JPS6081863A - 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
- JPS6081863A JPS6081863A JP58191187A JP19118783A JPS6081863A JP S6081863 A JPS6081863 A JP S6081863A JP 58191187 A JP58191187 A JP 58191187A JP 19118783 A JP19118783 A JP 19118783A JP S6081863 A JPS6081863 A JP S6081863A
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- JP
- Japan
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- film
- emitter
- region
- base
- polycrystalline silicon
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D48/00—Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
- H10D48/30—Devices controlled by electric currents or voltages
- H10D48/32—Devices controlled by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H10D48/34—Bipolar devices
- H10D48/345—Bipolar transistors having ohmic electrodes on emitter-like, base-like, and collector-like regions
Landscapes
- Bipolar Transistors (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】
fa) 発明の技術分野
本発明は半導体装置の製造方法にかかり、特にバイポー
ラ型半導体集積回路(IC)の新規な形成方法に関する
。
ラ型半導体集積回路(IC)の新規な形成方法に関する
。
(bl 従来技術と問題点
周知のように、ICにおいては高速動作させるため高密
度化、高集積化されており、その製法としてセルファラ
イン(自己整合)方式が採られている。このセルファラ
イン方式はパターンニング寸法の誤差余裕を考慮する必
要がないため、小型にして高密度・高集積化するのに非
常に効果のあるものである。
度化、高集積化されており、その製法としてセルファラ
イン(自己整合)方式が採られている。このセルファラ
イン方式はパターンニング寸法の誤差余裕を考慮する必
要がないため、小型にして高密度・高集積化するのに非
常に効果のあるものである。
バイポーラ型ICにおいても、ベース領域とエミッタ領
域とを自己整合で形成する方法は特に著名であり、これ
は電極間隙を小さくできて、高集積化に非常に有効な方
法である。
域とを自己整合で形成する方法は特に著名であり、これ
は電極間隙を小さくできて、高集積化に非常に有効な方
法である。
従って、ベース・エミッタのセルファライン方式が数多
く提案されて利用されているが、自己整合は例えば異質
な膜を被着し、膜質のエソチング差を利用してパターン
ニングしたり、あるいはリフトオフを適用したりする方
法が多く、処理がデリケートであって、少しのミス処理
も品質や歩留に悪影響を与え易い欠点がある。
く提案されて利用されているが、自己整合は例えば異質
な膜を被着し、膜質のエソチング差を利用してパターン
ニングしたり、あるいはリフトオフを適用したりする方
法が多く、処理がデリケートであって、少しのミス処理
も品質や歩留に悪影響を与え易い欠点がある。
さて、第1図ないし第7図に本発明に類似した従来法の
一例(特開昭55−41737参照)の工程順断面図を
示している。その概要を説明すると、第1図に示すよう
にN型シリコン基板1上に二酸化シリコン(SiO2)
膜2.窒化シリコン(SI3N4 )膜3.5i02膜
4を積層し、その上にレジスI・膜5のパターンを形成
する。次いで、第2図に示すようにレジスト膜5をマス
クとして5i021i4゜SiN4膜3をエツチングし
、更に5iChlW2をエツチングする。そうすると、
上面の5i02膜4はサイドエッチされて図のようにな
る。
一例(特開昭55−41737参照)の工程順断面図を
示している。その概要を説明すると、第1図に示すよう
にN型シリコン基板1上に二酸化シリコン(SiO2)
膜2.窒化シリコン(SI3N4 )膜3.5i02膜
4を積層し、その上にレジスI・膜5のパターンを形成
する。次いで、第2図に示すようにレジスト膜5をマス
