JPH03135028A - 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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- JPH03135028A JPH03135028A JP27288389A JP27288389A JPH03135028A JP H03135028 A JPH03135028 A JP H03135028A JP 27288389 A JP27288389 A JP 27288389A JP 27288389 A JP27288389 A JP 27288389A JP H03135028 A JPH03135028 A JP H03135028A
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 28
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
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- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 14
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- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
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- Bipolar Transistors (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Design And Manufacture Of 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、特にバイポーラ
トランジスタとザップ用PN接合ダイオードとを同時に
形成する製造方法に関する。
トランジスタとザップ用PN接合ダイオードとを同時に
形成する製造方法に関する。
半導体集積回路において、抵抗の設計値からのずれを補
正するのにしばしばPN接合ダイオードをザップ(急破
壊)して使う。このときダイオオード(以下、ザップD
iと記す)にはNPNバイポーラトランジスタ(以下、
NPN Trと記す)のエミッターベース接合のツェ
ナー降伏を利用した、いわゆるEBツェナーDiが多い
。すなわち、EBツェナーDiに逆方向の接合破壊を起
こす電圧をかけ、過剰電流を瞬時に流すことでコンタク
ト間に電極のアルミを溶融侵入させて短絡するものであ
る。
正するのにしばしばPN接合ダイオードをザップ(急破
壊)して使う。このときダイオオード(以下、ザップD
iと記す)にはNPNバイポーラトランジスタ(以下、
NPN Trと記す)のエミッターベース接合のツェ
ナー降伏を利用した、いわゆるEBツェナーDiが多い
。すなわち、EBツェナーDiに逆方向の接合破壊を起
こす電圧をかけ、過剰電流を瞬時に流すことでコンタク
ト間に電極のアルミを溶融侵入させて短絡するものであ
る。
一方、NPNTrの高速化・縮小化のため、エミッタを
多結晶シリコン層からのヒ素の拡散で形成するプロセス
が最近では主流となっている。
多結晶シリコン層からのヒ素の拡散で形成するプロセス
が最近では主流となっている。
第3図には、エミッタに多結晶シリコン層を使った場合
にサップDiとしてEBツェナーDiを用いた従来例を
示す。ベース14a、1.4bは深さ約0.5〜0.7
)t m 、表面濃度的1017〜1018Cffl
−’となるようポロンのイオン注入で形成する。
にサップDiとしてEBツェナーDiを用いた従来例を
示す。ベース14a、1.4bは深さ約0.5〜0.7
)t m 、表面濃度的1017〜1018Cffl
−’となるようポロンのイオン注入で形成する。
次いでエミッタ19a、19cは厚さ約2000〜30
00人の多結晶シリコン層18a、18cからヒ素のイ
オン注入で深さ約0.1〜0.2μm、表面濃度的10
20〜l O21cm−3となるように形成する。この
場合のEBツェナーDiは10〜30Vの逆バイアスで
