JPS6084872A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPS6084872A JPS6084872A JP58192368A JP19236883A JPS6084872A JP S6084872 A JPS6084872 A JP S6084872A JP 58192368 A JP58192368 A JP 58192368A JP 19236883 A JP19236883 A JP 19236883A JP S6084872 A JPS6084872 A JP S6084872A
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- JP
- Japan
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- region
- layer
- low concentration
- emitter
- buried layer
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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
- 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)
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】
[技術分野]
この発明は、一般に半導体技術に関し、特にノヘイボー
ラ型のものに適用して有効な半導体技術器;関する。
ラ型のものに適用して有効な半導体技術器;関する。
[背景技術]
バイポーラ型の半導体集積回路において高周波特性の良
いデバイスを得るためには、ベース幅を狭くし、かつペ
ースコレクタ接合容量C1cを低減して、しゃ断層波数
f1を向」ニさせることが必要である。
いデバイスを得るためには、ベース幅を狭くし、かつペ
ースコレクタ接合容量C1cを低減して、しゃ断層波数
f1を向」ニさせることが必要である。
ところで、一般のバイポーラ型の半導体集積回路におい
ては、半導体基板にコレクタ埋込み層を形成し、その上
に同一導電型の低濃度層をエピタキシャル形成してその
中にベース領域およびエミッタ領域を形成している。こ
のような構成のデバイスでは、61Gおよびf□が前記
エピタキシャル形成の低濃度層の厚さに対して第1図の
ような関係を示すことが知られている。
ては、半導体基板にコレクタ埋込み層を形成し、その上
に同一導電型の低濃度層をエピタキシャル形成してその
中にベース領域およびエミッタ領域を形成している。こ
のような構成のデバイスでは、61Gおよびf□が前記
エピタキシャル形成の低濃度層の厚さに対して第1図の
ような関係を示すことが知られている。
第1図において、曲線(a)はC□。の特性を示し、曲
線(b)はI/f□の特性を示す。この図から明らかな
ように、エピタキシャル層を厚くすると。
線(b)はI/f□の特性を示す。この図から明らかな
ように、エピタキシャル層を厚くすると。
01cは減少するがf□が低下することになり、逆に薄
くするとf工は向上することになるがC工。が増大する
。このように、cTcとf□はエピタキシャル層の厚さ
に関して相反する関係にある。したがって、従来におい
ては、C1cを増大させることなく、f□を向上させる
ことが困難であるという問題があった。
くするとf工は向上することになるがC工。が増大する
。このように、cTcとf□はエピタキシャル層の厚さ
に関して相反する関係にある。したがって、従来におい
ては、C1cを増大させることなく、f□を向上させる
ことが困難であるという問題があった。
[発明の目的]
この発明の]」的は、C工。を増太さぜずにf工を向上
させることの可能な半導体装置を提供することにある。
させることの可能な半導体装置を提供することにある。
この発明の別の目的は、そのような半導体装置の有効な
製造方法、特に、セルファラインで製造することができ
る製造技術を提供することにある。
製造方法、特に、セルファラインで製造することができ
る製造技術を提供することにある。
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添イ」図面から明らかになるで
あろう。
この明細書の記述および添イ」図面から明らかになるで
あろう。
[発明の概要]
この出願において開示される発明のうち代表的なものの
概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわち、ベース領域に拡散形成されたエミッタ領域に
