NL8301234A - PROGRAMMABLE READING MEMORY AND METHOD FOR MAKING THEREOF - Google Patents
PROGRAMMABLE READING MEMORY AND METHOD FOR MAKING THEREOF Download PDFInfo
- Publication number
- NL8301234A NL8301234A NL8301234A NL8301234A NL8301234A NL 8301234 A NL8301234 A NL 8301234A NL 8301234 A NL8301234 A NL 8301234A NL 8301234 A NL8301234 A NL 8301234A NL 8301234 A NL8301234 A NL 8301234A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- region
- buried
- junction
- regions
- programmable
- Prior art date
Links
- 230000015654 memory Effects 0.000 title claims description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 43
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 36
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 15
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 12
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 8
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 2
- 101100243934 Drosophila melanogaster phtf gene Proteins 0.000 claims 1
- 101100243929 Mus musculus Phtf1 gene Proteins 0.000 claims 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 24
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 20
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 19
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 18
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 17
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 16
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 14
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 11
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 8
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 7
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 5
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N titanium tungsten Chemical compound [Ti].[W] MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- PCLURTMBFDTLSK-UHFFFAOYSA-N nickel platinum Chemical compound [Ni].[Pt] PCLURTMBFDTLSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 3
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 229910021334 nickel silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000293849 Cordylanthus Species 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000005246 galvanizing Methods 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 210000004197 pelvis Anatomy 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
- H01L21/033—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/74—Making of localized buried regions, e.g. buried collector layers, internal connections substrate contacts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/76202—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO
- H01L21/76205—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO in a region being recessed from the surface, e.g. in a recess, groove, tub or trench region
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B20/00—Read-only memory [ROM] devices
- H10B20/20—Programmable ROM [PROM] devices comprising field-effect components
- H10B20/25—One-time programmable ROM [OTPROM] devices, e.g. using electrically-fusible links
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Read Only Memory (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
* ΡΗΑ..1067 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven Programmeerbaar leesgeheugen en -werkwijze voor het vervaardigen daarvan.* ΡΗΑ..1067 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken in Eindhoven. Programmable reading memory and method for manufacturing it.
De uitvinding heeft betrekking op een programmeerbaar leesgeheugen (PRQM) in een halfgeleiderlichaam met aan een eerste oppervlak een verzonken elektrisch isolerend gebied en een daaraan grenzend éénkristallijn halfgeleidend 5 gebied, met langs het oppervlak een aantal lateraal van elkaar gescheiden geheugencellen, waarbij elke cel een nagenoeg horizontale eerste pn-overgang, gelegen in het halfgeleidergebied, en een overeenkomstige tweede pn-over-gang bezit, die samen een paar tegen elkaar in geschakelde 10 pn-overgangsdioden vormen. Hierbij bevat elke geheugencel een paar tegengestelde dioden, waarvan er één selectief kan worden vernietigd om het geheugen te programmeren. Daarnaast heeft de uitvinding betrekking^op een werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijk geheugen.The invention relates to a programmable read memory (PRQM) in a semiconductor body having a recessed electrically insulating region on a first surface and a single crystalline semiconductor region adjoining it, with a number of laterally separated memory cells along the surface, each cell having a substantially horizontal first pn junction, located in the semiconductor region, and having a corresponding second pn junction, which together form a pair of 10 pn junction diodes connected against each other. Each memory cell contains a pair of opposing diodes, one of which can be selectively destroyed to program the memory. In addition, the invention relates to a method for manufacturing such a memory.
15 Programmeerbare leesgeheugens (PROMs) worden steeds belangrijken bij elektronische geheugentoepassingen. Van bijzonder belang is het type programmeerbaar leesgeheugen met een matrix van rijen en kolommen van geheugencellen elk bestaande uit een paar tegen elkaar in geschakel-20 de pn-overgangsdioden. Een eerste van de dioden in elke cel dient als matrix-element voor het elektrisch isoleren van de cel, terwijl de tweede diode selectief kan worden vernietigd om een logische "O" of een logische tt1” in de cel te programmeren. De programmeerbare diode wordt in de 25 praktijk vernietigd door voldoende hoge sperstroom door zijn pn-overgang te -forceren, zodat deze overgang permanent wordt kortgesloten.15 Programmable reading memories (PROMs) are becoming increasingly important in electronic memory applications. Of particular interest is the type of programmable read memory having an array of rows and columns of memory cells each consisting of a pair of pn junction diodes connected against each other. A first of the diodes in each cell serves as a matrix element for electrically insulating the cell, while the second diode can be selectively destroyed to program a logic "O" or a logic tt1 "in the cell. The programmable diode is destroyed in practice by forcing a sufficiently high reverse current through its pn junction, so that this junction is permanently short-circuited.
Een elektrisch isolerend materiaal, zoals sili-ciumdioxyde, wordt gebruikt, om de geheugencellen lateraal 30 van elkaar te scheiden in bekende programmeerbare leesgeheugens , van de bovengenoemde soort. Het Britse octrooi-schrift 2OO5079 toont een dergelijk programmeerbaar leesgeheugen, waarin elke matrixdiode een vertikale diode is, 8301234 1 ( PHA.1Ο67 2 « ,* waarvan de pn-overgang horizontaal in een éénkristallijn siliciumgebied van een halfgeleiderlichaam is gelegen en lateraal volledig door een in het lichaam verzonken gebied van siliciumdioxyde wordt begrensd. Elke program-5 meerbare diode is een horizontale diode, waarvan de pn-overgang is gelegen in een gebied van polykristallijn silicium, dat grenst aan het bovenvlak van het éénkristal-lijne gebied. De pn-overgang van elke programmeerbare diode strekt zich over het algemeen loodrecht op het beneden-10 vlak νειη het lichaam uit. Dit programmeerbare leesge- heugen wordt vervaardigd, door een n-type epitaxiale laag te vormen op het bovenvlak van een p-type substraat en vervolgens een p-type epitaxiale laag op de n-type epitaxial© laag te vormen. Een diep n-type gebied raakt aan 15 het benedenvlak van het diepe oxydegebied, dat is gevormd rondom delen van de epitaxiale lagen ter vorming van de matrixdiode. Ter plaatse van elke cel is er een opening in een isolerende laag, die de p-type epitaxiale laag bedekt. De pn-overgangen voor de programmeerbare dioden 20 worden gevormd in een laag van polykristallijn silicium, die is aangebracht op de isolerende laag en op de delen van de p-type epitaxiale laag, die via de openingen zijn blootgelegd.An electrically insulating material, such as silicon dioxide, is used to laterally separate the memory cells from each other in known programmable read memories of the above-mentioned type. British Patent No. 2OO5079 discloses such a programmable read memory, wherein each matrix diode is a vertical diode, 8301234 1 (PHA.1Ο67 2 «, * whose pn junction is horizontal in a single crystalline silicon region of a semiconductor body and laterally completely through a silicon dioxide sunken region is limited Each programmable diode is a horizontal diode, the pn junction of which is located in a polycrystalline silicon region adjacent to the top surface of the single crystal line region. transition of each programmable diode generally extends perpendicular to the lower-plane νειη the body This programmable reading memory is manufactured by forming an n-type epitaxial layer on the top surface of a p-type substrate and then to form a p-type epitaxial layer on the n-type epitaxial layer A deep n-type region touches the lower face of the deep oxide region, which i s formed around parts of the epitaxial layers to form the matrix diode. At the location of each cell, there is an opening in an insulating layer, covering the p-type epitaxial layer. The pn junctions for the programmable diodes 20 are formed in a polycrystalline silicon layer deposited on the insulating layer and on the portions of the p-type epitaxial layer exposed through the apertures.
