JPH10189960A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH10189960A
JPH10189960A JP34964596A JP34964596A JPH10189960A JP H10189960 A JPH10189960 A JP H10189960A JP 34964596 A JP34964596 A JP 34964596A JP 34964596 A JP34964596 A JP 34964596A JP H10189960 A JPH10189960 A JP H10189960A
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well region
oxide film
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exposed
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JP34964596A
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English (en)
Inventor
Yosuke Hagiwara
洋右 萩原
Kazuyuki Tomii
和志 富井
Yoshiyuki Sugiura
義幸 杉浦
Hideo Nagahama
英雄 長浜
Shiyouyuu Kamakura
將有 鎌倉
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定してソース−ドレイン間耐圧を得ること
のできる半導体装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 p型ウェル領域3の表面に露出するよう
にp型ウェル領域3内にLOCOS酸化膜10が離間し
て形成され、2つのLOCOS酸化膜10をマスクとし
てp+型不純物領域11をp型ウェル領域3内に形成す
る。また、p型ウェル領域3上には酸化膜6を介して絶
縁ゲート7が形成され、LOCOS酸化膜10及び絶縁
ゲート7をマスクとして、イオン注入することにより、
p型ウェル領域3内に離間して、n+型ドレイン領域4
及びn+型ソース領域5を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関するものであり、特に、NMOSトラン
ジスタに関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来例に係るNMOSトランジ
スタを示す略断面図である。従来のNMOSトランジス
タは、p型半導体基板1と、p型半導体基板1上に形成
されたn型エピタキシャル層2とを有する。また、n型
エピタキシャル層2の表面に露出するようにn型エピタ
キシャル層2内にはp型ウェル領域3が形成され、p型
ウェル領域3の表面に露出するようにp型ウェル領域3
内に離間してn+型ドレイン領域4とn+型ソース領域
5が形成されている。
【0003】また、n+型ドレイン領域4とn+型ソー
ス領域5との間に介在するp型ウェル領域3上には、酸
化膜6を介してポリシリコン等から成る絶縁ゲート7が
形成され、絶縁ゲート7と電気的に接続されるようにア
ルミニウム(Al)等から成るゲート電極(図示せず)
が形成されている。
【0004】また、n+型ドレイン領域4と電気的に接
続されるようにアルミニウム(Al)等から成るドレイ
ン電極8が形成され、n+型ソース領域5と電気的に接
続されるようにアルミニウム(Al)等から成るソース
電極9が形成されている。そして、n+型ドレイン領域
4,n+型ソース領域5及び絶縁ゲート7によりNMO
Sトランジスタを構成している。
【0005】また、隣接するNMOSトランジスタ間に
介在するp型ウェル領域3の表面に露出するようにp型
ウェル領域3内に、LOCOS酸化膜10が形成され、
LOCOS酸化膜10の下部のp型ウェル領域3内に
は、チャネルストッパーとしてのp+型不純物領域11
が形成されている。
【0006】以下、従来例に係るNMOSトランジスタ
の製造工程について図面に基づき説明する。図5は、従
来例に係るNMOSトランジスタの製造工程の前段を示
す略断面図であり、図6は、従来例に係るNMOSトラ
ンジスタの製造工程の後段を示す略断面図である。先
ず、半導体基板1上にn型エピタキシャル層2を形成
し、n型エピタキシャル層2上に熱酸化等により酸化膜
12を形成し(図5(a))、フォトリソグラフィ技術
及びエッチング技術を用いて所定形状にパターニングし
て、開口部12aを形成する。
【0007】続いて、開口部12aが形成された酸化膜
12をマスクとして、n型エピタキシャル層2内にボロ
