JPH0629527A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH0629527A JPH0629527A JP18367992A JP18367992A JPH0629527A JP H0629527 A JPH0629527 A JP H0629527A JP 18367992 A JP18367992 A JP 18367992A JP 18367992 A JP18367992 A JP 18367992A JP H0629527 A JPH0629527 A JP H0629527A
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Landscapes
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 チャネル方向の電界緩和効果に加え、垂直方
向の耐圧を向上させることによって高耐圧の半導体装置
を得る。 【構成】 第1導電型の第1半導体領域11の主面部に
絶縁膜13を介して導電層14が設けられ、導電層14
の両側における第1半導体領域11の主面部に第2導電
型の第2半導体領域15が設けられ、第2半導体領域1
5に接し、第1半導体領域の主面部の一部に第2半導体
領域よりも不純物濃度が低い第2導電型の第3半導体領
域16が設けられ、第2半導体領域15と第1半導体領
域11の境界に沿って第2半導体領域よりも不純物濃度
が低い第2導電型の第4半導体領域17が設けられてい
る。
向の耐圧を向上させることによって高耐圧の半導体装置
を得る。 【構成】 第1導電型の第1半導体領域11の主面部に
絶縁膜13を介して導電層14が設けられ、導電層14
の両側における第1半導体領域11の主面部に第2導電
型の第2半導体領域15が設けられ、第2半導体領域1
5に接し、第1半導体領域の主面部の一部に第2半導体
領域よりも不純物濃度が低い第2導電型の第3半導体領
域16が設けられ、第2半導体領域15と第1半導体領
域11の境界に沿って第2半導体領域よりも不純物濃度
が低い第2導電型の第4半導体領域17が設けられてい
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置およびその
製造方法に関するものであり、特に高耐圧のMISFE
T(金属−絶縁層−半導体型電界効果トランジスタ)に
関するものである。
製造方法に関するものであり、特に高耐圧のMISFE
T(金属−絶縁層−半導体型電界効果トランジスタ)に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体集積装置は微細化が非常に
進んでいる。このような微細化に伴い、素子に用いられ
るゲートや配線の線幅が小さくなっている。このような
高集積化によって、そのゲート絶縁膜が薄膜化し、チャ
ネル長が短縮化するために、ドレイン領域近傍に高電界
が生じる。このためホットエレクトロンの発生が著しく
なり、基板に流れる電流、所謂基板電流の増大を招いて
いた。その結果、MISFETのしきい値電圧に経時的
な電気的特性の劣化を生じていた。
進んでいる。このような微細化に伴い、素子に用いられ
るゲートや配線の線幅が小さくなっている。このような
高集積化によって、そのゲート絶縁膜が薄膜化し、チャ
ネル長が短縮化するために、ドレイン領域近傍に高電界
が生じる。このためホットエレクトロンの発生が著しく
なり、基板に流れる電流、所謂基板電流の増大を招いて
いた。その結果、MISFETのしきい値電圧に経時的
な電気的特性の劣化を生じていた。
【0003】また、半導体集積装置の微細化に伴い、ソ
ース・ドレイン間耐圧の低下等ドレイン付近の電界に起
因する問題が起きていた。ゲートの線幅が小さくなるこ
とにより生じるショートチャネル効果等を軽減するもの
として、特公昭62−31506号公報には、TEOS
(テトラエトキシシラン)の熱分解等によるCVD(Che
mical Vapor Deposition) により絶縁膜を形成し、異方
性ドライエッチングによりサイドウォールを形成し、ソ
ースおよびドレインのチャネル部分を2重構造として、
不純物濃度の高い領域と低い領域を形成する、いわゆる
LDD(Lightly Dopod Drain)構造が記載されている。
ース・ドレイン間耐圧の低下等ドレイン付近の電界に起
因する問題が起きていた。ゲートの線幅が小さくなるこ
とにより生じるショートチャネル効果等を軽減するもの
として、特公昭62−31506号公報には、TEOS
(テトラエトキシシラン)の熱分解等によるCVD(Che
mical Vapor Deposition) により絶縁膜を形成し、異方
性ドライエッチングによりサイドウォールを形成し、ソ
ースおよびドレインのチャネル部分を2重構造として、
不純物濃度の高い領域と低い領域を形成する、いわゆる
LDD(Lightly Dopod Drain)構造が記載されている。
【0004】あるいは、不純物濃度の高い半導体領域と
