JPH03214665A - 電荷転送デバイスを含む半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
電荷転送デバイスを含む半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH03214665A JPH03214665A JP2009576A JP957690A JPH03214665A JP H03214665 A JPH03214665 A JP H03214665A JP 2009576 A JP2009576 A JP 2009576A JP 957690 A JP957690 A JP 957690A JP H03214665 A JPH03214665 A JP H03214665A
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/40—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00 with at least one component covered by groups H10D10/00 or H10D18/00, e.g. integration of IGFETs with BJTs
- H10D84/401—Combinations of FETs or IGBTs with BJTs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/891—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of only components covered by H10D44/00, e.g. integration of charge-coupled devices [CCD] or charge injection devices [CID
Landscapes
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Element Separation (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】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
この発明は、特に電荷転送デバイスと、パイボ一ラトラ
ンジスタと、MOSFETとを同一チップ上に集積形成
した電荷転送デバイスを含む半導体装置およびその製造
方法に関する。
ンジスタと、MOSFETとを同一チップ上に集積形成
した電荷転送デバイスを含む半導体装置およびその製造
方法に関する。
(従来の技術)
従来、電荷転送デバイス(CTD)のひとってあるCC
Dは、nチャネル型MOSFETと共に1チップ上に形
成されている。
Dは、nチャネル型MOSFETと共に1チップ上に形
成されている。
このような、CODと共に形成されているT1チャネル
型MOSFETは、CCDディレイラインとCOD駆動
回路、サンプルホールド回路、出力回路、クロックドラ
イバー回路等を構成している。
型MOSFETは、CCDディレイラインとCOD駆動
回路、サンプルホールド回路、出力回路、クロックドラ
イバー回路等を構成している。
また、その電源電圧は、12V、あるいは9V仕様であ
る。
る。
最近では、低消費電力化に伴い、MOSFETのCMO
S化、同時に別チップ上に形成されているバイポーラI
Cと電源電圧を揃えるために、電源電圧の5v化が行な
われている。
S化、同時に別チップ上に形成されているバイポーラI
Cと電源電圧を揃えるために、電源電圧の5v化が行な
われている。
しかしながら、電源電圧が5v仕様と低くなってくると
、従来の1.2V,9V仕様に比較し、MOSFETで
構成されているサンプルホールド回路や、出力回路等の
オペアンプの出力の直線性が悪くなる。オペアンプの出
力の直線性が悪くなると、ダイソー1・テスト時におい
て、特性不良により、歩留りが落ちてしまう。
、従来の1.2V,9V仕様に比較し、MOSFETで
構成されているサンプルホールド回路や、出力回路等の
オペアンプの出力の直線性が悪くなる。オペアンプの出
力の直線性が悪くなると、ダイソー1・テスト時におい
て、特性不良により、歩留りが落ちてしまう。
また、CODを用いたCCDディレイラインにおいては
、周知の如く、信号を遅らせる機能のみであり、この信
号を処理する回路は、ほとんどが別チップ上に形成され
ているバイボーラICとなっている。
、周知の如く、信号を遅らせる機能のみであり、この信
号を処理する回路は、ほとんどが別チップ上に形成され
ているバイボーラICとなっている。
ここで、CODと、バイポーラトランジスタとを同一チ
ップ上に形成し、例えばMOSFETにより形成されて
いるサンプルホールド回路や、出力回路等のオペアンプ
を、動作の速いバイポーラトランジスタに置換えれば、
出力特性の直線性が悪かった点を改善でき、歩留りの向
上、および高性能化が可能となる。
ップ上に形成し、例えばMOSFETにより形成されて
いるサンプルホールド回路や、出力回路等のオペアンプ
を、動作の速いバイポーラトランジスタに置換えれば、
出力特性の直線性が悪かった点を改善でき、歩留りの向
上、および高性能化が可能となる。
さらに、CCDの信号を処理するバイポーラICをも同
一チップ上に形成すれば、スペースメリット、製造コス
トダウン、機能拡大、およびシステムの簡略化を達成す
ることができる。
一チップ上に形成すれば、スペースメリット、製造コス
トダウン、機能拡大、およびシステムの簡略化を達成す
ることができる。
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ところが、CCDが存在していることにより、このCC
Dの電荷転送における転送クロツクの漏れ等が原因で、
CCDと、バイボーラ1・ランジスタとを同一チップ上
に存在させることか困難となっていた。
Dの電荷転送における転送クロツクの漏れ等が原因で、
CCDと、バイボーラ1・ランジスタとを同一チップ上
