JPH045272B2 - - Google Patents
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- JPH045272B2 JPH045272B2 JP5771285A JP5771285A JPH045272B2 JP H045272 B2 JPH045272 B2 JP H045272B2 JP 5771285 A JP5771285 A JP 5771285A JP 5771285 A JP5771285 A JP 5771285A JP H045272 B2 JPH045272 B2 JP H045272B2
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/102—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W42/20—Arrangements for protection of devices protecting against electromagnetic or particle radiation, e.g. light, X-rays, gamma-rays or electrons
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- Semiconductor Memories (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
- Read Only Memory (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、EPROMなどのように、パツケー
ジに内装されたチツプに光があたる半導体装置の
改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an improvement in a semiconductor device such as an EPROM in which a chip housed in a package is exposed to light.
集積回路(IC)のパツケージに設けられる外
部導出端子の数は、パツケージの小型化その他の
面から、少ない方がよい。この外部導出端子の数
を減少させる手段は色々と考えられているが、そ
の1つに第1図に示すような回路がある。この回
路は、同一出願人により特願昭54−23204号に開
示されるものに対応しているが、一応説明をして
おく。
The number of external lead-out terminals provided on an integrated circuit (IC) package is preferably as small as possible from the standpoint of package miniaturization and other aspects. Various means have been considered for reducing the number of external lead-out terminals, one of which is a circuit as shown in FIG. This circuit corresponds to the one disclosed in Japanese Patent Application No. 54-23204 by the same applicant, but a brief explanation will be given here.
端子10は、エンハンスメント型MOSトラン
ジスタT10のドレイン・ゲートに接続される。
トランジスタT10のソースは、ノードAに接続
される。ノードAは、デプレツシヨン型MOSト
ランジスタT11のソース・ドレイン間を介し
て、電位Vcに接続される。ノードAはまた、デ
プレツシヨン型MOSトランジスタT12のドレ
イン・ソース間を介して、ノードDに接続され
る。トランジスタT12のゲートはノードDに接
続される。ノードDはさらに、エンハンスメント
型MOSトランジスタT13のドレイン・ソース
間を介して電位Vsに接続される。この電位Vsは、
通常、半導体基板(サブストレート)の電位、た
とえばゼロである。 Terminal 10 is connected to the drain and gate of enhancement type MOS transistor T10.
The source of transistor T10 is connected to node A. Node A is connected to potential V c via the source and drain of depletion type MOS transistor T11. Node A is also connected to node D via the drain and source of depletion type MOS transistor T12. The gate of transistor T12 is connected to node D. Node D is further connected to potential V s via the drain and source of enhancement type MOS transistor T13. This potential V s is
Usually the potential of the semiconductor substrate (substrate), for example zero.
端子10が0〜Vcレベルの信号を扱かうと
きは、トランジスタT11のゲート端Bはロジツ
ク“1”すなわち電位Vc(たとえば5V)となつて
いる。このとき、ノードAの電位をVcとみなし、
トランジスタT10のゲート・スレシホルド電圧
をVth10とする。すると、<Vc+Vth10のとき
は、トランジスタT10はカツトオフし、ノード
Aは端子10から電気的に切離される。この場
合、ノードDには、トランジスタT13のゲート
端Cのロジツクレベルに応じて、0またはVcの
電位を有する信号が生じる。 When the terminal 10 handles a signal of 0 to Vc level, the gate end B of the transistor T11 is at logic "1", that is, the potential Vc (for example, 5V). At this time, consider the potential of node A to be V c ,
Let the gate threshold voltage of transistor T10 be V th10 . Then, when <V c +V th10 , the transistor T10 is cut off and the node A is electrically disconnected from the terminal 10. In this case, a signal having a potential of 0 or Vc is generated at the node D depending on the logic level of the gate terminal C of the transistor T13.
端子10が信号Vpを扱かうときは、ゲート端
Bがロジツク“0”となる。ここで、トランジス
タT11のゲート・スレシホルド電圧をVth11′ゲ
ート端Bの電圧をVGBとしたときに、次式;
Vp−Vth10VGB−Vth11
VcVGB−Vth11
が満足されると、トランジスタT11がカツトオ
フする。すると、トランジスタT13のゲート端
Cがロジツク“0”のときはノードDの電位が
Vp−Vth10となり、ゲート端Cがロジツク“1”
のときはノードDの電位が0となる。 When the terminal 10 handles the signal Vp , the gate terminal B becomes logic "0". Here, when the gate threshold voltage of the transistor T11 is V th11 ′ and the voltage at the gate terminal B is V GB , the following formula; V p −V th10 V GB −V th11 V c V GB −V th11 is satisfied. Then, transistor T11 is cut off. Then, when the gate terminal C of the transistor T13 is logic "0", the potential of the node D becomes
V p −V th10 , and gate end C is logic “1”
When , the potential of node D becomes 0.
第1図の回路では、ノードAと端子10との間
の電位差に応じて、トランジスタT10がオン/
オフされる。このオン/オフによつて、端子10
を2種類の信号Vp,を扱かう端子として利用
することができる。 In the circuit of FIG. 1, the transistor T10 is turned on/off depending on the potential difference between the node A and the terminal 10.
