[其他]抗輻射半導體器件

在審

• 申請號: 101985000003269
• 申請日: 1985-04-29
• 公開（公告）號: CN85103269B
• 公開（公告）日: 1987-02-04
• 發明（設計）人: 櫻井博司
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 肖春京;張衛民

本發明涉及抗輻射半導體器件，其電特性不會由于射線輻照而退化。本發明提出用以確定某種導電類型而摻入半導體內的雜質應選用同一元素的熱中子吸收截面較小的那種同位素，例如，用原子質量數為１１的硼原子作為受主雜質，用原子質量數為１２３的銻Ｓｂ作為施主雜質。當用射線輻照時，該雜質所經受的原子核反應大大小于其它同位素，所以，其雜質濃度變化甚小，電特性也不會發生變化。

本發明涉及一種半導體器件，具體地說，是針對因輻射所造成的半導體器件特性退化問題，作了改進的抗輻射半導體器件。

近些年來，由于集成電路技術的發展，半導體器件以微處理機的形式，已顯著地廣泛地應用到辦公室自動化、工業電子設備，或機器人等方面。

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

但是，在構成未來的工業的空間技術方面，以及對用于檢驗原子反應堆工作的機器人，和對用于監測反應堆內部情況的敏感元件等等方面來說，非常需要增強其抗輻射性能的半導體器件。

需要應用半導體器件的輻射環境概述如下;

（1）外層空間……輻射主要包括質子射線和β-射線。這些輻射可分為三類：高能粒子的太陽宇宙射線，它們主要是由質子射線和少量的α-射線組成;次級輻射，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的質子射線;銀河系宇宙射線，它由85%的質子和大約15%的α-粒子組成。

（2）原子能設施……其輻射中主要包括伽瑪射線和中子射線（快中子，熱中子）。

現已知道，當用射線輻照時，半導體器件或半導體集成電路會受到以下幾個與射線的種類因素有關的方面的影響：

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

（3）由單個粒子，例如α粒子或質子，引起的瞬時故障，和

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

對在以硅制作的MOS（金屬-氧化物-半導體）型，或雙極型半導體器件，以及用砷化鎵一類的化合物半導體制作的器件已經進行了抗輻射半導體器件的研制工作。但是，這些工作主要是改進工藝，如形成氧化物膜的條件;或是改進器件設計，如集成電路的完善化;或是僅僅采取一個措施，如通過監測和故障找出最佳工作條件。能應用所有的半導體器件的技術尚未得到發展。

“IEEE Transaction of Nuclear Science”原子核科學的電機和電子工程師學會學報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的16K位的MNOS（金屬-氮化物-氧化物半導體）EAROM（電可改寫只讀存貯器）。

本發明的目的是提供一種能抗輻射的半導體器件，它能解決因輻射所引起的特性退化問題。

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

本發明的特征是在半導體基體中的P-或n-型導電類型的，半導體區是通過摻雜一些具有較小的熱中子吸收截面且富集了的雜質而形成的。