Hoewel betrekkelijk kleine stromen van ongeveer 25 20 mA nodig zijn voor het programmeren van dit programmeer bare leesgeheugen, vergroten de horizontale dioden ervan de plaatsruimte, die een cel inneemt. Bovendien zijn de eigenschappen van pn-overgangen in polykristallijn silicium minder goed regelbaar gedurende de vervaardiging dan 30 die in éénkristallijn silicium.Although relatively small currents of about 20 mA are required to program this programmable read memory, its horizontal diodes increase the space space a cell occupies. Moreover, the properties of pn junctions in polycrystalline silicon are less easily controllable during manufacture than those in single crystalline silicon.
Een ander soortgelijk programmeerbaar leesgeheugen wordt beschreven in het Europose Octrooischrift No. 0018173· In elke geheugencel van dit programmeerbare leesgeheugen zijn de pn-overgangen van de beide dioden gelegen 35 in een éénkristallijn siliciumgebied. Een isolerend gebied, dat siliciumdioxyde bevat, dat direct grenst aan een éénkristallijn gebied, scheidt de cellen lateraal van elkaar. Elk^ pn-overgang is nagenoeg horizontaal in het midden 8301234 PHA..1067 3 4 * ........v* van zijn cel en strekt zich naar boven uit tot het bovenvlak van het éénkristallijne gebied op een punt, dat op afstand ligt van de zijwanden van het isolerende gebied.Another similar programmable read memory is described in European Patent No. 0018173 · In each memory cell of this programmable reading memory, the pn junctions of the two diodes are located in a single crystalline silicon region. An insulating region containing silicon dioxide directly adjacent to a single crystalline region separates the cells laterally. Each pn junction is nearly horizontal in the center 8301234 PHA..1067 3 4 * ........ v * of its cell and extends upward to the top face of the single crystalline region at a point that spaced from the side walls of the insulating area.
De pn-overgang van elke matrixdiode omringt de pn-over-5 gang van de overeenkomstige programmeerbare diode. Dit programmeerbare leesgeheugen wordt vervaardigd, door selectief begraven n-type gebieden te vormen langs het bovenvlak van een p-type siliciumsubstraat, waarna een n-type epitaxiale laag wordt gevormd op het bovenvlak van 10 het substraat. De laterale isolatiegebieden worden vervolgens gevormd, en de paren pn-overgangen worden verkregen door p-type gebieden te vormen in de epitaxiale laag boven de begraven gebieden en n-type gebieden te vormen in de p-type gebieden.The pn junction of each matrix diode surrounds the pn junction of the corresponding programmable diode. This programmable reading memory is manufactured by selectively forming buried n-type regions along the top surface of a p-type silicon substrate, after which an n-type epitaxial layer is formed on the top surface of the substrate. The lateral isolation regions are then formed, and the pairs of pn junctions are obtained by forming p-type regions in the epitaxial layer above the buried regions and forming n-type regions in the p-type regions.
15 Hoewel bij dit programmeerbare leesgeheugen ondiepe gebieden kunnen worden gebruikt voor het definiëren van de dioden, wordt door het elkaar insluiten van de diode, in elke cel de door de cel ingenomen plaatsruimte betrekkelijk grodt als gevolg van toleranties bij 20 de fotolithografische uitrichting. Het geheugen neemt onge-veer 9(yum) in beslag. Daardoor neemt de programmeer-stroom toe. Bovendien kan parasitaire transistorwerking gedurende het programmeren van een cel in het ene begraven gebied bewerkstelligen, dat de pn-overgang tussen het aub-25 straat en een ander begraven gebied in de doorlaatrichting wordt voorgespannen, zodat de programmeerbare diode in de cel langs dezelfde kolom in het andere begraven gebied wordt beschadigd.Although shallow regions can be used in this programmable read memory to define the diodes, by enclosing the diode, in each cell, the space occupied by the cell becomes relatively red due to tolerances in the photolithographic alignment. The memory takes up about 9 (yum). As a result, the programming current increases. In addition, parasitic transistor operation during programming of a cell in one buried region can cause the pn junction between the aub-25 and another buried region to be biased in the forward direction, so that the programmable diode in the cell along the same column in the other buried area is damaged.
Een programmeerbaar leesgeheugen volgens de uit-30 vinding heeft het kenmerk, dat elke tweede pn-overgang nagenoeg horizontaal is en boven de overeenkomstige eerste pn-overgang is gelegen, zodanig, dat het voor elk paar dioden gemeenschappelijke tussenliggende gebied tussen de pn-overgangen volledig door het isolerende gebied be-35 grensd wordt. Bij voorkeur ligt elke tweede pn-overgang in het halfgeleidergebied,A programmable read memory according to the invention is characterized in that every second pn junction is substantially horizontal and is above the corresponding first pn junction, such that the intermediate region common to each pair of diodes between the pn junctions is completely is limited by the insulating region. Preferably, every second pn junction is in the semiconductor region,
De uitdrukking "nagenoeg horizontaal", toegepast op de pn—overgangen van de cellen, betekent, dat elk 8301234 PHA. 1067 4 _ * < • * daarvan grotendeels in een vlak ligt, dat parallel is aan een nagenoeg vlak benedenvlak fan bet halfgeleiderlichaam. Elke overgang is "nagenoeg horizontaal", zelfs als deze enigszins omhoog (omlaag) loopt, waar deze aan het iso-5 lerende gebied grenst. Zodoende zijn de beide dioden in elke programmeerbare geheugencel vertikale dioden. De onderste diode, die is gedefinieerd door de eerste pn-over— gang, is normaliter het matrikelement, terwijl de bovenste diode, die is gedefinieerd door de tweede pn-overgang, nor-10 maliter het programmeerbare element is. Door ervoor te zorgen, dat de pn-overgangen in elke cel volledig grenzen aan het isolerende gebied, neemt het onderhavige programmeerbare leesgeheugen erg weinig ruimte in beslag. Het ge— hèugenelement in elke cel neemt in de praktijk ongeveer 2 15 2,25yum in beslag, hetgeen veel minder is dan in verge lijkbare bekende inrichtingen.The expression "substantially horizontal", when applied to the pn junctions of the cells, means that 8301234 PHA each. 1067 4 _ * <• * thereof lies largely in a plane, which is parallel to a substantially flat lower surface of the semiconductor body. Each transition is "substantially horizontal" even if it is slightly up (down) where it abuts the iso-learning region. Thus, the two diodes in each programmable memory cell are vertical diodes. The bottom diode, defined by the first pn junction, is normally the trigger element, while the top diode, defined by the second pn junction, is normally the programmable element. By ensuring that the pn junctions in each cell are completely adjacent to the insulating region, the present programmable read memory takes up very little space. In practice, the memory element in each cell takes up about 2.25 µm, which is much less than in comparable known devices.
