JPS6032356A - Νチャンネルmos集積回路装置 - Google Patents

Νチャンネルmos集積回路装置

Info

Publication number
JPS6032356A
JPS6032356A JP58143179A JP14317983A JPS6032356A JP S6032356 A JPS6032356 A JP S6032356A JP 58143179 A JP58143179 A JP 58143179A JP 14317983 A JP14317983 A JP 14317983A JP S6032356 A JPS6032356 A JP S6032356A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
type
layer
integrated circuit
silicon substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58143179A
Other languages
English (en)
Inventor
Keizo Sakiyama
崎山 恵三
Kazumi Miki
三木 和巳
Shingo Okazaki
岡崎 真吾
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP58143179A priority Critical patent/JPS6032356A/ja
Publication of JPS6032356A publication Critical patent/JPS6032356A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0214Particular design considerations for integrated circuits for internal polarisation, e.g. I2L
    • H01L27/0218Particular design considerations for integrated circuits for internal polarisation, e.g. I2L of field effect structures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor 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。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明はNチャンネルMO5集積回路装置に関し、特に
集積回路素子を組み込むだめの半導体基板構造に関する
ものである。
〈従来技術〉 本発明の有効性は、特にNチャンネルダイナミックラン
ダムアクセスメモリ(以下D−RAM)で顕著なため、
以下の説明においてこのD−RAMを例にとって説明す
る。
従来のD−RAMの構造はP型シリコン基板を出発材料
として、これにメモリセル及び各セルを動作させるため
の周辺回路等が組み込まれている。
第1図は理解を容易にするため、D −RA Mを構成
する1つのMOSFETのみを模式的に示したもので、
P型シリコン基板1の主表面にMOSFETを構成する
だめのソース及びドレイン領域2.3が、N型不純物の
拡散によって形成され、ソース領域とドレイン領域3の
間に位置する基板上にゲート絶縁膜4を介してゲート’
Ili: Ii’y< 5が形成されている。このよう
なM OS F E ”I’を動作させるに際してゲー
ト電極5にゲート’に圧VGG、ソース領域にソース電
圧VSS及びドレイン領域にドレイン電圧VDDが印加
されると共に、P型基板】の背面に基板バイアス電圧V
BBが印加される。」−記井板バイアス電圧VBBはP
型基板においては通常0■或いは負電圧に設定され、動
作状態において基板とソース及びドレイン領域との間に
空乏層6が形成される。
処で上記MO5FETの動作に影響する重要な因子とし
て、典型的には放射線照射によって発生する基板中の電
子及び正孔の自由キャリアがある。
このような自由キャリアは放射線照射たけではなく、空
乏層6の中で発生して基板中に放出されることによって
も存在し、シリコン基板中に放出された自由キャリアは
、主としてシリコン基板中に存在する電界により方向(
=1けられて移動し、またシリコン基板中に存在する種
々の要因による再結合中心によって消滅する。
いま電子について考えると、これらのシリコン基板中に
放出された電子は小数キャリアとして振るまうことにな
り、再結合過程により寿命が尽きることになる。その平
均的な移動距離(拡散長)はシリコン基板の十分深いと
ころでは数百μW、浅いところ即ちデバイスが形成され
た領域近傍、例えば表面から数十μmのところでは数十
μm程度である。
MOSFETで構成されたD −RA Mは、動作原理
上、表面から熱的に非平衡状態の空乏層を利用すること
にあり、このような空乏層に基板中に放出された自由な
電子が接近すると、この空乏層にとり込まれることにな
る。このような電子の移動が顕著に発生ずると、熱的に
非平衡な状態がより速く熱平衡状態になシ、D−RAM