不純物濃度の低い半導体領域とでダブルドレイン構造を
形成するDDD(Double Difused Drain) 構造が知られ
ており、MISFETのドレイン領域近傍における高電
界を緩和する方法が提案されている。ダブルドレイン構
造を形成するには、拡散係数の異なる2種類の不純物例
えば、リンをイオン注入して熱拡散させ、低濃度の不純
物領域を形成し、次にヒ素をイオン注入して高濃度の不
純物領域を形成するか、或いはリンとヒ素をほぼ同時に
イオン注入し、拡散係数の違いから不純物濃度の高い半
導体領域と不純物濃度の低い半導体領域とを形成してい
る。
不純物濃度の低い半導体領域とでダブルドレイン構造を
形成するDDD(Double Difused Drain) 構造が知られ
ており、MISFETのドレイン領域近傍における高電
界を緩和する方法が提案されている。ダブルドレイン構
造を形成するには、拡散係数の異なる2種類の不純物例
えば、リンをイオン注入して熱拡散させ、低濃度の不純
物領域を形成し、次にヒ素をイオン注入して高濃度の不
純物領域を形成するか、或いはリンとヒ素をほぼ同時に
イオン注入し、拡散係数の違いから不純物濃度の高い半
導体領域と不純物濃度の低い半導体領域とを形成してい
る。
【0005】このようなLDD構造やDDD構造のいず
れかを用いることにより、微細化に伴う半導体装置の劣
化を低減していた。
れかを用いることにより、微細化に伴う半導体装置の劣
化を低減していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】一般に、LDD構造で
は、DDD構造に比較してチャネル方向への低濃度不純
物領域が長く、かつ低濃度に形成可能であるために、約
1μm以下のMISFETに用いられている。 ところ
で、LDD構造ではサイドウォール形成後、高濃度の砒
素が打ち込まれて拡散されるが、チャネル水平方向の電
界緩和効果に比較して、垂直方向の電界緩和効果が小さ
いのである。このため、高電圧を使用するデバイスにお
いて、例えばMISFETのパンチスルー特性を利用
し、レギュレータとして使用する場合、12〜13V程
度以上の電圧をえることは困難であった。
は、DDD構造に比較してチャネル方向への低濃度不純
物領域が長く、かつ低濃度に形成可能であるために、約
1μm以下のMISFETに用いられている。 ところ
で、LDD構造ではサイドウォール形成後、高濃度の砒
素が打ち込まれて拡散されるが、チャネル水平方向の電
界緩和効果に比較して、垂直方向の電界緩和効果が小さ
いのである。このため、高電圧を使用するデバイスにお
いて、例えばMISFETのパンチスルー特性を利用
し、レギュレータとして使用する場合、12〜13V程
度以上の電圧をえることは困難であった。
【0007】以上の点に鑑み、本発明はチャネル方向の
電界緩和効果に加え、垂直方向の耐圧を向上させる半導
体装置およびそのの製造方法を提供することを課題とす
るものである。
電界緩和効果に加え、垂直方向の耐圧を向上させる半導
体装置およびそのの製造方法を提供することを課題とす
るものである。
【0008】
【課題を解決する為の手段】本発明の請求項1は、第1
導電型の第1半導体領域の主面部に絶縁膜を介して導電
層が設けられ、該導電層の両側における前記第1半導体
領域の主面部に第2導電型の第2半導体領域が設けられ
た半導体装置において、前記第2半導体領域に接し、前
記第1半導体領域の主面部の一部に該第2半導体領域よ
りも不純物濃度が低い第2導電型の第3半導体領域が設
けられ、且つ前記第2半導体領域と前記第1半導体領域
の境界に沿って前記第2半導体領域よりも不純物濃度が
低い第2導電型の第4半導体領域が設けられたことを特
徴とする半導体装置である。
導電型の第1半導体領域の主面部に絶縁膜を介して導電
層が設けられ、該導電層の両側における前記第1半導体
領域の主面部に第2導電型の第2半導体領域が設けられ
た半導体装置において、前記第2半導体領域に接し、前
記第1半導体領域の主面部の一部に該第2半導体領域よ
りも不純物濃度が低い第2導電型の第3半導体領域が設
けられ、且つ前記第2半導体領域と前記第1半導体領域
の境界に沿って前記第2半導体領域よりも不純物濃度が
低い第2導電型の第4半導体領域が設けられたことを特
徴とする半導体装置である。
【0009】また本発明の請求項2は、第1導電型の第
1半導体領域の主面部に絶縁膜を形成し、該絶縁膜上に
導電層を設ける工程と、第2導電型の第3半導体領域を
形成するための第1の不純物を導入する工程と、CVD
により絶縁層を形成する工程と、異方性エッチングによ
り該絶縁層をエッチングする工程と、第2導電型の第2
半導体領域を形成するための第2の不純物と第2導電型
の第4半導体領域を形成するための第3の不純物とを導
入する工程と、前記導入された第1、第2及び第3の不
純物を拡散して第2半導体領域、第3半導体領域及び第
4半導体領域を形成する工程とを備えたことを特徴とす
る半導体装置の製造方法である。
1半導体領域の主面部に絶縁膜を形成し、該絶縁膜上に
