JPS61222157A - Cmos型半導体装置の製造方法 - Google Patents
Cmos型半導体装置の製造方法Info
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- JPS61222157A JPS61222157A JP60062946A JP6294685A JPS61222157A JP S61222157 A JPS61222157 A JP S61222157A JP 60062946 A JP60062946 A JP 60062946A JP 6294685 A JP6294685 A JP 6294685A JP S61222157 A JPS61222157 A JP S61222157A
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- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
- H01L21/8232—Field-effect technology
- H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
- H01L21/8238—Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明はCMOS型半導体装置の製造方法に関するもの
で、特に高集積度の半導体装置に使用されるものである
。
で、特に高集積度の半導体装置に使用されるものである
。
(発明の技術的背景とその問題点)
第3図はnウェルを有するCMOS型半導体装置の一般
的な製造工程を示す工程別断面図である。
的な製造工程を示す工程別断面図である。
これによれば、p型シリコン基板1上にレジスト層2を
形成し、nウェル形成領域の基板が露出するような開口
バターニングをこのレジスト層2について行い、このレ
ジストパターンをマスクとしてリンイオン31p+を1
00 keV程度の加速電圧でドーズffi 4 X
1012cry−2となるように選択的にイオン注入す
る(第3図(a))。
形成し、nウェル形成領域の基板が露出するような開口
バターニングをこのレジスト層2について行い、このレ
ジストパターンをマスクとしてリンイオン31p+を1
00 keV程度の加速電圧でドーズffi 4 X
1012cry−2となるように選択的にイオン注入す
る(第3図(a))。
レジスト除去後的1200℃で200分程度の加熱処理
を行うと拡散深さが約4μ、表面81度が4×1016
cm−3程度のnウェルが形成される(第3図(b))
。
を行うと拡散深さが約4μ、表面81度が4×1016
cm−3程度のnウェルが形成される(第3図(b))
。
次に酸素雰囲気中で基板を加熱して基板表面全体に厚さ
約1000への熱酸化膜4を形成し、さらにその上にC
VD法でシリコン窒化膜5を約2000への厚さに形成
し、トランジスタ形成領域のみ覆うようにレジスト6を
バターニングする(第3図(C))。
約1000への熱酸化膜4を形成し、さらにその上にC
VD法でシリコン窒化膜5を約2000への厚さに形成
し、トランジスタ形成領域のみ覆うようにレジスト6を
バターニングする(第3図(C))。
このレジスト6をマスクとしてシリコン窒化膜をエツチ
ングし、nウェル領域およびnチャネルトランジスタ形
成領域をレジストでマスキングしておき、フィールド反
転防止用のホウ素をイオン注入する。レジスト6を除去
し、バターニングされたシリコン窒化膜5′をマスクと
し、選択酸化を行うとnチャネルトランジスタ領域とp
チt7ネルトランジスタ領域とを分離する厚いフィール
ド酸化膜7が形成される。このとぎフィールド酸化膜7
のnチャネルトランジスタ側下面にはホウ素の拡散によ
るフィールド反転防止層7′が形成される(第3図(d
))。
ングし、nウェル領域およびnチャネルトランジスタ形
成領域をレジストでマスキングしておき、フィールド反
転防止用のホウ素をイオン注入する。レジスト6を除去
し、バターニングされたシリコン窒化膜5′をマスクと
し、選択酸化を行うとnチャネルトランジスタ領域とp
チt7ネルトランジスタ領域とを分離する厚いフィール
ド酸化膜7が形成される。このとぎフィールド酸化膜7
のnチャネルトランジスタ側下面にはホウ素の拡散によ
るフィールド反転防止層7′が形成される(第3図(d
))。
次にシリコン窒化y!6をエツチング除去し、さらにト
ランジスタ形成領域のシリコン酸化膜を除去した後、熱
酸化を行って改めてゲート酸化FIA8を約300への
厚さで形成する。次に全体に多結晶シリコン層をCVD
法で約4000人の厚さで堆積し、リン等のn型不純物
を注入する。続いてこの多結晶シリコン層を写真食刻法
によりバターニングすることにより各トランジスタのゲ
ート電極9.9′が形成される。次にnウェル3の部分
