JPS6043856A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS6043856A JPS6043856A JP58152648A JP15264883A JPS6043856A JP S6043856 A JPS6043856 A JP S6043856A JP 58152648 A JP58152648 A JP 58152648A JP 15264883 A JP15264883 A JP 15264883A JP S6043856 A JPS6043856 A JP S6043856A
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- JP
- Japan
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- electrode
- film
- gate electrode
- transfer gate
- substrate
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
- H10B12/01—Manufacture or treatment
- H10B12/02—Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
- H10B12/05—Making the transistor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Semiconductor Memories (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、半導体装置の改良に関する。
従来、半導体装置例えば1容量1スイツチトランジスタ
を有するダイナミック型の半導体メモリとしては、第1
図に示すものが知られている。
を有するダイナミック型の半導体メモリとしては、第1
図に示すものが知られている。
図中の1は、例えばP型の半導体基板であシ、表面に素
子分離領域2が形成されている。この素子分離領域2で
囲まれた島領域3の所定の表面には、N+層4が形成さ
れている。前記基板1上には、容量電極5が絶縁膜6を
介して一部が前記素子分離領域2上に延在するように設
けられて込る。前記容量電極5の周囲にはS 102膜
8が設けられている。前記耐層4の一部を含む基板1上
には、スイッチングトランジスタの一部を構成するトラ
ンスファゲート電極9がゲート絶縁膜10を介して一部
が前記容量電極5上に延在するように設けられている。
子分離領域2が形成されている。この素子分離領域2で
囲まれた島領域3の所定の表面には、N+層4が形成さ
れている。前記基板1上には、容量電極5が絶縁膜6を
介して一部が前記素子分離領域2上に延在するように設
けられて込る。前記容量電極5の周囲にはS 102膜
8が設けられている。前記耐層4の一部を含む基板1上
には、スイッチングトランジスタの一部を構成するトラ
ンスファゲート電極9がゲート絶縁膜10を介して一部
が前記容量電極5上に延在するように設けられている。
このトランス7アダート電極9等を含む全面には層間絶
縁膜11が設けられている。前記1層4の一部に対応す
る層間絶縁膜11にはコンタクトホール12が設けられ
、このコンタクトホール12には前記N+層4に接続す
る取出し電極13が設けら九ている。
縁膜11が設けられている。前記1層4の一部に対応す
る層間絶縁膜11にはコンタクトホール12が設けられ
、このコンタクトホール12には前記N+層4に接続す
る取出し電極13が設けら九ている。
しかしながら、前述した構造の半導体メモリーIcヨレ
t、j:、デバイスの集積化なされると込う長所を有す
るものの、スイッチングトランジスタのダート長(L)
が容量電極5に対する整合技術によって決定されるため
、ダート長の制御が困難となシ、微細なトランジスタを
有する半導体メモリには不向きである。
t、j:、デバイスの集積化なされると込う長所を有す
るものの、スイッチングトランジスタのダート長(L)
が容量電極5に対する整合技術によって決定されるため
、ダート長の制御が困難となシ、微細なトランジスタを
有する半導体メモリには不向きである。
このよう表ことから、最近、第2図に示すような半導体
メモリが知られている。即ち、この半導体メモリは、ト
ランスファダート電極9′ヲ容量電極5上に延在せずに
、スイッチングトランジスタが島領域3表面のN+l(
ドレイン)14全介して容量電極5に結合される構造と
なっている。なお、かかる構造の場合、N+層4をソー
スと呼ぶ。しかしながら、第2図図示の半導体メモリは
、ダート両端の島領域3にソース、ドレイン4.14が
設けられた構造となっているため、容量が小さいととも
