JPS60200572A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS60200572A JPS60200572A JP5605784A JP5605784A JPS60200572A JP S60200572 A JPS60200572 A JP S60200572A JP 5605784 A JP5605784 A JP 5605784A JP 5605784 A JP5605784 A JP 5605784A JP S60200572 A JPS60200572 A JP S60200572A
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- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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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】
[技術分野]
本発明は絶縁ゲート型電界効果半導体装置の製造方法に
関し、さらに詳しくは、オフセットゲート構造を有する
絶縁ゲート型電界効果半導体装置の製造方法に関する。
関し、さらに詳しくは、オフセットゲート構造を有する
絶縁ゲート型電界効果半導体装置の製造方法に関する。
[背景技術]
絶縁ゲート型電界効果半導体装置、特にMOS(Met
al 0xide Sem1conductor)型半
導体装置においては、ゲート寸法の縮小にともない、ド
レイン端部での高電界の影響が信頼性の点で問題となっ
ている。この高電界を緩和する手段として、ドレイン領
域の不純物濃度をゲート近傍において低く押さえる技術
が既に知られている。この技術では、安定したデバイス
特性を得るために、低濃度領域の濃度バラツキおよび低
濃度領域の長さを制御することが重要となる。たとえば
1982年4月発行のIEEIE、TRANSACTI
ONS ON ELECTRON DEVICES。
al 0xide Sem1conductor)型半
導体装置においては、ゲート寸法の縮小にともない、ド
レイン端部での高電界の影響が信頼性の点で問題となっ
ている。この高電界を緩和する手段として、ドレイン領
域の不純物濃度をゲート近傍において低く押さえる技術
が既に知られている。この技術では、安定したデバイス
特性を得るために、低濃度領域の濃度バラツキおよび低
濃度領域の長さを制御することが重要となる。たとえば
1982年4月発行のIEEIE、TRANSACTI
ONS ON ELECTRON DEVICES。
vol、E、D、29.第590頁に示される例によれ
ば、ポリシリコンゲート電極の側面にシリコン酸化膜を
すイドウオールの形に設け(以下この5i02膜をサイ
ドウオールと称する)、サイドウオール形成前に低濃度
不純物半導体領域形成のためのイオン打込みを行ない、
サイドウオール形成後にこれをマスクとして高濃度不純
物半導体領域形成のためのイオン打込みを行っている。
ば、ポリシリコンゲート電極の側面にシリコン酸化膜を
すイドウオールの形に設け(以下この5i02膜をサイ
ドウオールと称する)、サイドウオール形成前に低濃度
不純物半導体領域形成のためのイオン打込みを行ない、
サイドウオール形成後にこれをマスクとして高濃度不純
物半導体領域形成のためのイオン打込みを行っている。
しかし、本発明者の検討によると、上の技術には次のよ
うな問題があることが判明した。すなわち、上の技術で
は、ソース・ドレイン拡散層形成のためにイオン打込み
が2回必要となり工程が複雑になる。特にこの技術をC
MOSデバイスに適用する場合、NチャネルおよびPチ
ャネルMO3F E Tの各々の低濃度領域の形成と、
NチャネルおよびPチャネルMO8FETの各々の高濃
度領域の形成とのために個々のイオン打込みが必要であ
り、これらのイオン打込みのためのホトレジス1一工程
が4回必要となり、工程が複雑となっている。
うな問題があることが判明した。すなわち、上の技術で
は、ソース・ドレイン拡散層形成のためにイオン打込み
が2回必要となり工程が複雑になる。特にこの技術をC
MOSデバイスに適用する場合、NチャネルおよびPチ
ャネルMO3F E Tの各々の低濃度領域の形成と、
NチャネルおよびPチャネルMO8FETの各々の高濃
度領域の形成とのために個々のイオン打込みが必要であ
り、これらのイオン打込みのためのホトレジス1一工程
が4回必要となり、工程が複雑となっている。
[発明の目的]