ン(B)等のp型不純物をイオン注入し、酸化,ドライ
ブ行程によりp型ウェル領域3を形成する(図5
(b))。なお、この時の酸化により開口部12aに酸
化膜12が埋め込み形成される。
【0008】次に、酸化膜12上にフォトレジストを塗
布し、露光,現像を行うことにより所定形状にパターニ
ングし、パターニングされたフォトレジストをマスク
(このマスクを以降、PBマスク17と呼ぶ)として、
酸化膜12のエッチングを行うことにより開口部12b
を形成し、開口部12bからボロン(B)等のp型不純
物をイオン注入し(図5(c))、プラズマアッシング
等によりPBマスク17を除去し、エッチングにより酸
化膜12を除去する。なお、このp型不純物がイオン注
入された領域は、後行程の熱行程によりp+型不純物領
域11となる。
【0009】次に、熱酸化等によりp型ウェル領域3が
表面近傍に形成されて成るn型エピタキシャル層2上に
酸化膜13を形成し、酸化膜13上にシラン(Si
4)とアンモニア(NH3)を原料ガスとして減圧CV
D法によりシリコン窒化膜14を形成し、所定形状にパ
ターニングされたフォトレジスト(図示せず)をマスク
(このマスクを以降、ODマスクと呼ぶ)として、シリ
コン窒化膜14のドライエッチングを行うことにより、
シリコン窒化膜14を選択的に除去して開口部14aを
形成する。
【0010】次に、開口部14aが形成されたシリコン
窒化膜14をマスクとしてLOCOS(Locol Oxidati
on of Silicon)酸化を行うことによりLOCOS酸
化膜10を形成し(図5(d))、エッチングによりシ
リコン窒化膜14を除去する。なお、この熱工程によ
り、図5(c)でイオン注入された領域は拡散し、チャ
ネルストッパーとしてのp+型不純物領域11となる。
【0011】次に、酸化膜13をエッチングにより除去
した後、ドライ酸化等により酸化膜6(この酸化膜はゲ
ート酸化膜と成る)を形成し、酸化膜6及びLOCOS
酸化膜10上に減圧CVD法を用いてポリシリコンをデ
ポし、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用
いて選択的にポリシリコンを除去して、ポリシリコンか
ら成る絶縁ゲート7を形成する(図5(e))。
【0012】次に、酸化膜6,絶縁ゲート7及びLOC
OS酸化膜10上にフォトレジスト16を塗布し、露
光,現像を行うことにより所定形状にパターニングし、
パターニングされたフォトレジスト16をマスクとして
リン(P)等のn型不純物をイオン注入し(図5
(f))、拡散を行ってn+型ドレイン領域4及びn+
型ソース領域5を形成する(図6(a))。
【0013】次に、n型エピタキシャル層2の絶縁ゲー
ト7を形成した面側全面に、層間絶縁膜としてのNSG
/BPSG等の酸化膜6を形成し(図6(b))、n+
型ドレイン領域4,n+型ソース領域5及び絶縁ゲート
7とコンタクトをとるためにn+型ドレイン領域4,n
+型ソース領域5及び絶縁ゲート7上の所望の箇所の酸
化膜6をエッチングにより除去して開口部6aを形成す
る(図6(c))。
【0014】次に、開口部6aを埋め込むように、アル
ミニウム等から成るドレイン電極8,ソース電極9及び
ゲート電極(図示せず)を形成し(図6(d))、最後
に、n型エピタキシャル層2の絶縁ゲート7を形成した
面側全面に常圧CVD法によりNSG/PSG等のパッ
シベーション膜(図示せず)を形成して、NMOSトラ
ンジスタを構成する。
【0015】なお、ドレイン電極8,ソース電極9及び
ゲート電極の形成方法の一例としては、アルミニウム
(Al)をターゲットに用いてスパッタリングを行うこ
とによりアルミニウム層を形成し、フォトリソグラフィ
技術及びエッチング技術を用いて所定形状にパターニン
グすることにより形成する方法がある。
【0016】従来のNMOSトランジスタでは、ゲート
電極に閾値以上の電圧が印加されると絶縁ゲート7下の
チャネル領域表面にチャネルが形成されて、n+型ドレ
イン領域4とn+型ソース領域5との間に電流が流れ
る。
【0017】また、p型ウェル領域3内には、複数のN
MOSトランジスタが形成されており、一方のNMOS
トランジスタのn+型ソース領域5と、隣接するNMO
Sトランジスタのn+型ドレイン領域4との間で寄生M
OSトランジスタを構成している。
【0018】この寄生MOSトランジスタは、LOCO
S酸化膜10上の正の電位を持つ配線によってLOCO
S酸化膜10下のp+型不純物領域11がn型に反転し
て通電状態になり、隣接するNMOSトランジスタ間で
リーク電流が流れる。
【0019】従って、LOCOS酸化膜10下でのp+
型不純物領域11の濃度を濃くして、つまり、チャネル
ストッパーを形成して寄生MOSトランジスタがONし
ないようにする必要がある。
