JPS5982698A - マスクrom - Google Patents

マスクrom

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JPS5982698A
JPS5982698A JP57192489A JP19248982A JPS5982698A JP S5982698 A JPS5982698 A JP S5982698A JP 57192489 A JP57192489 A JP 57192489A JP 19248982 A JP19248982 A JP 19248982A JP S5982698 A JPS5982698 A JP S5982698A
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JP
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transistor
column
line
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JP57192489A
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Yoshihisa Shioashi
塩足 慶久
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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    • G11CSTATIC STORES
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は素子配置構成をほぼ正方形とすることにより、
その納期を短縮することができるマスクROMに関する
〔発明の技術的背景〕
一般に第1図〜第3図に示される1マスク1.<OMは
公知である。斯るマスクROMは特公昭56−3688
号公報に示きれている。ここで、第1図は上記マスクR
OMの一部平面図、第2図は第1図平面図の等価回路図
、第3図は第1図平面図1I−T’線に沿って切断した
断面図である。
M> l l*、l〜第3図によれば、マスクROMは
、P形の半ンD体基体(10)にゲート絶縁膜112)
、ゲート・に極(14)を形成している。また、ゲー)
 ?ff、極間にはN4−領域(1(珍を拡散により形
成している。しかして、第1図に示す回路によれば、第
2図に示すようにMOS トランジスタQ+ I IQ
211Q3 i並びにMOSトランジスタQ+ 21Q
221Q32は、それぞれ列線(N−1拡散層が相当す
る。)に対し、直列接続された形として形成され、 N
AND形のマスクROMとすることができる。なお、図
面において負荷MO8)ランジスタは図示されていない
ところで、これらマスクIIMはコーザーからの仕様に
より、いろいろな目的に従う所用のゲート人力截が設定
される。それらは例えば、MOSトランジスタQ22の
働きを無とし、入力数を1本渡じたかの様にするために
MOS )ランジスタQ22のソースとドレインをイオ
ン注入層(i印をもって短絡している。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、上記マスク反侃にあってはその回路構成
上入力ゲート数が増えるとNANDゲートのゲート数が
増え、個々のMOS )ランジスタに対しバック・バイ
アス効果が強く働くようになり、スピードが遅れるとい
う欠点を有する。
また、これらマスクIW)Mにあっては、パターン設計
を行う場合、 NANDゲートのゲート数を増加させる
と、パターンは縦長になり、特に正方形のパターンを塘
する素子配置に対し、不適当である。
壕だ、上記マスク■のMにあ、っては、従来製造プロセ
スに従うと上述したイオン注入のプロセスがウェーハエ
程の初期の段階にて行なわれるため、ウェーハの製造開
始時期がプログラム決定の後から行うとととなシ、納期
が遅れるという欠点を有する。面、この納期の遅れを改
善する一手段としては、特開昭53−75781号公報
に示される方法がある。この方法は、完成したマスクR
OMに対し、最終工程において短絡手段をこうする方法
である。
しかしながら、この方法は果4図に示すように、短絡部
の穴あけを、電極パッド(41)部の穴あけと同時に行
うものであり、イオン注入後の短絡窓(421は出荷の
段階においてその1ま残る。しだがって、このマスク)
IM Kあっては、短絡窓(421が基体面を露出させ
ているので基体が汚染され、素子の信頼性がそこなわれ
るという欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明は上記欠点に鑑みて考えだされたマスクROMに
関するものであり、その第1の目的とするところは、容
量が増大しても動作スピードが遅延シナいマスクROM