に存在させることか困難となっていた。
これは、バイポーラトランジスタが、転送クロックの漏
れの影響を著しく受け、その特性が劣化し、製品として
の信頼性が不充分となってしまうためである。
れの影響を著しく受け、その特性が劣化し、製品として
の信頼性が不充分となってしまうためである。
(発明が解決l2ようとする課題)
この発明は、上記のような点に鑑み為されたもので、電
荷転送デバ・イスと、バイポーラトランジスタとを同一
チップ上に、製品としての信頼性を低下させることなく
共存させた電荷転送デバイスを含む半導体装置およびそ
の製造方法を提供することを目的とする。
荷転送デバ・イスと、バイポーラトランジスタとを同一
チップ上に、製品としての信頼性を低下させることなく
共存させた電荷転送デバイスを含む半導体装置およびそ
の製造方法を提供することを目的とする。
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
この発明の電荷転送デバイスを含む半導体装置は、
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(イ) p型の半導体基板と、
前記p型基板上に形成されたn型のエピタキシャル層と
、 前記n型エピタキシャル層内に形成され、かつ前記p型
基板に接して形成された少なくとも2つの第1、第2の
p型ウェル領域とを有し、前記n型エピタキシャル層内
に形成されたpチャネル型MOSFETと、npn型バ
イポーラトランジスタと、 前記第1、第2のp型ウェル領域内にそれぞれ形成され
たnチャネル型MOSFETと、電荷転送デバイスと、 を具備することを特徴とする。
、 前記n型エピタキシャル層内に形成され、かつ前記p型
基板に接して形成された少なくとも2つの第1、第2の
p型ウェル領域とを有し、前記n型エピタキシャル層内
に形成されたpチャネル型MOSFETと、npn型バ
イポーラトランジスタと、 前記第1、第2のp型ウェル領域内にそれぞれ形成され
たnチャネル型MOSFETと、電荷転送デバイスと、 を具備することを特徴とする。
さらに(イ)項記載の電荷転送デバイスを含む半導体装
置において、 (口) 前記n型エピタキシャル層内には、前記p型基
板に接して形成された少なくとも1つのp型素子分離領
域が、さらに形成されていることを特徴とする。
置において、 (口) 前記n型エピタキシャル層内には、前記p型基
板に接して形成された少なくとも1つのp型素子分離領
域が、さらに形成されていることを特徴とする。
さらに(口)項記載の電荷転送デバイスを含む半導体装
置において、 (ハ) 前記p型素子分離領域には、前記p型基板と、
n型エピタキシャル層との界面近傍に、p型基板、p型
素子分離領域よりも高不純物濃度であるp型埋込層が、
さらに設けられていることを特徴とする。
置において、 (ハ) 前記p型素子分離領域には、前記p型基板と、
n型エピタキシャル層との界面近傍に、p型基板、p型
素子分離領域よりも高不純物濃度であるp型埋込層が、
さらに設けられていることを特徴とする。
また、(イ)、(口)、(ハ)項記載の電荷転送デバイ
スを含む半導体装置において、前記n型エピタキシャル
層のpチャネル型MOSFETおよびnpn型バイポー
ラ1・ランジスタが形成される領域には、この領域を構
成するn型エピタキシャル層と、p型基板との界面近傍
に、n型エピタキシャル層よりも高不純物濃度であるn
型埋込層が、さらに設けられていることを特徴とする。
スを含む半導体装置において、前記n型エピタキシャル
層のpチャネル型MOSFETおよびnpn型バイポー
ラ1・ランジスタが形成される領域には、この領域を構
成するn型エピタキシャル層と、p型基板との界面近傍
に、n型エピタキシャル層よりも高不純物濃度であるn
型埋込層が、さらに設けられていることを特徴とする。
また、その製造方法は、
p型半導体基板上に、n型エピタキシャル層を形成する
工程と、 前記n型エピタキシャル層の少なくとも2つの第1、第
2のp型ウェル形成予定領域、および少なくとも1つの
p型素子分離形成予定領域に対して選択的にp型不純物
イオン注入する工程と、イオン注入されたp型不純物を
活性化させ、第1、第2のp型ウェル領域と、p型素子
分離領域を形成する工程と、 前記n型エピタキシャル層内には、pチャネル型MOS
FETおよびnpn型バイポーラトランジスタを、また
、第1、第2のp型ウェル領域のそれぞれ内には、nチ
ャネル型MOSFETおよび電荷転送デバイスを形成す
る工程と、を具備することを特徴とする。
工程と、 前記n型エピタキシャル層の少なくとも2つの第1、第
2のp型ウェル形成予定領域、および少なくとも1つの
p型素子分離形成予定領域に対して選択的にp型不純物
イオン注入する工程と、イオン注入されたp型不純物を
活性化させ、第1、第2のp型ウェル領域と、p型素子
分離領域を形成する工程と、 前記n型エピタキシャル層内には、pチャネル型MOS
FETおよびnpn型バイポーラトランジスタを、また
、第1、第2のp型ウェル領域のそれぞれ内には、nチ
ャネル型MOSFETおよび電荷転送デバイスを形成す
る工程と、を具備することを特徴とする。
(作用)
上記のような電荷転送デバイスを含む半導体装置にあっ
ては、 まず、所定電位にバイアスされるn型エピタキシャル層
内にp型ウェル領域を形成し、このp型ウェル領域内に
電荷転送デバイスを形成するから、電荷転送デバイスか
ら発生するノイズが、上記n型エピタキシャル層の所定
電位バイアス部分に吸収される。
ては、 まず、所定電位にバイアスされるn型エピタキシャル層
内にp型ウェル領域を形成し、このp型ウェル領域内に
電荷転送デバイスを形成するから、電荷転送デバイスか
ら発生するノイズが、上記n型エピタキシャル層の所定
電位バイアス部分に吸収される。
9
よって、電荷転送デバイスと、これから発生するノイズ
の影響を顕著に受けるバイポーラ1・ランジスタとが同
一チップ上に共存可能となる。
の影響を顕著に受けるバイポーラ1・ランジスタとが同
一チップ上に共存可能となる。
また、上記n型エピタキシャル層内に、さらにp型素子
分離領域を形成し、これにより所望の素子形成領域周囲
を囲めば、囲まれた上記領域において、任意なバイアス
設定が可能となる。
分離領域を形成し、これにより所望の素子形成領域周囲
を囲めば、囲まれた上記領域において、任意なバイアス
設定が可能となる。
さらに、上記p型素子分離領域と、p型基板との界面近
傍に、高不純物濃度のp+型埋込層を形成すれば、ラッ
チアップ耐性がいっそう強化される。
傍に、高不純物濃度のp+型埋込層を形成すれば、ラッ
チアップ耐性がいっそう強化される。
さらに、n型エピタキシャル層内の素子形成領域と、p
型基板との界面近傍に、高不純物濃度のn+型埋込層を
形成しても、ラッチアップ耐性がいっそう強化される。
型基板との界面近傍に、高不純物濃度のn+型埋込層を
形成しても、ラッチアップ耐性がいっそう強化される。
また、その製造方法では、n型エピタキシャル層内にp
型ウェル領域と、p型素子分離領域とを、同時に形成で
きるから、格別複雑な工程を増すことなく、上記電荷転
送デバイスを含む半導体装置を製造できる。
型ウェル領域と、p型素子分離領域とを、同時に形成で
きるから、格別複雑な工程を増すことなく、上記電荷転
送デバイスを含む半導体装置を製造できる。
1 0
(実施例)
以下、図面を参照してこの発明の実施例に係わる電荷転
送デバイスを含む半導体装置およびその製造方法につい
て説明する。
送デバイスを含む半導体装置およびその製造方法につい
て説明する。
まず、第1図(a)ないし(d)を参照して、この発明
の第1の実施例に係わる電荷転送デバイスを含む半導体
装置を、その製造方法とともに説明する。
の第1の実施例に係わる電荷転送デバイスを含む半導体
装置を、その製造方法とともに説明する。
第1図(a)ないし(d)は、第1の実施例に係わる装
置を製造工程順に示した断面図である。
置を製造工程順に示した断面図である。
まず、第1図(a)に示すように、比抵抗25Ω・cm
のp型シリコン基板1を用意する。次いで、このp型シ
リコン基板1を、温度約1000℃で熱酸化することに
より、p型基板1表面に、厚さ1μm程度の酸化膜(図
示せず)を形成する。
のp型シリコン基板1を用意する。次いで、このp型シ
リコン基板1を、温度約1000℃で熱酸化することに
より、p型基板1表面に、厚さ1μm程度の酸化膜(図
示せず)を形成する。
次いで、npn型バイポーラトランジスタ形成予定領域
、並びにpチャネル型MOSFET形成予定領域上に存
在する上記酸化膜を選択的に除去し、p型基板1が露出
した開孔部(図示せず)を形成する。次いで、この開孔
部から、例えばアンチモ11 ?を選択的にp型基板1内に拡散させて、シート抵抗2
0Ω/口のn+型埋込層2 (2, 、2■)を形成す
る。次いで、上記酸化膜を剥離した後、p型基板1上に
、リンを含んだ比抵抗5Ω・Cm程度のn型エピタキシ
ャル層3を、例えばCVD法により、約5μm成長させ
る。
、並びにpチャネル型MOSFET形成予定領域上に存
在する上記酸化膜を選択的に除去し、p型基板1が露出
した開孔部(図示せず)を形成する。次いで、この開孔
部から、例えばアンチモ11 ?を選択的にp型基板1内に拡散させて、シート抵抗2
0Ω/口のn+型埋込層2 (2, 、2■)を形成す
る。次いで、上記酸化膜を剥離した後、p型基板1上に
、リンを含んだ比抵抗5Ω・Cm程度のn型エピタキシ
ャル層3を、例えばCVD法により、約5μm成長させ
る。
次いで、第1図(b)に示すように、n型エピタキシャ
ル層3表面に、温度約1000℃で熱酸化することによ
り、その表面に、厚さ500人程度の酸化膜(図示せず
)を形成する。次いて、ホトレジスト(図示せず)を塗
布し、このホトレジストに対して写真蝕刻法により、n
pn型バイポーラトランジスタのコレクタ取り出し領域
形成予定領域に対応した開孔部(図示せず)を形成する
。
ル層3表面に、温度約1000℃で熱酸化することによ
り、その表面に、厚さ500人程度の酸化膜(図示せず
)を形成する。次いて、ホトレジスト(図示せず)を塗
布し、このホトレジストに対して写真蝕刻法により、n
pn型バイポーラトランジスタのコレクタ取り出し領域
形成予定領域に対応した開孔部(図示せず)を形成する
。
次いで、この間孔部から、例えばリンを選択的にn型エ
ピタキシャル層3内にイオン注入する。次いで、上記ホ
トレジストを剥離した後、再度ホトレジスト(図示せず
)を塗布し、このホトレジス!・に対して、今度はp型
ウェル領域形成予定領域に対応した開孔部を形成する。
ピタキシャル層3内にイオン注入する。次いで、上記ホ
トレジストを剥離した後、再度ホトレジスト(図示せず
)を塗布し、このホトレジス!・に対して、今度はp型
ウェル領域形成予定領域に対応した開孔部を形成する。
次いで、この開12
?部から、例えばボロンを選択的にn型エピタキシャル
層3内にイオン注入する。次いで、上記ホトレジストを
剥離した後、例えばCVD法により、アンドープのCV
D酸化膜(図示せず)を、3000人程度堆積形成する
。次いで、温度1190℃程度でキャツプアニールを行
ない、n+型埋込層2■に達するn+型コレクタ取り出
し領域、並びにp型基板]に達するp型ウェル領域5(
51〜53)を形成する。
層3内にイオン注入する。次いで、上記ホトレジストを
剥離した後、例えばCVD法により、アンドープのCV
D酸化膜(図示せず)を、3000人程度堆積形成する
。次いで、温度1190℃程度でキャツプアニールを行
ない、n+型埋込層2■に達するn+型コレクタ取り出
し領域、並びにp型基板]に達するp型ウェル領域5(
51〜53)を形成する。
次いで、上記CVD酸化膜を剥離した後、例えば公知の
LOCOS法により、厚さ9000人程度のフィールド
酸化膜6を形成する。
LOCOS法により、厚さ9000人程度のフィールド
酸化膜6を形成する。
また、フィールド酸化膜6形成に先立って、これの形成
予定領域に対し、選択的に反転防止用の所定不純物、例
えばボロンおよびリンのイオン注入をそれぞれ行ない、
フィールド酸化膜6直下に図示するような反転防止層7
を形成してもよい。
予定領域に対し、選択的に反転防止用の所定不純物、例
えばボロンおよびリンのイオン注入をそれぞれ行ない、
フィールド酸化膜6直下に図示するような反転防止層7
を形成してもよい。
次いで、温度950℃で熱酸化を行ない、フィールド酸
化膜6によって分離された素子領域表面上に、厚さ70
0人程度の第1のゲート酸化膜81 3 ?形成する。次いで、ホトジスト(図示せず)をマスク
として、例えばリンをCCD部にイオン注入する。同様
に、ホトレジスト(図示せず)をマスクとして、例えば
ボロンをCMOS部にイオン注入する。次いて、例えば
CVD法により、第1層ポリシリコン層を、厚さ400
0人程度堆積形成する。次いで、第1層ポリシリコン層
を、温度950℃で塩化ホスホリル(POCl3)を不
純物ソースとしたリン拡散を行ない、導体化(n+型化
)する。次いで、写真蝕刻法で得たレジストマスク(図
示せず)と、RIE法とにより、第1層ポリシリコン層
を、所定のゲート電極9(9、〜93)パターンにパタ
ーニングする。
化膜6によって分離された素子領域表面上に、厚さ70
0人程度の第1のゲート酸化膜81 3 ?形成する。次いで、ホトジスト(図示せず)をマスク
として、例えばリンをCCD部にイオン注入する。同様
に、ホトレジスト(図示せず)をマスクとして、例えば
ボロンをCMOS部にイオン注入する。次いて、例えば
CVD法により、第1層ポリシリコン層を、厚さ400
0人程度堆積形成する。次いで、第1層ポリシリコン層
を、温度950℃で塩化ホスホリル(POCl3)を不
純物ソースとしたリン拡散を行ない、導体化(n+型化
)する。次いで、写真蝕刻法で得たレジストマスク(図
示せず)と、RIE法とにより、第1層ポリシリコン層
を、所定のゲート電極9(9、〜93)パターンにパタ
ーニングする。
図中に示すゲート電極9パターンでは、ゲート電極9、
がCCDの第1ゲート電極に、ゲート電極9■がpチャ
ネル型MOSFETのゲート電極に、ゲート電極93が
nチャネル型MOSFETのゲート電極に、それぞれ対
応する。
がCCDの第1ゲート電極に、ゲート電極9■がpチャ
ネル型MOSFETのゲート電極に、ゲート電極93が
nチャネル型MOSFETのゲート電極に、それぞれ対
応する。
次いで、第1のゲート酸化膜8を、ゲート電極9パター
ンをマスクにして剥離する。次いで、第14 1のゲート酸化膜8が剥離され、素子領域表面が露出し
た箇所に、温度950℃で熱酸化を行ない、厚さ700
人程度の第2のゲート酸化膜10を形成する。次いで、
ホトレジスト(図示せず)をマスクにして、CCD部の
一部領域に、例えばボロンのイオン注入を行なう。次い
で、ホトレジスト(図示せず)を塗布し、これに対して
写真蝕刻法により、npn型バイポーラトランジスタの
p型内部ベース領域形成予定領域に対応した開孔部を形
成する。次いで、この間孔部から、例えばボロンをイオ
ン注入する。次いで、上記ホトレジストを剥離した後、
温度900℃でアニールし、p一型内部ベース領域11
を形成する。
ンをマスクにして剥離する。次いで、第14 1のゲート酸化膜8が剥離され、素子領域表面が露出し
た箇所に、温度950℃で熱酸化を行ない、厚さ700
人程度の第2のゲート酸化膜10を形成する。次いで、
ホトレジスト(図示せず)をマスクにして、CCD部の
一部領域に、例えばボロンのイオン注入を行なう。次い
で、ホトレジスト(図示せず)を塗布し、これに対して
写真蝕刻法により、npn型バイポーラトランジスタの
p型内部ベース領域形成予定領域に対応した開孔部を形
成する。次いで、この間孔部から、例えばボロンをイオ
ン注入する。次いで、上記ホトレジストを剥離した後、
温度900℃でアニールし、p一型内部ベース領域11
を形成する。
次いで、第1図(d)に示すように、例えばCVD法に
より、第2層ポリシリコン層を、厚さ4000人程度堆
積形成する。次いで、第2層ポリシリコン層を、温度9
50℃で塩化ホスホリル(POC13)を不純物ソース
としたリン拡散を行ない、導体化(n”型化)する。次
いで、写真蝕刻法で得たレジストマスク(図示せず)と
、15 RIE法とにより、第2層ポリシリコン層を、所定のC
CDの第2ゲート電極12パターンにパターニングする
。次いで、ホトレジスト(図示せず)を塗布し、これに
対して写真蝕刻法により、npn型バイポーラトランジ
スタのn+型エミッタ領域形成予定領域、nチャネル型
MOSFETおよびCCDのn+型ソース/ドレイン領
域形成予定領域等に対応した開孔部を形成する。次いで
、この開孔部から、例えばヒ素をイオン注入する。
より、第2層ポリシリコン層を、厚さ4000人程度堆
積形成する。次いで、第2層ポリシリコン層を、温度9
50℃で塩化ホスホリル(POC13)を不純物ソース
としたリン拡散を行ない、導体化(n”型化)する。次
いで、写真蝕刻法で得たレジストマスク(図示せず)と
、15 RIE法とにより、第2層ポリシリコン層を、所定のC
CDの第2ゲート電極12パターンにパターニングする
。次いで、ホトレジスト(図示せず)を塗布し、これに
対して写真蝕刻法により、npn型バイポーラトランジ
スタのn+型エミッタ領域形成予定領域、nチャネル型
MOSFETおよびCCDのn+型ソース/ドレイン領
域形成予定領域等に対応した開孔部を形成する。次いで
、この開孔部から、例えばヒ素をイオン注入する。
次いで、上記ホトレジストを剥離した後、温度900℃
で熱酸化を行なう。次いて、再度、ホトレジスト(図示
せず)を塗布し、これに対して写真蝕刻法により、今度
はnpn型バイポーラトランジスタのp+型外部ベース
領域形成予定領域、pチャネル型MOSFETのp+型
ソース/ドレイン領域形成予定領域等に対応した開孔部
を形成する。次いで、この開孔部から、例えばボロンを
イオン注入する。次いて、上記ホトレジストを剥離した
後、例えばCVD法により、アンドープのCVD酸化膜
(図示せず)、およびBPSG膜か16 ?なる層間絶縁膜15を連続的に堆積形成する。
で熱酸化を行なう。次いて、再度、ホトレジスト(図示
せず)を塗布し、これに対して写真蝕刻法により、今度
はnpn型バイポーラトランジスタのp+型外部ベース
領域形成予定領域、pチャネル型MOSFETのp+型
ソース/ドレイン領域形成予定領域等に対応した開孔部
を形成する。次いで、この開孔部から、例えばボロンを
イオン注入する。次いて、上記ホトレジストを剥離した
後、例えばCVD法により、アンドープのCVD酸化膜
(図示せず)、およびBPSG膜か16 ?なる層間絶縁膜15を連続的に堆積形成する。
次いで、温度950℃程度で、上記BPSG膜のメルト
、並びにリンゲッタを行なう。この時、先にイオン注入
された、ヒ素およびボロンが活性化され、それぞれn+
型拡散層1B(131〜136)、I)+型拡散層14
(14+〜143)が形成される。
、並びにリンゲッタを行なう。この時、先にイオン注入
された、ヒ素およびボロンが活性化され、それぞれn+
型拡散層1B(131〜136)、I)+型拡散層14
(14+〜143)が形成される。
ここで、図中に示すこれら拡散層13、14は、装置内
で以下の役目を持つ拡散層になる。
で以下の役目を持つ拡散層になる。
13, 、132は、CCDのn+型ソース/ドレイン
領域。
領域。
13,は、上記CCD領域の周囲に存在するn型領域を
所定電位にバイアスするための電極取り出し部。
所定電位にバイアスするための電極取り出し部。
134、13,は、nチャネル型MOSFETのn+型
ソース/ドレイン領域。
ソース/ドレイン領域。
136は、npn型バイポーラトランジスタのn+型エ
ミッタ領域。
ミッタ領域。
141 14■は、pチャネル型MOSFETのp
4型ソース/ドレイン領域。
4型ソース/ドレイン領域。
17
?3,は、npn型バイボーラトランジスタのp+型外
部ベース領域。
部ベース領域。
次いで、ホトレジスト(図示せず)を塗布し、これに対
して写真蝕刻法により、装置所定のコンタクト領域形成
予定領域に対応した開孔部、すなわちコンタクト孔を開
孔形成する。次いて、例えばスパッタ法により、アルミ
ニウムーシリコン(1%)膜を8000人程度蒸着形成
する。次いで、写真蝕刻法で得たレジストマスク(図示
せず)と、RIE法とにより、アルミニウムーシリコン
(1%)膜を所定の配線16(16■〜169)パター
ンにパターニンクスる。
して写真蝕刻法により、装置所定のコンタクト領域形成
予定領域に対応した開孔部、すなわちコンタクト孔を開
孔形成する。次いて、例えばスパッタ法により、アルミ
ニウムーシリコン(1%)膜を8000人程度蒸着形成
する。次いで、写真蝕刻法で得たレジストマスク(図示
せず)と、RIE法とにより、アルミニウムーシリコン
(1%)膜を所定の配線16(16■〜169)パター
ンにパターニンクスる。
最後に、温度450℃ホーミング処理を行ない、所望の
特性を実現させることにより、第1の実施例に係わる電
荷転送デバイスを含む半導体装置が製造される。
特性を実現させることにより、第1の実施例に係わる電
荷転送デバイスを含む半導体装置が製造される。
このような、第1の実施例に係わる装置であると、CC
D形成領域(図中ではp型ウェル領域5■)の周囲がn
型エピタキシャル層3て囲まれている。
D形成領域(図中ではp型ウェル領域5■)の周囲がn
型エピタキシャル層3て囲まれている。
1 8
?かも、このn型の領域は、配線16■によっつで所定
電位にバイアスされている。
電位にバイアスされている。
この結果、CODから発生したノイズは、この所定電位
をバイアスする配線162に対し吸収される。
をバイアスする配線162に対し吸収される。
したがって、COD,すなわち電荷転送デバイスと、バ
イボーラトランジスタとを同一チップ上に、製品として
の信頼性を低下させることなく共存させることができる
。
イボーラトランジスタとを同一チップ上に、製品として
の信頼性を低下させることなく共存させることができる
。
また、p型基板1上に、n型エピタキシャル層3を成長
させるので、npn型バイポーラトランジスタでは、n
型エピタキシャル層3の膜厚を種々変えることにより、
種々の耐圧系を選ぶこともできる。
させるので、npn型バイポーラトランジスタでは、n
型エピタキシャル層3の膜厚を種々変えることにより、
種々の耐圧系を選ぶこともできる。
次に、第2図(a)および(b)を参照して、第2の実
施例に係わる電荷転送デバイスを含む半導体装置を、そ
の製造方法とともに説明する。第2図(a)および(b
)において、第1図(a)ないし第1図(d)と同一の
部分については同一の参照符号を付し、重複する説明は
避ける。
施例に係わる電荷転送デバイスを含む半導体装置を、そ
の製造方法とともに説明する。第2図(a)および(b
)において、第1図(a)ないし第1図(d)と同一の
部分については同一の参照符号を付し、重複する説明は
避ける。
19
第2図(a)および(b)は、第2の実施例に係わる装
置を製造工程順に示した断面図である。
置を製造工程順に示した断面図である。
まず、第2図(a)に示すように、比抵抗25Ω・Cm
のp型シリコン基板1を用意する。次いで、このp型シ
リコン基板]を、温度約1000℃で熱酸化することに
より、p型基板1表面に、厚さ1μm程度の酸化膜(図
示せず)を形成する。
のp型シリコン基板1を用意する。次いで、このp型シ
リコン基板]を、温度約1000℃で熱酸化することに
より、p型基板1表面に、厚さ1μm程度の酸化膜(図
示せず)を形成する。
次いで、npn型バイポーラトランジスタ形成予定領域
、並びにpチャネル型MOSFET形成予定領域上に存
在する上記酸化膜を選択的に除去し、p型基板1が露出
した開孔部(図示せず)を形成する。次いで、この間孔
部から、例えばアンチモンを選択的にp型基板1内に拡
散させて、シート抵抗20Ω/口のn+型埋込層2(2
+ 22)を形成する。次いで、ホトレジスト(図示
せず)を塗布し、これに対して写真蝕刻法により、p型
ウェル領域形成予定領域に対応した開孔部を形成する。
、並びにpチャネル型MOSFET形成予定領域上に存
在する上記酸化膜を選択的に除去し、p型基板1が露出
した開孔部(図示せず)を形成する。次いで、この間孔
部から、例えばアンチモンを選択的にp型基板1内に拡
散させて、シート抵抗20Ω/口のn+型埋込層2(2
+ 22)を形成する。次いで、ホトレジスト(図示
せず)を塗布し、これに対して写真蝕刻法により、p型
ウェル領域形成予定領域に対応した開孔部を形成する。
次いで、この間孔部から、例えばボロンをイオン注入し
、p+型埋込層17(17+17。)を形成する。次い
で、上記ホトレジスト20 ?剥離した後、引き続き上記酸化膜を剥離し、p型基板
1上に、リンを含んだ比抵抗5Ω・cm程度のn型エピ
タキシャル層3を、例えばCVD法により、約5μm成
長さける。
、p+型埋込層17(17+17。)を形成する。次い
で、上記ホトレジスト20 ?剥離した後、引き続き上記酸化膜を剥離し、p型基板
1上に、リンを含んだ比抵抗5Ω・cm程度のn型エピ
タキシャル層3を、例えばCVD法により、約5μm成
長さける。
次いで、第2図(b)に示すように、例えば第1図(b
)ないし(d)と同様な工程によって、CCD,nチャ
ネル型およびpチャネル型MOSFET,npn型バイ
ボーラトランジスタを、それぞれ形成する。
)ないし(d)と同様な工程によって、CCD,nチャ
ネル型およびpチャネル型MOSFET,npn型バイ
ボーラトランジスタを、それぞれ形成する。
なお、p型ウェル領域5■はp+型埋込層]71に、ま
た、p型ウェル領域53はp+型埋込層17■に、それ
ぞれ達するように形成される。
た、p型ウェル領域53はp+型埋込層17■に、それ
ぞれ達するように形成される。
このような第2の実施例装置であると、上述した第1の
実施例装置の効果に加えて、特にCCD,nチャネル型
およびpチャネル型MOSFET,npn型バイポーラ
トランジスタの各々の形成領域間で、寄生効果を低減で
き、ラッチアップ耐性がより強化される。
実施例装置の効果に加えて、特にCCD,nチャネル型
およびpチャネル型MOSFET,npn型バイポーラ
トランジスタの各々の形成領域間で、寄生効果を低減で
き、ラッチアップ耐性がより強化される。
以上のように、第1、第2の実施例装置では、電荷転送
デバイス(図中ではCCD)と、バイポ21 ?ラトランジスタとを同一チップ上に、製品としての信
頼性を低下させることなく共存させることができること
を説明した。
デバイス(図中ではCCD)と、バイポ21 ?ラトランジスタとを同一チップ上に、製品としての信
頼性を低下させることなく共存させることができること
を説明した。
ところで、この目的を達成するには、第1図、第2図に
、それぞれ図示するp型ウェル領域5■は、必ずしも必
要ではない。
、それぞれ図示するp型ウェル領域5■は、必ずしも必
要ではない。
これは、上記目的を達成するためには、最小限、電荷転
送デバイス形成領域(図中ではp型ウェル領域5■)の
周囲がn型領域(図中ではn型エピタキシャル層)で囲
まれ、かつこのn型領域か所定電位にバイアスされてい
ればよいからである。
送デバイス形成領域(図中ではp型ウェル領域5■)の
周囲がn型領域(図中ではn型エピタキシャル層)で囲
まれ、かつこのn型領域か所定電位にバイアスされてい
ればよいからである。
しかし、p型ウェル領域5,は、素子分離領域として機
能するものであるから、これを形成することによっても
たらされる利点もでてくる。
能するものであるから、これを形成することによっても
たらされる利点もでてくる。
次に、この利点について、第3図を参照して説明する。
第3図は、第1図(b)の断面図を斜視図にしたもので
ある(ただしn1型コレクタ取り出し領域4は省略して
いる)。
ある(ただしn1型コレクタ取り出し領域4は省略して
いる)。
第3図に示すように、CCD形成領域100、2 2
nチャネル型およびpチャネル型MOSFET形成領域
(以下、CMOS形成領域と称する)101、npn型
バイポーラトランジスタ形成領域102は、p型ウェル
領域51よって各々分離されている。
(以下、CMOS形成領域と称する)101、npn型
バイポーラトランジスタ形成領域102は、p型ウェル
領域51よって各々分離されている。
このように、上記形成領域100〜103がp型ウェル
領域5Iで各々分離されていることによって、それぞれ
の形成領域において、任意なバイアス設定が可能である
。
領域5Iで各々分離されていることによって、それぞれ
の形成領域において、任意なバイアス設定が可能である
。
例えば第3図に示すように、CCD形成領域100がv
DD1に、CMOS形成領域101がVDD2に、np
n型バイポーラトランジスタ形成領域102がVDD3
に、それぞれ異なった電位がバイアスされている。
DD1に、CMOS形成領域101がVDD2に、np
n型バイポーラトランジスタ形成領域102がVDD3
に、それぞれ異なった電位がバイアスされている。
また、p型基板1はVSS電位、例えば接地されている
。
。
そして、vDD1は、例えばCCDのノイズを充分に吸
収できるような電位に設定される。
収できるような電位に設定される。
また、VDD2は、例えばCMOSを構成する、特にp
チャネル型M O S F E Tのパックゲートバ2
3 イアスに最適な電位に設定される。
チャネル型M O S F E Tのパックゲートバ2
3 イアスに最適な電位に設定される。
また、VDD3は、例えばnpn型バイポーラトランジ
スタのコレクタを特定電位に釣る場合に、それに最適な
電位に設定可能とされる。
スタのコレクタを特定電位に釣る場合に、それに最適な
電位に設定可能とされる。
さらに、その製造方法から、上記素子分離領域として機
能するp型ウェル領域5、は、他のp型ウェル領域52
、53と同時に形成される。
能するp型ウェル領域5、は、他のp型ウェル領域52
、53と同時に形成される。
よってp型ウェル領域51は、格別工程を増加させるこ
となく形成できる。
となく形成できる。
もちろんながら、第2の実施例装置の場合、p+型埋込
層17,は、p型ウェル領域5.に追随し、上記形成領
域100〜103を囲んで形成される。
層17,は、p型ウェル領域5.に追随し、上記形成領
域100〜103を囲んで形成される。
このp+型埋込層171も、その製造方法から、他に形
成されるp型埋込層172と同時に形成されるので、格
別工程か増加することはない。
成されるp型埋込層172と同時に形成されるので、格
別工程か増加することはない。
[発明の効果コ
以上説明したように、この発明によれば、電荷転送デバ
イスと、バイボーラトランジスタとか同一チップ上に、
製品としての信頼性が低下するこ24 ?なく共存した電荷転送デバイスを含む半導体装置およ
びその製造方法が提供される。
イスと、バイボーラトランジスタとか同一チップ上に、
製品としての信頼性が低下するこ24 ?なく共存した電荷転送デバイスを含む半導体装置およ
びその製造方法が提供される。
第1図(a)ないし第1図(d)は、この発明の第1の
実施例に係わる電荷転送デバイスを含む半導体装置を製
造工程順に示した断面図、第2図(a)および第2図(
b)は、この発明の第2の実施例に係わる電荷転送デバ
イスを含む半導体装置を製造工程順に示した断面図、第
3図は、第1図(b)fiの斜視図である。 1・・・p型シリコン基板、2 (2,,2■)・・・
n+型埋込層、3・・・n型エピタキシャル層、5(5
■〜53)・・・p型ウェル領域(51・・・p型素子
分離領域)、8.10・・・ゲー1・絶縁膜、9(91
〜93),12・・・ゲート電極、11・・・p型内部
ベース領域、131.13■〜13,・・n+型ソース
/ドレイン領域、13t,・・・n”型エミッタ領域、
141.142・・・p+型ソース/ドレイン領域、1
43・・・p”型外部ベース領域、17 (17’+
,172 )・・・p+型埋込層、25 1 0 O・・・CCD形成領域、 1 0 1・・・CMOS形成 領域、 1 02・・・n p n 型バイポーラトランジスタ形成
領域。
実施例に係わる電荷転送デバイスを含む半導体装置を製
造工程順に示した断面図、第2図(a)および第2図(
b)は、この発明の第2の実施例に係わる電荷転送デバ
イスを含む半導体装置を製造工程順に示した断面図、第
3図は、第1図(b)fiの斜視図である。 1・・・p型シリコン基板、2 (2,,2■)・・・
n+型埋込層、3・・・n型エピタキシャル層、5(5
■〜53)・・・p型ウェル領域(51・・・p型素子
分離領域)、8.10・・・ゲー1・絶縁膜、9(91
〜93),12・・・ゲート電極、11・・・p型内部
ベース領域、131.13■〜13,・・n+型ソース
/ドレイン領域、13t,・・・n”型エミッタ領域、
141.142・・・p+型ソース/ドレイン領域、1
43・・・p”型外部ベース領域、17 (17’+
,172 )・・・p+型埋込層、25 1 0 O・・・CCD形成領域、 1 0 1・・・CMOS形成 領域、 1 02・・・n p n 型バイポーラトランジスタ形成
領域。
Claims (5)
- (1)p型の半導体基板と、 前記p型基板上に形成されたn型のエピタキシャル層と
、 前記n型エピタキシャル層内に形成され、かつ前記p型
基板に接して形成された少なくとも2つの第1、第2の
p型ウェル領域とを有し、 前記n型エピタキシャル層内に形成されたpチャネル型
MOSFETと、npn型バイポーラトランジスタと、 前記第1、第2のp型ウェル領域内にそれぞれ形成され
たnチャネル型MOSFETと、電荷転送デバイスと、 を具備することを特徴とする電荷転送デバイスを含む半
導体装置。 - (2)前記n型エピタキシャル層内には、前記p型基板
に接して形成された少なくとも1つのp型素子分離領域
が、さらに形成されていることを特徴とする請求項(1
)記載の電荷転送デバイスを含む半導体装置。 - (3)前記p型素子分離領域には、前記p型基板と、n
型エピタキシャル層との界面近傍に、p型基板、p型素
子分離領域よりも高不純物濃度であるp型埋込層が、さ
らに設けられていることを特徴とする請求項(2)記載
の電荷転送デバイスを含む半導体装置。 - (4)前記n型エピタキシャル層のpチャネル型MOS
FETおよびnpn型バイポーラトランジスタが形成さ
れる領域には、この領域を構成するn型エピタキシャル
層と、p型基板との界面近傍に、n型エピタキシャル層
よりも高不純物濃度であるn型埋込層が、さらに設けら
れていることを特徴とする請求項(1)ないし請求項(
3)記載の電荷転送デバイスを含む半導体装置。 - (5)電荷転送デバイスを含む半導体装置の製造方法で
あって、 p型半導体基板上に、n型エピタキシャル層を形成する
工程と、 前記n型エピタキシャル層の少なくとも2つの第1、第
2のp型ウェル形成予定領域、および少なくとも1つの
p型素子分離形成予定領域に対して選択的にp型不純物
イオン注入する工程と、イオン注入されたp型不純物を
活性化させ、第1、第2のp型ウェル領域と、p型素子
分離領域を形成する工程と、 前記n型エピタキシャル層内には、pチャネル型MOS
FETおよびnpn型バイポーラトランジスタを、また
、第1、第2のp型ウェル領域のそれぞれ内には、nチ
ャネル型MOSFETおよび電荷転送デバイスを形成す
る工程と、 を具備することを特徴とする電荷転送デバイスを含む半
導体装置の製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009576A JPH07109860B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 電荷転送デバイスを含む半導体装置およびその製造方法 |
| US07/641,920 US5184203A (en) | 1990-01-19 | 1991-01-16 | Semiconductor device having a charge transfer device, MOSFETs, and bipolar transistors--all formed in a single semiconductor substrate |
| KR1019910000692A KR940003378B1 (ko) | 1990-01-19 | 1991-01-17 | 전하전송 디바이스를 포함하는 반도체장치 및 그 제조방법 |
| EP91100577A EP0438167B1 (en) | 1990-01-19 | 1991-01-18 | Semiconductor device having a charge transfer device, mosfets, and bipolar transistors -- all formed in a single semiconductor substrate |
| DE69117988T DE69117988T2 (de) | 1990-01-19 | 1991-01-18 | Halbleitervorrichtung mit Ladungstransfer-Bauelement, MOSFETs und Bipolartransistoren - alle in einem einzelnen Halbleitersubstrat gebildet |
| US07/977,836 US5260228A (en) | 1990-01-19 | 1992-11-17 | Method of making a semiconductor device having a charge transfer device, MOSFETs, and bipolar transistors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009576A JPH07109860B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 電荷転送デバイスを含む半導体装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03214665A true JPH03214665A (ja) | 1991-09-19 |
| JPH07109860B2 JPH07109860B2 (ja) | 1995-11-22 |
Family
ID=11724141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009576A Expired - Fee Related JPH07109860B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 電荷転送デバイスを含む半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5184203A (ja) |
| EP (1) | EP0438167B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07109860B2 (ja) |
| KR (1) | KR940003378B1 (ja) |
| DE (1) | DE69117988T2 (ja) |
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| USRE42918E1 (en) | 1994-01-28 | 2011-11-15 | California Institute Of Technology | Single substrate camera device with CMOS image sensor |
| US5471515A (en) | 1994-01-28 | 1995-11-28 | California Institute Of Technology | Active pixel sensor with intra-pixel charge transfer |
| US6456326B2 (en) | 1994-01-28 | 2002-09-24 | California Institute Of Technology | Single chip camera device having double sampling operation |
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| JPH0770615B2 (ja) * | 1989-04-13 | 1995-07-31 | 株式会社東芝 | 電荷転送デバイスを含む半導体装置の製造方法 |
-
1990
- 1990-01-19 JP JP2009576A patent/JPH07109860B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-01-16 US US07/641,920 patent/US5184203A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-01-17 KR KR1019910000692A patent/KR940003378B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1991-01-18 DE DE69117988T patent/DE69117988T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-01-18 EP EP91100577A patent/EP0438167B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS60141157U (ja) * | 1984-02-25 | 1985-09-18 | ソニー株式会社 | 電荷結合素子 |
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| US5184203A (en) | 1993-02-02 |
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| DE69117988D1 (de) | 1996-04-25 |
| EP0438167B1 (en) | 1996-03-20 |
| JPH07109860B2 (ja) | 1995-11-22 |
| KR940003378B1 (ko) | 1994-04-21 |
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