近付けることができるよう
になり、高集積化に有利となる。2素子間の基板31に
酸素イオンをドープすると、酸素がハンドの中で準位を
形成し、この準位にキャリアがトラップされる。このた
め、2素子間の絶縁性が向上するといわれている。
なお、ここでの酸素注入領域33の形成はFET32a
、32bを形成した後に行う。具体的には、FET32
a、32bの形成としてまずチャネル領域34を形成し
、ゲート電極35を形成した後、ソース拡散層36a、
及びドレイン拡散層36bを形威し、次いで、ソース電
極37及びドレイン電極38を形成することによりFE
T32a、32bを形成する。そして、2素子間の基板
31に酸素イオンを注入して絶縁領域として機能する酸
素注入領域33を形成することにより、第4図に示すよ
うな構造の半導体装置が完成する。
、32bを形成した後に行う。具体的には、FET32
a、32bの形成としてまずチャネル領域34を形成し
、ゲート電極35を形成した後、ソース拡散層36a、
及びドレイン拡散層36bを形威し、次いで、ソース電
極37及びドレイン電極38を形成することによりFE
T32a、32bを形成する。そして、2素子間の基板
31に酸素イオンを注入して絶縁領域として機能する酸
素注入領域33を形成することにより、第4図に示すよ
うな構造の半導体装置が完成する。
しかしながら、基板31にCrをドープする従来の半導
体装置の製造方法にあっては、2素子間を近づけること
ができ高集積化には有利であるが、基板31に多量のC
rをドープしないと絶縁性を高めることができず、この
ため多量のCrをドープしていた。このため、基板31
浅部の素子部も高Crf!A度となるためCrが散乱体
となってキャリア移動度や活性化率の低下を引き起こし
、素子の高速化を阻害してしまうという問題があった。
体装置の製造方法にあっては、2素子間を近づけること
ができ高集積化には有利であるが、基板31に多量のC
rをドープしないと絶縁性を高めることができず、この
ため多量のCrをドープしていた。このため、基板31
浅部の素子部も高Crf!A度となるためCrが散乱体
となってキャリア移動度や活性化率の低下を引き起こし
、素子の高速化を阻害してしまうという問題があった。
これはシリコンよりも素子の高速性能を有するはずの化
合物半導体の優位性を失わせるという相反した結果とな
っていたのである。
合物半導体の優位性を失わせるという相反した結果とな
っていたのである。
また、酸素注入による従来の半導体装置の製造方法にあ
っては、2素子間を近づけることができ高集積化には有
利であるが、酸素注入は現在の技術では、注入装置等の
限界があり基板は通常数百μm厚あるにもかかわらず基
板31表面から0.5μm程度までしか注入できず第4
図に示す如く、基板31浅部では絶縁性が得られるので
あるが、基板31深部の絶縁性が得られないため、サイ
ドゲート効果という2素子間相互干渉の大幅な改善は得
られなかった。具体的には、基板31浅部では酸素イオ
ン注入により形威された絶縁領域として機能する酸素注
入領域33によりサイドゲート効果を生し難くすること
はできるのであるが、酸素注入領域33が形成できない
基板31深部ではサイドゲート効果が生じていたのであ
る。
っては、2素子間を近づけることができ高集積化には有
利であるが、酸素注入は現在の技術では、注入装置等の
限界があり基板は通常数百μm厚あるにもかかわらず基
板31表面から0.5μm程度までしか注入できず第4
図に示す如く、基板31浅部では絶縁性が得られるので
あるが、基板31深部の絶縁性が得られないため、サイ
ドゲート効果という2素子間相互干渉の大幅な改善は得
られなかった。具体的には、基板31浅部では酸素イオ
ン注入により形威された絶縁領域として機能する酸素注
入領域33によりサイドゲート効果を生し難くすること
はできるのであるが、酸素注入領域33が形成できない
基板31深部ではサイドゲート効果が生じていたのであ
る。
そこで本発明は、高集積化を阻害することなくサイドゲ
ート効果という2素子間相互干渉をほとんど生じないよ
うにすることができ、かつ素子の高速化を実現すること
ができる半導体装置の製造方法を提供することを目的と
している。
ート効果という2素子間相互干渉をほとんど生じないよ
うにすることができ、かつ素子の高速化を実現すること
ができる半導体装置の製造方法を提供することを目的と
している。
本発明による半導体装置の製造方法は上記目的達成のた
め、半絶縁性のm−v族化合物半導体基板上に複数個の
能動素子を近接して配置する半導体装置の製造方法にお
