JPS58148451A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPS58148451A
JPS58148451A JP57032007A JP3200782A JPS58148451A JP S58148451 A JPS58148451 A JP S58148451A JP 57032007 A JP57032007 A JP 57032007A JP 3200782 A JP3200782 A JP 3200782A JP S58148451 A JPS58148451 A JP S58148451A
Authority
JP
Japan
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region
fet
regions
drain
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP57032007A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoshi Takano
高野 聰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS58148451A publication Critical patent/JPS58148451A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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

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

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第1図のスタティック型メモリセ
ルを実現するに白たシ、従来構造のFETとしてt/X
2111iに示すものがあった。l!1図においてQl
−Q4はFET%R1,R2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は電源、Wはワード線、D及びD
はそれぞれDATA!iJ及びDATA線を表わす。
11!2図において、(1)はGaAsの半導体基板を
表わし、(ロ)及びに)、斡及び(2)、(至)及び鋳
はそれぞれFETのドレイン電極、ゲート電極、ソース
IE極を表わし、α◆及び(ハ)、(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、(至
)及び(ト)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*g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、以下では例としてブレー
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、II!1図に示すよう
に、Ql−Q4の4仏0FETとR1、R2の2偽の抵
抗で構成されている。Q8とQ4は互いのゲートが相手
のドレインに交差接続されており、ソースは接地電位に
なっている。・抵抗R1,R2は電源電位VDとQ8t
Q4のドレイン(以下、ノードNl 、N2と称する)
とに接続されている。QlとQ2は、それぞれDATA
線りとノードNlの間及びDATA  線りとノードN
E−に接続されてお)、かつ、ゲートはワード線W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〕である。いま、Nlが高電位% N16f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iQ
8は非導通、Q4は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、N1が高電位で、かつQ
8がオフしているために、DATA *’a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、かっQ4がオンしているために% DATA線
りからメモリセルへ向かって電流が流れる。逆に、’N
16(接地電位、N肋;高電位であるような記憶状態の
場合には、 DATA線りからメモリセルへ向かって電
流が流れ、 DATA線り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アンプによって
検知し、メモリセルの記りt情報を知るものである。書
き込みも同様にDATA線又はDATA線のどちらかを
高電位に保つたままワード線Wの電位を高電位にし、ノ
ードNl 、N2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%Q8及びQ412)ドレ
イン領域Nl、N2は第2図に示すように、通常、半絶
縁性GaAs  基板上にシリコン・イオウなどをイ寸
ン注入してn型領域(ロ)及び弼を形成する。このn型
領域上にドレイン電極(ロ)及び(2)を形成し、図示
していない配線によって相手のFETのゲート電極(6
)及び働と交差接続する。
近年、半導体素子の微細化が進み、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に貯え
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
M0部分に貯えられる。
従来のメモリセル構造では、GaAs  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。
こ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!!図を用い
て説明する。
GaAl 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μm通過するが、停止するまでにその径路
に沿って多数の電子・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(1)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が高電位、N2が低電位になっ
ておシ、放射線によって生成された電子が拡散によって
Noon型領域(ロ)に注入されたとする。一般にME
SFET において、ドレイン及びソースとしてのn型
拡散領域の容量は、基板との高の接合容態のみであり、
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電荷鳳も極めて小さな値
にしかならない。いま、n型領域が高電位であるときの
蓄811IiE荷鳳を。卸、低電位になったときの蓄積
電荷量をQ (L)とすると、一般にQ(L)>Q@ が成ル立っ、この2状態の蓄積電荷量の差をQ cri