【0020】NMOSトランジスタのソース−ドレイン
間耐圧を決める主な要因は、p+型不純物領域11とn
+型ドレイン領域4との間の距離である。
【0021】つまり、ドレイン電極8に電圧を印加する
とn+型ドレイン領域4からp+型不純物領域11に空
乏層が伸び、n+型ドレイン領域4とp+型不純物領域
11との間でブレイクダウンがおこり、その時の電圧が
ソース−ドレイン間耐圧となる。
【0022】従って、p+型不純物領域11とn+型ド
レイン領域4との間の距離は広い方が高い耐圧を安定し
て得ることができる。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のNM
OSトランジスタにおいては、p+型不純物領域11と
n+型ドレイン領域4との間の距離を広くして素子を設
計すると、素子サイズが大きくなりコスト高となるた
め、なるべく狭く設計される。
【0024】従来のNMOSトランジスタの場合、p+
型不純物領域11とn+型ドレイン領域4との間の距離
は、p+型不純物領域11はPBマスク17、n+型ド
レイン領域4はODマスクで形成されるLOCOS酸化
膜10端というように、2枚のマスクで決まる。
【0025】つまり、2枚のマスクの合わせ精度、p+
型不純物領域11を形成するためのエッチング精度等に
よりp+型不純物領域11とn+型ドレイン領域4との
間の距離は決まり、p+型不純物領域11とn+型ドレ
イン領域4との間の距離で決まるソース−ドレイン間耐
圧を安定して得るのは難しかった。
【0026】本発明は、上記の点に鑑みて成されたもの
であり、その目的とするところは、安定してソース−ド
レイン間耐圧を得ることのできる半導体装置及びその製
造方法を提供することにある。
【0027】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
第一導電型の半導体基板と、該半導体基板の一主表面上
に形成された第二導電型のエピタキシャル層と、該エピ
タキシャル層の表面に露出するように前記エピタキシャ
ル層内に形成された第一導電型のウェル領域と、該ウェ
ル領域の表面に露出するように前記ウェル領域内に離間
して形成された高濃度第二導電型のドレイン領域及び高
濃度第二導電型のソース領域と、該ドレイン領域と該ソ
ース領域との間に介在する前記ウェル領域上に酸化膜を
介して形成された絶縁ゲートと、前記ドレイン領域,前
記ソース領域及び前記絶縁ゲートから成るMOSトラン
ジスタの前記ドレイン領域と隣接する他の前記MOSト
ランジスタの前記ソース領域との間に介在する前記ウェ
ル領域の表面に露出するように前記ウェル領域内に形成
されたLOCOS酸化膜と、前記LOCOS酸化膜の下
部の前記ウェル領域内に形成された高濃度第一導電型の
不純物領域とを有して成る半導体装置において、前記L
OCOS酸化膜を前記ウェル領域表面において2つに分
割し、分割された前記LOCOS酸化膜間の前記ウェル
領域の表面に露出するように前記ウェル領域内に前記不
純物領域を形成したことを特徴とするものである。
【0028】請求項2記載の発明は、第一導電型の半導
体基板上に第二導電型のエピタキシャル層を形成し、該
エピタキシャル層の表面に露出するように前記エピタキ
シャル層内に第一導電型のウェル領域を形成し、該ウェ
ル領域の表面に露出するように前記ウェル領域内に2つ
のLOCOS酸化膜を離間して形成し、該LOCOS酸
化膜をマスクとして、前記LOCOS酸化膜間に介在す
る前記ウェル領域の表面に露出するように前記ウェル領
域内に高濃度第一導電型の不純物領域を形成し、前記エ
ピタキシャル層上に酸化膜を介して絶縁ゲートを形成
し、前記不純物領域上にレジストマスクを形成して、前
記LOCOS酸化膜及び前記絶縁ゲートをマスクとして
前記ウェル領域の表面に露出するように前記ウェル領域
内に離間して高濃度第二導電型のドレイン領域及び高濃
度第二導電型のソース領域を形成したことを特徴とする
ものである。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面に基づき説明する。なお、本実施形態において
は、第一導電型をp型、第二導電型をn型として説明す
るが、これに限定される必要はなく、第一導電型をn
型、第二導電型をp型としてもよい。また、本実施形態
に係るNMOSトランジスタの基本構成は、従来例とし
て図4に示すNMOSトランジスタと同様であるので、
同一箇所には同一符号を付して説明を省略する。図1
は、本発明の一実施形態に係るNMOSトランジスタを
示す略断面図である。本実施形態に係るNMOSトラン
ジスタは、従来例として図4に示すNMOSトランジス
タにおいて、隣接するNMOSトランジスタ間にLOC
OS酸化膜10を2つ形成し、2つのLOCOS酸化膜
