[其他]抗輻射半導(dǎo)體器件

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101985000003269
• 申請(qǐng)日: 1985-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN85103269B
• 公開（公告）日: 1987-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 櫻井博司
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社日立制作所
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 肖春京;張衛(wèi)民

本發(fā)明涉及抗輻射半導(dǎo)體器件，其電特性不會(huì)由于射線輻照而退化。本發(fā)明提出用以確定某種導(dǎo)電類型而摻入半導(dǎo)體內(nèi)的雜質(zhì)應(yīng)選用同一元素的熱中子吸收截面較小的那種同位素，例如，用原子質(zhì)量數(shù)為１１的硼原子作為受主雜質(zhì)，用原子質(zhì)量數(shù)為１２３的銻Ｓｂ作為施主雜質(zhì)。當(dāng)用射線輻照時(shí)，該雜質(zhì)所經(jīng)受的原子核反應(yīng)大大小于其它同位素，所以，其雜質(zhì)濃度變化甚小，電特性也不會(huì)發(fā)生變化。

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件，具體地說(shuō)，是針對(duì)因輻射所造成的半導(dǎo)體器件特性退化問(wèn)題，作了改進(jìn)的抗輻射半導(dǎo)體器件。

近些年來(lái)，由于集成電路技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體器件以微處理機(jī)的形式，已顯著地廣泛地應(yīng)用到辦公室自動(dòng)化、工業(yè)電子設(shè)備，或機(jī)器人等方面。

大多數(shù)普通半導(dǎo)體集成電路只能在與平常的環(huán)境相似的條件下正常工作。在有些環(huán)境中，諸如在外層空間，那里是超高真空，充滿宇宙輻射，或者處于原子反應(yīng)堆周圍那類惡劣環(huán)境中，那里到處是輻射源，半導(dǎo)體器件無(wú)法使用。

但是，在構(gòu)成未來(lái)的工業(yè)的空間技術(shù)方面，以及對(duì)用于檢驗(yàn)原子反應(yīng)堆工作的機(jī)器人，和對(duì)用于監(jiān)測(cè)反應(yīng)堆內(nèi)部情況的敏感元件等等方面來(lái)說(shuō)，非常需要增強(qiáng)其抗輻射性能的半導(dǎo)體器件。

需要應(yīng)用半導(dǎo)體器件的輻射環(huán)境概述如下;

（1）外層空間……輻射主要包括質(zhì)子射線和β-射線。這些輻射可分為三類：高能粒子的太陽(yáng)宇宙射線，它們主要是由質(zhì)子射線和少量的α-射線組成;次級(jí)輻射，其主要組成部分是能量至少有2Mev的β一射線以及能量不低于6Mev的質(zhì)子射線;銀河系宇宙射線，它由85%的質(zhì)子和大約15%的α-粒子組成。

（2）原子能設(shè)施……其輻射中主要包括伽瑪射線和中子射線（快中子，熱中子）。

現(xiàn)已知道，當(dāng)用射線輻照時(shí)，半導(dǎo)體器件或半導(dǎo)體集成電路會(huì)受到以下幾個(gè)與射線的種類因素有關(guān)的方面的影響：

（1）因穩(wěn)態(tài)電離輻射所造成的器件功能的退化或損傷，其程度取決于輻射的累積劑量，

（2）因瞬態(tài)電離輻射所造成的器件功能退化或損壞，或產(chǎn)生一個(gè)干擾正常工作的電流，其程度取決于輻射的累積劑量，

（3）由單個(gè)粒子，例如α粒子或質(zhì)子，引起的瞬時(shí)故障，和

（4）由快中子造成材料的損壞或退化。所以，應(yīng)用在宇宙射線，諸如太陽(yáng)宇宙射線，次級(jí)輻射和銀河系宇宙射線范圍內(nèi)，或用于原子能設(shè)施，諸如核電站和核燃料精煉廠的半導(dǎo)體器件最好應(yīng)是一抗輻射的半導(dǎo)體器件，這些器件的特點(diǎn)是對(duì)上述射線輻照的影響幾乎可忽略不計(jì)。因而迫切需要發(fā)展這類半導(dǎo)體器件。

對(duì)在以硅制作的MOS（金屬-氧化物-半導(dǎo)體）型，或雙極型半導(dǎo)體器件，以及用砷化鎵一類的化合物半導(dǎo)體制作的器件已經(jīng)進(jìn)行了抗輻射半導(dǎo)體器件的研制工作。但是，這些工作主要是改進(jìn)工藝，如形成氧化物膜的條件;或是改進(jìn)器件設(shè)計(jì)，如集成電路的完善化;或是僅僅采取一個(gè)措施，如通過(guò)監(jiān)測(cè)和故障找出最佳工作條件。能應(yīng)用所有的半導(dǎo)體器件的技術(shù)尚未得到發(fā)展。

“IEEE Transaction of Nuclear Science”原子核科學(xué)的電機(jī)和電子工程師學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)Vol.NS-80，NO.6.Dec.1983，PP、4224-4228公布了按一般的方法在最佳條件下生產(chǎn)的16K位的MNOS（金屬-氮化物-氧化物半導(dǎo)體）EAROM（電可改寫只讀存貯器）。

本發(fā)明的目的是提供一種能抗輻射的半導(dǎo)體器件，它能解決因輻射所引起的特性退化問(wèn)題。

本發(fā)明的另一目的是提供一種抗輻射半導(dǎo)體器件，該器件即使受射線輻照時(shí)，其特征性不退化。

本發(fā)明的特征是在半導(dǎo)體基體中的P-或n-型導(dǎo)電類型的，半導(dǎo)體區(qū)是通過(guò)摻雜一些具有較小的熱中子吸收截面且富集了的雜質(zhì)而形成的。