JPS63143860A - 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Info
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- JPS63143860A JPS63143860A JP61290567A JP29056786A JPS63143860A JP S63143860 A JPS63143860 A JP S63143860A JP 61290567 A JP61290567 A JP 61290567A JP 29056786 A JP29056786 A JP 29056786A JP S63143860 A JPS63143860 A JP S63143860A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/08—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
- H01L27/085—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
- H01L27/088—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は半導体装置及びその製造方法に関するもノテ、
特にM I S (Metal InsulatorS
emi conduc向r)型半導体装置に使用される
ものである。
特にM I S (Metal InsulatorS
emi conduc向r)型半導体装置に使用される
ものである。
(従来の技術)
半導体基板に設けた溝の側壁に2つのゲート領域を形成
した半導体装置の一例として、TexasInstru
ments社のW 、 F 、Richardaonら
によるTrench Transistor Cros
s−Point D RA Mcell f挙けること
ができる(1985 IEDM’pechnical
Digest 、 P 714 )。
した半導体装置の一例として、TexasInstru
ments社のW 、 F 、Richardaonら
によるTrench Transistor Cros
s−Point D RA Mcell f挙けること
ができる(1985 IEDM’pechnical
Digest 、 P 714 )。
このセルでは、1つの溝の下側を第1ゲートキヤパシタ
に使用し、溝の上部の側面を転送ゲート(第2ゲート′
)に使用することにより、セルの微細化を可箭にしたも
のである。この装置を得るKは、まずP 基板31上に
P型層32をエピタキシャル形成し、表面に素子分離3
3と、ビット線を兼ねるn 拡散層34を形成し、半導
体基板に+ p 基板31に達するまで溝35を形成し、表面に第1
ゲート酸化膜36を形成する(第6回置)。
に使用し、溝の上部の側面を転送ゲート(第2ゲート′
)に使用することにより、セルの微細化を可箭にしたも
のである。この装置を得るKは、まずP 基板31上に
P型層32をエピタキシャル形成し、表面に素子分離3
3と、ビット線を兼ねるn 拡散層34を形成し、半導
体基板に+ p 基板31に達するまで溝35を形成し、表面に第1
ゲート酸化膜36を形成する(第6回置)。
次にn 多結晶シリコン37を形成して溝35の上部の
多結晶シリコンをウェット方式でエッチングし、下部の
みにn 多結晶シリコン37を残し。
多結晶シリコンをウェット方式でエッチングし、下部の
みにn 多結晶シリコン37を残し。
ゲート酸化膜36を等方的にエツチングする(第6図(
B))。次にゲート酸化膜の膜厚の2倍以上のアンドー
プ多結晶シリコンを堆積し、これを等方的にエツチング
して第6区部)のアンダーカット部38のみに多結晶シ
リコン1&:残す(第6図(C) >。
B))。次にゲート酸化膜の膜厚の2倍以上のアンドー
プ多結晶シリコンを堆積し、これを等方的にエツチング
して第6区部)のアンダーカット部38のみに多結晶シ
リコン1&:残す(第6図(C) >。
次いでスチーム酸化により、転送ゲート領域となる溝上
部の側壁と、多結晶シリコン上を酸化し、ワード線とな
るn 多結晶シリコン層39をテポハターニングする。
部の側壁と、多結晶シリコン上を酸化し、ワード線とな
るn 多結晶シリコン層39をテポハターニングする。
第6図(Qのリファイルドコンタクト部40においては
、埋め込まれたn 多結晶シリコンから不純物か基板側
に拡散され、ソースあるいはドレイン領域となるn 拡
散層4)が形成される(第6図(ロ)。この場合ドレイ
ンまたはソースはnB54で、42がチャネル頭載であ
る。
、埋め込まれたn 多結晶シリコンから不純物か基板側
に拡散され、ソースあるいはドレイン領域となるn 拡
散層4)が形成される(第6図(ロ)。この場合ドレイ
ンまたはソースはnB54で、42がチャネル頭載であ
る。
第7図は第6図の等価回路で、笑1ゲートのキャパシタ