本発明の目的は、低濃度ソース・ドレイン領域を有する
構造(以下オフセットゲート構造と称する)の絶縁ゲー
ト型電界効果半導体装置の簡便かつ均一性・再現性のよ
い製造方法を提供するものである。
構造(以下オフセットゲート構造と称する)の絶縁ゲー
ト型電界効果半導体装置の簡便かつ均一性・再現性のよ
い製造方法を提供するものである。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
[発明の概要コ
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、ゲート電極熱酸化後の半導体装置−主面に、
第1および第2の層を順次堆積し、サイドウオールとし
て形成した第2の層をマスクとして第1の層をゲート電
極側面およびソース・トレイン領域の一部に残している
ので、この第1の層を通して行う一回のイオン打込みに
よってオフセラトゲ−1〜構造を得ることができ工程の
簡素化を達成するものである。さらに、サイドウオール
の幅は第2の層の膜厚を制御することによって比較的容
易に決定できるので、素子の均一性・再現性が良好な製
造方法を達成するものである。
第1および第2の層を順次堆積し、サイドウオールとし
て形成した第2の層をマスクとして第1の層をゲート電
極側面およびソース・トレイン領域の一部に残している
ので、この第1の層を通して行う一回のイオン打込みに
よってオフセラトゲ−1〜構造を得ることができ工程の
簡素化を達成するものである。さらに、サイドウオール
の幅は第2の層の膜厚を制御することによって比較的容
易に決定できるので、素子の均一性・再現性が良好な製
造方法を達成するものである。
[実施例]
以下本発明の半導体装置の製造方法をNチャネルMO3
FETを含むデバイスに適用した一実施例を図面を参照
して説明する。
FETを含むデバイスに適用した一実施例を図面を参照
して説明する。
第1図は、よく知られている方法にしたがってP型不純
物シリコン半導体基板1上にフィールド絶縁(S i0
2 )IIi2およびポリシリコンのグー1〜電ti3
を形成した断面図である。符号4ば、薄い5i02から
なるゲート絶縁膜である。
物シリコン半導体基板1上にフィールド絶縁(S i0
2 )IIi2およびポリシリコンのグー1〜電ti3
を形成した断面図である。符号4ば、薄い5i02から
なるゲート絶縁膜である。
次に第2図に示すように、全面に熱酸化による薄いシリ
コン酸化膜5を成長させ、ポリシリコン膜6.5i3N
4(窒化シリコン)膜7.5i02膜8を順次CVD
(C:hemical Vapor Deposit−
ion)法により堆積する。ここで−例として、フィー
ルド絶縁膜2の厚さはほぼ8000オングストローム−
8i02膜8の厚さはほぼ3000オングストロームと
されている。
コン酸化膜5を成長させ、ポリシリコン膜6.5i3N
4(窒化シリコン)膜7.5i02膜8を順次CVD
(C:hemical Vapor Deposit−
ion)法により堆積する。ここで−例として、フィー
ルド絶縁膜2の厚さはほぼ8000オングストローム−
8i02膜8の厚さはほぼ3000オングストロームと
されている。
yJtT+−翌−I:Jlh小1ピ4ノ丁11.≦1ノ
が光44へ 也し÷ば、5i02膜8とS j 3 N
4膜7とのエツチング速度がほぼ等しいガス、たとえば
CHF3ガスを用いて5iOzl漠8とSi3N4膜7
を同様に全面エツチングする。従って第3図に示すよう
に5i02膜9とSi3N4膜10との2Nのサイドウ
オールが形成される。このドライエツチングの際には、
5i02膜8およびSi3N4膜7のポリシリコン膜6
に対するエツチングの選択比を大きくとることによって
エツチングがポリシリコン膜6で止まるようになされて
いる。
が光44へ 也し÷ば、5i02膜8とS j 3 N
4膜7とのエツチング速度がほぼ等しいガス、たとえば
CHF3ガスを用いて5iOzl漠8とSi3N4膜7
を同様に全面エツチングする。従って第3図に示すよう
に5i02膜9とSi3N4膜10との2Nのサイドウ
オールが形成される。このドライエツチングの際には、
5i02膜8およびSi3N4膜7のポリシリコン膜6
に対するエツチングの選択比を大きくとることによって
エツチングがポリシリコン膜6で止まるようになされて
いる。
第3図において、サイドウオールを形成する上層の5i
02膜9の上部はドライエツチングの影響で丸みを41
シびているが、サイドウオールを形成する下層のS i
3 N 413% 10は堆積した膜がそのまま残っ