のみにレジスト開ロバターンを形成してホウ素イオン1
1B+をドーズff12×1015cIR−2および加
速電圧40 keVでイオン注入する。レジストを除去
した後、nウェル3の部分をマスキングしかつ、nチャ
ネルトランジスタ形”成領域が露出したレジスト間ロバ
ターンを形成してヒ素イオン75AS+をドーズ量3×
1015cm−2および加速電圧40keVでイオン注
入する。その後900℃の加熱を約1時間行うと注入し
たイオンがそれぞれ拡散して活性化し、nウェル3内に
はnチャネルトランジスタのソース、ドレインとなる高
濃度拡散したp+領域10が、nウェル3外にはnチャ
ネルトランジスタのソース、ドレインとなる高濃度拡散
したn+領領域形成される(第3図(e))。
ランジスタ形成領域のシリコン酸化膜を除去した後、熱
酸化を行って改めてゲート酸化FIA8を約300への
厚さで形成する。次に全体に多結晶シリコン層をCVD
法で約4000人の厚さで堆積し、リン等のn型不純物
を注入する。続いてこの多結晶シリコン層を写真食刻法
によりバターニングすることにより各トランジスタのゲ
ート電極9.9′が形成される。次にnウェル3の部分
のみにレジスト開ロバターンを形成してホウ素イオン1
1B+をドーズff12×1015cIR−2および加
速電圧40 keVでイオン注入する。レジストを除去
した後、nウェル3の部分をマスキングしかつ、nチャ
ネルトランジスタ形”成領域が露出したレジスト間ロバ
ターンを形成してヒ素イオン75AS+をドーズ量3×
1015cm−2および加速電圧40keVでイオン注
入する。その後900℃の加熱を約1時間行うと注入し
たイオンがそれぞれ拡散して活性化し、nウェル3内に
はnチャネルトランジスタのソース、ドレインとなる高
濃度拡散したp+領域10が、nウェル3外にはnチャ
ネルトランジスタのソース、ドレインとなる高濃度拡散
したn+領領域形成される(第3図(e))。
最後に全体の上に絶縁用のシリコン酸化膜をCVD法に
よりMtmし、トランジスタのゲート、ソース、ドレイ
ンの各領域上のシリコン酸化膜12にRIE法等の異方
性エツチングによってコンタクトホール13を形成し、
全体にアルミニウム等の配線材料を蒸着し、これをバタ
ーニングして所定の配線14を形成する(第3図(f)
)。
よりMtmし、トランジスタのゲート、ソース、ドレイ
ンの各領域上のシリコン酸化膜12にRIE法等の異方
性エツチングによってコンタクトホール13を形成し、
全体にアルミニウム等の配線材料を蒸着し、これをバタ
ーニングして所定の配線14を形成する(第3図(f)
)。
なお、半導体装置を保護するため配線後にPSG等のパ
ッシベーション材料が表面に被覆される。
ッシベーション材料が表面に被覆される。
第4図はnチャネルトランジスタのソース、ドレイン領
域におけるコンタクト部の詳細を示す断面図である。同
図中へとコンタクト孔の大ぎさを、Bはコンタクト孔の
端部とコンタクトをとる拡散領域11の端部との距離を
それぞれ示しており、A、8ともに設計上の基準値例え
ば1.5μ、1μ等の値が目標値とされる。
域におけるコンタクト部の詳細を示す断面図である。同
図中へとコンタクト孔の大ぎさを、Bはコンタクト孔の
端部とコンタクトをとる拡散領域11の端部との距離を
それぞれ示しており、A、8ともに設計上の基準値例え
ば1.5μ、1μ等の値が目標値とされる。
ところでBの値は余裕値であるから、高集積化を達成す
るためには小さい方が望ましいが、小さくなりすぎてマ
イナスの値となったとぎは第4図(b)の断面図に示す
ように基板1と配線14とが直接接触してショートが発
生ずるという問題がある。これは拡散深さの浅い拡散層
において生じやすい。通常使用される不純物の拡散係数
はp型のホウ素がn型のリン、ヒ素よりも大きいため拡
散深さが深くなる。したがって拡散深さの浅いn 領域
のあるnチャネルトランジスタにおいて特に問題となる
。
るためには小さい方が望ましいが、小さくなりすぎてマ
イナスの値となったとぎは第4図(b)の断面図に示す
ように基板1と配線14とが直接接触してショートが発
生ずるという問題がある。これは拡散深さの浅い拡散層
において生じやすい。通常使用される不純物の拡散係数
はp型のホウ素がn型のリン、ヒ素よりも大きいため拡
散深さが深くなる。したがって拡散深さの浅いn 領域
のあるnチャネルトランジスタにおいて特に問題となる
。
一方、寸法Bは素子分離用のフィールド酸化膜7の端部
位置、コンタクト孔の大きさ、コンタクト孔と拡散層の
各パターンのマスク合わせずれωに依存するため小さく
することには困難が伴い、特に最も影響の大きいマスク
合わせずれを小さくするために精度を上げることはコス
トアップが避けられない。
位置、コンタクト孔の大きさ、コンタクト孔と拡散層の
各パターンのマスク合わせずれωに依存するため小さく
することには困難が伴い、特に最も影響の大きいマスク
