JPS587877A - 絶縁ゲ−ト型静電誘導トランジスタ - Google Patents
絶縁ゲ−ト型静電誘導トランジスタInfo
- Publication number
- JPS587877A JPS587877A JP56105179A JP10517981A JPS587877A JP S587877 A JPS587877 A JP S587877A JP 56105179 A JP56105179 A JP 56105179A JP 10517981 A JP10517981 A JP 10517981A JP S587877 A JPS587877 A JP S587877A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- main electrode
- insulated gate
- conductivity type
- impurity density
- 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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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/80—FETs having rectifying junction gate electrodes
Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (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】
本発明は、特性の改曽された絶縁ゲート蓋静電誘導トラ
ンジスタ(MIS・SIT)に関するものである。
ンジスタ(MIS・SIT)に関するものである。
Mlg−111?特にMo1t−11Tは、半導体研究
第15巻168頁乃至171頁(1978年工業調査金
)に開示されている如く、従来のMOB・1m丁に比べ
て高速性に優れ、また論理回路として用いたときには低
消費電力である特徴を有している。MOB・extの構
造には種々あるが、第111(@)には従来例の1つを
断面図で示す、例えば%l1li基板10に相隔てて形
成された第り%十主電極領域11、Psf域15とyl
l領域13の内部の蔦十第2主電極領域12から成り、
絶縁膜(主に酸化膜)4とゲート電極3から成るM工S
(またはMOS)ゲート電極はP型頭域13の表面上で
第1.第2主電極領域11.12の間に形成されている
。このMOS−8工Tは、第1.第2主電極1.2をそ
れぞれドレイン書ソースとしたときゲート電圧及びドレ
イン電圧によって制御される電位障壁が、ソース前面主
にP型頭域13のゲート電極5下部に生じ、ソースから
のキャリア注入量を制御する伝導機構でドレイン電流が
流れる不飽和特性を示す特徴を有し、主にエンハンスメ
ントモードで用いられる。主動作領域の少なく共一部で
、第1.第2主電極領域11.1!の間の%型基板領域
10とP型領域15は空乏層化される程度の低不純物密
度なので、接合容量は極めて低く、不飽和特性と相まり
て高速、低消費電力動作が可能となる。しかしこの構造
では、第2主電極領域には、P型領域15の中央に対称
的に形成されているため、特に低ゲー)X圧のときには
第2主電極領域12から電子が全方向に流れ出し、いわ
ゆるオフ状態でのドレイン電流(リーク電流)が多くな
ってしまう欠点を有す。
第15巻168頁乃至171頁(1978年工業調査金
)に開示されている如く、従来のMOB・1m丁に比べ
て高速性に優れ、また論理回路として用いたときには低
消費電力である特徴を有している。MOB・extの構
造には種々あるが、第111(@)には従来例の1つを
断面図で示す、例えば%l1li基板10に相隔てて形
成された第り%十主電極領域11、Psf域15とyl
l領域13の内部の蔦十第2主電極領域12から成り、
絶縁膜(主に酸化膜)4とゲート電極3から成るM工S
(またはMOS)ゲート電極はP型頭域13の表面上で
第1.第2主電極領域11.12の間に形成されている
。このMOS−8工Tは、第1.第2主電極1.2をそ
れぞれドレイン書ソースとしたときゲート電圧及びドレ
イン電圧によって制御される電位障壁が、ソース前面主
にP型頭域13のゲート電極5下部に生じ、ソースから