43はプリシリコン層32とp 基板31で形成され、
第2ゲート(転送ゲート)44+ はn @34.41で形成される。
43はプリシリコン層32とp 基板31で形成され、
第2ゲート(転送ゲート)44+ はn @34.41で形成される。
(発明が解決しようとする問題点)
従来技術の半導体装置においては、半導体基。
板に設けられた側面に段差の々い溝35の側面に第1ゲ
ート43、第2ゲート44の2つのMISゲート領域を
もつ構造になっている。このような場合、第2ゲート(
転送ゲート)領域は86図(B)に見るように、埋め込
んだポリシリコンのエッチパックや第6図(qのように
半導体基板に直に接触したポリシリコンのエツチング々
どで、トランジスタ形成予定部(特にその溝の側壁)は
ダメージを受けやすい。そのため従来においてはダメー
ジの入りにくいウェットエツチングを行なっているが、
ウェットエツチングは気泡の付着などKよシエッチング
が阻害されやすく、微細化に向かない欠点がある。従っ
て第2ゲート領域を、第1ゲート形成に必要なプロセス
から保護しにくいのが、従来の溝構成の半導体装置の最
大の欠点である。
ート43、第2ゲート44の2つのMISゲート領域を
もつ構造になっている。このような場合、第2ゲート(
転送ゲート)領域は86図(B)に見るように、埋め込
んだポリシリコンのエッチパックや第6図(qのように
半導体基板に直に接触したポリシリコンのエツチング々
どで、トランジスタ形成予定部(特にその溝の側壁)は
ダメージを受けやすい。そのため従来においてはダメー
ジの入りにくいウェットエツチングを行なっているが、
ウェットエツチングは気泡の付着などKよシエッチング
が阻害されやすく、微細化に向かない欠点がある。従っ
て第2ゲート領域を、第1ゲート形成に必要なプロセス
から保護しにくいのが、従来の溝構成の半導体装置の最
大の欠点である。
本発明は上記実情に亀みてなされたもので、半導体基板
に設けられた溝の側部に2つ以上のゲート領域を設ける
半導体装置において、各ゲートプロセスを独立に行ない
やすい半導体装置及びその製造方法を提供しようとする
ものである。
に設けられた溝の側部に2つ以上のゲート領域を設ける
半導体装置において、各ゲートプロセスを独立に行ない
やすい半導体装置及びその製造方法を提供しようとする
ものである。
(問題点を解決するための手段と作用)本発明は、半導
体基板に設けられた溝の側面に少くとも1段以上の段差
を設け、この段差の上と下にそれぞれ別のゲート領域を
設けるが、下のゲート領域を設けるときKは、段差を利
用しかつ該段差の上の溝の側面を保護した状態で行なう
ことにより、該側面にダメージを受けないようにしたも
のである。
体基板に設けられた溝の側面に少くとも1段以上の段差
を設け、この段差の上と下にそれぞれ別のゲート領域を
設けるが、下のゲート領域を設けるときKは、段差を利
用しかつ該段差の上の溝の側面を保護した状態で行なう
ことにより、該側面にダメージを受けないようにしたも
のである。
(実施例)
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第1
図は同実施例の断面図で、5ノはp型基板、52は第1
のゲート電極、53は第2のゲート電極、54〜56は
ソースまたはドレインとなるn 領域である。この第1
図は、p基板51の溝57に設けられた1段の段差の上
側と下側にそれぞれ第1ゲート領域(MIS領域)と第
2ゲート領域(M I S領域)を形成したものである
。
図は同実施例の断面図で、5ノはp型基板、52は第1
のゲート電極、53は第2のゲート電極、54〜56は
ソースまたはドレインとなるn 領域である。この第1
図は、p基板51の溝57に設けられた1段の段差の上
側と下側にそれぞれ第1ゲート領域(MIS領域)と第
2ゲート領域(M I S領域)を形成したものである
。
この図では溝の両側を並列に使用しているが、独立した
回路として使用してもよい。第2図は第1図の等価回路
であり、このような直列トランジスタはNANDゲート
などに応用が可能である。このような回路を平面上に構
成しようとすれば、かなりの面積が必要となる。
回路として使用してもよい。第2図は第1図の等価回路
であり、このような直列トランジスタはNANDゲート
などに応用が可能である。このような回路を平面上に構
成しようとすれば、かなりの面積が必要となる。
第3図は第1図、第2図の構成の具体的な製造方法の一
例である。まず第3図(a)のように第1のマスク材1
をパターニングした後、p型半導体基板3をエツチング
して溝をつくり、第2のマスク材2を堆積する。0は予
め基板3につくられた+ n@で、上記溝はこのn層0を貫くように形成される。
例である。まず第3図(a)のように第1のマスク材1
をパターニングした後、p型半導体基板3をエツチング
して溝をつくり、第2のマスク材2を堆積する。0は予
め基板3につくられた+ n@で、上記溝はこのn層0を貫くように形成される。