合わせずれを小さくするために精度を上げることはコス
トアップが避けられない。
このような問題点を解決するため単一導電型のトランジ
スタにおいてはコンタクト孔を開口した後にソース、ド
レイン拡散量と同一導電型の不純物をイオン注入あるい
は固体拡散によって基板に導入して拡散層領域を拡大し
、余裕を最小限にする技術が知られている(例えば特公
昭55−28434号)。
スタにおいてはコンタクト孔を開口した後にソース、ド
レイン拡散量と同一導電型の不純物をイオン注入あるい
は固体拡散によって基板に導入して拡散層領域を拡大し
、余裕を最小限にする技術が知られている(例えば特公
昭55−28434号)。
しかしながら、0MO8型トランジスタにおいてはコン
タクトをとるべき拡散層が2つの導電型であるため上述
した再拡散を適用することができない。
タクトをとるべき拡散層が2つの導電型であるため上述
した再拡散を適用することができない。
本発明はこのような問題を解決するためなされたもので
、コンタクト部におけるショートを有効に防止すること
ができるCMOS型半導体装置の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
、コンタクト部におけるショートを有効に防止すること
ができるCMOS型半導体装置の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
上記目的達成のため本発明においては、CMOS型半導
体装置の製造方法においてつIル内およびそれ以外の基
板中にそれぞれ一1!電型および逆導電型の高濃度不純
物拡散領域を形成し、全面に絶縁膜を形成した後これら
の高濃度不純物拡散領域上でコンタクト孔を開口し、こ
のコンタクト孔を通じて一導電型および逆導電型の高濃
度不純物拡散領域のうち拡散深さが浅い方と同一導電型
不純物を両頭域に注入し、拡散深さが深い不純物拡散領
域よりも拡散深さを浅く、かつその表面濃度よりも低い
表面濃度を有する再拡散領域を形成するようにしたこと
を特徴としており、高集積度の場合でもコンタクト部に
おいて基板とのショートを招かないものである。
体装置の製造方法においてつIル内およびそれ以外の基
板中にそれぞれ一1!電型および逆導電型の高濃度不純
物拡散領域を形成し、全面に絶縁膜を形成した後これら
の高濃度不純物拡散領域上でコンタクト孔を開口し、こ
のコンタクト孔を通じて一導電型および逆導電型の高濃
度不純物拡散領域のうち拡散深さが浅い方と同一導電型
不純物を両頭域に注入し、拡散深さが深い不純物拡散領
域よりも拡散深さを浅く、かつその表面濃度よりも低い
表面濃度を有する再拡散領域を形成するようにしたこと
を特徴としており、高集積度の場合でもコンタクト部に
おいて基板とのショートを招かないものである。
以下図面を参照しながら本発明の一実施例を詳細に説明
する。
する。
第1図は本発明にかかるCMOS型半導体装置の製造方
法の各工程を示す工程別断面図であって、従来と同様の
要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
法の各工程を示す工程別断面図であって、従来と同様の
要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
これによれば、nチャネルおよびpチャネルトランジス
タのソース、ドレイン領域となるn+拡散層11および
p+拡散層10を形成する工程までは従来と全く同じで
あり、第1図(a)〜(e)は第3図(a)〜(e)と
同じとなっている。前述したように、このときのnウェ
ル3内のホウ素によるp+拡a領域10の深さは約0.
4μmで、nウェルの形成されていない部分にお(プる
ヒ素によるn+拡散領域11の深さ約0.2μmよりも
深くなっている。また表面濃度はp+拡散領域でハ1
X 10 cps 、n 拡散領域では2×10
20α−3程度となっている。この後全面に絶縁用のシ
リコン酸化膜12をCVD法により堆積し、両トランジ
スタのゲート、ソース、ドレインの各領域上のシリコン
酸化膜12にRIE法等の異方性エツチングによってコ
ンタクトホール13を形成する。さらに、ソースおよび
ドレイン用の開口を通じてn型不純物であるリンを注入
する。このときの注入条件は拡散後に形成される拡散領
域の深さがp4拡散領域10の深さよりも浅く、かつ表
面濃瓜がp+拡散領域10の表面濃度よりも低くなるよ
うにドーズm2×10133−2、加速電圧40keV
とする。なお、このイオン注入は基板表面の酸化を防止
するため不活性ガス雰囲気中で行う必要がある。
タのソース、ドレイン領域となるn+拡散層11および
p+拡散層10を形成する工程までは従来と全く同じで
あり、第1図(a)〜(e)は第3図(a)〜(e)と
同じとなっている。前述したように、このときのnウェ
ル3内のホウ素によるp+拡a領域10の深さは約0.