の動作特性を阻害することになる。まだ正札が多量に基
板中に放出されると基板の電位が正に上タトシ、見掛は
上基板バイアスが正にシフトし、デバイヌ特性を変化さ
せることになる。このような不都合に21’ して従来
のNチャシネ3MO5FETは、上述のようにP型シリ
コン基板が用いられて、第1図に示しだようにシリコン
基板裏面を負の電位で固定し、寸だシリコン基板として
約400μmの比較的薄ものを利用するため、シリコン
基板中に発生した正孔は直ちに裏面に掃き去られること
で、上述のような自由電子の影響を除去している。
しかしIC,LSI等の半導体装置が多機能化し、また
多品種化するに伴って、上述のように裏面から基板バイ
アス電圧を印加し得る構造のみには限られず、チップ表
面から取らざるを得ない事態がしばしば生じ、このよう
な場合には従来装置のように自由ギヤリアの影響を速や
かに除去することができず、特に上記のような自由キャ
リアが一つの原因になって生じるダイナミックRAMに
おけるソフトエラーは、対策が望まれていた。
〈発明の目的〉 本発明は上記従来装置の問題点に鑑みてなされたもので
、チップ主表面に基板バイアス電圧印加のだめの電極を
設けた半導体装置においても、シリコン基板中に発生す
る自由ギヤリアによる影響を著しく改善したNチャンネ
ルMO5集積回路装置を提供するものである。
〈実施例〉 第2図において、Nチャンネ/L/MO8FETを組み
込むためのシリコン半導体基板は、N型基板7上にP型
層8を形成した多層構造からなる。このようなシリコン
半導体基板は、例えばまずN型シリコン基板7を準備し
、該N型シリコン基板7の表面にイオン注入技術、寸た
は熱拡散技術等によりボロン等のP型不純物を拡散して
形成するが、1iuN型シリコン基板上にP型のエピタ
キシャ/I/層を形成することにより作成することがで
きる。
P型層8の厚みは実用的にはほぼ3〜20μm程度、P
型不純物濃度(またはアクセグタ濃度)は平均的I![
、!: L−r I X 10′5″/cm” 〜I 
X 1017”36n’程度に形成し、これらはMO5
FET特性等を考慮して決定される。
上記のように主表面がP型層8に形成されたシリコン半
導体に、従来公知の半導体製造技術によってN型不純物
領域9及び1oがソーヌ或いはドレインとして形成され
、副領域間の基板表面上にゲート絶縁膜11を介してゲ
ート電極12が設けられる。上記MO5FETはソース
電圧VSS、ドレイン電圧VDD及びゲート電圧■6G
が印加されてNチャシネ3MO5FETとして駆動する
上記各電圧を印加して動作させるにあた−9て、P型層
8のソース及びドレイン領域が形成された同一主表面に
、P型層8にOv又は負のバイアス電圧VBBを印加す
るだめのパイアヌ印加端子13が設けられる。バイアス
印加端子13をシリコン層8の表面に設けることは、ソ
ース及びドレイン領域等にメタルコンタクトホールを開
口する工程ヒ同時に作成するか、または各領域の電極形
成と前後して、主表面を被う絶縁膜にP型層8に直接到
達する開口を設け、次にメタル配線パターンをこの上に
とることにより作成することができる。
次に上記P型層を用いて形成されたMOSFETの自由
キャリアが与える影響を説明する。上述のような放射線
照射によって発生したシリコン基板中の自由キャリアの
うち電子は、第3図に示すエネルギダイヤグラムに従っ
て動作し、N型基板7中に流入し易くなってMOSFE
Tにほとんど影響することがなく、デバイス上の問題点
は解消される。即ち上記実施例において、N型基板7の
電位は意図的には固定されず、P型層8との境界部に発
生する空乏層の電位差は静電的なものであり、この電位
差による空乏層中の電界のために空乏層端に接近した電
子はN型基板7中に流入する。このため上記電子の基板
表面に沿う方向の拡散長は結果的に短かくなり、MOS
FETがダイナミックRAMとして動作する場合に誤動
作を誘発する頻度が著しく減少する。尚アルファ粒子の
入射等により生じる可能性のあるN型基板7中の電子に
ついては、逆にN−P接触電位差のだめP型基板中に流
入することは困難となり、同様に誤動作の発生を阻止す
ることができる。
またP型シリコン層8中に発生した正孔は、例えば第3
図のエネルギダイヤグラムでみるとN型基板7中に流入
できず、P型層8中に留まるため−に悪影響を及ぼすよ
うにみえるが、逆にN−P層境界で踏ね返されて比較的
薄いP型層8に取り込まれ、そのために正孔はP型車−
基板に比べて効゛率的に、例えばFETのソース領域の
ような接地電位の近傍に発生する空乏層中に取り込まれ
ることとなり、正札による悪影響をも轢減することがで
きる。
〈効 果〉 以上本発明によれば、シリコン基板中に発生した自由電
子または正孔は、その発生地点近傍で消滅させることが
でき、自由キャリアによる弊害を除くことができ、RA
 M等の集積回路における誤動作の発生を阻止すること
ができ、集積回路の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のD−RAMの一部を示す半導体基板断面
図、第2図は本発明による一実施例の断面図、第3図は
同実施例を説明するだめのエネルギダイアグラムである
。 7:N型シリコン基板 8:P型シリコン層9.10:
N型領域 12:ゲート電極13:基板バイアス印加端