次に第3図(b)に示すように第2のマスク材2を異方
性エツチングして溝の側壁のみに残した後、これをマス
クとして基板3を異方性エツチングすると、基板3の溝
に1段の段差ができ、この段差の下側の内面にゲート絶
縁膜4を形成した後、第1のゲート電極材料5を堆積す
る。次に第3図(qに示すように第1のゲート電極材料
5を異方性エツチングし、主に段差の底部にのみ第1の
ゲート電極材料5を残す。その際第1のゲート電極材料
で外部に配線するために、配線部のみレジストでカバー
してもよい。次に溝の底部及び段差の角部に、例えばイ
オン注入やリン拡散によりソースまたはドレインとなる
n 拡散層21.22を形成する。次にゲートエツジを
後酸化した後、層間絶縁P!6を形成する。次いで第3
図(d)に示すように第1のマスク材1、Wj2のマス
ク材2を除去した後、第2ゲート絶縁膜2を形成し、第
2ゲート電極材料8を堆積し、異方性エッチパ、グクに
より主に段差の上にのみ第2ゲート電堀材料8を残す。
性エツチングして溝の側壁のみに残した後、これをマス
クとして基板3を異方性エツチングすると、基板3の溝
に1段の段差ができ、この段差の下側の内面にゲート絶
縁膜4を形成した後、第1のゲート電極材料5を堆積す
る。次に第3図(qに示すように第1のゲート電極材料
5を異方性エツチングし、主に段差の底部にのみ第1の
ゲート電極材料5を残す。その際第1のゲート電極材料
で外部に配線するために、配線部のみレジストでカバー
してもよい。次に溝の底部及び段差の角部に、例えばイ
オン注入やリン拡散によりソースまたはドレインとなる
n 拡散層21.22を形成する。次にゲートエツジを
後酸化した後、層間絶縁P!6を形成する。次いで第3
図(d)に示すように第1のマスク材1、Wj2のマス
ク材2を除去した後、第2ゲート絶縁膜2を形成し、第
2ゲート電極材料8を堆積し、異方性エッチパ、グクに
より主に段差の上にのみ第2ゲート電堀材料8を残す。
これもレジストにより配線部は残すことができる。溝の
底部のn 層11へのコンタクトは層間絶縁膜6の形成
後、通常の写真蝕刻工程を用いて形成すればよい。
底部のn 層11へのコンタクトは層間絶縁膜6の形成
後、通常の写真蝕刻工程を用いて形成すればよい。
第3図のものにあっては、段差上のvJ2のマスク材2
をマスクとして段差下の第1ゲートプロセスを行なうか
ら、特に段差下に溝を設けるときマスク合わせ余裕が不
要であシ、また段差の上側の溝の壁面はマスク材2で覆
われたま\第1ゲートプロセスが行なわれるので1段差
の上側の溝の壁面にダメージを受けないものである。
をマスクとして段差下の第1ゲートプロセスを行なうか
ら、特に段差下に溝を設けるときマスク合わせ余裕が不
要であシ、また段差の上側の溝の壁面はマスク材2で覆
われたま\第1ゲートプロセスが行なわれるので1段差
の上側の溝の壁面にダメージを受けないものである。
第4図は本発明の他の実施例で、従来1例で用いたもの
と同様のD RA Mセルに応用したものである。図中
4′は第1ゲート絶縁膜、5′は第1ゲート電極材料、
7′は第2ゲート絶縁膜、8′は第2ゲート電極材料で
、この第4図の等価回路は第7図の場合と同じである。
と同様のD RA Mセルに応用したものである。図中
4′は第1ゲート絶縁膜、5′は第1ゲート電極材料、
7′は第2ゲート絶縁膜、8′は第2ゲート電極材料で
、この第4図の等価回路は第7図の場合と同じである。
またこの第4図の利点も第3図の場合と同じで、段差の
」二側の溝の壁面に設けられた保護材をマスクとして段
差の下側の第1ゲートプロ、セスを行なうから、特に段
差下に溝を設けるときマスク合わせ余裕が不要であり、
また段差の上側の溝の壁面は上記保護材で伶われたま\
第1ゲートプロセスが行なわれるから、段差の上側の溝
の壁面にダメージを受けないものである。
」二側の溝の壁面に設けられた保護材をマスクとして段
差の下側の第1ゲートプロ、セスを行なうから、特に段
差下に溝を設けるときマスク合わせ余裕が不要であり、
また段差の上側の溝の壁面は上記保護材で伶われたま\
第1ゲートプロセスが行なわれるから、段差の上側の溝
の壁面にダメージを受けないものである。
第5図は本発明の更に他の実施例で、第5図(al(b
)はそれぞれ第5図(C)のパターン平面図のA−A’
及びB−B’線に沿う断面囚である。本構造はDRAM
セルである。第5図(C1の2点鎖線で示した領域が1
セル分である。動作について説明すると、書き込みはビ
ット線10に与えられた電位が基板と逆導電型の不純物
領域16に与えられる。
)はそれぞれ第5図(C)のパターン平面図のA−A’
及びB−B’線に沿う断面囚である。本構造はDRAM
セルである。第5図(C1の2点鎖線で示した領域が1
セル分である。動作について説明すると、書き込みはビ
ット線10に与えられた電位が基板と逆導電型の不純物
領域16に与えられる。
1)がワード線になっている。第5図(clでは、2点
鎖線で囲まれた1セル分の領域がB−B’力方向は接近
