JPH034538A - バイポーラ型半導体装置 - Google Patents
バイポーラ型半導体装置Info
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- JPH034538A JPH034538A JP1139983A JP13998389A JPH034538A JP H034538 A JPH034538 A JP H034538A JP 1139983 A JP1139983 A JP 1139983A JP 13998389 A JP13998389 A JP 13998389A JP H034538 A JPH034538 A JP H034538A
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- collector
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- mesa
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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)
本発明はバイポーラ型半導体装置に関し、特に、高速論
理動作回路または、高周波領域におけるアナログ動作回
路に好適するものである。
理動作回路または、高周波領域におけるアナログ動作回
路に好適するものである。
(従来の技術)
近年、微細加工技術の進歩によってバイポーラ型半導体
装置の高集積化が進むと共に、寄生素子の低減により高
速化がもたらされている。即ち。
装置の高集積化が進むと共に、寄生素子の低減により高
速化がもたらされている。即ち。
トレンチアイソレイション(Trench l5ola
tion)により形成した素子分離領域と2層の多結晶
シリコン膜を利用した自己整合型構造が知られている。
tion)により形成した素子分離領域と2層の多結晶
シリコン膜を利用した自己整合型構造が知られている。
この構造では、ベース、エミッタ領域の縮小化によるペ
ースコレクタ間寄生容量とベース抵抗の低減更に、コレ
クタと基板間の寄生容量の低減による高速化と高集積化
が達成されている。
ースコレクタ間寄生容量とベース抵抗の低減更に、コレ
クタと基板間の寄生容量の低減による高速化と高集積化
が達成されている。
この構造を第2図と第3図により説明する。
第2図断面図に示したバイポーラ型トランジスタは、半
導体基板50表面付近に形成してLOCO5酸化膜51
・・・により分離されたエピタキシャルR52にトラン
ジスタ構造が、他のエピタキシャル層53にコレクタ取
出電極54が設置されている。
導体基板50表面付近に形成してLOCO5酸化膜51
・・・により分離されたエピタキシャルR52にトラン
ジスタ構造が、他のエピタキシャル層53にコレクタ取
出電極54が設置されている。
P型シリコン半導体基板50には、常法により埋込領域
55を形成後N型エピタキシャル成長層52゜53を堆
積するが、埋込領域55を構成するために導入した10
”/e113のsbは、この堆積工程時にP型シリコン
半導体基板50内に拡散すると共にエピタキシャル成長
N52.53にオートドーピング(Aut。
55を形成後N型エピタキシャル成長層52゜53を堆
積するが、埋込領域55を構成するために導入した10
”/e113のsbは、この堆積工程時にP型シリコン
半導体基板50内に拡散すると共にエピタキシャル成長
N52.53にオートドーピング(Aut。
Doρing) シて埋込領域55が形成される。
エピタキシャル成長層52には、表面濃度(以後の不純
物濃度は全て表面濃度を意味する)が101@/dのベ
ース領域56を、その内部に10”/aJの不純物濃度
のエミッタ領域57が形成される。このベース領域56
とエミッタ領域57にまたがって設置されているのは絶
縁物層58である。なお、LOCO5酸化膜51底部に
はいわゆるチャンネルストッパ59が設置されている。
物濃度は全て表面濃度を意味する)が101@/dのベ
ース領域56を、その内部に10”/aJの不純物濃度
のエミッタ領域57が形成される。このベース領域56
とエミッタ領域57にまたがって設置されているのは絶
縁物層58である。なお、LOCO5酸化膜51底部に
はいわゆるチャンネルストッパ59が設置されている。