に、ダート長が1.0μm程度まで短縮化された場合、
ショートチャネル効果が大きくなるという欠点金有する
。
メモリが知られている。即ち、この半導体メモリは、ト
ランスファダート電極9′ヲ容量電極5上に延在せずに
、スイッチングトランジスタが島領域3表面のN+l(
ドレイン)14全介して容量電極5に結合される構造と
なっている。なお、かかる構造の場合、N+層4をソー
スと呼ぶ。しかしながら、第2図図示の半導体メモリは
、ダート両端の島領域3にソース、ドレイン4.14が
設けられた構造となっているため、容量が小さいととも
に、ダート長が1.0μm程度まで短縮化された場合、
ショートチャネル効果が大きくなるという欠点金有する
。
一般に、フォトリソグラフィー技術によって決定される
最短ダート・トランジスタの短チヤネル効果を防止する
手段としては、ソース、ドレイン4.14’z形成する
場合に発生する横方向の拡散(即ち、ダート端部よシ内
側に拡散するr層の形成)を防止することが有力である
。
最短ダート・トランジスタの短チヤネル効果を防止する
手段としては、ソース、ドレイン4.14’z形成する
場合に発生する横方向の拡散(即ち、ダート端部よシ内
側に拡散するr層の形成)を防止することが有力である
。
このため、近年においては、イオン注入法等によシ拡散
係数の小さな砒素をn型不純物として用い、0.1−〜
0,3μm0層の浅い接合層を形成する方法が試みられ
ている。しかしながら、こうした方法によれは、浅い接
合層はその比抵抗も高く、トランジスタのソース、ドレ
イン4゜14に直夕II′JJf、抗を形成し、動作上
好ましくない。
係数の小さな砒素をn型不純物として用い、0.1−〜
0,3μm0層の浅い接合層を形成する方法が試みられ
ている。しかしながら、こうした方法によれは、浅い接
合層はその比抵抗も高く、トランジスタのソース、ドレ
イン4゜14に直夕II′JJf、抗を形成し、動作上
好ましくない。
また、接合層は応々にして電極配線としてもルーられる
ので、拡散層は信号を遅延させるので好1しくない。こ
のような観点から、現在の半導体メモリでは総合的な最
適化が行われ、N+層においては例えば接合深さ0.3
μm1比抵抗50Ω/口の値が採用されている。
ので、拡散層は信号を遅延させるので好1しくない。こ
のような観点から、現在の半導体メモリでは総合的な最
適化が行われ、N+層においては例えば接合深さ0.3
μm1比抵抗50Ω/口の値が採用されている。
また、不純物の横方向の拡散の防止ひいてはショートチ
ャネル効果の防止という観点から、図示しないが、トラ
ンスファダート電極の側壁にS i O2膜等の絶縁体
を設けてイオン注入時のマスクとし、横方向の拡散を実
質的に防止しようとする手段が採られている。しかしな
がら、かかる方法によれば、側壁部を十分覆うように拡
散層全深くしなければならないため、ダート長が1,0
μn1程度まで短縮したデバイスではソース、ドレイン
領域間のノ4ンチスルー電圧が低下するという欠点を有
する。更に、接合層が浅く即ち横方向拡散長が短い場合
には、側壁によってチャンネル領域とソース、ドレイン
が分離されるという欠点を有する。
ャネル効果の防止という観点から、図示しないが、トラ
ンスファダート電極の側壁にS i O2膜等の絶縁体
を設けてイオン注入時のマスクとし、横方向の拡散を実
質的に防止しようとする手段が採られている。しかしな
がら、かかる方法によれば、側壁部を十分覆うように拡
散層全深くしなければならないため、ダート長が1,0
μn1程度まで短縮したデバイスではソース、ドレイン
領域間のノ4ンチスルー電圧が低下するという欠点を有
する。更に、接合層が浅く即ち横方向拡散長が短い場合
には、側壁によってチャンネル領域とソース、ドレイン
が分離されるという欠点を有する。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、トランス7
アダート電極9傍の基板部分を低不純物濃度にして短チ
ャンネル効果、ノクンチスルー電圧の低下及びトランス
ファダート電極のダート長の実質的な長さを制御性よく
するとともに、容量電極をトランスファダート電極と自
己整合で形成して容量の増大と高集積化をなしえる半導
体装ft’e−提供することを目的とするものである。
アダート電極9傍の基板部分を低不純物濃度にして短チ
ャンネル効果、ノクンチスルー電圧の低下及びトランス
ファダート電極のダート長の実質的な長さを制御性よく
するとともに、容量電極をトランスファダート電極と自
己整合で形成して容量の増大と高集積化をなしえる半導
体装ft’e−提供することを目的とするものである。
本発明は、第1導電型の半導体基板と、この基板上にダ
ート絶縁膜を介して設けられたトランスファグート電極
と、このダート電極の側壁に形成されたダート絶縁膜よ
シ厚い絶縁膜、前記基板上に絶縁膜を介して設けられる
