JPS636875A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPS636875A
JPS636875A JP61149504A JP14950486A JPS636875A JP S636875 A JPS636875 A JP S636875A JP 61149504 A JP61149504 A JP 61149504A JP 14950486 A JP14950486 A JP 14950486A JP S636875 A JPS636875 A JP S636875A
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JP
Japan
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layer
semiconductor layer
semiconductor
type
ions
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Pending
Application number
JP61149504A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Usagawa
利幸 宇佐川
Yasunari Umemoto
康成 梅本
Kazuo Nakazato
和郎 中里
Takeyuki Hiruma
健之 比留間
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS636875A publication Critical patent/JPS636875A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prevent a soft error from being produced by alpha rays by forming a p-n junction semiconductor layer between both the collector layer and SBD portion of an HBT and a substrate. CONSTITUTION:After Si ions are selectively implanted in a semiinsulative GaAs substrate 10 by using a photo resist as a mask, annealing is performed and the Si ions are activated to form an n-type buried layer 9. Then, Be ions are selectively implanted in a position wherein Si ions are implanted by using the photo resist and annealing is performed to activate the Be ions and form a P-type buried layer 8 whereby a p-n junction is formed. The layers 8 and 9 are so formed as to cover at least the n-type collector layer 12 of an HBT 100, an SBD 101 and the connecting portion of the collector layer 12 and the SBD 101 in a planer fashion. Thus, a soft error rate due to alpha rays is reduced as compared with conventional memory cells.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置に係り、特にα線ソフトエラー対策
に好適な半導体装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor device, and particularly to a semiconductor device suitable for countermeasures against α-ray soft errors.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、砒化ガリウム(G a A s ) 、砒化アル
ミニウムガリウム(AQGaAs>へテロ接合を用いた
ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(Heter。
Conventionally, heterojunction bipolar transistors (Heter.

B 1polar Transister、 HB T
と略す)は文献プロシーディング・ガリウム・ヒソ・ア
イ・シー・シンポジウム、1985年、アイ・イー・イ
ー・イー、99ページ(GaAs I C8ympos
iuy 1985t I EEE、 P、99)にみら
れる様に、分子線エピタキシー(MolewlarBe
am Epit、axy* MB E)法を用いて、半
絶縁性GaAs基板上にn型コレクタ層、p型ベース層
B 1polar transistor, HB T
Proceedings of the GaAs I C Symposium, 1985, IEE, page 99 (GaAs I
Molecular beam epitaxy (Molecular Beam Epitaxy), as seen in IUY 1985t I EEE, P, 99)
An n-type collector layer and a p-type base layer were formed on a semi-insulating GaAs substrate using the am Epit, axy * MB E) method.

n型エミツタ層と順次結晶成長後、電極加工等のプロセ
スを経て、所望の構造を得ていた。
After successive crystal growth with the n-type emitter layer, the desired structure was obtained through processes such as electrode processing.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

発明者らは、上記従来技術を用いて1〜16にビット、
スタティック・ランダムアクセスメモリ(1〜16K 
 SRAM)を通常(7)ECL(E m1ttr C
oupled L ogic :電流切り換え型ロジッ
ク)回路を用いてショットキー・バリア・ダイオード(
SDD)負荷切換型メモリセルで構成したところ、主と
してSRAMパッケージがら出る数メガエレクトロン・
ボルト(数M e V )のα線粒子のために、メモリ
に保持されていた記憶の一部が消えてしまう。α線ソフ
トエラーの問題がSiにおけるM OS CMeヒal
 Oxide S emiConduct、er) F
 E TによるSRAM、或いはSiソフトエラーの原
因を解析した結果、次の事実が明らかとなった。
The inventors used the above-mentioned conventional technology to set bits from 1 to 16,
Static random access memory (1-16K
SRAM) to normal (7) ECL (E m1ttr C
Schottky barrier diode (
When configured with load-switchable memory cells (SDD), several megaelectrons, which are mainly generated by SRAM packages, are
Due to alpha particles of volts (several M e V ), some of the memories held in the memory are erased. The problem of α-ray soft errors is due to the problem of MOS CMe in Si.
Oxide SemiConduct, er) F
As a result of analyzing the causes of SRAM or Si soft errors by ET, the following facts were revealed.