導電層を設ける工程と、第2導電型の第3半導体領域を
形成するための第1の不純物を導入する工程と、CVD
により絶縁層を形成する工程と、異方性エッチングによ
り該絶縁層をエッチングする工程と、第2導電型の第2
半導体領域を形成するための第2の不純物と第2導電型
の第4半導体領域を形成するための第3の不純物とを導
入する工程と、前記導入された第1、第2及び第3の不
純物を拡散して第2半導体領域、第3半導体領域及び第
4半導体領域を形成する工程とを備えたことを特徴とす
る半導体装置の製造方法である。
【0010】
【作用】本発明によれば、第3半導体領域によりチャネ
ル方向の電界緩和効果が得られるのに加え、第4半導体
領域により垂直方向の耐圧を向上させることができる。
従って、従来に比べ高耐圧の半導体装置を得ることがで
きる。
ル方向の電界緩和効果が得られるのに加え、第4半導体
領域により垂直方向の耐圧を向上させることができる。
従って、従来に比べ高耐圧の半導体装置を得ることがで
きる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。第1図は本発明の半導体装置の実施例を模式的に
示す図である。以下各図において同じ構成を示すものに
は同じ数字を付与し繰り返しの説明は省略する。第1図
において、10は半導体基板、11は第1半導体領域、
12はフィールド絶縁膜、13は絶縁膜、14は導電
層、15は第2半導体領域、16は第3半導体領域、1
7は第4半導体領域である。
する。第1図は本発明の半導体装置の実施例を模式的に
示す図である。以下各図において同じ構成を示すものに
は同じ数字を付与し繰り返しの説明は省略する。第1図
において、10は半導体基板、11は第1半導体領域、
12はフィールド絶縁膜、13は絶縁膜、14は導電
層、15は第2半導体領域、16は第3半導体領域、1
7は第4半導体領域である。
【0012】半導体基板10は例えば、N型のシリコン
基板で4〜12Ωcmのものが使用できる。半導体基板
10に第1半導体領域11が形成される。第1半導体領
域11はP型の半導体領域であり、所謂P−wellと
呼ばれているものであり、周知の方法でボロン等の不純
物を導入拡散して形成される。P型の半導体基板を用い
た場合は、well構造とする必要はなく、半導体基板
10が第1半導体領域となる。
基板で4〜12Ωcmのものが使用できる。半導体基板
10に第1半導体領域11が形成される。第1半導体領
域11はP型の半導体領域であり、所謂P−wellと
呼ばれているものであり、周知の方法でボロン等の不純
物を導入拡散して形成される。P型の半導体基板を用い
た場合は、well構造とする必要はなく、半導体基板
10が第1半導体領域となる。
【0013】第1半導体領域11の上面部にはMISF
ETを電気的に分離するためのフィールド絶縁膜12が
LOCOS法等の周知の技術により形成されている。ま
た、第1半導体領域11の主面部のMISFETを形成
する領域には第1半導体領域11を熱酸化して形成され
る絶縁膜13が設けられ、MISFETのゲート絶縁膜
として用いられる。さらに絶縁膜13を介して導電層1
4が設けられており、導電層14は多結晶シリコン層を
形成し、次いでリンをドープした後、周知のエッチング
技術により形成されるものであり、MISFETのゲー
ト電極として用いられる。
ETを電気的に分離するためのフィールド絶縁膜12が
LOCOS法等の周知の技術により形成されている。ま
た、第1半導体領域11の主面部のMISFETを形成
する領域には第1半導体領域11を熱酸化して形成され
る絶縁膜13が設けられ、MISFETのゲート絶縁膜
として用いられる。さらに絶縁膜13を介して導電層1
4が設けられており、導電層14は多結晶シリコン層を
形成し、次いでリンをドープした後、周知のエッチング
技術により形成されるものであり、MISFETのゲー
ト電極として用いられる。
【0014】第2半導体領域15は例えばヒ素をイオン
注入して形成され、不純物濃度の高いN型の領域であ
り、所謂N+ 領域である。また、第2半導体領域15は
MISFETのドレイン・ソース領域である。第3半導
体領域16は第2半導体領域に接し、第1半導体領域1
1の主面部の一部に設けられ、第2半導体領域15より
も不純物濃度が低いN- 型の領域である。
注入して形成され、不純物濃度の高いN型の領域であ
り、所謂N+ 領域である。また、第2半導体領域15は
MISFETのドレイン・ソース領域である。第3半導
体領域16は第2半導体領域に接し、第1半導体領域1
1の主面部の一部に設けられ、第2半導体領域15より
も不純物濃度が低いN- 型の領域である。
【0015】第4半導体領域17は 第2半導体領域1
5と第1半導体領域11の境界に沿って設けられ、第2
半導体領域11よりも不純物濃度が低いN- 型の領域で
ある。第3半導体領域16及び第4半導体領域17は例
えばリンが導入拡散され形成される。
5と第1半導体領域11の境界に沿って設けられ、第2
半導体領域11よりも不純物濃度が低いN- 型の領域で
