JPH0399434A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH0399434A
JPH0399434A JP23597289A JP23597289A JPH0399434A JP H0399434 A JPH0399434 A JP H0399434A JP 23597289 A JP23597289 A JP 23597289A JP 23597289 A JP23597289 A JP 23597289A JP H0399434 A JPH0399434 A JP H0399434A
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JP
Japan
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oxide film
implanted
layer
impurity
film
Prior art date
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Pending
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JP23597289A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Yamada
伸一 山田
Hideo Kurihara
栗原 英男
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0399434A publication Critical patent/JPH0399434A/en
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Abstract

PURPOSE:To contrive the stabilization of the manufacturing process of a semiconductor device and the improvement of the yield of the device by a method wherein an impurity ion-implanted in an oxide film is made to diffuse by a heat treatment and a difference in etching rate is prevented from generating between the oxide film and other part. CONSTITUTION:A thin oxide film 20 and a thick field oxide film 22 are formed and thereafter, a resist layer 23 is formed on the whole surface and the layer 23 located at a somewhat larger region including a scheduled collector contact layer formation region 16 is removed. Phosphorus which is an impurity is ion- implanted using the layer 23 as a mask. An impurity is ion-implanted in a collector window in the surface of an N-type epitaxial layer 14 and at the same time, is ion-implanted in the film 22 as well on the periphery of the collector window. Then, when the whole is heat-treated for 30 minutes at 900 deg.C, the impurity implanted in the film 22 is diffused and at the same time, the impurity implanted in the region 16 on a semiconductor substrate 10 is also diffused and a collector contact layer 32 to reach a high-temperature buried layer 12 is formed. Then, a wet etching is performed to remove the film 20. The surface of the film 22 is uniformly etched.

Description

【発明の詳細な説明】 [概要] 半導体装置の製造方法に関し、 酸化膜の一部に不純物がイオン注入されても均一にエツ
チングされ段差が、発生しない半導体装置の製造方法を
提供することを目的とし、半導体基板上に酸化膜を形成
する第1工程と、少なくとも前記酸化膜の一部を含む領
域に不純物をイオン注入する第2工程と、前記酸化膜を
エツチングする第3工程と、導電層を堆積する第4工程
とを有する半導体装置の製造方法において、前記第2工
程と前記第3工程の間に、加熱する熱処理工程を設け、
前記酸化膜の、不純物がイオン注入された部分のエツチ
ングレートな下げるように構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device, in which even if impurity ions are implanted into a part of an oxide film, the oxide film is etched uniformly and no steps are generated. A first step of forming an oxide film on a semiconductor substrate, a second step of implanting impurity ions into a region including at least a part of the oxide film, a third step of etching the oxide film, and a conductive layer. a fourth step of depositing a semiconductor device, a heat treatment step of heating is provided between the second step and the third step;
The etching rate of the portion of the oxide film into which impurity ions are implanted is reduced.

[産業上の利用分野] 本発明は半導体装置の製造方法に関する。[Industrial application field] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.

[従来の技術] 近年の半導体装置の集積度向上に伴い、パターンの微細
化技術と共にマスク合わせの必要のないセルファライン
技術が要求されている。セルファライン技術のひとつと
して、例えば、フィールド酸化膜をマスクとして活性領
域の半導体基板表面に不純物をイオン注入するものがあ
る。
[Background Art] With the recent increase in the degree of integration of semiconductor devices, there is a demand for pattern miniaturization technology as well as self-line technology that does not require mask alignment. As one of the self-line techniques, for example, there is a technique in which impurity ions are implanted into the surface of a semiconductor substrate in an active region using a field oxide film as a mask.

このセルファライン技術を用いた従来の半導体装置の製
造方法をバイポーラトランジスタを例として第3図によ
り説明する。
A conventional method of manufacturing a semiconductor device using this self-line technology will be explained with reference to FIG. 3, taking a bipolar transistor as an example.

先ず、P型半導体基板10上に高濃度埋込層12が埋め
込まれたN型エピタキシャル層14を形成する。N型エ
ピタキシャル層14表面の、コレクタコンタクト層形成
予定領域16とベース層エミツタ層形成予定領域18に
は薄い酸化820を形成し、他の領域には厚いフィール
ド酸化JII22を形成する(第3図(a))。
First, an N-type epitaxial layer 14 in which a high concentration buried layer 12 is embedded is formed on a P-type semiconductor substrate 10 . A thin oxide 820 is formed on the surface of the N-type epitaxial layer 14 in the region 16 where the collector contact layer is to be formed and the region 18 where the base layer emitter layer is to be formed, and a thick field oxide JII 22 is formed in the other regions (see FIG. 3). a)).

