JPH04305936A - トランジスタの製造方法 - Google Patents
トランジスタの製造方法Info
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- JPH04305936A JPH04305936A JP9622991A JP9622991A JPH04305936A JP H04305936 A JPH04305936 A JP H04305936A JP 9622991 A JP9622991 A JP 9622991A JP 9622991 A JP9622991 A JP 9622991A JP H04305936 A JPH04305936 A JP H04305936A
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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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はトランジスタの製造方法
に関する。
に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】パワー
トランジスタでは、一般にコレクタ領域の内部抵抗を大
きく設計することによって逆バイアス時の安全動作領域
(以下、逆バイアスASOと称する)が向上し、コレク
タ・ベース間耐圧VCBも大きく得られる。しかしなが
ら、コレクタ領域の内部抵抗を高めると、トランジスタ
動作時におけるコレクタ・エミッタ間の内部抵抗が増大
し、結果としてコレクタ・エミッタ間飽和電圧VCE(
sat)が大きくなる。
トランジスタでは、一般にコレクタ領域の内部抵抗を大
きく設計することによって逆バイアス時の安全動作領域
(以下、逆バイアスASOと称する)が向上し、コレク
タ・ベース間耐圧VCBも大きく得られる。しかしなが
ら、コレクタ領域の内部抵抗を高めると、トランジスタ
動作時におけるコレクタ・エミッタ間の内部抵抗が増大
し、結果としてコレクタ・エミッタ間飽和電圧VCE(
sat)が大きくなる。
【0003】逆バイアスASO、VCB、VCE(sa
t)のいずれもが所望されるレベルに達するトランジス
タを得ることを目的として本発明者等はコレクタ領域の
オーミックコンタクト用領域の不純物濃度及び濃度勾配
を様々に変化することを試みた。しかしながら、十分満
足する結果が得られなかった。
t)のいずれもが所望されるレベルに達するトランジス
タを得ることを目的として本発明者等はコレクタ領域の
オーミックコンタクト用領域の不純物濃度及び濃度勾配
を様々に変化することを試みた。しかしながら、十分満
足する結果が得られなかった。
【0004】そこで本発明は上記の諸特性の全てを所望
レベルにすることができるトランジスタの製造方法を提
供することを目的とする。
レベルにすることができるトランジスタの製造方法を提
供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、実施例を示す図面の符号を参照して説明す
ると、実質的に均一な不純物濃度分布を有する第1の導
電形の第1の半導体領域1から成る半導体基板2を用意
する工程と、前記半導体基板2の一方の主面において第
1の不純物濃度C1 を有し、且つ第1の拡散の深さD
1 を有し、且つ前記半導体基板2の一方の主面から他
方の主面に向かって不純物濃度が徐々に減少する不純物
濃度分布を有するように第1の導電形の不純物を前記一
方の主面側から前記半導体基板2に導入して第1の導電
形の第2の半導体領域4を形成する工程と、前記半導体
基板2の一方の主面において前記第1の不純物濃度C1
の10倍以上の第2の不純物濃度C2 を有し、且つ
前記第1の拡散の深さD1 よりも浅い第2の拡散の深
さD2 を有し、且つ前記一方の主面から他方の主面に
向かって不純物濃度が徐々に減少する不純物濃度分布を
有するように第1の導電形の不純物を前記一方の主面側
から前記第2の半導体領域4に導入して第1の導電形の
第3の半導体領域5を形成する工程と、前記半導体基板
2の他方の主面から第1の導電形と反対の第2の導電形
の不純物を導入して前記第1の半導体領域1との間にp
n接合が生じるようにベース領域としての第2導電形の
第4の半導体領域10を形成する工程であり、前記pn
接合に逆バイアス電圧が印加された時に生じる空乏層が
前記第3の半導体領域5の形成後に生じた前記第2の半
導体領域(4)の残存部(6)に達することができるよ
うな不純物濃度と拡散の深さを有する前記第4の半導体
領域10を形成する工程と、前記第4の半導体領域10