ある。第3半導体領域16及び第4半導体領域17は例
えばリンが導入拡散され形成される。
【0016】第2図に上記のような構造を有するMIS
FETを有する半導体装置の製造方法を示す。まず、図
2Aに示すように、周知の方法で半導体基板10に第1
半導体領域11を形成し、フィールド酸化膜12を形成
する。次に絶縁膜13を形成したのち、例えば多結晶シ
リコン膜をCVDで形成し、リンをドープして、公知の
リソグラフィ技術により導電層14を形成し、表面を薄
く酸化する。
FETを有する半導体装置の製造方法を示す。まず、図
2Aに示すように、周知の方法で半導体基板10に第1
半導体領域11を形成し、フィールド酸化膜12を形成
する。次に絶縁膜13を形成したのち、例えば多結晶シ
リコン膜をCVDで形成し、リンをドープして、公知の
リソグラフィ技術により導電層14を形成し、表面を薄
く酸化する。
【0017】次に、第3半導体領域16を形成する不純
物、例えばリンを50keVのエネルギーで1.5×1
013cm-2の量をイオン注入する。次に図2Bに示すよう
に例えばTEOS(テトラエトキシシラン)の熱分解に
よるCVD(Chemical Vapour Deposition) 法で酸化シ
リコン層20を形成する。
物、例えばリンを50keVのエネルギーで1.5×1
013cm-2の量をイオン注入する。次に図2Bに示すよう
に例えばTEOS(テトラエトキシシラン)の熱分解に
よるCVD(Chemical Vapour Deposition) 法で酸化シ
リコン層20を形成する。
【0018】この酸化シリコン層20を異方性ドライエ
ッチングし、表面を軽く酸化して、図2Cに示すごとく
なる。このエッチングは、いわゆるサイドウォールエッ
チングであり、導電層14の両側に酸化シリコンの層を
形成するものである。次に、 第2半導体領域15を形
成するための不純物、例えばヒ素を75keVのエネル
ギーで5×1015cm-2の量をイオン注入し、第4半導体
領域17を形成するための不純物、例えばリンを50k
eVのエネルギーで2×1014cm-2の量をイオン注入す
る。第4半導体領域17を形成するための不純物のエネ
ルギー及び濃度はそれぞれ独立にコントロールすること
が可能である。
ッチングし、表面を軽く酸化して、図2Cに示すごとく
なる。このエッチングは、いわゆるサイドウォールエッ
チングであり、導電層14の両側に酸化シリコンの層を
形成するものである。次に、 第2半導体領域15を形
成するための不純物、例えばヒ素を75keVのエネル
ギーで5×1015cm-2の量をイオン注入し、第4半導体
領域17を形成するための不純物、例えばリンを50k
eVのエネルギーで2×1014cm-2の量をイオン注入す
る。第4半導体領域17を形成するための不純物のエネ
ルギー及び濃度はそれぞれ独立にコントロールすること
が可能である。
【0019】このイオン注入の後、例えば1000℃の
炉中でイオン注入された不純物を20分間熱拡散させ
る。それぞれの不純物は拡散係数の違いから第2図Dに
示すように第2半導体領域15と第4半導体領域17を
形成する。この拡散温度や拡散時間を調整することによ
り、第4半導体領域17の接合深さを制御できる。以上
のようにして図1に示すようなチャネル方向の電界緩和
効果に加え、垂直方向の耐圧を向上させるMISFET
を得ることができた。従来のLDD構造によるMISF
ETのパンチスルー耐圧が約12Vであったのに対し、
上述の製造方法により得られたMISFETのパンチス
ルー耐圧は17Vであった。上述したように、不純物の
濃度、注入エネルギー、あるいは拡散条件を適宜に変更
することにより広い範囲でパンチスルー耐圧の制御が可
能であり、高耐圧のMISFETが実現できた。
炉中でイオン注入された不純物を20分間熱拡散させ
る。それぞれの不純物は拡散係数の違いから第2図Dに
示すように第2半導体領域15と第4半導体領域17を
形成する。この拡散温度や拡散時間を調整することによ
り、第4半導体領域17の接合深さを制御できる。以上
のようにして図1に示すようなチャネル方向の電界緩和
効果に加え、垂直方向の耐圧を向上させるMISFET
を得ることができた。従来のLDD構造によるMISF
ETのパンチスルー耐圧が約12Vであったのに対し、
上述の製造方法により得られたMISFETのパンチス
ルー耐圧は17Vであった。上述したように、不純物の
濃度、注入エネルギー、あるいは拡散条件を適宜に変更
することにより広い範囲でパンチスルー耐圧の制御が可
能であり、高耐圧のMISFETが実現できた。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、第3半導体領域により
チャネル方向の電界緩和効果が得られるのに加え、第4
半導体領域により垂直方向の耐圧を向上させることがで
きる。従って、従来に比べ高耐圧の半導体装置を得るこ
とができる。
チャネル方向の電界緩和効果が得られるのに加え、第4
半導体領域により垂直方向の耐圧を向上させることがで