を提供することである。
本発明筒2の目的とするところは容量が増大してもその
面積の形態を正方形に近い形とすることができるマスク
ROMを提供することである。
本発明第3の目的とするところは納期々限を短縮するこ
とができると共にその信頼性を向上させることができる
マスクROMを提供することである。
〔発明の概要J 本発明はマスクROMにおいて、プログラム用トランジ
スタの形成位置をブロックにして分け、このブロックを
縦、横に規則的に配置する構成を有す。そして、回路と
して、上記夫々のブロックを選択するトランジスタを用
意する。尚、上記ブロックは、例えば2本の列線を使用
したAN])10R回路とし、それぞれの列線を選択す
るだめのトランジスタを用意する。また、上記ブロック
にはページ・デコーダ、アドレス・デコーダを接続する
上記ブロックが有する特徴は、各プログラムトランジス
タが形成されるポリシリコンゲートの上面に配線成極を
走らせないことである。この構造を提供するためには、
上記ブロックを、第1のノードと第2のノードを用意し
、この第1のノードと第2のノードをアース線に対して
、対称位置に配置することである。そして、第1のノー
ドとアース線との間に少なくとも2本の列線を形成[7
、各々の列線に対し直列接続されるプログラム用のトラ
ンジスタを形成することである。また、同様に第2の)
−ドとアース線との間にも少なくとも2本の列線全形成
し、各々の列線に対し直列接続されるプログラム用トラ
ンジスタを形成することである。そして、第1のノード
と第2のノードとを連結する。この時の連結の方法は、
列線が2本存在するので、列線と列線の間を通ず構成と
する。
〔発明の実施例〕 第5図に従えば本発明に対する第1の実施例が示される
第5図によればマスク1迫Mは、第1の電源端子v13
1と、第2の電源端子GNDと、出力端子(’+++と
、第1のノード(52と、?82のノードぐ匍と、上記
第1の電源端子V 11 I)と出力端子6υとの間に
接続されるPチャンネル形のIGFETにで形成される
プリチャージトランジスタQ51と、出力端子6υと第
10ノードl!i2)との間に形成されるページ・デコ
ーダ64)と、上記第1のノード(コ4と第2の電源端
子GNDとの間に形成きれる2本の第1・第2の列線C
’+51 、 (56)と、上記第2のノード63)と
第2の電源端子GNDとの間に形成される2本の第3・
第4の列線(5力、(5棧と、上記第1〜第4の列線C
15)〜(5印に対しM■形式にして直列接続されるプ
ログラム用トランジスタ(Nチャンネル形のIGFET
 ) Q52唄sc++Q6o唄671Q68〜Q75
1Q76Qs 3とを有する。まだ、このマスクROM
は上記Ml、第2の列線t5りl 、 (56)の延長
上に形成され、且つilのノード02側に形成されるセ
レクトトランジスタ(Nチャンネル形のIGFET )
 TlψT2を有す。このセレクトトランジスタTl@
Tlj第1゜第2の列線C)5) 、 a) ’5r:
同時に選択する。また、同様にして、第3.第4の列線
57) 、 CJの延長上にあって、且つ第2のノード
631側に位置する部分にはセレクトトランジスタ(N
チャンネル形のIGFトCT )T3・T4が形成され
る。尚、このトランジスタT3・T4の列線C’+7)
 、 C’i8)を同時に選択する。また、上記第1、
第2の列線端、C袖のうち、第2の電源端子GND側に
は、上記第1.第2の列線c;:i) +60の内の1
本の列線を独立に選択するトランジスタ(Nチャンネル
形のTGFET ) PL・P2が形成される。才だ、
上記第3.第4の列線57. (i8)のうち、第2の
電源端子GND側には、上記第3.第4の列線(’in
 、 t5R1のうち、1本の列線を独立に選択する1
−ランジスタ(Nチャンネル形のIGFET ) P3
・P4を鳴す。また、上記第1のノードσ)2と第2の
ノードC13)との間には結合電極65))を有すイ)
。尚、この結合゛電極側は列線(5:;l〜(iI81
に対1〜、重ならない構造とする。その最も好ましい方
法は、第1のノード6′IJと第2のノード6.1)と
を第2の′市原端子GNDを中心にして対称位f4に配
置することである。そして、セレクト・トランジスタT
l−T2 e T3−T4 、プログラム用トランジス
タQ52〜Q5q←Q68〜Q75 ! Q6o〜Q6
7→Q76〜Q83−トランジスタPI−P2→P3・
P4を夫々対称配置tイすることである。こうすれば、
列線と列線の間に結合電極側を這わせることができ、列
線と結合「d極は重複しない。尚、上記回路中、プリチ
ャージ・トランジスタQ51にはプリチャージ信号軸O
M を供給する。まだ、ページ・デコーダt54)には
、ページ信号Pを供給する。1だ、セレクト・トランジ
スタTI @T2にはセレクト信号5e7oを供給し、
i”3−T4には5ellを供給するっまた、トランジ
スタP1・P3には゛列線選択信号へとデスチャ・−ジ