パッケージ等から放出される数MeVのα線は表面から
数10μm異常後停止し、大略10g個程度の電子・正
孔対を生成する。しかも電荷対の発生の割合は、入射直
後の高エネルギー時よりGa、As原子との衝突により
エネルギーを失った停止直前の方が多いことはSiの場
合と同様である(たとえば、D 、 S 、 Yane
y他1.IEEEED26  No、11977、pρ
、10〜16を見よ)。
α rays of several MeV emitted from a package or the like stop after reaching an abnormality of several tens of micrometers from the surface, and generate approximately 10 g of electron-hole pairs. Moreover, the rate of generation of charge pairs is higher immediately before the stoppage when energy is lost due to collisions with Ga and As atoms than when the energy is high immediately after the injection, which is the same as in the case of Si (for example, D, S, Yane
y et al. 1. IEEE ED26 No. 11977, pρ
, see 10-16).

即ち、α線による発生電荷の大部分は半導体素子が形成
されている半絶縁性G a A s基板内に生じる。こ
れら基板内で発生した電荷対はそれぞれ拡散で広がって
いくが、半絶縁性G a A s基板とn型コレクタと
の間で生じている空乏層に達すると、空乏層内に存在す
る電界により、電子はコレクタ層内に引き寄せられる。
That is, most of the charges generated by the α rays are generated within the semi-insulating GaAs substrate on which the semiconductor element is formed. These charge pairs generated within the substrate spread through diffusion, but when they reach the depletion layer between the semi-insulating GaAs substrate and the n-type collector, they are affected by the electric field existing within the depletion layer. , electrons are attracted into the collector layer.

一方、正孔はポテンシャルバリアにより反発される。On the other hand, holes are repelled by a potential barrier.

ところでn型コレクタ層はメモリセル記憶電位を保持す
るノードであるから、オフ側トランジスタのコレクタの
場合、オン側のトランジスタのベース電位が低下し、オ
ントランジスタはオフへと向う。これが、情報破壊の主
要な機構である、又、実際のメモリセルでは、トランジ
スタ以外に抵抗、SBD等を含んでいるので、トランジ
スタ以使の部分にα線による雑音電流が流入し、そ・ 
 れがメモリセル・トランジスタのコレクタ電位に影響
を与えてる場合も考えられる。
By the way, since the n-type collector layer is a node that holds the memory cell storage potential, in the case of the collector of an off-side transistor, the base potential of the on-side transistor decreases, and the on-transistor turns off. This is the main mechanism of information destruction.Also, since actual memory cells include resistors, SBDs, etc. in addition to transistors, noise current due to alpha rays flows into the parts other than the transistors.
It is also possible that this influences the collector potential of the memory cell transistor.

即ち、HBTを実際のS RA Mに適用する場合。That is, when applying HBT to actual SRAM.

何らかのα線ソフトエラー対策を行なう必要性が生じて
きた。
It has become necessary to take some kind of alpha ray soft error countermeasure.

本発明の目的はHBT等の半導体素子を実際のSRAM
等に対応する際にα線によるソフトニラ−を防止するこ
とである。
The purpose of the present invention is to convert semiconductor elements such as HBT into actual SRAMs.
The aim is to prevent soft nips caused by alpha rays when dealing with such problems.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、npn型HBTの場合にはコレクタ層と半
絶縁性G a A s基板の間にp−n接合を有するG
aAsを挿入すること及び、SBD (ショットキー・
バリア・ダイオード)下方にもp−n接合を有する半導
体層を挿入することで達成できた。
In the case of an npn-type HBT, the above purpose is to provide a G
Inserting aAs and SBD (Schottky
This was achieved by inserting a semiconductor layer having a p-n junction also below the barrier diode.