Het maximum van de doteringsconcentratie in elk tussenliggend gebied ligt bij voorkeur tussen de twee pn-overgangen en in een optimaal geval nabij het punt halver-20 vege tussen de beide pn-overgangen. Dit doteringsprofiel, dat wordt verkregen door ionenimplantatie, vergemakkelijkt de vervaardiging van een programmeerbaar leesgeheugen en zorgt voor een verbetering van de programmering.The maximum of the dopant concentration in each intermediate region is preferably between the two pn junctions and optimally near the mid-point between the two pn junctions. This doping profile, which is obtained by ion implantation, facilitates the production of a programmable reading memory and improves programming.
De onderste celgebieden direct onder de eerste 25 pn-overgangen zijn van een eerste geleidingstype, terwijl de tussenliggende celgebieden van een tegengesteld tweede geleidingstype zijn. De cellen worden normaliter gevormd boven een substraatgebied van het tweede geleidingstype. Daardoor doet zich een probleem voor, doordat het sub-30 straatgebied mogelijk als de collector voor een parasitaire transistor kan werken, waarin het onderste gebied van iedere cel als de basis dient en het aangrenzende tussenliggende celgebied de emitter is. Wanneer de tweede pn-overgang van deze cel wordt vernietigd, wordt zijn eerste 35 pn-overgang in de doorlaatrichting voorgespannen, waardoor de bijbehorende parasitaire transistor geleidend wordt. De door de parasitaire transistor in het substraatgebied geïnjecteerde stroom zou de spanning daar ter j^laatse 8301234 PHA. 1067 5The bottom cell areas immediately below the first 25 pn junctions are of a first conductivity type, while the intermediate cell regions are of an opposite second conductivity type. The cells are normally formed above a substrate region of the second conductivity type. Therefore, a problem arises in that the substrate region may act as the collector for a parasitic transistor, in which the lower region of each cell serves as the base and the adjacent intermediate cell region is the emitter. When the second pn junction of this cell is destroyed, its first 35 pn junction is biased in the forward direction, thereby conducting the associated parasitic transistor. The current injected into the substrate region by the parasitic transistor would cause the voltage to be 8301234 PHA there. 1067 5
* '** I* '** I
voldoende kunnen doen toenemen, om te bewerkstelligen, dat de pn-overgangen tussen liet substraat en de onderste cel-gebieden van andere cellen langs dezelfde kolom in de doorlaatrichting worden voorgespannen. Hierdoor kunnen dan 5 weer de tweede pn-o ver gangen van deze andere cellen ongunstig worden beïnvloed.increase sufficiently to cause the pn junctions between the substrate and the bottom cell regions of other cells to be biased along the same column in the forward direction. As a result, the second pn-transitions of these other cells can then again be adversely affected.
Om dit probleem op te heffen en ook om elektrische tussenverbindingen met de onderste celgebieden tot stand te brengen, wordt met voordeel een samgenstelde be-1B graven laag gebruikt. Deze begraven laag bevat een aantal hoog gedoteerde begraven gebieden van het eerste geleidings-type direct onder de onderste celgebieden. Elk begraven gebied grenst aan het isolerende gebied langs de gehele onderste omtrek van elk van één of moer bijbehorende onder-15 ste celgebieden. Door ervoor te zorgen, dat de begraven gebieden met het isolerende gebied in contact komen, wordt de versterking van elke parasitaire transistor aanzienlijk verminderd, in een praktisch voorbeeld met een factor 100. Daardoor wordt de in het substraatgebied gedurende de 20 programmering van één cel verkregen spanning aanzienlijk verminderd, zodat programmeerbare dioden in andere cellen langs dezelfde kolom worden beschermd.To overcome this problem and also to establish electrical interconnections to the lower cell regions, an assembled 1B digging layer is advantageously used. This buried layer contains a number of highly doped buried areas of the first conductivity type directly below the lower cell areas. Each buried area is adjacent to the insulating area along the entire bottom perimeter of each of one or nut associated lower cell areas. By ensuring that the buried areas come into contact with the insulating area, the gain of each parasitic transistor is significantly reduced, in a practical example by a factor of 100. As a result, the one in the substrate area during the programming of one cell is obtained. voltage is significantly reduced so that programmable diodes in other cells along the same column are protected.
Het halfgeleiderlichaam bevat bij voorkeur een hoog gedoteerd begraven netwerk van het tweede geleidings-25 type, dat lateraal elk begraven gebied omgeeft. Het begraven netwerk vormt een weg van lage weerstand voor het afvoeren van ladingsdragers, die door de parasitaire transistoren gedurende de programmering in het substraatgebied zijn geïnjecteerd, om te voorkomen, dat een verdere 30 verhoging van de substraatpotentiaal plaats vindt.The semiconductor body preferably contains a highly doped buried network of the second conductivity type, which laterally surrounds each buried region. The buried network forms a low resistance path for the discharge of charge carriers injected into the substrate region by the parasitic transistors during programming to prevent further enhancement of the substrate potential.
Het begraven netwerk is lateraal gescheiden van het begraven gebied door een laag gedoteerd gebied, dat het substraatgebied bevat en zich naar boven uitstrekt tot aan het isolerend gebied. Het laag gedoteerde gebied dient 35 ertoe, de doorslagspanning van de pn-overgangen van het substraat te verhogen tot een acceptabele waarde.The buried network is laterally separated from the buried area by a layer of doped area, which contains the substrate area and extends up to the insulating area. The low-doped region serves to increase the breakdown voltage of the pn junctions of the substrate to an acceptable value.