It will be turned off. By this on/off, terminal 10
can be used as a terminal that handles two types of signals V p .
端子10を信号用の端子として用いるとき
は、トランジスタT10がオフとなる。そのた
め、たとえば端子10に接続される他回路のフア
ンアウトがノードA側の回路電流によつて減少さ
れることはない。通常、MOSICでは、信号入力
回路の電流上限すなわち電流能力は±10μA程度
である。したがつて、トランジスタT10がオフ
しているときに、端子10からノードAへ、ある
いはノードAから端子10へ流れるリーク電流
は、上記電流能力よりも十分に小さいことが望ま
れる。トランジスタT10のオフが完全であれ
ば、上記リーク電流は問題とはならない。しかし
ながら、トランジスタT10のP−N接合に光が
入射すると、上記リーク電流は無視し得ない大き
さとなる場合が生じる。 When the terminal 10 is used as a signal terminal, the transistor T10 is turned off. Therefore, for example, the fan-out of other circuits connected to the terminal 10 is not reduced by the circuit current on the node A side. Typically, in a MOSIC, the current upper limit of the signal input circuit, that is, the current capability, is about ±10 μA. Therefore, it is desirable that the leakage current flowing from the terminal 10 to the node A or from the node A to the terminal 10 when the transistor T10 is off is sufficiently smaller than the above current capacity. If the transistor T10 is completely turned off, the above leakage current will not be a problem. However, when light enters the PN junction of the transistor T10, the leakage current may become large enough to be ignored.
このように、IC内部のP−N接合に光が入射
する可能性のある代表的な半導体装置として、紫
外線消去型のEPROM(Erasable Programable
Read−Only Memory)がある。EPROMでは、
紫外線を内部ICチツプに照射するために、ICチ
ツプ上に透光性部分すなわち窓部を有するパツケ
ージが用いられる。このようなEPROMが室内照
明などの外部光から遮光されずに使用されると、
トランジスタT10を含むICチツプ内のP−N
接合に光があたる。すると、この光による接合リ
ーク電流(光電流)が端子10を流れるようにな
る。 As described above, a typical semiconductor device in which light may enter the P-N junction inside an IC is an ultraviolet erasable EPROM (Erasable Programmable
Read-Only Memory). In EPROM,
In order to irradiate the internal IC chip with ultraviolet rays, a package having a translucent portion or window on the IC chip is used. If such an EPROM is used without being shielded from external light such as indoor lighting,
P-N in IC chip including transistor T10
Light shines on the joint. Then, a junction leakage current (photocurrent) due to this light begins to flow through the terminal 10.
第2図は、上記接合リーク電流と入射光の照度
との関係を例示するグラフである。第3図は第2
図のグラフに対する測定回路を示す。第2図にお
いては、P−N接合に対する逆バイアス電圧VD
がパラメータとなつており、実線はVD=8V、破
線はVD=0Vを示す。第2図は受光面積1μm2あた
りのリーク電流ILを示している。したがつて、
EPROMのように実質的な受光面積が大きい半導
体装置の場合、照度が大きいときは、前記リーク
電流ILのトータルは無視し得ない大きさとなる。
たとえば、パターンレイアウトによるが、32Kビ
ツトのEPROMの場合、前記実質的な受光面積
は、およそ1.5×105μm2程度となる。この場合、
第2図からたとえば照度3000luxの場合をとつて
みると、IL4×10-11(A/μm2)となるので、
トータルのリーク電流は1.5×105×4×10-11=6
×10-6(A)=6(μA)となる。この6μAというリ
ーク電流は、前述した電流能力(±10μA)に対
して無視し得ない大きさである。すなわち、この
ようなEPROMを明るい場所で用いると、正常な
回路動作が行なわれなくなる恐れがある。 FIG. 2 is a graph illustrating the relationship between the junction leakage current and the illuminance of incident light. Figure 3 is the second
The measurement circuit for the graph in the figure is shown. In Figure 2, the reverse bias voltage V D for the P-N junction is
is the parameter, the solid line indicates V D =8V, and the broken line indicates V D =0V. Figure 2 shows the leakage current I L per 1 μm 2 of light receiving area. Therefore,
In the case of a semiconductor device such as an EPROM which has a large substantial light-receiving area, when the illuminance is high, the total leakage current I L becomes large enough to not be ignored.
For example, depending on the pattern layout, in the case of a 32K-bit EPROM, the substantial light-receiving area is approximately 1.5×10 5 μm 2 . in this case,
For example, if we take the case of illuminance 3000 lux from Fig. 2, I L will be 4×10 -11 (A/μm 2 ), so
Total leakage current is 1.5×10 5 ×4×10 -11 = 6
×10 -6 (A) = 6 (μA). This leakage current of 6 μA is too large to be ignored compared to the current capacity (±10 μA) mentioned above. That is, if such an EPROM is used in a bright place, there is a risk that the circuit will not operate properly.