通常このp−n接合は逆バイアスを印加してメモリセル
に用いる。上記p−n接合は、イオン注入法等でG a
 A sウェーハ内に選択的に形成してもよい。又、p
np型HBTの場合には、n−p接合を逆バイアスにし
てコレクタ層と基板の間に挿入する。
Normally, this p-n junction is used in a memory cell by applying a reverse bias. The above p-n junction is formed by Ga by ion implantation method etc.
It may also be selectively formed within the As wafer. Also, p
In the case of an np-type HBT, the n-p junction is reverse biased and inserted between the collector layer and the substrate.

〔作用〕[Effect]

係る構成を採用することで、α線により基板内に形成さ
れた電子・正孔対はコレクタ或いはSBDに流入するこ
とがなくなる。即ち、電子はp−n接合のn層中に吸収
され、外部に形成したffi唖(n型層に接続)から外
部に取り出される。
By employing such a configuration, electron-hole pairs formed in the substrate by α rays will not flow into the collector or SBD. That is, electrons are absorbed into the n layer of the pn junction and taken out from the externally formed ffi hole (connected to the n type layer).

−方、正孔はn型層と半絶縁性基板との弱いポテンシャ
ル・バリアに一部分は反発され、−部はp−n接合内p
型層へ吸収され、2層に接続している外部電極を通して
外に出される。そのため、基板内で発生した電子・正孔
対のほとんどは外部に取り出され、メモリセルを誤動作
させることはなくなった。
On the other hand, some of the holes are repelled by the weak potential barrier between the n-type layer and the semi-insulating substrate, and the - part of the holes are repelled by the weak potential barrier between the n-type layer and the semi-insulating substrate.
It is absorbed into the mold layer and released through an external electrode connected to the two layers. As a result, most of the electron-hole pairs generated within the substrate are extracted to the outside and no longer cause memory cells to malfunction.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例を通して本発明を更に詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail through Examples.

実施例1゜ GaAs/AQGaAsAテロ接合を用いてnpn型H
BTとSBDを用いてメモリセルを形成した場合の例を
第1図(a)(b)を用いて説明する。
Example 1 NPN type H using GaAs/AQGaAsA telojunction
An example of forming a memory cell using BT and SBD will be described with reference to FIGS. 1(a) and 1(b).

Siイオンを200keVの加速電圧で3 x 1 (
) 13、−2のドース量イオン注入後、ホトレジスト
を除去後SiO□を3000人CVD法で複層し、80
0℃20分のH2雰囲気で、アニールを行ないSiイオ
ンを活性化し、n型埋込み層9を形成した。続いて、5
i02を除去後、Beイオンを50keVの加速電圧で
、ホトレジストを用いて選択的にSiをイオン注入した
場所に重ねて5 X I O”cm−2のドース量イオ
ン注入し、ホトレジストを除去後、5i02をCVD法
で2000人被着させ、ランプアニール法で950℃、
10秒間の7二−ルを行ないBeイオンを活性化しp壁
埋込みM8を形成しp −n接合を形成した。このとき
、P壁埋込み層8及びn型埋込み層9は、HBTloo
の口型コレクタ層12(及びその引き出し部分)、ショ
ットキー・バリア・ダイオード(SBD)101及び、
コレクタ層12と5BDIOIの結合部分を平面的に最
小限カバーする様に形成されている。又、p壁埋込み層
8、n型埋込み層9の各々に制御電極を形成するため、
その領域も確保する様に、イオン注入しである。
Si ions are 3 x 1 (
) After ion implantation at a dose of 13.-2, the photoresist was removed, and a layer of SiO
Annealing was performed in an H2 atmosphere for 20 minutes at 0° C. to activate Si ions and form an n-type buried layer 9. Next, 5
After removing i02, Be ions were implanted at an acceleration voltage of 50 keV at a dose of 5 X I O"cm-2, using a photoresist to overlap the areas where Si was selectively implanted, and after removing the photoresist, 5i02 was deposited on 2000 people using the CVD method, and heated at 950°C using the lamp annealing method.
Seven burns for 10 seconds were performed to activate Be ions, form a p-wall buried M8, and form a p-n junction. At this time, the P-wall buried layer 8 and the n-type buried layer 9 are HBTloo
mouth-shaped collector layer 12 (and its extended portion), a Schottky barrier diode (SBD) 101, and
It is formed so as to cover the bonding portion between the collector layer 12 and the 5BDIOI to a minimum in a plane. Furthermore, in order to form control electrodes in each of the p-wall buried layer 8 and the n-type buried layer 9,
Ion implantation was performed to secure that area.