とともに一部が前記ダート電極上に厚い絶縁♂V介して
設けられた容量電極と、この容量電極と反対側のダート
電極近傍の基板表面に設けられた第2導電壓の低濃度の
第1の不純物層と、前記容量電極と反対側でかつダート
電極から遠ざかる基板表面に前記第1の不純物層と隣接
して設けられた第2導電型の高濃度の記2の不純物層と
を具備することを特徴とし、既述した目的を達成するこ
とを骨子とするものである。
ート絶縁膜を介して設けられたトランスファグート電極
と、このダート電極の側壁に形成されたダート絶縁膜よ
シ厚い絶縁膜、前記基板上に絶縁膜を介して設けられる
とともに一部が前記ダート電極上に厚い絶縁♂V介して
設けられた容量電極と、この容量電極と反対側のダート
電極近傍の基板表面に設けられた第2導電壓の低濃度の
第1の不純物層と、前記容量電極と反対側でかつダート
電極から遠ざかる基板表面に前記第1の不純物層と隣接
して設けられた第2導電型の高濃度の記2の不純物層と
を具備することを特徴とし、既述した目的を達成するこ
とを骨子とするものである。
以下、本発明の一実施例に係るN−チャネル型の半導体
メモリーラ製造工程顔に第3図(、)〜(g)を参照し
て説明する。
メモリーラ製造工程顔に第3図(、)〜(g)を参照し
て説明する。
〔i)まず、例えばP型のSt基板21表面に選択酸化
法によ多素子分離領域22を形成した。
法によ多素子分離領域22を形成した。
なお、この素子分離領域22で囲まれた基板21表面は
、島領域23となる(第3図(、)図示)。
、島領域23となる(第3図(、)図示)。
つづいて、島領域23上の所定部分に熱酸化法、CVD
法等によシ、厚さ200Xのダート絶縁膜24、厚さ3
000Xの不純物を含む多結晶シリコンからなるトラン
スファダート電極25、及び厚さ3000Xの第1の8
102膜26を順次形成した。
法等によシ、厚さ200Xのダート絶縁膜24、厚さ3
000Xの不純物を含む多結晶シリコンからなるトラン
スファダート電極25、及び厚さ3000Xの第1の8
102膜26を順次形成した。
次いで、前記5102膜26′ftマスクとして島領域
23表面にn型禾純物例えば砒素を加速電圧た( gp
、 3図1(h)図示)。更に、全面にCVD法によシ
厚さ約3000Xの陵化Pzsを形成した(第3図(c
)図示)。
23表面にn型禾純物例えば砒素を加速電圧た( gp
、 3図1(h)図示)。更に、全面にCVD法によシ
厚さ約3000Xの陵化Pzsを形成した(第3図(c
)図示)。
〔11〕次に、前記酸化膜゛28をCF 2/H2のガ
ス雰囲気中で反心性イオンエップーング(RIE)によ
り、エツチング除去し、前i11ケ゛−ト酸化N、?4
、)だ(第3図(d)図示)。つづいて、露出する島領
域23上に厚さ100Xの第2の8102胎29を熱酸
化法によシ形成した後、全面に厚さ3000Xの多結晶
シリコン層30 ’i CVD法により形成した(第3
図(、)図示)。次いで、写真蝕刻法によシ、前記多結
晶シリコン層30を選択的にエツチング除去し、一部が
素子分離領域22上に延出するとともに、前記トランス
ファゲート電極25の一部上にも第1のS i O2膜
26及び残存酸化膜28/會介して延出した容量電極3
1を形成した0なお、容量電極31はトランスファゲー
ト電極25に対し自己整合的に形成された。更に、この
容量電極3ノ、第1の5i02膜26及び残存酸化膜2
8′ヲマスクとして島領域22表面に砒素を加速電圧4
0kV、ドーズ量1×10 /′crnでイオン注入し
高濃度で深いN”W層32を形成した・その結果、前記
トランスファダート電極2゛5近傍が浅くかつ低濃度で
、゛その他の領域が深くかつ高濃度のN型の拡散領域3
3全形成した(第a 図(f)図示) 、 更K、全面
にcvD−sio□膜34t−形成した後、前記拡散領
域33の一部に対応するCVD−8i O2膜34、第
2のSiO2膜29全29全開孔ンタクトホール35を
形成した。しかる後前記CVD−S i O2膜34上
にこのコンタクトホール35を介して拡散領域33に接
続する取出し電極36全形成して半導体メモリーを製造
した(第3図(g)図示)。
ス雰囲気中で反心性イオンエップーング(RIE)によ
り、エツチング除去し、前i11ケ゛−ト酸化N、?4
、)だ(第3図(d)図示)。つづいて、露出する島領
域23上に厚さ100Xの第2の8102胎29を熱酸
化法によシ形成した後、全面に厚さ3000Xの多結晶
シリコン層30 ’i CVD法により形成した(第3
図(、)図示)。次いで、写真蝕刻法によシ、前記多結
晶シリコン層30を選択的にエツチング除去し、一部が
素子分離領域22上に延出するとともに、前記トランス
ファゲート電極25の一部上にも第1のS i O2膜
26及び残存酸化膜28/會介して延出した容量電極3
1を形成した0なお、容量電極31はトランスファゲー