対向するコレクタ埋込み層の上に、1)u記エミッタ領
域とほぼ同等の大きさで前記埋込み層と同一導電型の突
出領域を形成し、エミッタ直下のエピタキシャル層の厚
さのみを薄くすることにより、CToの増大を抑えf□
の向上を達成する。
対向するコレクタ埋込み層の上に、1)u記エミッタ領
域とほぼ同等の大きさで前記埋込み層と同一導電型の突
出領域を形成し、エミッタ直下のエピタキシャル層の厚
さのみを薄くすることにより、CToの増大を抑えf□
の向上を達成する。
[実施例]
第2図はこの発明による半導体装置の一実施例を示ず構
成断面図である。
成断面図である。
図にむいて、1−はI】型のシリコン半導体基板で、そ
の−面にN+型のコレクタ埋込み層2を有する。
の−面にN+型のコレクタ埋込み層2を有する。
このコレクタ埋込みMjJ2の上には、N−型のシリコ
ン低濃度層3とコレクタコンタクト領域4が分RI酸化
膜5によって互いに分離されて形成さ4している。低濃
度層3の」二には1〕型のベース領域6がこの低濃度層
3の全面にわたっていわゆるウォールドベースJM 造
で形成さJしており、ベース領域6の一部にこのベース
領域6と同一表面をもつN1型のエミッタ領域7が形成
されている。8はN型の突出領域で、エミッタ領域7に
対向する埋込みR12の上に低濃度層3へ突出して形成
されている。
ン低濃度層3とコレクタコンタクト領域4が分RI酸化
膜5によって互いに分離されて形成さ4している。低濃
度層3の」二には1〕型のベース領域6がこの低濃度層
3の全面にわたっていわゆるウォールドベースJM 造
で形成さJしており、ベース領域6の一部にこのベース
領域6と同一表面をもつN1型のエミッタ領域7が形成
されている。8はN型の突出領域で、エミッタ領域7に
対向する埋込みR12の上に低濃度層3へ突出して形成
されている。
この突出領域8は、埋込み層2から見たエミッタ領域7
の面の面積とほぼ等しい面積の突出面を有し、また低濃
度層3の不純物濃度と埋込み層2の不純物濃度との間の
不純物濃度を有している。9はベース領域6の表面に形
成されたSi O2酸化膜で、ペースコンタク1へ窓1
0およびエミッタコンタクト窓工1の開1」を有する。
の面の面積とほぼ等しい面積の突出面を有し、また低濃
度層3の不純物濃度と埋込み層2の不純物濃度との間の
不純物濃度を有している。9はベース領域6の表面に形
成されたSi O2酸化膜で、ペースコンタク1へ窓1
0およびエミッタコンタクト窓工1の開1」を有する。
エミッタコンタクト窓11には多結晶シリコン層12が
形成さ肛ており、この層上にエミッタ電極が形成される
ようになっている。13はPSG(リンシリケ−1へガ
ラス)などのパッシベーション用保護膜で、これにより
ベースコンタクト窓10.エミッタコンタクト窓11−
およびコレクタコンタク1−窓14を除く表面が覆われ
る。各コンタク1−窓10,11゜14には電極材料層
(図示しない)が改番プられ、ベース領域6、エミッタ
領域7、コレクタコンタク1へ領域4とオーミックコン
タク1〜される。なお、15はP+型のチャンネルスト
ッパ領域、16は選択酸化技術によるアイソレーション
酸化膜である。
形成さ肛ており、この層上にエミッタ電極が形成される
ようになっている。13はPSG(リンシリケ−1へガ
ラス)などのパッシベーション用保護膜で、これにより
ベースコンタクト窓10.エミッタコンタクト窓11−
およびコレクタコンタク1−窓14を除く表面が覆われ
る。各コンタク1−窓10,11゜14には電極材料層
(図示しない)が改番プられ、ベース領域6、エミッタ
領域7、コレクタコンタク1へ領域4とオーミックコン
タク1〜される。なお、15はP+型のチャンネルスト
ッパ領域、16は選択酸化技術によるアイソレーション
酸化膜である。
以上のような構成によれば、低濃度WJ3の厚さがエミ
ッタ領域7の直下においてのみ薄くなる。
ッタ領域7の直下においてのみ薄くなる。
flについては1−ランジスタとしてアクティブな領域
、つまりエミッタ直下が実際上問題となるので、この部
分の低濃度層3の厚さを薄(すれば実効的なベース幅が
狭くなり空乏層走行時間が短なくなって、第1図に示し
たようにfl−を大きくすることができる。しかし、エ
ミッタ直下以外は低濃度nり3の厚さを薄くしないので
、不純物濃度プロファイルが第3図(A)および第3図
CB)に示すようになり、CTcの増加をきわめて少な
くすることができる。
、つまりエミッタ直下が実際上問題となるので、この部
分の低濃度層3の厚さを薄(すれば実効的なベース幅が
狭くなり空乏層走行時間が短なくなって、第1図に示し
たようにfl−を大きくすることができる。しかし、エ