次にSiC2を除去後1表面を300人程度エツチング
し、MBE(分子線エピタキシー装置)の準備室に入れ
、基板加熱を行ないウェーハ表面の汚九を取り除いた。
Next, after removing the SiC2, one surface was etched by about 300 people, and the wafer was placed in a preparation room for MBE (molecular beam epitaxy equipment), where the substrate was heated to remove dirt on the wafer surface.

更に、MBE結晶成長層でアンドープGaAsバッファ
ー層(〜10+14CII+″″3レベルのp−層に通
常なっている)11を8000人形成し、更にSiを2
 X 101層cm−3程度含有するn型GaAsコレ
クタ層、12を6000人形成した。続いてSiを5 
X 1015cm−3程度含有するコレクタ層13を3
000人形成、更にBeを8 X 1018GII=含
有するベース層14を2000人、Siを2 X 10
18cm−”含有するn uA Q x Ga + −
x Asエミツタ層(x 〜0 、3程り15を200
0人、同程度ドーピングレベルのn型GaAsjetF
 16を3000人結晶成長した(第1図(a))。
Furthermore, 8,000 undoped GaAs buffer layers (usually a p- layer of ~10+14CII+''3 level) 11 were formed using the MBE crystal growth layer, and 2
6000 people formed an n-type GaAs collector layer 12 containing about X 101 layer cm-3. Next, add 5 Si
The collector layer 13 containing about X 1015cm-3 is
000 layers, and base layer 14 containing 8 x 1018 GII of Be, 2000 layers, and 2 x 10 Si.
18 cm-” containing nuA Q x Ga + −
x As emitter layer (x ~ 0, 3 about 15 to 200
0, n-type GaAsjetF with similar doping level
16 was grown by 3000 people (Fig. 1(a)).

結晶成長層12,13,14,15.16は。The crystal growth layers 12, 13, 14, 15, and 16 are.

通常のHBTを形成する構造であり、ここで例示した以
外にエミッターベース間のAQ混品比を傾斜化或いは、
ベース層中に有効的に電界を生じさせる様にしてAα混
晶比を傾斜化する等の手法を用いてHBTを高速化する
手法は1本実ti!例においても有効である。
This is a structure that forms a normal HBT, and in addition to the examples shown here, the AQ mixture ratio between the emitter and base may be graded or
There is only one method to increase the speed of HBT using techniques such as grading the Aα crystal ratio by effectively generating an electric field in the base layer! It is also valid in the example.

次に通常のプロセス工程を用いてドライエツチング加工
により、素子間、分離するため基板中埋込み層89より
深く3μm程度の深さでSiC2のCVD膜33を被着
させた。又、エミッタ電極20、ベース電極21.コレ
クタ電極22.ドライ加工を用いて形成した。SBDは
n−コレクタff13にゲートメタルCAM、T i/
P t/Au。
Next, a CVD film 33 of SiC2 was deposited to a depth of about 3 μm deeper than the buried layer 89 in the substrate in order to isolate the elements by dry etching using a normal process. Further, an emitter electrode 20, a base electrode 21. Collector electrode 22. It was formed using dry processing. SBD has n-collector ff13, gate metal CAM, Ti/
Pt/Au.