いて、デイ−ブレベルを形成する不純物がドープされた
該基板を用い、該基板を熱処理する工程と、該素子間の
該基板に選択的に酸素注入を行う工程とを含むものであ
る。
め、半絶縁性のm−v族化合物半導体基板上に複数個の
能動素子を近接して配置する半導体装置の製造方法にお
いて、デイ−ブレベルを形成する不純物がドープされた
該基板を用い、該基板を熱処理する工程と、該素子間の
該基板に選択的に酸素注入を行う工程とを含むものであ
る。
本発明は、第1図(a)、(b)に示すように、デイ−
ブレベルを形成する不純物のCrがドープされたGaA
s基ll11が用いられ、GaAs基板1浅部が低Cr
濃度でGaAs基板1深部が高Cr:a度となるように
GaAs基板1が熱処理され、FET素子32a、32
b間のGaAs基板1に選択的に酸素イオン注入が行わ
れて絶縁領域として機能する酸素注入領域33が形成さ
れる。
ブレベルを形成する不純物のCrがドープされたGaA
s基ll11が用いられ、GaAs基板1浅部が低Cr
濃度でGaAs基板1深部が高Cr:a度となるように
GaAs基板1が熱処理され、FET素子32a、32
b間のGaAs基板1に選択的に酸素イオン注入が行わ
れて絶縁領域として機能する酸素注入領域33が形成さ
れる。
したがって、GaAs基板31内の浅部と深部でのサイ
ドゲート効果を生じないようにすることによって高集積
化を阻害することなく2素子間相互干渉を生じないよう
にすることができ、かつ素子が形成されるQa71.s
基板l浅部を低Cr濃度にすることによって素子部での
キャリア移動度、及び活性化率の低下を生じないように
することができるため、素子の高速化を実現することを
かできる。
ドゲート効果を生じないようにすることによって高集積
化を阻害することなく2素子間相互干渉を生じないよう
にすることができ、かつ素子が形成されるQa71.s
基板l浅部を低Cr濃度にすることによって素子部での
キャリア移動度、及び活性化率の低下を生じないように
することができるため、素子の高速化を実現することを
かできる。
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第1図及び第2図は本発明に係る半導体装置の製造方法
の一実施例を説明する図であり、第1図(a)、(b)
は一実施例の製造方法を説明する図、第2図は一実施例
の効果を説明する図である。
の一実施例を説明する図であり、第1図(a)、(b)
は一実施例の製造方法を説明する図、第2図は一実施例
の効果を説明する図である。
これらの図において、第3図及び第4図と同一符号は同
一または相当部分を示し、1は半絶縁性のGaAs基板
である。
一または相当部分を示し、1は半絶縁性のGaAs基板
である。
次に、その製造方法について説明する。
まず、例えばCr ’(Q度がN Cr = I XI
O”atoms/ ciのCrがドープされた半絶縁性
のGaAs基板1を用い、例えばCVD法によりGaA
s基板1上にSin、を堆積して保護膜を形成し、第■
図(b)に示すようなCr濃度分布が得られるように例
えば850℃、20分間の熱処理をした後、GaAs基
板1上に形威された保護膜を除去する。
O”atoms/ ciのCrがドープされた半絶縁性
のGaAs基板1を用い、例えばCVD法によりGaA
s基板1上にSin、を堆積して保護膜を形成し、第■
図(b)に示すようなCr濃度分布が得られるように例
えば850℃、20分間の熱処理をした後、GaAs基
板1上に形威された保護膜を除去する。
ここで熱処理を行っているのは、GaAs基板1にドー
プされたCrが熱処理されることによって外方拡散(O
ut Diffuston )するという現象を利用し
ているのであり、これによって素子が形成されるGaA
S基板1浅部は低Cr濃度となりGaAs基板1深部は
高Cr濃度となる。なお、ここで熱処理を行なわずに多
量のCrをドープしたままでいると、従来でも説明した
ように素子が形成されるGaAs基板1浅部が高Crf
3度となりキャリア移動度や活性化率の低下を引き起こ
してしまう。
プされたCrが熱処理されることによって外方拡散(O
ut Diffuston )するという現象を利用し
ているのであり、これによって素子が形成されるGaA
S基板1浅部は低Cr濃度となりGaAs基板1深部は
高Cr濃度となる。なお、ここで熱処理を行なわずに多
量のCrをドープしたままでいると、従来でも説明した
ように素子が形成されるGaAs基板1浅部が高Crf
3度となりキャリア移動度や活性化率の低下を引き起こ
してしまう。
