(57)【要約】【課題】トランジスタの放射線耐性を一層に向上する。【解決手段】本発明によるトランジスタは、絶縁体（２）と、絶縁体（２）の上に形成された半導体層（３）と、ゲート電極（８）と、ゲート電極（８）と半導体層（３）との間に介設されたゲート絶縁膜（７）とを備えている。半導体層（３）は、第１導電型であるソース領域（４）と、前記第１導電型であるドレイン領域（６）と、ソース領域（４）とドレイン領域（６）との間に介設され、前記第１導電型と異なる第２導電型であるボディ領域（５）とを含む。ゲート電極（８）は、ボディ領域（５）を被覆するように形成されている。ボディ領域（５）は、高い不純物濃度を有し、具体的には、ボディ領域（５）の不純物濃度は１０２０ｃｍ−３以上１０２２ｃｍ−３以下である。【選択図】　図１
2004079627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体と、
前記絶縁体の上に形成された半導体層と、
ゲート電極と、
前記ゲート電極と前記半導体層との間に介設されたゲート絶縁膜
とを備え、
前記半導体層は、
第１導電型であるソース領域と、
前記第１導電型であるドレイン領域と、
前記ソース領域と前記ドレイン領域との間に介設され、前記第１導電型と異なる第２導電型であるボディ領域
とを含み、
前記ゲート電極は、前記ボディ領域を被覆するように形成され、
前記ボディ領域の不純物濃度は、１０２０ｃｍ−３以上１０２２ｃｍ−３以下である
トランジスタ。
【請求項２】
請求項１に記載のトランジスタにおいて、
更に、
前記ボディ領域に接合されたボディ電極
を備え、
前記ボディ電極に供給されるボディ電位は、前記ゲート電極に供給されるゲート電位に応答して変動する
トランジスタ。
【請求項３】
請求項２に記載のトランジスタにおいて、
前記ゲート電位と前記ボディ電位とは、実質的に一致する
トランジスタ。
【請求項４】
請求項２に記載のトランジスタにおいて、
前記第１導電型は、Ｎ型であり、
前記第２導電型は、Ｐ型であり、
当該トランジスタがオン状態にされる場合、前記ボディ電極には、前記ゲート電位よりも低い、正の電位が前記ボディ電位として供給される
トランジスタ。
【請求項５】
請求項２に記載のトランジスタにおいて、
前記第１導電型は、Ｐ型であり、
前記第２導電型は、Ｎ型であり、
当該トランジスタがオン状態にされる場合、前記ボディ電極には、前記ゲート電位よりも高く、且つ、前記ソース電極に供給されるソース電位よりも低い電位が前記ボディ電位として供給される
トランジスタ。
【請求項６】
トランジスタと、
ボディ電位供給回路
とを備え、
前記トランジスタは、
絶縁体と、
前記絶縁体の上に形成された半導体層と、
ゲート電極と、
前記ゲート電極と前記半導体層との間に介設されたゲート絶縁膜
とを含み、
前記半導体層は、
第１導電型であるソース領域と、
前記第１導電型であるドレイン領域と、
前記ソース領域と前記ドレイン領域との間に介設され、前記第１導電型と異なる第２導電型であるボディ領域と、
前記ボディ領域に接合されたボディ電極
とを備え、
前記ゲート電極は、前記ボディ領域を被覆するように形成され、
前記ボディ領域の不純物濃度は、１０２０ｃｍ−３以上１０２２ｃｍ−３以下であり、
前記ボディ電位供給回路は、前記ゲート電極に供給されるゲート電位に応答して、ボディ電位を前記ボディ電極に供給する
電子回路。
【請求項７】
絶縁体と、
前記絶縁体の上に形成された半導体層と、
ゲート電極と、
前記ゲート電極と前記半導体層との間に介設されたゲート絶縁膜
とを備え、
前記半導体層は、
第１導電型であるソース領域と、
前記第１導電型であるドレイン領域と、
前記ソース領域と前記ドレイン領域との間に介設され、前記第１導電型と異なる第２導電型であるボディ領域と、
前記ボディ領域に接合されたボディ電極
とを含み、
前記ゲート電極は、前記ボディ領域を被覆するように形成され、
前記ボディ領域の不純物濃度は、１０２０ｃｍ−３以上１０２２ｃｍ−３以下である
トランジスタの動作方法であって、
（Ａ）前記ゲート電極にゲート電位を供給するステップと、
（Ｂ）前記ゲート電位に応答してボディ電位を生成し、前記ボディ電極に供給するステップ
とを備えた
トランジスタ動作方法。
【請求項８】
（Ｃ）請求項１から請求項５のいずれか一の請求項に記載のトランジスタを含む電子機器を提供することと、
（Ｄ）地上における自然放射線よりも強い放射線を受ける環境で前記電子機器を使用すること
とを備えた
