JPH0260158A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0260158A JPH0260158A JP21185488A JP21185488A JPH0260158A JP H0260158 A JPH0260158 A JP H0260158A JP 21185488 A JP21185488 A JP 21185488A JP 21185488 A JP21185488 A JP 21185488A JP H0260158 A JPH0260158 A JP H0260158A
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Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にシリコンゲ
ート相補性MOS型電界効果トランジスタとNPNおよ
び縦型PNPバイポーラトランジスタを同一の基板上に
形成する半導体装置の製造方法に関する。
ート相補性MOS型電界効果トランジスタとNPNおよ
び縦型PNPバイポーラトランジスタを同一の基板上に
形成する半導体装置の製造方法に関する。
バイポーラトランジスタと、相補性MOS型電界効果ト
ランジスタ(以下CMOS)ランジスタと記す)を同一
半導体基板上に形成した集積回路(以下Bi−CMOS
ICと記す)は、バイポーラトランジスタの高速動作、
高駆動能力と、0MOS)ランジスタの低消費電力動作
を同時に実現出来ることから、近年多くの試みが報告さ
れており、NPN)ランジスタばかりでなく、横型や縦
型のPNP)ランジスタの同一基板上への形成が行われ
ている。
ランジスタ(以下CMOS)ランジスタと記す)を同一
半導体基板上に形成した集積回路(以下Bi−CMOS
ICと記す)は、バイポーラトランジスタの高速動作、
高駆動能力と、0MOS)ランジスタの低消費電力動作
を同時に実現出来ることから、近年多くの試みが報告さ
れており、NPN)ランジスタばかりでなく、横型や縦
型のPNP)ランジスタの同一基板上への形成が行われ
ている。
従来報告されているBi−0MOSIC製造プロセスに
より形成した縦型PNP)ランジスタを含むBi−0M
OS素子の断面図の一例を第3図に示′す。このBi−
0MOS素子の製造工程を順を追って説明すると、先ず
不純物濃度1〜2×10 ”cm−’のP型半導体基板
1に、N+型型埋領領域2P+型埋込領域3を形成した
後、N型エピタキシャル層4を1〜5μm程度成長する
。このとき、縦型PNP)ランジスタ形成領域では、N
+型型埋領領域2P+型埋込領域3を重ねて形成し、し
かもP+型埋込領域3がN+型型埋領領域2りもせり上
がるように形成しなければならない。次に、Piミラエ
ル域5と縦型PNP トランジスタのコレクタ領域6を
同時に形成し、さらにNウェル領域7を形成する。次に
、縦型PNP)ランジスタのベースとなる領域26にリ
ン等のN型不純物を1〜5 X 1013cm−2程度
イオン注入したのち素子間分離酸化膜8を形成する。ゲ
ート酸化膜形成後、MOS)ランジスタのゲート電極9
およびNPNトランジスタのコレクタ10に多結晶シリ
コン層を成長し、不純物を拡散を行いNPN)ランジス
タのコレクタ領域11を形成する。さらにNPNトラン
ジスタのベース領域12形成後、NチャネルMOS)ラ
ンジスタのソース、ドレイン領域15、NPNトランジ
スタのエミッタ領域16、縦型PNP )ランジスタの
ベース・コンタクト領域17をドーズMk 5 X 1
01sam−2程度のヒ素ノイオン注入によって同時に
形成する。最後にPチャネルMOS)ランジスタのソー
ス、ドレイン領域19、NPN)ランジスタのベース・
コンタクト領域20および縦型PNP )ランジスタの
エミッタ領域21をドーズ量5.0X10”c+n”程
度のホウ素のイオン注入によって形成する。以上の製造
工程により、縦型PNP )ランジスタを含むBi−0
MOS素子を製造していた。
より形成した縦型PNP)ランジスタを含むBi−0M
OS素子の断面図の一例を第3図に示′す。このBi−
0MOS素子の製造工程を順を追って説明すると、先ず
不純物濃度1〜2×10 ”cm−’のP型半導体基板