のキャリア注入量を制御する伝導機構でドレイン電流が
流れる不飽和特性を示す特徴を有し、主にエンハンスメ
ントモードで用いられる。主動作領域の少なく共一部で
、第1.第2主電極領域11.1!の間の%型基板領域
10とP型領域15は空乏層化される程度の低不純物密
度なので、接合容量は極めて低く、不飽和特性と相まり
て高速、低消費電力動作が可能となる。しかしこの構造
では、第2主電極領域には、P型領域15の中央に対称
的に形成されているため、特に低ゲー)X圧のときには
第2主電極領域12から電子が全方向に流れ出し、いわ
ゆるオフ状態でのドレイン電流(リーク電流)が多くな
ってしまう欠点を有す。
これは、P型頭域1Sが低不純物密度であるMOS・8
1丁で顕著な現象である。また、IO内部で2つのMO
S−3工T Trl とTr2が隣りあった第1図(
b)の様な構造例では、Trlの第1電極101とTr
2の第2を極202との間に電位差があるとき、′I′
r2の第2電極202からTrl側へ電流が流れてしま
い、S工T相互の分離が充分でなくなってしまう。これ
を防ぐため2つの81Tの間の距離を充分拡げてしまえ
ば、逆に集積密度が低下してしまう逆効果が生じる。
1丁で顕著な現象である。また、IO内部で2つのMO
S−3工T Trl とTr2が隣りあった第1図(
b)の様な構造例では、Trlの第1電極101とTr
2の第2を極202との間に電位差があるとき、′I′
r2の第2電極202からTrl側へ電流が流れてしま
い、S工T相互の分離が充分でなくなってしまう。これ
を防ぐため2つの81Tの間の距離を充分拡げてしまえ
ば、逆に集積密度が低下してしまう逆効果が生じる。
本発明は第1図(g)と(b)に示される従来のMOS
−BITの1構造例の欠点を改善すべくなされたもので
ある。第1の目的は、寄生効果による電流を減らし、リ
ーク電流を少なくして、オフ特性を向上させることにあ
る。第2の目的は、2つ以上のBITの分離が充分で、
しかも集積密 ′度が向上する構造を提供すること
である。以下に図面を参照しながら、本発明について詳
述する。
−BITの1構造例の欠点を改善すべくなされたもので
ある。第1の目的は、寄生効果による電流を減らし、リ
ーク電流を少なくして、オフ特性を向上させることにあ
る。第2の目的は、2つ以上のBITの分離が充分で、
しかも集積密 ′度が向上する構造を提供すること
である。以下に図面を参照しながら、本発明について詳
述する。
第2図(6)には、本発明によるM工8・BITの断面
図が第1図(α)の従来例と対応して示されている0本
発明では、P型頭域13の内部の第2鴇1主電極領域1
2は、路十第1主電極領域11側に偏って形成され、第
1接合21(P型頭域13と絡型基板10の間)と第2
接合22(第2主電極領域12とP型頭域13の間)の
距離が、第1主電極11側で最も短くなりでいる。P型
頭域13に零バイアス(ゲート電圧;ドレイン電圧WO
W)状態で中性領域が残りているときは、第1.第2接
合21.22間の最も短い距離W。
図が第1図(α)の従来例と対応して示されている0本
発明では、P型頭域13の内部の第2鴇1主電極領域1
2は、路十第1主電極領域11側に偏って形成され、第
1接合21(P型頭域13と絡型基板10の間)と第2
接合22(第2主電極領域12とP型頭域13の間)の
距離が、第1主電極11側で最も短くなりでいる。P型
頭域13に零バイアス(ゲート電圧;ドレイン電圧WO
W)状態で中性領域が残りているときは、第1.第2接
合21.22間の最も短い距離W。
は他の部分の距離W、に対し、
−・」≧2
ム重 Wl
(ム8.ム、は距1ilIW、それぞれW、の第1.第
2接合間距離をもつ有効接合面積)の関係にあれば、距
@V、の部分から流れ出す1rニク電流は他の部分のほ
ぼ半分以上、つまり無効電流50%以下と0次近似され
る。第2主電極領域12を立方体と仮定し、その−面か
らキャリアを有効に流し出そうとすれば、 ’/A1m
/4であるので、W、 7. ≧〜8が望ましい。
2接合間距離をもつ有効接合面積)の関係にあれば、距
@V、の部分から流れ出す1rニク電流は他の部分のほ
ぼ半分以上、つまり無効電流50%以下と0次近似され
る。第2主電極領域12を立方体と仮定し、その−面か
らキャリアを有効に流し出そうとすれば、 ’/A1m
/4であるので、W、 7. ≧〜8が望ましい。
BITが、第2図(!