ミッタ直下以外は低濃度nり3の厚さを薄くしないので
、不純物濃度プロファイルが第3図(A)および第3図
CB)に示すようになり、CTcの増加をきわめて少な
くすることができる。
第3図(A)はエミッタ直下の不純物濃度プロファイル
、第3図(B)はそれ以外の部分の不純物濃度プロファ
イルを示し、図中の(、)はエミッタ領域、(b)はベ
ース領域、(C)はコレクタ埋込み層、(d)は突出領
域の各不純物濃度を表わす。エミッタ直下においては突
出領域のためにC1oが大となるか、その他の広い範囲
においては第3図(r3)に示されるプロファイルとな
るので、全体としてはCTCをほとんど増加させないよ
うにすることができる。
、第3図(B)はそれ以外の部分の不純物濃度プロファ
イルを示し、図中の(、)はエミッタ領域、(b)はベ
ース領域、(C)はコレクタ埋込み層、(d)は突出領
域の各不純物濃度を表わす。エミッタ直下においては突
出領域のためにC1oが大となるか、その他の広い範囲
においては第3図(r3)に示されるプロファイルとな
るので、全体としてはCTCをほとんど増加させないよ
うにすることができる。
第4図(A)〜第4図(14)はこの発明による半導体
装置の製造プロセスを示す工程図である。
装置の製造プロセスを示す工程図である。
先ず、P型のシリコン半導体基板1の表面を熱酸化後、
5i02膜20の一部を除去してN+型埋込み層2を拡
散形成する〔第4図(Δ)〕。次に、P+型のチャンネ
ルストッパ15を形成した後、基板1−の」二にN−型
のシリコン低濃度層:3をエピタキシャル成長させる〔
第4図(B)〕。その成長後、エピタキシャル層3の表
面を第二次酸化して5i02膜9を形成するとともに、
その」二にシリコンナイトライド(Si3N4)膜21
を堆積さぜ、その一部を除去する〔第4図(C)〕。次
いで、アイソレーション領域にアイソレーションのため
のシリコン酸化吸5および1.6を形成して、5ijN
4膜21を除去する〔第4図(1)))。次に、コレク
タコンタク1〜領域となるべきエピタキシャル層3にリ
シ(1)+)イオンを打込みN+型のコレクタコンタク
1〜領域4を形成した後〔第4図(IΣ)〕、第4図(
F)に示すように、デバイス表面にレジスト膜22を塗
布する。次いで、エミッタコンタク1〜窓1−1−を開
口し、レジスト膜22をマスクとして、数百keV〜数
MeVの高エネルギーでひ素(Δs + )イオンを打
込み、N型の突出領域8を埋込み層2の」二に形成する
〔第4図(F)〕。突出領域8の深さは主としてイオン
J’J込みのエネルギーによって規定でき、それをN1
型のコレクタ埋込みす1グ2の」二部に設定することが
できる。しかもまた、この突出領域8は、イオンの直進
性によりエミッタコンタク1へ窓11の面積とほぼ同等
の面積の突出面を有することになる。突出領域8を形成
した後レジスh 1I9j 22を除去してアニール外
感した後、エピタキシャル層3にボロン(B+)イオン
を打込みアニール処理してベース領域6を形成する〔第
1I図(G)〕。この場合、開口11があることにより
、ベース領域6のうち開口J−1の直下部分は他の部分
よりもわずかに深い接合どなる。次に、エミッタコンタ
ク1−窓11に多結晶シリコン層12を形成し、この多
結晶シリコン層12を介してΔS+イAンを打込みアニ
ール処理してエミッタ領域7を形成する。多結晶シリコ
ン層12はエミッタ領域7をシャロー化する上で、また
、エミッタ・ベース接合の耐熱性を向上する上で有効で
ある。エミッタ領域7に導入する不純物イオンどしては
、アンチモンイオンを利用することもてきる。
5i02膜20の一部を除去してN+型埋込み層2を拡
散形成する〔第4図(Δ)〕。次に、P+型のチャンネ
ルストッパ15を形成した後、基板1−の」二にN−型
のシリコン低濃度層:3をエピタキシャル成長させる〔
第4図(B)〕。その成長後、エピタキシャル層3の表
面を第二次酸化して5i02膜9を形成するとともに、
その」二にシリコンナイトライド(Si3N4)膜21
を堆積さぜ、その一部を除去する〔第4図(C)〕。次
いで、アイソレーション領域にアイソレーションのため
のシリコン酸化吸5および1.6を形成して、5ijN
4膜21を除去する〔第4図(1)))。次に、コレク
タコンタク1〜領域となるべきエピタキシャル層3にリ
シ(1)+)イオンを打込みN+型のコレクタコンタク
1〜領域4を形成した後〔第4図(IΣ)〕、第4図(
F)に示すように、デバイス表面にレジスト膜22を塗
布する。次いで、エミッタコンタク1〜窓1−1−を開
口し、レジスト膜22をマスクとして、数百keV〜数
MeVの高エネルギーでひ素(Δs + )イオンを打
