(57)【要約】  入力信号に応じた出力信号を生成する電子デバイスであって、入力信号を受け取る入力端子および前記出力信号を出力する出力端子の間に、半導体基板上に形成されるトランジスタを有し、入力信号を受け取り、入力信号に応じた出力信号を生成する信号処理部と、トランジスタのゲート電極と、前記半導体基板との間に形成され、電子ビームが照射されることで電荷を蓄積するフローティング電極とを備え、信号処理部は、フローティング電極に蓄積された電荷量に応じて、出力信号の電気特性を補正する電子デバイスを提供する。
2010046997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に応じた出力信号を生成する電子デバイスであって、
前記入力信号を受け取り、前記入力信号に応じた前記出力信号を生成する信号処理部と、
電子ビームが照射されることで電荷を蓄積するフローティング電極と
を備え、
前記信号処理部は、前記フローティング電極に蓄積された電荷量に応じて、前記出力信号の電気特性を補正する電子デバイス。
【請求項２】
前記信号処理部は、前記入力信号を受け取る入力端子および前記出力信号を出力する出力端子の間に、半導体基板上に形成されるトランジスタを有し、
前記フローティング電極は、前記トランジスタのゲート電極と、前記半導体基板との間に形成される
請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記信号処理部は、前記入力信号を受け取る入力端子および前記出力信号を出力する出力端子の間に、半導体基板上に形成されるトランジスタを有し、
前記フローティング電極は、前記トランジスタのゲート電極が形成される前記半導体基板の表面において、前記トランジスタのゲート電極と離間して、且つ、前記トランジスタのゲート電極に沿って形成される
請求項２に記載の電子デバイス。
【請求項４】
それぞれの前記フローティング電極の表面を覆う絶縁膜と、
前記絶縁膜の表面から前記フローティング電極まで貫通する導電材料のビアホールと
を更に備える請求項３に記載の電子デバイス。
【請求項５】
前記絶縁膜の表面において前記ビアホールを囲むように設けられ、基準電位に接続されるガードリングを更に備える
請求項４に記載の電子デバイス。
【請求項６】
それぞれの前記フローティング電極の表面を覆う絶縁膜を更に備え、
前記絶縁膜には、前記絶縁膜の表面から前記フローティング電極まで貫通する貫通孔が形成される
請求項３に記載の電子デバイス。
【請求項７】
それぞれの前記フローティング電極の表面の少なくとも一部が表出するように、前記フローティング電極の表面を覆う絶縁膜を更に備える
請求項３に記載の電子デバイス。
【請求項８】
入力信号に応じた出力信号を生成する電子デバイスの製造方法であって、
電子ビームが照射されることで電荷を蓄積するフローティング電極を形成し、
前記入力信号を受け取り、前記入力信号に応じた前記出力信号を生成し、且つ、前記フローティング電極に蓄積された電荷量に応じて、前記出力信号の電気特性を補正する信号処理部を形成し、
前記信号処理部の動作を試験し、
前記信号処理部の試験結果に応じて、前記フローティング電極に電子ビームを照射する製造方法。
【請求項９】
前記フローティング電極に電子ビームを照射した後、前記信号処理部の動作を試験し、
前記信号処理部の動作が所定の仕様を満たさない場合に、それぞれの前記フローティング電極に、再度、前記電子ビームを照射する
請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
それぞれの前記フローティング電極に再度、前記電子ビームを照射する前に、前記信号処理部の全面に紫外線を照射する
請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
それぞれの前記フローティング電極に再度、前記電子ビームを照射する場合、動作が正常と判定された前記信号処理部の領域に対しては、前回と同一の設定で電子ビームを照射する
