JPS58148450A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPS58148450A
JPS58148450A JP57032006A JP3200682A JPS58148450A JP S58148450 A JPS58148450 A JP S58148450A JP 57032006 A JP57032006 A JP 57032006A JP 3200682 A JP3200682 A JP 3200682A JP S58148450 A JPS58148450 A JP S58148450A
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JP
Japan
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region
integrated circuit
semiconductor integrated
fet
channel region
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JP57032006A
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Satoshi Takano
聡 高野
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B10/00Static random access memory [SRAM] devices

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Static Random-Access Memory (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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、半導体、特に砒化ガリウム(GaAs)を
用いた集積回路の構造に関するものである。
砒化ガリウムを用いて@1図のスタティック型メモリ士
ルを実現するに当たル、従来為造のFETとして第2図
に示すものがあった。第1図において、Ql−04はF
EEH11R2は負荷抵抗であル、以上4個のFETと
2個の負荷抵抗で1ビツトのメモリセルが構成されてい
る。VDは電泳、wはワード線、D及び五はそれぞれD
ATA線及びDATA線を表わす。
1M2図において、(υはGaAs  の半導体基板を
衣わし、(ロ)及び(2)、(2)及び(2)、に)及
びに)はそれぞれFETのドレイン電極、ゲート電極、
ソース電極を表わし、64及び(財)、四及びに)はそ
れぞれFETのドレイン電極及びソース11に極に接触
して形成されたドレイン領域、ソース領域を表わし、輛
及びに)はゲート電極に接触して形成されたチャネル領
域を表わす。
次に、第1図及び第2図を用いて、メモリセルの構造に
ついて詳しく説明する。なお、以下では例としてプレー
ナ型nチャネルMESFET  を用いた場合について
述べる。
スタティック型のメモリセルは、第1図に示すように、
Ql−Qlの4個0FETとR1,R2の2個の抵抗で
構成されている。 QlとQlは互いのゲートが相手の
ドレインに交差接続されておル、ソースは接地電位にな
りでいる。抵抗R1,R1はt源電位VDとQB、Ql
のドレインC以下、ノードNl、Nlと称する)とに接
続されている。QlとQlよ、それぞれDATA線りと
ノードNlの間及びDATA 縁下とノードN2O間に
接続されておル、かつ、ゲートはワード!1jlWに共
通に接続されている。このメモリセルの動作は、以下の
通シである。いま、 Nlが高電位、Nlが接地電位に
なっているような記憶状態にあるとする。このとiQ8
は非導通、Qlよ導通状態になっている。この状態でワ
ード線Wを高電位にすると、N肋;高電位で、かつQl
がオフしているために、DATA線りからメモリセルに
向かっては電流は流れないが、N2は接地電位であシ、
かつQ4i(オンしているために、DATA 11 D
からメモリセルへ向かって電流が流れる。逆に、Nlが
接地電位、N2が高電位であるような記憶状態の場合に
は、DATA iiDからメモリセルへ向かって電流が
流れ、DATA線iからメモリセルへ向かっては電流は
流れない。
このように、DATA 線及びDATA線のどちらに電
流が流れているかを図示していないセンス7ンブにより
て検知し、メモリセルの記憶情報を知るものである。書
伽込みも同様にDATA 線又はDATA線のどちらか
を高電位に保ったままワード線Wの電位を高電位にし、
