JPH0363219B2 - - Google Patents
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- JPH0363219B2 JPH0363219B2 JP56040111A JP4011181A JPH0363219B2 JP H0363219 B2 JPH0363219 B2 JP H0363219B2 JP 56040111 A JP56040111 A JP 56040111A JP 4011181 A JP4011181 A JP 4011181A JP H0363219 B2 JPH0363219 B2 JP H0363219B2
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- Japan
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- region
- dielectric
- semiconductor device
- oxide film
- groove
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P90/00—Preparation of wafers not covered by a single main group of this subclass, e.g. wafer reinforcement
- H10P90/19—Preparing inhomogeneous wafers
- H10P90/1904—Preparing vertically inhomogeneous wafers
- H10P90/1906—Preparing SOI wafers
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W10/00—Isolation regions in semiconductor bodies between components of integrated devices
- H10W10/01—Manufacture or treatment
- H10W10/061—Manufacture or treatment using SOI processes together with lateral isolation, e.g. combinations of SOI and shallow trench isolations
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W10/00—Isolation regions in semiconductor bodies between components of integrated devices
- H10W10/10—Isolation regions comprising dielectric materials
- H10W10/181—Semiconductor-on-insulator [SOI] isolation regions, e.g. buried oxide regions of SOI wafers
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W10/00—Isolation regions in semiconductor bodies between components of integrated devices
- H10W10/01—Manufacture or treatment
- H10W10/011—Manufacture or treatment of isolation regions comprising dielectric materials
- H10W10/012—Manufacture or treatment of isolation regions comprising dielectric materials using local oxidation of silicon [LOCOS]
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W10/00—Isolation regions in semiconductor bodies between components of integrated devices
- H10W10/10—Isolation regions comprising dielectric materials
- H10W10/13—Isolation regions comprising dielectric materials formed using local oxidation of silicon [LOCOS], e.g. sealed interface localised oxidation [SILO] or side-wall mask isolation [SWAMI]
Landscapes
- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
- Element Separation (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体装置に関する。
従来、第1図に示す如く、基板にサフアイアを