請求項１０に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスおよび製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体回路等の電子デバイスは、入力信号に対して所定の信号処理を行う回路を有する。例えば、電子デバイスは入力信号を遅延させる回路、入力信号の振幅を変化させる回路等を有する。これらの信号処理回路は、所定の特性を有するように形成される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−７６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、信号処理回路の製造バラツキにより、これらの信号処理回路の特性が、所定の特性に対して誤差を有する場合がある。例えば、半導体回路を形成するプロセスにおいて生じる、不純物濃度のバラツキ、エッチングのバラツキ等により信号処理回路の特性に誤差が生じてしまう場合がある。【０００４】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる信号処理回路および製造方法を提供することを目的とする。この目的は請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、入力信号に応じた出力信号を生成する電子デバイスであって、入力信号を受け取り、入力信号に応じた出力信号を生成する信号処理部と、電子ビームが照射されることで電荷を蓄積するフローティング電極とを備え、信号処理部は、フローティング電極に蓄積された電荷量に応じて、出力信号の電気特性を補正する電子デバイスを提供する。【０００６】
第２の態様においては、入力信号に応じた出力信号を生成する電子デバイスの製造方法であって、電子ビームが照射されることで電荷を蓄積するフローティング電極を形成し、入力信号を受け取り、入力信号に応じた出力信号を生成し、且つ、フローティング電極に蓄積された電荷量に応じて、出力信号の電気特性を補正する信号処理部を形成し、信号処理部の動作を試験し、信号処理部の試験結果に応じて、フローティング電極に電子ビームを照射する製造方法を提供する。【０００７】
なお、上記の発明の概要は、発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一つの実施形態に係る電子デバイス１００の構成例を示す図である。
【図２】電子デバイス１００の他の構成例を示す図である。
【図３】電子デバイス１００の他の構成例を示す図である。
【図４】電子デバイス１００の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】電子デバイス１００の他の製造方法例を示すフローチャートである。
【図６】スイッチ１６の構造例を示す図である。
【図７】スイッチ１６の他の構造例を示す図である。
【図８】トランジスタ１４の構造例を示す図である。
【符号の説明】
【０００９】
１０・・・信号処理部、１２・・・遅延素子、１４・・・トランジスタ、１６・・・スイッチ、１８・・・伝送線路、２０・・・調整部、３０・・・フローティング電極、４０・・・半導体基板、４２・・・絶縁膜、４４・・・ゲート電極、４６・・・絶縁膜、１００・・・電子デバイス、１１１・・・ソース領域、１１３・・・ドレイン領域、１１５・・・分離領域、１２１・・・絶縁膜、１２２・・・絶縁膜、１２３・・・絶縁膜、１５１・・・ビアホール、１６１・・・パターン配線、１６２・・・パターン配線、１７１・・・ガードリング、１９１・・・貫通孔
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。【００１１】
図１は、一つの実施形態に係る電子デバイス１００の構成例を示す図である。電子デバイス１００は、入力信号に対して所定の信号処理を行った出力信号を生成する。本例の電子デバイス１００は、信号処理部１０、調整部２０、および、フローティング電極３０を備える。電子デバイス１００は、半導体基板に形成される半導体回路であってよい。【００１２】
信号処理部１０は、入力信号を受け取り、入力信号に対して所定の信号処理を行った出力信号を生成する。例えば信号処理部１０は、図１に示すように、縦続接続された複数の遅延素子１２を有する遅延回路であってよい。本例の信号処理部１０は、入力信号を所定の遅延量で遅延させた出力信号を生成する。例えば信号処理部１０における遅延量は、遅延素子１２に与えられるバイアス電圧によって変化する。【００１３】
フローティング電極３０は、電子ビームが照射されることで電荷を蓄積する。例えばフローティング電極３０は、電子ビームの電流密度および電子ビームの照射時間に応じた電荷量を蓄積する。【００１４】
調整部２０は、フローティング電極３０に蓄積された電荷量に応じて、信号処理部１０が出力する出力信号の電気特性を補正する。本例の調整部２０は、フローティング電極３０に蓄積された電荷量に応じて、遅延素子１２に与えるバイアス電圧を調整することで、信号処理部１０における遅延量を補正する。【００１５】