また、第3図には、トレンチアイソレイション層を備え
たバイポーラトランジスタを示した。
たバイポーラトランジスタを示した。
このバイポーラトランジスタは、自己整合法を利用する
ためにドープド多結晶シリコン層60を利用している。
ためにドープド多結晶シリコン層60を利用している。
即ち、P型シリコン半導体基板61には、N型の埋込領
域62が上記のように形成され、更にN型エピタキシャ
ル成長N63を堆積する。
域62が上記のように形成され、更にN型エピタキシャ
ル成長N63を堆積する。
この積層構造体にいわゆる島領域を形成するために、そ
の所定位置にトレンチ溝64をP型シリコン半導体基板
6Iまで達するように設け、その内部には、多結晶シリ
コンM60を埋込んでトレンチアイソレイション層64
(トレンチ溝と便宜的に同じ番号とする)を形成する。
の所定位置にトレンチ溝64をP型シリコン半導体基板
6Iまで達するように設け、その内部には、多結晶シリ
コンM60を埋込んでトレンチアイソレイション層64
(トレンチ溝と便宜的に同じ番号とする)を形成する。
図に明らかなように、トレンチアイソレイションJ’1
64底部には、チャンネルストッパー(Chan−ne
l 5topper) 65を設置する。
64底部には、チャンネルストッパー(Chan−ne
l 5topper) 65を設置する。
N型エピタキシャル成長層63の表面には、いわゆる選
択酸化膜66・・・を窒化珪素層を利用する常法により
エミッタ、ベース及びコレクタ引出領域形成予定位置以
外に形成後、自己整合法を利用するために、ドープド多
結晶シリコン層67、68を堆積する。
択酸化膜66・・・を窒化珪素層を利用する常法により
エミッタ、ベース及びコレクタ引出領域形成予定位置以
外に形成後、自己整合法を利用するために、ドープド多
結晶シリコン層67、68を堆積する。
従って、ベース及びコレクタ形成予定位置以外に堆積し
たドープド多結晶シリコン層は例えばRIE (Rea
ctive Ion Etching)法によりパター
ニング(Patterning) シてから、加熱して
N型とP型の含有不純物をN型エピタキシャル成長層6
3内に拡散する。
たドープド多結晶シリコン層は例えばRIE (Rea
ctive Ion Etching)法によりパター
ニング(Patterning) シてから、加熱して
N型とP型の含有不純物をN型エピタキシャル成長層6
3内に拡散する。
この結果、第2図のバイポーラ型トランジスタと同じ不
純物濃度のP型ベース69及びN型コレクタ引出領域7
0が得られ、更にエミッタ71を形成するために眉間絶
縁膜としてアンドープCVD (Chemi−cal
Vapour Deposition)膜72を堆積後
、RIE法で形成予定位置をパターニングする。そして
、新たにドープド多結晶シリコンH73も堆積、パター
ニングしてN型不純物をN型エピタキシャル成!%暦6
3内に導入してエミッタ71を形成する。
純物濃度のP型ベース69及びN型コレクタ引出領域7
0が得られ、更にエミッタ71を形成するために眉間絶
縁膜としてアンドープCVD (Chemi−cal
Vapour Deposition)膜72を堆積後
、RIE法で形成予定位置をパターニングする。そして
、新たにドープド多結晶シリコンH73も堆積、パター
ニングしてN型不純物をN型エピタキシャル成!%暦6
3内に導入してエミッタ71を形成する。
更に、エミッタ71.ベース69及びコレクタ引出領域
70に電気的に接続した電極74.75及び76を設置
して、バイポーラ型トランジスタを完成する。
70に電気的に接続した電極74.75及び76を設置
して、バイポーラ型トランジスタを完成する。
(発明が解決しようとする課題)
このように横型バイポーラトランジスタでは、コレクタ
の引出掃造は、いずれも真性トランジスタ領域、埋込領
域及びコレクタ引出領域を経て即ち、半導体基板の長手
方向を利用しているので、素子の縮小化を阻害している
。
の引出掃造は、いずれも真性トランジスタ領域、埋込領
域及びコレクタ引出領域を経て即ち、半導体基板の長手
方向を利用しているので、素子の縮小化を阻害している
。
本発明は、このような事情により成されたもので、横型
バイポーラ型半導体素子を微細化することにより、寄生
素子や寄生容量を低減して、高速化と高集積化を図るこ
とを目的とする。
