JPS5817680A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS5817680A JPS5817680A JP56115791A JP11579181A JPS5817680A JP S5817680 A JPS5817680 A JP S5817680A JP 56115791 A JP56115791 A JP 56115791A JP 11579181 A JP11579181 A JP 11579181A JP S5817680 A JPS5817680 A JP S5817680A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- region
- electrode
- shaped
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D8/00—Diodes
- H10D8/60—Schottky-barrier diodes
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (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】
本発明はV−!!プツトーパリアダイオードを備えた半
導体装置に関する。
導体装置に関する。
ν璽ブトキーパツアダイオード(以下8BDという)は
半導体層と金属との接触界面に形成されるエネルギー障
壁(νプツトキーパリア)a;よりダイオード動作を行
なうもので、その動作には多数キャップのみが関与し、
Pa接合ダイオードのような小数キャルアの蓄積は生じ
ない、従って、8BDにはスイッチング損失が小さいと
いう特徴を有し、高速スイッチングダイオードあるいは
マイクロ波ダイオードなどの広範囲な用達書:用いられ
ている。このように、51BDは優れた特性を有するが
、従来の8BDは総て単結晶半導体層に形成されていた
ため、集積回路中に形成する場合には種々の問題が生じ
ていた。
半導体層と金属との接触界面に形成されるエネルギー障
壁(νプツトキーパリア)a;よりダイオード動作を行
なうもので、その動作には多数キャップのみが関与し、
Pa接合ダイオードのような小数キャルアの蓄積は生じ
ない、従って、8BDにはスイッチング損失が小さいと
いう特徴を有し、高速スイッチングダイオードあるいは
マイクロ波ダイオードなどの広範囲な用達書:用いられ
ている。このように、51BDは優れた特性を有するが
、従来の8BDは総て単結晶半導体層に形成されていた
ため、集積回路中に形成する場合には種々の問題が生じ
ていた。
第1図はバイポーラ集積回路内に形成された従来のIB
Dを示す断f図である。同図において、1はPfiシリ
コン基体である。該P型シツコン基体1には相互に分離
された多数の鳳−蓋素子領域!、、J’、、!、・・・
(不純物濃度101@〜10/(m)が形成されている
。このうち、gBD用素子領域2.にはカソード電極取
出用の高濃度nWi領域3が形成されている。また上記
シラコン基体1の表面にはaBD用素子領域2゜のn−
″型領域上およびall領域上に夫々開孔部を有するシ
リコン酸化膜4が被覆されている。
Dを示す断f図である。同図において、1はPfiシリ
コン基体である。該P型シツコン基体1には相互に分離
された多数の鳳−蓋素子領域!、、J’、、!、・・・
(不純物濃度101@〜10/(m)が形成されている
。このうち、gBD用素子領域2.にはカソード電極取
出用の高濃度nWi領域3が形成されている。また上記
シラコン基体1の表面にはaBD用素子領域2゜のn−
″型領域上およびall領域上に夫々開孔部を有するシ
リコン酸化膜4が被覆されている。
そして、咳vツプン酸化膜41の全面(:Pt等のバリ
アメタル層及びムj等の電極材料層を順次堆積し、これ
らをパターニングすることによりバリアメタル層Iと電
極材料層εからなる積層膜構造のアノード電極1および
カソード電極1が形v1.Sれている。このうちアノー
ド電極1は開孔部を介しくaBD用素子領域2.0m−
m−城と1!触しており、そのバリアメタル層ξと1−
型領域との界面こはν1ットキーパリアが形成されてい
る。他方、カソード電極1は開孔部を介してlll1領
域1と接触している。但し、all領域1の不純物濃度
が高いためにバリアメタル層1との接触界面にV璽ツシ
キーパツアが形成されず、従ってカソード電極8と一重
領域1とは実質的なオーミック接触が達成されている。
アメタル層及びムj等の電極材料層を順次堆積し、これ
らをパターニングすることによりバリアメタル層Iと電
極材料層εからなる積層膜構造のアノード電極1および
カソード電極1が形v1.Sれている。このうちアノー
ド電極1は開孔部を介しくaBD用素子領域2.0m−
m−城と1!触しており、そのバリアメタル層ξと1−
型領域との界面こはν1ットキーパリアが形成されてい
る。他方、カソード電極1は開孔部を介してlll1領
域1と接触している。但し、all領域1の不純物濃度
が高いためにバリアメタル層1との接触界面にV璽ツシ
キーパツアが形成されず、従ってカソード電極8と一重
領域1とは実質的なオーミック接触が達成されている。
この結果第2図の等価回路C二示す11BDが構成され
ている。
ている。
ところで、単結晶半導体層に8BDを形成した従来の半