信号φ鼠Mの合成信号φルOM−穴を供給し、同様にP
2・P4にはφILOM−Aを供給する。また、プログ
ラム用トランジスタQ52〜Q83には、各トランジス
タのゲート電極となる行線を上記列線6!j)〜6印に
対しクロスする方向に配置し、それら行線にアドレスe
デコーダB))を介したアドレス信号Aを供給する。
以上、第5図に示すマスクIIMによれば、容量増加の
要求に対し、ブロック(if)0)を第」0図、第11
図に示すように縦、あるいは横に配置l〜、回路接続を
行うだけ対処できるので、この方法によれば、列線に対
しAND形式にして形成されるトランジスタの数は出力
端子とグランド端子GNDとの間において変わらないも
のであり、容量の増加に供うスピードの遅れは生じな、
い。まだ、そのパターンの形も、縦長となることがない
ところで、これらマスクROMをデバイス構造にして考
え、イオンV−+人の形態を理解するだめには、ul、
7図、第8図、第9図を参照するのが適当である。尚、
これら図面は第5図で示したブロック001とは一部異
なる。それは′?46図を参照すれば理解できるように
セレクト・トランジスタTI・’r2.T3・′■゛4
を夫々1個のトランジスタTol、’l’o2としてい
ることである。’I”l ・T2 <−+ Tol 、
 i’34”4←’I”o2 、夫々の相異は、第7図
に示した拡散領域(’/(1+を入れれば1個のトラン
ジスタTol、To2となり、拡散領域(70)を入れ
なければTI・T2.T3・T4となることである。し
かしながら、これら両方を比較した場合、’l’ol。
Ta2とした方が、合計した相互コンダクタンスが3倍
大きいので、スピード等の理由により有利である。
第7図、第8図、第9図に示されるマスクROMは、第
7図に示すブロック平面パター0図に対し7、第8図は
、その等価回路図、第9図は第7図を11−11′線に
沿って切断した断面図である。
第7図、第8図、第9図に示されるマスクROMは、第
1の導電形式(以下、P型という。)でなる半導体(1
1)上に形成した厚い絶縁膜c〜に対し、口形形状にし
て設けられ/こアクティブ領域(列線)(200)を有
する。アクティブ領域(200)とはソース領域、ドレ
イン領域、ゲート領域を合計した総領域をいう。アクテ
ィブ領域(200)以外の厚い絶縁膜の領域はフィール
ド領域という。アクティブ領域(200)には、ゲート
絶縁膜となる薄い絶縁膜(グー4絶縁膜)(80を形成
する。そして、これら薄い絶縁膜(8I)を形成した半
導体基体συ上には、アクティブ領域(200)に対し
、クロスする方向(X方向)に、複数本のポリシリコン
配線(行a>が形成される。ぞして、その上に絶縁膜(
94)を形成し、第1のノード+r、z 、第2のノー
ド6;9となるべき部分に、コンタクトホール(101
)(102)を形成する。次にそれら、コンタクトホー
ル(101)(102)を介して、第1のノード(52
と第20ノード53)をアルミニウムにて構成される結
合電極槌をもって接続する。このアルミニウム成極6!
3は、アクティブ領域(200)に対し、同一方向(Y
方向)に配設される。その配線は、アクティブ領域(2
00)とは東ならないようにフィールド絶縁膜上に形成
している。その理由はアクティブ領域(200)とポリ
シリコン配線とが交差する部分にユーザープログラムに
従うイオン注入を行い、N型の短絡層te31を形成す
るからである。
では次に第12図(A)〜■を参照して本発明マスクR
OMの製造方法を説明する。まず、P型半導体基体(7
1)の全表面に熱酸化法により、熱rfz化膜(72)
を1000Aの厚さにして形成する。次に、それら熱酸
化膜(72)上にCVD法によりシリコン窒化膜113
)を3000Xにして形成する。次に基体(7υ上の素
子を形成する能動念頭(アクティブ領域)上のシリコン
窒化膜Cr:’Aをフォト・エツチングにより除去する
用312図囚〕次に、シリコン窒化膜(7:3)を耐i
ツ化性マスクとしてウェット酸化を行う。ぞして、第1
2図Bに示すようにフィールド領域に膜厚を1ミクロン
・メートルとする厚い第1の絶縁膜(75)を形成する
。次に第12図(C)に示すようにシリコン窒化膜(7
4) 、熱酸化膜(72を順次エツチングにより除去す
る。そして、基体面ffeを露出させる。次に露出した
半導体基板(7υの表面に熱酸化法によって、ゲート酸
化膜となる500〜1 (100・X、の厚さの第1の
絶縁11’A (SiOz膜)(77)を形成する。次
に全面にCVD法によってポリシリコン(増を3000
〜4000Aの厚さに堆積する。〔第12図○)〕次に
、上記ポリシリコンをフォトエッチ、/グして所定のパ
ターンに形成し、ゲート電極(j”り 1+t1を得る
。次に、このゲート成極(7ω(強をマスクにして第1
の絶縁膜(77)をエツチング除去し、ゲート酸化膜の
りいカを形成する。〔第12図0う〕次に基体上面にP
SG膜(8湯を被着形成する。そして、ゲート酸化膜t
