JPH01228174A - 半導体装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置分野に利用される。

本発明は、ＭＯ３型半導体装置に関し、特に、絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタ　（以下、ＭＯＳトランジス
タという。）を有する半導体装置で、その耐放射線性を
改善した半導体装置に関する。

〔ヰ既要〕

本発明は、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタを有する
半導体装置において、 前記ＭＯ３）ランジスタのソース領域、ゲート領域およ
びドレイン領域から構成されるトランジスタ領域の周囲
に接して、高濃度のＰ型不純物領域を設けることにより
、 放射線照射によるソース・ドレイン領域間のリーク電流
をなくし、耐放射線性を向上させたものである。

〔従来の技術〕

近年、半導体集積回路は、宇宙空間および原子炉の周辺
などで使用される機会が増加している。

このような環境下で用いられる半導体集積回路は種々の
放射線損傷を受け、短時間のうちに特性変動を生じ、集
積回路の機能が著しく低下するか、あるいは最悪の場合
にはその機能が完全に消失することになる。ＭＯＳ）ラ
ンジスタの特性変動としてシリコン酸化膜の正電荷の蓄
積が知られており、その量はシリコン酸化膜の厚さの２
乗あるいは３乗に比例して増大する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

最近、シリコンゲートＭＯ３）ランジスタではトランジ
スタ間の分離法として、フィールド酸化膜と呼ばれる厚
い酸化膜による分離が主流であるが、しきい値電圧の確
保および配線容量の低減のためその厚さはゲート酸化膜
の数十倍になる。そのため、ＭＯＳ）ランジスタが電離
放射線中にさらされるとフィールド酸化膜が帯電し、フ
ィールド酸化膜下部の基板が反転し分離効果がなくなる
。

このとき、ＭＯＳトランジスタ間のリーク電流！！１　
と、トランジスタ内部のソース・ドレイン間のリーク電
流β２とが問題となる。リーク電流β１に関しては、ト
ランジスタ周辺に高濃度の分離拡散領域を形成し、フィ
ールド酸化膜の反転層を遮断する方法が一般的である。

また、リーク電流β２に関しては、ソースとドレイン間
のリークパスを遮断するため、ソースとドレイン間を通
したトランジスタ領域の両端部に高濃度Ｐ゛型領領域設
けて対策を講じていた。しかし、放射線量がＩ　Ｍｒａ
ｃｌ（Ｓｉ）に達するともはや完全にはリーク電流を抑
えることができなくなる。以下にこの点について図面を
参照して詳細に説明する。

第２図（ａ）は、従来のＮチャネルＭＯＳ）ランジスタ
の平面図であり、同図（ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ同
図（ａ）のＸ、−Ｘ’、およびｘ２−ｘ’２に沿った断
面図である。また、同図（ｄ）および（ｅ）はそれぞれ
同図（ａ）のＹ＋　　’／’＋　およびＶ２　　’ｌ’
２　に沿った断面図である。

本従来例のＮチャネル型のＭＯＳ）ランジスタは、Ｎ＋
＋ソース領域４、Ｎ＋型トドレイン領域５ゲート領域３
ａｓゲート酸化膜２および多結晶シリコンからなるゲー
ト電極３より構成され、周囲はフィールド酸化膜１によ
り分離されている。前述したように、放射線を受けた場
合のリーク電流ｌ、を抑えるために、ソースとドレイン
を通したトランジスタ領域の両端部に高濃度Ｐ゛型領領
域が設けられている。

このようなＭＯＳ）ランジスタが放射線下にさらされる
と、前述のようにフィールド酸化膜１中に正電荷が帯電
し、フィールド酸化膜１の下部のＰ型シリコン基板６も
Ｎ型に反転する。このとき、例えば、第２図ら）、（Ｃ
）、（ｄ）および（ｅ）に示すようなＮ゛゛反転領域８
が形成されるが、高濃度Ｐ゛型領領域が存在するために
Ｎ゛゛反転領域８が遮断され、第２図（ａ）に示すリー
クパス■はほぼ完全に抑えられる。

しかし、放射線量が増大し、１％Ｉｒａｄ（Ｓｉ）程度
に達すると、第２図（ｄ）および（ｅ）に示すＮ″を反
転領域８の形成によるリークパス■がもはや無視できな
くなり、リーク電流β２が増加しトランジスタの電気的
特性が著しく損なわれる欠点があった。

本発明の目的は、前記の欠点を除去することにより、Ｉ
　Ｍｒａｄ　（Ｓ　ｉ）程度の強力な放射線に対しても
充分に耐え得るＮチャネルＭＯＳ）ランジスタを有する
半導体装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、Ｐ型半導体領域の表面に形成されたソース領
域、ゲート領域およびドレイン領域を有するＮチャネル
型の絶縁ゲート型電界効果トランジスタを含む半導体装
置において、前記ソース領域、ゲート領域およびドレイ
ン領域から構成されるトランジスタ領域の周囲に接して
、高濃度のＰ型不純物領域を設けたことを特徴とする。

