JPS59103377A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPS59103377A JPS59103377A JP57212463A JP21246382A JPS59103377A JP S59103377 A JPS59103377 A JP S59103377A JP 57212463 A JP57212463 A JP 57212463A JP 21246382 A JP21246382 A JP 21246382A JP S59103377 A JPS59103377 A JP S59103377A
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- JP
- Japan
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- layer
- oxide film
- region
- window
- type
- Prior art date
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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】
(a) 発明の技術分野
本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に半導体装置
の配設される埋込みコンタクト領域(Bu−ried
Contact )の形成方法に関する。
の配設される埋込みコンタクト領域(Bu−ried
Contact )の形成方法に関する。
(b) 技術の背景
例えば第1図に回路図を示したようなエンハンスメント
・デプリーション・インバータに於ては、デプリーショ
ン・トランジスタのシリコン・ゲートとソース・ドレイ
ン領域とが電気的に接続される。図中D−Trはデプリ
ーション・トランジスタ、E−Trはエンハンスメント
・トランジスタ、s/Dはソース・ドしイン領域を示し
ている。
・デプリーション・インバータに於ては、デプリーショ
ン・トランジスタのシリコン・ゲートとソース・ドレイ
ン領域とが電気的に接続される。図中D−Trはデプリ
ーション・トランジスタ、E−Trはエンハンスメント
・トランジスタ、s/Dはソース・ドしイン領域を示し
ている。
上記シリコン・ゲートとソース・ドレイン領域(拡散領
域)との電気的接続を通常のアルミニウム配線を介して
行うと素子面積が拡大し、集精度が低下するという問題
がある。
域)との電気的接続を通常のアルミニウム配線を介して
行うと素子面積が拡大し、集精度が低下するという問題
がある。
そこでこのような場合、第2図に示す平面図のようにデ
プリーション・トランジスタのゲート電極の一部をソー
ス・ドレイン領域上に延長し、その部分をゲート電極か
ら不純物を固相−固相・拡散させて形成した埋込みコン
タクト領域を介してソース・ドレイン領域と電気的に接
続することにより、集積度や設計自由度の向上が図られ
る。第2図に於て、GDはデプリーション・トランジス
タのゲート電極、GD’は同延長部、GEはエンハンス
メント・トランジスタのゲート電極’10UTは出力配
線、S/Dはソース・ドレイン領域、Bcは埋込みコン
タクト領域を示している。
プリーション・トランジスタのゲート電極の一部をソー
ス・ドレイン領域上に延長し、その部分をゲート電極か
ら不純物を固相−固相・拡散させて形成した埋込みコン
タクト領域を介してソース・ドレイン領域と電気的に接
続することにより、集積度や設計自由度の向上が図られ
る。第2図に於て、GDはデプリーション・トランジス
タのゲート電極、GD’は同延長部、GEはエンハンス
メント・トランジスタのゲート電極’10UTは出力配
線、S/Dはソース・ドレイン領域、Bcは埋込みコン
タクト領域を示している。
第3図は上記埋込みコンタクトを有するエンハンスメン
ト・デプリーション・インバータの断面を模式的に示し