バイポーラ型半導体素子を微細化することにより、寄生
素子や寄生容量を低減して、高速化と高集積化を図るこ
とを目的とする。
(課題を解決するための手段)
シリコン半導体基板に形成するメサ状部と、このメサ状
部を囲み半導体基板に積層して形成する#!縁物溜及び
多結晶層と、メサ状部の頂面及び一方の側壁に形成する
クラフトベース領域と真正ベース領域と、この真正ベー
ス領域に形成し多結晶層に接続するエミッタ領域と、メ
サ状部の他方の側壁に形成され多結晶層に接続するコレ
クタ領域と、前記エミッタ領域に接続する多結晶シリコ
ン層に形成するエミッタ電極と、コレクタ領域に接続す
る多結晶シリコン層に形成するコレクタ電極と、前記ベ
ース領域に接続して形成するベース電極が、本発明に係
わるバイポーラ型半導体装置の特徴である。
部を囲み半導体基板に積層して形成する#!縁物溜及び
多結晶層と、メサ状部の頂面及び一方の側壁に形成する
クラフトベース領域と真正ベース領域と、この真正ベー
ス領域に形成し多結晶層に接続するエミッタ領域と、メ
サ状部の他方の側壁に形成され多結晶層に接続するコレ
クタ領域と、前記エミッタ領域に接続する多結晶シリコ
ン層に形成するエミッタ電極と、コレクタ領域に接続す
る多結晶シリコン層に形成するコレクタ電極と、前記ベ
ース領域に接続して形成するベース電極が、本発明に係
わるバイポーラ型半導体装置の特徴である。
(作 用)
このように本発明では、半導体基板をいわゆるメサ状に
加工して、得られる向合った側壁にエミッタ領域とコレ
クタ領域を、頂面にグラフトベース領域を夫々形成し、
各領域には、導電性金属層からなる電極を設置する。
加工して、得られる向合った側壁にエミッタ領域とコレ
クタ領域を、頂面にグラフトベース領域を夫々形成し、
各領域には、導電性金属層からなる電極を設置する。
この結果、バイポーラ型半導体装置の高集積化と、半導
体基板の長手方向に直行する即ち縦方向であるメサ状部
分の側壁を利用しているので、トランジスタに必要な特
性を、エミッタ領域とコレクタ領域の対向面積即ちメサ
状部の高さを調整することにより得られる他に、コレク
タ領域も横方向に引出さずに形成できるので、微細化及
び高集積化、更に高速化が達成された。
体基板の長手方向に直行する即ち縦方向であるメサ状部
分の側壁を利用しているので、トランジスタに必要な特
性を、エミッタ領域とコレクタ領域の対向面積即ちメサ
状部の高さを調整することにより得られる他に、コレク
タ領域も横方向に引出さずに形成できるので、微細化及
び高集積化、更に高速化が達成された。
(実施例)
第1図a −iの断面図を参照して本発明に係わる一実
施例としてNPN トランジスタを説明する。
施例としてNPN トランジスタを説明する。
P型シリコン半導体基板1表面にPを1015〜/d程
度含有したN型エピタキシャル層2を成長後。
度含有したN型エピタキシャル層2を成長後。
公知の熱酸化法により第1酸化シリコン層3を厚さSO
Oλ〜1000人被覆する。更に化学的気相成長法によ
り窒化シリコン層4を厚さ1000人〜2000人。
Oλ〜1000人被覆する。更に化学的気相成長法によ
り窒化シリコン層4を厚さ1000人〜2000人。
厚さ500人〜1ooo人の第2酸化シリコン層5を順
次堆積する。
次堆積する。
次に通常のりソグラフイ(Lithography)法
と反応性イオンエツチング工程により第1図aにあるよ
うなメサ状部を形成する。勿論、これには第1酸化シリ
コン層3、窒化シリコン層4及び第2酸化シリコン層5
がこの順に形成されている。
と反応性イオンエツチング工程により第1図aにあるよ
うなメサ状部を形成する。勿論、これには第1酸化シリ
コン層3、窒化シリコン層4及び第2酸化シリコン層5
がこの順に形成されている。
続いて、第2酸化シリコンN5をマスクとして5iCQ
4. SF、などの気体を用いる反応性イオンエツチン
グ工程によりP型シリコン半導体基板1とN型エピタキ
シャル層2の境界付近までを異方性エツチングして、メ
サ状部6を形成する。
4. SF、などの気体を用いる反応性イオンエツチン
グ工程によりP型シリコン半導体基板1とN型エピタキ
シャル層2の境界付近までを異方性エツチングして、メ
サ状部6を形成する。
このメサ状部6を構成する第2酸化シリコン層5をフッ
酸などにより溶除してから、減圧下における化学的気相
成長法を施し、更に、メサ状部6に堆積した窒化シリコ