電子機器使用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランジスタに関する。本発明は、特に、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ　ｏｎ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）構造を有するＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ　ＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）に例示される、絶縁体層の上に形成されたトランジスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＳＯＩ構造を有するＭＯＳＦＥＴ（以下、単に「ＳＯＩ−ＭＯＳＴＥＴ」という。）は、様々な点で、シリコン基板に形成されたＭＯＳＦＥＴに対して優位な特性を示す。ＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴは、絶縁体膜によってシリコン基板から絶縁されているため、本質的に耐圧が高い。更に、ＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴは、その寄生容量が小さいため、動作速度が早く、消費電力が少ない。
【０００３】
図８は、典型的なＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴの構造を示す断面図である。該ＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴは、シリコン基板１０１を備えている。シリコン基板１０１には、埋め込み酸化膜１０２が埋め込まれている。埋め込み酸化膜１０２は、酸化シリコンで形成される。埋め込み酸化膜１０２により、シリコン基板１０１は、ＳＯＩ層１０３とシリコン基板本体１０１ａとに分離される。ＳＯＩ層１０３には、Ｎ＋型のソース領域１０４、Ｐ−型のボディ領域１０５、及びＮ＋型のドレイン領域１０６が形成されている。ソース領域１０４は、ソース電極１０９に接続され、ドレイン領域１０６は、ドレイン電極１１０に接続されている。ボディ領域１０５の上には、ゲート絶縁膜１０７とゲート電極１０８とが順次に形成されている。ゲート絶縁膜１０７は、酸化シリコンによって形成され、ゲート電極１０８は、高濃度ドープのポリシリコンによって形成されている。ゲート電極１０８は、ゲート絶縁膜１０７によりボディ領域１０５から絶縁されている。
【０００４】
ボディ領域１０５がＰ−型であるから、図８のＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴはｎチャネルの電界効果トランジスタである。従って、該ＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴを動作する場合、ソース電極１０９には接地電位ＶＳＳが供給され、ドレイン電極１１０には電源電位ＶＣＣ（＞ＶＳＳ）が供給される。ゲート電極１０８に接地電位ＶＳＳが供給されている場合には、該ＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴはオフ状態になり、ゲート電極１０８に電源電位ＶＣＣが供給されている場合には、該ＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴはオン状態になる。
【０００５】
ＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴは、シリコン基板に形成されたＭＯＳＦＥＴに比べて、放射線耐性が高いことが知られている。図８を参照して、放射線１１１が該ＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴに入射すると、ＳＯＩ層１０３とシリコン基板本体１０１ａとには、電荷が生成される。生成された電荷は、該ＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴの誤動作の原因となり得る。しかし、シリコン基板本体１０１ａで生成された電荷は、埋め込み酸化膜１０２の存在により該ＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴの動作に影響しない。ＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴの動作に影響するのは、ＳＯＩ層１０３で発生された電荷のみである。