又はMo/Au)24が直接形成することによって形成
した。コレクタ層に接続する抵抗は、Po1y S +
を用いて表面に形成できるが、本断面図(第1[1J(
b、))には示していない。又この抵抗はベース層14
を利用しても形成することができる。又、p壁埋込み層
8.n型埋込みWI9に対する制御電極もドライエツチ
ングを用いて形成した。
or Mo/Au) 24 was formed directly. The resistance connected to the collector layer is Po1y S +
Although it can be formed on the surface using
b,)) are not shown. Also, this resistance is the base layer 14
It can also be formed using Also, the p-wall buried layer 8. A control electrode for the n-type buried WI9 was also formed using dry etching.

次に、メモリセルの一部分の平面図(第1図(C))と
断面図(第1図(d))で、埋込み9M80層9への烈
を御電権28,29の様子を示す。
Next, a plan view (FIG. 1(C)) and a cross-sectional view (FIG. 1(d)) of a portion of the memory cell show the state of the power supplies 28 and 29 that are applied to the buried 9M80 layer 9.

平面図ではP壁埋込み層8.n型埋込み層9を各々形成
し、コレクタ部、SBD部=レクタとSBDの結合部分
を囲む様に形成し、α線により発生した電子・正孔の流
入をp型埋込み層8.n型埋込み層9で防せいでいる。
In the plan view, the P-wall buried layer 8. An n-type buried layer 9 is formed so as to surround the collector part and the SBD part = the coupling part between the collector and the SBD, and the p-type buried layer 8. The n-type buried layer 9 prevents corrosion.

又MBEによるエビ層27を全て取り除き基当中で溝堀
りを行ない素子間分離層33を設ける。
Further, the entire layer 27 formed by MBE is removed, and grooves are dug in a base plate to form an inter-element isolation layer 33.

又、配線1,2,3,4,5.6はM o / A u
を用いた。
Also, wirings 1, 2, 3, 4, 5.6 are M o / A u
was used.

この様なメモリセル構造を実現することで、従来のα線
ソフトエラー率を4桁低減できた。又。
By realizing such a memory cell structure, the conventional α-ray soft error rate could be reduced by four orders of magnitude. or.

コレクタ層12と、埋込み層8,9の間に完全に空乏化
しているバッファーfillを形成しているので埋込み
層8,9による寄生容量は10%以下の増加であった。
Since a completely depleted buffer fill was formed between the collector layer 12 and the buried layers 8 and 9, the parasitic capacitance due to the buried layers 8 and 9 increased by 10% or less.

本実施例では、α線により生成される電子・正孔対のバ
リア及び吸収層としてのp−n接合を基板内に選択的に
形成したが5他の方法でも可能である。たとえば、基板
10上にコレクタM12と同じドーピングレベルで膜厚
4000人のn型埋込み層9を形成後、ベースM14と
同じドーピングレベルで膜厚4000人のp型埋込み層
8を形成した後、エビ!11,12,13,14.15
゜16を形成してもよい。
In this embodiment, a pn junction was selectively formed in the substrate as a barrier and absorption layer for electron-hole pairs generated by α rays, but other methods may also be used. For example, after forming an n-type buried layer 9 on the substrate 10 with a thickness of 4,000 layers at the same doping level as the collector M12, and after forming a p-type buried layer 8 with a thickness of 4,000 layers at the same doping level as the base M14, ! 11, 12, 13, 14.15
16 may be formed.

実施例2゜ 本実施例では、2次元電子ガスをベース層に用いたpn
p型2DEG−HBTに対して本発明を適用した場合の
例を、第2図(a)、(b)に示す。
Example 2 In this example, a pn using a two-dimensional electron gas as a base layer
An example in which the present invention is applied to a p-type 2DEG-HBT is shown in FIGS. 2(a) and 2(b).

まず、半絶縁性GaAs基Fi10中に選択的にP型埋
込み層49、n型埋込みN48を形成した。
First, a p-type buried layer 49 and an n-type buried layer N48 were selectively formed in the semi-insulating GaAs-based Fi10.