クとして5i021i4゜SiN4膜3をエツチングし
、更に5iChlW2をエツチングする。そうすると、
上面の5i02膜4はサイドエッチされて図のようにな
る。
次いで、第3図に示すようにS+3N4膜3をマスクに
して5i02膜6 (フィールド酸化膜)を形成する(
LOCO3法)。次いで、第4図に示すように5i02
膜4下のSiN4膜3以外のSi3N4膜を除去し、更
にS +3N 4膜7のパターンを形成した後、多結晶
シリコン膜3,5i02膜9,5i5N4膜10を順次
に被着し、その上面低部にレジスト膜11を流し込む。
して5i02膜6 (フィールド酸化膜)を形成する(
LOCO3法)。次いで、第4図に示すように5i02
膜4下のSiN4膜3以外のSi3N4膜を除去し、更
にS +3N 4膜7のパターンを形成した後、多結晶
シリコン膜3,5i02膜9,5i5N4膜10を順次
に被着し、その上面低部にレジスト膜11を流し込む。
次いで第5図に示すように露出したS +3N 4膜1
0.5i021臭9を除去した後、レジストIf!11
を除去し、5i02膜9をエツチングする。そうすると
、S +3N 4膜10の下の5i02膜9がサイドエ
ッヂされるが、一部の5i02膜9は図のように残存す
る。
0.5i021臭9を除去した後、レジストIf!11
を除去し、5i02膜9をエツチングする。そうすると
、S +3N 4膜10の下の5i02膜9がサイドエ
ッヂされるが、一部の5i02膜9は図のように残存す
る。
次いで、第6図に示すように多結晶シリコン膜8の表面
に5i02膜12を熱生成し、S +5N 4膜10を
除去し、Si3N4膜7上の5i02膜12と多結晶シ
リコン膜8を除去し、更にSiO2膜9とその下の多結
晶シリコン膜8を除去しくエミツタ窓13)、かくして
露出した多結晶シリコン膜8側面に5i02膜14を熱
生成し、次にベース領域に硼素をイオン注入してP型ベ
ース領域15を画定する。
に5i02膜12を熱生成し、S +5N 4膜10を
除去し、Si3N4膜7上の5i02膜12と多結晶シ
リコン膜8を除去し、更にSiO2膜9とその下の多結
晶シリコン膜8を除去しくエミツタ窓13)、かくして
露出した多結晶シリコン膜8側面に5i02膜14を熱
生成し、次にベース領域に硼素をイオン注入してP型ベ
ース領域15を画定する。
次いで、第7図に示すようにエミツタ窓15の5iN4
11W3と5i02膜2とを除去し、またコレクタコン
タクト形成領域16上の5i02膜12を除去した後、
多結晶シリコン膜17をエミッタおよびコレクタ上に形
成する。尚、エミツタ窓とコレクタコンタクト形成領域
とに形成するN型領域1日(エミッタ領域、コレクタコ
ンタクト領域)は別工程でイオン注入するか、若しくは
多結晶シリコン膜を介して拡散形成される。
11W3と5i02膜2とを除去し、またコレクタコン
タクト形成領域16上の5i02膜12を除去した後、
多結晶シリコン膜17をエミッタおよびコレクタ上に形
成する。尚、エミツタ窓とコレクタコンタクト形成領域
とに形成するN型領域1日(エミッタ領域、コレクタコ
ンタクト領域)は別工程でイオン注入するか、若しくは
多結晶シリコン膜を介して拡散形成される。
上記に例示した従来例はベース領域とエミッタ領域とが
完全に自己整合された形成方法であるが、サイドエッチ
やリフトオフを用いた複雑な形成方法が採られている。
完全に自己整合された形成方法であるが、サイドエッチ
やリフトオフを用いた複雑な形成方法が採られている。
これは本例に限らないことであり、又自己整合的なベー
ス・エミッタの形成方法はベース領域の不純物濃度がエ
ミッタ領域の不純物濃度より高濃度に形成されるのが一
般的である。しかし、それは周波数特性を低下させて、
動作特性を悪くするものである。
ス・エミッタの形成方法はベース領域の不純物濃度がエ
ミッタ領域の不純物濃度より高濃度に形成されるのが一
般的である。しかし、それは周波数特性を低下させて、
動作特性を悪くするものである。
(C1発明の目的
本発明はこのような問題点を解消させ、ベースとエミッ
タとを自己整合的に形成し、且つ性能および品質が改善
される形成方法を提案するものである。
タとを自己整合的に形成し、且つ性能および品質が改善
される形成方法を提案するものである。
fdl 発明の構成
その目的は、フィールド絶縁膜で囲まれた一導電型半導
体基板上に耐酸化絶縁膜を形成し、該耐酸化絶縁膜周囲
に半導体基板の一部表面を露出させる工程、次いで該露
出部分を含み、前記耐酸化絶縁膜上に半導体膜を形成し
、該半導体膜を介してその下の半導体基板中へ反対導電
型不純物を導入することにより反対導電型外部ベース領
域を形成する工程、該半導体膜を一部除去して形成した
エミツタ窓内に露出した耐酸化絶縁膜と前記半導体膜の
表面とを同時に熱酸化して酸化物絶縁膜に変成する工程
、次いで少なくともエミツタ窓」二の該酸化物絶縁膜を