きる。従って、従来に比べ高耐圧の半導体装置を得るこ
とができる。
【図1】本発明の半導体装置を示す図である。
【図2】本発明の半導体装置を製造する工程を示す図で
ある。
ある。
10 基板 11 第1半導体領域 12 フィールド絶縁膜 13 絶縁膜 14 導電層 15 第2半導体領域 16 第3半導体領域 17 第4半導体領域
Claims (2)
- 【請求項1】 第1導電型の第1半導体領域の主面部に
絶縁膜を介して導電層が設けられ、該導電層の両側にお
ける前記第1半導体領域の主面部に第2導電型の第2半
導体領域が設けられた半導体装置において、 前記第2半導体領域に接し、前記第1半導体領域の主面
部の一部に該第2半導体領域よりも不純物濃度が低い第
2導電型の第3半導体領域が設けられ、且つ前記第2半
導体領域と前記第1半導体領域の境界に沿って前記第2
半導体領域よりも不純物濃度が低い第2導電型の第4半
導体領域が設けられたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 第1導電型の第1半導体領域の主面部に
絶縁膜を形成し、該絶縁膜上に導電層を設ける工程と、 第2導電型の第3半導体領域を形成するための第1の不
純物を導入する工程と、 CVDにより絶縁層を形成する工程と、 異方性エッチングにより該絶縁層をエッチングする工程
と、 第2導電型の第2半導体領域を形成するための第2の不
純物と第2導電型の第4半導体領域を形成するための第
3の不純物とを導入する工程と、 前記導入された第1、第2及び第3の不純物を拡散して
第2半導体領域、第3半導体領域及び第4半導体領域を
形成する工程とを備えた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 |
|---|---|---|---|
| JP18367992A JPH0629527A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18367992A JPH0629527A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0629527A true JPH0629527A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16140031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18367992A Withdrawn JPH0629527A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629527A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100261349B1 (ko) * | 1996-03-06 | 2000-07-01 | 마찌다 가쯔히꼬 | 신호 전하를 제어하는 트랜지스터를 갖는 증폭형 고체촬상소자 및 그의 제조방법 |
| JP2002510861A (ja) * | 1998-03-30 | 2002-04-09 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド | 横方向の拡散を強化するためにサブアモルファスのティルト角の大きい注入を用いる、チャネル長が減じられたライトリー・ドープト・ドレイン・トランジスタ |
| JP2002530889A (ja) * | 1998-11-25 | 2002-09-17 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド | 不揮発性メモリの周辺トランジスタ |
-
1992
- 1992-07-10 JP JP18367992A patent/JPH0629527A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100261349B1 (ko) * | 1996-03-06 | 2000-07-01 | 마찌다 가쯔히꼬 | 신호 전하를 제어하는 트랜지스터를 갖는 증폭형 고체촬상소자 및 그의 제조방법 |
| JP2002510861A (ja) * | 1998-03-30 | 2002-04-09 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド | 横方向の拡散を強化するためにサブアモルファスのティルト角の大きい注入を用いる、チャネル長が減じられたライトリー・ドープト・ドレイン・トランジスタ |
| JP2002530889A (ja) * | 1998-11-25 | 2002-09-17 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド | 不揮発性メモリの周辺トランジスタ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |