JPH0471268A - 半導体メモリ装置 - Google Patents
半導体メモリ装置Info
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- JPH0471268A JPH0471268A JP2184637A JP18463790A JPH0471268A JP H0471268 A JPH0471268 A JP H0471268A JP 2184637 A JP2184637 A JP 2184637A JP 18463790 A JP18463790 A JP 18463790A JP H0471268 A JPH0471268 A JP H0471268A
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体メモリ装置、特にスタティック・ラン
ダム・アクセス・メモリ (SRAM)に係わる。
ダム・アクセス・メモリ (SRAM)に係わる。
本発明は、半導体メモリ装置、特にSRAMにおいて、
そのドライバートランジスタとワードトランジスタとが
形成されるp型ウェル領域の、ワードトランジスタの形
成部にウェル領域の表面より内部に入り込んだ位置に注
入イオン濃度の分布のピークが位置するn型不純物のイ
オン注入を行うか、あるいは上述のp型ウェル領域のワ
ードトランジスタのチャンネル形成部の表面にn型不純
物のイオン注入領域を形成してtfyイ’F−電圧V
Ccの最低必要電圧V c c a l nの低減化を
はかる。
そのドライバートランジスタとワードトランジスタとが
形成されるp型ウェル領域の、ワードトランジスタの形
成部にウェル領域の表面より内部に入り込んだ位置に注
入イオン濃度の分布のピークが位置するn型不純物のイ
オン注入を行うか、あるいは上述のp型ウェル領域のワ
ードトランジスタのチャンネル形成部の表面にn型不純
物のイオン注入領域を形成してtfyイ’F−電圧V
Ccの最低必要電圧V c c a l nの低減化を
はかる。
SRAM例えば高抵抗負荷型SRAMは、その1メモリ
セルの回路図を第4図に示すように高抵抗負荷R及びR
2と、ドライバートランジスタQ1 及びQ2とによ
る対のインバータ回路によるフリップフロツブ回路と、
ワードトランジスタQ3 及びQ、によって構成される
。
セルの回路図を第4図に示すように高抵抗負荷R及びR
2と、ドライバートランジスタQ1 及びQ2とによ
る対のインバータ回路によるフリップフロツブ回路と、
ワードトランジスタQ3 及びQ、によって構成される
。
トランジスタQ、−Q、は、絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタ (以下MO3−FBTという)より成り、第
5図に示すように、通常低不純物濃度のn型の半導体基
体(1)に低濃度のp型のウェル領域(2)が選択的に
形成され、これに例えば第6図その路線的平面図を示す
配置をもって形成される。第5図において、(3)は半
導体基体(1)の表面に選択的熱酸化によって形成され
た厚い素子間分離絶縁層いわゆるLOGO3で、(4)
は各トランジスタQ1〜Q4のゲート絶縁層、(5)は
例えば多結晶シリコン半導体層よりなる各ゲート電極を
示す。(6)は主としてゲート電極(5)及び素子間分
離絶縁層(3)をマスクとしてn型の不純物がイオン注
入されたn型のソース/ドレイン領域を示す。
ンジスタ (以下MO3−FBTという)より成り、第
5図に示すように、通常低不純物濃度のn型の半導体基
体(1)に低濃度のp型のウェル領域(2)が選択的に
形成され、これに例えば第6図その路線的平面図を示す
配置をもって形成される。第5図において、(3)は半
導体基体(1)の表面に選択的熱酸化によって形成され
た厚い素子間分離絶縁層いわゆるLOGO3で、(4)
は各トランジスタQ1〜Q4のゲート絶縁層、(5)は
例えば多結晶シリコン半導体層よりなる各ゲート電極を
示す。(6)は主としてゲート電極(5)及び素子間分
離絶縁層(3)をマスクとしてn型の不純物がイオン注
入されたn型のソース/ドレイン領域を示す。
このようなSRAMにおいては、通常そのドライバート
ランジスタQ1 及びC2と、ワードトランジスタQ3