すべて除去する工程、次いで該エミツタ窓からベースお
よびエミッタ用不純物を導入して反対導電型内部ベース
領域および一導電型エミッタ領域を形成する工程が含ま
れる半導体装置の製造方法によって達成することができ
る。
体基板上に耐酸化絶縁膜を形成し、該耐酸化絶縁膜周囲
に半導体基板の一部表面を露出させる工程、次いで該露
出部分を含み、前記耐酸化絶縁膜上に半導体膜を形成し
、該半導体膜を介してその下の半導体基板中へ反対導電
型不純物を導入することにより反対導電型外部ベース領
域を形成する工程、該半導体膜を一部除去して形成した
エミツタ窓内に露出した耐酸化絶縁膜と前記半導体膜の
表面とを同時に熱酸化して酸化物絶縁膜に変成する工程
、次いで少なくともエミツタ窓」二の該酸化物絶縁膜を
すべて除去する工程、次いで該エミツタ窓からベースお
よびエミッタ用不純物を導入して反対導電型内部ベース
領域および一導電型エミッタ領域を形成する工程が含ま
れる半導体装置の製造方法によって達成することができ
る。
(el 発明の実施例
以下3図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第8図ないし第15図は本発明にかかる製造方法の工程
順断面図である。
順断面図である。
先ず、第8図に示すようにN型シリコン基板21上に膜
厚1.00人の5i02膜22を介して、気相成長法に
より膜厚1000人のS +3N 4膜23を被着し、
パターンニングして選択的にベース形成領域24とコレ
クタコンタクト形成領域25をマスクする。次いで、第
9図に示すように1000℃+200分程度熱酸化して
膜厚6000人の5i02膜26を形成する。この工程
がLOCO5法であり、5i02膜26はフィールド絶
縁膜である。
厚1.00人の5i02膜22を介して、気相成長法に
より膜厚1000人のS +3N 4膜23を被着し、
パターンニングして選択的にベース形成領域24とコレ
クタコンタクト形成領域25をマスクする。次いで、第
9図に示すように1000℃+200分程度熱酸化して
膜厚6000人の5i02膜26を形成する。この工程
がLOCO5法であり、5i02膜26はフィールド絶
縁膜である。
次いで、SiヨN4膜23を熱燐酸でエツチング除去し
、更に5iO21t’22を弗酸でエツチング除去した
後、第10図に示すようにアンモニアガス中で1100
℃、数10分間加熱してシリコン基板(ベース形成領域
24.コレクタコンタクト形成領域25)面に膜厚約1
00人のSi3N4膜27を熱生成する。次いで、第1
1図に示すようにレジスト膜28のマスクを形成し、弗
酸によりベース形成領域24上のSi3N4膜27周囲
部の5i02膜26を部分的にエツチング除去して、一
部のシリコン基板21を露出させる。
、更に5iO21t’22を弗酸でエツチング除去した
後、第10図に示すようにアンモニアガス中で1100
℃、数10分間加熱してシリコン基板(ベース形成領域
24.コレクタコンタクト形成領域25)面に膜厚約1
00人のSi3N4膜27を熱生成する。次いで、第1
1図に示すようにレジスト膜28のマスクを形成し、弗
酸によりベース形成領域24上のSi3N4膜27周囲
部の5i02膜26を部分的にエツチング除去して、一
部のシリコン基板21を露出させる。
次いで、第12図に示すように気相成長法により膜厚4
000人の多結晶シリコン膜29を被着し、更に多結晶
シリコン膜29に硼素をイオン注入した後、レジスト膜
30をマスクにしてエミツタ窓31とその。
000人の多結晶シリコン膜29を被着し、更に多結晶
シリコン膜29に硼素をイオン注入した後、レジスト膜
30をマスクにしてエミツタ窓31とその。
他部分の多結晶シリコン膜をエツチング除去し、ベース
形成領域24近傍にのみ多結晶シリコン膜29(ベース
電極となる)を形成する。この際、イオン注入条件は加
速電圧40KeV 、ドーズ量IXIQ16/cm2程
度である。
形成領域24近傍にのみ多結晶シリコン膜29(ベース
電極となる)を形成する。この際、イオン注入条件は加
速電圧40KeV 、ドーズ量IXIQ16/cm2程
度である。
次いで、第13図に示すように不活性ガス雰囲気中で1
000℃、1時間位熱処理し、硼素を拡散して外部ヘ−
大領域32を形成し、更に高湿酸化雰囲気中で1000
℃、1時間程度熱処理して多結晶シリコン膜29の表面
及び+111面に5i02膜33を生成し、同時にエミ
ツタ窓31内の露出Si3N4膜27とベースコンタク
ト形成領域25表面の313N 4膜27をも酸化して
5j02膜27′に変成する。この際、露出した5 1
3N 4膜27はすべて5i021!1i27’に変成
されて、その膜厚は200人位になる。一方、多結晶シ
リコン膜の酸化速度は熱生成S’3N4 M’J21よ
り速く、その膜厚は約3000人と厚く成長する。また
、上記の硼素拡散処理(外部ベース領域形成処理)では