Een groot voordeel van het onderhavige geheugen is, dat dit zeer ongevoelig is voor veel defecten, die 8301234 I * PHA 1067 6 worden veroorzaakt door materialen en processen. Alleen het werkelijke geheugenelementgebied van elke cel is sterk onderhevig aan dergelijke defecten en dit gebied is erg klein. Aansluitingen, die zich door het isölerende gebied g naar de samengestelde begraven laag uitstrekken, zijn in hoge mate ongevoelig voor vele van deze defecten, terwijl veel van de pn-overgangen geheel of ten dele door het isolerende gebied zijn beschermd. Daarom is dit programmeerbare leesgeheugen erg geschikt voor de vervaardiging 10 van erg grote geheugenmatrices.A great advantage of the present memory is that it is very insensitive to many defects caused by materials and processes. Only the actual memory element area of each cell is highly susceptible to such defects and this area is very small. Terminals extending through the insulating region g to the composite buried layer are highly insensitive to many of these defects, while many of the pn junctions are protected in whole or in part by the insulating region. Therefore, this programmable read memory is very suitable for the manufacture of very large memory arrays.
Bij het vervaardigen van het programmeerbare leesgeheugen wordt eerst het isolerende gebied gevormd, zodanig, dat het volledig grenst aan de gehele omtrek vein elk van een gro^'p éénkristallijne delen van een gedoteerd 15 gebied van het eerste geleidingstype, die op afstand van elkaar aan het oppervlak van het gedoteerde gebied zijn gelegen. Via het oppervlak worden de éénkristallijne delen m.b.v. een doteringsmiddel van het tweede geleidingstype gedoteerd, om de eerste pn-overgangen te definiëren. De 20 tweede pn-overgangen kunnen op soortgelijke wijze met een doteringsmiddel van hét eerste geleidingstype via het oppervlak in elk éénkristallijn deel worden aangebracht.In the manufacture of the programmable reading memory, the insulating region is first formed such that it completely abuts the entire circumference of each of a large single crystalline portions of a doped region of the first conductivity spaced apart from one another. the area of the doped area are located. Via the surface, the single crystalline parts are a dopant of the second conductivity type doped to define the first pn junctions. The second pn junctions can be similarly applied via the surface in each monocrystalline part with a dopant of the first conductivity type.
Bij voorkeur wordt het isolerende gebied gebruikt als masker voor het regelen van de laterale spreiding van deze 2g doteringsmiddel en in elk éénkr-istallijn deel. Bij voorkeur wordt een doteringsmiddel van het tweede geleidingstype door ionenimplantatie aangebracht en het programmeerbare leesgeheugen wordt daarna uitgestookt bij een temperatuur, die voldoende laag is, om eventuele roosterbes.ohadiging als 30 gevolg van het invoeren van de doteringsmiddelen te herstellen, zonder dat er een belangrijke herverdeling plaats vindt van de doteringsmiddelen of andere verontreinigingen, die eerder in het programmeerbare leesgeheugen zijn aangebracht .Preferably, the insulating region is used as a mask to control the lateral spread of this 2g dopant and in each single crystal portion. Preferably, a second conductivity type dopant is applied by ion implantation and the programmable read memory is then fired at a temperature sufficiently low to restore any lattice damage due to the dopant introduction without significant redistribution of the dopants or other impurities previously made in the programmable read memory takes place.
35 De samengestelde begraven laag en het isolerende gebied worden normaliter gevormd in een eerder stadium van de vervaardiging van het programmeerbare leesgeheugen.The composite buried layer and the insulating region are normally formed at an earlier stage in the manufacture of the programmable read memory.
Eén verontreiniging, die het eerste geleidingstype veroor- 8301234 * PHA. IO67 7One impurity causing the first conductivity type 8301234 * PHA. IO67 7
* J* J
zaakt wordt selectief* aangebracht in een éénkristallijn halfgeleidersubstraat van het tweede geleidingstype op een aantal eerste plaatsen, die op afstand van elkaar langs een oppervlak van het substraat zijn gelegen, om de be— 5 graven gebieden te definiëren. Bij voorkeur wordt het begraven netwerk eveneens gedefinieerd, door selectief een verontreiniging, die het tweede geleidingstype veroorzaakt . in het substraat aan he brengen op een tweede plaats, die elk . van de eerste plaatsen omringt en op afstand daarvan 10 is gelegen. Een epitaxiale halfgeleiderlaag wordt vervolgens op het oppervlak van het substraat aangegroeid.It is selectively applied * in a single crystal semiconductor substrate of the second conductivity type at a plurality of first locations spaced along a surface of the substrate to define the buried regions. Preferably, the buried network is also defined by selectively an impurity causing the second conductivity type. into the substrate in a second place, each. of the first places and is located at a distance therefrom. An epitaxial semiconductor layer is then grown on the surface of the substrate.
Een netwerkvormig deel van de epitaxiale laag wordt verwijderd langs zijn bovenvlak om een verdieping te vormen. Het substraat en het resterende deel van de epitaxiale 15 laag worden daarna selectief bij hoge temperatuur blootgesteld aan een o^yderende atmosfeer, om een deel van de epitaxiale laag langs de verdieping te oxyderen, waardoor het isolerende gebied wordt gevormd en wordt bewerkstelligd, dat een deel van de verontreinigingen, die in het 2Q substraat zijn aangebracht, in de epitaxiale laag omhoog diffunderen en zo de samengestelde begraven laag vormen.A network-shaped part of the epitaxial layer is removed along its top surface to form a depression. The substrate and the remainder of the epitaxial layer are then selectively exposed at high temperature to an evolving atmosphere to oxidize a portion of the epitaxial layer along the depression, thereby forming the insulating region and effecting a some of the impurities deposited in the 2Q substrate diffuse up into the epitaxial layer to form the composite buried layer.
De uitvinding zal thans nader worden verklaard aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld en de tekening, waarin 25 Fig. 1 schematisch een bovenaanzicht toont van een uitvoeringsvorm van een programmeerbaar leesgeheugen volgens de uitvinding, de Figuren 2a en 2b dwarsdoorsneden tonen van de uitvoeringsvorm in Fig. 1 volgens de vlakken 2a-2a resp.The invention will now be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment and the drawing, in which fig. 1 schematically shows a top view of an embodiment of a programmable reading memory according to the invention, FIGS. 2a and 2b show cross sections of the embodiment in FIG. 1 according to planes 2a-2a resp.