して配置され、A−A’力方向は離れて配置されている
ので、B−B’力方向ワード線1)がつながり(第5図
(bl参照)、A−A’力方向はワード線11の摩みの
2倍以上分離された構造となる(第5図1al 8照)
。転送ゲート酸化膜15の接している半導体系板側がチ
ャネル領域となって電荷を基板と逆導電型の不純物領域
12に伝える。キャパシタ電極12を一方の電極、不純
物翰域17を他方の電橋、第1ゲート酸化g!14を誘
導体とするMISキャパシタに電荷は蓄積される。13
は隣接するセル間を分離するために埋め込まれた素子分
離絶縁膜である。このようなセル構造では、隣接するキ
ャパシタの電極17どうしの間に積極的に素子分#1領
域を設けないと、キャパシタ電極17の下が反転して電
荷がリークする可能性が高い。そのため溝の一番底部に
素子分離用の絶縁膜をもつようにしている。即ち溝底部
にもう1段段差を設け、絶縁膜13を埋め込んだもので
ある。この第5図の等価回路も第7図と同じであり、利
点も前記各実施例の場合と同じである。
鎖線で囲まれた1セル分の領域がB−B’力方向は接近
して配置され、A−A’力方向は離れて配置されている
ので、B−B’力方向ワード線1)がつながり(第5図
(bl参照)、A−A’力方向はワード線11の摩みの
2倍以上分離された構造となる(第5図1al 8照)
。転送ゲート酸化膜15の接している半導体系板側がチ
ャネル領域となって電荷を基板と逆導電型の不純物領域
12に伝える。キャパシタ電極12を一方の電極、不純
物翰域17を他方の電橋、第1ゲート酸化g!14を誘
導体とするMISキャパシタに電荷は蓄積される。13
は隣接するセル間を分離するために埋め込まれた素子分
離絶縁膜である。このようなセル構造では、隣接するキ
ャパシタの電極17どうしの間に積極的に素子分#1領
域を設けないと、キャパシタ電極17の下が反転して電
荷がリークする可能性が高い。そのため溝の一番底部に
素子分離用の絶縁膜をもつようにしている。即ち溝底部
にもう1段段差を設け、絶縁膜13を埋め込んだもので
ある。この第5図の等価回路も第7図と同じであり、利
点も前記各実施例の場合と同じである。
本発明の半導体装置においては、各ゲート領域の平面上
の幅はたかだかゲート電極材料の膜厚にすぎない。また
各ゲートは、最初につくった溝の段差から自己整合的に
次々につくることができるので、マスク合わせ余裕がい
らない。一方、デバイスの信頼性に大きな影響を与える
ゲート長は、見かけ上(平面上)のデバイスの大きさを
大きくしなくても長くすることができる。また本発明に
おいては、段差の上側の側面を保護材でカバーした状態
で段差の下側のプロセスが行なえるので。
の幅はたかだかゲート電極材料の膜厚にすぎない。また
各ゲートは、最初につくった溝の段差から自己整合的に
次々につくることができるので、マスク合わせ余裕がい
らない。一方、デバイスの信頼性に大きな影響を与える
ゲート長は、見かけ上(平面上)のデバイスの大きさを
大きくしなくても長くすることができる。また本発明に
おいては、段差の上側の側面を保護材でカバーした状態
で段差の下側のプロセスが行なえるので。
段差の上側の素子形成予定部はダメージを受けず。
プロセスを容易化できると共に、高歩留、高信頼性が容
易に達成できるものである。
易に達成できるものである。
第1図は本発明の一実施例の断面図、第2図はその等価
回路図、第3図は本発明の実施例の工程図、第4図、第
5図(al (blは本発明の異なる実施例1.2・・
・マスク材、3・・・半導体基板、4.4′・・・第1
ゲート絶縁膜、5,5′・・・第1ゲート電極、6・・
・絶縁膜、7,7′・・・第2ゲート絶縁膜、8゜8′
・・・第2ゲート電極、10・・・ゼット線、11・・
・ワード線、12・・・キャパシタ電極、13・・・素
子分離絶縁膜、14・・・キャパシタ絶縁膜、15・・
・転送ゲート絶縁膜、16.17・・・裁板と逆導電型
の不純物領域。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第4図 (a) 第5図
回路図、第3図は本発明の実施例の工程図、第4図、第
5図(al (blは本発明の異なる実施例1.2・・
・マスク材、3・・・半導体基板、4.4′・・・第1
ゲート絶縁膜、5,5′・・・第1ゲート電極、6・・
・絶縁膜、7,7′・・・第2ゲート絶縁膜、8゜8′
・・・第2ゲート電極、10・・・ゼット線、11・・
・ワード線、12・・・キャパシタ電極、13・・・素
子分離絶縁膜、14・・・キャパシタ絶縁膜、15・・
・転送ゲート絶縁膜、16.17・・・裁板と逆導電型
の不純物領域。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第4図 (a) 第5図
Claims (2)
- (1)半導体基板に設けられた溝と、該溝の底部に設け
られた別の溝と、前記各溝間の段差の上側の溝の側部に
設けられたMIS領域と、前記段差の下側の溝の側部に