に第1の導電形の不純物を導入してエミッタ領域として
の第5の半導体領域11を形成する工程とを備えている
半導体装置の製造方法に係わるものである。
の本発明は、実施例を示す図面の符号を参照して説明す
ると、実質的に均一な不純物濃度分布を有する第1の導
電形の第1の半導体領域1から成る半導体基板2を用意
する工程と、前記半導体基板2の一方の主面において第
1の不純物濃度C1 を有し、且つ第1の拡散の深さD
1 を有し、且つ前記半導体基板2の一方の主面から他
方の主面に向かって不純物濃度が徐々に減少する不純物
濃度分布を有するように第1の導電形の不純物を前記一
方の主面側から前記半導体基板2に導入して第1の導電
形の第2の半導体領域4を形成する工程と、前記半導体
基板2の一方の主面において前記第1の不純物濃度C1
の10倍以上の第2の不純物濃度C2 を有し、且つ
前記第1の拡散の深さD1 よりも浅い第2の拡散の深
さD2 を有し、且つ前記一方の主面から他方の主面に
向かって不純物濃度が徐々に減少する不純物濃度分布を
有するように第1の導電形の不純物を前記一方の主面側
から前記第2の半導体領域4に導入して第1の導電形の
第3の半導体領域5を形成する工程と、前記半導体基板
2の他方の主面から第1の導電形と反対の第2の導電形
の不純物を導入して前記第1の半導体領域1との間にp
n接合が生じるようにベース領域としての第2導電形の
第4の半導体領域10を形成する工程であり、前記pn
接合に逆バイアス電圧が印加された時に生じる空乏層が
前記第3の半導体領域5の形成後に生じた前記第2の半
導体領域(4)の残存部(6)に達することができるよ
うな不純物濃度と拡散の深さを有する前記第4の半導体
領域10を形成する工程と、前記第4の半導体領域10
に第1の導電形の不純物を導入してエミッタ領域として
の第5の半導体領域11を形成する工程とを備えている
半導体装置の製造方法に係わるものである。
【0006】
【作用】本発明に従うトランジスタでは、第1及び第2
の半導体領域1、4の残存部及び第3の半導体領域5が
トランジスタのコレクタ領域となり、第4の半導体領域
10がベース領域となる。ここで、第4の半導体領域1
0の深さはこれが形成するpn接合から生成される空乏
層が第1の半導体領域1の残存部と第2の半導体領域4
の残存部6とを越えて延在するように設定されているし
、第2の半導体領域4の残存部6がこの空乏層を良好に
広げるように機能するからコレクタ・ベース間の耐圧V
CBが向上する。また、第2の半導体領域4の残存部6
の不純物濃度はpn接合側に向かって徐々に減少してい
るから逆バイアスASOも改善される。更に、VCE及
び逆バイアスASOにさほど関与しない第3の半導体領
域5は、第2の半導体領域4に比べてその表面不純物濃
度が10倍以上大きいから、トランジスタ動作時におけ
る主電流の電流経路の内部抵抗を減少させ、コレクタ・
エミッタ間の飽和電圧VCE(sat)を小さくする。
の半導体領域1、4の残存部及び第3の半導体領域5が
トランジスタのコレクタ領域となり、第4の半導体領域
10がベース領域となる。ここで、第4の半導体領域1
0の深さはこれが形成するpn接合から生成される空乏
層が第1の半導体領域1の残存部と第2の半導体領域4
の残存部6とを越えて延在するように設定されているし
、第2の半導体領域4の残存部6がこの空乏層を良好に
広げるように機能するからコレクタ・ベース間の耐圧V
CBが向上する。また、第2の半導体領域4の残存部6
の不純物濃度はpn接合側に向かって徐々に減少してい
るから逆バイアスASOも改善される。更に、VCE及
び逆バイアスASOにさほど関与しない第3の半導体領
域5は、第2の半導体領域4に比べてその表面不純物濃
度が10倍以上大きいから、トランジスタ動作時におけ
る主電流の電流経路の内部抵抗を減少させ、コレクタ・
エミッタ間の飽和電圧VCE(sat)を小さくする。
【0007】
【実施例】以下、図1〜図7を参照して本発明の一実施
例に係わるパワートランジスタチップの製造方法につい
て説明する。まず、図1に示すn領域(第1の半導体領
域)1を備えたシリコンウエハから成る半導体領域2を
用意する。n領域1は半導体基板2の一方の主面から他
方の主面にかけて不純物濃度がほぼ均一に2〜6×10
13cm−3となっている。
例に係わるパワートランジスタチップの製造方法につい
て説明する。まず、図1に示すn領域(第1の半導体領
域)1を備えたシリコンウエハから成る半導体領域2を
用意する。n領域1は半導体基板2の一方の主面から他
方の主面にかけて不純物濃度がほぼ均一に2〜6×10
13cm−3となっている。