用いて基板と素子の誘電体分離を図つた所謂SOS
(Silcon on Sapphire)構造の半導体装置が使用
されている。この半導体装置は、同図に示す如
く、例えば相補型のMOSトランジスタの場合、
サフアイア基板1上の所定領域にN型半導体層2
を形成し、これにソース3とドレイン4を形成し
て夫々に接続する取出電極5とゲート電極6を形
成したPチヤネルトランジスタ7と、サフアイア
基板1上にP型半導体層8を形成しソース9とド
レイン10を形成して夫々に接続する取出電極1
1とゲート電極12を形成したNチヤネルトラン
ジスタ13とを有している。Pチヤネルトランジ
スタ7とNチヤネルトランジスタ13は、酸化膜
14によつて素子分離されている。また、その表
面にはリンケイ酸化ガラス(PSG)からなる保
護膜14が形成されている。なお、図中6a,1
2aは、ゲート酸化膜、6b,12bはゲートで
ある。このようなSOS構造の半導体装置15に
は、次のような欠点がある。サフアイア基板1
を使用しているために価格が高くなる。サフア
イア基板1の成分であるアルミニウムが、各々の
トランジスタ7,13を形成する際に施す800〜
1200℃の高温熱処理によつてサフアイア基板1上
の半導体層2,8中に拡散し、半導体層2,8内
の不純物濃度の制御を著しく困難にする。その結
果、所望の電気特性を得られなくなる場合があ
る。
用いて基板と素子の誘電体分離を図つた所謂SOS
(Silcon on Sapphire)構造の半導体装置が使用
されている。この半導体装置は、同図に示す如
く、例えば相補型のMOSトランジスタの場合、
サフアイア基板1上の所定領域にN型半導体層2
を形成し、これにソース3とドレイン4を形成し
て夫々に接続する取出電極5とゲート電極6を形
成したPチヤネルトランジスタ7と、サフアイア
基板1上にP型半導体層8を形成しソース9とド
レイン10を形成して夫々に接続する取出電極1
1とゲート電極12を形成したNチヤネルトラン
ジスタ13とを有している。Pチヤネルトランジ
スタ7とNチヤネルトランジスタ13は、酸化膜
14によつて素子分離されている。また、その表
面にはリンケイ酸化ガラス(PSG)からなる保
護膜14が形成されている。なお、図中6a,1
2aは、ゲート酸化膜、6b,12bはゲートで
ある。このようなSOS構造の半導体装置15に
は、次のような欠点がある。サフアイア基板1
を使用しているために価格が高くなる。サフア
イア基板1の成分であるアルミニウムが、各々の
トランジスタ7,13を形成する際に施す800〜
1200℃の高温熱処理によつてサフアイア基板1上
の半導体層2,8中に拡散し、半導体層2,8内
の不純物濃度の制御を著しく困難にする。その結
果、所望の電気特性を得られなくなる場合があ
る。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので低
消費電力で高速動作を達成できるとともに、製造
コストの低減を図つた半導体装置を提供するもの
である。
消費電力で高速動作を達成できるとともに、製造
コストの低減を図つた半導体装置を提供するもの
である。
以下、本発明の実施例について図面を参照して
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第2図Fは、本発明の一実施例の断面図であ
る。図中20は、P導電型の半導体基板である。
半導体基板20の所定領域には、P導電型の素子
領域21とN導電型の素子領域22が形成されて
いる。各々の素子領域21,22は、その周囲と
直下の領域を囲むようにして形成された誘電体領
域23で分離されている。薄い酸化膜23c(500
〜1000Å)23cを介した素子領域21,22の
周囲を囲む第2誘電体領域23aは、例えばホウ
素・リン・ケイ素の化合物からなる誘電体で形成
されている。素子領域21,22の直下の第1誘
電体領域23bは、例えば二酸化ケイ素からなる
酸化層で形成されており、誘電体の直下及び素子
領域21,22の直下で一体に連なつている。こ
の誘電体領域23は、各各の素子領域21,22
を半導体基板20から完全に誘電体分離するもの
である。誘電体領域23としては、このような完
全な誘電体分離作用を呈すものであれば前述の誘
電体や酸化層など形成可能なものであれば如何な
るものでも良い。誘電体からなる第2誘電体領域
23aの深さ及び酸化層からなる第1誘電体領域
23bの深さ等の形状は、素子領域21,22に
形成する素子の仕様に応じて適宜設定するのが望
ましい。
る。図中20は、P導電型の半導体基板である。
半導体基板20の所定領域には、P導電型の素子
領域21とN導電型の素子領域22が形成されて
いる。各々の素子領域21,22は、その周囲と
直下の領域を囲むようにして形成された誘電体領
域23で分離されている。薄い酸化膜23c(500
〜1000Å)23cを介した素子領域21,22の
周囲を囲む第2誘電体領域23aは、例えばホウ
素・リン・ケイ素の化合物からなる誘電体で形成
されている。素子領域21,22の直下の第1誘
電体領域23bは、例えば二酸化ケイ素からなる
酸化層で形成されており、誘電体の直下及び素子
領域21,22の直下で一体に連なつている。こ
の誘電体領域23は、各各の素子領域21,22
を半導体基板20から完全に誘電体分離するもの
である。誘電体領域23としては、このような完
全な誘電体分離作用を呈すものであれば前述の誘
電体や酸化層など形成可能なものであれば如何な