込み、N型の突出領域8を埋込み層2の」二に形成する
〔第4図(F)〕。突出領域8の深さは主としてイオン
J’J込みのエネルギーによって規定でき、それをN1
型のコレクタ埋込みす1グ2の」二部に設定することが
できる。しかもまた、この突出領域8は、イオンの直進
性によりエミッタコンタク1へ窓11の面積とほぼ同等
の面積の突出面を有することになる。突出領域8を形成
した後レジスh 1I9j 22を除去してアニール外
感した後、エピタキシャル層3にボロン(B+)イオン
を打込みアニール処理してベース領域6を形成する〔第
1I図(G)〕。この場合、開口11があることにより
、ベース領域6のうち開口J−1の直下部分は他の部分
よりもわずかに深い接合どなる。次に、エミッタコンタ
ク1−窓11に多結晶シリコン層12を形成し、この多
結晶シリコン層12を介してΔS+イAンを打込みアニ
ール処理してエミッタ領域7を形成する。多結晶シリコ
ン層12はエミッタ領域7をシャロー化する上で、また
、エミッタ・ベース接合の耐熱性を向上する上で有効で
ある。エミッタ領域7に導入する不純物イオンどしては
、アンチモンイオンを利用することもてきる。
このあと、第2図に示すように、CV l)法(化学気
相法)によって保護1膜1−3を形成した後、名コンタ
ク1へ窓1(:)、11.、i−4を形成し、配線(1
川示ぜず)をパターニングする。最後にファーrナル保
護膜(図示せず)を堆積し完成する。
相法)によって保護1膜1−3を形成した後、名コンタ
ク1へ窓1(:)、11.、i−4を形成し、配線(1
川示ぜず)をパターニングする。最後にファーrナル保
護膜(図示せず)を堆積し完成する。
[効果]
(1)エミッタ領域の直下のみに突出領域を形成してエ
ピタキシャル層の厚さを薄くしたので、C1Cをほとん
ど増加させずにflを向」ニすることかで・きる。
ピタキシャル層の厚さを薄くしたので、C1Cをほとん
ど増加させずにflを向」ニすることかで・きる。
(2)前記した第1図に示したとおり、従来てはCro
とf工との両者を考慮してエピタキシャル層の厚さを定
めざるをえなかったが、突出領域を有することから、C
Toの面からエピタキシャルにりの厚さを定め、突出領
域によってf□を定めることができ、C1,、およびf
lの制御の白山度を増すことができる。
とf工との両者を考慮してエピタキシャル層の厚さを定
めざるをえなかったが、突出領域を有することから、C
Toの面からエピタキシャルにりの厚さを定め、突出領
域によってf□を定めることができ、C1,、およびf
lの制御の白山度を増すことができる。
(3)前記突出領域を形成するに際し、エミッタ形成用
の開口を通して不純物を導入しているので、突出領域を
エミッタ直下にセルファラインで形成することができる
。
の開口を通して不純物を導入しているので、突出領域を
エミッタ直下にセルファラインで形成することができる
。
以」二この発明を実施例に基づき具体的に説明したが、
この発明はに記実施例に限定されるもので(iなく、そ
の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはい
うまでもない。
この発明はに記実施例に限定されるもので(iなく、そ
の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはい
うまでもない。
[利用分野]
以−にの説明では主としてこの発明者によってなされた
発明をバイポーラ型の半導体集積回路に適用した場合に
ついて説明したが、それに限定されるものではなく、た
とえば高周波1〜ランジスタ、バイポーラメモリ、ある
いは同−J、1g 、IJilにバイポーラ素−r−と
CMO8(コンプリメンタリ メタルオキザイトセミコ
ンダクタ)素子とを含むデバイスなどに応用することが
できる。
発明をバイポーラ型の半導体集積回路に適用した場合に
ついて説明したが、それに限定されるものではなく、た
とえば高周波1〜ランジスタ、バイポーラメモリ、ある
いは同−J、1g 、IJilにバイポーラ素−r−と
CMO8(コンプリメンタリ メタルオキザイトセミコ
ンダクタ)素子とを含むデバイスなどに応用することが
できる。
第1図はC0゜およびf□のエピタキシャル層の厚さに
苅する関係を示す図、 第2図はこの発明による半導体装置の一実施例を示す購
成図、 第3図(A)および第31Δ(13)は第2図の構成の
半導体装置の不純物濃度プロファイルを示す1z1、第
4図(A)〜第4図(1−1)はこの発明にょる′51
6導体装置の製造方法を示す工程図である。 1・・・半導体基板、2・・・コレクタ埋込み層、3・
・・低濃度層、小・・コレクタコンタク1−領域、5.