1に、N+型型埋領領域2P+型埋込領域3を形成した
後、N型エピタキシャル層4を1〜5μm程度成長する
。このとき、縦型PNP)ランジスタ形成領域では、N
+型型埋領領域2P+型埋込領域3を重ねて形成し、し
かもP+型埋込領域3がN+型型埋領領域2りもせり上
がるように形成しなければならない。次に、Piミラエ
ル域5と縦型PNP トランジスタのコレクタ領域6を
同時に形成し、さらにNウェル領域7を形成する。次に
、縦型PNP)ランジスタのベースとなる領域26にリ
ン等のN型不純物を1〜5 X 1013cm−2程度
イオン注入したのち素子間分離酸化膜8を形成する。ゲ
ート酸化膜形成後、MOS)ランジスタのゲート電極9
およびNPNトランジスタのコレクタ10に多結晶シリ
コン層を成長し、不純物を拡散を行いNPN)ランジス
タのコレクタ領域11を形成する。さらにNPNトラン
ジスタのベース領域12形成後、NチャネルMOS)ラ
ンジスタのソース、ドレイン領域15、NPNトランジ
スタのエミッタ領域16、縦型PNP )ランジスタの
ベース・コンタクト領域17をドーズMk 5 X 1
01sam−2程度のヒ素ノイオン注入によって同時に
形成する。最後にPチャネルMOS)ランジスタのソー
ス、ドレイン領域19、NPN)ランジスタのベース・
コンタクト領域20および縦型PNP )ランジスタの
エミッタ領域21をドーズ量5.0X10”c+n”程
度のホウ素のイオン注入によって形成する。以上の製造
工程により、縦型PNP )ランジスタを含むBi−0
MOS素子を製造していた。
上述した縦型PNP )ランジスタを含むBi−0MO
Sの製造方法は、縦型PNP)ランジスタのコレクタと
なるP+型埋込領域3を基板1からフローティングする
ために、N+型型埋領領域2上重ねて形成する必要があ
った。しかし、P+型埋込領域3とN+型型埋領領域2
ベース・コレクタ接合面は、互いに不純物濃度が高いた
め、耐圧に問題があった。また従来の製造方法では、ベ
ース抵抗が高くなるため、良好な高周波特性が得られな
いという難点があり、ベース抵抗を低減するために、N
型不純物を深く拡散する手段を用いていたが、他の素子
領域の形成条件との兼ね合いから多数回の熱処理を行う
ため、拡散深さ、不純物濃度の制御性が悪く、バラツキ
も大きくなってしまうという欠点があった。
Sの製造方法は、縦型PNP)ランジスタのコレクタと
なるP+型埋込領域3を基板1からフローティングする
ために、N+型型埋領領域2上重ねて形成する必要があ
った。しかし、P+型埋込領域3とN+型型埋領領域2
ベース・コレクタ接合面は、互いに不純物濃度が高いた
め、耐圧に問題があった。また従来の製造方法では、ベ
ース抵抗が高くなるため、良好な高周波特性が得られな
いという難点があり、ベース抵抗を低減するために、N
型不純物を深く拡散する手段を用いていたが、他の素子
領域の形成条件との兼ね合いから多数回の熱処理を行う
ため、拡散深さ、不純物濃度の制御性が悪く、バラツキ
も大きくなってしまうという欠点があった。
本発明の目的は、縦型PNP )ランジスタのベース領
域の不純物濃度の制御が容易で、バラツキを少なくでき
、しかもベース・コレクタ間の耐圧が向上することがで
きる半導体装置の製造方法を提供することにある。
域の不純物濃度の制御が容易で、バラツキを少なくでき
、しかもベース・コレクタ間の耐圧が向上することがで
きる半導体装置の製造方法を提供することにある。
本発明の半導体装置の製造方法は、シリコンゲート相補
性MOS型電界効果トランジスタとNPNおよび縦型P
NPバイポーラトランジスタとを同一の半導体基板上に
形成する半導体装置の製造方法において、前記縦型バイ
ポーラトランジスタのコレクタ領域を前記NチャネルM
OS型電界・効果トランジスタが形成されるP型基板領
域と同時に形成する工程と、ベース領域をN型選択エピ
タキシャル成長を用いて形成する工程と、前記選択エピ
タキシャル層内にP+型エミッタ領域を形成する工程と
を含んで構成される。
性MOS型電界効果トランジスタとNPNおよび縦型P
NPバイポーラトランジスタとを同一の半導体基板上に
形成する半導体装置の製造方法において、前記縦型バイ
ポーラトランジスタのコレクタ領域を前記NチャネルM
OS型電界・効果トランジスタが形成されるP型基板領