設けられた別のMIS領域とを具備したことを特徴とす
る半導体装置。 - (2)半導体基板に溝を設け、該溝の側面に設けられた
保護膜をマスクとして前記溝の底部に別の溝を設けかつ
前記各溝間の段差の下側の溝の側部にMIS領域を設け
、前記段差の上側の溝の側部に別のMIS領域を設ける
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61290567A JPH0744274B2 (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61290567A JPH0744274B2 (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 半導体装置及びその製造方法 |
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JPS63143860A true JPS63143860A (ja) | 1988-06-16 |
JPH0744274B2 JPH0744274B2 (ja) | 1995-05-15 |
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ID=17757693
Family Applications (1)
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JP61290567A Expired - Lifetime JPH0744274B2 (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
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JP (1) | JPH0744274B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04162566A (ja) * | 1990-10-25 | 1992-06-08 | Nec Corp | 半導体記憶装置 |
US5300804A (en) * | 1991-05-31 | 1994-04-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Mask ROM device having highly integrated memory cell structure |
CN114220846A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-03-22 | 北京芯可鉴科技有限公司 | 一种ldmosfet、制备方法及芯片和电路 |
CN114242777A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-03-25 | 北京芯可鉴科技有限公司 | 一种ldmosfet、制备方法及芯片和电路 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6123360A (ja) * | 1984-07-12 | 1986-01-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体記憶装置およびその製造方法 |
JPS6122665A (ja) * | 1984-07-11 | 1986-01-31 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置 |
-
1986
- 1986-12-08 JP JP61290567A patent/JPH0744274B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6122665A (ja) * | 1984-07-11 | 1986-01-31 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置 |
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CN114242777A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-03-25 | 北京芯可鉴科技有限公司 | 一种ldmosfet、制备方法及芯片和电路 |
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Publication number | Publication date |
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JPH0744274B2 (ja) | 1995-05-15 |
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