JPH02162768A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH02162768A JPH02162768A JP31900688A JP31900688A JPH02162768A JP H02162768 A JPH02162768 A JP H02162768A JP 31900688 A JP31900688 A JP 31900688A JP 31900688 A JP31900688 A JP 31900688A JP H02162768 A JPH02162768 A JP H02162768A
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- JP
- Japan
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- gate electrode
- grooves
- semiconductor device
- semiconductor substrate
- transistor
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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】
[産業上の利用分野]
この発明は半導体装置に関するものであり、特に、トラ
ンジスタ長を大きくとれるように改善を図った半導体装
置に関するものである。
ンジスタ長を大きくとれるように改善を図った半導体装
置に関するものである。
[従来の技術]
第9図は従来のMOSトランジスタの平面図であり、第
10図は第9図におけるX−X線に沿う断面図である。
10図は第9図におけるX−X線に沿う断面図である。
これらの図を参照して、シリコン基板10の主面にソー
ス領域2とドレイン領域3が形成されている。ソース領
域2とドレイン領域3に挾まれて形成されるチャネル領
域上にはゲート絶縁膜9が形成され、ゲート絶縁膜9の
上にはポリシリコンからなるゲート電極1が形成されて
いる。ソース領域2はソース用電極5に接続され、ドレ
イン領域3はドレイン用電極7に接続され、ゲート電極
1はゲート用電極6に接続されている。
ス領域2とドレイン領域3が形成されている。ソース領
域2とドレイン領域3に挾まれて形成されるチャネル領
域上にはゲート絶縁膜9が形成され、ゲート絶縁膜9の
上にはポリシリコンからなるゲート電極1が形成されて
いる。ソース領域2はソース用電極5に接続され、ドレ
イン領域3はドレイン用電極7に接続され、ゲート電極
1はゲート用電極6に接続されている。
なお、第9図において、GLは、トランジスタ長を表わ
している。
している。
次に、動作について説明する。
たとえば、N−MOSFET(7)場合、ケート用電極
6にしきい値電圧■T11以上の電圧を印加すると、ゲ
ート絶縁膜9の下に反転層が形成され、ソース領域2と
ドレイン領域3が導通し、MOSトランジスタがON状
態になる。一方、ゲート用電極6の電圧をしきい値電圧
以下にすると、反転層がなくなり、ソース領域2とドレ
イン領域3が絶縁され、MOSトランジスタがOFF状
態になる。
6にしきい値電圧■T11以上の電圧を印加すると、ゲ
ート絶縁膜9の下に反転層が形成され、ソース領域2と
ドレイン領域3が導通し、MOSトランジスタがON状
態になる。一方、ゲート用電極6の電圧をしきい値電圧
以下にすると、反転層がなくなり、ソース領域2とドレ
イン領域3が絶縁され、MOSトランジスタがOFF状
態になる。
[発明が解決しようとする課題]
従来のMOSトランジスタは以上のように形成されてお
り、回路の電気特性の向上のために、トランジスタ基G
Lの大きなMOSトランジスタを形成する場合には、第
11図を参照して、ゲート電極1を平面内で蛇行させて
形成しなければならず、大きな占有表面績を必要として
いた。
り、回路の電気特性の向上のために、トランジスタ基G
Lの大きなMOSトランジスタを形成する場合には、第
11図を参照して、ゲート電極1を平面内で蛇行させて
形成しなければならず、大きな占有表面績を必要として
いた。
ところで、半導体集積回路の集積度は向上してきている
ので、MOSトランジスタの占有面積を小さくする必要
があり、MOSトランジスタのトランジスタ基GLを小
さくする必要がある。しかしながら、上述のように、回
路の電気特性の向上のためには、トランジスタ基GLの
大きなMOSトランジスタを形成する必要があり、トラ
ンジスタ基GLを小さくできない。このように、従来の
半導体装置の構造では、−捕のジレンマが生じ、問題で
あった。
ので、MOSトランジスタの占有面積を小さくする必要
があり、MOSトランジスタのトランジスタ基GLを小
さくする必要がある。しかしながら、上述のように、回
路の電気特性の向上のためには、トランジスタ基GLの
大きなMOSトランジスタを形成する必要があり、トラ
ンジスタ基GLを小さくできない。このように、従来の
半導体装置の構造では、−捕のジレンマが生じ、問題で