第4図は、第1図の回路をEPROMに適用した
場合の一例を部分的に示す。Vp電圧感知回路1
1は、端子10に入力される信号がVpであるか
OEであるかを区別し、Vpを検出する回路であ
り、一種のレベルコンパレータで構成される。す
なわち、端子10の電位がVc(5V)以下のとき、
ノードEはロジツク“1”となり、端子10の電
位がVp(25V)のとき、ノードEはロジツク
“0”となる。ノードEはゲート端B,Cおよび
デプレツシヨン型MOSトランジスタT141〜T
14oのゲートに接続される。すなわち、Vp電圧
知回路11は、端子10の電位に応じて、トラン
ジスタT11,T13およびT141〜T14oを
オン/オフさせる。トランジスタT141〜T1
4oは、行または列デコーダ121〜12oとデコ
ーダ出力線131〜13oとの間に挿入されるゲー
テイングトランジスタである。 FIG. 4 partially shows an example in which the circuit of FIG. 1 is applied to an EPROM. V p voltage sensing circuit 1
1 is whether the signal input to terminal 10 is V p
This is a circuit that distinguishes whether it is OE or not and detects V p , and consists of a type of level comparator. That is, when the potential of terminal 10 is below V c (5V),
Node E becomes logic "1", and when the potential at terminal 10 is V p (25V), node E becomes logic "0". Node E is connected to gate ends B, C and depletion type MOS transistors T14 1 to T
14 connected to the gate of o . That is, the V p voltage detection circuit 11 turns on/off the transistors T11, T13 and T14 1 to T14 o according to the potential of the terminal 10 . Transistor T14 1 ~T1
4 o is a gating transistor inserted between the row or column decoders 12 1 to 12 o and the decoder output lines 13 1 to 13 o .
ノードDはエンハンスメント型MOSトランジ
スタT151〜T15oのゲートに接続される。ト
ランジスタT151〜T15oのドレインは全て端
子10に接続され、ソースは、おのおのデプレツ
シヨン型MOSトランジスタT161〜T16oを
介して、デコーダ出力線131〜13oに接続され
る。このようなデコーダ出力線は、たとえば256
行16列8ビツトのメモリセルを用いる場合、行に
ついて256本、列について16本用いられる。そし
て、256+16本のデコーダ出力線おのおのに、ト
ランジスタT15のような端子10に接続される
トランジスタが存在する。このような多数のトラ
ンジスタのP−N接合に光があたると、前述した
大きなリーク電流による悪影響が生じる。 Node D is connected to the gates of enhancement type MOS transistors T15 1 to T15 o . The drains of transistors T15 1 to T15 o are all connected to terminal 10, and the sources are connected to decoder output lines 13 1 to 13 o via depletion type MOS transistors T16 1 to T16 o , respectively. Such a decoder output line is for example 256
When using memory cells with 16 rows and 8 bits, 256 cells are used for each row and 16 cells are used for each column. Then, for each of the 256+16 decoder output lines, there is a transistor connected to the terminal 10, such as transistor T15. When light hits the PN junctions of such a large number of transistors, the aforementioned large leakage current causes an adverse effect.
第5図a,bは従来から存在する半導体基板上
の構造例を部分的に示すものである。第5図a
は、N+領域たとえばドレイン211およびソース
212それぞれに対するコンタクトホール221,
222上に、配線パターンすなわち導電層231,
232が配設された状態を示す。また第5図bは、
同図aのa−a線に沿つた断面を示す。これらの
図において、導電層231,232の幅は、ICの集
積密度を低下させないために、当業界において
は、可能な限り狭くすることが常識となつてい
る。そのため、導電層231,232それぞれが
N+型のドレイン211またはソース212とP型
の基板24との間で形成されるP−N接合を部分
的に覆うことはあつても、ほとんどのP−N接合
部分は導電層231,232によつて覆われること
がない。またドレイン211、ソース212および
基板24の大部分は、透光性の二酸化ケイ素
(SiO2)からなる絶縁層25およびリン(P)を
含むSiO2からなる絶縁層26とで順次被覆され
るため、たとえば上記導電層231,232がアル
ミニウム(Al)などの遮光性部材であつたとし
ても、前記P−N接合部分はほとんど遮光されな
い。すなわち基板24の上方から、導電層231,
232を避けてきたエネルギhμの光子が入射する
と、この光子エネルギhμが充満帯(価電子帯)
電子を励起してこれらを伝導体に昇位させ、前記
光リーク電流が導電層231,232に流れてしま
う。ドレイン212および212のN型不純物の拡
散深さは、通常1〜3μm程度と浅いため、光子エ
ネルギhμが大きい場合は、基板24内のP−N
接合部においてさえも、前記光リーク電流が発生
される。 FIGS. 5a and 5b partially show examples of conventional structures on semiconductor substrates. Figure 5a
are the contact holes 22 1 for the N + regions, for example, the drain 21 1 and the source 21 2 , respectively.