ノードN1.Njlのどちらか一方を高電位に固定する
ことによってなされる。
互いに交差接続されるFET、Ql及びQ4Oドレイン
領域Nl 、N2は第1!図に示すように、通常、半絶
絨性GaAs  基板上にシリコン・イオウなどをイオ
ン注入してn型領域04及び員を形成する。このn型領
域上にドレイン電極(ロ)及び(2)を形成し、FIA
示していない配線6ζよって相手のFETのゲート電極
(2)及びに)と交差接続する。
近年、半導体棄子の微細化が進み、メモリセルの面積が
縮小されるのに伴い、記憶情報としてメモリセル化貯え
られる蓄積電荷量も微少なものになってきた。メモリセ
ルの蓄積電荷は、その大部分がn型領域であるN1及び
Mの部分に貯えられる。
従来のメモリセル構造では、GaAj  基板中に入射
した放射線によって生成された電子・正孔対の内、n型
領域に到達した電子によって回路が誤動作を生じる欠点
があった。
との誤動作は一時的なものであシ、次のサイクルに正常
データを書き込めば、今度は正常に動作することから、
一般にソフトエラーとよばれる。
次に、このソフトエラーの起こる原因を第2図を用いて
説明する。
GaAs  基板内に入射した放射線は、停止するまで
に基板内を数十−通過するが、停止すゐまでにその径路
に沿うて多数の電子・正孔対を生成する。生成された電
子・正孔対の内、基板(1)内で生成された電子及び正
孔は拡散運動によって基板(υ内を移動し、一部は再結
合してしまうが、一部の電子は基板表面のn型領域に注
入される。いま、N1がIIEw1位、N助;低電位に
なっており、放射線によって生成された電子が拡散によ
ってNIOn型領域a◆に注入されたとすゐ、一般にM
ESFET’ において、ドレイン及びソースとしての
nW!拡散領域の容量は、基板との間の接合容態のみで
あ〕、極めて小さな値しかもたない。
従って各n型領域に蓄積される亀荷愈も極めて小さな値
にしかならない、いま、n型領域が高電位であるときの
蓄積電荷量をQ■、低電位になつたと偽の蓄積電荷量を
Qlとすると、一般に9色)>Qll) が成ル立つ、この2状態の蓄積電荷量の差をQcrit
−Q(L)  QO() とすれば−1放射線の入射によってn型領域(ロ)、に
)及び基板(1)内で生成され、拡散によってn型領域
内に注入された電荷Qα が Qa > Q crit という関係を満足すれば、今まで高電位であったn型領
域は一時的に低電位、或いはそれ以下の電位にまで下が
る。高電位であったNlの電位が下がj5.N2の電位
よシも低くなった場合には、ラッチの反転が起こ)、そ
れまでの記憶情報が反転する。
また、Nlの電位が低くなシ、NZと同電位になった場
合には、ラッチは不安定な状態になシ、極く僅かのノイ
ズ等によっても容易に反転してしまう。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、基板上に形成されたFETのチャ
ネル領域の下部に、チャネル領域とは異なる導電性の不
純物を1017〜10 ” ct”程度の濃度でイオン
注入し、チャネル領域との間でジャンクション容量を形
成させてゲートのショットキー容量に付加させ、ゲート
に交差接続されているノードの容量を増大させて、ソフ
トエラーの発生を防止できる構造を提供することを目的
としていゐ。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第8
図において、(1)はGaAs  の半導体基板を表わ
し、(ロ)及び(財)、@及びに)、(2)及び(2)
はそれぞれFETのドレイン電極、ゲート電極、ソース
電極を表わし、(ロ)及び鱒、(至)及び(2)はそれ
ぞれFETのドレイン電極及びソース電極に接触して形
成されたドレイン領域、ソース領域を表わし、(2)及
び−はゲート電極に接触して形成されたチャネル領域を
表わす、また、(財)及び勃は、 FETのチャネル領
域の下部にドレイン領域及びソース領域とは接触しない
ように形成された、チャネル領域とは異った導電性を有
する領域を表わす、ソフトエラーは、放射線が基板内に
入射したことによって生成された電荷がFETの活性領
域に注入され、そのノードの電位を一時的に変化させる
ことによって生じる。
活性領域がn!f!Jの場合には、電子の注入によって
それまで高電位に保たれていたノードの電位が一時的に
下がることによル誤動作が引き起こされる。
この発明は、FETのチャネル領域の下部に高濃度(1
G17〜10’ ct” )のP型領域を形成し、チャ
ネル領域との間にジャンクション容量を形成してゲート
容量に付加し、該ゲートの接続されているノード容量を
増大させて、放射線が入射したことによって生成された