数百mA、数士ms間電流を流すことでサップできる。
00人の多結晶シリコン層18a、18cからヒ素のイ
オン注入で深さ約0.1〜0.2μm、表面濃度的10
20〜l O21cm−3となるように形成する。この
場合のEBツェナーDiは10〜30Vの逆バイアスで
数百mA、数士ms間電流を流すことでサップできる。
この従来のEEツェナーDiによるサップでは、EBツ
ェナーDiのN+アルミ電極20d下に多結晶シリコン
層18cがあるため、アルミがコンタクト間のシリコン
界面を侵入しにくくなる。したがって、サップに必要な
電圧(以下、サップ電圧と記す)が大きくなり、そのば
らつきも大きく、かつ短絡後にできる抵抗(以下、層抵
抗と記す)のばらつきも大きくなるという問題点があっ
た。
ェナーDiのN+アルミ電極20d下に多結晶シリコン
層18cがあるため、アルミがコンタクト間のシリコン
界面を侵入しにくくなる。したがって、サップに必要な
電圧(以下、サップ電圧と記す)が大きくなり、そのば
らつきも大きく、かつ短絡後にできる抵抗(以下、層抵
抗と記す)のばらつきも大きくなるという問題点があっ
た。
また、EBツェナーDiの多結晶シリコン層18cのみ
エツチングしてN+アルミ電極20dを直接N+コンタ
クト上に置けば上記欠点はなくなるが、このためにフォ
トレジスト工程が1回増えるという問題点がある。
エツチングしてN+アルミ電極20dを直接N+コンタ
クト上に置けば上記欠点はなくなるが、このためにフォ
トレジスト工程が1回増えるという問題点がある。
本発明の半導体装置の製造方法は、第1導電型の半導体
基板に前記基板よりも高濃度の第1導電型のコレクタ領
域と接合ダイオードの第1領域とを同時に形成する工程
と、第2導電型の外部ベース領域と同時に前記第1領域
に接する第2領域を形成する工程と、前記外部ベース領
域に接するように前記外部ベース領域よりも低濃度の第
2導電型の内部ベース領域を形成する工程と、前記内部
ベース領域上に第1導電型の多結晶シリコン層を形成す
る工程と、前記多結晶シリコン層からの拡散によって前
記内部ベース領域内に第1導電型のエミッタ領域を形成
する工程と、前記エミッタ領域上の多結晶シリコン層と
前記外部ベース領域と前記コレクタ領域と前記第1領域
と前記第2領域との上にアルミ電極を形成する工程と、
前記接合ダイオードに逆方向降伏電圧をかけて過剰電流
を瞬時に流し、前記第1領域と前記第2領域との間を溶
融アルミで短絡する工程とを有する。
基板に前記基板よりも高濃度の第1導電型のコレクタ領
域と接合ダイオードの第1領域とを同時に形成する工程
と、第2導電型の外部ベース領域と同時に前記第1領域
に接する第2領域を形成する工程と、前記外部ベース領
域に接するように前記外部ベース領域よりも低濃度の第
2導電型の内部ベース領域を形成する工程と、前記内部
ベース領域上に第1導電型の多結晶シリコン層を形成す
る工程と、前記多結晶シリコン層からの拡散によって前
記内部ベース領域内に第1導電型のエミッタ領域を形成
する工程と、前記エミッタ領域上の多結晶シリコン層と
前記外部ベース領域と前記コレクタ領域と前記第1領域
と前記第2領域との上にアルミ電極を形成する工程と、
前記接合ダイオードに逆方向降伏電圧をかけて過剰電流
を瞬時に流し、前記第1領域と前記第2領域との間を溶
融アルミで短絡する工程とを有する。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図(a)〜(h)は本発明の第1の実施例を説明す
るための断面図である。
るための断面図である。
まず、第1図(a)に示すように、濃度約1016印−
3のP型シリコン基板1上に、たとえばアンチモンの拡
散により層抵抗約20〜30Ω/口のN+型埋込層2を
形成した後、たとえばポロンのイオン注入により層抵抗
約200〜300Ω/口のP+型埋込層3を形成し、濃
度的10”cm−2のN型エピタキシャルを厚さ約10
〜14μm成長させる。
3のP型シリコン基板1上に、たとえばアンチモンの拡
散により層抵抗約20〜30Ω/口のN+型埋込層2を
形成した後、たとえばポロンのイオン注入により層抵抗
約200〜300Ω/口のP+型埋込層3を形成し、濃
度的10”cm−2のN型エピタキシャルを厚さ約10
〜14μm成長させる。
次に、第1図(b)に示すように、NPNTrのコレク
