JPS61201460A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS61201460A JPS61201460A JP60042196A JP4219685A JPS61201460A JP S61201460 A JPS61201460 A JP S61201460A JP 60042196 A JP60042196 A JP 60042196A JP 4219685 A JP4219685 A JP 4219685A JP S61201460 A JPS61201460 A JP S61201460A
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- Japan
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- semiconductor device
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- metal
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D86/00—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (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】
(産業上の利用分野)
本発明は、半導体装置、特にMIS型半導体装置装構造
に関する0 (従来技術とその問題点) 絶縁体上に設けられた半導体膜に形成したMI8型半導
体装置いわゆる8 0 I (8emiconduct
oron In5alator )構造のMIS型半導
体装置は従来のMI811半導体装置に比較して接合容
量及び配線容量が小さく素子分離が完全かつ簡便である
ことから高速の大規模集積回路(LSI)に適した半導
体装置であるといわれる。例えば電子材料。
に関する0 (従来技術とその問題点) 絶縁体上に設けられた半導体膜に形成したMI8型半導
体装置いわゆる8 0 I (8emiconduct
oron In5alator )構造のMIS型半導
体装置は従来のMI811半導体装置に比較して接合容
量及び配線容量が小さく素子分離が完全かつ簡便である
ことから高速の大規模集積回路(LSI)に適した半導
体装置であるといわれる。例えば電子材料。
1982年1月の54ページから104ページ掲載の中
野元雄、佐々木伸夫による文献@808/CMO8デバ
イス”においては、第3図(alに示した5O8(5i
licon on 8apphlre )構造のC’M
O1lj半導体装置のような構造が示されている。SO
S構造は80I構造の一例であり、これに対応するCM
OBインバータ回路素子の平面図を第3図(b)に示す
口 ここで1はナファイヤ基板、2は激化膜、3はN影領域
、4はP影領域、5はPVソース・ドレイン領域、6は
Nヘソース・ドレイン領域であり。
野元雄、佐々木伸夫による文献@808/CMO8デバ
イス”においては、第3図(alに示した5O8(5i
licon on 8apphlre )構造のC’M
O1lj半導体装置のような構造が示されている。SO
S構造は80I構造の一例であり、これに対応するCM
OBインバータ回路素子の平面図を第3図(b)に示す
口 ここで1はナファイヤ基板、2は激化膜、3はN影領域
、4はP影領域、5はPVソース・ドレイン領域、6は
Nヘソース・ドレイン領域であり。
7はP)多結晶シリコン、8はN〜多結晶シリコン、9
はAI!配線である〇 しかしながら、近年、従来の半導体基板上に形成したM
IS型半導体装置においても微細な素子分離技術が発達
し、SOI構造のMIS型半導体装置と同程度の集積化
が可能となってきた。これに対し最近80I構造のMI
S型半導体装置においてさらに集積度を向上させる構造
が提案されている。第4図(a)(b)はその改善され
たSO8構造のCMO8インバータ回路素子の模式的断
面図と対応する平面図である。ここで1〜9は第3図の
1〜9と同じである。この構造はNMOSトランジスタ
とPMO8)7ンジスタのドレイン同士を接合せしめそ
の上部に少なくとも接合境界が含まれるように開口部を
形成した後At配線を行うことによって、 N>、
p“形いずれのドレイン領域に対してもオーミックな接
続が得られるところに特徴がある。
はAI!配線である〇 しかしながら、近年、従来の半導体基板上に形成したM
IS型半導体装置においても微細な素子分離技術が発達
し、SOI構造のMIS型半導体装置と同程度の集積化
が可能となってきた。これに対し最近80I構造のMI
S型半導体装置においてさらに集積度を向上させる構造
が提案されている。第4図(a)(b)はその改善され
たSO8構造のCMO8インバータ回路素子の模式的断
面図と対応する平面図である。ここで1〜9は第3図の
1〜9と同じである。この構造はNMOSトランジスタ
とPMO8)7ンジスタのドレイン同士を接合せしめそ
の上部に少なくとも接合境界が含まれるように開口部を
形成した後At配線を行うことによって、 N>、