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 半導体回路基板の主表面に基板バイアスのためのV
    BB電極が形成されたNチャンネ/l/MO5集積回路
    装置において、上記半導体回路基板はN 7(4Jシリ
    コン基板上にP型シリコン層が形成され、該P型シリコ
    ン層に集積回路素子を組み込むと共に、基板バイアヌ印
    加端子が設けられてなることを特徴とするNチャンネt
    v M OS 集積回路装置。
JP58143179A 1983-08-03 1983-08-03 Νチャンネルmos集積回路装置 Pending JPS6032356A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58143179A JPS6032356A (ja) 1983-08-03 1983-08-03 Νチャンネルmos集積回路装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58143179A JPS6032356A (ja) 1983-08-03 1983-08-03 Νチャンネルmos集積回路装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6032356A true JPS6032356A (ja) 1985-02-19

Family

ID=15332729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58143179A Pending JPS6032356A (ja) 1983-08-03 1983-08-03 Νチャンネルmos集積回路装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6032356A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0265593A2 (en) * 1986-09-30 1988-05-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Field-effect transistor formed in a semi-insulating substrate
US5386135A (en) * 1985-09-25 1995-01-31 Hitachi, Ltd. Semiconductor CMOS memory device with separately biased wells
US6740958B2 (en) 1985-09-25 2004-05-25 Renesas Technology Corp. Semiconductor memory device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5279787A (en) * 1975-12-26 1977-07-05 Toshiba Corp Integrated circuit device
JPS54127291A (en) * 1978-03-27 1979-10-03 Cho Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai Mos semiconductor ic device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5279787A (en) * 1975-12-26 1977-07-05 Toshiba Corp Integrated circuit device
JPS54127291A (en) * 1978-03-27 1979-10-03 Cho Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai Mos semiconductor ic device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5386135A (en) * 1985-09-25 1995-01-31 Hitachi, Ltd. Semiconductor CMOS memory device with separately biased wells
US5497023A (en) * 1985-09-25 1996-03-05 Hitachi, Ltd. Semiconductor memory device having separately biased wells for isolation
US6208010B1 (en) 1985-09-25 2001-03-27 Hitachi, Ltd. Semiconductor memory device
US6740958B2 (en) 1985-09-25 2004-05-25 Renesas Technology Corp. Semiconductor memory device
US6864559B2 (en) 1985-09-25 2005-03-08 Renesas Technology Corp. Semiconductor memory device
EP0265593A2 (en) * 1986-09-30 1988-05-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Field-effect transistor formed in a semi-insulating substrate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6436748B1 (en) Method for fabricating CMOS transistors having matching characteristics and apparatus formed thereby
US6621123B1 (en) Semiconductor device, and semiconductor integrated device
JPH07283405A (ja) 半導体装置の保護回路
JPS6050066B2 (ja) Mos半導体集積回路装置
US5424565A (en) Semiconductor detector
US3852119A (en) Metal-insulator-semiconductor structures having reduced junction capacitance and method of fabrication
US7638412B2 (en) Method and system for reducing charge damage in silicon-on-insulator technology
JPS6032356A (ja) Νチャンネルmos集積回路装置
JP2951292B2 (ja) 相補型半導体装置及びその製造方法
JPH0247865B2 (ja) Hakumakutoranjisutanoseizohoho
JPS59124161A (ja) Mis型電界効果半導体装置
JPS6143475A (ja) Mos型半導体装置
JP3143102B2 (ja) Mis型トランジスタ
JPH0191470A (ja) 入力保護回路
JP3179160B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2005528798A (ja) 半導体デバイス及びそれを製造する方法
JPS60154671A (ja) 半導体装置
JP2948256B2 (ja) 半導体記憶装置の製造方法
US5027167A (en) Semiconductor intergrated circuit
KR19990043130A (ko) 정전기 방지기능을 갖는 반도체집적회로의 입출력버퍼
JPS62265763A (ja) 半導体集積回路装置
JPS6185854A (ja) 半導体装置
JP3030183B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPS60113462A (ja) 半導体記憶装置
JPH0661484A (ja) 半導体装置