次に、レジスト層23を全面に形成し、コレクタコンタ
クト層形成予定領域16を含む大きめの領域のレジスト
層23を除去する。引き続いてレジスト層23をマスク
として不純物をイオン注入する(第3図(b))、 N
型エピタキシャル層14表面のコレクタ窓と共にコレク
タ窓周囲のフィールド酸化rIA22にも不純物がイオ
ン注入される。
Next, a resist layer 23 is formed over the entire surface, and a large area of the resist layer 23 including the area 16 where the collector contact layer is to be formed is removed. Subsequently, using the resist layer 23 as a mask, impurity ions are implanted (FIG. 3(b)).
Impurity ions are implanted not only into the collector window on the surface of the type epitaxial layer 14 but also into the field oxidized rIA 22 around the collector window.

次に、コレクタコンタクト層形成予定領域16及びベー
ス層エミツタ層形成予定領域18上の薄い酸化J&!2
0をふっ酸(HF)でウェットエツチングして除去する
(第3図(C))、薄い酸化H20と共にフィールド酸
化膜22表面もエツチング除去されるが、不純物がイオ
ン注入された部分のエツチングレートが、不純物がイオ
ン注入されない他の部分に比べて高いため、第3図(C
)に示すように、フィールド酸化M22表面に段差22
aが生ずる。
Next, thin oxide J&! on the collector contact layer formation area 16 and the base layer emitter layer formation area 18 are formed. 2
0 is removed by wet etching with hydrofluoric acid (HF) (FIG. 3(C)).The surface of the field oxide film 22 is also etched away together with the thin oxide H20, but the etching rate of the portion where impurity ions have been implanted is , since the impurity content is higher than in other parts where ions are not implanted,
), there is a step 22 on the field oxidized M22 surface.
a occurs.

次に、全面に多結晶シリコン層24を堆積し、コレクタ
コンタクト層形成予定領域16及びベース層エミツタ層
形成予定領域18上に残すように多結晶シリコン層24
をバターニングする(第3図(di)、(d2)、(d
3)) 、すると、第3図(d3)のDId3−IIr
d3線断面図に示すように、フィールド酸化膜22の段
差22aに多結晶シリコンの残渣24aが残る。第3図
(dl)の平面図に示すように、隣接するバイポーラト
ランジスタ26.28のコレクタコンタクト層形成予定
領域16へのイオン注入をひとつのイオン注入窓30で
行った場合には、そのイオン注入窓30の縁に沿った段
差22aにおける多結晶シリコンの残渣24aが生ずる
。このため隣接するバイポーラトランジスタ26.28
のコレクタ同志がショートしてしまう。
Next, a polycrystalline silicon layer 24 is deposited on the entire surface, and the polycrystalline silicon layer 24 is left on the collector contact layer formation area 16 and base layer emitter layer formation area 18.
(Figure 3 (di), (d2), (d)
3)) Then, DId3-IIr in Figure 3 (d3)
As shown in the sectional view taken along the line d3, polycrystalline silicon residue 24a remains on the step 22a of the field oxide film 22. As shown in the plan view of FIG. 3(dl), when ion implantation into the collector contact layer formation region 16 of the adjacent bipolar transistors 26 and 28 is performed using one ion implantation window 30, the ion implantation A polycrystalline silicon residue 24a forms at the step 22a along the edge of the window 30. Therefore, adjacent bipolar transistors 26, 28
My fellow collectors shorted out.

[発明が解決しようとする課題] このように従来の半導体装置の製造方法では、上述のバ
イポーラトランジスタ以外の素子においても、フィール
ド酸化膜のような厚い酸化膜の一部分に不純物がイオン
注入されると、イオン注入されない部分との間でエツチ
ングレートに大きな差ができる。このため、エツチング
により境界部分に段差ができ、この段差に導電層の残渣
が生じ、この残渣によりショートする等の不都合が生じ
ていた。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in the conventional semiconductor device manufacturing method, even in elements other than the above-mentioned bipolar transistor, when impurity ions are implanted into a part of a thick oxide film such as a field oxide film, There is a large difference in etching rate between the ion-implanted portion and the non-ion-implanted portion. For this reason, a step is formed at the boundary portion due to etching, and a residue of the conductive layer is formed on this step, and this residue causes problems such as short circuits.

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、酸化膜の
一部に不純物がイオン注入されても均一にエツチングさ
れ段差が発生しない半導体装置の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device in which even if impurity ions are implanted into a part of an oxide film, the oxide film is etched uniformly and no steps are generated.