ている。すなわち、サイドウオールの上層部は、サイド
ウオール形成のためのドライエツチング時に、オーバエ
ッチ等の影響で膜厚が変化しているが、下層部は、デポ
ジットした膜がそのまま残る。したがって、5i02膜
8の堆積時の膜厚を制御することによってSi3N4膜
10のソース・ドレイン領域側の長さを制御でき、かつ
、後述するイオン打込み時のSi3N4膜10の膜厚自
体も堆積時と変わることもない。その結果後述するよう
に均一性・再現性のある低濃度領域を形成することがで
きる。
02膜9の上部はドライエツチングの影響で丸みを41
シびているが、サイドウオールを形成する下層のS i
3 N 413% 10は堆積した膜がそのまま残っ
ている。すなわち、サイドウオールの上層部は、サイド
ウオール形成のためのドライエツチング時に、オーバエ
ッチ等の影響で膜厚が変化しているが、下層部は、デポ
ジットした膜がそのまま残る。したがって、5i02膜
8の堆積時の膜厚を制御することによってSi3N4膜
10のソース・ドレイン領域側の長さを制御でき、かつ
、後述するイオン打込み時のSi3N4膜10の膜厚自
体も堆積時と変わることもない。その結果後述するよう
に均一性・再現性のある低濃度領域を形成することがで
きる。
次に弗酸により、サイドウオールを形成する上層のS
i O2膜9を除去して第4図に示す断面構造をうる。
i O2膜9を除去して第4図に示す断面構造をうる。
ここでポリシリコン膜5があるため、弗酸によりフィー
ルド絶縁膜2がエツチングされることはない。
ルド絶縁膜2がエツチングされることはない。
次に第5図に示すように、ソース・1〜レイン形成のた
めのたとえばA、sイオンの打込みを行う。
めのたとえばA、sイオンの打込みを行う。
ここでイオン打込みのエネルギーを適当にとることによ
り、S i 3 N 4 ff410のサイドウオール
の下部にも不純物を低濃度で導入することができる。
り、S i 3 N 4 ff410のサイドウオール
の下部にも不純物を低濃度で導入することができる。
また、Si3N4膜10のサイドウオールが残っていな
いソース・トレイン領域には高濃度で不純物が打込まれ
る。したがって、サイドウオール形成後の1回の不純物
イオン打込みによって、高濃度のN+拡散層11と低濃
度のN−拡散層12とが同時に形成される。
いソース・トレイン領域には高濃度で不純物が打込まれ
る。したがって、サイドウオール形成後の1回の不純物
イオン打込みによって、高濃度のN+拡散層11と低濃
度のN−拡散層12とが同時に形成される。
Si3N4膜10のサイドウオールおよびポリシリコン
膜5を除去した後、活性化のための熱処理を行ない第6
図に示す断面構造を得る。このあと常法によりソース・
ドレインのコンタクトホール、配線を形成し、パンシベ
ーションを施すことによって完成する。
膜5を除去した後、活性化のための熱処理を行ない第6
図に示す断面構造を得る。このあと常法によりソース・
ドレインのコンタクトホール、配線を形成し、パンシベ
ーションを施すことによって完成する。
なお、」二記実施例においては、サイドウオール形成の
ために5i02膜8とSi3N4膜7とを用いるととも
に、5j3N4膜の下層にポリシリコン膜5を用いた場
合を説明した。しかしながら、サイ1〜ウオールを制御
性よく形成するという点に限っては、たとえば上記5i
02膜8の代わりにポリシリコン膜を用い、」二記Si
3N4膜7の代わりに5i02膜を用い、上記ポリシリ
コン膜5を使用しないことも可能である。
ために5i02膜8とSi3N4膜7とを用いるととも
に、5j3N4膜の下層にポリシリコン膜5を用いた場
合を説明した。しかしながら、サイ1〜ウオールを制御
性よく形成するという点に限っては、たとえば上記5i
02膜8の代わりにポリシリコン膜を用い、」二記Si
3N4膜7の代わりに5i02膜を用い、上記ポリシリ
コン膜5を使用しないことも可能である。
第1図から第6図のプロセスによってCMISデバイス
を製造する場合にホ1−レジストマスクを少なくできる
。
を製造する場合にホ1−レジストマスクを少なくできる
。
後述の第1および第2の領域について第2図に示す工程
までを行なった後、PチャネルMISFETを形成すべ
き第1の領域を第1のホトレジストのマスクで被った状
態で、第3図から第5図に示す工程を行なう。第1マス
ク除去後、NチャネルM I S F E Tの形成さ
扛た第2の領域を第2のホトレジストのマスクで被った
状態で、不純物としてボロンを用いて第3図から第5図
に示す工程を行ないPチャネルMISFETを形成する
。第2マスク除去後、活性化のためのアニールを行なう