ン層4をバターニングして側壁8及び頂面9だけに残し
て第1図すの断面図が得られる。
酸などにより溶除してから、減圧下における化学的気相
成長法を施し、更に、メサ状部6に堆積した窒化シリコ
ン層4をバターニングして側壁8及び頂面9だけに残し
て第1図すの断面図が得られる。
更に、第1図Cに明らかなように窒化シリコン層4をマ
スクとした選択酸化法によりフィールド酸化物層7を形
成する。
スクとした選択酸化法によりフィールド酸化物層7を形
成する。
次に、第1図dに示すように、通常のりソゲラフイエ程
によりメサ状部6に形成した第1酸化シリコンM3以外
を除去後、メサ状部6の一方の側壁8と頂面10の一部
に形成したレジスト層10をマスクとし第1酸化シリコ
ン層3を通してイオン注入工程を行う。
によりメサ状部6に形成した第1酸化シリコンM3以外
を除去後、メサ状部6の一方の側壁8と頂面10の一部
に形成したレジスト層10をマスクとし第1酸化シリコ
ン層3を通してイオン注入工程を行う。
5°及至10°程度の入射角によりほう素(B)をイオ
ン注入して頂面8付近の上部が高濃度約1019/cJ
、側面8付近は低濃度層10”/cd程度に形成してグ
ラフトベース領域11.低濃度層を真性ベース領域12
とする。
ン注入して頂面8付近の上部が高濃度約1019/cJ
、側面8付近は低濃度層10”/cd程度に形成してグ
ラフトベース領域11.低濃度層を真性ベース領域12
とする。
ここでフィールド酸化物層7表面にN型不純物例えばヒ
素を含んだ多結晶シリコン層13をイオン注入法により
注入するかまたは、As)1.などを混入させた化学的
気相成長法により堆積してから、エッチバック(Etc
h Back)法により第1図eの形状に加工する。こ
の結果、第1酸化シリコンR3で覆われたメサ状部6側
壁8,9即ち真性ベース領域12と、フィールド酸化層
7に対向してN型不純物例えばヒ素を含んだ多結晶シリ
コン層13が配置される0次いで、第1酸化シリコン層
3をフッ酸などによるエツチングにより溶除してメサ状
部6の側壁8,9に隙間を形成後、ここにN型不純物例
えばヒ素を含んだ多結晶シリコン層14を充填する。と
ころで、ドープド多結晶膜と単結晶シリコン膜に対する
選択性エツチング液であるフッ酸、硝酸及び酢酸の混合
液により、この多結晶シリコン層13にエッチバック処
理を施して第1図fの断面構造とする。
素を含んだ多結晶シリコン層13をイオン注入法により
注入するかまたは、As)1.などを混入させた化学的
気相成長法により堆積してから、エッチバック(Etc
h Back)法により第1図eの形状に加工する。こ
の結果、第1酸化シリコンR3で覆われたメサ状部6側
壁8,9即ち真性ベース領域12と、フィールド酸化層
7に対向してN型不純物例えばヒ素を含んだ多結晶シリ
コン層13が配置される0次いで、第1酸化シリコン層
3をフッ酸などによるエツチングにより溶除してメサ状
部6の側壁8,9に隙間を形成後、ここにN型不純物例
えばヒ素を含んだ多結晶シリコン層14を充填する。と
ころで、ドープド多結晶膜と単結晶シリコン膜に対する
選択性エツチング液であるフッ酸、硝酸及び酢酸の混合
液により、この多結晶シリコン層13にエッチバック処
理を施して第1図fの断面構造とする。
次に、この積層構造体全表面には、化学的気相成長法に
より第2シリコン酸化物暦16を堆積し、不活性雰囲気
で約1000℃の熱処理工程を行って、多結晶シリコン
層14からヒ素を拡散させて厚さ0.3μm程度のコレ
クタ引出部17とエミッタ領域18を第1図gにあるよ
うに形成する。夫々の濃度は、共に約10″’/cdで
ある。
より第2シリコン酸化物暦16を堆積し、不活性雰囲気
で約1000℃の熱処理工程を行って、多結晶シリコン
層14からヒ素を拡散させて厚さ0.3μm程度のコレ
クタ引出部17とエミッタ領域18を第1図gにあるよ
うに形成する。夫々の濃度は、共に約10″’/cdで
ある。
クラフトベース領域11、エミッタ領域18及びコレク
タ引出部17には導電性金属層例えばAΩ、AQ−5i
またはAρ−5i−Cuを蒸着もしくはスパッタリング
(Spattering)法により堆積して電極19.
20.21を形成する(第1図り参照)。
タ引出部17には導電性金属層例えばAΩ、AQ−5i
またはAρ−5i−Cuを蒸着もしくはスパッタリング
(Spattering)法により堆積して電極19.