導体装置では、必然的に第1glのようl:: II
N Dを)ツyジスタ等の他の素子と同一の単結晶半導
体層儂;形成しなければならないこととなる。その結実
装置の集積度を向とさせることが困難となり、また他の
素子との間に寄生容量が発生して動作速度が遅延する等
の問題が生じていた。
導体装置では、必然的に第1glのようl:: II
N Dを)ツyジスタ等の他の素子と同一の単結晶半導
体層儂;形成しなければならないこととなる。その結実
装置の集積度を向とさせることが困難となり、また他の
素子との間に寄生容量が発生して動作速度が遅延する等
の問題が生じていた。
本発明は上述の事情に鍍みなされたもので、絶縁物層上
に設けた多結晶シリコン層≦ニジ式ツシキーパリアダイ
オードを形成することにより。
に設けた多結晶シリコン層≦ニジ式ツシキーパリアダイ
オードを形成することにより。
高集積化および高速動作化を達成した半導体装置を提供
するものである。
するものである。
以下、第3図〜第8図を参照して本発明の詳細な説明す
る。
る。
第3図は本発明の一実施例になる半導体装置の断面図で
ある。同図1=おいて、1は素子が形成された単結晶シ
リプy基板上に設けられたシリコン酸化膜あるいはCv
D、810.膜、シリコy窒化膜等の絶縁物層である。
ある。同図1=おいて、1は素子が形成された単結晶シ
リプy基板上に設けられたシリコン酸化膜あるいはCv
D、810.膜、シリコy窒化膜等の絶縁物層である。
誼絶縁物層11土には不純物濃度1G/alll!to
低濃度鳳−型領域11および不純物濃度1011711
11度の高濃度型温領域IJからなる島状の多結晶シラ
1y層−14が形d$れている。この多結晶シリプン層
14の表面は810.膜15で被覆され、咳8轟0.膜
1jには脆−型領域12およびall領域1j1に開孔
部が設けられている。この8MO8膜11上書二は前記
開孔部を介してn蓋領域116二接職したバリアメタル
層1#およびその上に積層された電極材料層11からな
るアノード電極L!が形成されている。該アノード電極
18とn−型領域12との間にはバリアメタル層ICと
m−311領域12との接触によりν璽ットキーバツア
が形成されている。同様鑑二、810、膜11上には前
記開孔部を介して型置領域11?二11!咳したバリア
メタル層16およびその1r−積層された電極材料層1
rからなるカソード電極L!が形成されている。但し
、+型領域11の不純物濃度が高いためバリアメタル層
ICとの1!被界面にV璽ツ[キーパリアが形成されず
、従って、カソード電極りと鳳”型領域IJとの間には
実質的なオーミック接触が形成Sれている。この結果、
この実施例C−おいても第2図同様の喀価回路に示され
る8BDが構成されている。
低濃度鳳−型領域11および不純物濃度1011711
11度の高濃度型温領域IJからなる島状の多結晶シラ
1y層−14が形d$れている。この多結晶シリプン層
14の表面は810.膜15で被覆され、咳8轟0.膜
1jには脆−型領域12およびall領域1j1に開孔
部が設けられている。この8MO8膜11上書二は前記
開孔部を介してn蓋領域116二接職したバリアメタル
層1#およびその上に積層された電極材料層11からな
るアノード電極L!が形成されている。該アノード電極
18とn−型領域12との間にはバリアメタル層ICと
m−311領域12との接触によりν璽ットキーバツア
が形成されている。同様鑑二、810、膜11上には前
記開孔部を介して型置領域11?二11!咳したバリア
メタル層16およびその1r−積層された電極材料層1
rからなるカソード電極L!が形成されている。但し
、+型領域11の不純物濃度が高いためバリアメタル層
ICとの1!被界面にV璽ツ[キーパリアが形成されず
、従って、カソード電極りと鳳”型領域IJとの間には
実質的なオーミック接触が形成Sれている。この結果、
この実施例C−おいても第2図同様の喀価回路に示され
る8BDが構成されている。
上記実施例の8BDは1例えば次のよ1二製造すること
ができる。まず、プオスフイン(PH4)またはアルv
yCムsM、)を含むVッy(8目−)ガX V 60
0〜800℃で熱分解するCVD法菖二より、絶縁物層
11の全面に不純物として濃度1G/alli度の燐ま
たは砒素を含む膜厚3000〜400GXの鳳−復多結
晶シリプy層を堆積した後、プラズマエツチングにより
素子形成領域予定部以外の不要部分を除去して島状の多
結晶V9プン盾14を形成する。
ができる。まず、プオスフイン(PH4)またはアルv
yCムsM、)を含むVッy(8目−)ガX V 60
0〜800℃で熱分解するCVD法菖二より、絶縁物層
11の全面に不純物として濃度1G/alli度の燐ま
たは砒素を含む膜厚3000〜400GXの鳳−復多結
晶シリプy層を堆積した後、プラズマエツチングにより
素子形成領域予定部以外の不要部分を除去して島状の多
結晶V9プン盾14を形成する。
続いて900〜1000℃の酸化雰囲気中で多結晶シ9
1ン層L]の表面を酸化して膜厚的1000にの熱酸化
8亀0曹膜1jを形成する。次いで、カソード電極亀出
用の高換度諷 盟領域予定部1(二開孔部を有するレジ
ストパターンを形成した後、該レジストパターンをマス
クとして加速電圧100〜120Ksマ、ドーズ量5
X 10”〜l X I Q ”/ 01”の条件で燐
を熱酸化810.膜1Jを遥して多結晶15コン層L!