22 2 , a wiring pattern, that is, a conductive layer 23 1 ,
23 Shows the state in which 2 is placed. In addition, Fig. 5b shows
A cross section taken along line a-a in figure a is shown. In these figures, it is common knowledge in the industry to make the widths of the conductive layers 23 1 and 23 2 as narrow as possible in order not to reduce the integration density of the IC. Therefore, each of the conductive layers 23 1 and 23 2
Although it may partially cover the P-N junction formed between the N + type drain 21 1 or source 21 2 and the P-type substrate 24, most of the P-N junction portion is covered by the conductive layer 23. 1 , 23 Not covered by 2 . Further, the drain 21 1 , the source 21 2 and most of the substrate 24 are sequentially coated with an insulating layer 25 made of transparent silicon dioxide (SiO 2 ) and an insulating layer 26 made of SiO 2 containing phosphorus (P). Therefore, even if the conductive layers 23 1 and 23 2 are made of a light-shielding member such as aluminum (Al), the PN junction portion is hardly shielded from light. That is, from above the substrate 24, the conductive layers 23 1 ,
23 When a photon with energy hμ that has avoided 2 is incident, this photon energy hμ enters the full band (valence band).
The electrons are excited and promoted to a conductor, and the photo leakage current flows to the conductive layers 23 1 and 23 2 . The diffusion depth of N-type impurities in the drains 21 2 and 21 2 is usually shallow, about 1 to 3 μm, so when the photon energy h μ is large, the P-N in the substrate 24
Even at the junction, the photo-leakage current is generated.
以上のことから、第5図に示すような従来構造
の半導体装置では、光があたると、この光の照度
に応じて、大きなリーク電流が発生してしまう。 From the above, when a semiconductor device having a conventional structure as shown in FIG. 5 is exposed to light, a large leakage current is generated depending on the illuminance of the light.
この発明は上記事情にかんがみなされたもの
で、光による接合リーク電流に起因する悪影響を
防ぐことのできる半導体装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device that can prevent adverse effects caused by junction leakage current caused by light.
上記目的を達成するために、この発明に係る半
導体装置は、P−N接合が形成される半導体領域
上に遮光手段を設けている。この遮光手段によつ
て、前記P−N接合に入射する光が大幅に減少ま
たは遮断される。そのため、このP−N接合に光
があたることによつて生じるリーク電流は大幅に
減少される。このリーク電流の流れるP−N接合
が、半導体装置、たとえばEPROMの外部導出端
子を介して他回路に接続される場合、この発明は
とくに有益である。すなわち、この発明による前
記リーク電流の効果的な減少があるために、この
発明を応用したEPROMが明るい場所で使用され
ても、前記他回路が前記リーク電流による実質的
な悪影響、たとえばフアンアウトの減少、を受け
ることはない。
In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention includes a light shielding means on a semiconductor region in which a PN junction is formed. This light blocking means significantly reduces or blocks light incident on the PN junction. Therefore, leakage current caused by light hitting this PN junction is significantly reduced. The present invention is particularly useful when the PN junction through which this leakage current flows is connected to another circuit via an external lead-out terminal of a semiconductor device, such as an EPROM. That is, since the leakage current is effectively reduced by the present invention, even if an EPROM to which the present invention is applied is used in a bright place, the other circuits will not suffer from substantial adverse effects due to the leakage current, such as fan-out. There will be no reduction.
次にこの発明の実施例を説明する。説明にあた
り、重複説明を避けるために、複数の図面にわた
り同一あるいは類似部分には、同一あるいは類似
の参照符号を使用する。
Next, embodiments of this invention will be described. In the description, the same or similar reference numerals will be used for the same or similar parts in multiple drawings to avoid redundant explanation.
第6図a〜cは、この発明をたとえばEPROM
に適用する場合のパツケージすなわち収納体1の
外観を示している。収納体1の上面には、エネル
ギhμを有する光子または紫外線によつてEPROM
内のメモリセルに貯えられたデータを消去するた
めに、遮光性部分すなわち窓3が設けられてい
る。またこの収納体1としては、全体が透光性を
有するパツケージを使用してもよい。 Figures 6a to 6c show that the present invention can be used, for example, in an EPROM.
1 shows the external appearance of a package, that is, a storage body 1 when applied to. The upper surface of the storage body 1 is exposed to EPROM by photons or ultraviolet rays having energy hμ.
A light-shielding portion or window 3 is provided in order to erase data stored in the memory cells within. Further, as the storage body 1, a package whose entirety is translucent may be used.
第7図はこの発明の第1の実施例を示すもの
で、同図aはパターン平面図、同図bはそのb−
b線に沿つた断面図である。図において第1導電
型第1半導体領域たとえばP型の基板24には、
第2導電型第2半導体領域たとえばN+型のドレ
イン211、ソース212それぞれが拡散形成され
る。また上記ドレイン211とソース212との間
のチヤンネル領域上には、SiO2などのゲート酸
化膜27を介して、ポリシリコンゲート28が形
成される。さらに上記ドレイン211およびソー
ス212の周囲には、SiO2などからなるフイール
ド酸化膜29が形成される。そして上記フイール
ド酸化膜29にはドレイン211の三方を囲こみ、
その先端が基板24の表面に達するような溝部3
0が形成される。またこの溝部30を除く基板2
4の表面には、SiO2からなる絶縁層25が堆積
形成される。さらにまた上記溝部30内および絶
縁層25の表面にはPを含むSiO2からなる絶縁
層26が一定の厚みで堆積形成される。すなわ
ち、これによりその先端が基板24の表面に達し
ない新たな溝部31が形成される。また、ドレイ
ン211上にコンタクトホール221が作られ、こ
の上にAlなどの導電層231が形成される。この
ときこの導電層231は、ドレイン211と基板2
4からなるP−N接合上を十分に覆うとともに、
上記溝部31を埋めるように形成される。またソ
ース212上にもコンタクトホール222が作ら
れ、この上にも導電層232が形成される。 FIG. 7 shows a first embodiment of the present invention, in which a is a plan view of the pattern and b is a plan view of the pattern.