4μmで、nウェルの形成されていない部分にお(プる
ヒ素によるn+拡散領域11の深さ約0.2μmよりも
深くなっている。また表面濃度はp+拡散領域でハ1
X 10 cps 、n 拡散領域では2×10
20α−3程度となっている。この後全面に絶縁用のシ
リコン酸化膜12をCVD法により堆積し、両トランジ
スタのゲート、ソース、ドレインの各領域上のシリコン
酸化膜12にRIE法等の異方性エツチングによってコ
ンタクトホール13を形成する。さらに、ソースおよび
ドレイン用の開口を通じてn型不純物であるリンを注入
する。このときの注入条件は拡散後に形成される拡散領
域の深さがp4拡散領域10の深さよりも浅く、かつ表
面濃瓜がp+拡散領域10の表面濃度よりも低くなるよ
うにドーズm2×10133−2、加速電圧40keV
とする。なお、このイオン注入は基板表面の酸化を防止
するため不活性ガス雰囲気中で行う必要がある。
イオン注入後的900℃の加熱を行ってリンを活性化さ
せるとp1拡散領域10およびn+拡散領域11のコン
タク1一孔13下の基板内にはそれぞれn−拡散領域1
5が形成され、その深さはp 拡散領域10の深さより
も浅く、n+拡散領域11の深さよりも深くなっている
(第1図(f))。
せるとp1拡散領域10およびn+拡散領域11のコン
タク1一孔13下の基板内にはそれぞれn−拡散領域1
5が形成され、その深さはp 拡散領域10の深さより
も浅く、n+拡散領域11の深さよりも深くなっている
(第1図(f))。
その後アルミニウムを蒸着し、これをバターニングすれ
ば配線14が形成される(第1図(f))。
ば配線14が形成される(第1図(f))。
次に本発明により製造された半導体装置の動作を説明す
る。
る。
第2図はコンタクト孔付近の拡大断面図であって、第2
図(a)はnチャネルトランジスタの一部を、第2図(
b)はnウェル内のnチャネルトランジスタの一部をそ
れぞれ示したものである。
図(a)はnチャネルトランジスタの一部を、第2図(
b)はnウェル内のnチャネルトランジスタの一部をそ
れぞれ示したものである。
第2図(a)に示されたn+拡散領域11と配線121
4は位置合わせ余裕がないことから配線層14とn型基
板1とが直接接触してショートを起す状態となっている
が、コンタクト孔から再注入および拡散が行われたn−
拡散領域15が形成されているため、基板とのショート
は発生しない。
4は位置合わせ余裕がないことから配線層14とn型基
板1とが直接接触してショートを起す状態となっている
が、コンタクト孔から再注入および拡散が行われたn−
拡散領域15が形成されているため、基板とのショート
は発生しない。
一方、第2図(b)に示されたp+拡散領域10内には
コンタクト孔からの注入拡散によりn−拡filjli
15が形成されているが、この深さはp+拡散層10の
深さよりは浅いためnウェル3と直接接触することはな
く、またその濃度もp+拡散層10の濃度よりも低いた
めnチャネルトランジスタとしての特性に悪影響を及ぼ
すことはない。
コンタクト孔からの注入拡散によりn−拡filjli
15が形成されているが、この深さはp+拡散層10の
深さよりは浅いためnウェル3と直接接触することはな
く、またその濃度もp+拡散層10の濃度よりも低いた
めnチャネルトランジスタとしての特性に悪影響を及ぼ
すことはない。
以上の実施例はnウェルを有する0MO8型トランジス
タについて述べたが、nウェルを右する0MO8型1−
ランジスタについても同様に適用することができる。こ
の場合、nウェル外のn型基板に形成されるnチャネル
トランジスタのp1拡散領域より拡散深さを浅く、かつ
表面濃度を小さくしたn二拡散領域が、両トランジスタ
のソース、ドレイン用コンタクト孔部に形成されること
になる。
タについて述べたが、nウェルを右する0MO8型1−
ランジスタについても同様に適用することができる。こ
の場合、nウェル外のn型基板に形成されるnチャネル
トランジスタのp1拡散領域より拡散深さを浅く、かつ
表面濃度を小さくしたn二拡散領域が、両トランジスタ
のソース、ドレイン用コンタクト孔部に形成されること
になる。
また、実施例ではnウェルを形成後フィールド酸化膜を
形成しているが、ウェル形成前にフィールド酸化膜を形
成するようにしてもよい。
形成しているが、ウェル形成前にフィールド酸化膜を形
成するようにしてもよい。
以上のように本発明においてはCMOS型半導体装置の
製造においてソース、ドレイン用のコンタクト孔開口後
、高濃度不純物拡散領域の厚さが浅い方と同一導電型の
不純物を、これと逆導電型不純物拡散領域の厚さよりも
浅くかつ表面濃度が小さくなるように両チャネルトラン
ジスタのソース、ドレイン用コンタクトから注入して再
拡散させるようにしているので、拡散深さが浅くコンタ
クト孔と寸法の余裕がない拡散領域においても基板との
ショートを生じない。したがって製品の歩留り向上、マ
スク合わせの簡略化によるコストダウン、設計上の余裕