81) (8aをマスクにしてPSG膜(83中のリン
の拡散を行いNuのドレイン領域+84) (85)、
ソース領域11ffil (8’/)を形成する。次に
PSG膜@東をエツチングによシ除去する。そして、第
12図0■)に示すように、表面に第3の絶縁膜として
CVD法によってS iOz膜(ハ)を2000〜60
00Xの厚さで積層する。
この5t02[Jlに出力端子用のコンタクトホール(
8!jをフォトエツチングにより形成する。次に第12
図(G)に示すように、アルミニウムを全面に蒸着し、
フォトエツチングしてアルミニウム74極配線f91j
 S ポンディングパッドf!l+1を所定の部分に配
線として形成する。次に第12図0■に示すようにフォ
トレジス) e121を設け、プログラム要求に従って
短絡するべき部分のS102 eJを除去する。そして
、第12図(1)に示すように、このS s O2膜(
ハ)樽をマスクにして、例えば160 KeVのエネル
ギーでN型の2価の不純物リンイオ71)  をポリシ
リコンゲート電極(7!l>とゲート酸化膜(8I)を
介してチャンネル領域上に打ち込む。そして、トランジ
スタのソース領域(84)、ドレイン領域(8filを
短絡させるところのN形の短絡層(マ3)を形成し、ト
ランジスタをデプレッション型にする。次に、第12図
(、J)に示すように、第4の絶縁膜(低温窒化膜) 
i!14)をプラズマCVI)により形成する。そして
次には、第12図0■に示−ノーように、1ル極パツド
(9I)を露出さiボンディングエリヤc四を形成する
。これらポンディングパッド(91)には、第12図〜
のごとき、金ワイヤ−(!Ni)をネイルヘット5ポン
ドする。
以上、第12図(4)〜αωによれば、納期短縮による
マスクRAMを提供することができた。尚、これらマス
ク1(OMによれば、製品が完成した段階で短階で短納
部の半導体基体面は露出していない。したがって、本発
明マスクl(X)Mによれば、納期短縮が行なえると共
に、マスクIIMの信頼性を向上させることができる。
尚、第12図0■(L41においては、その構造、材料
をプロセスの本質を逸脱しない範囲にて改変することは
可能である。それらは、例えば、第12図(I)におい
て示したイオン注入を、絶縁膜(88A)を残した状態
にして行ってよいし、第12図(J)にて示したプラズ
マ窒化膜t94)を、PSG膜や、BPSG膜、S i
Oz膜−PSG )Wの混合膜としてよい。
〔発明の効果〕
以上、本発明によれば従来がらあるNAND形のマスク
ROMに比して、設定された容量のAND形のプログラ
ム用トランジスタをブロックにして用意しておき、必要
な容量に従って、それらブロックを縦、横に配置し、そ
れらトランジスタをページデコーダ、アドレスデコーダ
を使用して選択するようにしたものなので、マスクRO
Mの動作スピードはブロックの動作スピードにて設定で
きるようになり、容量の増大による動作スピードの遅延
を防止することができる。
壕だ、本発明によればブロック構成として、特にプログ
ラム用トランジスタに対しイオン注入層を形成し易い構
造としている。その構造として最適する構成は、第8図
に示す構成である。この構成は、上述した効果を引き出
す構成と相俟うものである。この構成は第1のノード、
第2のノードそしてグランドラインを用意し、第1のノ
ードと第2のノードをグランドラインを中心にして対称
配置するーそして、第1のノード側に形成されるセレク
トトランジスタ、プログラム用トランジスタ、列線セレ
クトトランジスタと、第2のノード側に形成されるセレ
クトトンジスタ、プログラム用トランジスタ、列線セレ
クトトランジスタとを対称位置に形成する。そして、第
1のノードと第2のノードとを金属結合%’を極にて結
線する。この金属心極はブロック内のセレクトトランジ
スタ、プログラム用トランジスタ、列線セレクトトラン
ジスタ、ジスタとは重ならない位置に形成するものとす
る。したがって、本発明によればプログラム用トランジ
スタのゲート電極上部に、イオン注入を防げる材料が形
成されていないので、イオン注入を容易に行うことがで
きる。
また、これらマスクROMによればブロックの並べ換え
によりROM全体の形を自由に設定することができるの
で、パターン配置の自由度が増す。
以上、ここに幾多の効果を奏するマスクIOMを提供す
ることができる。
尚、本発明はここに提示した実施例のみ7tらず、特許
請求の範囲の許す限りの範囲内におい“C改変を加え得
ることは明らかであ、る。例えば、第8図に示したブロ
ックの列線の数を第13図のように増加した形のものと
してよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来からあるマスクROMの一部平面パターン
図、第2図は第1図に対する等価回路図、8(93図は
第1図をi−I’線に沿って切断した断面図、第4図は
納期短縮を考慮した従来マスクROMの一部断面図、第