ＳＯＩ層１０３は、シリコン基板本体１０１ａに比較すると極めて薄く、放射線１１１が入射されたときにＳＯＩ層１０３で発生される電荷の量は、比較的に小さい。これは、放射線１１１が入射されたときに発生する電荷のうち、ＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴの動作に影響する電荷の量が少ないことを意味している。従って、ＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴは、比較的、放射線耐性が高い。公開特許公報（特開平７−１６２０１１）に開示されているように、ＳＯＩ層１０３を薄膜化することにより、該ＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴの放射線耐性は一層に向上する。
【０００６】
しかし、比較的に放射線耐性が高いＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴにも、ＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴに寄生する寄生バイポーラトランジスタの作用により、放射線照射に起因する誤動作が生じ得る。図８に示されているように、Ｎ＋型のソース領域１０４と、Ｐ−型のボディ領域１０５と、Ｎ＋型のドレイン領域１０６とは、ｎｐｎ型の寄生バイポーラトランジスタを構成している。ソース領域１０４、ボディ領域１０５、及びドレイン領域１０６は、この寄生バイポーラトランジスタのエミッタ、ベース、及びコレクタとしてそれぞれ機能する。図９は、寄生バイポーラトランジスタの存在を考慮して作成されたＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴの等価回路を示している。該ＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴの等価回路は、ＦＥＴ１１２のドレインとｎｐｎトランジスタ１１３のコレクタが接続され、ＦＥＴ１１２のソースとｎｐｎトランジスタ１１３のエミッタが接続された、一組のＦＥＴ１１２とｎｐｎトランジスタ１１３とによって表現される。
【０００７】
既述の通り、ゲート電極１０８に接地電位ＶＳＳが供給されている時には、該ＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴはオフ状態にならなくてはならないが、放射線１１１がボディ領域１０５に入射されると、この寄生バイポーラトランジスタの作用により、誤って該ＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴがオン状態になることがある。
【０００８】
寄生バイポーラトランジスタの作用による誤動作は、以下の過程で発生する。放射線１１１がボディ領域１０５に入射されると、ボディ領域１０５には、電子−正孔対が生成される。生成された電子は、ドレイン領域１０６に向かって移動し、正孔は、ソース領域１０５に向かって移動する。電子は、正孔と比較して、有効質量が小さく、且つ、ライフタイムが短い。従って、電子は、正孔と比較して、比較的に速やかにドレイン領域１０６に排出され、又は、正孔と再結合することによってボディ領域１０５から消滅されるのに対し、正孔は、電子が消滅した後もボディ領域１０５に残存する。
【０００９】
ボディ領域１０５に残存する正孔は、ボディ領域１０５の電位を上昇させる。ボディ領域１０５の電位が上昇することは、図９の寄生バイポーラトランジスタのベースに正電位を供給することと等価である。従って、ボディ領域１０５の電位が上昇すると、寄生バイポーラトランジスタは、電流増幅作用を行い、この電流増幅作用によってコレクタ（即ちドレイン領域１０６）からエミッタ（即ちソース領域１０４）に向かう電流が流れる。これは、該ＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴがオン状態になっていることを意味する。このように、放射線１１１がボディ領域１０５に入射すると、寄生バイポーラトランジスタの作用により、ＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴが誤ってオン状態になることがある。寄生ｎｐｎバイポーラトランジスタのエミッタ接地電流増幅率βが大きいほど、ＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴの誤動作は発生しやすい。
【００１０】