ト電極25に対し自己整合的に形成された。更に、この
容量電極3ノ、第1の5i02膜26及び残存酸化膜2
8′ヲマスクとして島領域22表面に砒素を加速電圧4
0kV、ドーズ量1×10 /′crnでイオン注入し
高濃度で深いN”W層32を形成した・その結果、前記
トランスファダート電極2゛5近傍が浅くかつ低濃度で
、゛その他の領域が深くかつ高濃度のN型の拡散領域3
3全形成した(第a 図(f)図示) 、 更K、全面
にcvD−sio□膜34t−形成した後、前記拡散領
域33の一部に対応するCVD−8i O2膜34、第
2のSiO2膜29全29全開孔ンタクトホール35を
形成した。しかる後前記CVD−S i O2膜34上
にこのコンタクトホール35を介して拡散領域33に接
続する取出し電極36全形成して半導体メモリーを製造
した(第3図(g)図示)。
本発明に係る半導体メモリーは、第3図(g)に示す如
く、素子分離領域22で囲まれた81基板21の島領域
23上の所定部分にダート絶縁膜24’fc介り、てト
ランスファダート電極25を設け、島領域23上に容量
電極3ノを一部がトランスファダート電極25上に残存
酸化膜28′、第1の5lO2膜26を介して延在する
ように設け、更に前記容量電極31と反対側のトランス
ファゲート電極25近傍の島領域23表面に浅くかつ低
濃度で、その他の領域が深くかつ高濃度の拡散領域33
を設けた構造となっている。
く、素子分離領域22で囲まれた81基板21の島領域
23上の所定部分にダート絶縁膜24’fc介り、てト
ランスファダート電極25を設け、島領域23上に容量
電極3ノを一部がトランスファダート電極25上に残存
酸化膜28′、第1の5lO2膜26を介して延在する
ように設け、更に前記容量電極31と反対側のトランス
ファゲート電極25近傍の島領域23表面に浅くかつ低
濃度で、その他の領域が深くかつ高濃度の拡散領域33
を設けた構造となっている。
しかして、本発明によれば、容量電極31と反対側のト
ランス7アダート電極25近傍の島領域23表面に、拡
散領域33の一部をなすN型層272が設けられている
ため、短チャンネル効果、ノリチスルー電圧め低÷fす
るとともに、トランスファダート電極25の実質的なゲ
ート長の制御性全良好にできる。
ランス7アダート電極25近傍の島領域23表面に、拡
散領域33の一部をなすN型層272が設けられている
ため、短チャンネル効果、ノリチスルー電圧め低÷fす
るとともに、トランスファダート電極25の実質的なゲ
ート長の制御性全良好にできる。
マタ、トランス7丁ダート電極25をスイッチングトラ
ンジスタの一部とし、容量電極3ノ全容量の一部として
用いるとともに、容量電極31をトランスファダート電
極25に対して自己整合的に形成できるため、容量の増
大化と素子の高集積化が可能となる。
ンジスタの一部とし、容量電極3ノ全容量の一部として
用いるとともに、容量電極31をトランスファダート電
極25に対して自己整合的に形成できるため、容量の増
大化と素子の高集積化が可能となる。
なお、上記実施例では、トランスファダート電極、容量
電極の材料として、多結晶シリコンを用いたが、これに
限らず、Mo # W等の高融点金属あるいは高融点金
属との7リサイド化合物等を用いてもよい。
電極の材料として、多結晶シリコンを用いたが、これに
限らず、Mo # W等の高融点金属あるいは高融点金
属との7リサイド化合物等を用いてもよい。
′また、上記実施例では、ダート絶縁膜、及びSt基板
と容量電極間に設けられた絶縁膜として、S iO2膜
を用いたが、これに限らず、Sl、N4膜、At203
咬、Ta205膜、これらの積層膜及びこれらの混合膜
を用いてもよい。
と容量電極間に設けられた絶縁膜として、S iO2膜
を用いたが、これに限らず、Sl、N4膜、At203
咬、Ta205膜、これらの積層膜及びこれらの混合膜
を用いてもよい。
更に、上記実施例でi1半導体装置として、N−チャネ
ル型の半導体メモリの場合について述べたが、これに限
らず、P−チャネル型の半導体メモリにも同様に適用で
きる〇 〔発明の効果〕 以上詳述した如く、本発明によれば、短チャンネル効果
、パンチスルー電圧の低下及びトランスファダート電:
匣のゲート長を制御できるとともに、容量の増大、高集
積化をなし得る半導体装置を提供できるものである。
ル型の半導体メモリの場合について述べたが、これに限
らず、P−チャネル型の半導体メモリにも同様に適用で
きる〇 〔発明の効果〕 以上詳述した如く、本発明によれば、短チャンネル効果
、パンチスルー電圧の低下及びトランスファダート電:
匣のゲート長を制御できるとともに、容量の増大、高集
積化をなし得る半導体装置を提供できるものである。
第1図及び第2図は従来の半導体メモリーの断面図、第
3図(、)〜(g)は本発明の一実施例に係る半導体メ