5図は本発明に対する第1の実施例を示す回路図、第6
図は第5図の一部を変更した回路図、第7図は第6図に
示すプログラム用トランジスタを集積したブロックの平
面パターン図、第8図は第7図に対する等価回路図、第
9図は第7図をn −n ′線に沿って切断した断面図
、第10図は本発明を適用したマスクROMの一部平面
図、第11図 は本発明を適用したマスクROMの回路
図、第12図囚〜■は本発明マスクROMを製造するだ
めの製造プロセス図、第13図は第8図の回路を一部変
更したブロック図である。 VDll・・第1の電源端子、GNl)・・・第2の′
(5)原端子、51・・・出力端子、52・・第1のノ
ード、53・・・@2のノード、54・・・ページデコ
ーダ、55・・・第1の列線、56′・・・第2の列線
、57・・・@3の列線、58・・・第4の列線、59
・・・結合電41 %  60・・・アドレスデコーダ
、Tl *’ll’、2 FT3 ・T4 ・Tol 
5To2−  ブロック・セレクト・トランジスタ 1)l−P2−P3@P4−=列線セレクト・トランジ
スタQ52〜Q83・・・プログラム用トランジスタ。 706 策1図 − 12図 ′剃6図 軍70 下!20 −709− 軍13図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)下記のイF’l成を有することを特徴とするマス
    クOM 0 (a) ttz 1の「I:原端子V11Dと、(b)
    第2の電源端子GNDと、 (c)出力端子(Iυと、 (d)第1のノード(!幼と、 (e)第2のノード03)と、 (f)上記第1の′1に原端子VIInと上記出力端子
    6υとの間に接続されるプリチャージトランジスタQ5
    ]と、 (g)上[+己出力端子((1)と第1のノード(Jと
    の間に形成されるページデコーダC14)と、 (h)上記第1のノードeJと第2のノード63)を第
    2の電源端子GNI)を中心にして対称配置とし、上記
    第1のノード(574と第2の電源端子GNDとの間に
    形成される少なくとも2本の第1・第2の列線65)。 6(i)と、 (i)上記第2のノード6;3)と第2の′電源端子G
    NDとの間にノCt成される少なくとも2本の第3.第
    4の列線1571 、 t!i81と、 (j)上記第1.第2の列線(lj!il 、 (56
    )、第3.第4の列線(Fill 、 ci81に対し
    、直列接続して形成されるプログラム用トランジスタと
    、 (10上記第1.第2の列線1う6) 、 (5(3)
    の延長上に形成され、かつ第1のノード側に形成てれる
    セレクトトランジスタT1・T2(あるいはT13+)
    と、(6)上記第2.第3の列線(ff+7) 、 i
    j剥の延長上に形成され、かつ、第2の7−ド側に形成
    されるセレクトトランジスタT3・T4 (あるいはT
    02)と、6T′0上記第1.第2の列線t:’+:i
    ) 、 eelのうち、第2の電源端子GNG側に設け
    られ、第1.第2の列線の内の1本の列線を選択するト
    ランジスタ■〕l−■)2と、(n)上記第3.第4の
    列線誼)、(泗のうち、第2の電源端子GND側に設け
    られ、第3.第4の列線の内の1本の列線を選択するト
    ランジスタP3・P4と、(o)上記第1のノード6z
    と第2のノードC遇を接続する結合准極(59)と、 (p)上記第1.第2.第3.第4の列線ら”l T 
    t5’3) H’a7) 。 eJに対しクロスする方向に走り、上記プログラム用ト
    ランジスタのゲート絶縁膜となる行線と、(q)上目己
    行線に接続されるアドレス・デコーダ(う0)。 (2、特許請求の範囲第1項に記載される結合成極6)
    )を第1.第2.第3.第4の列線+il′:11 、
    1156) 、 (171、を滴と重ならないようにし
    7たことを特徴とするマスク0M0 (3)特許請求の範囲第1項に記載される第1.第2の
    列線のうちの1本の列線を選択するトランジスタ、並び
    に第3.第4の列線のうちの1本の列線を選択するトラ
    ンジスタに、列線選択信号の他にデスチャージ信号を含
    ませたことを特徴とするマスク■ζ0M0 (4)特許請求の範囲第1項に記載したプリチャージト
    ランジスタをPチャンネルIGFETとし、その他のト
    ランジスタをNチャンネルIGFETとしたことを特徴
    とするマスクROM。
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JP (1) JPS5982698A (ja)

Cited By (4)

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