に選択的6二イオy注入し、更にレジストパターyを除
去して900〜1000℃で燐の活性化を行なうこと書
二より高濃luml領域11を形成する。次に、熱酸化
―轟0.膜1jに17−ド電極およびカンーy電極堆出
用の開孔部を形成した後、エレクトリックガンまたはス
パッターガン等によりパブアメタル層1−および電極材
料層1 rf蒸着し、これをパターンエングしてアノー
ド電極L!およびカソード電極L」を形成する。最後c
soo℃の窒素ガス雰囲気中で10分権度の熱処理を施
してシ璽ットキー接触の安定化を行ない、第3図のII
BDを得る。
1ン層L]の表面を酸化して膜厚的1000にの熱酸化
8亀0曹膜1jを形成する。次いで、カソード電極亀出
用の高換度諷 盟領域予定部1(二開孔部を有するレジ
ストパターンを形成した後、該レジストパターンをマス
クとして加速電圧100〜120Ksマ、ドーズ量5
X 10”〜l X I Q ”/ 01”の条件で燐
を熱酸化810.膜1Jを遥して多結晶15コン層L!
に選択的6二イオy注入し、更にレジストパターyを除
去して900〜1000℃で燐の活性化を行なうこと書
二より高濃luml領域11を形成する。次に、熱酸化
―轟0.膜1jに17−ド電極およびカンーy電極堆出
用の開孔部を形成した後、エレクトリックガンまたはス
パッターガン等によりパブアメタル層1−および電極材
料層1 rf蒸着し、これをパターンエングしてアノー
ド電極L!およびカソード電極L」を形成する。最後c
soo℃の窒素ガス雰囲気中で10分権度の熱処理を施
してシ璽ットキー接触の安定化を行ない、第3図のII
BDを得る。
上記実施例の半導体装置では、素子を形成したシリコン
基板の表面を被覆する絶縁物層上に設けた多結晶シラコ
ン層に8BDを形成した結果、素子が三次元的に配置さ
れることとなり、従って、装置の集積度を向上すること
ができる。
基板の表面を被覆する絶縁物層上に設けた多結晶シラコ
ン層に8BDを形成した結果、素子が三次元的に配置さ
れることとなり、従って、装置の集積度を向上すること
ができる。
また、IBDと他の素子とは絶縁物層11で分離されて
いるから、寄生容量が生じることもなく、従って装置の
高渦動作化を達成することができる。しかも、多結晶シ
ラコン層は比較的低温で形成することができるから、絶
縁物層11下のシリコン基板(二形成された素子の特性
が損われることもない。
いるから、寄生容量が生じることもなく、従って装置の
高渦動作化を達成することができる。しかも、多結晶シ
ラコン層は比較的低温で形成することができるから、絶
縁物層11下のシリコン基板(二形成された素子の特性
が損われることもない。
ところで、上記実施例の半導体装置に含まれる8BDは
多結晶シリプ゛ン層を用いて形成されているにもかかわ
らず第4図の特性図に示すように単結晶シリコン層中に
形成された従来の8BDと略同等の順方向特性および逆
方向特性を有する。同図−二おいて実線で示す曲線ムは
上記実施例ζ;なる8BDの特性曲線であり破線で示す
曲線Bは、従来の811Dの特性曲線である。
多結晶シリプ゛ン層を用いて形成されているにもかかわ
らず第4図の特性図に示すように単結晶シリコン層中に
形成された従来の8BDと略同等の順方向特性および逆
方向特性を有する。同図−二おいて実線で示す曲線ムは
上記実施例ζ;なる8BDの特性曲線であり破線で示す
曲線Bは、従来の811Dの特性曲線である。
既述のように多結晶Vツゴyllc−形成された8BD
は従来知られていなかったから、多結晶シリコン層を用
いた場合にも8BDが形成されるのみならず、このよう
な特性が得られるということは発明者等にとっても予想
外の結果であった。ただし、多結晶シラコン層により8
BDを形成するためには、上記実施例にも示したように
、バリアメタル1dとの間でν璽ツ)キー −バリアを
形成する朧一層領域の不純物淡度を単結晶シリプy層の
場合よりも低(する必要がある。即ち、単結晶シラコン
層を用いて8BDを形成する場合には当鋏領域の不純物
浸度は101@〜10 /1が望ましいのに対して、多
結晶シリフン層の場合には10〜10 /為とするの
が望ましい、これは、多結晶Vリコン層内の不純物分布
が不均一になり易いため、従来の11BDと同じ不純物
談度とした場合には局部的に高淡変領域がll成される
結果、その部分にはV璽ットキーパリアが形成されなく
なってしまうからである。第5図は上記実施例の応用例
を示す断面図である。この応用例においては、多結晶シ
ラコン層14におけるカソード電極取出用の高淡度膳
層領域IJの両側に低濃度襲−型領域11.,1M、が
形成されている。モして鳳一層領域12Sには二つのア
ノード電極18.。
は従来知られていなかったから、多結晶シリコン層を用