FIG. 3 is a sectional view taken along line b. In the figure, a first semiconductor region of a first conductivity type, for example, a P-type substrate 24 includes:
A second conductivity type second semiconductor region, for example, an N + type drain 21 1 and source 21 2 are formed by diffusion. Further, a polysilicon gate 28 is formed on the channel region between the drain 21 1 and the source 21 2 with a gate oxide film 27 such as SiO 2 interposed therebetween. Further, a field oxide film 29 made of SiO 2 or the like is formed around the drain 21 1 and source 21 2 . The field oxide film 29 surrounds the drain 211 on three sides,
Groove 3 whose tip reaches the surface of substrate 24
0 is formed. Also, the substrate 2 excluding this groove 30
An insulating layer 25 made of SiO 2 is deposited on the surface of 4. Furthermore, an insulating layer 26 made of SiO 2 containing P is deposited to a constant thickness inside the groove 30 and on the surface of the insulating layer 25. That is, a new groove 31 whose tip does not reach the surface of the substrate 24 is thereby formed. Further, a contact hole 22 1 is formed on the drain 21 1 , and a conductive layer 23 1 made of Al or the like is formed thereon. At this time, this conductive layer 23 1 connects the drain 21 1 and the substrate 2
While sufficiently covering the P-N junction consisting of 4,
It is formed so as to fill the groove portion 31. A contact hole 22 2 is also formed on the source 21 2 and a conductive layer 23 2 is formed on this as well.
ここで上記導電層231,232が形成される過
程について説明する。まず基板24の表面全面に
絶縁層25を一定の厚みに堆積形成した後、第1
のコンタクトマスクを用いて絶縁層25に溝部3
0と二つのコンタクトホール221,222を同時
形成する。次に、再び基板24の表面全面に絶縁
層26を一定の厚みに堆積形成し、この後第2の
コンタクトマスクを用いて上記二つのコンタクト
ホール221,222部分に堆積した絶縁層26の
みを除去する。このとき溝部30内には絶縁層2
6が一定の厚みで残り、これにより新たな溝部3
1が形成されている。そして次に、基板24の表
面全面にAlを蒸着し、これをパターニングすれ
ば、第7図に示すように、ドレイン211と基板
24とからなるP−N接合上を十分に覆うととも
に、またこのP−N接合をその側面三方から囲む
ように配置された導電層231と、ソース211と
の接続が計られた導電層232が形成される。 Here, the process of forming the conductive layers 23 1 and 23 2 will be explained. First, an insulating layer 25 is deposited to a constant thickness on the entire surface of the substrate 24, and then a first
Grooves 3 are formed in the insulating layer 25 using a contact mask.
0 and two contact holes 22 1 and 22 2 are formed simultaneously. Next, the insulating layer 26 is again deposited to a constant thickness over the entire surface of the substrate 24, and then a second contact mask is used to only cover the insulating layer 26 deposited in the two contact holes 22 1 and 22 2 . remove. At this time, there is an insulating layer 2 in the groove 30.
6 remains with a constant thickness, and this creates a new groove 3.
1 is formed. Next, Al is deposited on the entire surface of the substrate 24 and patterned to sufficiently cover the PN junction between the drain 211 and the substrate 24, as shown in FIG. A conductive layer 23 1 is arranged to surround this PN junction from three sides thereof, and a conductive layer 23 2 is connected to the source 21 1 .
ところで配線パターンと連続した導電層231
は、ドレイン211と基板24とからなるP−N
接合を上面と側面三方から覆うように形成され
る。この導電層231は光をさえぎるため、フイ
ールド酸化膜29および二層の絶縁層25,26
を介して上記P−N接合に反射によつて廻り込む
光の平均的な照度は、従来のものよりも大幅に減
少する。たとえばこの導電層231によつて、上
記照度が1/100に減少すれば、第2図のグラフか
ら、リーク電流ILもまたほぼ1/100に減少する。
すなわち導電層231は、光による接合リーク電
流を減少させるための遮光手段を構成している。 By the way, the conductive layer 23 1 continuous with the wiring pattern
is a P-N consisting of the drain 21 1 and the substrate 24
It is formed to cover the joint from the top and three sides. In order to block light, this conductive layer 231 includes a field oxide film 29 and two insulating layers 25 and 26.
The average illuminance of the light that goes around the PN junction by reflection through the PN junction is significantly reduced compared to the conventional one. For example, if the conductive layer 23 1 reduces the illuminance to 1/100, the graph of FIG. 2 shows that the leakage current I L also decreases to approximately 1/100.