タの一部となるN+型拡散領域5aと同時にサップDi
のPN接合を形成するN型側拡散領域5bを、たとえば
リンの拡散により表面濃度的10 ”〜10 ”cm−
3、深さ約8〜10μmでN”型埋込層2と連続するよ
うに形成する。さらに、表面濃度的10 ”Cm−31
深さ約8〜10μmのP+型絶縁領域6をP+型埋込層
3と連続するように形成する。その後、選択酸化により
厚さ約1〜2μmのフィールド酸化膜7をP+型絶縁領
域6上に形成する。次いで第1図(c)に示すように、
N−型エピタキシャル層4上およびN+型拡散領域5a
。
タの一部となるN+型拡散領域5aと同時にサップDi
のPN接合を形成するN型側拡散領域5bを、たとえば
リンの拡散により表面濃度的10 ”〜10 ”cm−
3、深さ約8〜10μmでN”型埋込層2と連続するよ
うに形成する。さらに、表面濃度的10 ”Cm−31
深さ約8〜10μmのP+型絶縁領域6をP+型埋込層
3と連続するように形成する。その後、選択酸化により
厚さ約1〜2μmのフィールド酸化膜7をP+型絶縁領
域6上に形成する。次いで第1図(c)に示すように、
N−型エピタキシャル層4上およびN+型拡散領域5a
。
5b上に熱酸化による酸化膜を形成する。このときN−
型エピタキシャル層4上の酸化膜8a、8dの厚さを約
600〜800人となるように形成するが、高濃度のリ
ンが拡散されているN+型拡散領域5a、5b上の酸化
膜8b、8cは約2倍の1300〜1700人の厚さと
なる。次にレジストをマスクにしてたとえばポロンを加
速エネルギーE=30keV、 ドーズ量Φ= 1〜
1.5 Xl 0 ”cm−2でイオン注入する。この
ときポロンの酸化膜中の投影飛程は約1000人である
ので、酸化膜8a、8d下には高濃度のP+型イオン注
入領域10a、lobが形成されるが、酸化膜8Cの下
にはポロンはほとんど注入されず、N+型拡散領域5b
の濃度にはほとんど影響を与えない。
型エピタキシャル層4上の酸化膜8a、8dの厚さを約
600〜800人となるように形成するが、高濃度のリ
ンが拡散されているN+型拡散領域5a、5b上の酸化
膜8b、8cは約2倍の1300〜1700人の厚さと
なる。次にレジストをマスクにしてたとえばポロンを加
速エネルギーE=30keV、 ドーズ量Φ= 1〜
1.5 Xl 0 ”cm−2でイオン注入する。この
ときポロンの酸化膜中の投影飛程は約1000人である
ので、酸化膜8a、8d下には高濃度のP+型イオン注
入領域10a、lobが形成されるが、酸化膜8Cの下
にはポロンはほとんど注入されず、N+型拡散領域5b
の濃度にはほとんど影響を与えない。
次いで第1図(d)に示すようにアニールを行なってポ
ロンを再分布させ、NPN Trの外部ベースおよび
サップDiのP型側となるP+型拡散領域11aおよび
llbを形成する。次にレジストをマスクにして、たと
えばポロンをE=50〜60keV、Φ=0.5〜2×
1013cm−’でイオン注入し、P型イオン注入領域
13aを形成する。
ロンを再分布させ、NPN Trの外部ベースおよび
サップDiのP型側となるP+型拡散領域11aおよび
llbを形成する。次にレジストをマスクにして、たと
えばポロンをE=50〜60keV、Φ=0.5〜2×
1013cm−’でイオン注入し、P型イオン注入領域
13aを形成する。
次いで第1図(e)に示すように7ニールを行なってN
PNTrの内部ベースとなるP型拡散領域14aを形成
し、その後、全面に減圧CVDにより厚さ約1000〜
2000人の窒化膜15を成長させる。次に窒化膜15
を選択的にエツチングして開口部16a〜16eを形成
した後、エミッタを形成する開口部16aおよびコレク
タコンタクトとなる開口部16cのみ酸化膜まで選択的
にエツチングする。次いで第1図(「)に示すように、
厚さ約2000〜3000人の多結晶シリコン層18を
全面に成長させた後、全面にたとえばヒ素をE=70〜
80keV、Φ=0.5〜lx1016cm−”でイオ
ン注入し、さらにアニールして開口部16aおよび16
cから、エミッタおよびコレクタコンタクトとなるN+
型拡散領域19aおよび19bを形成する。次に第1図
(g)に示すように、多結晶シリコン層18を選択的に
エツチングしてエミッタおよびフレフタコンタクト上に
18aおよび18bとして残し、その後、ベース上開口