α)の断面方向に充分長く、第2主電極領域12の底面
及び長さ方向端部を無視すれば、W */、、≧〜2と
近似される。また、V、、V、の幅のP型頭域13が空
乏化し、そこにできる電位障壁の高さをvl 、vlと
すれば、電位障壁上のキャリア数はそれぞれ asp(−什> t axp<−)に比例するとq
v冨 r「 近似できる。無効電流をIQ%以下にするためには
人、asp(−p) ム* ’”F (−仲
) ≧ 10と近似される。簡単のため、A1 #A
@とすればv、−v、≧〜[L06vであり、V、を拡
散電位vAi(W、の中央にほぼ中性領域が残っている
)とすると、v1≦vbt−CLo6(v) となる。
及び長さ方向端部を無視すれば、W */、、≧〜2と
近似される。また、V、、V、の幅のP型頭域13が空
乏化し、そこにできる電位障壁の高さをvl 、vlと
すれば、電位障壁上のキャリア数はそれぞれ asp(−什> t axp<−)に比例するとq
v冨 r「 近似できる。無効電流をIQ%以下にするためには
人、asp(−p) ム* ’”F (−仲
) ≧ 10と近似される。簡単のため、A1 #A
@とすればv、−v、≧〜[L06vであり、V、を拡
散電位vAi(W、の中央にほぼ中性領域が残っている
)とすると、v1≦vbt−CLo6(v) となる。
サラに簡単のため、P型頭域13と筒型基板1oの不純
物密度がほぼ等しく、筒型基板1o側への空乏層の拡が
り7をW%とすれば、y 、 / y 、 #’Y @
# ’r h LとすればW、#2WW (W、 の
fi小のとき)なので となる、V!iに例えば、1・’61を代入すればWB
2.、≦lls 即ち、v、をt、OGfぼ3倍以上に
することにより、無効電流をIQ%以下にすることがで
きることになる0以上、Pl!領域13の不純物密度が
ほぼ均一である場合の何を述べてきたが、WB4D幅と
W、0輻をもつPWi領域1!iの不純物密度を違える
ことによって、さらに無効電流を減少できる。1型領域
15中のW、の部分の不純物密度夏ム、をW、の部分の
不純物密度Nム。
物密度がほぼ等しく、筒型基板1o側への空乏層の拡が
り7をW%とすれば、y 、 / y 、 #’Y @
# ’r h LとすればW、#2WW (W、 の
fi小のとき)なので となる、V!iに例えば、1・’61を代入すればWB
2.、≦lls 即ち、v、をt、OGfぼ3倍以上に
することにより、無効電流をIQ%以下にすることがで
きることになる0以上、Pl!領域13の不純物密度が
ほぼ均一である場合の何を述べてきたが、WB4D幅と
W、0輻をもつPWi領域1!iの不純物密度を違える
ことによって、さらに無効電流を減少できる。1型領域
15中のW、の部分の不純物密度夏ム、をW、の部分の
不純物密度Nム。
より1桁低くすれば拡散電位が約106v下がり、無効
電流が約/、。になる、前述のW、をW。
電流が約/、。になる、前述のW、をW。
より狭くすることを併用すれば、約1−の無効電流にす
ることができる。
ることができる。
以上のことを実現するには、PWi領域13を拡散で形
成した後、第2主電極領域に形成用開孔を前IIl拡散
開孔とずらして行ない、prtii拡散の横方向拡散領
域内に第2接合がくる様にすればよい。
成した後、第2主電極領域に形成用開孔を前IIl拡散
開孔とずらして行ない、prtii拡散の横方向拡散領
域内に第2接合がくる様にすればよい。
また、ゲージ酸化膜4な通して%塁不純物をイオン注入
し、W、の部分の実効P11M不純物密度直下げること
も有効である。
し、W、の部分の実効P11M不純物密度直下げること
も有効である。
本発明によるMOi9−!i工!は無効電流が従来の1
0〜1襲以下に減少できるので、Sエテ相互の分離距離
は短くできる。そのため、同−pg領域13内に2つ以
上の異なるB工!0%十第2主電極領域112,212
.・・・・・・・・・を形成し、各襲十第2主電極領域
112,212.・・・・・・の間の距離を前述018
以上にとれば、各S工Tの分離は充分である。2つのB
IT Trl、Tr2に適用した例を、第2図(b)
に示す。
0〜1襲以下に減少できるので、Sエテ相互の分離距離
は短くできる。そのため、同−pg領域13内に2つ以
上の異なるB工!0%十第2主電極領域112,212
.・・・・・・・・・を形成し、各襲十第2主電極領域
112,212.・・・・・・の間の距離を前述018
以上にとれば、各S工Tの分離は充分である。2つのB
IT Trl、Tr2に適用した例を、第2図(b)
に示す。
本発明によるS1丁は、従来工程によって容易に実現さ
れる。第3@!(am)には、例えば1×10 ”m’
() 絡i1J 81基板10に&aンを選択イオ
ン注入して表面密度(例えばIol・m= )のr型
領域1sを深さ3μ鵠に拡散で形成した断面を示t*
rm領域15 上、0810 m膜15は、他表面上の
810ヨWX5よりうすくできる。第5図(h)には、
旙+拡散用開孔を#11.第2主第1主電極1行ない、
絡+拡散(例えば深さくL12)した断簡を示す、特に