即ち、収束イオンビーム(F ocured I ON
Beam Method)法を用いて、Beイオンを1
00ksVの加速電圧8 X 1013cm−2のドー
ス量で選択的にイオン注入後、1000℃、5秒のラン
プアニールをN2雰囲気中で行いBeを活性化し、p型
埋込み層49を形成した。
That is, a focused ion beam (focused ion beam)
Beam Method)
After selective ion implantation at a dose of 8 x 1013 cm-2 at an accelerating voltage of 00 ksV, lamp annealing was performed at 1000°C for 5 seconds in an N2 atmosphere to activate Be and form a p-type buried layer 49.

続いてSiイオンを同様に収束イオンビーム法で加速電
圧70 k eV、 3 X 10”am−2のドース
量をイオン注入し、900℃、15秒のランプアニール
を行ない、n型埋込み層48を形成した。
Subsequently, Si ions were similarly implanted using the focused ion beam method at an acceleration voltage of 70 keV and a dose of 3 x 10" am-2, and lamp annealing was performed at 900° C. for 15 seconds to form the n-type buried layer 48. Formed.

次に超高真空中でウェーハの移動を行ない。Next, the wafer is moved in an ultra-high vacuum.

MBE法を用いてアンドープG a A s層51.5
2を2μm成長させた。この時通常これらの層51゜5
2は1014c+n−’以下のP−層にしている。しか
し、目的に応じて、51をn−層、52をp−層に変え
ることも可能である。更に、収束イオンビーム法で、B
eを加速電圧50keV、ドース量8X 1013e1
m−2注入し、850℃、10秒のフラッシュアニール
を行なった。次にもう一度MBE室にもどして、Beを
3 X 10 ”cm−’含有するp−GaAs53を
2500人成長させ、さらに、Siを2 X 1018
cm−”含有するn型A Q O,3Ga o、t A
sH25を500人、Beを5X 10 ”cm−3含
有するA Q n、3Ga n、7As層56を300
0人、同程度のBeを含有するGaAs層57を300
0人形成した(第2図(a))。
Undoped Ga As layer 51.5 using MBE method
2 was grown to 2 μm. At this time, these layers are usually 51°5
2 is a P- layer of 1014c+n-' or less. However, depending on the purpose, it is also possible to change 51 to an n-layer and 52 to a p-layer. Furthermore, with the focused ion beam method, B
Acceleration voltage 50 keV, dose 8X 1013e1
m-2 was implanted, and flash annealing was performed at 850° C. for 10 seconds. Next, it was returned to the MBE chamber once again, and 2500 p-GaAs53 containing 3 x 10 cm-' of Be was grown, and furthermore, 2 x 10 cm of Si was grown.
cm-” containing n-type A Q O,3Ga o,t A
500 layers of sH25, 300 layers of AQn, 3Ga n, 7As layer 56 containing 5X 10"cm-3 of Be.
0 people, 300 GaAs layers 57 containing the same amount of Be.
0 people were formed (Figure 2 (a)).

続いて、実施例1と類似の方法で、ベース電極61、コ
レクタ電極62、エミッタ電極60p−型G a A 
s層53へのショットキー電接64を形成した。素子間
分離は溝堀り分離層33を実施例1と同様に用いた。
Subsequently, a base electrode 61, a collector electrode 62, and an emitter electrode 60p-type G a A were formed using a method similar to Example 1.
A Schottky contact 64 to the s-layer 53 was formed. For isolation between elements, a grooved isolation layer 33 was used in the same manner as in Example 1.

このトランジスタでは、ベース層はn型−AuGaAs
層55とp−GaAs層53の間に形成される2次元電
子ガスにより形成される。
In this transistor, the base layer is n-type AuGaAs
It is formed by a two-dimensional electron gas formed between layer 55 and p-GaAs layer 53.