るものでも良い。誘電体からなる第2誘電体領域
23aの深さ及び酸化層からなる第1誘電体領域
23bの深さ等の形状は、素子領域21,22に
形成する素子の仕様に応じて適宜設定するのが望
ましい。
P導電型の素子領域21内にはN導電型のソー
ス24、ドレイン25が形成されている。ソース
24、ドレイン25間の素子領域21上には、ゲ
ート酸化膜26を介してゲート27a及びゲート
取出電極27が形成されている。ソース24、ド
レイン25上にはそれぞれに接続する取出電極2
8が形成されている。
ス24、ドレイン25が形成されている。ソース
24、ドレイン25間の素子領域21上には、ゲ
ート酸化膜26を介してゲート27a及びゲート
取出電極27が形成されている。ソース24、ド
レイン25上にはそれぞれに接続する取出電極2
8が形成されている。
N導電型の素子領域22内には、P導電型のソ
ース29、ドレイン30が形成されている。この
ソース29、ドレイン30間の素子領域22上に
はゲート酸化膜31を介してゲート32a及びゲ
ート取出電極32が形成されている。ソース2
9、ドレイン30上には取出電極33が形成され
ている。
ース29、ドレイン30が形成されている。この
ソース29、ドレイン30間の素子領域22上に
はゲート酸化膜31を介してゲート32a及びゲ
ート取出電極32が形成されている。ソース2
9、ドレイン30上には取出電極33が形成され
ている。
P導電型の素子領域21に形成されたNチヤネ
ル型トランジスタ34とN導電型の素子領域22
に形成されたPチヤネル型トランジスタ35とは
誘電体領域23とその上に形成された酸化膜36
で素子分離されている。各々のトランジスタ3
4,35上及び酸化膜36上にはリンケイ酸化ガ
ラスからなる保護膜37が形成されている。
ル型トランジスタ34とN導電型の素子領域22
に形成されたPチヤネル型トランジスタ35とは
誘電体領域23とその上に形成された酸化膜36
で素子分離されている。各々のトランジスタ3
4,35上及び酸化膜36上にはリンケイ酸化ガ
ラスからなる保護膜37が形成されている。
このように構成された半導体装置38は、各々
の素子領域21,22が酸化膜23cを介在した
誘電体からなる第2誘電体領域23aとその直下
に一連に形成された酸化層からなる第1誘電体領
域23bによつて半導体基板20から完全に誘電
体分離されていので寄生容量を極めて小さくする
ことができる。その結果、高速動作を達成し、し
かも動作時の消費電力を激滅させることができ
る。また、素子領域21,22を誘電体からなる
第2誘電体領域23aで分離した構造にすること
によつて、素子領域21,22の形状精度を高く
できるので素子領域21,22を形成するために
必要な面積を小さくして集積度を著しく向上させ
ることができる。また、半導体基板20にはサフ
アイア基板を用いていないので製造コストを安く
することができる。
の素子領域21,22が酸化膜23cを介在した
誘電体からなる第2誘電体領域23aとその直下
に一連に形成された酸化層からなる第1誘電体領
域23bによつて半導体基板20から完全に誘電
体分離されていので寄生容量を極めて小さくする
ことができる。その結果、高速動作を達成し、し
かも動作時の消費電力を激滅させることができ
る。また、素子領域21,22を誘電体からなる
第2誘電体領域23aで分離した構造にすること
によつて、素子領域21,22の形状精度を高く
できるので素子領域21,22を形成するために
必要な面積を小さくして集積度を著しく向上させ
ることができる。また、半導体基板20にはサフ
アイア基板を用いていないので製造コストを安く
することができる。
次に、この半導体装置38の製造方法を第2図
A乃至同図Fを参照して説明する。
A乃至同図Fを参照して説明する。
まず、第2図Aに示す如く、シリコン単結晶か
らなる半導体基板20の所定領域に、例えばホト
レジスト膜39を1〜2μm形成する。次いで、
半導体基板20の素子形成予定領域21aに対応
する部分が残存するようにホトレジスト膜39に
写真蝕刻法により開口部40を形成する。次い
で、このホトレジスト膜39をマスクにして半導
体基板20に、リアクテイブ、イオン、エツチン
グ(R.I.E.Reactive Ion Etching)イオンエツチ
ング等の異方性エツチングを施し、素子領域2
1,22を形成するための溝41を形成する。
らなる半導体基板20の所定領域に、例えばホト
レジスト膜39を1〜2μm形成する。次いで、
半導体基板20の素子形成予定領域21aに対応
する部分が残存するようにホトレジスト膜39に
写真蝕刻法により開口部40を形成する。次い
で、このホトレジスト膜39をマスクにして半導
体基板20に、リアクテイブ、イオン、エツチン
グ(R.I.E.Reactive Ion Etching)イオンエツチ
ング等の異方性エツチングを施し、素子領域2
1,22を形成するための溝41を形成する。
次に、同図Bに示す如く、ホトレジスト膜39
を除去した後、半導体基板20の露出された表面
全面に酸化膜42を熱酸化により厚さ約300Å形
成する。次いで、この酸化膜42の表面にチツ化
シリコン膜からなる保護膜43をC.V.D.
(Chemical Vapor Deposition)法により厚さ約
2500Å形成する。
を除去した後、半導体基板20の露出された表面
全面に酸化膜42を熱酸化により厚さ約300Å形
成する。次いで、この酸化膜42の表面にチツ化
シリコン膜からなる保護膜43をC.V.D.