あった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、半導体集積回路の集積度を減少させることな
く、実効的にトランジスタ基を大きくできる、半導体装
置を提供することを目的とする。
たもので、半導体集積回路の集積度を減少させることな
く、実効的にトランジスタ基を大きくできる、半導体装
置を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段]
この発明はゲート電極を含むMOSトランジスタを備え
た半導体装置にかかるものである。そして、上記問題点
を解決するために、主面を有する半導体基板と、上記半
導体基板の上に形成された上記MO8トランジスタのゲ
ート電極と、前記半導体基板の主面であって、前記ゲー
ト電極の下方に位置する部分に、上記ゲート電極の長さ
方向に並んで形成された溝と、を備え、前記ゲート電極
の一部は上記溝の内部に食込んで形成されている。
た半導体装置にかかるものである。そして、上記問題点
を解決するために、主面を有する半導体基板と、上記半
導体基板の上に形成された上記MO8トランジスタのゲ
ート電極と、前記半導体基板の主面であって、前記ゲー
ト電極の下方に位置する部分に、上記ゲート電極の長さ
方向に並んで形成された溝と、を備え、前記ゲート電極
の一部は上記溝の内部に食込んで形成されている。
そして、ゲート電極を含むMOSトランジスタを備えた
半導体装置の好ましい製造方法としては、主面を有する
半導体基板を準備する工程と、上記半導体基板の主面で
あって、形成予定の上記MOSトランジスタのゲートの
下方に位置する部分に、ゲート電極の長さ方向に並ぶ溝
を形成する工程と、上記溝の中にその一部が食込むよう
に、上記半導体基板の上に上記MO8トランジスタのゲ
ート電極を形成する工程と、を備える製造方法がある。
半導体装置の好ましい製造方法としては、主面を有する
半導体基板を準備する工程と、上記半導体基板の主面で
あって、形成予定の上記MOSトランジスタのゲートの
下方に位置する部分に、ゲート電極の長さ方向に並ぶ溝
を形成する工程と、上記溝の中にその一部が食込むよう
に、上記半導体基板の上に上記MO8トランジスタのゲ
ート電極を形成する工程と、を備える製造方法がある。
[作用]
半導体基板の主面であって、ゲート電極の下方に位置す
る部分にゲート電極の長さ方向に並んで形成された溝を
備えて、該ゲート電極の一部を上記溝の内部に食込んで
形成しているので、ゲート電極は溝の側壁および底壁に
沿って折曲げられ、小さな表面占有面積にて、実効的に
トランジスタ基を長くすることができる。
る部分にゲート電極の長さ方向に並んで形成された溝を
備えて、該ゲート電極の一部を上記溝の内部に食込んで
形成しているので、ゲート電極は溝の側壁および底壁に
沿って折曲げられ、小さな表面占有面積にて、実効的に
トランジスタ基を長くすることができる。
〔実施例]
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図は本発明にかかる半導体装置の、MOSトランジ
スタ部分の斜視図である。第2図は、第1図に示す半導
体装置の平面図であり、第3図は第2図における■−■
線に沿う断面図である。
スタ部分の斜視図である。第2図は、第1図に示す半導
体装置の平面図であり、第3図は第2図における■−■
線に沿う断面図である。
これらの図を参照して、1はゲート電極である。
半導体基板10の主面であって、ゲート電極1の下方部
分に、深さGTの深溝11が、ゲート電極1の長さ方向
Aに並んで2個形成されている。深溝11の側壁および
底壁を含む半導体基板10の主面にソース領域2とドレ
イン領域3が形成されている。ゲート電極1は、その一
部が深溝11の内部に食込むように、半導体基板10の
上に、ゲート絶縁膜9を介して形成されている。すなわ
ち、ゲート電極1は、深溝11の側壁および底壁に沿っ
て折曲げられている。なお、ゲート電極1の占有面積は
、従来の半導体装置と同じである。
分に、深さGTの深溝11が、ゲート電極1の長さ方向
Aに並んで2個形成されている。深溝11の側壁および
底壁を含む半導体基板10の主面にソース領域2とドレ
イン領域3が形成されている。ゲート電極1は、その一
部が深溝11の内部に食込むように、半導体基板10の
上に、ゲート絶縁膜9を介して形成されている。すなわ
ち、ゲート電極1は、深溝11の側壁および底壁に沿っ
て折曲げられている。なお、ゲート電極1の占有面積は
、従来の半導体装置と同じである。
次に、実施例にかかるMOSトランジスタの動作を、第
4図を参照して、説明する。ゲート用電極6にしきい値
電圧vTN以上の電圧を印加すると、ゲート絶縁膜9の
下側に反転層が形成され、ソース用電極5とドレイン用
電極7に電位差を設定しておくと、矢印14で示°す電
流経路を通って、ドレイン3−ソース2間に電流が流れ
る。
4図を参照して、説明する。ゲート用電極6にしきい値
電圧vTN以上の電圧を印加すると、ゲート絶縁膜9の
下側に反転層が形成され、ソース用電極5とドレイン用
電極7に電位差を設定しておくと、矢印14で示°す電
流経路を通って、ドレイン3−ソース2間に電流が流れ