及びQ、は、第5図で説明した半導体基体(1)の共
通のウェル領域(2)に同一工程で形成される。
ランジスタQ1 及びC2と、ワードトランジスタQ3
及びQ、は、第5図で説明した半導体基体(1)の共
通のウェル領域(2)に同一工程で形成される。
このようなSRAMにおいて、その微細化がより進み、
そのドライバートランジスタQ+ 及びC2のゲート長
(チャンネル長)Lが小とされ、ナローチャンネル効果
が大きくなるにつれ、そのしきい値電圧VvMlへの影
響を抑制する上で、p型ウェル領域(2)の濃度を高め
るという方向にある。ところがこの場合ウェル領域(2
)の濃度が高められるとドライバートランジスタQ1
及びC2と同時につくられるワードトランジスタQ、
及びC4についても、そのしきい値電圧V、□が高くな
り、また基体効果も問題となる。
そのドライバートランジスタQ+ 及びC2のゲート長
(チャンネル長)Lが小とされ、ナローチャンネル効果
が大きくなるにつれ、そのしきい値電圧VvMlへの影
響を抑制する上で、p型ウェル領域(2)の濃度を高め
るという方向にある。ところがこの場合ウェル領域(2
)の濃度が高められるとドライバートランジスタQ1
及びC2と同時につくられるワードトランジスタQ、
及びC4についても、そのしきい値電圧V、□が高くな
り、また基体効果も問題となる。
一方、SRAMにおいてその動作電圧V。Cの低減化の
要求が高まり、現在5V程度であるものを、4〜3vへ
と移行させることが望まれている。そこで最小必要動作
電圧V CCa +、の低減化が望まれる。
要求が高まり、現在5V程度であるものを、4〜3vへ
と移行させることが望まれている。そこで最小必要動作
電圧V CCa +、の低減化が望まれる。
このメモリ装置の特性を決める最低必要電圧VCCヮ1
、は次のように決まる。
、は次のように決まる。
VCCsln−Vtllo + Vrl1wモΔVTl
l十α −−−−(1)(ΔV T Mは基板効果に
よるしきい値電圧、αは回路上から来る値。)この式(
1)から明らかなように、基板効果によるΔVT11が
大きいほどV。C5Lh ’I圧は高くなり低電圧動作
を阻害する。
l十α −−−−(1)(ΔV T Mは基板効果に
よるしきい値電圧、αは回路上から来る値。)この式(
1)から明らかなように、基板効果によるΔVT11が
大きいほどV。C5Lh ’I圧は高くなり低電圧動作
を阻害する。
つまり、このSRAMにおけるV。c*1、と微細化は
相客れないものである。
相客れないものである。
注入がなされる。
また、第2の本発明においては、p型ウェル領域(2)
の特にワードトランジスタQ3 及びQ、のチャンネル
形成部すなわちゲート部の表面に浅く不純物のイオン注
入がなされるけ。
の特にワードトランジスタQ3 及びQ、のチャンネル
形成部すなわちゲート部の表面に浅く不純物のイオン注
入がなされるけ。
本発明は、上述した半導体メモリ装置特にSR^)4に
おいてその最低必要動作電圧V。Ca1nの低減化をは
かることを主たる目的とする。
おいてその最低必要動作電圧V。Ca1nの低減化をは
かることを主たる目的とする。
第1の本発明においては、第1図にその一例の要部の断
面図を示すように、第4図及び第5図で説明したSRA
Mを構成するドライバートランジスタQ1 及びC2と
、ワードトランジスタQ3 及びC4とが形成されるp
型ウェル領域(2)の、ワードトランジスタQ3 及び
Q、の形成部に、ウニ、、領域(2)の表面より内部に
入り込んだ位置に注入イオン濃度のピークが位置するよ
うなn型不純物のイオン〔作用〕 上述の第1の発明によれば、ウェル領域(2)の表面か
ら入り込んだ領域にイオン注入の不純物濃度のピークが
存在するようなイオン注入を行うようにしたので、これ
をその後熱処理することによってその注入不純物の活性
化と拡散が行われると、ウェル領域(2)の内部から表
面に亘っての濃度がイオン注入によるn型不純物によっ
てn型不純物が相殺されて、低濃度化されることによっ
て前記(1)式のΔV 7 Hw 及びΔVTNの双方
が減少化されることによって V。Cm1h の低下が
はかられる。
面図を示すように、第4図及び第5図で説明したSRA
Mを構成するドライバートランジスタQ1 及びC2と
