JPS594080A - Mos型半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
Mos型半導体装置及びその製造方法Info
- Publication number
- JPS594080A JPS594080A JP57112977A JP11297782A JPS594080A JP S594080 A JPS594080 A JP S594080A JP 57112977 A JP57112977 A JP 57112977A JP 11297782 A JP11297782 A JP 11297782A JP S594080 A JPS594080 A JP S594080A
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- Japan
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- layer
- well
- substrate
- conductivity type
- concentration impurity
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/63—Vertical IGFETs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D88/00—Three-dimensional [3D] integrated devices
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、MO8型半導体装置及びその製造方法に係わ
り、特にケ゛−トを共通接続するC −MOSインバー
タ素子及びその製造方法に関する。
り、特にケ゛−トを共通接続するC −MOSインバー
タ素子及びその製造方法に関する。
従来、C−MOSインバータ素子は、第1図に示す如く
例えばn型St基板I中のp型ウェル2の表面に形成さ
れたnチャネルMOS )ランジスタ3と、ウェル2外
に形成されたpティネルMOSトランジスタ4とから構
成されている。nチャネルトランジスタ3のダート7と
pチャネルトランジスタ40ケ゛−トIOとを接続して
入力端子Aが構成され、nチャネルトランジスタ3のド
レイン6とpチャネルトランジスタ40ソース8とを接
続して出力端子Bが構成されている。また、nティネル
トランジスタ30ンース5は低電位電源(GND )端
子Cに接続され、pティネルトランジスタ4のドレイン
9は高電位電源(vDD)端子りに接続されている。な
お、この素子の回路構成図を第2図に示す。
例えばn型St基板I中のp型ウェル2の表面に形成さ
れたnチャネルMOS )ランジスタ3と、ウェル2外
に形成されたpティネルMOSトランジスタ4とから構
成されている。nチャネルトランジスタ3のダート7と
pチャネルトランジスタ40ケ゛−トIOとを接続して
入力端子Aが構成され、nチャネルトランジスタ3のド
レイン6とpチャネルトランジスタ40ソース8とを接
続して出力端子Bが構成されている。また、nティネル
トランジスタ30ンース5は低電位電源(GND )端
子Cに接続され、pティネルトランジスタ4のドレイン
9は高電位電源(vDD)端子りに接続されている。な
お、この素子の回路構成図を第2図に示す。
ところで、この種の素子では第1図からも判るように1
つのインバータが基板上で占める面を同一基板上に集積
化する場合、上記素子占有面積の大きさが微細化及び高
密度化を妨げる大きな要因となっていた。
つのインバータが基板上で占める面を同一基板上に集積
化する場合、上記素子占有面積の大きさが微細化及び高
密度化を妨げる大きな要因となっていた。
本発明の目的は、C−MOsトランジスタ素子の素子占
有面積を小さくすることができ、微細化及び高密度化を
はかシ得るMOS型半導体装置を提供することにある。
有面積を小さくすることができ、微細化及び高密度化を
はかシ得るMOS型半導体装置を提供することにある。
また本発明の他の目的は、特殊な技術を要することなく
上記装置を容易に実現できるMOS型半導体装置の製造
方法を提供する仁とにある。
上記装置を容易に実現できるMOS型半導体装置の製造
方法を提供する仁とにある。
本発明の骨子はC−MOS l−ランノスタを3次元的
に形成しそれぞれのr−計電極を共通接続することにあ
る。
に形成しそれぞれのr−計電極を共通接続することにあ
る。
すなわち、本発明は、C−MOSトランジスタからなる
MOS型半導体装置において、第1導電型の半導体基板
上に成長形成された第1導電型のエピタキシャル層と、
上記基板中の一部に設けられた第2導電型の第1のウェ
ルと、上記エピタキシャル層片の一部に上記第1のウェ
ルに接するよう設けられた第2導電型の第2のウェルと
、これら第1及び第2のウェルにそれぞれ設けられた第