【0008】次に、図2に示すように半導体基板2の上
面をシリコン酸化膜等から成る絶縁膜3で被覆し、半導
体基板2の下面(一方の主面)から第1の導電形の不純
物としてのリンを導入する。これによって、半導体基板
2の下面側に第1の深さD1を有し且つ第1の表面不純
物濃度C1 を有するn+領域(第2の半導体領域)4
が形成される。n+ 領域4を形成するときは、半導体
基板2の下面に不純物を供給し続けた状態でこの不純物
を基板内に長時間拡散する。この為、不純物濃度は、図
6に示すように半導体基板2の下面Aから上面B方向に
向かって不純物濃度がゆるやかに減少する。なお、n+
領域4の半導体基板2の下面からの深さD1は約12
0μmであり、半導体基板2の下面近傍における不純物
濃度(第1の表面不純物濃度C1 )は約1〜3×10
18cm−3である。
面をシリコン酸化膜等から成る絶縁膜3で被覆し、半導
体基板2の下面(一方の主面)から第1の導電形の不純
物としてのリンを導入する。これによって、半導体基板
2の下面側に第1の深さD1を有し且つ第1の表面不純
物濃度C1 を有するn+領域(第2の半導体領域)4
が形成される。n+ 領域4を形成するときは、半導体
基板2の下面に不純物を供給し続けた状態でこの不純物
を基板内に長時間拡散する。この為、不純物濃度は、図
6に示すように半導体基板2の下面Aから上面B方向に
向かって不純物濃度がゆるやかに減少する。なお、n+
領域4の半導体基板2の下面からの深さD1は約12
0μmであり、半導体基板2の下面近傍における不純物
濃度(第1の表面不純物濃度C1 )は約1〜3×10
18cm−3である。
【0009】次に、再び半導体基板2の下面から第1の
導電形のリンを導入して図3に示すように第2の深さD
2 を有し且つ第2の表面不純物濃度C2を有するn+
+領域(第3の半導体領域)5を形成する。この2回目
のリンの導入では、まず半導体基板2の下面にリンを供
給するプレデポジションを行い、後に1回目のリンの拡
散時間よりも短い拡散時間でこのリンをドライブインす
る。 この結果、2回目のリンの導入で形成されたn++領域
(第3の半導体領域)5の半導体基板2の下面からの深
さD2 は、n+ 領域4のそれに比べて浅く約65μ
mとなる。このため、n++領域5の上方にはn+ 領
域4の残存部6が形成される。n++領域5の不純物濃
度は図7の右側に示すように半導体基板2の下面から離
間するにつれてその不純物濃度が比較的急しゅんに減少
する。また、n++領域5の半導体基板2の下面近傍に
おける不純物濃度C1 は約1〜5×1020cm−3
となっている。なお、n++領域5の拡散時にn+ 領
域4が若干深く拡散される。したがって、n+ 領域の
残存部6の深さD3 は約70μmである。
導電形のリンを導入して図3に示すように第2の深さD
2 を有し且つ第2の表面不純物濃度C2を有するn+
+領域(第3の半導体領域)5を形成する。この2回目
のリンの導入では、まず半導体基板2の下面にリンを供
給するプレデポジションを行い、後に1回目のリンの拡
散時間よりも短い拡散時間でこのリンをドライブインす
る。 この結果、2回目のリンの導入で形成されたn++領域
(第3の半導体領域)5の半導体基板2の下面からの深
さD2 は、n+ 領域4のそれに比べて浅く約65μ
mとなる。このため、n++領域5の上方にはn+ 領
域4の残存部6が形成される。n++領域5の不純物濃
度は図7の右側に示すように半導体基板2の下面から離
間するにつれてその不純物濃度が比較的急しゅんに減少
する。また、n++領域5の半導体基板2の下面近傍に
おける不純物濃度C1 は約1〜5×1020cm−3
となっている。なお、n++領域5の拡散時にn+ 領
域4が若干深く拡散される。したがって、n+ 領域の
残存部6の深さD3 は約70μmである。
【0010】次に、図4に示すように半導体基板2の下
面に絶縁膜7を形成し、半導体基板2の上面の絶縁膜3
に開口9を形成し、ここを通して第2の導電形不純物と
してのボロンを導入して深さD4 のp+ 領域(第4
の半導体領域)10を形成し、続いて開口9を形成し、
この開口9を通じて第1の導電形の不純物としてのリン
を導入してn++領域(第5の半導体領域)11を形成
する。 ここで、p+ 領域10は、n++領域5と同様にプレ
デポジションとドライブインを伴って形成するので、そ
の不純物濃度分布は図7に示すように傾きを有して変化
し、半導体基板2の上面近傍におけるp+ 領域10の
不純物濃度C3 は約2×1017cm−3であり、p
+ 領域10の半導体基板2の上面からの深さD4 は
約25μmである。なお、このp+ 領域10の深さD
4 は、p+ 領域10とn領域1の界面に形成される