、ワードトランジスタQ3 及びC4とが形成されるp
型ウェル領域(2)の、ワードトランジスタQ3 及び
Q、の形成部に、ウニ、、領域(2)の表面より内部に
入り込んだ位置に注入イオン濃度のピークが位置するよ
うなn型不純物のイオン〔作用〕 上述の第1の発明によれば、ウェル領域(2)の表面か
ら入り込んだ領域にイオン注入の不純物濃度のピークが
存在するようなイオン注入を行うようにしたので、これ
をその後熱処理することによってその注入不純物の活性
化と拡散が行われると、ウェル領域(2)の内部から表
面に亘っての濃度がイオン注入によるn型不純物によっ
てn型不純物が相殺されて、低濃度化されることによっ
て前記(1)式のΔV 7 Hw 及びΔVTNの双方
が減少化されることによって V。Cm1h の低下が
はかられる。
また、第2の本発明においてもそのワードトランジスタ
Q、及びQ、が形成されるチャンネル表面の濃度がn型
不純物のイオン注入によって低濃炭化されることが前記
(1)式におけるΔVynw の低減化がはかられこの
場合においてもV。Corp の低下がはかられる。
Q、及びQ、が形成されるチャンネル表面の濃度がn型
不純物のイオン注入によって低濃炭化されることが前記
(1)式におけるΔVynw の低減化がはかられこの
場合においてもV。Corp の低下がはかられる。
第1図に示した本発明装置の一例を、第2図を参照して
その製造方法の一例と共に詳細に説明する。
その製造方法の一例と共に詳細に説明する。
この場合、第2図Aに示すように、低濃度のn型または
p型の半導体基体(1)例えば81基体を設け、その所
定部、すなわちメモリセル形成部にp型のウェル領域(
2)を、不純物の選択的拡散、イオン注入等によって形
成する。そして基体(1)の表面にバブファ層となる比
較的薄い8102等の下地層<11)を介して、低圧C
VD (化学的気相成長)法によって厚さ1000人〜
1500人のSiN等によりなる耐酸化マスク層(12
)を形成し、これの上にCVDによる5iD2等の大な
る厚さ例えは4000人〜5000人のマスク層(13
)を全面的に形成する。
p型の半導体基体(1)例えば81基体を設け、その所
定部、すなわちメモリセル形成部にp型のウェル領域(
2)を、不純物の選択的拡散、イオン注入等によって形
成する。そして基体(1)の表面にバブファ層となる比
較的薄い8102等の下地層<11)を介して、低圧C
VD (化学的気相成長)法によって厚さ1000人〜
1500人のSiN等によりなる耐酸化マスク層(12
)を形成し、これの上にCVDによる5iD2等の大な
る厚さ例えは4000人〜5000人のマスク層(13
)を全面的に形成する。
次に、第2図已に示すように、フォトリソグラフィによ
る選択的RIE”(反応性イオンエツチング)によって
最終的に第3図で説明したドアライバートランジスタQ
l 及びQ2 ワードトランジスタQ3及びQ、の
形成部以外のいわゆるフィールド部上に開口(14)を
形成する。
る選択的RIE”(反応性イオンエツチング)によって
最終的に第3図で説明したドアライバートランジスタQ
l 及びQ2 ワードトランジスタQ3及びQ、の
形成部以外のいわゆるフィールド部上に開口(14)を
形成する。
第2図Cに示すように、表面熱酸化によって比較的厚い
5in2による素子分離絶縁層(3)を形成する。
5in2による素子分離絶縁層(3)を形成する。
その後、主としてマスク層(13)をイオン注入マスク
として全面的にイオン注入を行ってマスク層(13)下
を除いて他部の3102による層間絶縁層(3)すなわ
ちLOCOS部下にp型の不純物例えばB゛をイオン注
入してチャンネルストップ領域のイオン注入領域(14
^)を形成する。
として全面的にイオン注入を行ってマスク層(13)下
を除いて他部の3102による層間絶縁層(3)すなわ
ちLOCOS部下にp型の不純物例えばB゛をイオン注
入してチャンネルストップ領域のイオン注入領域(14
^)を形成する。
つまり、マスク層(13)は、その厚さを、このイオン
注入時においてこれの下のゲート部下においてはイオン
注入がなされることがないように、素子間分離絶縁層(
3)との関係において設定される。
注入時においてこれの下のゲート部下においてはイオン