部16bおよびサップDiの開口部16d、16e上の
酸化膜をエツチングする。最後にNPN Trのエミ
ッタ、ベース、コレクタおよびサップDiのN型・P型
コンタクト上にアルミ電極20a。
PNTrの内部ベースとなるP型拡散領域14aを形成
し、その後、全面に減圧CVDにより厚さ約1000〜
2000人の窒化膜15を成長させる。次に窒化膜15
を選択的にエツチングして開口部16a〜16eを形成
した後、エミッタを形成する開口部16aおよびコレク
タコンタクトとなる開口部16cのみ酸化膜まで選択的
にエツチングする。次いで第1図(「)に示すように、
厚さ約2000〜3000人の多結晶シリコン層18を
全面に成長させた後、全面にたとえばヒ素をE=70〜
80keV、Φ=0.5〜lx1016cm−”でイオ
ン注入し、さらにアニールして開口部16aおよび16
cから、エミッタおよびコレクタコンタクトとなるN+
型拡散領域19aおよび19bを形成する。次に第1図
(g)に示すように、多結晶シリコン層18を選択的に
エツチングしてエミッタおよびフレフタコンタクト上に
18aおよび18bとして残し、その後、ベース上開口
部16bおよびサップDiの開口部16d、16e上の
酸化膜をエツチングする。最後にNPN Trのエミ
ッタ、ベース、コレクタおよびサップDiのN型・P型
コンタクト上にアルミ電極20a。
20b、20c、および20d、20eを形成した後、
サップDiに逆方向降伏電圧を印加し、数百m A 、
数十式の電流を流して開口部16d。
サップDiに逆方向降伏電圧を印加し、数百m A 、
数十式の電流を流して開口部16d。
16c間に溶融アルミ21を形成しサップを行なう。
第2図(a)、 (b)は第2の実施例を説明するため
の断面図である。前述の第1の実施例において酸化膜8
c、8dを薄くする場合、あるいはポロンのイオン注入
で加速エネルギーを上げたり、ドーズ量を高くしたりす
る場合には第1図(C)に示すP+型イオン注入領域1
0cが高濃度で深くなり、N+型拡散領域5bの表面濃
度を下げてフンタクト抵抗を大きくしたり、最悪の場合
は5bの表面がP型に反転してダイオードを形成できな
くなる可能性がある。これを防ぐためには第2図(a)
のようにレジスト9のパターンを変えてポロンのイオン
注入領域10cがN+型拡散領域5bの一部のみと接す
るようにしておく。すなわち、第2図(b)に示すよう
にツェナーDiのN ” (Illl 電極20dの下
にはポロンをイオン注入しないようにする。
の断面図である。前述の第1の実施例において酸化膜8
c、8dを薄くする場合、あるいはポロンのイオン注入
で加速エネルギーを上げたり、ドーズ量を高くしたりす
る場合には第1図(C)に示すP+型イオン注入領域1
0cが高濃度で深くなり、N+型拡散領域5bの表面濃
度を下げてフンタクト抵抗を大きくしたり、最悪の場合
は5bの表面がP型に反転してダイオードを形成できな
くなる可能性がある。これを防ぐためには第2図(a)
のようにレジスト9のパターンを変えてポロンのイオン
注入領域10cがN+型拡散領域5bの一部のみと接す
るようにしておく。すなわち、第2図(b)に示すよう
にツェナーDiのN ” (Illl 電極20dの下
にはポロンをイオン注入しないようにする。
以上説明したように本発明は%NPN Trのコレク
タ領域の一部となるN+型拡散領域5aと同時にサップ
DiのN+型拡散領域5bを形成し、また、NPNTr
の外部ベース領域11aと同時にサップDiのP+型拡
散領域11bを形成し、さらにN+型拡散領域5b上に
は多結晶シリコンFJ l 8 cを形成しないことに
より、サップ電圧が小さく、かつサップ電圧および層抵
抗のばらつきが小さいサップDiを、何ら工程を増すと
となく形成できるという効果を有する。
タ領域の一部となるN+型拡散領域5aと同時にサップ
DiのN+型拡散領域5bを形成し、また、NPNTr
の外部ベース領域11aと同時にサップDiのP+型拡
散領域11bを形成し、さらにN+型拡散領域5b上に
は多結晶シリコンFJ l 8 cを形成しないことに
より、サップ電圧が小さく、かつサップ電圧および層抵
抗のばらつきが小さいサップDiを、何ら工程を増すと
となく形成できるという効果を有する。
実際、前述の製造方法で形成したサップDiは、サップ