る。
さて、第3図を参照して、従来の半導体装置のトランジ
スタ基をGLとし、深溝の深さをGTとし、深溝の数を
nとすると、本実施例にかかる半導体装置のトランジス
タ基G0は、次式で表わされる。
スタ基をGLとし、深溝の深さをGTとし、深溝の数を
nとすると、本実施例にかかる半導体装置のトランジス
タ基G0は、次式で表わされる。
G□ −GL + 2 n Gv
上式において、6丁〉0であるので、GO>G、となる
。
。
したがって、実施例によれば、従来と同じ占有面積で、
トランジスタ基のより大きなMOSトランジスタが形成
され得る。
トランジスタ基のより大きなMOSトランジスタが形成
され得る。
次に、第1図〜第3図に示す半導体装置の製造工程を、
第5A図〜第5D図(断面図)および第6A図〜第6D
図(平面図)に示す。
第5A図〜第5D図(断面図)および第6A図〜第6D
図(平面図)に示す。
m5A図および第6A図を参照して、半導体基板たとえ
ばシリコン基板10の主面であって、形成される予定の
ゲート電極の下方に位置する部分に、該ゲート電極の長
さ方向に並ぶ深溝11を2個形成する。
ばシリコン基板10の主面であって、形成される予定の
ゲート電極の下方に位置する部分に、該ゲート電極の長
さ方向に並ぶ深溝11を2個形成する。
次に、第5B図および第6B図を参照して、このシリコ
ン基板10を熱酸化し、深溝11を含むシリコン基板1
0の主面上にゲート酸化膜9を形成する。その後、ポリ
シリコン1aを深溝11の内部を含むシリコン基板10
の全面に堆積(デボ)させる。次に、レジスト(図示せ
ず)を塗布−し、このレジストを、形成される予定のゲ
ート電極のパターンに、写真製版技術によりバターニン
グし、レジストパターン12を形成する。
ン基板10を熱酸化し、深溝11を含むシリコン基板1
0の主面上にゲート酸化膜9を形成する。その後、ポリ
シリコン1aを深溝11の内部を含むシリコン基板10
の全面に堆積(デボ)させる。次に、レジスト(図示せ
ず)を塗布−し、このレジストを、形成される予定のゲ
ート電極のパターンに、写真製版技術によりバターニン
グし、レジストパターン12を形成する。
次に、第5C図および第6C図を参照して、レジストパ
ターン12をマスクにして、ポリシリコン1aを反応性
イオンエツチングによりエツチングし、引き続きゲート
絶縁膜9をエツチングし、ゲート電極1を形成する。そ
の後レジストパターン12を除去する。
ターン12をマスクにして、ポリシリコン1aを反応性
イオンエツチングによりエツチングし、引き続きゲート
絶縁膜9をエツチングし、ゲート電極1を形成する。そ
の後レジストパターン12を除去する。
次に、第5p図および第6D図を参照して、全面にレジ
スト(図示せず)を塗布し、形成すべきソース拳ドレイ
ン領域のパターンが現われるように、該レジストをバタ
ーニングする。このレジストパターン(図示せず)をマ
スクにして、シリコン基板10と反対の導電型の不純物
(P型シリコン基板7ならN型の不純物であるP、As
なと、N型シリコン基板ならP型不純物であるBなど)
を注入する。その後、アニールを行なうと、シリコン基
板10の主面にソース・ドレイン領域2゜3が形成され
、MOSトランジスタが得られる。
スト(図示せず)を塗布し、形成すべきソース拳ドレイ
ン領域のパターンが現われるように、該レジストをバタ
ーニングする。このレジストパターン(図示せず)をマ
スクにして、シリコン基板10と反対の導電型の不純物
(P型シリコン基板7ならN型の不純物であるP、As
なと、N型シリコン基板ならP型不純物であるBなど)
を注入する。その後、アニールを行なうと、シリコン基
板10の主面にソース・ドレイン領域2゜3が形成され
、MOSトランジスタが得られる。
第7図は、この発明め他の実施例にかかる半導体装置の
断面図である。第7図に示す実施例は、以下の点を除い
て、第3図に示す実施例と同様であるので、同一または
相当する部分には同一符号を付し、その説明を省略する
。
断面図である。第7図に示す実施例は、以下の点を除い
て、第3図に示す実施例と同様であるので、同一または
相当する部分には同一符号を付し、その説明を省略する
。
ff17図に示す実施例が第3図に示す実施例と異なる
点は、第3図に示す実施例の場合には深溝11の深さが
一定であったのに対し、第7図に示すものは、深溝11
の深さを異ならせて形成されている点である。それぞれ
の深溝11の深さをGTl * GT 2 + G
T @ r GT 4 とすると、この場合のトラン
ジスタ基Goは、次式のようになる。G5は従来の半導
体装置のトランジスタ基である。
点は、第3図に示す実施例の場合には深溝11の深さが
一定であったのに対し、第7図に示すものは、深溝11
の深さを異ならせて形成されている点である。それぞれ
の深溝11の深さをGTl * GT 2 + G
T @ r GT 4 とすると、この場合のトラン
ジスタ基Goは、次式のようになる。G5は従来の半導
体装置のトランジスタ基である。
GO=GL+2 (Gv H+GT 2 +C;T z
+GT4) また、一般に、深溝の数をnとすると、次式の関係が成
立する。