3Q 2b-2b in Fig. 1, de Figuren 3a-3n in dwarsdoorsnede zijaanzichten tonen tijdens verschillende stadia van een proces ter vervaardiging van de uitvoeringsvorm in Figuren 1, 2a en 2b.3Q 2b-2b in Fig. 1, Figures 3a-3n show cross-sectional side views during various stages of a process for manufacturing the embodiment in Figures 1, 2a and 2b.
De dwarsdoorsnede van elk van de Figuren 3a-3n komt over-35 een met de dwarsdoorsnede van Fig. 2a.The cross section of each of Figures 3a-3n corresponds to the cross section of Figs. 2a.
en Fig. 4 een grafiek toont van de doterings-concentratie van een specifieke programmerbare leesgeheu-gencel volgens de uitvinding.and FIG. 4 shows a graph of the doping concentration of a specific programmable reading memory cell according to the invention.
8301234 I · PHA IO67 88301234 IPhA IO67 8
Dezelfde verwijzingscijfers worden in de tekeningen en in de beschrijving van de voorkeursuitvoerings-vorm toegepast voor het aangeven van hetzelfde (dezelfde) of een soortgelijk element (soortgelijke elementen). Ter 5 verduidelijking van de illustratie zijn over het algemeen de afmetingen in de tekeningen niet op scha&l getekend.The same reference numerals are used in the drawings and in the description of the preferred embodiment to indicate the same (the same) or a similar element (similar elements). In general, the dimensions in the drawings are not drawn in scale for clarification of the illustration.
Fig. 1 toont in dwarsdoorsnede een voorkeursuitvoeringsvorm van een programmeerbaar leesgeheugen bevattende een groep identieke programmeerbare leesgeheugen-10 cellen, die elk bestaan uit een paar tegen elkaar in ge-sch’akelde door oxyde geïsoleerde vertikale dioden.Fig. 1 is a cross-sectional view of a preferred embodiment of a programmable read memory containing a group of identical programmable read memory cells, each consisting of a pair of oxide-insulated vertical diodes.
Figuren 2a en 2b tonen loodrecht op elkaar staande zijaanzichten in dwarsdoorsnede van de uitvoeringsvorm in Fig. 1 ter illustratie van de structuur van het program-15 meerbare leesgeheugen in een halfgeleiderlichaam met een vlak benedenvlak 10. Zoals in Figuren 2a en 2b is getoond, verloopt het aanzicht van Fig. 1 volgens het vlak 1-1 parallel aan het benedenvlak 10. De in Fig. 1 met stippellijnen aangegeven elementen liggen onder het vlak 1-1.Figures 2a and 2b show perpendicular cross-sectional side views of the embodiment in Figs. 1 illustrating the structure of the programmable read memory in a semiconductor body with a planar bottom face 10. As shown in FIGS. 2a and 2b, the view of FIG. 1 according to plane 1-1 parallel to the lower plane 10. The plane shown in FIG. 1 elements indicated by dotted lines are below plane 1-1.
20 De termen "onderste", "beneden”, "bovenste", "bovenkant", "onder", "boven", "vertikaal", "horizontaal" en "lateraal" zijn duidelijkshalve gedefinieerd met betrekking tot de oriëntatie van het halfgeleiderlichaam met het oppervlak 10 parallel aan de aarde.20 The terms "bottom", "bottom", "top", "top", "bottom", "top", "vertical", "horizontal" and "lateral" are clearly defined with respect to the orientation of the semiconductor body with the surface 10 parallel to the earth.
25 De EROM-collen zijn aangebracht in een matrix van rijen en kolommen. De rijen liggen op een afstand van ongeveer 20yum van elkaar.The EROM packages are arranged in a matrix of rows and columns. The rows are spaced about 20 µm apart.
Zes BROM-cellen 12^, 12^, 12j,, 12^ f , 12^' en 12^’ zijn in Fig. 1 weergegeven. De cellen 12^, 12^ en 12^ 30 liggen in één rij, terwijl de cellen 12^', 12^* en 12-p' direct daartegenover in een naastgelegen rij liggen. Zodoende geeft elke index "B", "D" of "F" een speciale kolom aan; de niet van een accent voorziene symbolen geven de in Fig. 2a getoonde rij aan, terwijl de van een accent 35 voorziene symbolen de naburige rij aangeven. Enkele van de tussen de kolommen gelegen gebieden zijn aangeduid met verwijzingscijfers met de overeenkomstige afwisselende indices "A", "C", "E" en "G". Onder verwijzing naar een 8301234 PHA IO67 9 willekeurige cel van de cellen 1 ZB’ 12D* 12F* 12B,> 12d’ en 12-»*, de componenten daarvan of afzonderlijke kolomele-menten, die zijn ondersclieiden door de indices ”B", ”Dn of ttF”, of naar een willekeurig gebied van de gebieden, waar-5 van de verwijzingstekens de indices "A", "C", "E" en rtG" bevatten, zijn de indices ”A” tot "G·” alsmede de accenten in deze beschrijving over bet algemeen weggelaten, ofschoon zij in de tekeningen als deel van de volledige ver-wij zings cijfers zijn weergegeven. Bovendien zijn de com-10 ponenten van de cellen 12 in de tekeningen niet of slechts ten dele met verwijzingstekens aangeduid, om een overgrote hoeveelheid aanduidingen te vermijden. Bij voorbeeld zijn alleen de componenten van de cel 12jj in Figuren 2a en 2b volledig aangeduid.Six BROM cells 12 ^, 12 ^, 12j ,, 12 ^ f, 12 ^ 'and 12 ^' are shown in FIG. 1 is displayed. Cells 12 ^, 12 ^ and 12 ^ 30 lie in one row, while cells 12 ^ ', 12 ^ * and 12-p' lie directly opposite in an adjacent row. Thus, each index "B", "D" or "F" indicates a special column; the non-accentuated symbols represent the ones shown in FIG. 2a, while the 35 accented symbols indicate the adjacent row. Some of the regions located between the columns are indicated by reference numerals with the corresponding alternating indices "A", "C", "E" and "G". Referring to a 8301234 PHA IO67 9 random cell of cells 1 ZB '12D * 12F * 12B,> 12d' and 12 - »*, their components or separate column elements, separated by indices" B ", "Dn or ttF", or to any area of the areas, where -5 of the reference characters contain the indices "A", "C", "E" and rtG ", the indices are" A "to" G · ” and the accents in this description are generally omitted, although they are shown in the drawings as part of the full reference numerals In addition, the components of the cells 12 in the drawings are not, or only partially, referenced to avoid a vast amount of indications For example, only the components of the cell 12jj in Figures 2a and 2b are fully indicated.