トランジスタの放射線耐性は、一層に向上されることが望まれる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、トランジスタの放射線耐性を一層に向上することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、強い放射線を受ける環境で使用される電子機器の信頼性を向上することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されている。但し、付加された番号・符号は、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１４】
本発明によるトランジスタは、絶縁体（２）と、絶縁体（２）の上に形成された半導体層（３）と、ゲート電極（８）と、ゲート電極（８）と半導体層（３）との間に介設されたゲート絶縁膜（７）とを備えている。半導体層（３）は、第１導電型であるソース領域（４）と、前記第１導電型であるドレイン領域（６）と、ソース領域（４）とドレイン領域（６）との間に介設され、前記第１導電型と異なる第２導電型であるボディ領域（５）とを含む。ゲート電極（８）は、ボディ領域（５）を被覆するように形成されている。ボディ領域（５）は、高い不純物濃度を有し、具体的には、ボディ領域（５）の不純物濃度は、１０２０ｃｍ−３以上１０２２ｃｍ−３以下である。
【００１５】
当該トランジスタは、基本的には、電界効果トランジスタとして機能する。しかし、ソース領域（４）とボディ領域（５）とドレイン領域（６）は、寄生バイポーラトランジスタとしても機能する。当該トランジスタがオフ状態であるときに、当該トランジスタに放射線が入射すると、ボディ領域（５）の電位が上昇することがある。ボディ領域（５）の電位の上昇によって該寄生バイポーラトランジスタが電流増幅作用をすると、当該トランジスタは、誤ってオン状態になる。当該ボディ領域（５）の高い不純物濃度は、該寄生バイポーラトランジスタのエミッタ接地電流増幅率を低減し、当該トランジスタの誤動作を効果的に防止する。
【００１６】
当該トランジスタが、更に、ボディ領域（５）に接合されたボディ電極（１２）を備え、ボディ電極（１２）に供給されるボディ電位がゲート電極（８）に供給されるゲート電位に応答して変動することは、ボディ領域（５）の不純物濃度の高濃度化に伴う当該トランジスタの電流駆動能力の補償を可能にする点で好ましい。
【００１７】
この場合、ゲート電位とボディ電位とは、実質的に一致されることがある。これは、簡易な回路によってボディ電位を供給できる点で好ましい。
【００１８】
前記第１導電型がＮ型であり、且つ、前記第２導電型がＰ型であるときに当該トランジスタがオン状態にされる場合、前記ボディ電極（１２）には、前記ゲート電位よりも低い、正の電位が前記ボディ電位として供給されることが好ましい。このようにボディ電位が供給されることにより、当該トランジスタは電界効果トランジスタとバイポーラトランジスタとの両方の機能を発揮し、電流駆動能力の低下を抑制しながら、放射線耐性を向上することができる。
【００１９】
同様に、前記第１導電型がＰ型であり、前記第２導電型がＮ型であるときには、当該トランジスタがオン状態にされる場合、前記ボディ電極（１２）には、前記ゲート電位よりも高く、且つ、前記ソース電極に供給されるソース電位よりも低い電位が前記ボディ電位として供給されることが好ましい。
【００２０】
本発明による電子回路は、トランジスタ（１０）と、ボディ電位供給回路（１３）とを備えている。トランジスタ（１０）は、絶縁体（２）と、絶縁体（２）の上に形成された半導体層（３）と、ゲート電極（８）と、ゲート電極（８）と半導体層（３）との間に介設されたゲート絶縁膜（７）とを含む。半導体層（３）は、第１導電型であるソース領域（４）と、前記第１導電型であるドレイン領域（６）と、ソース領域（４）とドレイン領域（６）との間に介設され、前記第１導電型と異なる第２導電型であるボディ領域（５）と、ボディ領域（５）に接合されたボディ電極（１２）とを備えている。ゲート電極（８）は、前記ボディ領域（５）を被覆するように形成されている。ボディ領域（５）の不純物濃度は、１０２０ｃｍ−３以上１０２２ｃｍ−３以下である。ボディ電位供給回路（１３）は、ゲート電極（８）に供給されるゲート電位に応答して、ボディ電位をボディ電極（１２）に供給する。
【００２１】