たもので、図中1はp型シリコン(Si )基板、2は
p”型チャネル・カット層、3はフィールド酸化膜、4
はゲート酸化膜、5は多結晶Stからなるエンハンスメ
ント・トランジスタ(E−’I”r)のゲート電極(第
2図GEに相当)、6は多結晶Stからなるデプリーシ
ョン・トランジスタ(D−Tr)のゲート電極の延長部
(第2図GD′に相当)、7はn+型トドレイン領域第
2図S/D領域に相当)、8はn++ソース領域、9は
n++埋込みコンタクト領域(第2図BCに相当)、1
0は絶縁膜を表わしている。
ト・デプリーション・インバータの断面を模式的に示し
たもので、図中1はp型シリコン(Si )基板、2は
p”型チャネル・カット層、3はフィールド酸化膜、4
はゲート酸化膜、5は多結晶Stからなるエンハンスメ
ント・トランジスタ(E−’I”r)のゲート電極(第
2図GEに相当)、6は多結晶Stからなるデプリーシ
ョン・トランジスタ(D−Tr)のゲート電極の延長部
(第2図GD′に相当)、7はn+型トドレイン領域第
2図S/D領域に相当)、8はn++ソース領域、9は
n++埋込みコンタクト領域(第2図BCに相当)、1
0は絶縁膜を表わしている。
(c)従来技術と問題点
シリコン・ゲートMO8ICに於ては、多結晶は通常3
0〔Ω/口〕程度にする) このように高濃度にりん(P)がドープされた多結晶S
t層から、通常イオン注入されたひ素(As)を熱拡散
させてnuンソー・ドレイン領域を形成す1′− る際l同時にりん(P)を基板内に固相−同相・拡散せ
しめて埋込みコンタクトを形成した際には、りん(P)
の拡散係数がひ素(As )の5倍程度あるために、埋
込みコンタクト領域が著しく拡がって形成され、例えば
ソース・ドレイン領域の深さを0.5〔μm〕程度に形
成する場合、埋込みコンタクト領域の拡がりが1.5〜
2〔μm〕程度になる。
0〔Ω/口〕程度にする) このように高濃度にりん(P)がドープされた多結晶S
t層から、通常イオン注入されたひ素(As)を熱拡散
させてnuンソー・ドレイン領域を形成す1′− る際l同時にりん(P)を基板内に固相−同相・拡散せ
しめて埋込みコンタクトを形成した際には、りん(P)
の拡散係数がひ素(As )の5倍程度あるために、埋
込みコンタクト領域が著しく拡がって形成され、例えば
ソース・ドレイン領域の深さを0.5〔μm〕程度に形
成する場合、埋込みコンタクト領域の拡がりが1.5〜
2〔μm〕程度になる。
そして該埋込みコンタクト領域の拡がりは素子間分離領
域に及び、高集積化されたICに於ては防接するトラン
ジスタ等との分離を不完全にする。
域に及び、高集積化されたICに於ては防接するトラン
ジスタ等との分離を不完全にする。
そこで分離を完全にするために素子間分離領域の幅を標
準設計寸法より1〜2〔μm〕程度広くとる必要が生じ
、ICの集積度が低下するという問題があった。
準設計寸法より1〜2〔μm〕程度広くとる必要が生じ
、ICの集積度が低下するという問題があった。
なお多結晶Siゲート電極の抵抗を下げるために、多結
晶シリコンにひ素(As)を高濃度にドープすることも
あるが、該多結晶シリコン層からひ素(As)を固相−
固相・拡散させた際にはひ素(As)の拡散係数が小さ
いため埋込みコンタクト領域の深さが充分に得られず、
良効なコンタクトイb ぼ抗が得られない。従って従来埋込みコンタクトの形成
には専らりん(P)が用いられていたため、前記のよう
に集積度の低下をもたらしていた。
晶シリコンにひ素(As)を高濃度にドープすることも
あるが、該多結晶シリコン層からひ素(As)を固相−
固相・拡散させた際にはひ素(As)の拡散係数が小さ
いため埋込みコンタクト領域の深さが充分に得られず、
良効なコンタクトイb ぼ抗が得られない。従って従来埋込みコンタクトの形成
には専らりん(P)が用いられていたため、前記のよう
に集積度の低下をもたらしていた。
(d) 発明の目的
本発明は低いシート抵抗を有し、且つ良好な埋込みコン
タクトが得られる多結晶シリコン・ゲート電極の形成方