(Chemical Vapor Deposition)法により厚さ約
2500Å形成する。
次に、同図Cに示す如く、写真蝕刻法により素
子形成予定領域21a,22a上にレジスト膜を
残し異方性エツチングにより溝41の底部41a
に対応する部分の保護膜43及び酸化膜42を除
去し、底部41aを露出せしめる。ここで、底部
41aを露出せしめるのは、次工程で底部41a
の直下及び素子形成予定領域21a,22aの直
下に一体に連なる第1誘電体領域23bを形成す
るためである。従つて、保護膜43だけを除去し
て酸化膜42を残存させておいても良い。
子形成予定領域21a,22a上にレジスト膜を
残し異方性エツチングにより溝41の底部41a
に対応する部分の保護膜43及び酸化膜42を除
去し、底部41aを露出せしめる。ここで、底部
41aを露出せしめるのは、次工程で底部41a
の直下及び素子形成予定領域21a,22aの直
下に一体に連なる第1誘電体領域23bを形成す
るためである。従つて、保護膜43だけを除去し
て酸化膜42を残存させておいても良い。
次に、同図Dに示す如く、これに熱酸化を施
す。素子形成予定領域21a,22aは保護膜4
3で覆われており、溝41の底部41aだけが露
出されているので、酸化は底部41aからその下
方の領域に向つて進行する。又横方向及び上方に
は底部の周囲41bを中心として同心円(断面図
では)状に進行する。その結果、溝41の底部4
1aの直下及び素子形成予定領域21a,22a
の直下の領域に一体に連なつた酸化層からなる第
1誘電体領域23bを形成することができる。
す。素子形成予定領域21a,22aは保護膜4
3で覆われており、溝41の底部41aだけが露
出されているので、酸化は底部41aからその下
方の領域に向つて進行する。又横方向及び上方に
は底部の周囲41bを中心として同心円(断面図
では)状に進行する。その結果、溝41の底部4
1aの直下及び素子形成予定領域21a,22a
の直下の領域に一体に連なつた酸化層からなる第
1誘電体領域23bを形成することができる。
次に、保護膜43を除去した後、500〜1000Å
の薄い酸化膜23cを形成し、同図Eに示す如
く、溝41内に例えば、リン(P)とホウ素(B)と
ケイ素(Si)の酸化物からなる誘電体を埋設し、
所望の素子形成予定領域22aに例えば不純物と
してリン(P)を選択的に導入してN導電形の素
子形成予定領域22aとする。
の薄い酸化膜23cを形成し、同図Eに示す如
く、溝41内に例えば、リン(P)とホウ素(B)と
ケイ素(Si)の酸化物からなる誘電体を埋設し、
所望の素子形成予定領域22aに例えば不純物と
してリン(P)を選択的に導入してN導電形の素
子形成予定領域22aとする。
然る後、同図Fに示す如く、P導電型の素子領
域21にはN導電型のソース24、ドレイン25
とゲート27a及びゲート取出電極27等を形成
してNチヤネルトランジスタ34を形成し、N導
電型の素子領域22にはP導電型のソース29、
ドレイン30とゲート32a及びゲート取出電極
32等を形成してPチヤネルトランジスタ35を
形成し、半導体装置38を得る。
域21にはN導電型のソース24、ドレイン25
とゲート27a及びゲート取出電極27等を形成
してNチヤネルトランジスタ34を形成し、N導
電型の素子領域22にはP導電型のソース29、
ドレイン30とゲート32a及びゲート取出電極
32等を形成してPチヤネルトランジスタ35を
形成し、半導体装置38を得る。
尚、実施例では、素子領域21,22にNチヤ
ネルトランジスタ34とPチヤネルトランジスタ
35を形成した所謂MOS型の半導体装置38に
ついて説明したが、本発明はこの他にも第3図に
示す如く、素子領域50にN型の、ベース51、
P型のエミツタ52及びコレクタ53を形成した
所謂バイポーラ型の半導体装置54或は、第4図
に示す如く、P型の埋込導電層60を形成した素
子領域61にN型のベース62、P型のエミツタ
63及びコレクタ64を形成したバイポーラ型の
半導体装置65等にも適用できることは勿論であ
る。なお、実施例のものと同一部分は同一の附号
を付している。
ネルトランジスタ34とPチヤネルトランジスタ
35を形成した所謂MOS型の半導体装置38に
ついて説明したが、本発明はこの他にも第3図に
示す如く、素子領域50にN型の、ベース51、
P型のエミツタ52及びコレクタ53を形成した
所謂バイポーラ型の半導体装置54或は、第4図
に示す如く、P型の埋込導電層60を形成した素
子領域61にN型のベース62、P型のエミツタ
63及びコレクタ64を形成したバイポーラ型の
半導体装置65等にも適用できることは勿論であ
る。なお、実施例のものと同一部分は同一の附号
を付している。
以上説明した如く、本発明に係る半導体装置
は、素子領域を第1及び第2の誘電体領域によつ
て半導体基板からほぼ完全に誘電体分離し、しか
もサフアイア基板を採用していないので、低消費
電力で高速動作を達成できるとともに、製造コス
トを低減させることができる等顕著な効果を有す
るものである。
は、素子領域を第1及び第2の誘電体領域によつ
て半導体基板からほぼ完全に誘電体分離し、しか
もサフアイア基板を採用していないので、低消費
電力で高速動作を達成できるとともに、製造コス
トを低減させることができる等顕著な効果を有す
るものである。
第1図は、従来の半導体装置の断面図、第2図
A乃至同図Fは、本発明の一実施例の半導体装置
をその製造工程順に従つて示す説明図、第3図及
び第4図は、本発明の他の実施例の断面図であ
る。 20……半導体基板、21,22,50,61
……素子領域、23……誘電体領域、23a……