p“形いずれのドレイン領域に対してもオーミックな接
続が得られるところに特徴がある。
この構造によれば従来のSOI構造のMIS型半導体装
置によるインバータ回路素子に比べてさらに集積化する
ことが可能となる。
置によるインバータ回路素子に比べてさらに集積化する
ことが可能となる。
ところが、よシ高遠のLSI’i目指しトランジスタの
縮少化を進めていくと、前記改良盤の80I構造の半導
体装置の場合も集積度に限界が生じてくる。すなわちト
ランジスタの縮小化にともないコンタクト孔の面積を縮
小するとコンタクト孔の抵抗は増大しL8Iの高速化を
妨げる要因となる0従ってコンタクト穴の面積の縮小化
を制限させるを得なくなり、そのため前記改良型のSO
I構造の半導体装置の場合もその集積度はコンタクト孔
の面積に制限されてそれ以上の集積化が不可能となる。
縮少化を進めていくと、前記改良盤の80I構造の半導
体装置の場合も集積度に限界が生じてくる。すなわちト
ランジスタの縮小化にともないコンタクト孔の面積を縮
小するとコンタクト孔の抵抗は増大しL8Iの高速化を
妨げる要因となる0従ってコンタクト穴の面積の縮小化
を制限させるを得なくなり、そのため前記改良型のSO
I構造の半導体装置の場合もその集積度はコンタクト孔
の面積に制限されてそれ以上の集積化が不可能となる。
以上のように、従来の半導体装置は高速・高集積のLS
Iを形成するうえで限界が明らかであり将来的に重大な
問題を有している0 (発明の目的) 本発明は上記問題点を除去し九SOI構造のMIS型半
導体itの構造を提供することを目的とする〇 (発明の構成) 本発明によれば絶縁体上に設けられた半導体膜に形成し
た相補型のMIS型半導体装置において。
Iを形成するうえで限界が明らかであり将来的に重大な
問題を有している0 (発明の目的) 本発明は上記問題点を除去し九SOI構造のMIS型半
導体itの構造を提供することを目的とする〇 (発明の構成) 本発明によれば絶縁体上に設けられた半導体膜に形成し
た相補型のMIS型半導体装置において。
相対する導電型のMIS型トランジスタのドレイン領域
を含むように金属または金属と半導体の化合物の層が形
成され、次いでその上部にゲート電極が接続されること
によって前記相対する導電製のMIS型トランジスタの
ドレイン領域とゲート電極がオーミックに接続されてい
ることを特徴とする半導体装置が得られる。
を含むように金属または金属と半導体の化合物の層が形
成され、次いでその上部にゲート電極が接続されること
によって前記相対する導電製のMIS型トランジスタの
ドレイン領域とゲート電極がオーミックに接続されてい
ることを特徴とする半導体装置が得られる。
(実施例)
まず、本発明による80I構造のMIS型半導体装置の
実施例を説明する。
実施例を説明する。
第1図(a)(b)はそれぞれ本発明によるMIS型半
導体装置の一実施例として本構造によシ形成したインバ
ータ回路素子の模式的断面図と平面図である0図中、3
〜6は第3図の3〜6と同じであシ。
導体装置の一実施例として本構造によシ形成したインバ
ータ回路素子の模式的断面図と平面図である0図中、3
〜6は第3図の3〜6と同じであシ。
lOは絶縁基板、11は絶縁膜、12はp>半纏体膜、
13はNV半導体膜、14は金属または金属と半導体の
化合物による膜、15は配線である0本構造によればイ
ンバータ回路素子の出力に対応する相対する導電型のM
IS製)ランジスタのソース及びドレイン拡散層は金属
または金属と半導体の化合物による膜を介して次段のイ
ンバータ回路素子のゲートになるPltたN〜半導体膜
とオーミックな接続がとれている。従って本発明の構造
は従来構造のインバータ回路素子に比べてゲートにコン
タクト孔を開ける必要がないので集積度が向上し、また
コンタクト孔が減少したことからそのコンタクトの抵抗
分だけ低抵抗化することができ、さらにゲートによる配
線層と2−ス及びドレイン層に接続した配線層は別の層
に形成されるために配線の自由度が増すなどすぐれた特
性をもち、高速、高集積のLSIに適した構造である。
13はNV半導体膜、14は金属または金属と半導体の
化合物による膜、15は配線である0本構造によればイ
ンバータ回路素子の出力に対応する相対する導電型のM
IS製)ランジスタのソース及びドレイン拡散層は金属
または金属と半導体の化合物による膜を介して次段のイ
ンバータ回路素子のゲートになるPltたN〜半導体膜
とオーミックな接続がとれている。従って本発明の構造
は従来構造のインバータ回路素子に比べてゲートにコン
タクト孔を開ける必要がないので集積度が向上し、また
コンタクト孔が減少したことからそのコンタクトの抵抗
分だけ低抵抗化することができ、さらにゲートによる配
線層と2−ス及びドレイン層に接続した配線層は別の層
に形成されるために配線の自由度が増すなどすぐれた特
性をもち、高速、高集積のLSIに適した構造である。
次に本発明による構造を実現するための製造工程につい
て実施例に基づき説明する。
て実施例に基づき説明する。
第2図(a)〜(d)は特に本構造によるSOS構造の
N4及びP+#結晶シリコンゲートのCMOSインバー