注入がなされることがないように、素子間分離絶縁層(
3)との関係において設定される。
第2図りに示すように、マスク層(13)、耐酸化マス
ク層(12)、下地層(11)をエツチング除去し、素
子間分離絶縁層(3)の形成部以外、すなわちメモリセ
ル形成部の表面に、熱酸化による犠牲酸化膜(16)を
形成する。次に、図示しないが、素子間分離絶縁層(3
)によって囲まれたメモリセル形成部の、ワードトラン
ジスタQ、及びQ、形成部のみを開口し、他部の特にド
ライバートランジスタQI及びQ2 の形成部をイオン
注入マスクとなる例えばフォトレジストによって覆い、
これと層間分離絶縁層(3)をマスクにn型の不純物例
えばP゛或いはAs” をイオン注入してウェル領域(
2)のワードトランジスタの形成部に限定しない表面側
から所要の距離例えばウェル領域(2)が1μm程度以
上の深さである場合0,1〜0.3μm程度の深さに、
その不純物のピーク位置R1が来るようなイオン注入領
域(15A) を形成する。
ク層(12)、下地層(11)をエツチング除去し、素
子間分離絶縁層(3)の形成部以外、すなわちメモリセ
ル形成部の表面に、熱酸化による犠牲酸化膜(16)を
形成する。次に、図示しないが、素子間分離絶縁層(3
)によって囲まれたメモリセル形成部の、ワードトラン
ジスタQ、及びQ、形成部のみを開口し、他部の特にド
ライバートランジスタQI及びQ2 の形成部をイオン
注入マスクとなる例えばフォトレジストによって覆い、
これと層間分離絶縁層(3)をマスクにn型の不純物例
えばP゛或いはAs” をイオン注入してウェル領域(
2)のワードトランジスタの形成部に限定しない表面側
から所要の距離例えばウェル領域(2)が1μm程度以
上の深さである場合0,1〜0.3μm程度の深さに、
その不純物のピーク位置R1が来るようなイオン注入領
域(15A) を形成する。
その後、上述のイオン注入のマスク層としてのフォトレ
ジストを除去し、第2図已に示すように、軽いエツチン
グいわゆるライトエツチングによって犠牲酸化膜(16
)をエツチング除去する。
ジストを除去し、第2図已に示すように、軽いエツチン
グいわゆるライトエツチングによって犠牲酸化膜(16
)をエツチング除去する。
第2図Fに示すように、素子間分離絶縁層(3)によっ
て囲まれたメモリセル形成部に、熱酸化等によって所要
の厚さのゲート絶縁層(4)を形成する。
て囲まれたメモリセル形成部に、熱酸化等によって所要
の厚さのゲート絶縁層(4)を形成する。
この熱酸化或いは別工程の熱処理によってイオン注入領
域(14A) 及び(15A) の不純物の活性化及
び拡散を行ってそれぞれチャンネルストップ領域(14
)と、ウェル領域(2)のワードトランジスタ形成部内
に、そのp型不純物を一部相殺して低濃度化した領域(
15)を形成する。
域(14A) 及び(15A) の不純物の活性化及
び拡散を行ってそれぞれチャンネルストップ領域(14
)と、ウェル領域(2)のワードトランジスタ形成部内
に、そのp型不純物を一部相殺して低濃度化した領域(
15)を形成する。
その後、ゲート電極を構成する例えば低比抵抗多結晶シ
リコン層を全面的にCVD等によって形成し、フォトリ
ソグラフィによるパターンエツチングを行って所要の短
チャンネル長りを有するゲート電極(5)を形成する。
リコン層を全面的にCVD等によって形成し、フォトリ
ソグラフィによるパターンエツチングを行って所要の短
チャンネル長りを有するゲート電極(5)を形成する。
このゲート電極(5)及び素子間分離絶縁層(3)をイ
オン注入のマスクとしてそれぞれn型の不純物をイオン
注入してそれぞれソースドレイン領域(6)を形成して
目的とする例えば第6図に示したパターンのSRAMメ
モリ装置を構成する。
オン注入のマスクとしてそれぞれn型の不純物をイオン
注入してそれぞれソースドレイン領域(6)を形成して
目的とする例えば第6図に示したパターンのSRAMメ
モリ装置を構成する。
上述した例においては、マスク(13)をイオン注入の
マスクとして、素子間分離絶縁層(3)を貫通してチャ
ンネルストップ領域(14)を形成するイオン注入を行
った場合であるが、通常におけるように素子間分離絶縁