第2誘電体領域、23b……第1誘電体領域、2
3c……酸化膜、24,29……ソース、25,
30……ドレイン、26,31……ゲート酸化
膜、27,32……ゲート取出電極、27a,3
2a……ゲート、28,33……取出電極、34
……Nチヤネルトランジスタ、35……チヤネル
トランジスタ、36……酸化膜、37……保護
膜、38,54,65……半導体装置、51,6
2……ベース、52,63……エミツタ、53,
64……コレクタ。
A乃至同図Fは、本発明の一実施例の半導体装置
をその製造工程順に従つて示す説明図、第3図及
び第4図は、本発明の他の実施例の断面図であ
る。 20……半導体基板、21,22,50,61
……素子領域、23……誘電体領域、23a……
第2誘電体領域、23b……第1誘電体領域、2
3c……酸化膜、24,29……ソース、25,
30……ドレイン、26,31……ゲート酸化
膜、27,32……ゲート取出電極、27a,3
2a……ゲート、28,33……取出電極、34
……Nチヤネルトランジスタ、35……チヤネル
トランジスタ、36……酸化膜、37……保護
膜、38,54,65……半導体装置、51,6
2……ベース、52,63……エミツタ、53,
64……コレクタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 1導電型の半導体基板と、該半導体基板の所
定領域に垂直側面を有するように形成された溝
と、該溝で囲まれた素子領域と、該素子領域及び
前記溝の底部の直下に一体的に形成された酸化層
からなる第1誘電体領域と、前記溝内に充填され
たホウ素・リン・ケイ素の酸化物からなる第2誘
電体領域と、前記素子領域と前記第2誘電体領域
との間に介在する酸化膜と、前記素子領域上に形
成された素子とを具備することを特徴とする半導
体装置。 2 前記素子が、バイポーラトランジスタ、また
はMOSトランジスタである特許請求の範囲第1
項記載の半導体装置。 3 前記素子が、ダイオード、または抵抗である
特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56040111A JPS57154856A (en) | 1981-03-19 | 1981-03-19 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56040111A JPS57154856A (en) | 1981-03-19 | 1981-03-19 | Semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57154856A JPS57154856A (en) | 1982-09-24 |
| JPH0363219B2 true JPH0363219B2 (ja) | 1991-09-30 |
Family
ID=12571736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56040111A Granted JPS57154856A (en) | 1981-03-19 | 1981-03-19 | Semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57154856A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0642510B2 (ja) * | 1983-06-13 | 1994-06-01 | エヌ・シー・アール・インターナショナル・インコーポレイテッド | 半導体構造の形成方法 |
| JPS6072243A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-04-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路装置 |
| JPS6074452A (ja) * | 1983-09-29 | 1985-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS60127740A (ja) * | 1983-12-15 | 1985-07-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路装置 |
| JPS62274740A (ja) * | 1986-05-23 | 1987-11-28 | Nec Corp | 半導体装置 |
| US6110798A (en) | 1996-01-05 | 2000-08-29 | Micron Technology, Inc. | Method of fabricating an isolation structure on a semiconductor substrate |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6028387B2 (ja) * | 1979-07-12 | 1985-07-04 | 松下電器産業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
1981
- 1981-03-19 JP JP56040111A patent/JPS57154856A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57154856A (en) | 1982-09-24 |
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