域と同時に形成する工程と、ベース領域をN型選択エピ
タキシャル成長を用いて形成する工程と、前記選択エピ
タキシャル層内にP+型エミッタ領域を形成する工程と
を含んで構成される。
以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
第1図(a)乃至(d)は本発明の第1の実施例を説明
するための工程順に示した半導体チップの断面図である
。まず第1図(a)に示すように、P−型シリコン基板
1を用意し、N++埋込層2およびP1濃込層3を形成
したのち、例えば、不純物濃度5 X I O”cm”
−’程度のN型エピタキシャル層4を1〜5μm程度形
成する。NチャネルMOSトランジスタのチャネル領域
を形成するためのP型基板領域としてのP型ウェル領域
5と縦ff1PNPトランジスタのコレクタとなる領域
6およびP型分離拡散領域6′を形成するためホウ素を
、N型ウェル7を形成するためリンをそれぞれ例えばド
ーズ量5 X 1012am””およびI X 10
”am−2程度でイオン注入を行う。素子間分離用酸化
膜8を形成し、さらにゲート酸化膜を形成したのち、ゲ
ート電極9およびN+型コレクタ電極10となる多結晶
シリコンを例えば0.6μm程度成長し、不純物拡散を
行ってN型コレクタコンタクト領域11を形成する。さ
らにP型ベース領域12をホウ素のイオン注入等によっ
て形成する。次に縦型PNP)ランジスタが形成される
領域の酸化膜を除去したのち、この部分にだけ選択的に
N型エピタキシャル層13を成長させる。選択エピタキ
シャル成長を行うにはS i H2CII 2 HC
l2−H2−PH3混合ガスを用いて減圧下で行う方法
がある。また、分子線エピタキシャル法(MBE法)を
用いれば高精度の膜厚および濃度制御が可能となる。次
に第1図(b)に示すように多結晶シリコン層9,10
および選択エピタキシャル成長層13の表面を酸化し、
イオン注入マスク材14を形成したのち、ドーズ量5
X 10 ”cm−2程度のヒ素のイオン注入を行い、
第1図(C)に示すようにN+型ソース、ドレイン領域
15、N+型エミッタ領域16、N+型ベース・コンタ
クト領域17を同時に形成する。さらにマスク材18を
形成したのち、ドーズ量l X I Q ”cm−2程
度のホウ素のイオン注入を行い、第1図(d)に示すよ
うに、P+型ソース・ドレイン領域19、P+型ベース
・フンタクト領域20、P+型エミッタ領域21および
P”ffコレクタ・コンタクト領域22を同時に形成し
て完成する。金属配線等は従来の方法を用いて行う。本
実施例により、ベース領域をエピタキシャル層により形
成するためベース領域を浅く形成できるためベース抵抗
を下げることができ、しかもベース・コレクタ間の接面
がエピタキシャル層と接しているため耐圧が向上する効
果がある。
するための工程順に示した半導体チップの断面図である
。まず第1図(a)に示すように、P−型シリコン基板
1を用意し、N++埋込層2およびP1濃込層3を形成
したのち、例えば、不純物濃度5 X I O”cm”
−’程度のN型エピタキシャル層4を1〜5μm程度形
成する。NチャネルMOSトランジスタのチャネル領域
を形成するためのP型基板領域としてのP型ウェル領域
5と縦ff1PNPトランジスタのコレクタとなる領域
6およびP型分離拡散領域6′を形成するためホウ素を
、N型ウェル7を形成するためリンをそれぞれ例えばド
ーズ量5 X 1012am””およびI X 10
”am−2程度でイオン注入を行う。素子間分離用酸化
膜8を形成し、さらにゲート酸化膜を形成したのち、ゲ
ート電極9およびN+型コレクタ電極10となる多結晶
シリコンを例えば0.6μm程度成長し、不純物拡散を
行ってN型コレクタコンタクト領域11を形成する。さ
らにP型ベース領域12をホウ素のイオン注入等によっ
て形成する。次に縦型PNP)ランジスタが形成される
領域の酸化膜を除去したのち、この部分にだけ選択的に
N型エピタキシャル層13を成長させる。選択エピタキ
シャル成長を行うにはS i H2CII 2 HC
l2−H2−PH3混合ガスを用いて減圧下で行う方法
がある。また、分子線エピタキシャル法(MBE法)を
用いれば高精度の膜厚および濃度制御が可能となる。次