次に、GaAs基板1表面に2個(3個以上でもよい)
のFET32n 、32bを形成する。具体的にはまず
、チャネル領域34を形威し、ゲート電極35を形成し
た後、ソース拡散層36a及びドレイン拡散層36bを
形成し、次いでソース電極37及びドレイン電極38を
形成することによりFET32a、32bを形成する。
のFET32n 、32bを形成する。具体的にはまず
、チャネル領域34を形威し、ゲート電極35を形成し
た後、ソース拡散層36a及びドレイン拡散層36bを
形成し、次いでソース電極37及びドレイン電極38を
形成することによりFET32a、32bを形成する。
そして、素子間のGaAs基板1に選択的に酸素イオン
注入を行って絶縁領域として機能する酸素注入領域33
を形成することにより、第1図(a)に示すような構造
の半導体装置が得られる。
注入を行って絶縁領域として機能する酸素注入領域33
を形成することにより、第1図(a)に示すような構造
の半導体装置が得られる。
すなわち、上記実施例では、ディープレベルを形成する
不純物のCrがドープされたGaAs基板1を熱処理す
ることにより、第1図(a)、(b)に示す如く、素子
が形成されるGaAs基板1浅部、特にGaAs基板1
表面から0.25μmの深さまでの領域を低Cr濃度に
し、かつGaAS基板31深部では高crfM度になる
ようにしている。このような熱処理を施したGaAs基
板31上にFET素子32a、32bを近接するように
配置して形成した場合、GaAs基板l深部では素子が
形成される浅部より高Cr濃度のため絶縁性が高くサイ
ドゲート効果を生しないようにすることができる。また
、素子が形成されるGaAs基板1浅部では低Crff
J度のためキャリア移動度、活性化率は低下せず維持さ
れる。そして、素子間のGaAs基板l浅部では低Cr
濃度のため絶縁性は低いが、その素子間のGaAs基板
1に酸素イオン注入することにより絶縁領域として機能
する酸素注入領域33を形成したため、素子間のGaA
s基板1浅部でのサイドゲート効果を生じないようにす
ることができる。
不純物のCrがドープされたGaAs基板1を熱処理す
ることにより、第1図(a)、(b)に示す如く、素子
が形成されるGaAs基板1浅部、特にGaAs基板1
表面から0.25μmの深さまでの領域を低Cr濃度に
し、かつGaAS基板31深部では高crfM度になる
ようにしている。このような熱処理を施したGaAs基
板31上にFET素子32a、32bを近接するように
配置して形成した場合、GaAs基板l深部では素子が
形成される浅部より高Cr濃度のため絶縁性が高くサイ
ドゲート効果を生しないようにすることができる。また
、素子が形成されるGaAs基板1浅部では低Crff
J度のためキャリア移動度、活性化率は低下せず維持さ
れる。そして、素子間のGaAs基板l浅部では低Cr
濃度のため絶縁性は低いが、その素子間のGaAs基板
1に酸素イオン注入することにより絶縁領域として機能
する酸素注入領域33を形成したため、素子間のGaA
s基板1浅部でのサイドゲート効果を生じないようにす
ることができる。
したがって、上記のようにGaAs板1内の浅部と深部
でのサイドゲート効果を生じないようにすることによっ
て高集積化を阻害することなく2素子間の相互干渉をほ
とんど生じないようにすることができ、かつ素子が形成
されるGaAs基板1浅部を低Cr濃度にすることによ
って素子部でのキャリア移動度、及び活性化率の低下を
生じないようにすることができるため、素子の高速化を
実現することができる。
でのサイドゲート効果を生じないようにすることによっ
て高集積化を阻害することなく2素子間の相互干渉をほ
とんど生じないようにすることができ、かつ素子が形成
されるGaAs基板1浅部を低Cr濃度にすることによ
って素子部でのキャリア移動度、及び活性化率の低下を
生じないようにすることができるため、素子の高速化を
実現することができる。
また、第2図に示すようにサイドゲート耐圧が従来のノ
ンドープGaAs基板を用いる場合に対して2Vから本
発明の上記実施例のものではIOVに向上した。なお、
ここでのサイドゲート耐圧は初期電流1dsoを流して
いるFET素子よりXの距離に電極を設け、この電極の
電圧V、を増していく時、サイドゲート効果によりId
soが初期値の90%になる電圧である。
ンドープGaAs基板を用いる場合に対して2Vから本
発明の上記実施例のものではIOVに向上した。なお、
ここでのサイドゲート耐圧は初期電流1dsoを流して
いるFET素子よりXの距離に電極を設け、この電極の