That is, the conductive layer 23 1 constitutes a light shielding means for reducing junction leakage current caused by light.
第8図ないし第10図は、第7図の変形例であ
り、第8図aはパターン平面図、同図bはそのc
−c線に沿つた断面図、第9図aはパターン平面
図、同図bはそのd−d線に沿つた断面図、第1
0図aはパターン平面図、同図bはそのe−e線
に沿つた断面図である。第8図に示すものは、前
記二層目の絶縁層26を形成せず、溝部30を二
つのコンタクトホール221,222と同時に形成
するようにしたものである。ここでドレイン21
1上の絶縁層25を完全に除去するため、余分に
エツチングした分だけ溝部30の先端がフイール
ド酸化膜29内に入り込む。なお、この入り込み
は、溝部30の先端が基板24の表面に達しない
範囲で深い方が、光の廻り込みが少なくてよい。 8 to 10 are modified examples of FIG. 7, in which FIG. 8a is a plan view of the pattern, and FIG.
9a is a pattern plan view, FIG. 9b is a sectional view along line d-d,
0A is a plan view of the pattern, and FIG. 0B is a sectional view taken along the line ee. In the case shown in FIG. 8, the second insulating layer 26 is not formed, and the groove portion 30 is formed simultaneously with the two contact holes 22 1 and 22 2 . Here drain 21
In order to completely remove the insulating layer 25 on the etching layer 1 , the tip of the trench 30 enters into the field oxide film 29 by the amount of excess etching. Note that the deeper the groove 30 is so that the tip of the groove 30 does not reach the surface of the substrate 24, the less the light will go around.
第9図に示すものは、ドレイン211を形成す
る時、同時にN+型領域213を形成しておき、さ
らにこの上に前記溝部30および31を形成し、
この溝部31を導電層231で埋めるようにした
ものである。 In the case shown in FIG. 9, when forming the drain 21 1 , an N + type region 21 3 is formed at the same time, and the grooves 30 and 31 are further formed on this.
This groove portion 31 is filled with a conductive layer 23 1 .
第10図に示すものは、ポリシリコンゲート2
8を形成する時、同時にゲート酸化膜272、ポ
リシリコンゲート282を形成しておき、さらに
この上に溝部30を形成し、この溝部30を導電
層231で埋めるようにしたものである。 What is shown in FIG. 10 is a polysilicon gate 2
8, a gate oxide film 27 2 and a polysilicon gate 28 2 are formed at the same time, and a groove 30 is further formed thereon, and this groove 30 is filled with a conductive layer 23 1 . .
このように第7図ないし第10図に示すものに
おいては、溝部30あるいは31を埋める導電層
231が直接基板24に接触することがない。 In this manner, in the structure shown in FIGS. 7 to 10, the conductive layer 23 1 filling the groove 30 or 31 does not come into direct contact with the substrate 24 .
第11図a,bはこの発明の第2の実施例を示
すもので、第11図aはパターン平面図、同図b
はそのf−f線に沿つた断面図である。図示する
ようにドレイン211上にはポリシリコン層32
が設けられる。このポリシリコン層32は、コン
タクトホール221を埋める配線パターンの一部
として用いられ、またドレイン211と基板24
によつて形成されるP−N接合を覆うとともに、
ドレイン211の三方を囲むように基板24の表
面に形成されゲート酸化膜273を介して設けら
れている。さらに上記ポリシリコン層32は、上
記ゲート酸化膜273と連続したゲート酸化膜2
74を介して部分的にポリシリコンゲート28と
オーバーラツプしている。このような構造にすれ
ば、ポリシリコン層32およびポリシリコンゲー
ト28は光をさえぎり、また上記P−N接合の周
囲は厚みの薄いゲート酸化膜27,272,27
3,274で囲こまれるため、光の廻り込みは非常
に少ないものになる。 Figures 11a and 11b show a second embodiment of the invention, where Figure 11a is a pattern plan view and Figure 11b is a pattern plan view.
is a sectional view taken along line ff. As shown in the figure, a polysilicon layer 32 is formed on the drain 211 .
is provided. This polysilicon layer 32 is used as a part of the wiring pattern to fill the contact hole 22 1 , and also connects the drain 21 1 and the substrate 24 .
while covering the P-N junction formed by
It is formed on the surface of the substrate 24 so as to surround the drain 21 1 on three sides, with a gate oxide film 27 3 interposed therebetween. Furthermore, the polysilicon layer 32 is a gate oxide film 2 that is continuous with the gate oxide film 27 3 .
It partially overlaps the polysilicon gate 28 via 74 . With this structure, the polysilicon layer 32 and the polysilicon gate 28 block light, and the thin gate oxide films 27, 27 2 , 27 are formed around the PN junction.
3,274 , so there is very little light going around .