1導電型の高濃度不純物層と、前記基板及び工げタキシ
ャル層にそれぞれ設けられた第2導電型の高濃度不純物
層と、上記名高。
MOS型半導体装置において、第1導電型の半導体基板
上に成長形成された第1導電型のエピタキシャル層と、
上記基板中の一部に設けられた第2導電型の第1のウェ
ルと、上記エピタキシャル層片の一部に上記第1のウェ
ルに接するよう設けられた第2導電型の第2のウェルと
、これら第1及び第2のウェルにそれぞれ設けられた第
1導電型の高濃度不純物層と、前記基板及び工げタキシ
ャル層にそれぞれ設けられた第2導電型の高濃度不純物
層と、上記名高。
旋回不純物層にそれぞれ接するよう前記エピタキシャル
層及び基板に設けられた穴部と、この穴部にダート絶縁
膜を介して設けられたダート電極とを具備してなるもの
である。
層及び基板に設けられた穴部と、この穴部にダート絶縁
膜を介して設けられたダート電極とを具備してなるもの
である。
また、本発明は上記MOS型半導体装置を製造するに際
し、第1導電型の半導体基板中の一部に第2導電型の第
1のつ為ルを形成し、該ウェルの表層に第1導電型の第
1の高濃度不純物層を形成し、かつ上記基板の表層に第
2導電型の第2の高濃度不純物層を形成したのち、前記
基板上に第1導電型のエビタキシイル層を成長形成し該
エピタキシャル層中に前記第1のウェルと接するよう第
2導電型の第2のウェルを形成し、この第2のウェルの
表層に第1導電型の第3の高濃度不純物層を形成し、か
つ上記エビタキシイル層の表層に第2導電型の第4の高
濃度不純物層を形成し、次いで上記エピタキシャル層の
表面から前記基板に至る深さまで前記第1乃至第4の高
濃度不純物層にそれぞれ接する穴部を形成し、しかるの
ち上記穴部にダート絶縁膜を介してr−計電極を形成す
るようにした方法である。
し、第1導電型の半導体基板中の一部に第2導電型の第
1のつ為ルを形成し、該ウェルの表層に第1導電型の第
1の高濃度不純物層を形成し、かつ上記基板の表層に第
2導電型の第2の高濃度不純物層を形成したのち、前記
基板上に第1導電型のエビタキシイル層を成長形成し該
エピタキシャル層中に前記第1のウェルと接するよう第
2導電型の第2のウェルを形成し、この第2のウェルの
表層に第1導電型の第3の高濃度不純物層を形成し、か
つ上記エビタキシイル層の表層に第2導電型の第4の高
濃度不純物層を形成し、次いで上記エピタキシャル層の
表面から前記基板に至る深さまで前記第1乃至第4の高
濃度不純物層にそれぞれ接する穴部を形成し、しかるの
ち上記穴部にダート絶縁膜を介してr−計電極を形成す
るようにした方法である。
以下、本発明の詳細を第3図(、)〜(d)を参照して
説明する。
説明する。
まず、第3図(、)に示す如くn型半導体基板IIの一
部にp型の第1のウェル12f形成し、このウェル12
0表層にn型の第1の^濃度不純物層Z3を形成すると
共に、基板IIの表層にp型の第2の高濃度不純物)@
Z 4を形成する。
部にp型の第1のウェル12f形成し、このウェル12
0表層にn型の第1の^濃度不純物層Z3を形成すると
共に、基板IIの表層にp型の第2の高濃度不純物)@
Z 4を形成する。
次いで、気相成長法等によシ基板りl上に第3図(b)
に示す如くエピタキシャル層z5を成長し、このエピタ
キシャル層I5の一部に前記ウェル12と接するようp
型の第2のウェル16を形成する。そして、第2のウェ
ルI6の表層にn型の第3の高濃度不純物層17を形成
すると共に、エピタキシ1ル層I6の表層にp型の第4
の高濃度不純物層I8を形成する。次いで、第3図(c
)に示す如く前記第1乃至第4の高濃度不純物層13,
14,17.18の一部を含みエピタキシ丁ル層I5及
び基板11を一部エッチングし、穴部19f形成し、こ
の穴部Z9の底部に素子分離用の絶縁膜20を埋め込む
。次いで、第3図(d)に示す如く穴部側面及び試料表
面にダート絶縁膜21を形成したのち、穴部19にケ゛
−ト寛極22を埋め込む。かくして、第1及び第3の高
濃度不純物層13.17とダート電極22とからnテヤ
ルMO8)う/ジスタが構成され、第2及び第4の画濃
度不純物N14゜18とダート電極22とからpチャネ
ルMO8トランジスタが構成されることになる。さらに
、第1及び第2の尚濃度不純物層13.14を接続する
ことによυ、C−MOSインバータが構成されることに
なる。
に示す如くエピタキシャル層z5を成長し、このエピタ
キシャル層I5の一部に前記ウェル12と接するようp
型の第2のウェル16を形成する。そして、第2のウェ
ルI6の表層にn型の第3の高濃度不純物層17を形成
すると共に、エピタキシ1ル層I6の表層にp型の第4
の高濃度不純物層I8を形成する。次いで、第3図(c
)に示す如く前記第1乃至第4の高濃度不純物層13,
14,17.18の一部を含みエピタキシ丁ル層I5及
び基板11を一部エッチングし、穴部19f形成し、こ
の穴部Z9の底部に素子分離用の絶縁膜20を埋め込む