電圧約15V、残抵抗約7Ωとなり、ばらつきも極めて
小さい良好なものが得られた。
電圧約15V、残抵抗約7Ωとなり、ばらつきも極めて
小さい良好なものが得られた。
第1図(a)〜(h)は本発明の第1の実施例を示す断
面図、第2図(a)、 (b)は第2の実施例を示す断
面図、第3図は従来例を示す断面図である。 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 a、 5 b、 l
9 a〜19 c−N+型拡散領域、6 、 11 a
〜11 c =−=P+型拡散領域、7゜8a〜8d・
・・・・・酸化膜、9,12.17・・・・・・レジス
ト、10a〜10c・・・・・・P+型イオン注入領域
、13a・・・・・・P型イオン注入領域、14a、1
4b・・・・・P型拡散領域、15・・・・・・窒化膜
、16a〜16e・・・・・・開口部、18.18a〜
18c・・・・・・多結晶シリコン層、20a〜20e
・・・・・・アルミ電極、21・・・・・・溶融アルミ
。
面図、第2図(a)、 (b)は第2の実施例を示す断
面図、第3図は従来例を示す断面図である。 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 a、 5 b、 l
9 a〜19 c−N+型拡散領域、6 、 11 a
〜11 c =−=P+型拡散領域、7゜8a〜8d・
・・・・・酸化膜、9,12.17・・・・・・レジス
ト、10a〜10c・・・・・・P+型イオン注入領域
、13a・・・・・・P型イオン注入領域、14a、1
4b・・・・・P型拡散領域、15・・・・・・窒化膜
、16a〜16e・・・・・・開口部、18.18a〜
18c・・・・・・多結晶シリコン層、20a〜20e
・・・・・・アルミ電極、21・・・・・・溶融アルミ
。
Claims (1)
- 第1導電型の半導体基板に前記基板よりも高濃度の第
1導電型のコレクタ領域と接合ダイオードの第1領域と
を同時に形成する工程と、第2導電型の外部ベース領域
と同時に前記第1領域に接する第2領域を形成する工程
と、前記外部ベース領域に接するように前記外部ベース
領域よりも低濃度の第2導電型の内部ベース領域を形成
する工程と、前記内部ベース領域上に第1導電型の多結
晶シリコン層を形成する工程と、前記多結晶シリコン層
からの拡散によって前記内部ベース領域内に第1導電型
のエミッタ領域を形成する工程と、前記エミッタ領域上
の多結晶シリコン層と前記外部ベース領域と前記コレク
タ領域と前記第1領域と前記第2領域との上にアルミ電
極を形成する工程と、前記接合ダイオードに逆方向降状
電圧をかけて過剰電流を瞬時に流し、前記第1領域と前
記第2領域との間を溶融アルミで短絡する工程とを含む
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 |
---|---|---|---|
JP1272883A JP2527049B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1272883A JP2527049B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03135028A true JPH03135028A (ja) | 1991-06-10 |
JP2527049B2 JP2527049B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=17520089
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1272883A Expired - Lifetime JP2527049B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2527049B2 (ja) |
-
1989
- 1989-10-20 JP JP1272883A patent/JP2527049B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2527049B2 (ja) | 1996-08-21 |
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