例えば調整部２０は、フローティング電極３０に蓄積された電荷量に応じたアナログ電圧を受け取り、当該アナログ電圧に基づいて、遅延素子１２に与えるバイアス電圧を調整してよい。また、調整部２０は、フローティング電極３０に蓄積された電荷量に応じたデジタル値を受け取り、当該デジタル値に基づいて、遅延素子１２に与えるバイアス電圧を調整してよい。【００１６】
例えばフローティング電極３０は、電子ビームが照射されたか否かを示す２値のデジタル値を生成してよい。また、複数ビットのデジタル値を生成すべく、電子デバイス１００は、一つの信号処理部１０に対して、複数のフローティング電極３０を有してよい。また、電子デバイス１００が複数の信号処理部１０を有する場合、フローティング電極３０は、信号処理部１０ごとに設けられてよい。また同様に、一つの調整部２０に対して、複数のフローティング電極３０を有してよい。【００１７】
フローティング電極３０には、信号処理部１０が出力する出力信号の電気特性が、所定の特性となるように、電子ビームが照射される。例えば外部の装置が、出力信号の電気特性を測定してよい。そして、外部の電子ビーム照射装置が、当該電気特性に基づいて、フローティング電極３０に電子ビームを照射してよい。【００１８】
なお、フローティング電極３０は、照射された電子ビームによる電荷量を保持すべく、接地電位、配線、電極、その他の電子部品から絶縁される。また、フローティング電極３０は、電子ビームが照射可能に形成される。例えば、フローティング電極３０を覆う絶縁膜には、電子ビームが照射されるビアホールが形成されてよい。【００１９】
また、フローティング電極３０は、少なくとも製造段階の一部において、電子ビームが照射可能に形成されてもよい。この場合、電子デバイス１００の製造中に信号処理部１０の電気的特性を測定して、フローティング電極３０に電子ビームを照射してよい。この場合は、製造が完了した電子デバイス１００において、フローティング電極３０は、電子ビームが照射可能でなくともよい。以上のような構成により、信号処理部１０における電気的特性を、所定の特性に補正することができる。【００２０】
図２は、電子デバイス１００の他の構成例を示す図である。本例の電子デバイス１００は、信号処理部１０の内部にフローティング電極３０が形成される。例えばフローティング電極３０は、信号処理部１０の内部に形成されるトランジスタ１４に設けられてよい。この場合、電子デバイス１００は、調整部２０を別途備えなくともよい。【００２１】
トランジスタ１４は、信号処理部１０における入力端子および出力端子の間において、半導体基板上に形成されるＦＥＴであってよい。フローティング電極３０は、トランジスタ１４のゲート電極と、半導体基板との間に形成される。トランジスタ１４の閾値電圧は、フローティング電極３０に蓄積された電荷量によって変化する。【００２２】
このため、フローティング電極３０が蓄積する電荷量を調整することで、信号処理部１０における電気的特性を調整することができる。図１に関連して説明した場合と同様に、フローティング電極３０には、出力信号の測定結果に応じて電子ビームが照射されてよい。【００２３】
図３は、電子デバイス１００の他の構成例を示す図である。本例の電子デバイス１００は、信号処理部１０の内部にフローティング電極３０が形成される。本例の電子デバイス１００は、複数の伝送線路１８および複数のスイッチ１６を備える。【００２４】
複数の伝送線路１８は、それぞれ異なる電気的特性を有して、入力信号を並列に伝送する。複数のスイッチ１６は、複数の伝送線路１８に対応して設けられる。それぞれのスイッチ１６には、フローティング電極３０が形成され、フローティング電極３０に与えられる電荷量に応じて、対応する伝送線路１８に入力信号を伝送させるか否かを切り替える。【００２５】
このような構成において、いずれのフローティング電極３０に電子ビームを照射するかを選択することで、信号処理部１０の特性を調整することができる。なお、信号処理部１０の特性を変更したい場合、電荷が蓄積されているフローティング電極３０に紫外線を照射して電荷を消去してから、所定のフローティング電極３０に電子ビームを照射してよい。【００２６】
図４は、電子デバイス１００の製造方法の一例を示すフローチャートである。まず、信号処理部１０およびフローティング電極３０を、半導体基板に形成する（Ｓ２００）。次に、信号処理部１０の電気的特性を測定する（Ｓ２０２）。信号処理部１０は、入力信号を受け取り、入力信号に応じた出力信号を生成し、且つ、フローティング電極３０に蓄積された電荷量に応じて、出力信号の電気特性を補正する。【００２７】
