JPH01136365A - シヨツトキー型ダイオード - Google Patents
シヨツトキー型ダイオードInfo
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- JPH01136365A JPH01136365A JP29411187A JP29411187A JPH01136365A JP H01136365 A JPH01136365 A JP H01136365A JP 29411187 A JP29411187 A JP 29411187A JP 29411187 A JP29411187 A JP 29411187A JP H01136365 A JPH01136365 A JP H01136365A
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- electrode
- schottky
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- schottky electrode
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Links
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体集積回路のレベルシフトやスイッチン
グに用いるダイオードに係り、特に従来より高いレベル
シフト電圧あるいは低容量である特性を備え、かつ直列
抵抗を小さくするのに好適なショットキー型ダイオード
に関する。
グに用いるダイオードに係り、特に従来より高いレベル
シフト電圧あるいは低容量である特性を備え、かつ直列
抵抗を小さくするのに好適なショットキー型ダイオード
に関する。
従来のショットキー型ダイオードでは半導体基板のnま
たはn十領域の上にショットキー電極を設けていた。こ
のようなダイオードの例としてはアイ・イー・イー・イ
ー、ジャーナル オブ ソリッド ステート サーキツ
ツ、1978年8月。
たはn十領域の上にショットキー電極を設けていた。こ
のようなダイオードの例としてはアイ・イー・イー・イ
ー、ジャーナル オブ ソリッド ステート サーキツ
ツ、1978年8月。
420〜421頁(IEEE JOLIRNAL OF
5OLID−3TATE CIRCUITS、 VO
L、 5C13,pp420〜421 )に述べられて
いる。
5OLID−3TATE CIRCUITS、 VO
L、 5C13,pp420〜421 )に述べられて
いる。
上記従来技術はnまたはn十層の空乏層による容量につ
いて配慮されておらず、高速のスイッチング用などには
不適当であった。そこで、ショットキー電極下のnまた
はn十層を取り除くことを試みたところ、容量を小さく
し、またレベルシフト電圧が高くなる(ダイオードの順
方向電流電圧特性が高電圧側にシフトする)効果がある
ことが分った。しかしnまたはn十層を取り除くことに
よって新たに問題が発生した。すなわち、従来のダイオ
ードでは電極の幅を大きくするとそれに反比例して直列
抵抗は小さくなったが、ショットキー電極下のnまたは
n十層を除いたデイオードでは該電極下が高抵抗層とな
っているために、電極の幅全体に渡って電流が一様に流
れず、ある幅以上ではそれに比例して直列抵抗は小さく
ならないという問題があった。
いて配慮されておらず、高速のスイッチング用などには
不適当であった。そこで、ショットキー電極下のnまた
はn十層を取り除くことを試みたところ、容量を小さく
し、またレベルシフト電圧が高くなる(ダイオードの順
方向電流電圧特性が高電圧側にシフトする)効果がある
ことが分った。しかしnまたはn十層を取り除くことに
よって新たに問題が発生した。すなわち、従来のダイオ
ードでは電極の幅を大きくするとそれに反比例して直列
抵抗は小さくなったが、ショットキー電極下のnまたは
n十層を除いたデイオードでは該電極下が高抵抗層とな
っているために、電極の幅全体に渡って電流が一様に流
れず、ある幅以上ではそれに比例して直列抵抗は小さく
ならないという問題があった。
本発明の目的はある程度幅の大きいショットキー型ダイ
オードの容量を小さくあるいはレベルシフト電圧を高く
するとともに直列抵抗を小さくすることにある。
オードの容量を小さくあるいはレベルシフト電圧を高く
するとともに直列抵抗を小さくすることにある。
上記目的は、半導体基板上に設けたショットキー電極と
、該近傍に設けた高濃度不純物領域上のオーミック電極
とから成るダイオードの、ショットキー電極下の半導体
基板の中心部のみを比較的高濃度の不純物領域とし該周