。
までを行なった後、PチャネルMISFETを形成すべ
き第1の領域を第1のホトレジストのマスクで被った状
態で、第3図から第5図に示す工程を行なう。第1マス
ク除去後、NチャネルM I S F E Tの形成さ
扛た第2の領域を第2のホトレジストのマスクで被った
状態で、不純物としてボロンを用いて第3図から第5図
に示す工程を行ないPチャネルMISFETを形成する
。第2マスク除去後、活性化のためのアニールを行なう
。
前記第1および第2の領域について第3図に示す工程ま
でを行なった後、ヒ素およびボロンを不純物として用い
第3図から第5図に示す工程をそれぞれについて繰り返
すことによって、第1および第2の領域にそれぞれNチ
ャネルM I S F E TおよびPチャネルM I
S F E Tを形成することもできる。
でを行なった後、ヒ素およびボロンを不純物として用い
第3図から第5図に示す工程をそれぞれについて繰り返
すことによって、第1および第2の領域にそれぞれNチ
ャネルM I S F E TおよびPチャネルM I
S F E Tを形成することもできる。
上述の工程においてPチャネルMISF’ETを最初に
形成しても良いことはいうまでもない。
形成しても良いことはいうまでもない。
不純物としてヒ素に代えて膜10または9を用いて高濃
度領域のみにリンを導入し、この後低濃度領域にはリン
を導入するようにしても良い。
度領域のみにリンを導入し、この後低濃度領域にはリン
を導入するようにしても良い。
[効果]
(1)ソース・ドレイン領域の一部に延びるサイドウオ
ールを通して不純物イオンの打込みを行っているので、
高濃度と低濃度不純物半導体領域形成のための不純物イ
オン打込みが1回でよいため工程が簡単である。特にC
MO3に適用する場合、PチャネルおよびNチャネルM
OS F E Tのソース・ドレイン形成のために必
要なホトレジス1一工程が2回でよく、オフセットゲー
ト構造をとらない従来の構造と比較して、同一のホトレ
ジスト工程数となるという効果を有する。
ールを通して不純物イオンの打込みを行っているので、
高濃度と低濃度不純物半導体領域形成のための不純物イ
オン打込みが1回でよいため工程が簡単である。特にC
MO3に適用する場合、PチャネルおよびNチャネルM
OS F E Tのソース・ドレイン形成のために必
要なホトレジス1一工程が2回でよく、オフセットゲー
ト構造をとらない従来の構造と比較して、同一のホトレ
ジスト工程数となるという効果を有する。
(2)オフセラ1−ゲート構造のデバイス特性を決める
重要なパラメータである低濃度領域の長さが、サイドウ
オールの長さで決まり、この制御は比較的容易であるた
め均一性・再現性の良好な安定な特性が得られるという
効果を有する。
重要なパラメータである低濃度領域の長さが、サイドウ
オールの長さで決まり、この制御は比較的容易であるた
め均一性・再現性の良好な安定な特性が得られるという
効果を有する。
(3)サイドウオールを上層部と下層部の2層とし、イ
オン打込みは、ドライエツチング時に変形しない下層部
のみを通して行なうため、低濃度領域の不純物濃度にバ
ラツキがなく安定な特性が得られるという効果を有する
。
オン打込みは、ドライエツチング時に変形しない下層部
のみを通して行なうため、低濃度領域の不純物濃度にバ
ラツキがなく安定な特性が得られるという効果を有する
。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
[利用分野]
本発明の半導体装置の製造方法は、オフセットゲート構
造を有した絶縁ゲート型電界効果半導体装置に広く利用
できる。
造を有した絶縁ゲート型電界効果半導体装置に広く利用
できる。
第1−図から第6図は本発明の半導体装置の製造方法を
NチャネルMO3FETを含むデバイスに適用した一実
施例の製造工程を説明するための断面構造図である。 1−・・・P型シリコン基板、2・・・フィールート絶
縁IJ(SiO□膜)、3・・・ポリシリコンゲート電
極、4.5・・・SiO□膜、6・・・ポリシリコン膜
、7・・・シリコンティ1ヘライド膜(第1の膜)、8
・・・SiO□ylA<第2の膜)、9・・・サイドウ
オール(Si02膜)、10・・・サイドウオール(シ
リコンナイトライド膜)、11・・・高濃度領域、第
1 図 第 2 図 第 3 図 第 4 図 ゝ/ 第 5 図 第 6 図
NチャネルMO3FETを含むデバイスに適用した一実
施例の製造工程を説明するための断面構造図である。 1−・・・P型シリコン基板、2・・・フィールート絶
縁IJ(SiO□膜)、3・・・ポリシリコンゲート電