[課題を解決するための手段] 本発明の原理を第1図のグラフを用いて説明する。[Means to solve the problem] The principle of the present invention will be explained using the graph of FIG.

本発明の原理は、酸化膜にイオン注入された不純物を熱
処理により拡散させエツチングレートに他の部分と差が
出ないようにしたものである。
The principle of the present invention is to diffuse impurities ion-implanted into the oxide film through heat treatment so that the etching rate does not differ from other parts.

第1図に、酸化膜に不純物をイオン注入した後にウェッ
トエツチングした場合の酸化膜のエツチング量を示す、
#M化膜にリン(P)を70keV、7X10”cm−
’でイオン注入した後に、純水が100、ぶつ酸が15
の割合で混合したエツチング液でウェットエツチングす
る。ウェットエツチングによる酸化膜のエツチング量[
A]を縦軸にとり、エツチング処理時間[5eclを横
軸にとる。
Figure 1 shows the amount of etching of the oxide film when wet etching is performed after ion-implanting impurities into the oxide film.
# Phosphorus (P) is applied to the M film at 70keV, 7X10”cm-
After ion implantation with
Wet etching using an etching solution mixed in the following proportions. Etching amount of oxide film by wet etching [
A] is taken on the vertical axis, and the etching processing time [5ecl is taken on the horizontal axis.

曲線Aは、不純物をイオン注入した後に特別な処理をす
ることなく酸化膜をエツチング処理した従来例のエツチ
ング量の変化を示したものである。
Curve A shows the change in the amount of etching in a conventional example in which the oxide film was etched without any special treatment after ion implantation of impurities.

曲線Bは、不純物をイオン注入した後に900°Cで3
0分間熱処理して酸化膜をエツチング処理した本発明の
一例のエツチング量の変化を示したものである0曲線C
は、不純物をイオン注入していない酸化膜をエツチング
処理した場合のエツチング量の変化を示したものである
Curve B shows the temperature at 900°C after ion implantation of impurities.
0 curve C shows the change in the amount of etching in an example of the present invention in which the oxide film was etched by heat treatment for 0 minutes;
2 shows the change in the amount of etching when an oxide film without impurity ion implantation is etched.

第1図から明らかなように、本発明(曲線B)のように
熱処理すると、従来例(曲線A)に比べてエツチングレ
ートが低下し、不純物をイオン注入しない場合(曲線C
)とほぼ同じエツチングレートとなる。
As is clear from FIG. 1, when heat treatment is performed as in the present invention (curve B), the etching rate is lower than in the conventional example (curve A), and when no impurity ions are implanted (curve C).
) is almost the same etching rate.

なお、第1図の本発明の例では900℃の場合のみ示し
ているが、900℃前後及び900℃より高温の場合も
同様にエツチングレートが低下する。
Although the example of the present invention shown in FIG. 1 shows only the case of 900°C, the etching rate similarly decreases at temperatures around 900°C and higher than 900°C.

[作用] 本発明によれば、不純物をイオン注入した部分と他の部
分のエツチングレートにほとんど差がないので、酸化膜
が均一にエツチングされて段差が生じない。
[Operation] According to the present invention, since there is almost no difference in the etching rate between the part into which impurity ions are implanted and the other parts, the oxide film is etched uniformly and no steps are formed.

[実施例] 本発明の一実施例による半導体装置の製造方法を第2図
を用いて説明する0本実施例も第3図と同様にバイポー
ラトランジスタを例として説明する。第3図と同一の部
分には同一の符号を付して説明を省略又は簡略にする。
[Embodiment] A method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be explained using FIG. 2. This embodiment will also be explained using a bipolar transistor as an example, similar to FIG. 3. The same parts as in FIG. 3 are given the same reference numerals to omit or simplify the explanation.

先ず、N型エピタキシャル層14表面の、コレクタコン
タクト層形成予定領域16とベース層エミツタ層形成予
定領域18に薄い酸化M!20、他の領域には厚いフィ
ールド酸化WA22を形成した(第2図(a))後、レ
ジスト層24を全面に形成し、コレクタコンタクト層形
成予定領域16を含む大きめの領域のレジスト層24を
除去する。引き続いてレジスト層24をマスクとして不
純物のりん(P)を70keV、ドーズ量I X 10
 ”es−2の条件でイオン注入する(第2図(b))
、 N型エピタキシャル層14表面のコレクタ窓と共に
コレクタ窓周囲のフィールド酸化膜22にも不純物がイ
オン注入される。
First, on the surface of the N-type epitaxial layer 14, a thin oxide layer (M!) is applied to the collector contact layer formation area 16 and base layer emitter layer formation area 18. 20. After forming a thick field oxidation WA 22 in other areas (FIG. 2(a)), a resist layer 24 is formed on the entire surface, and a resist layer 24 is formed in a larger area including the area 16 where the collector contact layer is to be formed. Remove. Subsequently, using the resist layer 24 as a mask, impurity phosphorus (P) was applied at 70 keV and at a dose of I x 10.
Ion implantation is performed under ES-2 conditions (Figure 2 (b))
, Impurity ions are implanted not only into the collector window on the surface of the N-type epitaxial layer 14 but also into the field oxide film 22 around the collector window.