法を提供するものであり、その目的とするところは埋込
みコンタクトを有するシリコン・ゲートMO8ICの集
積度を向上せしめるにある。
タクトが得られる多結晶シリコン・ゲート電極の形成方
法を提供するものであり、その目的とするところは埋込
みコンタクトを有するシリコン・ゲートMO8ICの集
積度を向上せしめるにある。
(e)発明の構成
即ち本発明は、半導体装置の製造方法に於て、p型半導
体基体の素子形成領域上にゲート酸化膜を形成し、該ゲ
ート酸化膜に電極コンタクト窓を形成し、該ゲート酸化
膜及び電極コンタクト窓上にそれぞれりんとひ素がドー
ズされた多結晶シリコンからなる電極配線を形成し、該
多結晶シリコン電極配線をマスクにしゲート酸化膜を介
してp型半導体基体面にひ素を導入してn型ソース・ド
レイン領域を形成すると同時に、前記多結晶シリコン電
極配線から前記電極コンタクト窓を介してドナーをp型
半導体基体面に選択的に固相−固相・拡散せしめてn型
埋込みコンタクト領域を形成する工程を有することを特
徴とする。
体基体の素子形成領域上にゲート酸化膜を形成し、該ゲ
ート酸化膜に電極コンタクト窓を形成し、該ゲート酸化
膜及び電極コンタクト窓上にそれぞれりんとひ素がドー
ズされた多結晶シリコンからなる電極配線を形成し、該
多結晶シリコン電極配線をマスクにしゲート酸化膜を介
してp型半導体基体面にひ素を導入してn型ソース・ド
レイン領域を形成すると同時に、前記多結晶シリコン電
極配線から前記電極コンタクト窓を介してドナーをp型
半導体基体面に選択的に固相−固相・拡散せしめてn型
埋込みコンタクト領域を形成する工程を有することを特
徴とする。
(f) 発明の実施例
以下本発明を一実施例について、第4図(イ)乃至(史
に示す工程断面図を用いて詳細に説明する。
に示す工程断面図を用いて詳細に説明する。
なおこの工程断面図は、第2図に於けるA−A’矢視断
面を表わしだものである。
面を表わしだものである。
本発明の方法により埋込みコンタクトを有するエンハン
スメント・テフリークヨンーインパータを形成するに際
しては、例えばp型シリコン(Si )基板を用い、通
常通り硼素(B)の選択イオン注入、選択酸化(LOG
O8)、ゲート酸化を行って、第4図(イ)に示すよう
にp型Sl基板11面にフィールド酸化膜12及びp型
チャネル・カット層13で分Mf&され、例えば500
〜1000[A)程度の厚さのゲート酸化膜14で覆わ
れたインバータ領域15を形成する。
スメント・テフリークヨンーインパータを形成するに際
しては、例えばp型シリコン(Si )基板を用い、通
常通り硼素(B)の選択イオン注入、選択酸化(LOG
O8)、ゲート酸化を行って、第4図(イ)に示すよう
にp型Sl基板11面にフィールド酸化膜12及びp型
チャネル・カット層13で分Mf&され、例えば500
〜1000[A)程度の厚さのゲート酸化膜14で覆わ
れたインバータ領域15を形成する。
次いで第4図(ロ)に示すように、該基板上にデプリー
ション・トランジスタ形成領域f:表出する窓を有する
レジスト膜16を形成し、該レジスト膜16をマスクに
しゲート酸化膜14f:通してりん(P)又はひ素(A
s )の選択イオン注入を行い、p型Si基板11のデ
プリーション・トランジスタ形成領域面に浅いn型不純
物注入領域17′を形成する1、(p+はりんイオン、
As+はひ素イオン)次いで通常の選択エツチング方法
により、第4図(ハ)に示するようにゲート酸化膜14
にp 型S i基板11血を表出する埋込みコンタクト
拡散窓18を形成する。
ション・トランジスタ形成領域f:表出する窓を有する
レジスト膜16を形成し、該レジスト膜16をマスクに
しゲート酸化膜14f:通してりん(P)又はひ素(A
s )の選択イオン注入を行い、p型Si基板11のデ
プリーション・トランジスタ形成領域面に浅いn型不純
物注入領域17′を形成する1、(p+はりんイオン、
As+はひ素イオン)次いで通常の選択エツチング方法
により、第4図(ハ)に示するようにゲート酸化膜14