いた場合にも8BDが形成されるのみならず、このよう
な特性が得られるということは発明者等にとっても予想
外の結果であった。ただし、多結晶シラコン層により8
BDを形成するためには、上記実施例にも示したように
、バリアメタル1dとの間でν璽ツ)キー −バリアを
形成する朧一層領域の不純物淡度を単結晶シリプy層の
場合よりも低(する必要がある。即ち、単結晶シラコン
層を用いて8BDを形成する場合には当鋏領域の不純物
浸度は101@〜10 /1が望ましいのに対して、多
結晶シリフン層の場合には10〜10 /為とするの
が望ましい、これは、多結晶Vリコン層内の不純物分布
が不均一になり易いため、従来の11BDと同じ不純物
談度とした場合には局部的に高淡変領域がll成される
結果、その部分にはV璽ットキーパリアが形成されなく
なってしまうからである。第5図は上記実施例の応用例
を示す断面図である。この応用例においては、多結晶シ
ラコン層14におけるカソード電極取出用の高淡度膳
層領域IJの両側に低濃度襲−型領域11.,1M、が
形成されている。モして鳳一層領域12Sには二つのア
ノード電極18.。
1#、が形成され、また11″″′蓋領域11.にもて
いる、その他の構成は第3図の実施例と同様である。こ
のような構成とすることにより、第6図の等価回路に示
されるカソードを共通とした四つの8BD回路を形成す
ることができる。
いる、その他の構成は第3図の実施例と同様である。こ
のような構成とすることにより、第6図の等価回路に示
されるカソードを共通とした四つの8BD回路を形成す
ることができる。
第7図はpH多結蟲シデプン層Fを用いた第5図同様の
応用例を示す断面図である。この場舎砿二はカソード電
極1#、〜1#4とp−型領域1:、Ilt”との間に
V璽ットキーバツアが形成され、1ノード電極IJとν
ffi領域J J’との間はオーミック接続されること
になる。
応用例を示す断面図である。この場舎砿二はカソード電
極1#、〜1#4とp−型領域1:、Ilt”との間に
V璽ットキーバツアが形成され、1ノード電極IJとν
ffi領域J J’との間はオーミック接続されること
になる。
この結果、第8図の等価回略図に示すようにアノードを
共通とする4人力8BD端子構造が得られる。
共通とする4人力8BD端子構造が得られる。
なお、上記の実施例および応用例におけるバリアメタル
1#としては例えばムJ、ムJl −Cw、ムj−81
、ムj −81−Cw、、Pt%’r1%W。
1#としては例えばムJ、ムJl −Cw、ムj−81
、ムj −81−Cw、、Pt%’r1%W。
M・、Ni等多結晶シヅコン層との間(:νヅットキー
パツアを形成する金属なら何を用いてもよい、又、絶縁
層については、810..81N。
パツアを形成する金属なら何を用いてもよい、又、絶縁
層については、810..81N。
ポリイミド等を用いても嵐い、他方、電極材料としては
ムjあるいはムj合金を用いるのが好ましい。
ムjあるいはムj合金を用いるのが好ましい。
以上詳述したように1本発明によれば絶縁物層上に設け
た多結晶Vヲプン層1;ν璽ットキーパツアダイオード
を形成することにより集積度の向上および高速動作化を
達成した半導体装置を提供できるものである。
た多結晶Vヲプン層1;ν璽ットキーパツアダイオード
を形成することにより集積度の向上および高速動作化を
達成した半導体装置を提供できるものである。
第1図はバイポーラ集積回路内に組み込んで形成された
8BDの1例を示す断面図であり、第意図はその等価回
路図、第3図は本発明の1実施例になる半導体装置の断
面図、第4図は第3図の実施例になるIIBDの特性を
従来の8BD。 の特性と比較して示す線図、第5図は本発明の応用例を
示す断面図であり第6図はその等価回路図、第1図は本
発明の他の応−用例を示す断面図であり、第8WAはそ
の等価回路図である。 11−・・絶縁物層、11 # 11@ 、 J 1
@ ”’nn領領域11,11..11.・・・鳳l1
III域、14.14’−多結晶シツブy層、IJ・・
・8IO8膜、16・・・バリアメタル層、11・・・
電極材料層、IIl、1B1.18.・・・アノード電
極% 19゜1#、〜11.・・・カソード電極、is
”−p m領域、JJ、’、JJ、”−・・ν1■域
。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦特開昭58−
17680 (5) 第7図 第8R
8BDの1例を示す断面図であり、第意図はその等価回
路図、第3図は本発明の1実施例になる半導体装置の断
面図、第4図は第3図の実施例になるIIBDの特性を
従来の8BD。 の特性と比較して示す線図、第5図は本発明の応用例を
示す断面図であり第6図はその等価回路図、第1図は本