20.21を形成する(第1図り参照)。
この形成に当たっては、通常のリンクラフイエ程とエツ
チング工程により形成しても良いが、第1図iのように
反応性イオンエツチング工程により側壁8.9と多結晶
シリコン層13間に第2シリコン酸化物層16の一部を
残し、タングステンW層22などの選択成長により電極
を形成しても差つかえない。
チング工程により形成しても良いが、第1図iのように
反応性イオンエツチング工程により側壁8.9と多結晶
シリコン層13間に第2シリコン酸化物層16の一部を
残し、タングステンW層22などの選択成長により電極
を形成しても差つかえない。
このようにしてバイポーラ型半導体装置を完成する。な
お、最終のパッシベイション(Passiva−tio
n)層として全面にPSGまたは窒化シリコン層を被覆
しても良い。
お、最終のパッシベイション(Passiva−tio
n)層として全面にPSGまたは窒化シリコン層を被覆
しても良い。
本発明に係わるバイポーラ型半導体装置は、従来のよう
に半導体基板の横方向に延長した経路を持った複雑なコ
レクタ引出部が必要でないので、高集積化が可能になる
と共に、コレクタと半導体基板間の寄生容量とコレクタ
シリーズ(Series)抵抗などの寄生素子が大幅に
減少するので、バイポーラ型半導体装置の高速動作が可
能になる。
に半導体基板の横方向に延長した経路を持った複雑なコ
レクタ引出部が必要でないので、高集積化が可能になる
と共に、コレクタと半導体基板間の寄生容量とコレクタ
シリーズ(Series)抵抗などの寄生素子が大幅に
減少するので、バイポーラ型半導体装置の高速動作が可
能になる。
第1図a−1は本発明に係わる一実施例の各工程を示す
断面図、第2図及び第3図は従来のバイポーラ型半導体
装置の断面図である。 に半導体基板、2:エピタキシャル層。 3.5.16:酸化シリコン層、 4:窒化シリコン層、6:メタ状部、7:側壁、8:頂
面、9:フィールド酸化層。 10ニレジスト層、11ニゲラフトベース領域、12:
真性ベース領域、 13.15:多結晶シリコン層、14;隙間、17:コ
レクタ引出部、18:エミッタ領域、19〜21:電極
。
断面図、第2図及び第3図は従来のバイポーラ型半導体
装置の断面図である。 に半導体基板、2:エピタキシャル層。 3.5.16:酸化シリコン層、 4:窒化シリコン層、6:メタ状部、7:側壁、8:頂
面、9:フィールド酸化層。 10ニレジスト層、11ニゲラフトベース領域、12:
真性ベース領域、 13.15:多結晶シリコン層、14;隙間、17:コ
レクタ引出部、18:エミッタ領域、19〜21:電極
。
Claims (1)
- 半導体基板に形成するメサ状部と、このメサ状部を囲み
半導体基板に積層して形成する絶縁物層及び多結晶層と
、メサ状部の頂面及び一方の側壁に形成するグラフトベ
ース領域と真正ベース領域と、この真正ベース領域に形
成し多結晶層に接続するエミッタ領域と、メサ状部の他
方の側壁に形成され多結晶層に接続するコレクタ領域と
、エミッタ領域に接続する多結晶層に形成するエミッタ
電極と、コレクタ領域に接続する多結晶層に形成するコ
レクタ電極と、ベース領域に接続して形成するベース電
極を具備することを特徴とするバイポーラ型半導体装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1139983A JPH034538A (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | バイポーラ型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1139983A JPH034538A (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | バイポーラ型半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH034538A true JPH034538A (ja) | 1991-01-10 |
Family
ID=15258211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1139983A Pending JPH034538A (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | バイポーラ型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH034538A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2756974A1 (fr) * | 1996-12-10 | 1998-06-12 | Sgs Thomson Microelectronics | Transistor bipolaire a isolement par caisson |
| KR100251107B1 (ko) * | 1997-04-29 | 2000-05-01 | 전주범 | 박막형광로조절장치및그제조방법 |
| US6156594A (en) * | 1996-11-19 | 2000-12-05 | Sgs-Thomson Microelectronics S.A. | Fabrication of bipolar/CMOS integrated circuits and of a capacitor |
| US6180442B1 (en) | 1996-11-19 | 2001-01-30 | Sgs-Thomson Microelectronics S.A. | Bipolar transistor with an inhomogeneous emitter in a BICMOS integrated circuit method |
| WO2009081867A1 (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-02 | Asahi Kasei Emd Corporation | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
-
1989
- 1989-06-01 JP JP1139983A patent/JPH034538A/ja active Pending
Cited By (16)
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