10間に介在するp型ウェル領域3の表面に露出するよ
うにp型ウェル領域3内にp+型不純物領域11を形成
した構成である。
【0030】以下、本実施形態に係るNMOSトランジ
スタの製造工程について図面に基づき説明する。図2
は、本実施形態に係るNMOSトランジスタの製造工程
の前段を示す略断面図であり、図3は、本実施形態に係
るNMOSトランジスタの製造工程の後段を示す略断面
図である。なお、本実施形態に係るNMOSトランジス
タの図2(b)までの製造工程は、従来例として示す図
5(b)までの製造工程と同様であるので、ここでは説
明を省略し、図2(c)の工程から説明する。
【0031】エッチングにより酸化膜12を除去した
後、熱酸化等によりp型ウェル領域3が表面近傍に形成
されて成るn型エピタキシャル層2上に酸化膜13を形
成し、酸化膜13上にシラン(SiH4)とアンモニア
(NH3)を原料ガスとして減圧CVD法によりシリコ
ン窒化膜14を形成し、所定形状にパターニングされた
フォトレジスト(図示せず)をマスク(このマスクを以
降、ODマスクと呼ぶ)として、シリコン窒化膜14の
ドライエッチングを行うことにより、シリコン窒化膜1
4を選択的に除去して開口部14aを形成する。なお、
このとき、ODマスクは、n+型ドレイン領域4,n+
型ソース領域5,絶縁ゲート7及びp+型不純物領域1
1を形成する領域にのみ形成される。
【0032】次に、開口部14aが形成されたシリコン
窒化膜14をマスクとしてLOCOS酸化を行うことに
よりLOCOS酸化膜10を形成し(図2(c))、エ
ッチングによりシリコン窒化膜14を除去する。
【0033】次に、酸化膜13及びLOCOS酸化膜1
0上にフォトレジスト15を塗布し、露光,現像を行う
ことにより開口部15aを形成する。なお、このとき、
開口部15aはp+型不純物領域11を形成する領域に
のみ形成される。
【0034】次に、開口部15aが形成されたフォトレ
ジスト15をマスクとして、ボロン(B)等のp型不純
物をイオン注入し(図2(d))、プラズマアッシング
等によりフォトレジスト15を除去し、アニールを行っ
てイオンを活性化させることによりp+型不純物領域1
1を形成する。
【0035】なお、図2(e)〜図3(d)までの製造
工程は、従来例として示す図5(e)〜図6(d)まで
の製造工程と同様であるのでここでは説明を省略する。
【0036】従って、本実施形態においては、LOCO
S酸化膜10の膜厚が厚いため、p+型不純物領域11
形成のためのイオン注入では、p型不純物がLOCOS
酸化膜10を貫通せず、LOCOS酸化膜10端がp+
型不純物領域11形成領域となる。
【0037】また、n+型ドレイン領域4及びn+型ソ
ース領域5もLOCOS酸化膜10端で決まるので、p
+型不純物領域11とn+型ドレイン領域4との間の距
離は、ODマスク1枚で決まることになるため、精度良
くp+型不純物領域11とn+型ドレイン領域4との間
の距離を制御することができ、ソース−ドレイン間耐圧
を安定して得ることができる。
【0038】
【発明の効果】請求項1記載の発明は、第一導電型の半
導体基板と、半導体基板の一主表面上に形成された第二
導電型のエピタキシャル層と、エピタキシャル層の表面
に露出するようにエピタキシャル層内に形成された第一
導電型のウェル領域と、ウェル領域の表面に露出するよ
うにウェル領域内に離間して形成された高濃度第二導電
型のドレイン領域及び高濃度第二導電型のソース領域
と、ドレイン領域とソース領域との間に介在するウェル
領域上に酸化膜を介して形成された絶縁ゲートと、ドレ
イン領域,ソース領域及び絶縁ゲートから成るMOSト
ランジスタのドレイン領域と隣接する他のMOSトラン
ジスタのソース領域との間に介在するウェル領域の表面
に露出するようにウェル領域内に形成されたLOCOS
酸化膜と、LOCOS酸化膜の下部のウェル領域内に形
成された高濃度第一導電型の不純物領域とを有して成る
半導体装置において、LOCOS酸化膜をウェル領域表
面において2つに分割し、分割されたLOCOS酸化膜
間のウェル領域の表面に露出するようにウェル領域内に
不純物領域を形成したので、不純物領域の形成領域は、
2つのLOCOS酸化膜端で決まり、ドレイン領域をL
OCOS酸化膜をマスクとなるようにして形成すれば、
不純物領域とドレイン領域との距離は一定となり、安定
してソース−ドレイン間耐圧を得ることのできる半導体
装置を提供することができた。
【0039】請求項2記載の発明は、第一導電型の半導
体基板上に第二導電型のエピタキシャル層を形成し、エ
ピタキシャル層の表面に露出するようにエピタキシャル
層内に第一導電型のウェル領域を形成し、ウェル領域の
表面に露出するようにウェル領域内に2つのLOCOS
酸化膜を離間して形成し、LOCOS酸化膜をマスクと