にp 型S i基板11血を表出する埋込みコンタクト
拡散窓18を形成する。
以上の工程は従来と変わりがない。
次いで本発明の方法に於ては、第4図に)に示すように
該基板上に厚さ3000〜5000Cλ〕程度の7ンド
ープの多結晶St層19を形成し、該多結晶St層工9
の全面にイオン注入法によりI X 1015〜2X1
016(atm/cJ:l程度のひ素(As )をイオ
ン注入し、次いで第4図G1ツに示すように該多結晶S
r層19の全面にI X 1015〜I X 1016
(atmA++f:)程度のりん(P)をイオン注入す
る。なお上記ひ素(As )及びりん(P)の注入順序
はいずれが先でもさしつかえない。又注入エネルギーは
いずれも40〜80(KeV)程度で良い。
該基板上に厚さ3000〜5000Cλ〕程度の7ンド
ープの多結晶St層19を形成し、該多結晶St層工9
の全面にイオン注入法によりI X 1015〜2X1
016(atm/cJ:l程度のひ素(As )をイオ
ン注入し、次いで第4図G1ツに示すように該多結晶S
r層19の全面にI X 1015〜I X 1016
(atmA++f:)程度のりん(P)をイオン注入す
る。なお上記ひ素(As )及びりん(P)の注入順序
はいずれが先でもさしつかえない。又注入エネルギーは
いずれも40〜80(KeV)程度で良い。
ここで多結晶Si層19にドーズされるりん(P)は、
基板内に固相−固相・拡散されて形成される埋込みコン
タクトの拡がりを少なくするために従来より低濃度に制
御される。従ってりん(P)のみを下げるために、前記
のよう々条件でひ素(As )のドーズがなされる。
基板内に固相−固相・拡散されて形成される埋込みコン
タクトの拡がりを少なくするために従来より低濃度に制
御される。従ってりん(P)のみを下げるために、前記
のよう々条件でひ素(As )のドーズがなされる。
なお多結晶St層19から基板内へのりん(P)の固相
−固相・拡散はソース・ドレイン領域形成時の熱処理で
同時に行われるが、例えば1050〜1100[:℃]
の間の温度で、ソース・ドレイン領域の深さ0.4〜0
.5〔μm〕が得られる所定の熱処理条件で埋込みコン
タクトの拡がりは、りん濃度4〜8 X 1015(a
tm/u+!’)に於て1〔μm〕以下に抑えら冬 れ、且つコンタクト修抗も充分に低く確保される。
−固相・拡散はソース・ドレイン領域形成時の熱処理で
同時に行われるが、例えば1050〜1100[:℃]
の間の温度で、ソース・ドレイン領域の深さ0.4〜0
.5〔μm〕が得られる所定の熱処理条件で埋込みコン
タクトの拡がりは、りん濃度4〜8 X 1015(a
tm/u+!’)に於て1〔μm〕以下に抑えら冬 れ、且つコンタクト修抗も充分に低く確保される。
次いで通常の方法により上記多結晶si i i 9の
パターニングを行い、第4図(へ)に示すように、前記
n!不純物注入領域1り′上にデプリーション・トラン
ジスタの多結晶Siゲート電極19Dを、埋込みコンタ
クト拡散窓18上に前記多結晶Siゲ−)19Dと一体
の埋込みコンタクト電極19Bを、p型領域の上部にエ
ンハンスメント・トランジスタの多結晶Stゲート電極
19Eをそれぞれ形成する。
パターニングを行い、第4図(へ)に示すように、前記
n!不純物注入領域1り′上にデプリーション・トラン
ジスタの多結晶Siゲート電極19Dを、埋込みコンタ
クト拡散窓18上に前記多結晶Siゲ−)19Dと一体
の埋込みコンタクト電極19Bを、p型領域の上部にエ
ンハンスメント・トランジスタの多結晶Stゲート電極
19Eをそれぞれ形成する。
次いで第4図(ト)に示すように、通常通り前記多結晶
Si電極19D 、19B 、19Fをマスクにし、ゲ
ート酸化膜14を通して基板面に、例えば4〜5 x
1015Catrn/ff1)程度の濃度にひ素(As
)をイオン注入する。なお図中20′はひ素注入領域
を示す。
Si電極19D 、19B 、19Fをマスクにし、ゲ
ート酸化膜14を通して基板面に、例えば4〜5 x