信号処理部１０の電気的特性が、所定の特性に対して誤差を有している場合、当該電気的特性に対応するフローティング電極３０に、測定結果に応じた照射量で電子ビームを照射する（Ｓ２０４）。そして、電子デバイス１００の他の構造を形成して、電子デバイス１００をパッケージする（Ｓ２０６）。このような処理により、特性を予め調整した電子デバイス１００を製造することができる。なお、電子デバイス１００を製造する工程に、紫外線を用いる工程がある場合、電子ビームを照射するステップは、紫外線を用いる工程のあとに行うことが好ましい。【００２８】
図５は、電子デバイス１００の他の製造方法例を示すフローチャートである。まず、信号処理部１０およびフローティング電極３０を、半導体基板に形成する（Ｓ２００）。次に、信号処理部１０の電気的特性を測定する（Ｓ２０２）。そして、信号処理部１０の動作が、所定の仕様を満たしているか否かを判定する（Ｓ２０３）。信号処理部１０の動作が、所定の仕様を満たしている場合には、電子デバイス１００をパッケージして（Ｓ２０６）処理を終了する。【００２９】
信号処理部１０の動作が、所定の仕様を満たしていない場合、当該動作に対応するフローティング電極３０に、測定結果に応じた照射量で電子ビームを照射する（Ｓ２０４）。これにより、信号処理部１０の特性を補正する。【００３０】
次に、信号処理部１０の動作を再度測定する（Ｓ２０８）。そして、信号処理部１０の動作が、所定の仕様を満たしているか否かを判定する（Ｓ２１０）。このとき、Ｓ２１０においては、信号処理部１０の予め定められた領域毎に、動作の良否を判定してよい。信号処理部１０の全ての領域の動作が、正常と判定された場合には、電子デバイス１００をパッケージして（Ｓ２０６）処理を終了する。【００３１】
信号処理部１０のいずれかの領域の動作が、所定の仕様を満たしていない場合、紫外線を電子デバイス１００または信号処理部１０の全面に照射する（Ｓ２１２）。これにより、それぞれのフローティング電極３０に蓄積されている電荷を除去する。そして、Ｓ２０４からの処理を繰り返して、それぞれのフローティング電極３０に再度、電子ビームを照射する。【００３２】
ただし、２回目以降のＳ２０４における処理では、Ｓ２１０の処理において正常と判定された信号処理部１０の領域に対して、前回と同一の設定で電子ビームを照射する。なお、不良と判定された信号処理部１０の領域に対しては、電子ビームの照射個所、照射時間、電流量等を変更して、電子ビームを照射する。このような処理を繰り返すことで、信号処理部１０の各領域に対して、適切な照射条件で電子ビームを照射することができる。【００３３】
図６は、スイッチ１６の構造例を示す図である。スイッチ１６は、フローティング電極３０をゲート電極とするＦＥＴであってよい。【００３４】
スイッチ１６は、半導体基板上に二酸化シリコン等の絶縁性の物質により形成される複数の分離領域１１５により仕切られた領域に設けられ、ソース領域１１１、ドレイン領域１１３、フローティング電極３０、ビアホール１５１、およびガードリング１７１を含む。【００３５】
ソース領域１１１およびドレイン領域１１３は、半導体基板の表層部に互いに離間して形成される。ソース領域１１１およびドレイン領域１１３は、例えば単結晶シリコンの半導体基板の上面から所定の深さまでリンイオンを注入することにより形成されてよい。スイッチ１６がＮ型のチャネル特性を有する場合、半導体基板はＰ型の基板であるのに対し、ソース領域１１１およびドレイン領域１１３は、Ｎ型の領域であってよい。【００３６】
フローティング電極３０は、半導体基板上に二酸化シリコン等の絶縁性の物質を積層して形成される絶縁膜１２１を挟んでソース領域１１１およびドレイン領域１１３と対向して設けられる。本例において、フローティング電極３０は、半導体基板の面方向においてソース領域１１１とドレイン領域１１３との間に設けられてよい。【００３７】
ビアホール１５１は、導電材料により形成され、絶縁膜１２３の表面からフローティング電極３０まで貫通して設けられる。本例において、フローティング電極３０上には、絶縁性の物質を積層した絶縁膜１２２および絶縁膜１２３が形成されており、ビアホール１５１は、これら絶縁膜１２２、１２３を貫通して設けられ、その一端が絶縁膜１２３の表面に露出する。【００３８】
