[发明专利]半导体集成电路装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路，更具体地涉及具有场效应晶体管的半导体集成电路装置，所述场效应晶体管包括形成为环形的栅电极、在该栅电极外侧的源极扩散层、以及在源极扩散层外侧形成的衬底电势扩散层或阱电势扩散层。

背景技术

近年来，在半导体集成电路装置中，发展了制造工艺的小型化和操作电源电压的减小。在这种半导体集成电路装置中，当辐射等击中用于形成诸如锁存电路之类信息存储电路的存储单元、触发器电路(在下文中称作F/F电路)和场效应晶体管以及将作为信号传输通道的逻辑电路时，发生称为单粒子反转(Single Event Upset，SEU)的软误差(场效应晶体管在适当时称为晶体管)。当该软误差发生时，晶体管中保持的逻辑信息反转，并且存在在随后的信号处理中产生缺陷的问题。

在(Arima等人的)日本未审专利申请公开No.2003-273709中公开了用于应对该软误差的技术。Arima等人公开了将晶体管添加到电路，并且通过设计电路配置来抑制软误差的产生。此外，现有技术公开了通过向电路的信息存储节点添加容量来抑制产生软误差。

为了减小软误差率(SER)，需要识别软误差的原因。因此，在下文中解释产生软误差的原因。软误差是由于突发辐射或带电粒子进入信息存储节点的扩散层中，导致在衬底区(下文中包括晶体管的阱区)产生载流子而产生。例如，当用N型半导体形成的信息存储节点扩散层保持高电平时(在下文中称为H电平)，如果电荷流入该节点，那么信息存储节点扩散层将从H电平变为低电平(在下文中称为L电平)。另一方面，当用P型半导体形成的信息存储节点扩散层保持L电平时，如果电荷流入该节点中，信息存储节点扩散层将从L电平变为H电平。在Eiji Takeda等人的“A Cross Section of α-Partical-Induced Soft-ErrorPhenomena in VLSI’s”，IEEE TRANSACTION ON ELECTRON DEVICES，vol.36，No.11，pp.2567-2575，1989中公开了衬底区中产生的载流子是如何收集到信息存储节点扩散层中的。

此外，作为影响SER的另一种现象，存在由于寄生双极型晶体管操作导致的信息反转现象。如果在晶体管的源极扩散层附近产生大量电子和电子空穴，则形成了使用源极作为发射集、衬底作为基极、以及漏极作为集电极的寄生双极型晶体管。该寄生双极型晶体管的操作减小(或增加)了漏极的电势，并且反转了节点中存储的信息。这是在KenichiOsada等人的“SRAM Immunity to Cosmic-Ray-Induced MultierrorsBased on Analysis of an Induced Parasitic Bipolar Effect”，IEEEJOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS，Vol.39，No.5，pp.827-833，2004中公开的。

在T.Calin等人的“Topology-Related Upset Mechanisms inDesign Hardened Storage Cells”，RADECS98，Fourth EuropeanConference on Radiation and Its Effect on Components and System，pp.484-488，1998中公开了抑制由于寄生双极型晶体管造成的该信息反转。在Calin等人的文章中，在相邻晶体管的源极扩散层之间和漏极扩散层之间提供了BBD(体偏置扩散，在下文中称为子接触)。于是在现有技术中，稳定了衬底区的电势以抑制寄生双极型晶体管的操作。

然而，近年来的小型化晶体管具有小尺寸器件，并且相邻器件之间的距离也比较紧密。因此，电势会反转的区域的距离接近，并且作为寄生双极型晶体管的基极区域操作的那部分的距离实质上变短。这将使得寄生双极型晶体管更加易于操作，因此存在以下问题：仅通过子接触不能足够地抑制寄生双极型晶体管的操作。下面进行解释。