JPS6050953A - 耐放射線半導体素子 - Google Patents

耐放射線半導体素子

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JPS6050953A
JPS6050953A JP58157782A JP15778283A JPS6050953A JP S6050953 A JPS6050953 A JP S6050953A JP 58157782 A JP58157782 A JP 58157782A JP 15778283 A JP15778283 A JP 15778283A JP S6050953 A JPS6050953 A JP S6050953A
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JP
Japan
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film
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JP58157782A
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Toshio Takahashi
利雄 高橋
Moritada Kubo
久保 盛唯
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
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    • H01L21/8232Field-effect technology
    • H01L21/8234MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
    • H01L21/8238Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS
    • HELECTRICITY
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    • H01L27/08Devices 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 the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/085Devices 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 the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
    • H01L27/088Devices 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 the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
    • H01L27/092Devices 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 the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors
    • H01L27/0921Means for preventing a bipolar, e.g. thyristor, action between the different transistor regions, e.g. Latchup prevention

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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】 [発明の技術分野] この発明は耐放射線型半導体素子に係り、強い放射線の
下で使用される半導体素子、νりえば人工衛星に搭載さ
れる電子計算機のC−MO8素子の耐放射線構造を改良
する。
[発明の技術的背景とその問題点] 従来、例えば人工衛星に搭載される電子計算機の半導体
素子は宇宙空間で強い放射線を浴び、貫通声れるので電
気動作状態に変化を生じ失調する。
これを防止するため、金属で作られた放射線防獲カバー
を半導体素子の周囲に設置する手段があるが、重量が大
になるという重大な欠点がある。
従来ノハイボーラICで、例えばテキサスインスツルメ
ント社の特許による「アイソレーション拡散法」等にみ
られる個々のトランジスタをIC内で絶縁する技術が公
知になっている。
しかし、C−MO8素子については逆バイアスが印加さ
れるMOS )ランジスタが原理的にアイソレーション
不要のため、このような構成のものが知られていなかっ
た。まして、C−MO8単位内のことは全く考えられて
いなかった。
蒸上により、放射線の入射により半導体内に電子/正孔
対な発生すると、C−MOS内に寄生サイリスタが形成
され、隣接の素子間に尋通状態が生じ失調の原因になる
また、モトローラ社の特許でアニユラ構造がPNPプレ
ーナトランジスタに実施されているが、これは耐圧劣化
対策用でありC−MOSでもアイソレ−ション層は設け