1015Catrn/ff1)程度の濃度にひ素(As
)をイオン注入する。なお図中20′はひ素注入領域
を示す。
次いで通常通り1050〜1100〔℃〕の温度で所定
の時間アニール処理を行い、第4図けうに示すように例
えば深さ0.4〜0.5〔μm〕程度のn+型ソース領
域20a 、n型ソース・ドレイン領域20b。
の時間アニール処理を行い、第4図けうに示すように例
えば深さ0.4〜0.5〔μm〕程度のn+型ソース領
域20a 、n型ソース・ドレイン領域20b。
n型ドレイン領域20cを形成する。なおこの際前述し
たように埋込みコンタクト拡散窓18上の多結晶St埋
込みコンタクト電極19bから主としてりん(P)が固
相−固相・拡散され、1〔μm〕以下の拡がりを持つn
+型埋込みコンタクト領域21が形成され、デプリーシ
ョン・トランジスタのゲート電極19Dがこれと一体の
埋込みコンタクト電極19B及びn型埋込みコンタクト
領域21を介シてエンハンスメント・トランジスタと共
通なn型ソースφドレイン領域20bに電気的に接続さ
れる。又前記デプリーション・トランジスタ領域のn型
不純物注入領域17′はn型チャネル領域17となる。
たように埋込みコンタクト拡散窓18上の多結晶St埋
込みコンタクト電極19bから主としてりん(P)が固
相−固相・拡散され、1〔μm〕以下の拡がりを持つn
+型埋込みコンタクト領域21が形成され、デプリーシ
ョン・トランジスタのゲート電極19Dがこれと一体の
埋込みコンタクト電極19B及びn型埋込みコンタクト
領域21を介シてエンハンスメント・トランジスタと共
通なn型ソースφドレイン領域20bに電気的に接続さ
れる。又前記デプリーション・トランジスタ領域のn型
不純物注入領域17′はn型チャネル領域17となる。
次いで第4図(史に示すように、通常通り該基板上にり
ん珪酸ガラス等の絶縁膜22が形成され、該絶縁膜22
に電極コンタクト窓23が形成され、該絶縁膜22上に
前記電極コンタクト窓23に於てソース−ドレイン領域
20bに接続するアルミニウム配線24(出力配線)及
び図示しない領域に於ける入力配線等の形成がなされ、
次いで図示しないが表面保護膜の形成等がなされて、埋
込みコンタクトを具備するエンハンスメント・デプリー
ション・インバータが提供される。
ん珪酸ガラス等の絶縁膜22が形成され、該絶縁膜22
に電極コンタクト窓23が形成され、該絶縁膜22上に
前記電極コンタクト窓23に於てソース−ドレイン領域
20bに接続するアルミニウム配線24(出力配線)及
び図示しない領域に於ける入力配線等の形成がなされ、
次いで図示しないが表面保護膜の形成等がなされて、埋
込みコンタクトを具備するエンハンスメント・デプリー
ション・インバータが提供される。
(g)発明の詳細
な説明したように本発明によれば、充分に低線
いシート停抗を有する多結晶シリコン・ゲート電極を、
低いコンタクト抵抗を有し且つ拡がりの少ない埋込みコ
ンタクト領域を介して拡散領域に電気的に接続せしめる
ことができる。
低いコンタクト抵抗を有し且つ拡がりの少ない埋込みコ
ンタクト領域を介して拡散領域に電気的に接続せしめる
ことができる。
従って本発明によれば、上記実施例に示しだエンハンス
メント・デプリーション・インバータ等、ゲート電極が
拡散層に電気的に接続される473造を有するシリコン
・ゲー)MO8ICの1度を向上せしめることができる
。
メント・デプリーション・インバータ等、ゲート電極が
拡散層に電気的に接続される473造を有するシリコン
・ゲー)MO8ICの1度を向上せしめることができる
。
filE1図ハエンハンスメント・デプリーション・イ
ンバータの回路図、第2図は埋込みコンタクトを具備す
るインバータの平面図、第3図は同インバータの断面図
、第4図(イ)乃至(す)は本発明の方法の一実施例に
於ける工程断面図である。 図に於て、11はp型シリコン基板、14はゲート酸化
膜、18は埋込みコンタクト拡散窓、19は多結晶シリ
コン層、19Dはデプリーション・トランジスタのゲー