+GT4) また、一般に、深溝の数をnとすると、次式の関係が成
立する。
GO−GL +2 (GT + +GT 2 +−・・
+cT n )これらの式は、結局、深溝11の数が多
くなるにつれて、トランジスタ基GDが大きくなること
を示している。
+cT n )これらの式は、結局、深溝11の数が多
くなるにつれて、トランジスタ基GDが大きくなること
を示している。
第8図は、この発明のさらに他の実施例にかかる半導体
装置の断面図である。この実施例では、nチャネルMO
SFETとpチャネルMOSFETが混在しているCM
O3の例である。シリコン基板(P型)10の主面にn
ウェル19が形成され、このnウェル19内にpチャネ
ルMOSFET25が形成され、p型シリコン基板10
にはnチャネルMOSFET26が形成されている。p
チャネルMOSFET25は、ゲート絶縁膜9、ソース
・ドレイン領域20.21およびゲート電極1aを含ん
でいる。nチャネルMOSFET26は、ゲート絶縁l
!lI9と、ソース・ドレイン領域22.23とゲート
電極1bを含んでいる。半導体基板10の主面であって
、それぞれのゲート電極1a、lbの下方に位置する部
分に、ゲート電極1a、lbの長さ方向に複数の深溝1
1が形成されている。そして、それぞれのゲート電極1
a。
装置の断面図である。この実施例では、nチャネルMO
SFETとpチャネルMOSFETが混在しているCM
O3の例である。シリコン基板(P型)10の主面にn
ウェル19が形成され、このnウェル19内にpチャネ
ルMOSFET25が形成され、p型シリコン基板10
にはnチャネルMOSFET26が形成されている。p
チャネルMOSFET25は、ゲート絶縁膜9、ソース
・ドレイン領域20.21およびゲート電極1aを含ん
でいる。nチャネルMOSFET26は、ゲート絶縁l
!lI9と、ソース・ドレイン領域22.23とゲート
電極1bを含んでいる。半導体基板10の主面であって
、それぞれのゲート電極1a、lbの下方に位置する部
分に、ゲート電極1a、lbの長さ方向に複数の深溝1
1が形成されている。そして、それぞれのゲート電極1
a。
1bの一部はこれらの深溝11の内部に食込んで形成さ
れている。それぞれのゲート電極1a、1bがこの深溝
11の側壁および底壁に沿って折曲げられている結果、
この実施例においても、集積密度を変化させずに、トラ
ンジスタ長が大きくなる。
れている。それぞれのゲート電極1a、1bがこの深溝
11の側壁および底壁に沿って折曲げられている結果、
この実施例においても、集積密度を変化させずに、トラ
ンジスタ長が大きくなる。
以上、具体的な実施例を挙げて、この発明の半導体装置
について説明したが、本発明は、その精神または主要な
特徴から逸脱することなく、他の色々な形で実施するこ
とができる。それゆえ、前述の実施例はあらゆる点で単
なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発
明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって
、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求
の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明
の範囲内のものである。
について説明したが、本発明は、その精神または主要な
特徴から逸脱することなく、他の色々な形で実施するこ
とができる。それゆえ、前述の実施例はあらゆる点で単
なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発
明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって
、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求
の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明
の範囲内のものである。
[発明の効果]
以上説明したとおり、この発明によれば、主面を有する
半導体基板と、上記半導体基板の上に形成された上記M
OSトランジスタのゲート電極と、上記半導体基板の主
面であって、上記ゲート電極の下方に位置する部分に、
上記ゲート電極の長さ方向に並んで形成された溝と、を
備え、上記ゲート電極の一部は上記溝の内部に食込んで
形成されているので、ゲート電極は溝の側壁および底壁
に沿って折曲げられる。その結果、集積度を何ら変えず
、トランジスタ長を大きくすることができる。
半導体基板と、上記半導体基板の上に形成された上記M
OSトランジスタのゲート電極と、上記半導体基板の主
面であって、上記ゲート電極の下方に位置する部分に、
上記ゲート電極の長さ方向に並んで形成された溝と、を
備え、上記ゲート電極の一部は上記溝の内部に食込んで
形成されているので、ゲート電極は溝の側壁および底壁
に沿って折曲げられる。その結果、集積度を何ら変えず
、トランジスタ長を大きくすることができる。
その結果、電気特性の向上した半導体装置が得られると