辺を低不純物領域とすることによって達成される。
−〔作用〕 ショットキー電極下の半導体基板の中心部の比較的高濃
度(半導体によって異なるが例えばG a A sの場
合1 x 10” 〜6 x I Q17個/aj程度
)の層はショットキー電極下の半導体層の抵抗を下げシ
ョットキー電極と配線とのコンタクト穴付近に電流が集
申せ、ず、そこか″ら離れたショットキー電極の長手(
幅)方向にも電流が流れるようにする。これによってダ
イオードの直列抵抗がその幅が大きくなるのにともない
小さくなるようにすることができる。この比較的高濃度
不純物領域の周辺を低濃度(例えばGaAsの場合lX
l0”〜1x10tt個/d、好ましくは1xiozs
個/d以下)として、比較的高濃度の領域の容量と直列
に低容量の部分がショットキー電極とオーミック電極の
間に入るようにした。それによって、ダイオード全体の
容量を小さくし、またその印加電圧依存性も小さくでき
る。また、オーミック電極下の高濃度領域をショットキ
ー電極より十分(好ましくは0.2μm程度)離すこと
によって低濃度領域を厚くし、レベルシフト電圧を高く
できる。
、該近傍に設けた高濃度不純物領域上のオーミック電極
とから成るダイオードの、ショットキー電極下の半導体
基板の中心部のみを比較的高濃度の不純物領域とし該周
辺を低不純物領域とすることによって達成される。
−〔作用〕 ショットキー電極下の半導体基板の中心部の比較的高濃
度(半導体によって異なるが例えばG a A sの場
合1 x 10” 〜6 x I Q17個/aj程度
)の層はショットキー電極下の半導体層の抵抗を下げシ
ョットキー電極と配線とのコンタクト穴付近に電流が集
申せ、ず、そこか″ら離れたショットキー電極の長手(
幅)方向にも電流が流れるようにする。これによってダ
イオードの直列抵抗がその幅が大きくなるのにともない
小さくなるようにすることができる。この比較的高濃度
不純物領域の周辺を低濃度(例えばGaAsの場合lX
l0”〜1x10tt個/d、好ましくは1xiozs
個/d以下)として、比較的高濃度の領域の容量と直列
に低容量の部分がショットキー電極とオーミック電極の
間に入るようにした。それによって、ダイオード全体の
容量を小さくし、またその印加電圧依存性も小さくでき
る。また、オーミック電極下の高濃度領域をショットキ
ー電極より十分(好ましくは0.2μm程度)離すこと
によって低濃度領域を厚くし、レベルシフト電圧を高く
できる。
以下1本発明の実施例1を第1図、により説明する。第
1図(A)は本発明のショットキー型ダイオードの縦断
面図であり、GaAs半絶縁性基板5上にショットキー
電極6を設け、その中心部を比較的高濃度(G a 、
A siの場合1x1016〜6×1017個/ad程
度)の不純物層2、その周辺を低濃度(I X 101
番〜1×10エフ個/ aI、”好ましくは1xioz
6個/ai以下)の不純物層1とし。
1図(A)は本発明のショットキー型ダイオードの縦断
面図であり、GaAs半絶縁性基板5上にショットキー
電極6を設け、その中心部を比較的高濃度(G a 、
A siの場合1x1016〜6×1017個/ad程
度)の不純物層2、その周辺を低濃度(I X 101
番〜1×10エフ個/ aI、”好ましくは1xioz
6個/ai以下)の不純物層1とし。
n+ (5xlO17個/d8度)層4と、低濃度層
1の間は0.2〜0.3μm程度の側壁8によって分離
し、その下を比較的高濃度(IXIO18〜6×101
7個/cx1.好ましくは1×1017個/d程度)の
不純物層3としている。n+ A’f4のオーミック電
極7は、SiOx膜11と燐シリケートガラス膜12で
ショットキー電極から絶縁された配線9によって左右の
ものが結線されショットキー型ダイオードを構成してい
る。オーミック電極は左右に設けたが、直列抵抗がある
程度高くなっても良い場合には、片方だけにしてもよい
、第1図(B)は、実施例1のダイオードの平面図(フ
ォトマスク図)であり、ショットキー電極6の長手方向
がダイオードの幅である。コンタクト穴12は、ショッ
トキー電極に電圧を印加するための配線を、コンタクト
穴13はオーミック電極に配線を接続するためのもので
ある。ショットキー電極の抵抗がある程度高くても良い
時には、コンタクト穴12は1つだけでもよい、第2図
(A)〜第2図(D)に実施例1のダイオードの作製工
程を示す、まず、第2図(A)に示すように、GaAs
半絶縁性基板5上に化学気相堆積法により厚さ15nm
のS i Ox薄膜23を形成し、その上に厚さ1.1
μmのフォトレジスト21を被着する。
1の間は0.2〜0.3μm程度の側壁8によって分離
