JPS6142166A - 半導体注入集積論理回路装置の製造方法 - Google Patents
半導体注入集積論理回路装置の製造方法Info
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- JPS6142166A JPS6142166A JP16255184A JP16255184A JPS6142166A JP S6142166 A JPS6142166 A JP S6142166A JP 16255184 A JP16255184 A JP 16255184A JP 16255184 A JP16255184 A JP 16255184A JP S6142166 A JPS6142166 A JP S6142166A
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- Japan
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/01—Manufacture or treatment
- H10D84/0112—Integrating together multiple components covered by H10D8/00, H10D10/00 or H10D18/00, e.g. integrating multiple BJTs
- H10D84/0116—Integrating together multiple components covered by H10D8/00, H10D10/00 or H10D18/00, e.g. integrating multiple BJTs the components including integrated injection logic [I2L]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/01—Manufacture or treatment
- H10D84/02—Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies
- H10D84/03—Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group IV technology, e.g. silicon technology or silicon-carbide [SiC] technology
- H10D84/038—Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group IV technology, e.g. silicon technology or silicon-carbide [SiC] technology using silicon technology, e.g. SiGe
Landscapes
- 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】
(イ)産業上の利用分野
本発明は半導体注入集積論理回路装置(以下、IILと
いう。)の製造方法に関する。
いう。)の製造方法に関する。
(ロ)従来の技術
一つの半導体基板上に二つのトランジスタ(Q、、Q、
)を第2図に示すように構成されたIILは、一般に第
3図に示すように、注入側をラテラルPNP)ランジス
タ(Ql)とし、出力側を逆方向縦形NPNトランジス
タ(Q、)として、ラテラルPNP)ランジスタ(Ql
)のコレクタを逆方向縦形NPN)ランジスタ(Q、)
のベースと共用する構造を有する。すなわち、P型シリ
コン基板+11上にN+型の埋め込み層(2)を設け、
基板(1)上にエピタキシャル成長で形成されたN−型
のエピタキシャル層(3)をP+型の分離領域(4)で
島状に分離して島領域(5)が形成される。この島領域
(5)にPat拡散領域(6H71およびN型拡散領域
+81(91を順次不純物拡散によって形成し、酸化膜
(3a) K設けた電極孔を介して電極0C〜α心が設
けられている。そして、ラテラルPNP )ランジスタ