に第1図(b)に示すように多結晶シリコン層9,10
および選択エピタキシャル成長層13の表面を酸化し、
イオン注入マスク材14を形成したのち、ドーズ量5
X 10 ”cm−2程度のヒ素のイオン注入を行い、
第1図(C)に示すようにN+型ソース、ドレイン領域
15、N+型エミッタ領域16、N+型ベース・コンタ
クト領域17を同時に形成する。さらにマスク材18を
形成したのち、ドーズ量l X I Q ”cm−2程
度のホウ素のイオン注入を行い、第1図(d)に示すよ
うに、P+型ソース・ドレイン領域19、P+型ベース
・フンタクト領域20、P+型エミッタ領域21および
P”ffコレクタ・コンタクト領域22を同時に形成し
て完成する。金属配線等は従来の方法を用いて行う。本
実施例により、ベース領域をエピタキシャル層により形
成するためベース領域を浅く形成できるためベース抵抗
を下げることができ、しかもベース・コレクタ間の接面
がエピタキシャル層と接しているため耐圧が向上する効
果がある。
第2図は本発明の第2の実施例を説明するための半導体
チップの断面図である。本実施例は第1の実施例の製造
方法において、N型エピタキシャル層4の代わりにP−
型エピタキシャル層31を成長させてる。このため必要
となる埋込層はN+型埋込層2の4である。次に、NP
N)’ランジスタを形成するために、N型コレクタ領域
23をN型ウェル24と同時に形成し、更に縦型PNP
)ランジスタをNPN)ランジスタやNチャネルMO
Sトランジスタと分離するためにN型分離拡散領域25
も同時に形成することによりP−型エピタキシャル層3
1が縦型PNP)ランジスタのコレクタ領域とNチャネ
ルMOS)ランジスタのチャネル領域となる。それ以外
は全く第1の実施例と同じ工程で作成される。P型エピ
タキシャル層31を使用することによってP型埋込層を
形成する工程を削減することができる。
チップの断面図である。本実施例は第1の実施例の製造
方法において、N型エピタキシャル層4の代わりにP−
型エピタキシャル層31を成長させてる。このため必要
となる埋込層はN+型埋込層2の4である。次に、NP
N)’ランジスタを形成するために、N型コレクタ領域
23をN型ウェル24と同時に形成し、更に縦型PNP
)ランジスタをNPN)ランジスタやNチャネルMO
Sトランジスタと分離するためにN型分離拡散領域25
も同時に形成することによりP−型エピタキシャル層3
1が縦型PNP)ランジスタのコレクタ領域とNチャネ
ルMOS)ランジスタのチャネル領域となる。それ以外
は全く第1の実施例と同じ工程で作成される。P型エピ
タキシャル層31を使用することによってP型埋込層を
形成する工程を削減することができる。
以上説明したように本発明は、縦形PNP )ランジス
タのベース領域を選択エピタキシャル成長層を用いて残
し形成するため、ベース不純物濃度の制御を独立に行う
ことができしかもバラツキが少なく作製することができ
る効果がある。またベース・コレクタ間接合がベース領
域がエピタキシャル層であるため耐圧が向上し、N型エ
ピタキシャル層の代わりにP型エピタキシャル層を用い
ればP+型埋込層の形成も必要がなく、工程短縮が図ら
れる。
タのベース領域を選択エピタキシャル成長層を用いて残
し形成するため、ベース不純物濃度の制御を独立に行う
ことができしかもバラツキが少なく作製することができ
る効果がある。またベース・コレクタ間接合がベース領
域がエピタキシャル層であるため耐圧が向上し、N型エ
ピタキシャル層の代わりにP型エピタキシャル層を用い
ればP+型埋込層の形成も必要がなく、工程短縮が図ら
れる。
第1図(a)乃至(d)は本発明の第1の実施例を説明
するための工程順に示した半導体チップの断面図、第2
図は本発明の第2の実施例を説明するための半導体チッ
プの断面図、第3図は従来の縦型PNP)ランジスタを
含むBi−0MOSICの一例を説明するための半導体
チップの断面図である。 1・・・・・・P−型シリコン基板、2・・・・・・N
+型埋込層、3・・・・・・P+型埋込層、4・・・・
・・N型エピタキシャル層、5・・・・・・P型ウェル
領域、6・・・・・・P型コレクタ領域、7・・・・・
・N型ウェル領域、8・・・・・・素子間分離酸化膜、
9・・・・・・ゲート多結晶シリコン、lO・・・・・