し、その下を比較的高濃度(IXIO18〜6×101
7個/cx1.好ましくは1×1017個/d程度)の
不純物層3としている。n+ A’f4のオーミック電
極7は、SiOx膜11と燐シリケートガラス膜12で
ショットキー電極から絶縁された配線9によって左右の
ものが結線されショットキー型ダイオードを構成してい
る。オーミック電極は左右に設けたが、直列抵抗がある
程度高くなっても良い場合には、片方だけにしてもよい
、第1図(B)は、実施例1のダイオードの平面図(フ
ォトマスク図)であり、ショットキー電極6の長手方向
がダイオードの幅である。コンタクト穴12は、ショッ
トキー電極に電圧を印加するための配線を、コンタクト
穴13はオーミック電極に配線を接続するためのもので
ある。ショットキー電極の抵抗がある程度高くても良い
時には、コンタクト穴12は1つだけでもよい、第2図
(A)〜第2図(D)に実施例1のダイオードの作製工
程を示す、まず、第2図(A)に示すように、GaAs
半絶縁性基板5上に化学気相堆積法により厚さ15nm
のS i Ox薄膜23を形成し、その上に厚さ1.1
μmのフォトレジスト21を被着する。
ショットキー電極下の比較的高濃度の不純物領域2とな
る部分のフォトレジストに窓開けを行って。
る部分のフォトレジストに窓開けを行って。
75kaVのエネルギーで4 X 10”aII−”(
7) ” S i +イオンを注入し、1層2を形成す
る0次に、このSi0g膜とフォトレジストを除去した
後、ショットキー電極6となるタングステンシリサイド
膜を200nmの厚さで被着して、フォトレジスト工程
とドライエツチングによってそれを加工し。
7) ” S i +イオンを注入し、1層2を形成す
る0次に、このSi0g膜とフォトレジストを除去した
後、ショットキー電極6となるタングステンシリサイド
膜を200nmの厚さで被着して、フォトレジスト工程
とドライエツチングによってそれを加工し。
第2図(B)に示すように1層2より両側0.5μm程
度大きいショットキー電116を形成する。
度大きいショットキー電116を形成する。
次に第2図(C)に示すように化学気相堆積法で50n
mの5iOa膜を形成し、75keVのエネルギーで4
X10”(21″″2のzs Si+イオンを注入し、
ショットキー電極と自己整合して11層3を形成する。
mの5iOa膜を形成し、75keVのエネルギーで4
X10”(21″″2のzs Si+イオンを注入し、
ショットキー電極と自己整合して11層3を形成する。
次に第2図(D)に示すように300nmのS i O
x膜を化学気相堆積法によって形成し、CF4ガスを使
った異方性の強い反応性イオンエツチングによってショ
ットキー電極の側面だけに5ifIL膜を残し、125
keVのエネルギーで2 X I Q ”as−”(1
)” S i + イオ’)を注入してn中層4を形成
する。
x膜を化学気相堆積法によって形成し、CF4ガスを使
った異方性の強い反応性イオンエツチングによってショ
ットキー電極の側面だけに5ifIL膜を残し、125
keVのエネルギーで2 X I Q ”as−”(1
)” S i + イオ’)を注入してn中層4を形成
する。
次に、化学気相堆積法によって1100nの5ift膜
を被着して、各不純物層1,2,3゜4を電気的に活性
化するために800℃の温度で15分のアニールを行う
、以下は第1図に示したオーミック電極と配線を設ける
工程である。すなわち、オーミック電極7を形成するた
めに、5ift膜11に通常のフォトエツチング工程で
窓開けした後、その他の部分にはフォトレジストを残し
たまま電子ビーム蒸着法を用いてAuGevNi及びA
uを堆積して不要部分をフォトレジストの除去とともに
リーフトオフではがし、熱処理を行って合金化し、オー
ミック電極を形成する0次に、ショットキー電極に通常
のフォトレジスト工程でコンタクト穴12をあけた後、
化学気相堆積法で燐シリケートガラス膜10を被着し、
フォトレジスト工程でコンタクト穴12及び13を開け
、MoおよびAuを堆積し、再びフォトレジスト工程と
、イオンミリングでAuとMoを加工して配線9を形成
して全ての工程を終了する。
を被着して、各不純物層1,2,3゜4を電気的に活性
化するために800℃の温度で15分のアニールを行う
、以下は第1図に示したオーミック電極と配線を設ける
工程である。すなわち、オーミック電極7を形成するた
めに、5ift膜11に通常のフォトエツチング工程で
窓開けした後、その他の部分にはフォトレジストを残し
たまま電子ビーム蒸着法を用いてAuGevNi及びA
uを堆積して不要部分をフォトレジストの除去とともに