16・・・アイソレーション酸化膜、6・・・ベース領
域、7・・・エミッタ領域、8・・・突出−領域、9・
・・5i07酸化股、1o・・・ペースコンツタ1〜窓
、11・・・エミッタコンタク1〜窓、12・・・多結
晶シリコン層、13山保護膜、14・・・コレクタコン
タク1へ窓、15・・・p+型チャンネルストソ第 1
図 丁C’7’rEyル1..i、、− 第 2[4 へ に面 から−三VC−〃り 穀命かうつミ訃(バ1 第 4 図 (A) / 第 4 図 (B) 第 4 図(Cン 第 4 図(D) 第 4 図 (E) 第 4 図 (F)
苅する関係を示す図、 第2図はこの発明による半導体装置の一実施例を示す購
成図、 第3図(A)および第31Δ(13)は第2図の構成の
半導体装置の不純物濃度プロファイルを示す1z1、第
4図(A)〜第4図(1−1)はこの発明にょる′51
6導体装置の製造方法を示す工程図である。 1・・・半導体基板、2・・・コレクタ埋込み層、3・
・・低濃度層、小・・コレクタコンタク1−領域、5.
16・・・アイソレーション酸化膜、6・・・ベース領
域、7・・・エミッタ領域、8・・・突出−領域、9・
・・5i07酸化股、1o・・・ペースコンツタ1〜窓
、11・・・エミッタコンタク1〜窓、12・・・多結
晶シリコン層、13山保護膜、14・・・コレクタコン
タク1へ窓、15・・・p+型チャンネルストソ第 1
図 丁C’7’rEyル1..i、、− 第 2[4 へ に面 から−三VC−〃り 穀命かうつミ訃(バ1 第 4 図 (A) / 第 4 図 (B) 第 4 図(Cン 第 4 図(D) 第 4 図 (E) 第 4 図 (F)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 、1.半導体基板の一面にコレクタ埋込み層がありこの
埋込み層の上に前記埋込み層と同一導電型の低濃度層が
あり、前記低濃度層の上に低濃度層とは逆導電型のベー
ス領域があり、このベース領域の1部に低濃度層と同一
導電型のエミッタ領域が存在し、このエミッタ領域に対
向する前記埋込み層の上に突出する突出領域とを有し、
この突出領域は、前記エミッタ領域とほぼ同等の大きさ
で、かつ前記埋込み層と同一導電型であることを特徴と
する半導体装置。 2、前記突出領域は、前記低濃度層と前記埋込み層との
間の不純物濃度を有する特許請求の範囲第1、項に記載
の半導体装置。 :3.半導体基板のコレクタ埋込み層の上に、その理込
み層と同一導電型の低濃度層をエピタキシャル成長させ
その表面に酸化膜を形成した後、その酸化膜にエミッタ
コンタクト窓を形成し、この窓から前記低濃度層に不純
物イオンを導入することによって、前記エミッタコンタ
ク1へ窓に対向する前記埋込み層の上にその埋込み層と
同一導電型で前記低濃度層より高い不純物濃度を有する
突出領域を形成した後、前記低濃度層の」;にベース領
!或およびエミッタ領域を形成することを特徴とする半
導体装置の製造方法。 4、前記不純物イオンの導入をイオン打込みによって行
ない、イオン打込みに際して前記酸化膜上にマスクとし
てレジスト膜を形成し、前記不純物イオンの打込み終了
後に前1dレジスト膜を除去する特許請求の範囲第3項
に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58192368A JPS6084872A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58192368A JPS6084872A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6084872A true JPS6084872A (ja) | 1985-05-14 |
Family
ID=16290118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58192368A Pending JPS6084872A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6084872A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63108774A (ja) * | 1986-10-27 | 1988-05-13 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JPS63164462A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-07 | Matsushita Electronics Corp | 半導体装置 |
| JPS63252476A (ja) * | 1987-04-09 | 1988-10-19 | Nec Corp | 半導体基板の製造方法 |
| JPS63289859A (ja) * | 1987-05-21 | 1988-11-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置およびその製造方法 |
| JPH01216573A (ja) * | 1988-02-25 | 1989-08-30 | Fujitsu Ltd | バイポーラ型半導体装置の製造方法 |
| JPH07169771A (ja) * | 1993-12-15 | 1995-07-04 | Nec Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1983
- 1983-10-17 JP JP58192368A patent/JPS6084872A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63108774A (ja) * | 1986-10-27 | 1988-05-13 | Nec Corp | 半導体装置 |
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