(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＯＩ基板を使用した半導体装置において、半導体チップの端面から１１８０μｍ以上離れた位置のみに半導体素子を配置したことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ＳＯＩ(Semiconductor On Insulator)基板を使用した半導体装置に関し、特に、半導体素子のイオン汚染による誤動作を防止した半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＳＯＩ基板は、絶縁物基板あるいは半導体基板上に形成した絶縁物薄膜上に単結晶半導体薄膜を形成した基板である。このＳＯＩ基板を使用した半導体装置の特徴を以下に示す。
【０００３】
（１）デバイス領域を島状に切り出すか、あるいは周囲を選択酸化することにより、個々の領域が電気的に完全に分離されるため、特にＣＭＯＳ ＩＣにおいてデバイスの高密度化が図れる。
【０００４】
（２）配線の浮遊容量やｐｎ接合容量が減少するため、回路の高速化が図れる。
【０００５】
（３）放射線によるデバイス特性の過度的及び恒久的劣化を低減できる。
【０００６】
（４）絶縁耐圧の向上やノイズの抑制が図れるため、パワーデバイスと制御デバイスの一体化などＩＣの多機能化が可能である。
【０００７】
（５）絶縁物薄膜と半導体薄膜とを積層化することにより、ＩＣの３次元化が可能である。
【０００８】
（６）半導体を超薄膜化することにより、ＭＯＳＦＥＴの高性能化が図れる。
【０００９】
前記ＳＯＩに関する技術は、例えば、丸善株式会社、平成３年３月２５日発行の「ＵＬＳＩプロセスの基礎技術」、第２０３〜２２４頁に記載されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、前記従来のＳＯＩ基板を使用した半導体装置を検討した結果、以下の問題点があることを見い出した。
【００１１】
前記従来のＳＯＩ基板を使用した半導体装置では、半導体チップ端面にＳＯＩのはり合せ酸化膜が露出するため、酸化膜を透過しやすいナトリウム等の陽イオンが、はり合せ酸化膜を経由してチップ内部に浸入し、半導体素子の特性変動、素子間の電気絶縁性の劣化、ＬＳＩ誤動作による機能不良、歩留の低下、信頼度の低下、装置故障を起こすという問題があった。
【００１２】
本発明の目的は、半導体チップの端面から浸入（拡散）してくるイオン汚染による半導体素子の特性変動、素子間の電気絶縁性の劣化、ＬＳＩ誤動作による機能不良、歩留の低下、信頼度の低下、装置故障を起こす等を防止することが可能な技術を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、ナトリウム等の陽イオンがはり合せ酸化膜中に拡散（浸入）してきたことを検出することが可能な技術を提供することにある。
【００１４】
本発明の前記ならびにその他の目的及び新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面にによって明らかになるであろう。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１６】
ＳＯＩ基板を使用した半導体装置において、半導体チップの端面から１１８０μｍ以上離れた位置のみに半導体素子を配置したものである。
【００１８】
【作用】
前述の手段によれば、表１からわかるように、（１）ナトリウム等の陽イオンのはりあわせ酸化膜（ＳｉＯ 膜等）中を拡散して来たとしても、使用時間１０年に拡散すると考えられる距離の１桁大きな距離に素子を配置するため、陽イオンは、素子に到達しない。
【００１９】
（２）一般にボンディングパッド領域は、チップ端面から１ｍｍの距離があるため陽イオンは、素子に到達しない。
【００２０】
（３）陽イオンがはりあわせ酸化膜（ＳｉＯ 膜等）中を拡散してきたことを検出するセンサを配置してあるため、陽イオンが、素子に到達し半導体装置が機能不良となる前に半導体装置を交換でき、装置故障を未然に防止できる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明による実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
（実施例１）
図１は、本発明による実施例１のＳＯＩ基板を使用した半導体装置の概構成を説明するための要部平面図であり、１はＳＯＩ基板を使用した半導体チップ、１Ａは半ぴ体チップ１の端面、２は半導体素子配置領域、３はボンデングパット、４はボンデングパット２が設けられている領域である。
【００２３】