第2主電極領域に゛形成用開孔は、第1主電極領域11
に対向する側のPml領域唱墨形成用關孔と端部が重な
り、かつ小さいことが必要である。開孔端部をそろえる
ことは7オトリソグラフイ勢により±(15μ〜±a、
25μ慣程度で行なえる。會た、sio、膜5と111
0.膜1sowX厚差を利用すれば、セルフ・アライン
的に端部をそろえることができる。この場合、第1主電
極領域唱1用開孔のため、その後レジストを高温でベー
クして流動させて第2主電極領域開孔を保護した後、再
度S10.エッチを行なうことが望會しい、第5図(O
)には、ゲート酸化膜40部分、必要に応じコンタク4
部の110.を選択エッチした後、ゲー)酸化を行なり
た後の断面が示されている。ゲーF酸化J[4の厚みは
通常5oO〜20001程度である。その後、ムを等に
よって第1.第1主電極1.2及びゲート電極5や必要
な配線を行ない第3図Cd>の如く完成する。
れる。第3@!(am)には、例えば1×10 ”m’
() 絡i1J 81基板10に&aンを選択イオ
ン注入して表面密度(例えばIol・m= )のr型
領域1sを深さ3μ鵠に拡散で形成した断面を示t*
rm領域15 上、0810 m膜15は、他表面上の
810ヨWX5よりうすくできる。第5図(h)には、
旙+拡散用開孔を#11.第2主第1主電極1行ない、
絡+拡散(例えば深さくL12)した断簡を示す、特に
第2主電極領域に゛形成用開孔は、第1主電極領域11
に対向する側のPml領域唱墨形成用關孔と端部が重な
り、かつ小さいことが必要である。開孔端部をそろえる
ことは7オトリソグラフイ勢により±(15μ〜±a、
25μ慣程度で行なえる。會た、sio、膜5と111
0.膜1sowX厚差を利用すれば、セルフ・アライン
的に端部をそろえることができる。この場合、第1主電
極領域唱1用開孔のため、その後レジストを高温でベー
クして流動させて第2主電極領域開孔を保護した後、再
度S10.エッチを行なうことが望會しい、第5図(O
)には、ゲート酸化膜40部分、必要に応じコンタク4
部の110.を選択エッチした後、ゲー)酸化を行なり
た後の断面が示されている。ゲーF酸化J[4の厚みは
通常5oO〜20001程度である。その後、ムを等に
よって第1.第1主電極1.2及びゲート電極5や必要
な配線を行ない第3図Cd>の如く完成する。
第1Wioa文は、W、はt5μ程度で第2接合部のF
Wi表面不純物密度は2X10”a−以下になる。それ
に対し、”lは数μ以上の任意の値で選べ、第2接合部
のPIE表面不純物密直下1011♂で高くなっている
。S十拡散をもっと深くすれば%”lをもっと狭く、低
不純物密度にすることも可能である。また、ムtゲー)
MO8の場合を述べてきたが、ポリシリコンやMO等の
他の配線材料によるゲート電極*81s”all’e酸
化ムを膜、や酸化膜との多層や混合膜によるゲーF絶縁
膜も用いることが可能である。さらに、本発明は各領域
の伝導型を逆にしたPチャンネル、第1主電極1をソー
ス電極としたトランジスタにも適用できる。また基板1
0はバルクを用いた例を述べた。が、%on s、s
Hy 、またはその逆導電製の組み合わせ、埋込み層の
あるもの、絶縁物基板上のもの等、目的に応じエピタキ
シャル層にも適用できる。
Wi表面不純物密度は2X10”a−以下になる。それ
に対し、”lは数μ以上の任意の値で選べ、第2接合部
のPIE表面不純物密直下1011♂で高くなっている
。S十拡散をもっと深くすれば%”lをもっと狭く、低
不純物密度にすることも可能である。また、ムtゲー)
MO8の場合を述べてきたが、ポリシリコンやMO等の
他の配線材料によるゲート電極*81s”all’e酸
化ムを膜、や酸化膜との多層や混合膜によるゲーF絶縁
膜も用いることが可能である。さらに、本発明は各領域
の伝導型を逆にしたPチャンネル、第1主電極1をソー
ス電極としたトランジスタにも適用できる。また基板1
0はバルクを用いた例を述べた。が、%on s、s
Hy 、またはその逆導電製の組み合わせ、埋込み層の
あるもの、絶縁物基板上のもの等、目的に応じエピタキ
シャル層にも適用できる。
以上の如く、本発明はpm領域13中の算+筒2主電極
領域120位置をずらし、さらにPIilI領域中の不
純物密度に分布をもたせることによって従来より無効電
流がto−以上少ないmXTを実現し、集積化に有利な
構造を提供するもので、従来0NOTII・Xaすべて
に適用されるものである
領域120位置をずらし、さらにPIilI領域中の不
純物密度に分布をもたせることによって従来より無効電
流がto−以上少ないmXTを実現し、集積化に有利な
構造を提供するもので、従来0NOTII・Xaすべて
に適用されるものである
第11j←1及びCb)は、それぞれ従来のVOl・謬
!!の構造例を示す断面図、第2図(@)及び(h)は
、本発明によるMol−mXTの断面構造例である。第
!1図(藝)〜(iは、本発−によるMo1−mXTの
製造工程に沿った断m*である。 1.101,201・・・・・・第1主電極!、102
,202−・・・・・第2主電極1.10iS、20!