15 De cellen 12 zijn gevormd in een gedoteerd één- kristallijn gebied van het lichaam langs een bovenvlak 1 k van het éénkristallijne gebied en zijn lateraal van elkaar gescheiden door aangrenzende delen van een verzinkend netwerkvormig elektrisch isolerend gebied 16 van silicium-20 dioxyde, dat selectief is aangebracht in het lichaam langs het oppervlak 14. Het éénkristallijne gebied in Figuren 2a en 2b is dat deel, dat gelegen is tussen de oppervlakken 10 en 14, met uitzondering van het isolerende gebied 16. De hart-hart-afstand van delen van het isolerende oxydegebied 25 16 aan tegenover elkaar gelegen zijden van elke cel 12 langs een rij is ongeveer 11yum. Het oxydegebied 16 heeft vogelbekken 18, die in het éénkrijstallijne gebied indringen waardoor elke cel 12 langs het oppervlak 14 versmald wordt 2 tot een dwarsdoorsnede van ongeveer 2,25^um . Vanaf het 30 oppervlak 14 bevindt het onderste vlak van het oxydegebied 16 zich op een diepte van ongeveer 1,1^um.The cells 12 are formed in a doped monocrystalline region of the body along an upper surface 1k of the monocrystalline region and are separated laterally by adjacent parts of a galvanizing network-insulating region 16 of silicon dioxide which is selectively is disposed in the body along the surface 14. The single crystalline region in Figures 2a and 2b is that portion located between the surfaces 10 and 14, excluding the insulating region 16. The center-to-center distance of portions of the insulating oxide region 16 on opposite sides of each cell 12 along a row is approximately 11 µm. The oxide region 16 has bird basin 18, which penetrate into the one-crayon region, narrowing each cell 12 along the surface 14 to a cross section of about 2.25 µm. From the surface 14, the bottom face of the oxide region 16 is at a depth of about 1.1 µm.
Elke cel 12 bestaat uit een onderste matrix-diode en een bovenste programmeerbare diode. De matrix-diode is een vertikaal pn-overgangselement, dat is gevormd 35 door een onderste n-gebied 20 en een tussenliggend p-ge-bied 22, waarvan het gemeenschappelijke grensvlak een eerste pn-overgang 26 definieert met een lateraal oppervlak van byum en een doorslagspanning van ongeveer 16 V. De 8301234Each cell 12 consists of a lower matrix diode and an upper programmable diode. The matrix diode is a vertical pn junction element formed by a lower n region 20 and an intermediate p region 22, the common interface of which defines a first pn junction 26 with a lateral surface of byum and a breakdown voltage of approximately 16 V. The 8301234
I II I
PHA. IO67 , 10 programmeerbare diode is een vertikaal pn-overgangselement bestaande uit liet ρ-gebied 22 en een bovenste n -gebied 28, waarvan bet gemeenschappelijke grensvlak een tweede pn-overgang 30 is met een lateraal oppervlak van ongeveer 2 5 3 ƒ urn en een doorslagspanning van ongeveer 6 Y. Het ver schil in oppervlak van de overgangen is toe te schrijven aan het dieper indringen van de vogelbek 18 in de cel 12 langs de overgang 30. Het grotere oppervlak van de over-gang 26 dient ertoe, te voorkomen, dat deze overgang na-10 delige gevolgen ondervindt, wanneer de programmeerbare diode wordt geprogrammeerd.PHA. IO67, 10 programmable diode is a vertical pn junction element consisting of the ρ region 22 and an upper n region 28, the common interface of which is a second pn junction 30 with a lateral area of about 2.5 µm and a breakdown voltage of about 6 Y. The difference in surface area of the transitions is due to the deeper penetration of the bird's beak 18 into the cell 12 along the transition 30. The larger surface area of the transition 26 serves to prevent, that this transition is adversely affected when the programmable diode is programmed.
Het p-gebied 22 wordt geheel begrensd door het isolerende gebied 16, evenals de pn—overgangen 26 en 30. Elke pn-overgang 26 of 30 is over het grootste deel van 15 zijn oppervlak horizontaal, maar loopt in de praktijk omhoog nabij het punt waar deze grenst aan de randen van het oxydegebied 16. Aangezien het midden van elke overgang 26 of 30 parallel is aan het benedenvlak 10 en het omhoog lopende deel van de overgang 26 of 30 erg klein is, worden 20 de overgangen 26 en 30 op juiste wijze als “nagenoeg horizontaal” gekarakteriseerd.The p region 22 is entirely delimited by the insulating region 16, as are the pn junctions 26 and 30. Each pn junction 26 or 30 is horizontal over most of its surface, but in practice it extends up near the point where it is adjacent to the edges of the oxide region 16. Since the center of each transition 26 or 30 is parallel to the bottom surface 10 and the upwardly extending portion of the transition 26 or 30 is very small, the transitions 26 and 30 become properly characterized as “virtually horizontal”.
Zoals meer in detail hierna zal worden beschreven, treedt de maximale concentratie voor het p-type do-teringsmiddel in het p-type gebied 22 op tussen de over-25 gangen 26 en 30 (in plaats van lanjs de overgang 30). Het is wenselijk, dat het punt, waar de maximale p-type concentratie aanwezig is in het tussenliggende gebied 22, op een vertikale afstand van het punt midden tussen de overgangen 26 en 30 ligt, die niet groter is dan 20$ van de 30 afstand tuisen de overgangen 26 en 30. In een optimaal geval treedt de maximale p-type concentratie ongeveer halverwege tussen de overgangen 26 en 30 op. In geval de gebieden 20, 22 en 28 zouden kunnen worden beschouwd als een npn-transistor met een permanent zwevende (niet aangeslo» 35 ten) basis, maakt de toepassing van een dergelijke dote-ringsverdeling een potentiële transistorwerking weinig effectief, omdat het tussenliggende gebied 22 breder is dan een gebruikelijke transistorbasis, zodat de stroom- 8301234 PHA. 1067 11 versterking erg klein is (ongeveer 2). Bovendien vergemakkelijkt deze doteringsverdeling de vervaardiging van een programmeerbaar leesgeheugen in grote matrices, omdat er een hoge p-type concentratie bestaat langs de wanden 5 van het oxydegebied 16, waardoor de kans op kortsluiting door een inversieweg of een ander defect mechanisme wordt verminderd.As will be described in more detail below, the maximum concentration for the p-type dopant in the p-type region 22 occurs between the transitions 26 and 30 (instead of the transition 30). Desirably, the point where the maximum p-type concentration is present in the intermediate region 22 is a vertical distance from the point midway between the transitions 26 and 30, which is not greater than 20% of the distance transitions 26 and 30. Optimally, the maximum p-type concentration occurs approximately halfway between transitions 26 and 30. In case the regions 20, 22 and 28 could be considered as an npn transistor with a permanently floating (not connected) base, the use of such dopant distribution makes a potential transistor operation ineffective because the intermediate region 22 is wider than a conventional transistor base, so that the current 8301234 PHA. 1067 11 gain is very small (about 2). In addition, this doping distribution facilitates the production of a programmable read memory in large matrices, because a high p-type concentration exists along the walls 5 of the oxide region 16, thereby reducing the chance of shorting by an inversion path or other defective mechanism.