tmQ(L)−Q@− とすれば、放射線の入射によってn型領域(ロ)、■及
び基板(υ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Qad)5 Qa 〉Qcrit 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N1の電位が下がシ、N2の電位よ
シも低くなった楊合薔ζは、ラッチの反転が起こシ、そ
れまでの記憶情報が反転する。
また、Nlの電位が低くなり、Nzと同電位になった場
合には、ラッチは不安定な状態−となシ、極く僅かのノ
イズ等によっても容おに反転してしまう。
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、基板上でFETが形成される領域
の下部に、 FETのドレイン−チャネル・ソースの各
領域を取シ囲むように、この8領域とは異なる導電性の
不純物を10!7〜1 g19が程度の濃度でイオン注
入し、放射線が基板内に入射したことによシ生成された
電荷が、上記a領域に注入するのを防止でき、更にドレ
イン領域との間にジャンクレヨン容量を形成することに
よってノードの容量を増大させ、ソフトエラーを防止す
ることができる構造を提供することを目的として−る。
以下、ヒ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G!lAs  の半導体基板を表
わし、Oル及び(2)、(2)及び(イ)、に)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、04及び(財)、(ト)及び曽はそ
れぞれFETのドレイン電極及びソースIIIE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)11E極に接触して形成されたチ
ャネル領域を表わす、また、勤及び(転)は、FETの
ドレイン領域、チャネル領域、ソース領域を取シ囲むよ
うに形成された上記8領域とは異った導電性を有する領
域である。ソフトエラーは、放射線が基板内に入射した
ととによって生成された電荷が、FETの活性領域に注
入されることによって庄じる。活性領域がn型の場合に
は、電子の注入によりて誤動作が引き起こされる。この
発明は、 FETの活性領域を取シ囲むよう暑ζ高濃度
(1,17〜10 ” al−” )のP副領域を形成
し、基板から拡散してきた電子がn型の活性領域iこ到
達する以1[1fこ、P型領域内で再結合し、活性領域
に注入されない構造を提供するものである。
また、メモリセルのラッチの誤動作を防ぐためには、ラ
ッチのノードN1.N2の付加容量を大きくすれば、た
とえ高電位側のノードに電子が注入されても、電位降下
は小さくてすみ、ラッチが反転するのを防ぐことができ
る。この発明は、FET0n型活性領域の下部に101
7〜l Q 1’ cli’程度の高濃度のP副領域を
形成し、n型活性領域との間に形成されるジャンクレヨ
ン容量をFETの各ノードに付加することによシ、ノー
ドの容iを増大させ、放射線の入射による電位降下をお
さえ、FETの誤創作を防ぐものである。
なお、上記実施例では、 MESFIIT  に適用し
た場合の例を示したが、本発明はWIt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λ(ESF
ET に適用した例を第4因に示す、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
で偽る。
以上のように、この発明によれば、FETのドレイン領
域、チャネル領域、ソース領域を取ル囲むように、上記
8領域とは異なる導電性をもつ領域を形成したので、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、基板内を拡散して上記8領域に注入されるのを防ぐ
ことができ、また、上記8領域との間に新たにジャンク
レヨン容量が付加され、メモリセルのラッチ部分の蓄積
容量を大きくすることができるので、集私回路に放射線
が入射したことによって生じるソフトエラーな防止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はスタティックRAMのメモリ士ルO回路図、第
2図は従来のGaAs  FETの構造を示す断面図、
I!8図はこの発明の一実施例によるG1As FET
の構造を示す断面図、1114図はこの発明の他の実施
例によるGaAs FETの構造を示す断面図である。 (1)・・・GaAs  半導体基板、(2)、@・・
・ドレイン電極、(財)、@・・・ゲート電極、曽、@
・・・ソース電極、(ロ)。 (財)・・・ドレイン領域、a!、(2)・・・ソース
領域、(至)、曽・・・チャネル領域、(財)、@・・
・ドレイン領域、チャネル領域、ソース領域と異なる導
電性をもつ領域なお、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 νJ 手続補正書(自発λ 特許庁長官殿 1、事件の表示    特願昭57−11007号2、
発明の名称 半導体集積回路 3、補正をする者 6、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄。 6、補正のFF3谷 明細書中帛4頁帛16行にr DATA線又はDATA
線」とあるのをrDATA線又はDATA線」と訂正す
る。 以  上

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1011〜1019
    1′3程度の濃度に注入・拡散させて形成した第1の領
    域と、この第1の領域を取)囲むように、第1の導電性
    とは異なる第2の導電性の不純物を1017〜IQ” 
    [’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を形成したととを特徴と
    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
    の請求範囲第1項記載の半導体#l積回路。 (4)第1の領域が電荷蓄徴領域として使用されること
    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。 (5)半絶縁性基板として半絶縁性砒化ガリウム基板を
    用いたこ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の領域の周囲の全部又は一部を
    取シ囲むように形成された迷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。
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