いう効果を奏する。
いう効果を奏する。
第1図はこの発明の一実施例にかかる半導体装置の斜視
図である。第2図は、第1図に示す実施例にかかる半導
体装置の平面図である。第3図は第2図における■−■
に沿う断面図である。第4図は、実施例にかかる半導体
装置動作を説明するための図である。第5A図〜第5D
図および第6A図〜第6D図は、この発明の一実施例に
かかる半導体装置の製造工程を示した図である。第7図
は、この発明の他の実施例の断面図である。第8図は、
この発明のさらに他の実施例の断面図である。第9図は
従来のMOSトランジスタの平面図である。第10図は
第9図におけるX−X線に沿う断面図である。第11図
は、ゲート長を延ばした従来のMOSトランジスタの平
面図である。 図において、1はゲート電極、2はソース領域、3はド
レイン領域、9はゲート絶縁膜、10はシリコン基板、
11は深溝である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
図である。第2図は、第1図に示す実施例にかかる半導
体装置の平面図である。第3図は第2図における■−■
に沿う断面図である。第4図は、実施例にかかる半導体
装置動作を説明するための図である。第5A図〜第5D
図および第6A図〜第6D図は、この発明の一実施例に
かかる半導体装置の製造工程を示した図である。第7図
は、この発明の他の実施例の断面図である。第8図は、
この発明のさらに他の実施例の断面図である。第9図は
従来のMOSトランジスタの平面図である。第10図は
第9図におけるX−X線に沿う断面図である。第11図
は、ゲート長を延ばした従来のMOSトランジスタの平
面図である。 図において、1はゲート電極、2はソース領域、3はド
レイン領域、9はゲート絶縁膜、10はシリコン基板、
11は深溝である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ゲート電極を含むMOSトランジスタを備えた半導体装
置であって、 主面を有する半導体基板と、 前記半導体基板の上に形成された前記MOSトランジス
タのゲート電極と、 前記半導体基板の主面であって、前記ゲート電極の下方
に位置する部分に、前記ゲート電極の長さ方向に並んで
形成された溝と、を備え、 前記ゲート電極の一部は前記溝の内部に食込んで形成さ
れている、半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31900688A JPH02162768A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31900688A JPH02162768A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02162768A true JPH02162768A (ja) | 1990-06-22 |
Family
ID=18105448
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31900688A Pending JPH02162768A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02162768A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5665990A (en) * | 1994-10-26 | 1997-09-09 | Electronics & Telecommunications Research Institute | Metal oxide semiconductor device with self-aligned groove channel and method for manufacturing the same |
KR100510596B1 (ko) * | 2002-11-29 | 2005-08-26 | 한국전자통신연구원 | 반도체 소자의 트랜지스터 및 그 제조 방법 |
-
1988
- 1988-12-15 JP JP31900688A patent/JPH02162768A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5665990A (en) * | 1994-10-26 | 1997-09-09 | Electronics & Telecommunications Research Institute | Metal oxide semiconductor device with self-aligned groove channel and method for manufacturing the same |
KR100510596B1 (ko) * | 2002-11-29 | 2005-08-26 | 한국전자통신연구원 | 반도체 소자의 트랜지스터 및 그 제조 방법 |
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