発明の他の応−用例を示す断面図であり、第8WAはそ
の等価回路図である。 11−・・絶縁物層、11 # 11@ 、 J 1
@ ”’nn領領域11,11..11.・・・鳳l1
III域、14.14’−多結晶シツブy層、IJ・・
・8IO8膜、16・・・バリアメタル層、11・・・
電極材料層、IIl、1B1.18.・・・アノード電
極% 19゜1#、〜11.・・・カソード電極、is
”−p m領域、JJ、’、JJ、”−・・ν1■域
。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦特開昭58−
17680 (5) 第7図 第8R
Claims (1)
- 絶縁物層上に形成された多結晶シリコン層れ該多結晶シ
リコン層に互い1:隣接して設けられた1導電朧の低濃
度不純物領域および同導電型の高濃度不純物領域と、前
記低濃度不純物領域との接触界面にν璽ットキーパツア
を形成して設けられた電極と、前記高濃度不純物領域に
オー1ツク接触して設けられた電極とを具備したことを
特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56115791A JPS5817680A (ja) | 1981-07-23 | 1981-07-23 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56115791A JPS5817680A (ja) | 1981-07-23 | 1981-07-23 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5817680A true JPS5817680A (ja) | 1983-02-01 |
Family
ID=14671151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56115791A Pending JPS5817680A (ja) | 1981-07-23 | 1981-07-23 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5817680A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6045052A (ja) * | 1983-08-22 | 1985-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体集積回路装置 |
| JPS60253256A (ja) * | 1984-05-30 | 1985-12-13 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| US4952984A (en) * | 1987-10-19 | 1990-08-28 | U.S. Philips Corporation | Display device including lateral schottky diodes |
| US4965643A (en) * | 1989-03-06 | 1990-10-23 | United Technologies Corporation | Schottky diode for integrated circuits |
-
1981
- 1981-07-23 JP JP56115791A patent/JPS5817680A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6045052A (ja) * | 1983-08-22 | 1985-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体集積回路装置 |
| JPS60253256A (ja) * | 1984-05-30 | 1985-12-13 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| US4952984A (en) * | 1987-10-19 | 1990-08-28 | U.S. Philips Corporation | Display device including lateral schottky diodes |
| US4965643A (en) * | 1989-03-06 | 1990-10-23 | United Technologies Corporation | Schottky diode for integrated circuits |
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