層(3)の通常におけるように素子間分離絶縁層(3)
の形成前にイオン注入によってチャンネルストップ領域
形成のイオン注入を行うという従来一般の方法を採るこ
ともできる。しかしながら、このような従来一般の方法
による場合、チャンネルストップ領域(14)が、素子
間分離絶縁層(3)の形成時の長時間熱酸化によってメ
モリセル形成部に大きく入り込んでトランジスタ特性を
劣化させる場合がある。したがって、第2図で説明した
マスク層(13)を形成し、LOCO5を行って後、こ
のマスク層をマスクとしてチャンネルストップ領域(1
4)を形成するためのイオン注入領域〈14^)のイオ
ン注入作業を行うことがメモリセル形成部内へのチャン
ネルストップ領域(14)の入り込みを小さ(する上で
望ましいものである。
マスクとして、素子間分離絶縁層(3)を貫通してチャ
ンネルストップ領域(14)を形成するイオン注入を行
った場合であるが、通常におけるように素子間分離絶縁
層(3)の通常におけるように素子間分離絶縁層(3)
の形成前にイオン注入によってチャンネルストップ領域
形成のイオン注入を行うという従来一般の方法を採るこ
ともできる。しかしながら、このような従来一般の方法
による場合、チャンネルストップ領域(14)が、素子
間分離絶縁層(3)の形成時の長時間熱酸化によってメ
モリセル形成部に大きく入り込んでトランジスタ特性を
劣化させる場合がある。したがって、第2図で説明した
マスク層(13)を形成し、LOCO5を行って後、こ
のマスク層をマスクとしてチャンネルストップ領域(1
4)を形成するためのイオン注入領域〈14^)のイオ
ン注入作業を行うことがメモリセル形成部内へのチャン
ネルストップ領域(14)の入り込みを小さ(する上で
望ましいものである。
また、第2の本発明によるメモリ装置の一例を第3図を
参照して説明する。
参照して説明する。
この場合においても、第2図と同様の工程を採るものの
、この場合は、ワードトランジスタの形成部に選択的に
、特にその主として表面にイオン注入を行い、その表面
、チャンネル形成部に限定的にn型の不純物の注入によ
ってp型つェル中のp型不純物が相殺されて低濃度化さ
れたすなわち表面濃度が低減化された低不純物濃度領域
(16)を形成する。
、この場合は、ワードトランジスタの形成部に選択的に
、特にその主として表面にイオン注入を行い、その表面
、チャンネル形成部に限定的にn型の不純物の注入によ
ってp型つェル中のp型不純物が相殺されて低濃度化さ
れたすなわち表面濃度が低減化された低不純物濃度領域
(16)を形成する。
このようにして(1)式におけるΔVTIIVの低減化
がはかられたメモリ装置を得る。
がはかられたメモリ装置を得る。
尚第3図において第1図及び第2図と対応する部分には
同一符号を付して重複説明を省略する。
同一符号を付して重複説明を省略する。
上述したように本発明装置によれば、前記(1)式にお
けるΔV7Hw及びΔVTRあるいはΔVfllの低減
化をはかることによってV CC* lイの低減化をは
かることができ、このV CCva l hを3v程度
にも低め得る。つまり、メモリ装置の微細化に伴うショ
ートチャンネル効果による影響を回避すべくp型ウェル
領域の濃度を高めることによるV CCm I 、、の
上昇を低めることができるものである。
けるΔV7Hw及びΔVTRあるいはΔVfllの低減
化をはかることによってV CC* lイの低減化をは
かることができ、このV CCva l hを3v程度
にも低め得る。つまり、メモリ装置の微細化に伴うショ
ートチャンネル効果による影響を回避すべくp型ウェル
領域の濃度を高めることによるV CCm I 、、の
上昇を低めることができるものである。
第1図及び第3図はそれぞれ本発明装置の一例の路線的
拡大断面図、第2図はその製造方法の一例の製造工程図
、第4図はSRAMのメモリセルの回路図、第5図は従
来装置の拡大断面図、第6図はその配置を示す路線的平
面図である。 (1)は半導体基体、(2)はp型ウェル領域、(3)
は素子間分離絶縁層、(4)はゲート絶縁層、(5)は
ゲート電i、(6)はソース/ドレイン領域、(14)
はチャンネルストップ領域、(15)は低濃度不純物領
域である。
拡大断面図、第2図はその製造方法の一例の製造工程図