して、LOCOS酸化膜間に介在するウェル領域の表面
に露出するようにウェル領域内に高濃度第一導電型の不
純物領域を形成し、エピタキシャル層上に酸化膜を介し
て絶縁ゲートを形成し、不純物領域上にレジストマスク
を形成して、LOCOS酸化膜及び絶縁ゲートをマスク
としてウェル領域の表面に露出するようにウェル領域内
に離間して高濃度第二導電型のドレイン領域及び高濃度
第二導電型のソース領域を形成したので、不純物領域の
形成領域は、2つのLOCOS酸化膜端で決まり、ドレ
イン領域をLOCOS酸化膜をマスクとなるようにして
形成すれば、不純物領域とドレイン領域との距離は一定
となり、安定してソース−ドレイン間耐圧を得ることの
できる半導体装置の製造方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るNMOSトランジス
タを示す略断面図である。
【図2】本実施形態に係るNMOSトランジスタの製造
工程の前段を示す略断面図である。
【図3】本実施形態に係るNMOSトランジスタの製造
工程の後段を示す略断面図である。
【図4】従来例に係るNMOSトランジスタを示す略断
面図である。
【図5】従来例に係るNMOSトランジスタの製造工程
の前段を示す略断面図である。
【図6】従来例に係るNMOSトランジスタの製造工程
の後段を示す略断面図である。
【符号の説明】
1 p型半導体基板 2 n型エピタキシャル層 3 p型ウェル領域 4 n+型ドレイン領域 5 n+型ソース領域 6 酸化膜 6a 開口部 7 絶縁ゲート 8 ドレイン電極 9 ソース電極 10 LOCOS酸化膜 11 p+型不純物領域 12 酸化膜 12a,12b 開口部 13 酸化膜 14 シリコン窒化膜 14a 開口部 15 フォトレジスト 15a 開口部 16 フォトレジスト 17 PBマスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長浜 英雄 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 鎌倉 將有 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第一導電型の半導体基板と、該半導体基
    板の一主表面上に形成された第二導電型のエピタキシャ
    ル層と、該エピタキシャル層の表面に露出するように前
    記エピタキシャル層内に形成された第一導電型のウェル
    領域と、該ウェル領域の表面に露出するように前記ウェ
    ル領域内に離間して形成された高濃度第二導電型のドレ
    イン領域及び高濃度第二導電型のソース領域と、該ドレ
    イン領域と該ソース領域との間に介在する前記ウェル領
    域上に酸化膜を介して形成された絶縁ゲートと、前記ド
    レイン領域,前記ソース領域及び前記絶縁ゲートから成
    るMOSトランジスタの前記ドレイン領域と隣接する他
    の前記MOSトランジスタの前記ソース領域との間に介
    在する前記ウェル領域の表面に露出するように前記ウェ
    ル領域内に形成されたLOCOS酸化膜と、前記LOC
    OS酸化膜の下部の前記ウェル領域内に形成された高濃
    度第一導電型の不純物領域とを有して成る半導体装置に
    おいて、前記LOCOS酸化膜を前記ウェル領域表面に
    おいて2つに分割し、分割された前記LOCOS酸化膜
    間の前記ウェル領域の表面に露出するように前記ウェル
    領域内に前記不純物領域を形成したことを特徴とする半
    導体装置。
  2. 【請求項2】 第一導電型の半導体基板上に第二導電型
    のエピタキシャル層を形成し、該エピタキシャル層の表
    面に露出するように前記エピタキシャル層内に第一導電
    型のウェル領域を形成し、該ウェル領域の表面に露出す
    るように前記ウェル領域内に2つのLOCOS酸化膜を
    離間して形成し、該LOCOS酸化膜をマスクとして、
    前記LOCOS酸化膜間に介在する前記ウェル領域の表
    面に露出するように前記ウェル領域内に高濃度第一導電
    型の不純物領域を形成し、前記エピタキシャル層上に酸
    化膜を介して絶縁ゲートを形成し、前記不純物領域上に
    レジストマスクを形成して、前記LOCOS酸化膜及び
    前記絶縁ゲートをマスクとして前記ウェル領域の表面に
    露出するように前記ウェル領域内に離間して高濃度第二
    導電型のドレイン領域及び高濃度第二導電型のソース領
    域を形成したことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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