電圧V、を増していく時、サイドゲート効果によりId
soが初期値の90%になる電圧である。
なお、上記実施例では、半絶縁性のGaAs基Fi1を
用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、半絶縁性のm−V族化合物半導体基
板を用いる場合であればよく、例えばAfGaAs基板
、InP基板等を用いる場合であってもよい。AlGa
As基板を用いる場合はディープレベルを形成する不純
物としてCrを好ましく用いることができ、InP基板
を用いる場合はディープレベルを形成する不純物として
Feを好ましく用いることができる。
用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、半絶縁性のm−V族化合物半導体基
板を用いる場合であればよく、例えばAfGaAs基板
、InP基板等を用いる場合であってもよい。AlGa
As基板を用いる場合はディープレベルを形成する不純
物としてCrを好ましく用いることができ、InP基板
を用いる場合はディープレベルを形成する不純物として
Feを好ましく用いることができる。
本発明によれば、高集積化を阻害することなくサイドゲ
ート効果という2素子間相互干渉をほとんど生じないよ
うにすることができ、かつ素子の高速化を実現すること
ができるという効果がある。
ート効果という2素子間相互干渉をほとんど生じないよ
うにすることができ、かつ素子の高速化を実現すること
ができるという効果がある。
第1図及び第2図は本発明に係る半導体装置の製造方法
の一実施例を説明する図であり、第1図は一実施例の製
造方法を説明する図、第2図は一実施例の効果を説明す
る図、第3図および第4図は従来技術を説期する図であ
る。 1・・・・・・GaAs基板、 32 a 、 32 b ・・−−F E T素子、3
3・・・・・・酸素注入領域、 34・・・・・・チャネル領域、 35・・・・・・ゲート電極、 36a・・・・・・ソース拡散層、 36b・・・・・・ドレイン拡散層、 37・・・・・・ソース電極、 38・・・・・・ドレイン電極。 一実施例の効果を説明する図 第 図 矢印=を界 従来技術を説明する図 第 図 矢印:電界 従来技術を説明する図 第 図
の一実施例を説明する図であり、第1図は一実施例の製
造方法を説明する図、第2図は一実施例の効果を説明す
る図、第3図および第4図は従来技術を説期する図であ
る。 1・・・・・・GaAs基板、 32 a 、 32 b ・・−−F E T素子、3
3・・・・・・酸素注入領域、 34・・・・・・チャネル領域、 35・・・・・・ゲート電極、 36a・・・・・・ソース拡散層、 36b・・・・・・ドレイン拡散層、 37・・・・・・ソース電極、 38・・・・・・ドレイン電極。 一実施例の効果を説明する図 第 図 矢印=を界 従来技術を説明する図 第 図 矢印:電界 従来技術を説明する図 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半絶縁性のIII−V族化合物半導体基板上に複数個の能
動素子を近接して配置する半導体装置の製造方法におい
て、 ディープレベルを形成する不純物がドープされた該基板
を用い、該基板を熱処理する工程と、該素子間の該基板
に選択的に酸素注入を行う工程とを含むことを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19469389A JPH0360044A (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19469389A JPH0360044A (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0360044A true JPH0360044A (ja) | 1991-03-15 |
Family
ID=16328710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19469389A Pending JPH0360044A (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0360044A (ja) |
-
1989
- 1989-07-27 JP JP19469389A patent/JPH0360044A/ja active Pending
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