られているが放射線対策にはならない。
斜上の如くバイポーラICに関する従来の構造は低抵抗
層が側面部と底面部で導電型が異なり、しかも、相互は
接続していないものである(第15図参照) [発明の目的] この発明は背景技術の問題点を除去するための耐放射線
半導体素子の改良構造を提供するもので、放射線により
C−MOSIC(含VLSI )に寄生サイリスタが形
成されるのを防止する。
[発明の概要] この発明に係る耐放射線半導体素子は、N導電型の半導
体基板の一方の主向側にこれと同導電型の気相成長領域
を設け、これと半導体基板との間に形成された高濃槻の
埋込層と前記気相成長領域に埋込層に対応して設けられ
たガードリングとを接続させてなる半閉曲面内の領域に
、相補MO8ICの対のトランジスタの一方が形成され
ていることを特徴とするものである。
[発明の実施例] 次にこの発明を1実施例につき図面を参照して詳細に説
明する。
1実施例の附放射腺半導体素子の一部を第1図に示す。
図において、(1)はN型シリコン基板、(2)は前記
シリコン基板(1)の一方の工面に気相成長によって′
#L着されたN型領域、(31は前記N型領域(2)と
シリコン基板(1)との間に形成された高濃度(P+)
埋込層で、前記N型領域(2)に前記埋込層(81と対
応して設けられた戸型ガードリング(4)に接続して半
閉曲面四を形成し、かつ、この半閉曲面によって四重れ
た領域をP型ウェル領域(6)(含直方体型)とし、こ
れにNチャオルMOS)ランジスタを形成する。一方前
記N型領域(2)に前記MOSトランジスタと相補をな
すPチャイルMOSトランジスメを形成する。すなわち
、P型ウェル領域(6)に設けられたMOS )ランジ
スタの(7)はソース領域層、(8)はドレイン領域層
であり、N型領域(2)に設りられたPチャネルMOS
トランジスタの(7′)はソース領域層、(8′)はド
レイン領域層、(9)はN+型のチャネルストッパであ
る。才た、00)は表面に形成された酸化シリコン層で
、この開孔で各領域層に接続し、ゲート酸化膜を介して
蒸着形成されたアルミニウムの配線層αυ、すυ・・・
がある。
次に、上記を製造方法につ@第2図ないし第8図を参照
してさらに説明する。
まず Nuシリコン基板(1)を用意し、その1主面に
酸化シリコンffl (10a)のマスクを設け、その
開孔(10b)から戸拡散を施しのちに埋込層になる篩
饋度P JgJ(a’+を形成する(第2図)。
次に、前記酸化シリコン層を除去したのちN型領域(2
)を形成し、前記高爵度P層(3′)を埋込層(3)に
する(第3図)。
次に、前記N型領域(2)の鯰出面にしご化シリコン層
(IOC)のマスクを施し、さらにほう素シリケートガ
ラス(z(il (以降B8Gと略称)を被Vする。な
お、このマスクはガードリング型の開孔を備え、この開
孔でBSGはN型領域の表面に密接する(第4図)。
次に、加熱を施してボロンを拡散させガードリング(4
)を形成し、前記埋込層(8)に接続させて半閉曲面(
ト)を形成する(第5図)。
ついでBSGを除去し、酸化シリコン層(IOc)を更
め、前記半閉曲面で包囲された領域上に開孔(10e)
のある酸化シリコン層(10d)を形成する。
この酸化シリコン層をマスクとして拡散を施し半閉曲面
によって限定さ7−した領域をP型ウェル領域(6)に
する(第6図)。
次に、酸化シリコン層(10d)を史めN型領域(2)
に相補の一方のMOS )ランジスタのソース、ドレイ
ンの谷領域形成予定域に開孔(10g)、 (Log)
のある+?化シリコン層(10f)を形成する。そして
前記[−4”化シリコン層をマスクとしてP+拡散を飾
してソース領域層(7′)、ドレイン領域層(8′)を
形成する(第7図)。
ついで、酸化シリコン層(10f)を更めP型ウェル領
域(6) (會W方体型)に上記MO8)ランジスタと
相補をなすNチャネルMOS)ランジスタのソース領域
層とドレイン領域層の各形成予定域に開孔(10i)、
 (10i)と、前記N型領域に形成するPチャネルN
08)ランジスタのチャネルストッパ形成予定職に開孔
(100を設けた酸化シリコン層(10h)を形成し、
に拡散を施してソース領域層()八 ドレイン領域層(
8八チヤネルストツパ(9)を夫々形成する(第8図)
さらに公知の手段によって各市、極とこれを導くアルミ
蒸着層の被着とパターニングを施し、第1図に示される
半導体素子を得る。
次にこの発Fljは第9図に示す構造としてもよい。
すなわち、第1の実施例で述べた部分とかわらない部分
けν1に同じ番号で、また、導電型が反対の部分につい
ては異なる番号をもって夫々示し、次に説明する。
図において、N+型の半閉口=p+は N 、4gシリ
コン基板(1)とこの−主面に気相成長により形成され
たN2!l!領域(2)との1B)に形成された高濃度
(N+)埋込層flQlと、この埋込層に対応してNム
シ領域(2)に拡散形成され埋込層囮)に接続されたN
+型ガードリングQ薊とで構成されている。上記のN+
型の半閉曲面(ロ)内はN波つェル領域((2)(含直
方体型)であり、前記気相成長されたNW領領域2)内
に前記半閉曲面とは離れてP型6I域層α6)が形成さ
れている。このP型頓域層にNチャネルλ10Sトラン
ジスタのソース領域層(17) 、ドレイン領域層(1
8) % およびP型のチャネルストッパ(19)が夫