、硼素は薄いSI3N4膜27をも透過して拡散される
が、前記したように多結晶シリコン膜29は直接シリコ
ン基板に接している部分があるから、未酸化の多結晶シ
リコン膜29がベース電極としてそのまま使用できる。
000℃、1時間位熱処理し、硼素を拡散して外部ヘ−
大領域32を形成し、更に高湿酸化雰囲気中で1000
℃、1時間程度熱処理して多結晶シリコン膜29の表面
及び+111面に5i02膜33を生成し、同時にエミ
ツタ窓31内の露出Si3N4膜27とベースコンタク
ト形成領域25表面の313N 4膜27をも酸化して
5j02膜27′に変成する。この際、露出した5 1
3N 4膜27はすべて5i021!1i27’に変成
されて、その膜厚は200人位になる。一方、多結晶シ
リコン膜の酸化速度は熱生成S’3N4 M’J21よ
り速く、その膜厚は約3000人と厚く成長する。また
、上記の硼素拡散処理(外部ベース領域形成処理)では
、硼素は薄いSI3N4膜27をも透過して拡散される
が、前記したように多結晶シリコン膜29は直接シリコ
ン基板に接している部分があるから、未酸化の多結晶シ
リコン膜29がベース電極としてそのまま使用できる。
次いで、第14図に示すように弗酸液に浸漬してエミツ
タ窓31上の5i02膜27/を全面エツチング除去す
る。その場合、多結晶シリコン膜上の5to2膜もある
程度エツチングされるが、膜厚が十分に厚いから多結晶
シリコン膜29(ベース電極)が露出することはない。
タ窓31上の5i02膜27/を全面エツチング除去す
る。その場合、多結晶シリコン膜上の5to2膜もある
程度エツチングされるが、膜厚が十分に厚いから多結晶
シリコン膜29(ベース電極)が露出することはない。
本発明では、このようにウェットエツチングによって5
iO2B!j’29を除去するため、シリコン基板がダ
メージを受けにくい。
iO2B!j’29を除去するため、シリコン基板がダ
メージを受けにくい。
次いで、第15図に示すように気相成長法により膜厚1
000人の多結晶シリコン膜34を被着し、その多結晶
シリコン膜34に硼素と砒素をイオン注入し、パターン
ニングした後、窒素ガス中で900℃。
000人の多結晶シリコン膜34を被着し、その多結晶
シリコン膜34に硼素と砒素をイオン注入し、パターン
ニングした後、窒素ガス中で900℃。
30分位熱処理してP型内部ベース領域35とN型エミ
ッタ領域36を同時に形成する。この時、多結晶シリコ
ン膜34をコレクタコンタクト形成領域25にも被着し
て、コレクタコンタクト領域37を形成するが、この領
域上の多結晶シリコン膜34には砒素のみイオン注入し
ておく。尚、この処理は硼素を注入して内部ベース領域
35を形成し、次に砒素を注入してエミッタ領域36を
形成するという様に、別々に形成しても構わない。何れ
にしても、エミ、7タ領域と内部ベース領域とが同じエ
ミツタ窓より拡散形成される。イオン注入条件、注入量
は硼素(P型)の方が30KeV 110 /cn!、
砒素(N型)の方が100KeV、 10 ”/CIJ
程度である。
ッタ領域36を同時に形成する。この時、多結晶シリコ
ン膜34をコレクタコンタクト形成領域25にも被着し
て、コレクタコンタクト領域37を形成するが、この領
域上の多結晶シリコン膜34には砒素のみイオン注入し
ておく。尚、この処理は硼素を注入して内部ベース領域
35を形成し、次に砒素を注入してエミッタ領域36を
形成するという様に、別々に形成しても構わない。何れ
にしても、エミ、7タ領域と内部ベース領域とが同じエ
ミツタ窓より拡散形成される。イオン注入条件、注入量
は硼素(P型)の方が30KeV 110 /cn!、
砒素(N型)の方が100KeV、 10 ”/CIJ
程度である。
以下は多結晶シリコン膜34を除去し、公知の方法によ
ってアルミニウムからなるエミッタ電極を形成して完成
する。また、そのまま多結晶シリコン膜34をエミッタ
電極に使用してもよい。
ってアルミニウムからなるエミッタ電極を形成して完成
する。また、そのまま多結晶シリコン膜34をエミッタ
電極に使用してもよい。
このような本発明にかかる形成方法は、膜質の差を利用
したサイドエッチやリフトオフを用いていないで、しか
も簡単な工程である。且つ、ベース・エミッタの両頭域
は完全な自己整合ではないが、同じエミツタ窓から内部
ベースとエミッタとの両領域が形成されるセルファライ
ン方式であって、内部ベース領域を低濃度に制御できる
語法であるから、他の形成方法に比べて一層の高速化が
図れる形成方法である。
したサイドエッチやリフトオフを用いていないで、しか
も簡単な工程である。且つ、ベース・エミッタの両頭域
は完全な自己整合ではないが、同じエミツタ窓から内部
ベースとエミッタとの両領域が形成されるセルファライ
ン方式であって、内部ベース領域を低濃度に制御できる
語法であるから、他の形成方法に比べて一層の高速化が
図れる形成方法である。
(f) 発明の効果