エミッタ暦56及びベース層を形成する2次元電子の供
給層であるn型AQGaAs層55とのp−n接合は、
n型AQGaAs層中に、中性領域が残らない様に、膜
厚、ドーピングレベルは設定する。
The p-n junction between the emitter 56 and the n-type AQGaAs layer 55, which is a two-dimensional electron supply layer forming the base layer, is as follows:
The film thickness and doping level are set so that no neutral region remains in the n-type AQGaAs layer.

p−n接合の順序が実施例1と逆になっているのは、p
np2DEG−HBTであり、電子ト正孔の役割が逆に
なっていることによっている。
The reason why the order of p-n junctions is reversed from that in Example 1 is that p
It is an np2DEG-HBT, and this is due to the fact that the roles of electrons and holes are reversed.

又、実施例1と同様に埋込み層に対する制#電極を形成
した。又、埋込み9層又はn層は、実施例1と同様にエ
ビ層を用いても形成できる。
Further, in the same manner as in Example 1, a control electrode for the buried layer was formed. Further, the buried nine layers or n layer can also be formed using a shrimp layer as in the first embodiment.

この様に、コレクタ層及び、SBDをp−n接合埋込み
層で保護できたため、本メモリセルを用いてIKbit
  SRAMを形成したところ埋込み層がない場合に比
べて約5桁のソフトエラー率低減を達成できた。又、コ
レクタ層58と埋込み層48.49の間に空乏化したバ
ッファー層51゜52を挿入したことにより寄生容量を
増加させることは殆んどなかった。
In this way, since the collector layer and SBD could be protected with the p-n junction buried layer, this memory cell could be used to
When an SRAM was formed, a soft error rate reduction of approximately 5 orders of magnitude compared to the case without a buried layer was achieved. Furthermore, the parasitic capacitance was hardly increased by inserting the depleted buffer layers 51 and 52 between the collector layer 58 and the buried layers 48 and 49.

本実施例ではGaAs/AQGaAs系へテロ接合を用
いて説明したが、他のへテロ接合系、rnP−InGa
AsP、InGaAs/AQ InAs、I n P−
InGaAs、GaAs/Ge+ AQGaAs/Ge
等のへテロ接合系でも有効である。
Although this example is explained using a GaAs/AQGaAs heterojunction, other heterozygous systems, rnP-InGa
AsP, InGaAs/AQ InAs, InP-
InGaAs, GaAs/Ge+ AQGaAs/Ge
It is also effective in heterozygous systems such as

本発明は、HBTのみならずホモ接合バイポーラトラン
ジスタでも有効である。
The present invention is effective not only for HBTs but also for homojunction bipolar transistors.

又、2次元正孔ガスをベースに用いるnp (11fJ
2次元ホールガスーHBTでも本実施例に示す様なα線
ソフトエラー対策が有効である。
In addition, np (11fJ
Even in a two-dimensional Hall gas-HBT, α-ray soft error countermeasures as shown in this embodiment are effective.

又1本実施例では単一へテロ接合による2DECの場合
を示したが、ダブルへテロ構造を用いて2DECの′a
度を約2倍にすることも可能である。
Also, in this example, the case of 2DEC with a single heterojunction was shown, but the 'a'a of 2DEC using a double heterojunction was shown.
It is also possible to approximately double the degree.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、HBTのコレクタ層及びショットキー
バリアダイオード部分を、p−n接合半導体層を基板と
の間に形成して保Sしたので、従来のメモリセルに比べ
てα線によるソフトエラー率が約4〜5桁も/J%さく
することができた。又、係るρ−n接合つa域を基板に
選択的に形成した場合はコレクター基板間寄生容量を大
きくすることがない。
According to the present invention, since the collector layer and the Schottky barrier diode portion of the HBT are protected by forming a p-n junction semiconductor layer between them and the substrate, soft errors caused by alpha rays are more likely to occur than in conventional memory cells. The rate could be reduced by about 4 to 5 orders of magnitude/J%. Further, when such a ρ-n junction region is selectively formed on the substrate, the parasitic capacitance between the collector and substrate does not increase.