〔作用〕

高濃度Ｐ°型領領域トランジスタ領域の周囲すべてに、
それに接して設けられている。

従って、たとえ強い放射線照射よって、フィールド酸化
膜の下に強いＮ゛゛反転領域が形成されたとしても、前
記高濃度Ｐ゛型領領域よりリークパス■およびリークパ
ス■は完全に遮断されて、リーク電流をなくすことが可
能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図（ａ）は、本発明の一実施例を示すＮチャネル型
のＭＯＳ）ランジスタの平面図である。同図ら）および
（Ｃ）はそれぞれ同図（ａ）のｘ、−ｘ’、およびｘ、
−ｘ’２に沿った断面図である。また、同図（ｄ）およ
び（ｅ）はそれぞれ同図（ａ）のＶ＋　　　’！’＋　
およびｙ２’／’２に沿った断面図である。

本実施例のＮチャネル型のＭＯＳ）ランジスタは、Ｐ型
シリコン基板６の一主面に設けられた、Ｎ゛゛ソース拡
散領域４、Ｎ゛　ドレイン拡散領域５、ゲート領域３ａ
ｓゲート酸化膜２および多結晶シリコンからなるゲート
電極３より構成され、周囲は不純物濃度がｌ　ｘ　ｌ　
Ｑ　１７　ｃｍ　−３程度の高濃度Ｐ゛型領領域ａとフ
ィールド酸化膜１とにより分離されている。

本実施例によれば、放射線下にさらされて、フィールド
酸化膜１中に正電荷が蓄積し、その下部のＰ型シリコン
基板６がＮ型に反転しＮ゛゛反転領域８が形成されても
、前記リーク電流β２のリークパス■および■は高濃度
Ｐ＋型領域７ａによって完全に遮断されるため、放射線
１が高くてもトランジスタ特性が損なわれることはない
。

本発明の特徴は、第１図（ａ）〜（ｄ）に示すように、
高濃度Ｐ゛型領領域ａをトランジスタ領域の全周囲に接
して設けたことにある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、放射線量が高くとも、
リークパスが高濃度Ｐ゛型領領域より完全に遮断され、
リーク電流は発生せず、放射線耐量が大幅に向上する効
果がある。

また、本発明によれば、フィールド酸化膜の形成方法に
なんら特別の考慮を払うことなく耐放射線性の向上が可
能となり、信頼性の高いＮチャネル型のＭＯＳ）ランジ
スタを含む半導体装置を提供でき、その効果は大である
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例のＮチャネル型のＭＯ
Ｓ）ランジスタの平面図、第１図（ｂ）および（Ｃ）は
それぞれ第１図（ａ）のｘ、−ｘ′、およびＸ２−ｘ’
２に沿った断面図、第１図（ｄ）および（ｅ）はそれぞ
れ第１図（ａ）の’Ｊｌ　’ｊ’＋およびｙ２　　Ｍ’
２に沿った断面図。 第２図（ａ）は従来例のＮチャネル型のＭＯＳ）ランジ
スタの平面図、第２図ら）および（Ｃ）はそれぞれ第２
図（ａ）のｘ、−ｘ’、およびＸ２−ｘ’２に沿った断
面図、第２図（ｄ）および（ｅ）はそれぞれ第２図（ａ
）の’Ｊ＋　　　Ｖ’＋および３’２　　’Ｊ’ｘに沿
った断面図。 １・・・フィールド酸化膜、２・・・ゲート酸化膜、３
・・・ゲート電極、３ａ・・・ゲート領域、４・・・Ｎ
゛゛ソース領域、５・・・Ｎ゛゛ドレイン領域、６・・
・Ｐ型シリコン基板、７．７ａ・・・高濃度Ｐ゛型領領
域８・・・Ｎ゛゛反転領域、■、■・・・リークパス。 特許出願人　日本電気株式会社、 代理人　　弁理士　井　出　直　孝　５（ａ）平面図 （ｂ）　ｘ、−ｘ；断面図 １：フィールド酸イＩ ２：ゲート酸イＵ戻 ３：ゲートを株　　　３０−ケート乍ｌ茨４：Ｎ゛型ソ
ース領域 ５：Ｎ゛型ドレイｙ領域 ６：Ｐ型シソフン基板 ７ｏ：高温Ｊ［Ｆ”型領域 ８：Ｎ°型反転Ｉｉ域 １　　図　実施例の構造 （ａ）平面図 （ｂ）　　ｘ、−ｘ；断面図 １：フィールド酸化層 ２二り′−ト　酸イＩ ３：ゲート電極　　　３ｏ−ケート領域４：Ｎ゛型ソー
スＩｔ域 ５：Ｎ＋型ドレイン領域 ６：Ｐ型シリコン基板 ７：高温度Ｐ゛型領域 ８：Ｎ′型反転碩域 ■、■：ソークパス ２　　図　従来例の構造

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｐ型半導体領域（６）の表面に形成されたソース領
   域（４）、ゲート領域（３ａ）およびドレイン領域（５
   ）を有するＮチャネル型の絶縁ゲート型電界効果トラン
   ジスタを含む半導体装置において、 前記ソース領域、ゲート領域およびドレイン領域から構
   成されるトランジスタ領域の周囲に接して、高濃度のＰ
   型不純物領域（７ａ）を設けたことを特徴とする半導体
   装置。