・N+型コレクタ多結晶シリコン電極、11・・・・・
・N”ffコレクタコンタクト領域、12・・・・・・
P型ベース領域、13・・・・・・N型選択エピタキシ
ャル層、14・・・・・・マスク材、15・・・・・・
N+型ソース・ドレイン領域、16・・・・・・N+型
エミッタ領域、17・・・・・・N+ベース・フンタク
ト領域、18・・・・・・マスク材、19・・・・・・
P+型ソース・ドレイン領域、20・・・・・・P+型
ベース・コンタクト領域、21・・・・・・p ”FJ
x。 ミッタ領域、22・・・・・・P+型コレクタコンタク
ト領域、23・・・・・・N型コレクタ領域、24・・
・・・・N型ウェル領域、25・・・・・・N型分離拡
散領域、31・・・・・・Pffiエピタキシャル層。 代理人 弁理士 内 原 晋
するための工程順に示した半導体チップの断面図、第2
図は本発明の第2の実施例を説明するための半導体チッ
プの断面図、第3図は従来の縦型PNP)ランジスタを
含むBi−0MOSICの一例を説明するための半導体
チップの断面図である。 1・・・・・・P−型シリコン基板、2・・・・・・N
+型埋込層、3・・・・・・P+型埋込層、4・・・・
・・N型エピタキシャル層、5・・・・・・P型ウェル
領域、6・・・・・・P型コレクタ領域、7・・・・・
・N型ウェル領域、8・・・・・・素子間分離酸化膜、
9・・・・・・ゲート多結晶シリコン、lO・・・・・
・N+型コレクタ多結晶シリコン電極、11・・・・・
・N”ffコレクタコンタクト領域、12・・・・・・
P型ベース領域、13・・・・・・N型選択エピタキシ
ャル層、14・・・・・・マスク材、15・・・・・・
N+型ソース・ドレイン領域、16・・・・・・N+型
エミッタ領域、17・・・・・・N+ベース・フンタク
ト領域、18・・・・・・マスク材、19・・・・・・
P+型ソース・ドレイン領域、20・・・・・・P+型
ベース・コンタクト領域、21・・・・・・p ”FJ
x。 ミッタ領域、22・・・・・・P+型コレクタコンタク
ト領域、23・・・・・・N型コレクタ領域、24・・
・・・・N型ウェル領域、25・・・・・・N型分離拡
散領域、31・・・・・・Pffiエピタキシャル層。 代理人 弁理士 内 原 晋
Claims (1)
- 相補性MOS型電界効果トランジスタとNPNおよび
縦型PNPバイポーラトランジスタとを同一の半導体基
板上に形成する半導体装置の製造方法において、前記縦
型PNPバイポーラトランジスタのコレクタ領域を前記
NチャネルMOS型電界効果トランジスタが形成される
P型基板領域と同時に形成する工程と、ベース領域をN
型選択エピタキシャル成長を用いて形成する工程と、前
記N型選択エピタキシャル層内にP型エミッタ領域を形
成する工程とを含む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 |
---|---|---|---|
JP21185488A JPH0260158A (ja) | 1988-08-25 | 1988-08-25 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21185488A JPH0260158A (ja) | 1988-08-25 | 1988-08-25 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0260158A true JPH0260158A (ja) | 1990-02-28 |
Family
ID=16612698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21185488A Pending JPH0260158A (ja) | 1988-08-25 | 1988-08-25 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0260158A (ja) |
-
1988
- 1988-08-25 JP JP21185488A patent/JPH0260158A/ja active Pending
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