タ回路素子の製造主要工程を示した模式的断面図である
。図中1. 3〜9は第1図の1,3〜9と同じであり
、16はゲート酸化膜、17はチタンシリサイド膜、1
8は層間酸化膜である0まずサファイヤ基板1の上に厚
さ0.5μmのシリコン島を形成し、次に熱酸化してゲ
ート酸化膜16厚さ400Xに形成し、さらに不純物の
イオン注入によりてN影領域3、P影領域4を形成する
。〔第2図(a)〕 次にシリコン島のN影領域3とP影領域4の境界部分の
ゲート酸化膜4をパターンユングして下地のシリコン膜
が露出するように開口部を設け、露出したシリコン膜の
上部をチタンシリサイド化する。(第2図(b))ここ
でチタンシリサイドは次のような工程で形成される。ま
ずゲート酸化膜4に開口部を設けた試料全面にチタン膜
をスパッタリング法により厚さ400X形成した後水素
雰囲気中で600℃、20分アニールする。このとき開
口部のシリコンが露出した部分のみがチタンシリサイド
化する0次にこの試料をf((J : )I、O,:
H,0=l:l:4混合溶液によシ煮沸洗浄10分、及
び純水洗浄10分処理した後窒素雰囲気中800℃30
分アニールする。ここで酸洗浄を行うことによりチタン
膜がはくりされ、第2図σバb)のように開口部のみチ
タンシリサイドが残る。
N4及びP+#結晶シリコンゲートのCMOSインバー
タ回路素子の製造主要工程を示した模式的断面図である
。図中1. 3〜9は第1図の1,3〜9と同じであり
、16はゲート酸化膜、17はチタンシリサイド膜、1
8は層間酸化膜である0まずサファイヤ基板1の上に厚
さ0.5μmのシリコン島を形成し、次に熱酸化してゲ
ート酸化膜16厚さ400Xに形成し、さらに不純物の
イオン注入によりてN影領域3、P影領域4を形成する
。〔第2図(a)〕 次にシリコン島のN影領域3とP影領域4の境界部分の
ゲート酸化膜4をパターンユングして下地のシリコン膜
が露出するように開口部を設け、露出したシリコン膜の
上部をチタンシリサイド化する。(第2図(b))ここ
でチタンシリサイドは次のような工程で形成される。ま
ずゲート酸化膜4に開口部を設けた試料全面にチタン膜
をスパッタリング法により厚さ400X形成した後水素
雰囲気中で600℃、20分アニールする。このとき開
口部のシリコンが露出した部分のみがチタンシリサイド
化する0次にこの試料をf((J : )I、O,:
H,0=l:l:4混合溶液によシ煮沸洗浄10分、及
び純水洗浄10分処理した後窒素雰囲気中800℃30
分アニールする。ここで酸洗浄を行うことによりチタン
膜がはくりされ、第2図σバb)のように開口部のみチ
タンシリサイドが残る。
次に(b)の状態の試料に多結晶シリコンto、5μm
CVD法によ)形成しゲート及び配線領域をパターンユ
ングした後、不純物のイオン注入によシ自己整合的にp
%ソース・ドレイン領域5.N”@ソース・ドレイン領
域6、P+3#多結晶シリコン7゜N1多結晶シリコン
8を形成する(第2図tc> )。
CVD法によ)形成しゲート及び配線領域をパターンユ
ングした後、不純物のイオン注入によシ自己整合的にp
%ソース・ドレイン領域5.N”@ソース・ドレイン領
域6、P+3#多結晶シリコン7゜N1多結晶シリコン
8を形成する(第2図tc> )。
ここで開口部の上部のN”lb、 p形多結晶シリコ
ンは開口部のサイズよシ小さく形成しなければならない
0こうすることによシ開ロ部のチタンシリサイド14と
す形ソース・ドレイン領域5N1ソース・ドレイン領域
6との間の接続がとれる。この結果、Pl及びN〜ソー
ス・ドレイン領域5,6とN〜及びP1多結晶シリコン
7.8とのオーミックな接続がチタンシリサイド14f
t介してとることができる。
ンは開口部のサイズよシ小さく形成しなければならない
0こうすることによシ開ロ部のチタンシリサイド14と
す形ソース・ドレイン領域5N1ソース・ドレイン領域
6との間の接続がとれる。この結果、Pl及びN〜ソー
ス・ドレイン領域5,6とN〜及びP1多結晶シリコン
7.8とのオーミックな接続がチタンシリサイド14f
t介してとることができる。
次に(C)の状態の試料に層間絶縁膜全0.5μmCV
D法によシ形成しコンタクト孔をパターンユングした後
、Al配線9を形成する◎(第2図(d))以上が本発
明の構造を実現するための製造工程の一実施例である◎
尚本実施例では相対する導電型の半導体の間のオーミッ
クな接続をとる方法としてチタンシリサイドの膜を用い
たが、これは他の金属シリサイドまた金属でも可能であ
る0以上、SOS構造のCMOSインバータ回路素子を
例に製造工程を説明したが、一般的なMID構造のイン
バータ回路素子に適用できることが明らかである。また
本発明の構造は単−導電凰の半導体ゲートや金属ゲート
の相補型MIS型半導体装置にも適用でき、さらにイン
バータ回路素子に限らず他の回路素子5の適用も可能で
ある。
D法によシ形成しコンタクト孔をパターンユングした後
、Al配線9を形成する◎(第2図(d))以上が本発
明の構造を実現するための製造工程の一実施例である◎
尚本実施例では相対する導電型の半導体の間のオーミッ
クな接続をとる方法としてチタンシリサイドの膜を用い