以上の実施例の説明から明らかなように、本発明によれ
ばエミッタ・ベースが簡単な工程で自己整合的に形成さ
れ、且つ動作を高速化させることができる形成方法であ
る。
ばエミッタ・ベースが簡単な工程で自己整合的に形成さ
れ、且つ動作を高速化させることができる形成方法であ
る。
従って、本発明はrcの高性能化、高品質化に役立つ製
法である。
法である。
第1図ないし第7図は従来の製造方法の工程順断面図、
第8図ないし第15図は本発明にかかる製造方法の工程
順断面図である。 図中、1.21はN型シリコン基板、2,4.’6゜9
、12.14.22.33は5i02膜、3. 7.1
0.23゜27はSi3N4膜、5.11.28.30
はレジスト膜、8゜17、29.34は多結晶シリコン
膜、 13.31はエミッタ窓、15はP型ベース領域
、 16.25はコレクタコンタクト形成領域、18は
N型領域、24はベース形成領域、32は(P型)外部
ベース領域、35は(P型)内部ベース領域、36はN
型エミッタ領域、37は(N型)コレクタコンタクト領
域を示している。 1 2
第8図ないし第15図は本発明にかかる製造方法の工程
順断面図である。 図中、1.21はN型シリコン基板、2,4.’6゜9
、12.14.22.33は5i02膜、3. 7.1
0.23゜27はSi3N4膜、5.11.28.30
はレジスト膜、8゜17、29.34は多結晶シリコン
膜、 13.31はエミッタ窓、15はP型ベース領域
、 16.25はコレクタコンタクト形成領域、18は
N型領域、24はベース形成領域、32は(P型)外部
ベース領域、35は(P型)内部ベース領域、36はN
型エミッタ領域、37は(N型)コレクタコンタクト領
域を示している。 1 2
Claims (1)
- フィールド絶縁膜で囲まれた一導電型半導体基板上に耐
酸化絶縁膜を形成し、該耐酸化絶縁膜周囲に半導体基板
の一部表面を露出させる工程、次いで該露出部分を含み
、前記耐酸化絶縁膜上に半導体膜を形成し、該半導体膜
を介してその下の半導体基板中へ反対導電型不純物を導
入することにより反対導電型外部ベース領域を形成する
工程、該半導体膜を一部除去して形成したエミツタ窓上
に露出した耐酸化絶縁膜と前記半導体膜の表面とを同時
に熱酸化して酸化物絶縁膜に変成する工程、次いで少な
くともエミツタ窓上の該酸化物絶縁膜をすべて除去する
工程、次いで該エミツタ窓からベースおよびエミッタ用
不純物を導入して反対導電型内部ベース領域および一場
電型エミッタ領域を形成する工程が含まれてなることを
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 |
|---|---|---|---|
| JP58191187A JPS6081863A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58191187A JPS6081863A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6081863A true JPS6081863A (ja) | 1985-05-09 |
Family
ID=16270344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58191187A Pending JPS6081863A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6081863A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61252664A (ja) * | 1985-05-02 | 1986-11-10 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS62211949A (ja) * | 1986-03-13 | 1987-09-17 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造法 |
-
1983
- 1983-10-12 JP JP58191187A patent/JPS6081863A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61252664A (ja) * | 1985-05-02 | 1986-11-10 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS62211949A (ja) * | 1986-03-13 | 1987-09-17 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造法 |
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