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

第1図は、本発明の実施例1を示す断面図又は平面図で
ある。 第2図は本発明の実施例2を示す断面図である。 8.49・・・P型埋込み層、9,48・・・n型埋込
み層、14,54.55・・・ベース層、54・・・2
次元電子ガス、15・・・n型AρGaAs (エミッ
タ)。 16− n型G a A s、+ 1,5 ]、52−
・・アンドープバッファーGaAs、58・・・P型G
 a A sコレクタ層、12・・・n型GaAsコレ
クタ層、24.64・・・ショットキー’R極、 20
 、60・・・エミッタ電極、22.62・・・コレク
タ電廣、21.61・・・ベース電極、28.29・・
・制御電極。 33・・・素子間分踵絶朦物6 ・′) 代理人 弁理士 小川勝馬  、1 ゝ−− 第7の 第1a
FIG. 1 is a sectional view or a plan view showing Example 1 of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention. 8.49...P type buried layer, 9,48...N type buried layer, 14,54.55...Base layer, 54...2
Dimensional electron gas, 15...n-type AρGaAs (emitter). 16- n-type Ga As, + 1,5], 52-
...Undoped buffer GaAs, 58...P type G
a As collector layer, 12... N-type GaAs collector layer, 24.64... Schottky'R pole, 20
, 60... Emitter electrode, 22.62... Collector electric field, 21.61... Base electrode, 28.29...
・Control electrode. 33... between elements 6 ・') Agent Patent attorney Katsuma Ogawa, 1 ゝ -- 7th 1a

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、少なくとも1つの半導体素子と、該半導体素子の底
部を構成する第1の半導体層と反対の導伝型を有しかつ
該第1の半導体層の下部に設けられた第2の半導体層と
、該第1の半導体層と同じ導伝型を有しかつ該第2の半
導体層の下部に接するように設けられた第3の半導体層
とを有することを特徴とする半導体装置。 2、前記半導体素子は、バイポーラ・トランジスタであ
り、前記第1の半導体層はコレクタ層であることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。 3、前記半導体素子は、ショットキーバリアダイオード
(SBD)であることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の半導体装置。 4、前記第1の半導体層と前記第2の半導体層との間に
は、不純物濃度が10^1^5cm^−^3以下である
第4の半導体層が形成されていることを特徴とする特許
請求の範囲第1項ないし第3項記載の半導体装置。 5、前記第2の半導体層と前記第3の半導体層の少なく
とも一方には、担体を制御する電極が形成されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第4項記載
の半導体装置。 6、前記第2の半導体層および第3の半導体層は基板内
に選択的に形成されていることを特徴とする特許請求の
範囲第1項ないし第5項記載の半導体装置。
[Claims] 1. At least one semiconductor element, and a semiconductor layer having a conductivity type opposite to that of a first semiconductor layer constituting the bottom of the semiconductor element and provided below the first semiconductor layer. It is characterized by comprising a second semiconductor layer and a third semiconductor layer having the same conductivity type as the first semiconductor layer and provided in contact with the lower part of the second semiconductor layer. Semiconductor equipment. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor element is a bipolar transistor, and the first semiconductor layer is a collector layer. 3. Claim 1, wherein the semiconductor element is a Schottky barrier diode (SBD).
1. Semiconductor device described in Section 1. 4. A fourth semiconductor layer having an impurity concentration of 10^1^5 cm^-^3 or less is formed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. A semiconductor device according to claims 1 to 3. 5. The semiconductor according to claims 1 to 4, wherein an electrode for controlling a carrier is formed on at least one of the second semiconductor layer and the third semiconductor layer. Device. 6. The semiconductor device according to claim 1, wherein the second semiconductor layer and the third semiconductor layer are selectively formed within the substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7638820B2 (en) 2001-07-27 2009-12-29 Fairchild Semiconductor Corporation Contact method for thin silicon carbide epitaxial layer and semiconductor devices formed by those methods

Cited By (2)

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