モリーラ製造工程順に示す断面図である。 2ノ・・・St基板(半導体基板)、22・・・素子分
離領域、23・・・島領域、24・・・ダート絶縁膜、
25・・・トランスファゲート電極、26.29・・・
S i O2膜、271.272 .32・・・N型層
、28・・・酸化膜、28′・・・残存酸化膜(厚い絶
縁体つ、30・・・多結晶シリコン層、3)・・・容量
電極、33・・・拡散領域、34・・・CVD−810
□膜、35・・・コンタクトホール、36・・・取出し
電極。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 8 第3図
3図(、)〜(g)は本発明の一実施例に係る半導体メ
モリーラ製造工程順に示す断面図である。 2ノ・・・St基板(半導体基板)、22・・・素子分
離領域、23・・・島領域、24・・・ダート絶縁膜、
25・・・トランスファゲート電極、26.29・・・
S i O2膜、271.272 .32・・・N型層
、28・・・酸化膜、28′・・・残存酸化膜(厚い絶
縁体つ、30・・・多結晶シリコン層、3)・・・容量
電極、33・・・拡散領域、34・・・CVD−810
□膜、35・・・コンタクトホール、36・・・取出し
電極。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 8 第3図
Claims (3)
- (1)少なくとも1組のMO8容量とトランジスタを有
する半導体装置において、第1導電型の半導体基板と、
この基板上にダート絶縁膜を介して設けられたトランス
ファダート電極と、ここの容量電極と反対側のダート電
極近傍の基板表面に設けられた第2導電型の低濃度の第
1の不純物層と、前記容量電極と反対側でかつダート電
極から遠ざかる基板表面に前記第1の不純物層と隣接し
て設けられた第2尋電型の高濃度の第2の不純物層とを
具備することを特徴とする半導体装置。 - (2)ダート電極、容量電極の材料として多結晶シリコ
ン、高融点金属あるいは高融点金属とのシリサイド化合
物を用いること’に%徴とする特許請求の範囲第1項記
載の半導体装置。 - (3)厚い絶縁体睦基板と容量電極間に設けら/ゝ れた絶縁膜としてs io2膜、S i 、N4膜、A
t203膜、これらの積層膜及びこれらの混合物膜を用
いること’に%徴とする特許請求の範囲第1項記載の半
導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58152648A JPS6043856A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58152648A JPS6043856A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6043856A true JPS6043856A (ja) | 1985-03-08 |
Family
ID=15545008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58152648A Pending JPS6043856A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6043856A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55102272A (en) * | 1979-01-31 | 1980-08-05 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Method of fabricating mos semiconductor device |
| JPS57107070A (en) * | 1980-12-17 | 1982-07-03 | Ibm | Method of producing high speed and high density mos dynamic ram integrated circuit structure with lightly doped-drain |
| JPS58118141A (ja) * | 1982-01-06 | 1983-07-14 | Hitachi Ltd | 半導体記憶装置 |
-
1983
- 1983-08-22 JP JP58152648A patent/JPS6043856A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| JPS58118141A (ja) * | 1982-01-06 | 1983-07-14 | Hitachi Ltd | 半導体記憶装置 |
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