、第4図はSRAMのメモリセルの回路図、第5図は従
来装置の拡大断面図、第6図はその配置を示す路線的平
面図である。 (1)は半導体基体、(2)はp型ウェル領域、(3)
は素子間分離絶縁層、(4)はゲート絶縁層、(5)は
ゲート電i、(6)はソース/ドレイン領域、(14)
はチャンネルストップ領域、(15)は低濃度不純物領
域である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、スタティック・ランダム・アクセス・メモリを構成
するドライバートランジスタと、ワードトランジスタと
が形成されるp型ウェル領域の、上記ワードトランジス
タの形成部に上記ウェル領域の表面より内部に入り込ん
だ位置に注入不純物イオン濃度分布のピークが位置する
ようにn型不純物のイオン注入がなされたことを特徴と
する半導体メモリ装置。 2、スタティック・ランダム・アクセス・メモリを構成
するドライバートランジスタと、ワードトランジスタと
が形成されるp型ウェル領域の、上記ワードトランジス
タのチャンネル形成部表面にn型不純物のイオン注入が
なされたことを特徴とする半導体メモリ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2184637A JPH0471268A (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | 半導体メモリ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2184637A JPH0471268A (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | 半導体メモリ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0471268A true JPH0471268A (ja) | 1992-03-05 |
Family
ID=16156719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2184637A Pending JPH0471268A (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | 半導体メモリ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0471268A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5473185A (en) * | 1994-02-28 | 1995-12-05 | Motorola, Inc. | Static-random-access memory cell with channel stops having differing doping concentrations |
JP2006013092A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Rohm Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-07-12 JP JP2184637A patent/JPH0471268A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5473185A (en) * | 1994-02-28 | 1995-12-05 | Motorola, Inc. | Static-random-access memory cell with channel stops having differing doping concentrations |
JP2006013092A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Rohm Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
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