本実施例のＳＯＩ基板を使用した半導体装置は、ナトリウム等の陽イオンのはり合せ酸化膜（ＳｉＯ 膜等）中の拡散速度、製造作業または、使用環境温度、使用時間を検討し、陽イオンが半導体素子に到達しないように、半導体チップ端面からの半導体素子の配置位置を規定したものである。
【００２４】
【表１】
0003708565.tif 000002
【００２５】
表１は、半導体装置の使用時間を１０年とした時のナトリウムイオンの拡散距離と素子配置規定距離の例を示したものである。
【００２６】
ここで、拡散速度は拡散定数（Ｄ）の平方根（√Ｄ）で決まり、これにより、拡散距離は２√（Ｄｔ）で表わされる。ｔは半導体装置使用時間（製造時間も含む）である。
【００２７】
素子配置規定距離は、ナトリウムイオンが１０年間に拡散すると予想される距離の１０倍とする。
【００２８】
すなわち、本実施例のＳＯＩ基板を使用した半導体装置は、図１に示すように、ＳＯＩ基板を使用した半導体チップ１の端面１Ａから表１に示す素子配置規定距離だけ内側（半導体チップ１の中央方向）に半導体素子配置領域２が形成される。例えば、半導体チップ１の端面１Ａから距離ｄ（例えば１ｍｍ程度）の領域にボンデングパット３が形成され、半導体素子配置領域２はボンデングパット３が設けられている領域４の内側（半導体チップ１の中央方向）に形成される。
【００２９】
このように構成することにより、使用期限中には、陽イオンが半導体素子に到達しないように、半導体チップ端面１Ａからの半導体素子の配置位置を規定しているので、半導体素子の特性変動、半導体素子間の電気絶縁性の劣化、ＬＳＩ誤動作による機能不良、歩留の低下、信頼度の低下、装置故障を起こすことを防止することができる。また、ナトリウム等の陽イオンの一部はボンデングパット３に吸収され、ナトリウム等の陽イオンが半導体素子２まで到達するのを低減することができる。
【００３０】
（実施例２）
図２は、本発明による実施例２のＳＯＩ基板を使用した半導体装置の概構成を説明するための要部断面であり、１１はシリコン（Ｓｉ）基板、１２ははリ合せ酸化膜、１３は陽イオン検出用バイポーラトランジスタ（センサ）、１４は酸化膜素子分離領域、Ａ，Ｂは電極である。
【００３１】
本実施例２のＳＯＩ基板を使用した半導体装置は、図２に示すように、半導体チップ１の端面１Ａから半導素子配置領域２が配置されている領域の間までに（領域４に）”ナトリウム等の陽イオンがはり合せ酸化膜（ＳｉＯ 膜等）１２中の拡散してきたこと”を検出する陽イオン検出用バイポーラトランジスタ（センサ）１３を配置したものである。
【００３２】
陽イオン検出用バイポーラトランジスタ（センサ）１３による陽イオン検出動作は、該陽イオン検出用バイポーラトランジスタ（センサ）１３のＮ埋め込み層（Ｎ+ＢＬ）、はり合せ酸化膜（ＳｉＯ 膜等）１２、シリコン（Ｓｉ）基板１１で構成される容量を利用して陽イオンが侵入してきたことをその容量変化により検出する。
【００３３】
このように構成することにより、ナトリウム等の陽イオンがはり合せ酸化膜（ＳｉＯ 膜等）１２中に拡散してきたことを前記センサで容量変化を検出するので、陽イオンが半導体素子に到達し半導体装置が機能不良となる前に半導体装置を交換でき、装置故障を未然に防止できる。また、前記センサで容量変化を検出するので、半導体装置の寿命を決めることができる。
【００３４】
以上、本発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更し得ることはいうまでもない。
【００３５】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００３６】
ＳＯＩ基板を使用した半導体装置において、陽イオンが、はりあわせ酸化膜がチップ端部に露出している部分からチップ内部に浸入（拡散）し、素子の特性変動、素子間の電気絶縁性の劣化、ＬＳＩ誤動作による機能不良、歩留の低下、信頼度の低下、装置故障を起こすことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による実施例１のＳＯＩ基板を使用した半導体装置の概構成を説明するための要部平面図である。
【図２】  本発明による実施例２のＳＯＩ基板を使用した半導体装置の概構成を説明するための要部断面図である。
【符号の説明】
１…ＳＯＩ基板を使用した半導体チップ、１Ａ…半導体チップの端面、２…半導体素子配置領域、３…ボンデングパット、４…ボンデングパットが設けられている領域、１１…シリコン（Ｓｉ）基板、１２…はリ合せ酸化膜、１３…陽イオン検出用バイポーラトランジスタ（センサ）、１４…酸化膜素子分離領域、Ａ，Ｂ…電極。
【図１】
0003708565.tif 000003
【図２】
0003708565.tif 000004