本発明によるトランジスタ動作方法は、絶縁体（２）と、絶縁体（２）の上に形成された半導体層（３）と、ゲート電極（８）と、前記ゲート電極（８）と前記半導体層（３）との間に介設されたゲート絶縁膜（７）とを備えるトランジスタ（１０）の動作方法である。半導体層（３）は、第１導電型であるソース領域（４）と、前記第１導電型であるドレイン領域（６）と、ソース領域（４）とドレイン領域（６）との間に介設され、前記第１導電型と異なる第２導電型であるボディ領域（５）と、ボディ領域（５）に接合されたボディ電極（１２）とを含む。ゲート電極（８）は、ボディ領域（５）を被覆するように形成されている。ボディ領域（５）の不純物濃度は、１０２０ｃｍ−３以上１０２２ｃｍ−３以下である。当該トランジスタ動作方法は、
（Ａ）前記ゲート電極（８）にゲート電位を供給するステップと、
（Ｂ）前記ゲート電位に応答してボディ電位を生成し、前記ボディ電極（１２）に供給するステップ
とを備えている。
【００２２】
本発明による電子機器使用方法は、
（Ｃ）上述のトランジスタ（１０）を含む電子機器を提供することと、
（Ｄ）地上における自然放射線よりも強い放射線を受ける環境で前記電子機器を使用すること
とを備えている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明によるトランジスタの実施の一形態を説明する。
【００２４】
図１は、本発明の実施の一形態のトランジスタ１０を示している。トランジスタ１０は、シリコン基板１を備えている。シリコン基板１の内部には、埋め込み酸化膜２が埋め込まれている。埋め込み酸化膜２は、酸化シリコンで形成される。埋め込み酸化膜２により、シリコン基板１は、ＳＯＩ層３とシリコン基板本体１ａとに分離される。充分な放射線耐性を得るためには、ＳＯＩ層３の厚さは、５０ｎｍ以上、１μｍ以下であることが好ましい。埋め込み酸化膜２は、典型的にはＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｂｙ　Ｉｍｐｌａｎｔｅｄ　Ｏｘｙｇｅｎ）技術によって形成される。ＳＩＭＯＸ技術を使用することにより、薄い膜厚を有するＳＯＩ層３の形成が可能であり、ＳＩＭＯＸ技術の使用は放射線耐性の向上の点で好ましい。
【００２５】
ＳＯＩ層３には、ソース領域４と、ボディ領域５と、ドレイン領域６とが形成されている。ソース領域４とドレイン領域６とは、Ｎ型領域であり、ボディ領域５は、Ｐ型領域である。ソース領域４とドレイン領域６とには、Ｎ型不純物が高濃度にドープされている。ソース領域４は、ソース電極９に接続され、ドレイン領域６は、ドレイン電極１１に接続されている。当該トランジスタの動作時には、ソース電極９には接地電位ＶＳＳが供給され、ドレイン電極１１には、電源電位ＶＣＣが供給される。
【００２６】
ボディ領域５の上には、ゲート酸化膜７とゲート電極８とが順次に形成されている。ゲート電極８は、ゲート酸化膜７によってＳＯＩ層３から絶縁されている。ゲート酸化膜７は、シリコン酸化膜で形成され、ゲート電極８は、不純物が高濃度でドープされたポリシリコンで形成されている。ゲート電極８に電源電位ＶＣＣが供給されると、トランジスタ１０はオン状態になり、ゲート電極８に接地電位ＶＳＳが供給されると、トランジスタ１０はオフ状態になる。
【００２７】
トランジスタ１０は、シリコン基板１の表面側からボディ領域５にボディ電位を供給することが可能な構造を有している。図２に示されているように、ボディ領域５は、ゲート幅方向に延設され、更に、ゲート電極８の下部のある点で屈曲されてゲート長方向に延設される。ゲート長方向に延設された部分では、ゲート電極８によって被覆されず、ボディ領域５はゲート電極８の下部から引き出されている。ボディ領域５のうちのゲート電極８によって被覆されない部分に、図３に示されているように、ボディ電極１２が接合される。ボディ電極１２を介して、ボディ電位が、ボディ領域５に供給可能である。
【００２８】
チャネルが形成されるボディ領域の不純物濃度は、低く抑えられるのが普通である。しかし、本実施の形態では、トランジスタ１０の放射線耐性を向上するために、ボディ領域５に、Ｐ型不純物が高濃度にドープされている。ボディ領域５の不純物濃度は、１０２０ｃｍ−３以上１０２２ｃｍ−３以下である。１０２０ｃｍ−３以上１０２２ｃｍ−３以下の不純物濃度は、トランジスタ１０の放射線耐性を効果的に向上する。
【００２９】
放射線耐性の向上の効果は、ソース領域４とボディ領域５とドレイン領域６とによって形成されるＮＰＮ型の寄生バイポーラトランジスタのエミッタ接地電流増幅率が、ボディ領域５の高い不純物濃度によって小さくなることに起因する。ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタのエミッタ接地電流増幅率βは、下記式：
【数１】
2004079627.tif 000003
ＷＢ：ベース幅
ＬＢ：ベースにおける電子の拡散距離
ＮＢ：ベースの不純物濃度