電子の注入による電位降下を小さくシ、ソフトエラーの
発生を防止する構造を提供するものである。第8図の実
施例ではチャネル+ 領域であるn領域−の下部にP領域(転)を形成するこ
とによル、この2領域の界面にジャンクション容量が形
成され、MES構造のゲート電極(2)とチャネル領域
曽の間に形成されていたショットキー容量に付加される
。フリップフロツブを構成しているFETQ8、Qωゲ
ートとドレインはお互いに交差接続されており、Qωゲ
ートにジャンクション容量を付加したことによ、!J、
Qa2)ドレインであるノードN1の容量も増加する。
同様に、Q8Oゲートにジャンクション容量を付加した
ことによ、17、Q4tDドレインであるノードN2の
容態も増加する。フリップフロップのノードNl、N2
の容量が増大した結果、メモリセルの蓄積電荷置が増加
するとともに、高電位側のノードに電子が注入された場
合でも、その電位降下を小さくすることができ、ラッチ
の反転を防止することができる。
なお、上記実施例ではMESFET に適用した場合の
例を示したが、本発明は電極部分の構造には依存しない
ので、 MOSFET に対しても適用できる。
また、本発明の他の実施例として、メサ型のMESFE
Tに適用した例を@4図に示す。製造方法に若干の違い
はあるものの、メサ型に対しても同様に適用できる。ま
た、上記実施例ではnチャネル素子について説明したが
、各領域の導電性及び各電極への印加電圧の符号を全て
逆にすれば、Pチャネル素子に対しても同様に適用ah
る。
以上のように、この発明によれば、 FETのチャネル
領域の下部に、チャネル領域とは異なる導電性をもつ領
域を形成したので、ゲートの容量としてジャンクション
容lが付加され、更にこのゲートに接続されているノー
ドの容量を増大させることができるので、ノードの蓄&
電荷鳳が増加するとともに、電子の注入による電位降下
を小さくすることができ、集積回路に放射線が入射した
ことによって生じるソフトエラーを防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はスタティック膿のメモリセルの回路図、第2図
は従来のGaAs FET の構造を示す断面図、第8
図はこの発明の一実施例によるGaAs FETの#l
造を示す断面図、#!4図はこの発明の他の実施側によ
るGaAs FET の構造を示す断面図である。 (1)・・・GaAs  半導体基板、(ロ)、(2)
・・・ドレインIIE極、亜、候・・・ゲート電極、斡
、(至)・・・ソース電極、(ロ)。 (ハ)・・・ドレイン領域、(2)、@・・・ソース領
域、(2)、曽・・・チャネル領域、勤、@・・・チャ
ネル領域と異なる導電性をもち、ドレイン領域及びソー
ス領域と接触しないように形成された領域 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人 葛野信、− 第1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)半絶縁性基板上に形成した半導体集積回路におい
    て、第1の導電性を有する不純物を1017〜1019
    1“3程度の澁度に注入・拡散させて形成した第1の領
    域と、この@lの領域の下部に、第1の導電性とは異な
    る第2の導電性の不純物を1017〜10191′3程
    度の濃度に注入・拡散させて形成した第2の領域とを有
    することを特徴とする半導体集積回路。 (2)半絶縁性基板上にFETを形成したことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路。 (3)第1の領域が、フリップ・フロップ回路の交差接
    続されたノードとして使用されることを特徴とする特許
    請求範囲第1項記載の半導体集積回路。 (4)第1の領域が電荷蓄積領域として使用されること
    を特徴とする特許請求範囲bi項記載の半導体集積回路
    。 (6)半絶縁性基板として半絶縁性砒化ガリウム基板を
    用いた仁とを特徴とする特許の請求範囲第1項記載の半
    導体集積回路。 (6)第2の領域は第1の領域の内、ドレイン領域及び
    ソース領域とは接触しないように形成されたことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路。
JP57032006A 1982-02-26 1982-02-26 半導体集積回路 Granted JPS58148450A (ja)

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