pn接合12に逆バイアス電圧(ブレークダウン電圧)
が印加されたときに、このpn接合12から生成される
空乏層がn領域1とn+ 領域4の残存部6を越えてn
++領域5に達するように設定されている。
面に絶縁膜7を形成し、半導体基板2の上面の絶縁膜3
に開口9を形成し、ここを通して第2の導電形不純物と
してのボロンを導入して深さD4 のp+ 領域(第4
の半導体領域)10を形成し、続いて開口9を形成し、
この開口9を通じて第1の導電形の不純物としてのリン
を導入してn++領域(第5の半導体領域)11を形成
する。 ここで、p+ 領域10は、n++領域5と同様にプレ
デポジションとドライブインを伴って形成するので、そ
の不純物濃度分布は図7に示すように傾きを有して変化
し、半導体基板2の上面近傍におけるp+ 領域10の
不純物濃度C3 は約2×1017cm−3であり、p
+ 領域10の半導体基板2の上面からの深さD4 は
約25μmである。なお、このp+ 領域10の深さD
4 は、p+ 領域10とn領域1の界面に形成される
pn接合12に逆バイアス電圧(ブレークダウン電圧)
が印加されたときに、このpn接合12から生成される
空乏層がn領域1とn+ 領域4の残存部6を越えてn
++領域5に達するように設定されている。
【0011】エミッタ領域としてのn++領域11の表
面不純物濃度C4 及び拡散深さD5 は図7に示すよ
うにそれぞれ1〜4×1020cm−3、7μmである
。
面不純物濃度C4 及び拡散深さD5 は図7に示すよ
うにそれぞれ1〜4×1020cm−3、7μmである
。
【0012】最後に、半導体基板2の上面にそれぞれn
++領域11及びp+ 領域10にオーミックコンタク
トするエミッタ電極13とベース電極14を形成し、半
導体基板2の下面にn++領域5にオーミックコンタク
トするコレクタ電極15を形成し、パワートランジスタ
チップを完成させる。
++領域11及びp+ 領域10にオーミックコンタク
トするエミッタ電極13とベース電極14を形成し、半
導体基板2の下面にn++領域5にオーミックコンタク
トするコレクタ電極15を形成し、パワートランジスタ
チップを完成させる。
【0013】以上のように製作されたパワートランジス
タによれば、逆バイアスASO、VCB及びVCE(s
at)のいずれもが所望されるレベルに達成されること
が確認された。
タによれば、逆バイアスASO、VCB及びVCE(s
at)のいずれもが所望されるレベルに達成されること
が確認された。
【0014】
【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。
く、例えば次の変形が可能なものである。
【0015】n++領域5の表面の不純物濃度C2 を
望ましくは1×1020cm−3以上、より望ましくは
5×1020cm−3以上の範囲で変えることができる
。また、図2のn+ 領域4の表面の不純物濃度C1
を望ましくは1×1019cm−3以下、より望ましく
は1×1018cm−3以下の範囲で変えることができ
る。また、p+ 領域10の表面不純物濃度C3 は望
ましくは1×1017〜1×1018cm−3の範囲で
変えることができる。また、D2 を望ましくは70〜
100μmの範囲、D3 を望ましくは30〜70μm
の範囲、D4 を望ましくは20〜30μmの範囲で変
えることができる。D2 〜D4 は要求される耐圧に
よって異なるが、本発明の効果を十分に得るためには、
D2 /(D2 +D3 )を1/3〜5/6の範囲に
することが望ましく、1/2〜4/5の範囲にすれば更
に望ましい。
望ましくは1×1020cm−3以上、より望ましくは
5×1020cm−3以上の範囲で変えることができる
。また、図2のn+ 領域4の表面の不純物濃度C1
を望ましくは1×1019cm−3以下、より望ましく
は1×1018cm−3以下の範囲で変えることができ
る。また、p+ 領域10の表面不純物濃度C3 は望
ましくは1×1017〜1×1018cm−3の範囲で
変えることができる。また、D2 を望ましくは70〜
100μmの範囲、D3 を望ましくは30〜70μm
の範囲、D4 を望ましくは20〜30μmの範囲で変
えることができる。D2 〜D4 は要求される耐圧に
よって異なるが、本発明の効果を十分に得るためには、
D2 /(D2 +D3 )を1/3〜5/6の範囲に
することが望ましく、1/2〜4/5の範囲にすれば更
に望ましい。
【0016】メサ型トランジスタ又はICの中のトラン
ジスタにも勿論本発明を適用することができる。
ジスタにも勿論本発明を適用することができる。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、逆バイアス時の安全動