De cellen 12 worden gevormd als het bovenste deel van een structuur, waarin elektrische verbindingen moeten 10 worden aangebracht tussen de onderste n-gebieden 20 en de geleiders t.b.v. de rijen van het programmeerbare leesge-heugen. Het onderste deel van de structuur bestaat in principe uit een laag gedoteerd p-type halfgeleidersubstraat. Bij afwezigheid van een begraven laag met sterk 15 gedoteerde n-type en p-type gebieden dient elk p-gebied 22 als emitter voor een vertikale parasitaire pnp-transistor , waarvan de basis het aangrenzende n-gebied 20 is en waarvan de collector het resterende laag gedoteerde p-type deel van het substraat is.The cells 12 are formed as the top part of a structure in which electrical connections are to be made between the bottom n regions 20 and the conductors for the rows of the programmable read memory. The bottom part of the structure basically consists of a layer of doped p-type semiconductor substrate. In the absence of a buried layer with strongly doped n-type and p-type regions, each p-region 22 serves as an emitter for a vertical parasitic pnp transistor, the base of which is the adjacent n-region 20 and the collector of which remains low-doped p-type is part of the substrate.
20 Gedurende de eelprogrammering wordt de potentiaal van alle 3iè-gebieden 28 langs een bepaalde kolom verhoogd, door de potentiaal van de met deze n+-gebieden 28 verbonden kolomgeleider te verhogen. Vanneer een speciale cel 12, zoals de cel 12^, wordt geprogrammeerd, vindt 25 lawinedoorslag van de pn-overgang 30^ plaats, waardoor ; wordt bewerkstelligd, dat stroom in het p-gebied 22^ en in de pn-overgang 26^, die in de doorlaatrichting is voor-1 gespannen, gaat lopen. Daardoor kan de parasitaire pnp-transistor, die bij deze cel 12^ behoort, geleidend worden. 30 De basis-collector-overgang voor deze vertikale parasitaire transistor is de basis-emitter-overgang voor een laterale parasitaire npn-transistor, waarvan de basis-collector-overgang wordt gevormd door het resterende laag gedoteerde p-type substraatdeel en het n-gebied 20 van een willekeuri-35 ge andere cel 12, zoals de cel 12^*, langs dezelfde kolom.During the part programming, the potential of all 3i regions 28 along a particular column is increased by increasing the potential of the column conductor connected to these n + regions 28. When a special cell 12, such as cell 12 ^, is programmed, avalanche breakdown of the pn junction 30 ^ occurs, whereby; current is caused to flow in the p region 22 ^ and in the pn junction 26 ^ which is biased in the forward direction. Therefore, the pnp parasitic transistor associated with this cell 12 ^ can become conductive. The base-collector junction for this vertical parasitic transistor is the base-emitter junction for a lateral npn parasitic transistor, the base-collector junction of which is formed by the remaining low-doped p-type substrate part and the n-region 20 from any other cell 12, such as cell 12 *, along the same column.
Vanneer de parasitaire pnp-transistor in verzadiging geraakt, wordt zijn basis-collector-overgang in de doorlaatrichting voorgespannen, zodat de substraat- 8301234 PHA. 1067 12 spanning zodanig wordt verhoogd, dat de laterale npn-tran-sistor geleidend wordt. Daardoor wordt de spanning van het n-gebied 20D’ verlaagd tot bijna die van het n-gebied 20β en kan de pn-overgang 30^* nadelig worden beïnvloed, omdat 5 het n+-gebied 28^' op dezelfde potentiaal ligt als het n+-gebied 28^. Kortom, de werking van de parasitaire pnp-transistor, die bij elke cel 12 behoort, die wordt geprogrammeerd, kan de programmeerbare dioden van andere cellen 12 langs dezelfde kolom beschadigen. Om dit pro-10 bleem op te heffen wordt een samengestelde begraven laag gebruikt bij de cellen 12 teneinde elektrische tussenver-bindingen met de woordlijnen tot stand te brengen en een verdere elektrische isolatie tussen de rijen aan te brengen.When the pnp parasitic transistor becomes saturated, its base-collector junction is biased in the forward direction, so that the substrate 8301234 PHA. 1067 12 voltage is increased such that the lateral npn transistor becomes conductive. Therefore, the voltage of the n region 20D 'is lowered to almost that of the n region 20β and the pn junction 30 ^ * can be adversely affected, because the n + region 28 ^' is at the same potential as the n + area 28 ^. Briefly, the operation of the pnp parasitic transistor associated with each cell 12 being programmed can damage the programmable diodes of other cells 12 along the same column. To overcome this problem, a composite buried layer is used at the cells 12 to establish electrical interconnections with the word lines and to provide further electrical isolation between the rows.
15 Êén deel van deze samengestelde begraven laag bestaat uit een stel begraven n+-gebieden 32, die direct onder het onderste n-gebied 20 liggen en aan het benedenvlak van het oxydegebied 16 roken. Bij voorkeur vormt elk begraven gebied 32 een ononderbroken geheel met vier van 20 de onderste gebieden 20. Ter wille van de duidelijkheid van de tekeningen is elk gebied 32 in Figuren 1, 2a en 2b echter aangegeven, alsof deze een ononderbroken geheel vormt met slechts twee van de onderste gebieden 20. Bijvoorbeeld is het begraven gebied 32q weergegeven, alsof 25 het een ononderbroken geheel vormt met de onderste gebieden 20β en 20-β. Daardoor grenst elk gebied 32 aan het isolerende gebied 16 langs de gehele benedenomtrek van elk onderste gebied 20, dat een aaneengesloten geheel vormt met het betreffende gebied 32.One portion of this composite buried layer consists of a pair of buried n + regions 32 which lie directly below the lower n region 20 and smoke on the lower surface of the oxide region 16. Preferably, each buried area 32 forms a continuous whole with four of the lower areas 20. For the sake of clarity of the drawings, however, each area 32 is shown in Figures 1, 2a and 2b as if it were a continuous whole with only two of the lower regions 20. For example, the buried region 32q is shown, as if it forms a continuous whole with the lower regions 20β and 20-β. Therefore, each region 32 is adjacent to the insulating region 16 along the entire lower circumference of each lower region 20, which is contiguous with the respective region 32.