リーフトオフではがし、熱処理を行って合金化し、オー
ミック電極を形成する0次に、ショットキー電極に通常
のフォトレジスト工程でコンタクト穴12をあけた後、
化学気相堆積法で燐シリケートガラス膜10を被着し、
フォトレジスト工程でコンタクト穴12及び13を開け
、MoおよびAuを堆積し、再びフォトレジスト工程と
、イオンミリングでAuとMoを加工して配線9を形成
して全ての工程を終了する。
本発明では容量を下げるためにショットキー電極下を低
不純物層1としたときに、ショットキー電極下が高抵抗
となって電流がコンタクト穴12から近い部分だけに集
中して流れ、幅を広くした時にコンタクト穴から離れた
部分が有効に働かなくなるのを防ぐため、比較的高濃度
の不純物層2をショットキー電極の中心部に設けた。n
中層4はショットキー電極6より離した方が容量を小さ
くできるが、低濃度領域1とn層 M4の間の構造によ
って電流電圧特性や容量電圧特性が異なる。
不純物層1としたときに、ショットキー電極下が高抵抗
となって電流がコンタクト穴12から近い部分だけに集
中して流れ、幅を広くした時にコンタクト穴から離れた
部分が有効に働かなくなるのを防ぐため、比較的高濃度
の不純物層2をショットキー電極の中心部に設けた。n
中層4はショットキー電極6より離した方が容量を小さ
くできるが、低濃度領域1とn層 M4の間の構造によ
って電流電圧特性や容量電圧特性が異なる。
この部分の構造が異なるものを実施例2(第3図)、実
施例3(第4図)に示す、実施例2では。
施例3(第4図)に示す、実施例2では。
実施例1の11層3がなく、第2図(C)の工程を省い
て作製でき、従来のダイオードよりも容量は小さくなる
。また、直列抵抗はやや高くなるが、レベルシフト電圧
が0.5V近く高くなる順方向(電流電圧特性が高電圧
側にシフトする)、実施例3は実施例1の11層3の位
置にn中層4を設けたもので第2図(C)の工程でn層
を形成するイオン注入にかえてn中層4を形成するイオ
ン注入を行い第2図(D)の工程を省いて作製でき、電
流電圧特性は従来のものとほぼ同じである。容量は実施
例1よりやや大きくなるがその電圧依存性は従来のダイ
オードより小さく、バイアス0.4V程度までゼロバイ
アスの時とほとんど変らない。
て作製でき、従来のダイオードよりも容量は小さくなる
。また、直列抵抗はやや高くなるが、レベルシフト電圧
が0.5V近く高くなる順方向(電流電圧特性が高電圧
側にシフトする)、実施例3は実施例1の11層3の位
置にn中層4を設けたもので第2図(C)の工程でn層
を形成するイオン注入にかえてn中層4を形成するイオ
ン注入を行い第2図(D)の工程を省いて作製でき、電
流電圧特性は従来のものとほぼ同じである。容量は実施
例1よりやや大きくなるがその電圧依存性は従来のダイ
オードより小さく、バイアス0.4V程度までゼロバイ
アスの時とほとんど変らない。
実施例1では11層3を設けたことにより、直列抵抗や
電流電圧特性は従来のものとほとんど(0,05V程度
高電圧側にシフトする)変らない、容量は実施例2と同
程度に小さい。
電流電圧特性は従来のものとほとんど(0,05V程度
高電圧側にシフトする)変らない、容量は実施例2と同
程度に小さい。
上記実施例ではG a A s半絶縁性基板を用いたが
、GaP、GaAsP、AQGaAs、I nPなどの
化合物半導体や、Si、Goなどを用いてもよい、また
、ショットキー電極には、W、AQ。
、GaP、GaAsP、AQGaAs、I nPなどの
化合物半導体や、Si、Goなどを用いてもよい、また
、ショットキー電極には、W、AQ。
Ti、Mo、CrやW/Aaのな2層膜を用いてもよい
。
。
本発明によれば、ショットキー電極下に比較的高濃度の
不純物領域2を設けたことにより、これがない場合、@
jloμm程度で直列抵抗が1000程度で飽和してし
まうのに対し、幅100μmにして12Ω(従来のダイ
オードは10Ω)に小さくできる効果があった。これに
加え、容量は従来の173以下になり、電圧依存性も小
さくまたレベルシフト電圧を従来より0.5V程度高く
できる(実施例2)効果があった。
不純物領域2を設けたことにより、これがない場合、@
jloμm程度で直列抵抗が1000程度で飽和してし
まうのに対し、幅100μmにして12Ω(従来のダイ
オードは10Ω)に小さくできる効果があった。これに
加え、容量は従来の173以下になり、電圧依存性も小
さくまたレベルシフト電圧を従来より0.5V程度高く
できる(実施例2)効果があった。
また、ショットキー電極下の周辺部が低濃度不純物領域
となっているので逆方向のリーク電流も小さくなる効果