(Ql)はP型拡散領域(6)がエミッタ(インジェク
タ)、エピタキシャル層(島領域(5))がベース、P
M拡散層(7)がコレクタでベース接地で働(。−1逆
方向縦形NPN)ランジスタ(Ql)はエピタキシャル
層(島領域(5))がエミッタ、P型拡散領域(7)が
ベース、N型拡散領域(81(91がコレクタとなって
いる。
)を第2図に示すように構成されたIILは、一般に第
3図に示すように、注入側をラテラルPNP)ランジス
タ(Ql)とし、出力側を逆方向縦形NPNトランジス
タ(Q、)として、ラテラルPNP)ランジスタ(Ql
)のコレクタを逆方向縦形NPN)ランジスタ(Q、)
のベースと共用する構造を有する。すなわち、P型シリ
コン基板+11上にN+型の埋め込み層(2)を設け、
基板(1)上にエピタキシャル成長で形成されたN−型
のエピタキシャル層(3)をP+型の分離領域(4)で
島状に分離して島領域(5)が形成される。この島領域
(5)にPat拡散領域(6H71およびN型拡散領域
+81(91を順次不純物拡散によって形成し、酸化膜
(3a) K設けた電極孔を介して電極0C〜α心が設
けられている。そして、ラテラルPNP )ランジスタ
(Ql)はP型拡散領域(6)がエミッタ(インジェク
タ)、エピタキシャル層(島領域(5))がベース、P
M拡散層(7)がコレクタでベース接地で働(。−1逆
方向縦形NPN)ランジスタ(Ql)はエピタキシャル
層(島領域(5))がエミッタ、P型拡散領域(7)が
ベース、N型拡散領域(81(91がコレクタとなって
いる。
このようなIILにおいては、高速動作を行うべく、逆
方向縦形NPN)ランジスタの高い逆方向電流増幅率β
iを得るために、N+型のカラー領域αりでベース領域
b−P型拡散領域(6)(71を取り囲んでいた(例え
ば、特公昭49−35030号公報に詳しい。)。
方向縦形NPN)ランジスタの高い逆方向電流増幅率β
iを得るために、N+型のカラー領域αりでベース領域
b−P型拡散領域(6)(71を取り囲んでいた(例え
ば、特公昭49−35030号公報に詳しい。)。
(ハ)発明が解決しようとする問題点
しかしながら第2図に示すよ5に、従来のIILは、N
+型のカラー領域(151を島領域(5)表面に形成し
ているため、島領域(5)表面でのホールの逆注入は抑
えることができるが、カラー領域αS直下からのホール
の逆注入は大きくホールの逆注入’k 一定以上に小さ
くできず、逆方向電流増幅率βiをあまり太き(するこ
とはできなかった。
+型のカラー領域(151を島領域(5)表面に形成し
ているため、島領域(5)表面でのホールの逆注入は抑
えることができるが、カラー領域αS直下からのホール
の逆注入は大きくホールの逆注入’k 一定以上に小さ
くできず、逆方向電流増幅率βiをあまり太き(するこ
とはできなかった。
また、ホールの逆注入を小さくするために、カラー領域
aりを深く拡散しようとすれば、カラー領域αりの横方
向拡散が太き(なり、集積度を上げることかもきないな
どの問題点があった。
aりを深く拡散しようとすれば、カラー領域αりの横方
向拡散が太き(なり、集積度を上げることかもきないな
どの問題点があった。
更に、IILはラテラルPNP トランジスタ(Ql)
のコレクタを逆方向縦形NPN)ランジスタ(Q、)の
ベースとして共用する構造としているため、ラテラルP
NP)ランジスタ(Q、)の動作の関係上逆方向縦形N
PNトランジスタ(Q、)のベース領域の全周をエピタ
キシャル層表面に形成するカラー領域(lSで取り囲む
ことはできない。従って、第1図に示すようにP型拡散
領域(6)とP型拡散領域(7)との間にはN+型のカ
ラー領域(151は設けていないので、その領域からの
ホールの逆注入は抑制できず、逆方向電流増幅率βiを
あまり太き(することはできなかった。
のコレクタを逆方向縦形NPN)ランジスタ(Q、)の
ベースとして共用する構造としているため、ラテラルP
NP)ランジスタ(Q、)の動作の関係上逆方向縦形N
PNトランジスタ(Q、)のベース領域の全周をエピタ
キシャル層表面に形成するカラー領域(lSで取り囲む
ことはできない。従って、第1図に示すようにP型拡散