。次いで、第3図(d)に示す如く穴部側面及び試料表
面にダート絶縁膜21を形成したのち、穴部19にケ゛
−ト寛極22を埋め込む。かくして、第1及び第3の高
濃度不純物層13.17とダート電極22とからnテヤ
ルMO8)う/ジスタが構成され、第2及び第4の画濃
度不純物N14゜18とダート電極22とからpチャネ
ルMO8トランジスタが構成されることになる。さらに
、第1及び第2の尚濃度不純物層13.14を接続する
ことによυ、C−MOSインバータが構成されることに
なる。
本発明によれば、同一のケ9−ト電極を介してnチャネ
ル及びpチャネルの各MO8)ランジスタが向い合うよ
う3次元的に構成されるので、これら一対のMOSトラ
ンジスタの素子占有面積を大幅に小さくすることができ
る。このため、MO8型半導体装置の微細化及び商密度
化をはかることができる。また、特殊な技術を要するこ
となく、現在実用化されている公知の製造技術によシ容
易に実現することが可能である。
ル及びpチャネルの各MO8)ランジスタが向い合うよ
う3次元的に構成されるので、これら一対のMOSトラ
ンジスタの素子占有面積を大幅に小さくすることができ
る。このため、MO8型半導体装置の微細化及び商密度
化をはかることができる。また、特殊な技術を要するこ
となく、現在実用化されている公知の製造技術によシ容
易に実現することが可能である。
第4図(−)〜(g)は本発明の一実施例に係わるC−
MOSインバータ製造製造工水す断面図である。
MOSインバータ製造製造工水す断面図である。
まず、第4図(−)に示す如くn型別基板41の一部表
層にp型ウェル(第1のウェル)42を形成し、このウ
ェル420表1鉛にれ崩(第1の高濃度不純物層)43
を形成する。そして、p型ウェル42の両列側の基板4
Iの表面にp+)t4(第2の高濃度不純物)−) 4
nをそれぞれ形成する。次いで、気相成長法を用い第4
図(bJに示す如く基板41上にn型S1工ピタキシτ
ル層45f:成長形成し、こ6工ビタキシτル層45の
一部に前記p型ウェル42と連接するp型ウェル(第2
のウェル)46を形成する。その後、p型ウェル460
表面にn+層(第3の高濃度不純物層)47を形成し、
p型ウェル46の外it++の基板41の表面にp+層
(第4の高濃度不純物1m ) a sをそれぞれ形成
する。なお、図中49はフィールド酸化膜であシ、この
フィールド酸化膜49によシ上記層層47を2つに分離
している。
層にp型ウェル(第1のウェル)42を形成し、このウ
ェル420表1鉛にれ崩(第1の高濃度不純物層)43
を形成する。そして、p型ウェル42の両列側の基板4
Iの表面にp+)t4(第2の高濃度不純物)−) 4
nをそれぞれ形成する。次いで、気相成長法を用い第4
図(bJに示す如く基板41上にn型S1工ピタキシτ
ル層45f:成長形成し、こ6工ビタキシτル層45の
一部に前記p型ウェル42と連接するp型ウェル(第2
のウェル)46を形成する。その後、p型ウェル460
表面にn+層(第3の高濃度不純物層)47を形成し、
p型ウェル46の外it++の基板41の表面にp+層
(第4の高濃度不純物1m ) a sをそれぞれ形成
する。なお、図中49はフィールド酸化膜であシ、この
フィールド酸化膜49によシ上記層層47を2つに分離
している。
次に、ドライエツチング法を用い第4図(d)に示す如
くエビクキシャル層45及び基板41を一部エッチング
し、穴部50を形成する。ここで、上記穴部50は前記
層層43.47及び2層44.48に接するよう形成さ
れる。また、+ 第4図(d)に示す工程までの試料の平面図を第5図(
a)に示す。第4図(d)は第5図(、)の矢視A−A
断面に対応するものである。
くエビクキシャル層45及び基板41を一部エッチング
し、穴部50を形成する。ここで、上記穴部50は前記
層層43.47及び2層44.48に接するよう形成さ
れる。また、+ 第4図(d)に示す工程までの試料の平面図を第5図(
a)に示す。第4図(d)は第5図(、)の矢視A−A
断面に対応するものである。
記穴部50の底部に素子分離のためのSiO2膜(絶縁
膜)5Zを埋め込む。続いて、熱酸化法を用い試料板面
及び穴部側面にダート酸化膜52を形成する。次いで、
上記穴部50に第4図(f)に示す如く一部が試料表面
に突出するより多結晶シリコン膜(ケ゛−ト電極)53
を埋め込む。この後、第4図(g)に示す如く菓子保護
膜54を堆積し、この保膿膜54に所望のコンタクトホ
ールを形成し、さらにAA配線膜55を堆積することに
よって、C−MOSインバータが構成される。この状態
の平面図葡第5図(b)に示す。
膜)5Zを埋め込む。続いて、熱酸化法を用い試料板面
及び穴部側面にダート酸化膜52を形成する。次いで、
上記穴部50に第4図(f)に示す如く一部が試料表面
に突出するより多結晶シリコン膜(ケ゛−ト電極)53
を埋め込む。この後、第4図(g)に示す如く菓子保護
膜54を堆積し、この保膿膜54に所望のコンタクトホ