ＤＥ：エミッタにおける正孔の拡散係数
ＮＥ：エミッタの不純物濃度
ＬＥ：エミッタにおける正孔の拡散距離
ＤＢ：ベースにおける電子の拡散係数
Ｅｇ：バンドギャップ
ｋ：ボルツマン定数
Ｔ：バイポーラトランジスタの動作温度
で表される。式（１）から理解されるように、ベースの不純物濃度ＮＢが高いと、エミッタ接地電流増幅率βは小さくなる。従って、寄生バイポーラトランジスタのベースとして機能するボディ領域５の不純物濃度を高くすることにより、該寄生バイポーラトランジスタのエミッタ接地電流増幅率は小さくなり、従って放射線耐性は向上する。
【００３０】
ボディ領域５の不純物濃度の増加は、放射線耐性の向上に有効であるが、その一方で、トランジスタ１０のＭＯＳＦＥＴとしての電流駆動能力を低減させる。電流駆動能力の低減を補償するために、ボディ電極１２に供給されるボディ電位ＶＢＤが、ゲート電極８に供給されるゲート電位ＶＧに応答して生成され、これにより、トランジスタ１０に寄生して形成される寄生バイポーラトランジスタの電流駆動能力が積極的に利用される。
【００３１】
図４は、トランジスタ１０の等価回路を示している。トランジスタ１０の動作は、ソースとエミッタとが結合され、且つ、ドレインとコレクタとが結合された、１対の電界効果トランジスタとバイポーラトランジスタとの動作と等価である。該バイポーラトランジスタのベースとして機能するボディ電極１２には、ボディ電位ＶＢＤをボディ電極１２に供給するボディ電圧供給回路１３が接続される。
【００３２】
ボディ電圧供給回路１３には、ゲート電極８に供給されるゲート電位ＶＧが供給され、ボディ電圧供給回路１３は、ゲート電位ＶＧに応答してボディ電位ＶＢＤを生成する。トランジスタ１０をオフ状態にする場合には、ゲート電極８には接地電位ＶＳＳが供給される。この場合、ボディ電圧供給回路１３は、接地電位ＶＳＳに実質的に一致するようにボディ電位ＶＢＤを生成して、ボディ電極１２に供給する。一方、トランジスタ１０をオン状態にする場合には、ゲート電極８には電源電位ＶＣＣが供給される。この場合、ボディ電圧供給回路１３は、接地電位ＶＳＳより高く電源電位ＶＣＣ以下であるボディ電位ＶＢＤを生成してボディ電極１２に供給する。
【００３３】
このようなボディ電極ＶＢＤが供給されることにより、トランジスタ１０が電界効果トランジスタとして機能するとともに、トランジスタ１０に形成された寄生バイポーラトランジスタの電流駆動能力が積極的に利用される。ゲート電極８とドレイン電極１１とに電源電位ＶＣＣが供給され、ソース電極９に接地電位ＶＳＳが供給されることにより、トランジスタ１０はオン状態のＭＯＳＦＥＴとして機能する。更に、ソース領域４をエミッタ、ボディ領域５をベース、ドレイン領域６をコレクタとして考えれば、正のボディ電位ＶＢＤをボディ領域５に供給することは、ソース領域４とボディ領域５とドレイン領域６とによって構成される寄生バイポーラトランジスタをオン状態にすることを意味する。このように、トランジスタ１０が、電界効果トランジスタのみならずバイポーラトランジスタとしても機能することにより、ボディ領域５の不純物濃度の増加に伴うトランジスタ１０の電流駆動力の低減が補償されている。
【００３４】
このように本実施の形態では、ボディ領域５が高い不純物濃度を有することによってトランジスタ１０の放射線耐性が向上されている。ボディ領域５の不純物濃度の増加は、トランジスタ１０のＭＯＳＦＥＴとしての電流駆動力を低減する。しかし、ゲート電位ＶＧに応答して生成されたボディ電位ＶＢＤがボディ電極１２に供給されることにより、トランジスタ１０はバイポーラトランジスタとしても機能し、これによって電流駆動力の低減が補償されている。
【００３５】
本実施の形態において、図５に示されているように、ゲート電極８に供給されるゲート電位ＶＧと、ボディ電極１２に供給されるボディ電位ＶＢＤとが、実質的に一致されることが可能である。この場合、ボディ電圧供給回路１３は、ゲート電極８とボディ電極１２とを直接に接続する配線であることが可能である。このような構成は、トランジスタ１０を使用する電子回路の構成を簡略にする点で好ましい。但し、トランジスタ１０に、電界効果トランジスタとバイポーラトランジスタとの両方の機能を発揮させるためには、トランジスタ１０がオン状態にされる場合のボディ電位ＶＢＤが、ゲート電位ＶＧよりも低い正の電位であることが好ましい。トランジスタ１０がオン状態にされる場合にゲート電極８とボディ電極１２との電位が一致することは、トランジスタ１０が電界効果トランジスタとバイポーラトランジスタとの両方の機能を発揮しにくくなる点で好ましくない。
【００３６】