領域(6)とP型拡散領域(7)との間にはN+型のカ
ラー領域(151は設けていないので、その領域からの
ホールの逆注入は抑制できず、逆方向電流増幅率βiを
あまり太き(することはできなかった。
に)問題点を解決するための手段
本発明は上述した従来の問題点を解決するためになされ
たもので、−導電屋の半導体基板上に逆導電型の埋め込
み層となる不純物堆積層を形成する工程と、前記堆積層
の不純物の拡散速度より拡散速度の速い逆導電型の不純
物を前記堆積層の所望位置に注入してベース領域を取り
囲む埋め込みカラー領域となる第2堆積層を形成する工
程と、前記基板上に逆導電型のエピタキシャル層を形成
する工程と、前記埋め込み層上のエピタキシャル層表面
の所望箇所に一導電型の不純物を拡散して、インジェク
タ領域と埋め込みカラー領域に取り囲まれたベース領域
とを形成する工程と、逆導電型の不純物を前記ベース領
域表面およびエピタキシャル層表面に拡散することKよ
り、前記ベース領域にコレクタ領域を形成すると共に、
前記エピタキシャル層表面に前記インジェクタ領域およ
びベース領域を取り囲むカラー領域を形成する工程と、
からなる。
たもので、−導電屋の半導体基板上に逆導電型の埋め込
み層となる不純物堆積層を形成する工程と、前記堆積層
の不純物の拡散速度より拡散速度の速い逆導電型の不純
物を前記堆積層の所望位置に注入してベース領域を取り
囲む埋め込みカラー領域となる第2堆積層を形成する工
程と、前記基板上に逆導電型のエピタキシャル層を形成
する工程と、前記埋め込み層上のエピタキシャル層表面
の所望箇所に一導電型の不純物を拡散して、インジェク
タ領域と埋め込みカラー領域に取り囲まれたベース領域
とを形成する工程と、逆導電型の不純物を前記ベース領
域表面およびエピタキシャル層表面に拡散することKよ
り、前記ベース領域にコレクタ領域を形成すると共に、
前記エピタキシャル層表面に前記インジェクタ領域およ
びベース領域を取り囲むカラー領域を形成する工程と、
からなる。
(ホ)作用
本発明法によれば、横方向拡散を大きくせずにベース領
域の側面を高濃度の埋め込みカラー領域で取り囲むこと
ができる。
域の側面を高濃度の埋め込みカラー領域で取り囲むこと
ができる。
(へ)実施例
第1図(イ)〜(ト)は本発明による製造方法の各工程
の断面図を示すものである。
の断面図を示すものである。
(i) P型シリコン半導体基板(1)の表面に酸化
膜(至)等をマスクとしてN+型埋め込み層(2)を形
成するためにアンチモン(sb)をデボ拡散して不純物
堆積層Qυを形成する(第1図(イ))。
膜(至)等をマスクとしてN+型埋め込み層(2)を形
成するためにアンチモン(sb)をデボ拡散して不純物
堆積層Qυを形成する(第1図(イ))。
(ii) 不純物堆積層(211の所望の位置、すな
わち、ベース領域(7)を取り囲む位置に、N+型の埋
め込みカラー領域■を形成するために酸化膜C31)等
をマスクとして不純物堆積層12Dの不純物拡散速度よ
り拡散速度の早いN型の不純物、本実施例ではリン(3
)をイオン注入して第2堆積層のを形成する(第1 図
(ロ))。
わち、ベース領域(7)を取り囲む位置に、N+型の埋
め込みカラー領域■を形成するために酸化膜C31)等
をマスクとして不純物堆積層12Dの不純物拡散速度よ
り拡散速度の早いN型の不純物、本実施例ではリン(3
)をイオン注入して第2堆積層のを形成する(第1 図
(ロ))。
Qii) 基板(1)上に気相によりN−型のエピタ
キシャル層(3)を成長させる。このN−型エピタキシ
ャル層(3)の成長により、前記工程でデポジットおよ
びイオン注入して形成された不純物堆積層+211およ
び第2堆積層■が拡散して埋め込み層(2)と埋め込み
カラー領域■が形成される(第1図(ハ))。
キシャル層(3)を成長させる。このN−型エピタキシ
ャル層(3)の成長により、前記工程でデポジットおよ
びイオン注入して形成された不純物堆積層+211およ
び第2堆積層■が拡散して埋め込み層(2)と埋め込み
カラー領域■が形成される(第1図(ハ))。
(i→ エピタキシャル層(3)表面の酸化膜(至)を
マスクにして、ボロン(至)を拡散し【基板(1)K達