たが、これは他の金属シリサイドまた金属でも可能であ
る0以上、SOS構造のCMOSインバータ回路素子を
例に製造工程を説明したが、一般的なMID構造のイン
バータ回路素子に適用できることが明らかである。また
本発明の構造は単−導電凰の半導体ゲートや金属ゲート
の相補型MIS型半導体装置にも適用でき、さらにイン
バータ回路素子に限らず他の回路素子5の適用も可能で
ある。
(発明の効果)
本発明によれば、従来のMIS型半導体装置の構造に比
較して、コンタクト孔が少ないために集積度が高く、低
抵抗化が可能であり、また配線の自由度が増すなどすぐ
れた特性をもつ半導体装置が得られる。
較して、コンタクト孔が少ないために集積度が高く、低
抵抗化が可能であり、また配線の自由度が増すなどすぐ
れた特性をもつ半導体装置が得られる。
第1図(a)(b)はそれぞれ本発明による半導体装置
の基本的な一実施例として本構造により形成したインバ
ータ回路素子の模式的断面図と平面図。 第2図(a)〜f、f)は本発明の半導体装置?実現す
るための製造工程の実施例を示した模式的断面図、第3
図tal、 (blはそれぞれ従来のSO′X構造のM
I8塁半導体装置の模式的断面図と平面図。 第4図(al、(b)はそれぞれ改良型の従来の80I
構造のMIS型半導体装置の模式的断面図と平面図であ
る。 l・・・サファイヤ基板、2・・・酸化膜、3・・・N
影領域、4・・・P影領域、5・・・P1形ソース・ド
レイン領域、6・・・1形ソース・ドレイン領域、7−
・・r形多晶シリコン、8・・・N゛形多結晶シリコン
、9・・・AI!配線、10・・・絶縁基板、11・・
・絶縁膜、12・・・P4形半導体膜、13・・・N1
杉半導体膜、14・・・金属または金属と半導体の化合
物の膜、15・・・配線。 16・・・ゲート酸化膜、17・・・チタンシリサイド
膜、18・・・層間酸化膜口 (ば人ど山内 i(コ(1: 第1図 4−N’彰ソー人・トーレイン々會鐸k /7−
−−干フン’/’I’ワ”イド膿Ia−−一層間―祇化
膿 ¥3図 1−−−−リ゛フフイヤ差1反 乙 −N”M’
、”ノース・ドレイン@賊2−−−6費化Fllj
’7−Fη話号FF1晶シリコン3−−−
N 形@ K 8−= N ’W3−yy#
g晶シリコン4−−−1’ πシ41陶tli
9 −−・A1@i二牙肩(5−F’fi/−
ス−)1d、4I費に5A 4 図
の基本的な一実施例として本構造により形成したインバ
ータ回路素子の模式的断面図と平面図。 第2図(a)〜f、f)は本発明の半導体装置?実現す
るための製造工程の実施例を示した模式的断面図、第3
図tal、 (blはそれぞれ従来のSO′X構造のM
I8塁半導体装置の模式的断面図と平面図。 第4図(al、(b)はそれぞれ改良型の従来の80I
構造のMIS型半導体装置の模式的断面図と平面図であ
る。 l・・・サファイヤ基板、2・・・酸化膜、3・・・N
影領域、4・・・P影領域、5・・・P1形ソース・ド
レイン領域、6・・・1形ソース・ドレイン領域、7−
・・r形多晶シリコン、8・・・N゛形多結晶シリコン
、9・・・AI!配線、10・・・絶縁基板、11・・
・絶縁膜、12・・・P4形半導体膜、13・・・N1
杉半導体膜、14・・・金属または金属と半導体の化合
物の膜、15・・・配線。 16・・・ゲート酸化膜、17・・・チタンシリサイド
膜、18・・・層間酸化膜口 (ば人ど山内 i(コ(1: 第1図 4−N’彰ソー人・トーレイン々會鐸k /7−
−−干フン’/’I’ワ”イド膿Ia−−一層間―祇化
膿 ¥3図 1−−−−リ゛フフイヤ差1反 乙 −N”M’
、”ノース・ドレイン@賊2−−−6費化Fllj
’7−Fη話号FF1晶シリコン3−−−
N 形@ K 8−= N ’W3−yy#
g晶シリコン4−−−1’ πシ41陶tli
9 −−・A1@i二牙肩(5−F’fi/−
ス−)1d、4I費に5A 4 図
Claims (1)
- 絶縁体上に設けられた半導体膜に形成した相補型のMI
S型半導体装置において、相対する導電型のMIS型ト
ランジスタのドレイン領域を含むように金属または金属
と半導体の化合物の層が形成され、次いでその上部にゲ
ートが接続されることによって前記相対する導電型のM
IS型トランジスタのドレイン領域とゲートがオーミッ
クに接続されていることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60042196A JPH0626244B2 (ja) | 1985-03-04 | 1985-03-04 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60042196A JPH0626244B2 (ja) | 1985-03-04 | 1985-03-04 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61201460A true JPS61201460A (ja) | 1986-09-06 |