また、本実施の形態において、トランジスタ１０の各部分の導電型が反転されることが可能である。即ち、ソース領域４とドレイン領域６とがＰ型不純物で高濃度にドープされ、ボディ領域５がＮ型不純物で高濃度にドープされることが可能である。この場合でも、ボディ領域５の不純物濃度は、１０２０ｃｍ−３以上１０２２ｃｍ−３以下にされる。
【００３７】
トランジスタ１０の各部分の導電型が反転される場合には、図６に示されているように、ソース電極９に電源電位ＶＣＣが供給され、ドレイン電極１１に接地電位ＶＳＳが供給される。ゲート電極８に電源電位ＶＣＣが供給される場合にトランジスタ１０がオフ状態になり、ゲート電極８に接地電位ＶＳＳが供給される場合にトランジスタ１０がオン状態になる。ボディ電極１２には、ゲート電極８のゲート電位ＶＧに対応したボディ電位ＶＢＤが供給されるが、ボディ電位ＶＢＤの生成方法は変更される。トランジスタ１０がオフ状態にされる場合には、ゲート電位ＶＧとボディ電位ＶＢＤとは、いずれも電源電位ＶＣＣにされる。トランジスタ１０がオン状態にされる場合には、接地電位ＶＳＳ以上であり、且つ、電源電位ＶＣＣよりも低い電位がボディ電位ＶＢＤとしてボディ電極１２に供給される。
【００３８】
図７に示されているように、トランジスタ１０の各部分の導電型が反転される場合においても、ゲート電極８に供給されるゲート電位ＶＧと、ボディ電極１２に供給されるボディ電位ＶＢＤとが、実質的に一致されることが可能である。この場合、ボディ電圧供給回路１３は、ゲート電極８とボディ電極１２とを直接に接続する配線であることが可能である。このような構成は、トランジスタ１０を使用する電子回路の構成を簡略にする点で好ましい。但し、トランジスタ１０に、電界効果トランジスタとバイポーラトランジスタとの両方の機能を発揮させるためには、トランジスタ１０がオン状態にされる場合のボディ電位ＶＢＤが、接地電位ＶＳＳより高く、且つ、電源電位ＶＣＣよりも低い電位であることが好ましい。
【００３９】
放射線耐性が高い本実施の形態のトランジスタ１０は、地上における自然放射線よりも強い放射線を受ける環境で使用される電子機器に組み込まれて使用されることが好ましい。強い放射線を受ける環境としては、宇宙空間や原子炉の周辺が例示される。トランジスタ１０が強い放射線を受ける環境で使用される電子機器に組み込まれて使用されることにより、該電子機器の信頼性を効果的に向上することができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明により、トランジスタの放射線耐性が一層に向上される。
【００４１】
本発明により、強い放射線を受ける環境で使用される電子機器の信頼性が向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるトランジスタの実施の一形態を示す断面図であり、図２のＡ−Ａ’断面の構造を示している。
【図２】図２は、本発明によるトランジスタの実施の一形態を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明によるトランジスタの実施の一形態を示す断面図であり、図２のＢ−Ｂ’断面の構造を示している。
【図４】図４は、トランジスタ１０を動作させる回路を示す。
【図５】図５は、トランジスタ１０を動作させる回路の変形例を示す。
【図６】図６は、図１のトランジスタ１０の各部分の導電型が反転された場合に、トランジスタ１０を動作させるための回路を示す。
【図７】図７は、図１のトランジスタ１０の各部分の導電型が反転された場合に、トランジスタ１０を動作させるための回路の変形例を示す。
【図８】図８は、従来のＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴを示す。
【図９】図９は、寄生バイポーラトランジスタの存在を考慮して作成されたＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴの等価回路を示す。
【符号の説明】
１：シリコン基板
２：埋め込み酸化膜
３：ＳＯＩ層
４：ソース領域
５：ボディ領域
６：ドレイン領域
７：ゲート酸化膜
８：ゲート電極
９：ソース電極
１０：トランジスタ
１１：ドレイン電極
１２：ボディ電極
【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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【図９】
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