I・・・・・・ゲート電極4.104,204−・・・
・・ゲート絶縁屓唱o−−−−−−smst基板 11.111,211・・・・・・算十第1主電極領域
1・2,112,212・・・・・壷昏十第2主電極領
域以上 ′−10
!!の構造例を示す断面図、第2図(@)及び(h)は
、本発明によるMol−mXTの断面構造例である。第
!1図(藝)〜(iは、本発−によるMo1−mXTの
製造工程に沿った断m*である。 1.101,201・・・・・・第1主電極!、102
,202−・・・・・第2主電極1.10iS、20!
I・・・・・・ゲート電極4.104,204−・・・
・・ゲート絶縁屓唱o−−−−−−smst基板 11.111,211・・・・・・算十第1主電極領域
1・2,112,212・・・・・壷昏十第2主電極領
域以上 ′−10
Claims (1)
- (1) −導電型低不純物密度半導体領域内に互いに
離間して**された一導電型第1主電極領域と逆導電層
領域と、前記逆導電型領域内に形成されたー導電!1j
lH主電極領域と、前記j11及び第2主電欄領域OU
O前記逆導電製領域上に少なく共形成*fiた絶縁ゲー
ト電極とから成るトランジスタにおいて、前記第2主電
極領域と前記逆導電型領域owio第2接合と、前記低
不純物密度領域と前記道導電臘領域の間の第1is会と
の間の距離が、前記第1主電極領域に対向する側で最も
短かいことを特徴とする絶縁ゲート型静電誘導トツンジ
スタ。 伽) 前記館!接金の前記逆導電型領域側の表面不純物
密度が、前記第1主電極領域に対向する側で最も低いこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の絶縁ゲート
屋静電誘導トランジスタ。 (1) 前記逆導電層領域内に複数個の前記トランジ
スタの前記第2主電極領域が形成されたことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項または第2項記載の絶縁ゲート
型静電誘導トランジスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56105179A JPS587877A (ja) | 1981-07-06 | 1981-07-06 | 絶縁ゲ−ト型静電誘導トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56105179A JPS587877A (ja) | 1981-07-06 | 1981-07-06 | 絶縁ゲ−ト型静電誘導トランジスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS587877A true JPS587877A (ja) | 1983-01-17 |
Family
ID=14400446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56105179A Pending JPS587877A (ja) | 1981-07-06 | 1981-07-06 | 絶縁ゲ−ト型静電誘導トランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS587877A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4891747A (en) * | 1984-06-25 | 1990-01-02 | Texas Instruments Incorporated | Lightly-doped drain transistor structure in contactless DRAM cell with buried source/drain |
| JPH04245717A (ja) * | 1990-08-22 | 1992-09-02 | Crystal Semiconductor Corp | D/aコンバータのdcオフセットキャリブレーション方法とd/aコンバータのdcオフセットキャリブレーションシステム |
| JPH05259910A (ja) * | 1991-11-08 | 1993-10-08 | Crystal Semiconductor Corp | D−aコンバータ装置及びその較正方法 |
-
1981
- 1981-07-06 JP JP56105179A patent/JPS587877A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4891747A (en) * | 1984-06-25 | 1990-01-02 | Texas Instruments Incorporated | Lightly-doped drain transistor structure in contactless DRAM cell with buried source/drain |
| JPH04245717A (ja) * | 1990-08-22 | 1992-09-02 | Crystal Semiconductor Corp | D/aコンバータのdcオフセットキャリブレーション方法とd/aコンバータのdcオフセットキャリブレーションシステム |
| JPH05259910A (ja) * | 1991-11-08 | 1993-10-08 | Crystal Semiconductor Corp | D−aコンバータ装置及びその較正方法 |
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