第12図はこの発明の第3の実施例を示すもの
で、第12図aはパターン平面図、同図bはその
g−g線に沿つた断面図、同図bはそのh−h線
に沿つた断面図である。ここでは絶縁層25に、
一部を除いてその先端が基板24の表面に達する
ような溝部30をドレイン211、ソース212お
よびポリシリコンゲート28を四方から囲むよう
に形成したものであり、この溝部30を埋めると
ともにこの溝部30で囲こまれた絶縁層25表面
を覆うようにAlからなる導電層23が形成され
ている。またドレイン211、ソース212からは
第1のポリシリコン層による配線331,332そ
れぞれが導出され、この両配線331,332およ
びポリシリコンゲート28は、その先端が基板2
4に達していない部分の溝部30の下部を通つて
外部に導出される。そして上記配線331,332
それぞれと溝部30との交差部では、第1のポリ
シリコン層と薄い絶縁層25を介して第2のポリ
シリコン層34が導電層23と接触するように形
成される。なお、これと同時に、ポリシリコンゲ
ート23と溝部30との交差部でも、ポリシリコ
ンゲート28と薄い絶縁層を介して第2のポリシ
リコン層34が導電層23と接触するように形成
される。また上記先端がその表面に達する部分の
基板24には、ドレイン211、ソース212形成
と同時にN+型領域213が形成される。 FIG. 12 shows a third embodiment of the present invention, in which FIG. 12a is a plan view of the pattern, FIG. FIG. Here, in the insulating layer 25,
A groove 30 whose tip reaches the surface of the substrate 24 except for a part is formed to surround the drain 21 1 , the source 21 2 and the polysilicon gate 28 from all sides. A conductive layer 23 made of Al is formed to cover the surface of the insulating layer 25 surrounded by the groove 30. Further, wirings 33 1 and 33 2 made of the first polysilicon layer are led out from the drain 21 1 and the source 21 2 , and the ends of these wirings 33 1 and 33 2 and the polysilicon gate 28 are connected to the substrate.
4 is led out to the outside through the lower part of the groove 30. And the above wiring 33 1 , 33 2
A second polysilicon layer 34 is formed in contact with the conductive layer 23 with the first polysilicon layer and the thin insulating layer 25 interposed therebetween at the intersections between each and the groove portion 30 . At the same time, a second polysilicon layer 34 is also formed at the intersection of the polysilicon gate 23 and the trench 30 so as to be in contact with the conductive layer 23 via the polysilicon gate 28 and the thin insulating layer. Further, in the portion of the substrate 24 where the tip reaches the surface thereof, an N + type region 21 3 is formed at the same time as the drain 21 1 and the source 21 2 are formed.
このような構造にすると、光の廻り込みはドレ
イン211、ソース212を囲こむ溝部30の一部
分における薄い絶縁層25を通してしかないた
め、光の廻り込みはほとんどなくすことができ
る。なお、この第12図に示すような構造を、紫
外線消去型のEPROM(Erasable Programable
ROM)の特定のメモリセルに施させば、このメ
モリセルには紫外線がほとんど照射されず、
EPROMのメモリセルでありながら単なる
PROMとして使用することができる。 With such a structure, since the light goes around only through the thin insulating layer 25 in a part of the groove 30 surrounding the drain 21 1 and the source 21 2 , the light goes around almost completely. Note that the structure shown in Figure 12 can be used as an ultraviolet erasable EPROM (Erasable Programmable
If applied to a specific memory cell in a ROM (ROM), this memory cell will hardly be irradiated with ultraviolet rays.
Although it is an EPROM memory cell, it is just a memory cell.
Can be used as PROM.
このようにこの発明によれば、プロセスを特に
複雑にすることなく、P−N接合への光の反射光
を最小限にして、光電流による接合リーク電流を
減少させることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to minimize the amount of light reflected from the PN junction and reduce the junction leakage current due to photocurrent without complicating the process in particular.
第1図はこの発明に係る半導体装置に適用でき
る回路例を示す図、第2図はP−N接合における
単位面積当りのリーク電流ILとこのP−N接合に
入射する光の照度との関係を例示するグラフ、第
3図は第2図のグラフに対する測定回路を示す
図、第4図は第1図の回路をEPROMに適用した
場合の一例を部分的に示す図、第5図aは従来の
半導体基板上の構造例を示すパターン平面図、第
5図bは同図aのa−a線に沿つた断面図、第6
図a,bおよびcはこの発明に係る半導体装置の
パツケージを例示する外観図、第7図aはこの発
明の一実施例に係る半導体装置のパターン平面
図、第7図bは同図aのb−b線に沿つた断面
図、第8図aは第7図の変形例を示すパターン平
面図、第8図bは同図aのc−c線に沿つた断面
図、第9図aは第7図の他の変形例を示すパター
ン平面図、第9図bは同図aのd−d線に沿つた
断面図、第10図aは第7図のもう一つ他の変形
例を示すパターン平面図、第10図bは同図aの
e−e線に沿つた断面図、第11図aはこの発明
の他の実施例を示すパターン平面図、第11図b
は同図aのf−f線に沿つた断面図、第12図a
はこの発明のもう一つ他の実施例を示すパターン
平面図、第12図bは同図aのg−g線に沿つた
断面図、第12図eは同図aのh−h線に沿つた
断面図である。
T10,T13,T151〜T15o…エンハン
スメント型MOSトランジスタ、T11,T12,
T141〜T14o,T161〜T16o…デイプレ
ツシヨン型MOSトランジスタ、1…収納体(パ
ツケージ)、3…窓(透光性部分)、10…端子、
11…Vp電圧知回路、121〜12o…デコーダ、
131〜13o…デコーダ出力線、211…ドレイ
ン、212…ソース、213…N+型領域、221,
222…コンタクトホール、23,231,232
…導電層、24…P型の基板、25,26…絶縁
層、27,272,273,274…ゲート酸化膜、
28,282…ポリシリコンゲート、29…フイ
ールド酸化膜、30,31…溝部、32…ポリシ
リコン層、331,332…配線、34…第2のポ
リシリコン層。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a circuit applicable to the semiconductor device according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the leakage current I L per unit area in a P-N junction and the illuminance of light incident on this P-N junction. Graph illustrating the relationship, Figure 3 is a diagram showing a measurement circuit for the graph in Figure 2, Figure 4 is a diagram partially showing an example of applying the circuit in Figure 1 to EPROM, Figure 5a 5 is a plan view of a pattern showing an example of a structure on a conventional semiconductor substrate, FIG.