々設けられている。一方N屋ウェル領域■には前記P型
領域層のMOS )ランジスタと相補のPチャネルMO
8)ランジスタのソース領域層αつ、ドレイン領域層−
が設けられている。甘た、θ0)は表面に形成された酸
化シリコン層で、この上面に蒸着されたアルミニウムの
配線層(11) 、 (11)・・・が醇化シリコン層
の開孔にて各領域層(二接続しかつ、ゲート酸化膜股上
にてゲート電極を形成する。
次に上記を製造方法につき第10図ないし第14図を1
5照してさらに説明する。
捷ず、NMシリコン基板(1)を用意し、その1王向く
二酸化シリコン層(10a)のマスクを設け、その開孔
(10b)からN+拡散を施し、のちに埋込層(二なる
高濃夏N1脅06)を形成する(第1O図)。
次に、前記酸化シリコン屓(10a)を除去したのちN
型領域(2)を形成し、前記高濃度1層11g1を埋込
層0■にする(電11図〕。
次に、前記N%領域(2)の露出面に酸化シリコン層(
IOC)のマスクを施し、さらにBAG(2))を板蓋
する。なお、このマスクはガードリング壓の開孔を備え
、この開孔で88GはN型領域の表面に密接する(第1
2図)。
次に加熱を施してボロンを拡散させガードリング(14
Jを形成し、前記埋込層(1″、))に接続させて半閉
曲面(ロ)を形成する(第13図)。
ついで、NチャネルMO8)シンジスタを形成するため
のP型領域を前記N3M領域(2)に選択拡散して形成
し、このP型′p11域(16)と前記N型ウェル領域
(1訝に相補のMOS)ランジスタを形成し第9図に示
すものが得られる。第14図はP型領域形成tりにN型
つェル伸域叫にソース領域層07)、ドレイン領域層(
1B)とを形成した状態を示すものである。
この発明の栴這の特徴は第16図に示すよう(二、相補
のMOS)ランジスタの一方が、いずれも同m電型のガ
ードリングと埋込層とを接続させた半閉曲面でアイソレ
ートされたウェル領域に形成されている点である。この
構造は従来のバイポーラICにおけるアイソレーション
を示す第1512<1とは顕著に)♀なる。これは低抵
抗層が側面部と底面部で導′ω、型が県なり、かつ、相
互は接続さフ]7ていない点にある。なお、図中、低抵
抗層部は交斜線を付して示し、−例の導電型を併記しで
ある○[発明の効果] この発明のC−MO8IC(含VLSI)によれば、放
射線の入射により電子/正孔対が発生しても、低抵抗層
で形成さfiた半閉曲面のガードカップが相補のMOS
)ジンジスタのいずれか一方を完全に富閉し遮蔽するの
で、寄生サイリスタの形成による不具合がすべて解決さ
ノするという顕著な効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の1実施例の1i1放射紳平導体素子
の断面図、第2図ないし第8図は上記半導体素子の製造
エイ呈を順次に示すいずれも断面図、第9図はこの発明
の別の1実施例の酬放射線半尋体素子の断面図、第10
図ないし第14図は上記半導体素子の製造工程を順次に
示すいずれも断面図、第15図は従来のバイポーラIC
におりるアイソレーションの構造を示す断面図、第16
図はこの発明を説明するための断面図である。 I N型シリコン基板 2 Nm領域 3.13 高濃度埋込層 4.14 ガードリング 】、■ 半閉曲面 6.12 ウェル領域 7・ 7′・17・17′ ソース領域層8 、 8’
、 18 、18’ ドレイン領域層9 チャネルスト
ッパ II 、 11 ・・・ 凸己線層 代理人弁理士 井 上 −男 第1図 第2図 第3図 第 4 図 第 5 図 第6図 第7図 第 8 図 第11図 /3 第12図 第14図 第15図 第16図 287

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板の一方の主面側にこれと同導′亀型の気相成
    長領域を設け、これと半導体基板との間に形成された高
    濃度の埋込層と気相成長領域に埋込層に対応して設けら
    れたガードリングを接続させてなる半閉曲面の領域に、
    相補MO8ICの対のトランジスタの一方が形成されて
    いることを特徴とする耐放射線半導体素子。
JP58157782A 1983-08-31 1983-08-31 耐放射線半導体素子 Pending JPS6050953A (ja)

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JP58157782A JPS6050953A (ja) 1983-08-31 1983-08-31 耐放射線半導体素子

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JP58157782A JPS6050953A (ja) 1983-08-31 1983-08-31 耐放射線半導体素子

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5485027A (en) * 1988-11-08 1996-01-16 Siliconix Incorporated Isolated DMOS IC technology

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