次に、800〜950℃(望ましくは900℃)で20
〜60分間(望ましくは30分間)、全体を加熱する熱
処理を行う(第3図(C))、すると、フィールド酸化
膜22に注入された不純物が拡散されると共に、半導体
基板10上のコレクタコンタクト層形成予定領域16に
注入された不純物も拡散され、高濃度埋込層12に達す
るコレクタコンタクト層32が形成される。
Next, at 800 to 950°C (preferably 900°C),
A heat treatment is performed to heat the entire surface for ~60 minutes (preferably 30 minutes) (FIG. 3(C)). Then, the impurity implanted into the field oxide film 22 is diffused and the collector contact on the semiconductor substrate 10 is heated. The impurity implanted into the layer formation region 16 is also diffused, and a collector contact layer 32 reaching the high concentration buried layer 12 is formed.

次に、純水が100、ふり酸が15の割合のエツチング
液で30秒間ウェットエツチングして、コレクタコンタ
クト層形成予定領域16及びベース層エミツタ層形成予
定領域18上の薄い酸化膜20を除去する(第2図(d
))、薄い酸化11120と共にフィールド酸化J1g
22表面もエツチング除去されるが、不純物がイオン注
入された部分もイオン注入されない部分もエツチングレ
ートにほとんど差がないので、第2図(C)に示すよう
に、フィールド酸化fi22表面に段差が生ずることな
く均一にエツチングされる。
Next, wet etching is performed for 30 seconds with an etching solution containing 100 parts pure water and 15 parts fluoric acid to remove the thin oxide film 20 on the collector contact layer formation area 16 and base layer emitter layer formation area 18. (Figure 2(d)
)), field oxidation J1g with thin oxidation 11120
22 surface is also removed by etching, but since there is almost no difference in etching rate between the part where impurity ions are implanted and the part where ions are not implanted, a step is created on the field oxidized fi 22 surface, as shown in FIG. 2(C). Etched evenly without any scratches.

次に、全面に多結晶シリコン層24を厚さ人だけ堆積し
、コレクタコンタクト層形成予定領域16及びベース層
エミツタ層形成予定領域18上に残すようにパターニン
グする(第2図(el)、(e2)、(es)) 、本
実施例では第3図(es)のIIe3− If es;
I!断面図に示すように、フィールド酸化膜22に段差
がないため、第2図(el)の平面図に示ずように、多
結晶シリコンの残渣は生ぜす、バイポーラトランジスタ
26.28のコレクタ同志がショートすることはない。
Next, a polycrystalline silicon layer 24 is deposited on the entire surface to a certain thickness, and patterned so as to remain on the collector contact layer formation region 16 and the base layer emitter layer formation region 18 (FIG. 2 (el), e2), (es)), IIe3-If es in FIG. 3 (es) in this example;
I! As shown in the cross-sectional view, there is no step in the field oxide film 22, so as shown in the plan view of FIG. There will be no short circuit.

次に、多結晶シリコン層24から不純物を拡散してベー
ス領域34を形成し、続いて多結晶シリコン層24にエ
ミツタ窓を形成した後、全面に2500人の酸化838
をを滞積し、この酸化膜38をRIHにより異方性エツ
チングし、エミツタ窓の側壁に酸化膜38を残す(第2
図(f))。
Next, impurities are diffused from the polycrystalline silicon layer 24 to form a base region 34, and then an emitter window is formed in the polycrystalline silicon layer 24.
This oxide film 38 is anisotropically etched by RIH, leaving the oxide film 38 on the side wall of the emitter window (second
Figure (f)).

次に、エミツタ窓に1000人の薄い多結晶シリコン層
40を形成して、この多結晶シリコン層40から不純物
を拡散してエミッタ領域41を形成する。その後、酸化
膜38にコンタクトホールを形成して、コレクタ電極4
2、エミッタ電極44、ベース電極46を形成して、バ
イポーラトランジスタを完成する(第2図(a))。
Next, a 1,000-layer thin polycrystalline silicon layer 40 is formed in the emitter window, and an emitter region 41 is formed by diffusing impurities from this polycrystalline silicon layer 40. After that, a contact hole is formed in the oxide film 38 and the collector electrode 4
2. An emitter electrode 44 and a base electrode 46 are formed to complete the bipolar transistor (FIG. 2(a)).