ールを形成し、さらにAA配線膜55を堆積することに
よって、C−MOSインバータが構成される。この状態
の平面図葡第5図(b)に示す。
ここで、第4図(g)は第5図(b)の矢視B−B断面
に対応している。また、基板41中のpJfi44はG
ND電源に接続するため、コンタクトホールを介してA
/=配線膜56に接続される。同様にp型ウェル42中
のnl脅43は”DI、電源に接続するため、コンタク
トホール合弁してkt配縁膜57に接続されるものとな
っている。
に対応している。また、基板41中のpJfi44はG
ND電源に接続するため、コンタクトホールを介してA
/=配線膜56に接続される。同様にp型ウェル42中
のnl脅43は”DI、電源に接続するため、コンタク
トホール合弁してkt配縁膜57に接続されるものとな
っている。
かくして本実施例によれば、n層4.1.47ランジス
タと、1層44.48及びダート電極53からなるpチ
ャネルMO8トランジースタとが、同一のダート電極5
3を共有して構成され、かつ互いに対向する形に3次元
的に構成されるので、素子占有面積の極めて小さいC−
MOSインバータが実現できる。このため、多数のC−
MOSインバータを集積化してなるMO8型半導体装置
の微組化及び高密度化に寄与し得る等の効果を奏する。
タと、1層44.48及びダート電極53からなるpチ
ャネルMO8トランジースタとが、同一のダート電極5
3を共有して構成され、かつ互いに対向する形に3次元
的に構成されるので、素子占有面積の極めて小さいC−
MOSインバータが実現できる。このため、多数のC−
MOSインバータを集積化してなるMO8型半導体装置
の微組化及び高密度化に寄与し得る等の効果を奏する。
また、特殊な技術を必要とすることもなく、公知の製造
技術を用いるのみで容易に実現し得る等の利点がある。
技術を用いるのみで容易に実現し得る等の利点がある。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記n型si基板の代りにp型St基板を
用いてもよいのは勿論のことで17、さらに81以外の
半導体基板を用いることも可能である。ま7j、C−M
OSインバータに限らず、ダート電極を共通接続する各
種のC−MO8素子に適用できるのも勿論のことである
。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形
して実施することができる。
い。例えば、前記n型si基板の代りにp型St基板を
用いてもよいのは勿論のことで17、さらに81以外の
半導体基板を用いることも可能である。ま7j、C−M
OSインバータに限らず、ダート電極を共通接続する各
種のC−MO8素子に適用できるのも勿論のことである
。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形
して実施することができる。
第1図は従来のC−MOSインバータの素子構造を示す
断面図、第2図は上記C−MOSインバータの回路構成
図、第3図(a)〜(d)は本発明の詳細な説明するた
めの工程断面図、第4図(、)〜優)は本発明の一実施
例に係わるC −MOSインバータ製造工程を示す断面
図、第5図(、) (b)は上記実施例を説明するため
のもので第5図(−)は第4図(d)の工程図に対応す
る平面図、第5図(b)は第4図優)の工程図に対応す
る平面図である。 11.41・・・81基板(半導体基板)、Z2゜42
・・・p型ウェル(第1のウェル)、13゜43・・・
n層(第1の高濃度不純物層)、14゜44・・・p層
(第2の高濃度不純物層)、15゜45・・・n型エピ
タキシャル層、16.46・・・p型ウェル(第2のウ
ェル)、17.47・・・層層(第3の高濃度不純物層
)、18.48・・・I) Itil(第4の高濃度不
純物層)、19.50・・・穴部、20.51・・・S
iO2膜(絶縁膜)、21.52・・・ダート絶縁膜、
22.53・・・多結晶シリコン膜(ゲート電極)、4
9・・・フィールド酸化膜、54・・・素子保護膜、5
5.56.57・・臼a配線膜。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 第3図 i!4図 第4図 第5図
断面図、第2図は上記C−MOSインバータの回路構成
図、第3図(a)〜(d)は本発明の詳細な説明するた
めの工程断面図、第4図(、)〜優)は本発明の一実施
例に係わるC −MOSインバータ製造工程を示す断面
図、第5図(、) (b)は上記実施例を説明するため
のもので第5図(−)は第4図(d)の工程図に対応す
る平面図、第5図(b)は第4図優)の工程図に対応す
る平面図である。 11.41・・・81基板(半導体基板)、Z2゜42
・・・p型ウェル(第1のウェル)、13゜43・・・
n層(第1の高濃度不純物層)、14゜44・・・p層
(第2の高濃度不純物層)、15゜45・・・n型エピ