するP+型の分離領域(4)を形成する。この分離領域
(4)によりエピタキシャル層(3)を島状にPN接合
分離して島領域(5)が形成される。また、この熱処理
によって埋・め込み層(2)および埋め込みカラー領域
aυは上下方向に拡散され所定の巾を有する埋め込み層
(2)と所定のはい上り量を有する埋め込みカラー領域
(161が形成される(第1図G=l)。
マスクにして、ボロン(至)を拡散し【基板(1)K達
するP+型の分離領域(4)を形成する。この分離領域
(4)によりエピタキシャル層(3)を島状にPN接合
分離して島領域(5)が形成される。また、この熱処理
によって埋・め込み層(2)および埋め込みカラー領域
aυは上下方向に拡散され所定の巾を有する埋め込み層
(2)と所定のはい上り量を有する埋め込みカラー領域
(161が形成される(第1図G=l)。
(v) 島領域(5)表面KP型の不純物拡散により
P盤のインジェクタ領域(6)およびP型のベース領域
(7)を形成する。すなわち、エピタキシャル層(3)
表面の酸化膜(至)をマスクにしてボロン(2)を拡散
シて、インジェクタ領域(6)と埋め込みカラー領域■
に隣接してベース領域(7)を形成する。そして、ベー
ス領域(7)の全周は埋め込みカラー領域■で取り囲ま
れることになる(第1図(ホ))。
P盤のインジェクタ領域(6)およびP型のベース領域
(7)を形成する。すなわち、エピタキシャル層(3)
表面の酸化膜(至)をマスクにしてボロン(2)を拡散
シて、インジェクタ領域(6)と埋め込みカラー領域■
に隣接してベース領域(7)を形成する。そして、ベー
ス領域(7)の全周は埋め込みカラー領域■で取り囲ま
れることになる(第1図(ホ))。
←)さいごにN型の不純物拡散を行なう。すなわち、エ
ピタキシャル層(3)の酸化膜(2)をマスクにしてベ
ース領域(7)表面とベース領域(7)およびインジェ
クタ領域(6)を取り囲む島領域(5)表面にリン伊)
を拡散する。この拡散工程によりベース領域(7)Kコ
レクタ領域(8)(91が形成されると共に、ベース領
域(7)およびインジェクタ領域(6)を取り囲むN+
型カラー領域α9が島領域(5)表面に形成される。そ
してこのカラー領域aりは、埋め込みカラー領域00に
接するように形成されており、カラー領域Q9で取り囲
まれているベース領域(7)の周囲は埋め込みカラー領
域翰とカラー領域α9という高濃度領域で取り囲まれて
いる。また、インジェクタ領域(6)とベース領域(7
)との間の島領域(5)表面にはカラー領域aりは拡散
形成されていない(第1図(へ))。
ピタキシャル層(3)の酸化膜(2)をマスクにしてベ
ース領域(7)表面とベース領域(7)およびインジェ
クタ領域(6)を取り囲む島領域(5)表面にリン伊)
を拡散する。この拡散工程によりベース領域(7)Kコ
レクタ領域(8)(91が形成されると共に、ベース領
域(7)およびインジェクタ領域(6)を取り囲むN+
型カラー領域α9が島領域(5)表面に形成される。そ
してこのカラー領域aりは、埋め込みカラー領域00に
接するように形成されており、カラー領域Q9で取り囲
まれているベース領域(7)の周囲は埋め込みカラー領
域翰とカラー領域α9という高濃度領域で取り囲まれて
いる。また、インジェクタ領域(6)とベース領域(7
)との間の島領域(5)表面にはカラー領域aりは拡散
形成されていない(第1図(へ))。
次いて、周知のアルミニウム蒸着技術等により、電極O
α・・・α心を設けて第1図(ト)に示すIILが製造
される。
α・・・α心を設けて第1図(ト)に示すIILが製造
される。
このようにして製造されたIILは第1図(ト)に示す
ように、半導体基板(1)と基板(1)上にエピタキシ
ャル成長されたN−型のエピタキシャルmf31トの間
にN+型の埋め込み層(2)が設けられると共に、この
埋め込み層(2)とエピタキシャル層(3)との間にベ
ース領域(7)を取り囲むN+型の埋め込みカラー領域
■が埋め込み層(2)からはい上らせて設けられている
。エピタキシャル層(3)はP+型の分離領域(4)で
島状に分離され島領域(5)が形成されている。
ように、半導体基板(1)と基板(1)上にエピタキシ