Figures a, b, and c are external views illustrating a package of a semiconductor device according to the present invention, Figure 7a is a pattern plan view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and Figure 7b is the same as that of Figure 7a. 8a is a pattern plan view showing a modification of FIG. 7; FIG. 8b is a sectional view taken along line c-c in FIG. is a pattern plan view showing another modification of FIG. 7, FIG. 9b is a sectional view taken along line dd in FIG. 7a, and FIG. 10a is another modification of FIG. 7. FIG. 10b is a sectional view taken along line ee in FIG. 10a, FIG. 11a is a pattern plan view showing another embodiment of the present invention, FIG. 11b
is a sectional view taken along line ff in Figure 12a, Figure 12a
12b is a pattern plan view showing another embodiment of the present invention, FIG. 12b is a sectional view taken along line gg in FIG. 12a, and FIG. FIG. T10, T13, T15 1 to T15 o ...Enhancement type MOS transistor, T11, T12,
T14 1 to T14 o , T16 1 to T16 o ...depression type MOS transistor, 1... housing (package), 3... window (transparent part), 10... terminal,
11... Vp voltage detection circuit, 12 1 to 12 o ...decoder,
13 1 to 13 o ...decoder output line, 21 1 ... drain, 21 2 ... source, 21 3 ... N + type region, 22 1 ,
22 2 ... contact hole, 23, 23 1 , 23 2
... conductive layer, 24 ... P-type substrate, 25, 26 ... insulating layer, 27, 27 2 , 27 3 , 27 4 ... gate oxide film,
28, 28 2 ...Polysilicon gate, 29...Field oxide film, 30, 31...Trench, 32...Polysilicon layer, 331 , 332 ...Wiring, 34...Second polysilicon layer.
Claims (1)
の第2半導体領域からなるソース、ドレイン領域
を形成して構成され、紫外線消去型不揮発性メモ
リセルの一部もしくはその周辺回路を構成するト
ランジスタと、 前記トランジスタに接続される配線層と、 前記第1半導体領域表面上に形成される絶縁層
と、 前記トランジスタが形成されている第1半導体
領域の四方を囲むように前記絶縁層に形成され、
前記配線管が設けられる箇所を残して先端が前記
第1半導体領域表面に達する溝部と、 前記溝部の先端に位置する前記第1半導体領域
の表面に形成された第2導電型の第3半導体領域
と、 前記溝部を埋めるとともにこれら溝部で囲まれ
た前記絶縁層表面を覆い、先端が前記第3半導体
領域表面と接するように形成された導電性の遮光
層と を具備したことを特徴とする半導体装置。[Claims] 1. A part of an ultraviolet erasable nonvolatile memory cell, which is constructed by forming source and drain regions made of a second semiconductor region of a second conductivity type in a first semiconductor region of a first conductivity type. or a transistor forming a peripheral circuit thereof; a wiring layer connected to the transistor; an insulating layer formed on the surface of the first semiconductor region; and surrounding the first semiconductor region on all sides in which the transistor is formed. formed on the insulating layer,
a groove portion whose tip reaches the surface of the first semiconductor region leaving a portion where the wiring pipe is provided; and a third semiconductor region of a second conductivity type formed on the surface of the first semiconductor region located at the tip of the groove portion. and a conductive light-shielding layer formed to fill the grooves, cover the surface of the insulating layer surrounded by the grooves, and have its tip contact the surface of the third semiconductor region. Device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60057712A JPS60242679A (en) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60057712A JPS60242679A (en) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | Semiconductor device |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4291681A Division JPS57157563A (en) | 1981-03-24 | 1981-03-24 | Semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60242679A JPS60242679A (en) | 1985-12-02 |
| JPH045272B2 true JPH045272B2 (en) | 1992-01-30 |
Family
ID=13063557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60057712A Granted JPS60242679A (en) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | Semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
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-
1985
- 1985-03-22 JP JP60057712A patent/JPS60242679A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60242679A (en) | 1985-12-02 |
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