パターン配線１６１およびパターン配線１６２は、絶縁膜１２２と絶縁膜１２３との間に設けられる。パターン配線１６１は、半導体基板上に設けられるソース端子とソース領域１１１とを電気的に接続する。パターン配線１６２は、ドレイン端子とドレイン領域１１３とを電気的に接続する。ソース端子は、例えば伝送線路１８に接続されてよい。【００３９】
ガードリング１７１は、例えば導電性の金属材料により形成され、絶縁膜１２３の表面においてビアホール１５１を囲むように設けられる。本例において、ガードリング１７１は、基準電位に電気的に接続すされてよい。なお、ガードリング１７１は、本例のようにビアホール１５１の周囲に円環状に形成される形態に限定されず、例えば方形あるいは多角形状に形成されてもよい。【００４０】
このような構成において、絶縁膜１２３から表出するビアホール１５１に対して電子ビームを照射することにより、フローティング電極３０には、その照射量に応じた電荷量が蓄積される。このため、スイッチ１６を制御することができる。また、スイッチ１６のソース端子、または、ドレイン端子には、フローティング電極３０に蓄積された電荷量に応じた電圧および電流が生じるので、図１に関連して説明したように、当該電圧または電流に基づいて、信号処理部１０の特性を調整してもよい。【００４１】
なお、本例において、ビアホール１５１に対して電子ビームを照射したときに、照射された電子ビームに含まれる電子の一部がビアホール１５１の周囲に散乱することがある。しかしながら、上記のようにビアホール１５１の周囲に導電性のガードリング１７１が設けられているので、散乱した電子はガードリング１７１によりトラップされる。したがって、スイッチ１６において、散乱した電子が例えば絶縁膜１２３に取り込まれることにより、絶縁膜１２３に経時的に電荷が蓄積されるのを防ぐことができる。【００４２】
図７は、スイッチ１６の他の構造例を示す図である。図６に関連して説明したフローティング電極３０は、表面の全てが絶縁膜１２２で覆われていたが、本例のフローティング電極３０は、表面の少なくとも一部が表出するように、絶縁膜１２２で覆われていてよい。例えば、図７に示すように、本例のスイッチ１６は、ビアホール１５１に代えて、貫通孔１９１を有してよい。他の構造は、図６に関連して説明したスイッチ１６と同一であってよい。【００４３】
貫通孔１９１は、絶縁膜１２２において、絶縁膜１２２の表面からフローティング電極３０まで貫通して形成される。このような構成においても、貫通孔１９１を介してフローティング電極３０に電子ビームを照射することにより、フローティング電極３０には、その照射量に応じた電荷量が蓄積される。貫通孔１９１の直径は、電子ビームの直径よりも大きいことが好ましい。【００４４】
図８は、トランジスタ１４の構造例を示す図である。トランジスタ１４は、半導体基板４０上に形成されるＦＥＴであってよい。この場合、トランジスタ１４のゲート電極４４は、絶縁膜４２を介して半導体基板４０の表面に形成される。また、ゲート電極４４の表面の一部にも、絶縁膜４６が形成されてよい。【００４５】
フローティング電極３０は、トランジスタ１４のゲート電極４４が形成される半導体基板４０の表面において、トランジスタ１４のゲート電極４４と離間して、且つ、トランジスタ１４のゲート電極４４に沿って形成される。フローティング電極３０は、図８に示すように、トランジスタ１４のチャネル方向と垂直な方向において、ゲート電極４４と離間して形成されてよい。当該垂直方向におけるゲート電極４４およびフローティング電極３０の距離Ｄは、フローティング電極３０における電荷量により、トランジスタ１４の閾値電圧が変化する程度に近接していることが好ましい。また、フローティング電極３０およびゲート電極４４の間には、誘電材料が設けられてもよい。【００４６】
また、フローティング電極３０は、絶縁膜４２の上に形成されてよい。なお、フローティング電極３０の表面には、絶縁膜４６が形成されなくともよい。また、図６または図７に示したフローティング電極３０と同様に、ビアホール１５１または貫通孔１９１を有する絶縁膜４６が、フローティング電極３０の表面に形成されてもよい。このような構成により、フローティング電極３０に容易に電子ビームを照射して、トランジスタ１４の特性を調整することができる。【００４７】
以上、発明を実施の形態を用いて説明したが、発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
2010046997.tif 000011
2010046997.tif 000012
2010046997.tif 000013
2010046997.tif 000014
2010046997.tif 000015