ャル成長されたN−型のエピタキシャルmf31トの間
にN+型の埋め込み層(2)が設けられると共に、この
埋め込み層(2)とエピタキシャル層(3)との間にベ
ース領域(7)を取り囲むN+型の埋め込みカラー領域
■が埋め込み層(2)からはい上らせて設けられている
。エピタキシャル層(3)はP+型の分離領域(4)で
島状に分離され島領域(5)が形成されている。
島領域(5)表面に、P型のインジェクタ領域(6)と
ベース領域(7)が形成され、ベース領域(7)表面に
N+型のコレクタ領域+81+91が形成される。また
島領域(5)表面にインジェクタ領域+61およびベー
ス領域(7)を取り囲むN+型のカラー領域a51が形
成されている。(3a)はエピタキシャル層(3)表面
に設けられた酸化膜である。インジェクタ領域(6)に
はインジェクタ電極(1(1、ベース領域(7)にはベ
ース電極αυ。
ベース領域(7)が形成され、ベース領域(7)表面に
N+型のコレクタ領域+81+91が形成される。また
島領域(5)表面にインジェクタ領域+61およびベー
ス領域(7)を取り囲むN+型のカラー領域a51が形
成されている。(3a)はエピタキシャル層(3)表面
に設けられた酸化膜である。インジェクタ領域(6)に
はインジェクタ電極(1(1、ベース領域(7)にはベ
ース電極αυ。
コレクタ領域(8)(91にはコレクタ電極(12(1
3)が設けられていると共に、逆方向縦形NPN )ラ
ンジスタのエミッタ電極(141はカラー領域(151
にオーミックコンタクトすることにより電極の取り出し
が行なわれる。
3)が設けられていると共に、逆方向縦形NPN )ラ
ンジスタのエミッタ電極(141はカラー領域(151
にオーミックコンタクトすることにより電極の取り出し
が行なわれる。
このように本発明による製造方法によれば、インジェク
タ領域(6)とベース領域(7)との間を除いてベース
領域(7)の側面は埋め込みカラー領域(イ)とカラー
領域a9とで取り囲み、そしてベース領域(7)とイン
ジェクタ領域(6)との間は埋め込みカラー領域、■が
ベース領域(7)に隣接して設けてベース領域(7)を
取り囲むことができる。従って、ラテラルPNPトラン
ジスタ(Q、)の注入効率を低下させずに、サイドウオ
ールでのホールの逆注入を埋め込みカラー領域■とカラ
ー領域(15+とで抑制でき、逆方向電流増幅率βiを
高くでき、IILの高速動作が可能となる。
タ領域(6)とベース領域(7)との間を除いてベース
領域(7)の側面は埋め込みカラー領域(イ)とカラー
領域a9とで取り囲み、そしてベース領域(7)とイン
ジェクタ領域(6)との間は埋め込みカラー領域、■が
ベース領域(7)に隣接して設けてベース領域(7)を
取り囲むことができる。従って、ラテラルPNPトラン
ジスタ(Q、)の注入効率を低下させずに、サイドウオ
ールでのホールの逆注入を埋め込みカラー領域■とカラ
ー領域(15+とで抑制でき、逆方向電流増幅率βiを
高くでき、IILの高速動作が可能となる。
またニカラー領域α9はコレクタ領域(8)(91の形
成と同時に形成するため、カラー領域α9の横方向拡散
量も小さくすむため集積度を上げることができる。
成と同時に形成するため、カラー領域α9の横方向拡散
量も小さくすむため集積度を上げることができる。
更に、インジェクタ領域(6)を取り囲むカラー領域α
5)Kよる濃度差により立上り電圧が良くなり、インジ
ェクタ領域(6)からベース領域(7)への注入効率が
上る。
5)Kよる濃度差により立上り電圧が良くなり、インジ
ェクタ領域(6)からベース領域(7)への注入効率が
上る。
(ト)発明の詳細
な説明したように本発明によれば、ラテラルPNP)ラ
ンジスタの動作に影響な与えずにサイドウオールからの
ホールの逆注入を大幅に抑制して、逆方向電流増幅率β
iを高くした高速動作の可能なIILを製造することが
できる。
ンジスタの動作に影響な与えずにサイドウオールからの
ホールの逆注入を大幅に抑制して、逆方向電流増幅率β
iを高くした高速動作の可能なIILを製造することが
できる。
第1図印乃至第1図(ト)は本発明による製造方法の各