作領域(ASO)、コレクタ・ベース間耐圧VCB、及
びコレクタ・エミッタ間飽和電圧VCE(sat)のす
べてを所望レベルにすることが可能になる。
作領域(ASO)、コレクタ・ベース間耐圧VCB、及
びコレクタ・エミッタ間飽和電圧VCE(sat)のす
べてを所望レベルにすることが可能になる。
【図1】本発明の実施例に係わるトランジスタの製造方
法を説明するための半導体基板を示す断面図である。
法を説明するための半導体基板を示す断面図である。
【図2】n+ 領域を形成した半導体基板を示す断面図
である。
である。
【図3】n++領域を形成した半導体基板を示す断面図
である。
である。
【図4】p+ 領域及びn++領域を形成した半導体基
板を示す断面図である。
板を示す断面図である。
【図5】電極を形成後のトランジスタチップの一部を示
す断面図である。
す断面図である。
【図6】図2の状態の不純物分布を示す図である。
【図7】図4の状態の不純物分布を示す図である。
1 n領域
4 n+ 領域
5 n++領域
10 p+ 領域
11 n++領域
Claims (1)
- 【請求項1】 実質的に均一な不純物濃度分布を有す
る第1の導電形の第1の半導体領域(1)から成る半導
体基板(2)を用意する工程と、前記半導体基板(2)
の一方の主面において第1の不純物濃度(C1 )を有
し、且つ第1の拡散の深さ(D1 )を有し、且つ前記
半導体基板(2)の一方の主面から他方の主面に向かっ
て不純物濃度が徐々に減少する不純物濃度分布を有する
ように第1の導電形の不純物を前記一方の主面側から前
記半導体基板(2)に導入して第1の導電形の第2の半
導体領域(4)を形成する工程と、前記半導体基板(2
)の一方の主面において前記第1の不純物濃度(C1
)の10倍以上の第2の不純物濃度(C2 )を有し、
且つ前記第1の拡散の深さ(D1 )よりも浅い第2の
拡散の深さ(D2 )を有し、且つ前記一方の主面から
他方の主面に向かって不純物濃度が徐々に減少する不純
物濃度分布を有するように第1の導電形の不純物を前記
一方の主面側から前記第2の半導体領域(4)に導入し
て第1の導電形の第3の半導体領域(5)を形成する工
程と、前記半導体基板(2)の他方の主面から第1の導
電形と反対の第2の導電形の不純物を導入して前記第1
の半導体領域(1)との間にpn接合が生じるようにベ
ース領域としての第2導電形の第4の半導体領域(10
)を形成する工程であり、前記pn接合に逆バイアス電
圧が印加された時に生じる空乏層が前記第3の半導体領
域(5)の形成後に生じた前記第2の半導体領域(4)
の残存部(6)に達することができるような不純物濃度
と拡散の深さを有する前記第4の半導体領域(10)を
形成する工程と、前記第4の半導体領域(10)に第1
の導電形の不純物を導入してエミッタ領域としての第5
の半導体領域(11)を形成する工程と、を備えている
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 |
---|---|---|---|
JP9622991A JPH04305936A (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | トランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9622991A JPH04305936A (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | トランジスタの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04305936A true JPH04305936A (ja) | 1992-10-28 |
Family
ID=14159402
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9622991A Pending JPH04305936A (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | トランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04305936A (ja) |
-
1991
- 1991-04-02 JP JP9622991A patent/JPH04305936A/ja active Pending
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