を小さくすることによる集積度の向上が可能となる。
製造においてソース、ドレイン用のコンタクト孔開口後
、高濃度不純物拡散領域の厚さが浅い方と同一導電型の
不純物を、これと逆導電型不純物拡散領域の厚さよりも
浅くかつ表面濃度が小さくなるように両チャネルトラン
ジスタのソース、ドレイン用コンタクトから注入して再
拡散させるようにしているので、拡散深さが浅くコンタ
クト孔と寸法の余裕がない拡散領域においても基板との
ショートを生じない。したがって製品の歩留り向上、マ
スク合わせの簡略化によるコストダウン、設計上の余裕
を小さくすることによる集積度の向上が可能となる。
第1図は本発明にかかるCMOS型半導体gL直の製造
方法の一実施例を示す工程別断面図、第2図は本発明に
よる効果を説明する拡大断面図、第3図は従来のCMO
S型半導体装置の製造方法の一例を示す工程別断面図、
第4図は従来の方法による問題点を示す拡大断面図であ
る。 1・・・n型基板、3・・・nウェル、7・・・フィー
ルド酸化膜、8・・・ゲート酸化膜、9・・・グー1〜
電極、10・・・p+拡散領域、11・・・n+拡散領
域、12・・・絶縁膜、13・・・コンタクト孔、14
・・・アルミニウム配線、15・・・n−再拡散領域。 出願人代理人 猪 股 清第1図 第 1 図 (f)
方法の一実施例を示す工程別断面図、第2図は本発明に
よる効果を説明する拡大断面図、第3図は従来のCMO
S型半導体装置の製造方法の一例を示す工程別断面図、
第4図は従来の方法による問題点を示す拡大断面図であ
る。 1・・・n型基板、3・・・nウェル、7・・・フィー
ルド酸化膜、8・・・ゲート酸化膜、9・・・グー1〜
電極、10・・・p+拡散領域、11・・・n+拡散領
域、12・・・絶縁膜、13・・・コンタクト孔、14
・・・アルミニウム配線、15・・・n−再拡散領域。 出願人代理人 猪 股 清第1図 第 1 図 (f)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、第1導電型の半導体基板中にこれと逆導電型の第2
導電型のウェルを形成する工程と、ゲート電極を形成す
る工程と、 前記第1導電型の半導体基板中の前記ゲート電極周囲に
第1のトランジスタのソース、ドレインとなる高濃度の
第2導電型不純物拡散領域を形成する工程と、 前記第2導電型のウェル中の前記ゲート電極周囲に第2
のトランジスタのソース、ドレインとなる高濃度の第1
導電型不純物拡散領域を形成する工程と、 全面に絶縁膜を形成し、不純物拡散領域上でコンタクト
孔を開口する工程と、 前記コンタクト孔を通じて、前記第1導電型不純物拡散
領域と前記第2導電型不純物拡散領域のうち拡散深さが
浅い方と同一導電型不純物を両領域に注入し、拡散深さ
が深い不純物拡散領域よりも拡散深さを浅く、かつその
表面濃度よりも低い表面濃度を有する再拡散領域を形成
する工程と、を備えたCMOS型半導体装置の製造方法
。 2、拡散深さが深い不純物拡散領域がホウ素を拡散した
p型不純物拡散領域である特許請求の範囲第1項記載の
CMOS型半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60062946A JPS61222157A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | Cmos型半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60062946A JPS61222157A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | Cmos型半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61222157A true JPS61222157A (ja) | 1986-10-02 |
JPH0248145B2 JPH0248145B2 (ja) | 1990-10-24 |
Family
ID=13214978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60062946A Granted JPS61222157A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | Cmos型半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61222157A (ja) |
-
1985
- 1985-03-27 JP JP60062946A patent/JPS61222157A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0248145B2 (ja) | 1990-10-24 |
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