プロセスにおける工程断面図である。第2図はIILの
回路図、第3図は従来のIIL構造を示す断面図である
。 (1)・・・半導体基板、 (2)・・・埋め込み層、
(3)・・・エピタキシャル層、 (5)・・・島領
域、 (6)・・・インジェクタ領域、 (7)・・・
ベース領域、 (8)、(9)・・・コレクタ領域、
(19・・・カラー領域、 ■・・・埋め込みカラー領
域、 +211・・・不純物堆積層、 ■・・・第2堆
積層。 出願人 三洋電機株式会社 外1名 代理人 弁理士 佐 野 静 夫 第1図(0) 第1図(=) 第1図(へ) 第1図(ト) 第2図 第 3(!l
プロセスにおける工程断面図である。第2図はIILの
回路図、第3図は従来のIIL構造を示す断面図である
。 (1)・・・半導体基板、 (2)・・・埋め込み層、
(3)・・・エピタキシャル層、 (5)・・・島領
域、 (6)・・・インジェクタ領域、 (7)・・・
ベース領域、 (8)、(9)・・・コレクタ領域、
(19・・・カラー領域、 ■・・・埋め込みカラー領
域、 +211・・・不純物堆積層、 ■・・・第2堆
積層。 出願人 三洋電機株式会社 外1名 代理人 弁理士 佐 野 静 夫 第1図(0) 第1図(=) 第1図(へ) 第1図(ト) 第2図 第 3(!l
Claims (1)
- (1)一導電型の半導体基板上に逆導電型の埋め込み層
となる不純物堆積層を形成する工程と、前記堆積層の不
純物の拡散速度より拡散速度の速い逆導電型の不純物を
前記堆積層の所望位置に注入してベース領域を取り囲む
埋め込みカラー領域となる第2堆積層を形成する工程と
、前記基板上に逆導電型のエピタキシャル層を形成する
工程と、前記埋め込み層上のエピタキシャル層表面の所
望箇所に一導電型の不純物を拡散して、インジェクタ領
域と埋め込みカラー領域に取り囲まれたベース領域とを
形成する工程と、逆導電型の不純物を前記ベース領域表
面およびエピタキシャル層表面に拡散することにより、
前記ベース領域にコレクタ領域を形成すると共に、前記
エピタキシャル層表面に前記インジェクタ領域およびベ
ース領域を取り囲むカラー領域を形成する工程と、から
なる半導体注入集積論理回路装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16255184A JPS6142166A (ja) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | 半導体注入集積論理回路装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16255184A JPS6142166A (ja) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | 半導体注入集積論理回路装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6142166A true JPS6142166A (ja) | 1986-02-28 |
| JPH0439789B2 JPH0439789B2 (ja) | 1992-06-30 |
Family
ID=15756738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16255184A Granted JPS6142166A (ja) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | 半導体注入集積論理回路装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6142166A (ja) |
-
1984
- 1984-08-01 JP JP16255184A patent/JPS6142166A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0439789B2 (ja) | 1992-06-30 |
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