タキシャル層、16.46・・・p型ウェル(第2のウ
ェル)、17.47・・・層層(第3の高濃度不純物層
)、18.48・・・I) Itil(第4の高濃度不
純物層)、19.50・・・穴部、20.51・・・S
iO2膜(絶縁膜)、21.52・・・ダート絶縁膜、
22.53・・・多結晶シリコン膜(ゲート電極)、4
9・・・フィールド酸化膜、54・・・素子保護膜、5
5.56.57・・臼a配線膜。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 第3図 i!4図 第4図 第5図
Claims (2)
- (1)第1導電型の半導体基板上に成長形成された第1
導電型のエピタキシャル層と、上記基板中の一部に設け
られた第2導電型の第1のウェルと、上記エピタキシャ
ル層中の一部に上記第1のウェルに接するよう設けられ
た第2導電型の第2のウェルと、これら第1及び第2の
ウェルにそれぞれ設けられた第1導電型の高濃度不純物
層と、前記基板及びエピタキシャル層にそれぞれ設けら
れた第2導電型の高濃度不純物層と、上記各高濃度不純
物層にそれぞれ接するよう前記エビタキシイル層及び基
板に設けられた穴部と、この穴部にゲート絶縁膜を介し
て設けられたダート電極とを具備してなることを特徴と
するMO8半導体装置。 - (2)第1導電型の半導体基板中の一部に第2導電型の
第1のウェルを形成する工程と、上記第1のウェルの表
層に第1導電型の第1の高濃度不純物層を形成する工程
と、上記基板の表層に第2導電型の第2の高濃度不純物
層を形成する工程と、次いで前記基板上に第1導電型の
エピタキシャル層を成長形成し該エピタキシャル層中に
前記第1のウェルと接するよう第2導電型の第2のウェ
ルを形成する工程と、上記第2のウェルの表層に第1導
電型の第3の高濃度不純物層を形成する工程と、上記エ
ビタキシ1ル層の表層に第2導電型の第4の高濃度不純
物層を形成する工程と、次いで前記エピタキシャル層の
表面から前記基板に至る深さまで前記第1乃至第4の高
濃度不純物層にそれぞれ接する穴部を形成する工程と、
次いで上記穴部にケ゛−ト絶縁膜を介してダート電極を
形成する工程とを具備したことを特徴とするMO8型半
導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57112977A JPS594080A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | Mos型半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57112977A JPS594080A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | Mos型半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS594080A true JPS594080A (ja) | 1984-01-10 |
Family
ID=14600300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57112977A Pending JPS594080A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | Mos型半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS594080A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4902637A (en) * | 1986-03-03 | 1990-02-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for producing a three-dimensional type semiconductor device |
| JPH05166094A (ja) * | 1991-04-30 | 1993-07-02 | Mitsubishi Corp | 主要道路交通信号ローカルコントローラ |
| US5302542A (en) * | 1992-05-06 | 1994-04-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of making a semiconductor memory device |
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1982
- 1982-06-30 JP JP57112977A patent/JPS594080A/ja active Pending
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