| JPH0626244B2 JPH0626244B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=12629251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60042196A Expired - Lifetime JPH0626244B2 (ja) | 1985-03-04 | 1985-03-04 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626244B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63137467A (ja) * | 1986-11-29 | 1988-06-09 | Sony Corp | 半導体集積回路装置 |
| JPS6453576A (en) * | 1987-08-25 | 1989-03-01 | Ricoh Kk | Semiconductor device |
| JPH04206971A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-28 | Sharp Corp | 薄膜半導体装置 |
| US5374494A (en) * | 1991-03-13 | 1994-12-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophotographic photosensitive member, electrophotographic apparatus, device unit, and facsimile machine employing the same |
| JPH11289018A (ja) * | 1997-12-31 | 1999-10-19 | Samsung Electronics Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| US7326959B2 (en) | 2004-05-24 | 2008-02-05 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Thin film transistor with common contact hole and fabrication method thereof |
| US7952097B2 (en) | 1993-02-15 | 2011-05-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of fabricating the same |
-
1985
- 1985-03-04 JP JP60042196A patent/JPH0626244B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63137467A (ja) * | 1986-11-29 | 1988-06-09 | Sony Corp | 半導体集積回路装置 |
| JPS6453576A (en) * | 1987-08-25 | 1989-03-01 | Ricoh Kk | Semiconductor device |
| JPH04206971A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-28 | Sharp Corp | 薄膜半導体装置 |
| US5374494A (en) * | 1991-03-13 | 1994-12-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophotographic photosensitive member, electrophotographic apparatus, device unit, and facsimile machine employing the same |
| US7952097B2 (en) | 1993-02-15 | 2011-05-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of fabricating the same |
| JPH11289018A (ja) * | 1997-12-31 | 1999-10-19 | Samsung Electronics Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| US7326959B2 (en) | 2004-05-24 | 2008-02-05 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Thin film transistor with common contact hole and fabrication method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0626244B2 (ja) | 1994-04-06 |
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