極、4.5・・・SiO□膜、6・・・ポリシリコン膜
、7・・・シリコンティ1ヘライド膜(第1の膜)、8
・・・SiO□ylA<第2の膜)、9・・・サイドウ
オール(Si02膜)、10・・・サイドウオール(シ
リコンナイトライド膜)、11・・・高濃度領域、第
1 図 第 2 図 第 3 図 第 4 図 ゝ/ 第 5 図 第 6 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ソース・ドレイン領域の不純物濃度がグー1〜近傍
において低くなっている構造を有する絶縁グー1〜型電
界効果半導体装置の製造方法において、ゲート電極を熱
酸化した後全面に第1および第2の膜を順次堆積し、第
2の膜をエツチングしてグー1〜電極側面にサイドウオ
ールを形成し、このサイドウオールをマスクとして第1
の膜をエツチングすることによってサイドウオールに覆
われたグー1−電極側面およびソース・ドレイン領域の
一部に前記第1の膜を残し、この第1の膜を通してソー
ス・ドレイン領域に不純物を導入することを特徴とする
半導体装置の製造方法。 2、前記第1の膜が上層を窒化シリコン膜、下層を多結
晶シリコン膜とする2層構造であり、前記第2の膜が酸
化シリコン膜であることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の半導体装置の製造→でtE
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5605784A JPS60200572A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5605784A JPS60200572A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60200572A true JPS60200572A (ja) | 1985-10-11 |
Family
ID=13016448
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5605784A Pending JPS60200572A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60200572A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63124468A (ja) * | 1986-11-04 | 1988-05-27 | インテル・コーポレーション | 金属−酸化膜−半導体(mos)集積回路の製造方法 |
JPS645066A (en) * | 1987-06-29 | 1989-01-10 | Rohm Co Ltd | Manufacture of field effect transistor |
JPH01223768A (ja) * | 1988-03-03 | 1989-09-06 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JPH03139847A (ja) * | 1989-10-17 | 1991-06-14 | American Teleph & Telegr Co <Att> | ゲートスペーサを有するfet |
-
1984
- 1984-03-26 JP JP5605784A patent/JPS60200572A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63124468A (ja) * | 1986-11-04 | 1988-05-27 | インテル・コーポレーション | 金属−酸化膜−半導体(mos)集積回路の製造方法 |
JPS645066A (en) * | 1987-06-29 | 1989-01-10 | Rohm Co Ltd | Manufacture of field effect transistor |
JPH01223768A (ja) * | 1988-03-03 | 1989-09-06 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JPH03139847A (ja) * | 1989-10-17 | 1991-06-14 | American Teleph & Telegr Co <Att> | ゲートスペーサを有するfet |
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