ト電極、19Bは埋込みコンタクト電極、19Eはエン
ハンスメント・トランジスタのゲート電極、20bUn
mソースeドレイン領域、21はn+型埋込みコンタ
クト領域、を示す。 第2図 第3 @ 第4間
ンバータの回路図、第2図は埋込みコンタクトを具備す
るインバータの平面図、第3図は同インバータの断面図
、第4図(イ)乃至(す)は本発明の方法の一実施例に
於ける工程断面図である。 図に於て、11はp型シリコン基板、14はゲート酸化
膜、18は埋込みコンタクト拡散窓、19は多結晶シリ
コン層、19Dはデプリーション・トランジスタのゲー
ト電極、19Bは埋込みコンタクト電極、19Eはエン
ハンスメント・トランジスタのゲート電極、20bUn
mソースeドレイン領域、21はn+型埋込みコンタ
クト領域、を示す。 第2図 第3 @ 第4間
Claims (1)
- p型半導体基体の素子形成領域上にゲート酸化膜を形成
し、該ゲート酸化膜に電極コンタクト窓を形成し、該ゲ
ート酸化膜及び電極コンタクト窓上にそれぞれりんとひ
素がドーズされた多結晶シリコンからなる電極配線を形
成し、該多結晶シリコン電極配線をマスクにしゲート酸
化膜を介してp型半導体基体面にひ素を導入してn型ソ
ース・ドレイン領域を形成すると同時に、前記多結晶シ
リコン電極配線から前記電極コンタクト窓を介してドナ
ーをp型半導体基体面に選択的に同相−固相・拡散せし
めてnm埋込みコンタクト領域を形成する工程を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57212463A JPS59103377A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57212463A JPS59103377A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59103377A true JPS59103377A (ja) | 1984-06-14 |
Family
ID=16623049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57212463A Pending JPS59103377A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59103377A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61105836A (ja) * | 1984-07-12 | 1986-05-23 | ブルーハ ライクー | 異方性エッチング特性を有する低シート抵抗多結晶材料の処理方法 |
| US4956311A (en) * | 1989-06-27 | 1990-09-11 | National Semiconductor Corporation | Double-diffused drain CMOS process using a counterdoping technique |
-
1982
- 1982-12-03 JP JP57212463A patent/JPS59103377A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61105836A (ja) * | 1984-07-12 | 1986-05-23 | ブルーハ ライクー | 異方性エッチング特性を有する低シート抵抗多結晶材料の処理方法 |
| US4956311A (en) * | 1989-06-27 | 1990-09-11 | National Semiconductor Corporation | Double-diffused drain CMOS process using a counterdoping technique |
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