このように本実施例によれば不純物をイオン注入した後
に熱処理することにより酸化膜中の不純物を拡散させて
、エツチングレートの均一化をはかることができる。
As described above, according to this embodiment, by performing heat treatment after impurity ion implantation, the impurities in the oxide film can be diffused and the etching rate can be made uniform.

本発明は上記実施例に限らず種々の変形が可能である。The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible.

例えば、上記実施例ではバイポーラトランジスタを製造
する場合を例として説明したが、MOSFETやパイC
MO8集積回路等のあらゆる素子の製造に適用でき、イ
オン注入する不純物もつんに限らず、いかなる不純物で
もよい。
For example, in the above embodiment, the case of manufacturing a bipolar transistor was explained as an example;
It can be applied to the manufacture of all kinds of devices such as MO8 integrated circuits, and the impurity to be ion-implanted is not limited to just one, but any impurity can be used.

[発明の効果] 以上の通り、本発明によれば、不純物をイオン注入した
部分と他の部分のエツチングレートにほとんど差がない
ので、酸化膜が均一にエツチングされて段差が生ずるこ
とがなく、製造プロセスの安定化や歩留まりの向上に寄
与するところが太きい。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, there is almost no difference in the etching rate between the part where impurity ions are implanted and the other parts, so the oxide film is etched uniformly and no steps are formed. It greatly contributes to stabilizing the manufacturing process and improving yield.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の詳細な説明するグラフ、第2図は本発
明の一実施例による半導体装置の製造方法の工程断面図
、 第3図は従来の半導体装置の製造方法の工程断面図 である。 図において、 10・・・半導体基板 12・・・高濃度埋込層 14・・・エピタキシャル層 16・・・コレクタコンタクト層形成予定領域18・・
・ベース層エミツタ層形成予定領域20・・・酸化膜 22・・・フィールド酸化膜 22a・・・段差 23・・・レジスト層 24・・・多結晶シリコン層 24a・・・残渣 26.28・・・バイポーラトランジスタ30・・・イ
オン注入窓 32・・・コレクタコンタクト層 34・・・ベース領域 38・・・酸化膜 40・・・多結晶シリコン層 41・・・エミッタ領域 42・・・コレクタ電極 44・・・エミッタ電極 46・・・ベース電極
FIG. 1 is a graph explaining the present invention in detail, FIG. 2 is a process sectional view of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the invention, and FIG. 3 is a process sectional view of a conventional method for manufacturing a semiconductor device. be. In the figure, 10... Semiconductor substrate 12... High concentration buried layer 14... Epitaxial layer 16... Collector contact layer formation region 18...
- Base layer emitter layer formation area 20...Oxide film 22...Field oxide film 22a...Step 23...Resist layer 24...Polycrystalline silicon layer 24a...Residue 26.28... - Bipolar transistor 30...Ion implantation window 32...Collector contact layer 34...Base region 38...Oxide film 40...Polycrystalline silicon layer 41...Emitter region 42...Collector electrode 44 ...Emitter electrode 46...Base electrode

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 半導体基板上に酸化膜を形成する第1工程と、少なくと
も前記酸化膜の一部を含む領域に不純物をイオン注入す
る第2工程と、前記酸化膜をエッチングする第3工程と
、導電層を堆積する第4工程とを有する半導体装置の製
造方法において、前記第2工程と前記第3工程の間に、
加熱する熱処理工程を設け、前記酸化膜の、不純物がイ
オン注入された部分のエッチングレートを下げることを
特徴とする半導体装置の製造方法。
A first step of forming an oxide film on a semiconductor substrate, a second step of implanting impurity ions into a region including at least a part of the oxide film, a third step of etching the oxide film, and depositing a conductive layer. In the method of manufacturing a semiconductor device, the method includes a fourth step of: between the second step and the third step;
1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: providing a heat treatment step to reduce the etching rate of a portion of the oxide film into which impurity ions are implanted.
JP23597289A 1989-09-12 1989-09-12 Manufacture of semiconductor device Pending JPH0399434A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0832033A (en) * 1994-06-30 1996-02-02 Micron Technol Inc Formation of low resistance current path between buried contact and diffusion region and semiconductor device containing such buried contact
KR100952310B1 (en) * 2009-07-31 2010-04-09 (주)콜리벤이엔지 Exercise machine for strengthening a waist muscle

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