がある。
となっているので逆方向のリーク電流も小さくなる効果
がある。
°第1図(A)は本発明の実施例1の縦断面図、第1図
(B)はその平面図(フォトマスク図)。 第2図(A)〜第2図(D)は実施例1の作製工程図、
第3図は実施例2の縦断面図、第4図は実施例3の縦断
面図である。 1・・・n″″(P−)層、2・・・n−n中層、3・
・・(n〜n+)層、4− n中層、5−GaAs基板
、6・・・ショットキー電極、7・・・オーミック電極
、8・・・側壁(SiOx膜)、9・・・配線、10・
・・燐シリケートガラス膜、11 、23−8 i O
x膜、12゜13・・・コンタクト穴、21・・・フォ
トレジスト、第 I 配 (八) (B) 掲 2 図 (ハ) (C) (D) 鴇 3[!1 猶 4I!1
(B)はその平面図(フォトマスク図)。 第2図(A)〜第2図(D)は実施例1の作製工程図、
第3図は実施例2の縦断面図、第4図は実施例3の縦断
面図である。 1・・・n″″(P−)層、2・・・n−n中層、3・
・・(n〜n+)層、4− n中層、5−GaAs基板
、6・・・ショットキー電極、7・・・オーミック電極
、8・・・側壁(SiOx膜)、9・・・配線、10・
・・燐シリケートガラス膜、11 、23−8 i O
x膜、12゜13・・・コンタクト穴、21・・・フォ
トレジスト、第 I 配 (八) (B) 掲 2 図 (ハ) (C) (D) 鴇 3[!1 猶 4I!1
Claims (1)
- 1、半導体基板上のショットキー電極と該半導体基板の
高不純物濃度領域上のオーミック電極より成るショット
キー型ダイオードにおいて、ショットキー電極下の半導
体基板の中心部を比較的高濃度の不純物領域とし、該高
濃度不純物領域の周辺部を低不純物濃度領域としたこと
を特徴とするショットキー型ダイオード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29411187A JPH01136365A (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | シヨツトキー型ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29411187A JPH01136365A (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | シヨツトキー型ダイオード |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01136365A true JPH01136365A (ja) | 1989-05-29 |
Family
ID=17803433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29411187A Pending JPH01136365A (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | シヨツトキー型ダイオード |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01136365A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5376812A (en) * | 1989-04-12 | 1994-12-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
JP2008101827A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Hoshizaki Electric Co Ltd | 自動製氷機の運転方法 |
-
1987
- 1987-11-24 JP JP29411187A patent/JPH01136365A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5376812A (en) * | 1989-04-12 | 1994-12-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
JP2008101827A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Hoshizaki Electric Co Ltd | 自動製氷機の運転方法 |
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