30 De gemiddelde netto doteringsconcentratie in de *l8 3 begraven gebieden 32 is ongeveer 1,6 . 10 atomen/cm . De onderste gebieden 20 hebben een' betrekkelijk gelijkmatige netto doteringsconcentratie van ongeveer 8 . 10 J atomen/ 3 cm , tot welke waarde de concentraties van de gebieden 32 35 terugvallen langs het genoemde gebied 16, waar ze. samenkomen met de gebieden 20 (ongeveer 1,0^um onder het oppervlak 14). De begraven gebieden 32 strekken zich tot ongeveer kyrum vanaf het oppervlak 14 in het lichaam uit.The average net dopant concentration in the * 18 3 buried areas 32 is approximately 1.6. 10 atoms / cm. The lower regions 20 have a relatively uniform net dopant concentration of about 8. 10 J atoms / 3 cm, to which value the concentrations of regions 32-35 fall back along said region 16, where they. converge with the areas 20 (about 1.0 µm below the surface 14). The buried areas 32 extend to about kyrum from the surface 14 in the body.
8301234 PHA. 1067 138301234 PHA. 1067 13
Ieder van de gebieden 32 strekt zich. tot in een laag gedoteerd p—type substraatgebied 34 uit, -waarvan de onderste grens wordt gevormd door het oppervlak 10, en vormt daarmee een isolerende pn-overgang 36, die normaliter g in de keerrichting is voorgespannen. Het p-gebied 3k heeft een betrekkelijk gelijkmatige netto doteringsconcentratie van ongeveer 1 . 10^ atomen/cm^. Dit is ook de n-type doteringsconcentratie, van de begraven gebieden 32 langs de isolerende overgangen 36.Each of the areas 32 extends. into a doped p-type substrate region 34, the lower boundary of which is formed by the surface 10, thereby forming an insulating p-junction 36, which is normally biased g in the reverse direction. The p region 3k has a relatively uniform net dopant concentration of about 1. 10 ^ atoms / cm ^. This is also the n-type doping concentration, of the buried areas 32 along the insulating transitions 36.
jq De isolerende overgangen 36 zijn de basis-collec- tor-overgangen voor de parasitaire pnp-transistoren, die gedurende de programmering geleidend kannen worden. Daar elk begraven gebied 32 volledig grenst aan het oxyde-gebied 16 rondom elke bijbehorende cel 12, maken de n+-jg gebieden 32 deel uit van de bases van de parasitaire pnp-transistoren. Daardoor wordt hun stroomversterking verlaagd van ongeveer 10, bij afwezigheid van de gebieden 32 tot ongeveer 0.1. Vanneer één van de cellen 12 wordt geprogrammeerd, verlaagt de verminderde versterking de 2q spanning, die kan worden opgebouwd in het substraatgebied 3^·. Dit voorkomt, dat de programmeerbare dioden van andere cellen 12 in dezelfde kolom schade ondervinden.jq The insulating transitions 36 are the basic collector transitions for the pnp parasitic transistors, which may become conductive during programming. Since each buried region 32 is completely adjacent to the oxide region 16 surrounding each associated cell 12, the n + -jg regions 32 are part of the bases of the pnp parasitic transistors. Therefore, their current gain is lowered from about 10, in the absence of regions 32, to about 0.1. When one of the cells 12 is programmed, the diminished gain decreases the 2q voltage, which can be built up in the substrate region 3 ^. This prevents the programmable diodes from other cells 12 in the same column from being damaged.
Elk begraven gebied 32 is verbonden met het oppervlak 14 via een bijbehorend samengesteld n+-gebied 25 38, dat bestaat uit een onderste n+-gebied 40 en een bovenste n+-gebied 42. De combinatie van n+-gebieden 32 en 38 zorgt voor de noodzakelijke tussenverbindingen tussen de onderste celgebieden 20 en de rijgeleiders. De hoge dotering in elk begraven gebied 32 dient ertoe, de serie-30 weerstand tussen zijn aansluitgebied 38 en zijn onderste celgebieden 20 te verlagen, De aansluitgebieden 38 vormen tevens wegen van lage weerstand naar het oppervlak 14, om de parasitaire spanningsvallen, die gedurende de cel-programmering optreden, te verkleinen.Each buried area 32 is connected to the surface 14 through an associated n + composite area 38, which consists of a lower n + region 40 and an upper n + region 42. The combination of n + regions 32 and 38 provides the necessary interconnections between the lower cell areas 20 and the row guides. The high doping in each buried region 32 serves to decrease the series-30 resistance between its terminal region 38 and its lower cell regions 20. The terminal regions 38 also form paths of low resistance to the surface 14, to avoid the parasitic voltage drops which occur during the cell programming to occur.
35 Het andere deel van de samengestelde begraven laag is een begraven p+-netwerk 44, dat lateraal elk van de begraven n+-gebieden 32 omgeeft. Het begraven netwerk 44 rookt aan de onderkant van het isolerende gebied 16 en 8301234 PHA 1067 strekt zich. ten dele langs zijn zijwanden omhoog uit.The other part of the composite buried layer is a buried p + network 44, which laterally surrounds each of the buried n + regions 32. Buried network 44 smokes at the bottom of the insulating area 16 and extends 8301234 PHA 1067. partly upwards along its side walls.
De gemiddelde netto doteringsconcentratie in het p+-net-werk 44 is ongeveer 7 · 10 ' atomen/cm . Het begraven netwerk 44 heeft een netto doteringsconcentratie van ongeveer 5 1 . 10 ' atomen/cnr op het punt waar het met de onderkant van het oxydegebied 16 raakt, terwijl de p-type doteringsconcentratie ervan terugvalt tot die van het substraatge-bied 34 op ca. 3»5yrum onder het oppervlak 14.The average net dopant concentration in the p + network 44 is about 7 · 10 atoms / cm. Buried network 44 has a net dopant concentration of about 5 L. 10 'atoms / cm 2 at the point where it touches the underside of the oxide region 16, while its p-type doping concentration drops back to that of the substrate region 34 at about 3.5 µm below the surface 14.
Het pH—netwerk 44 is verbonden met het oppervlak 10 14 via'een aantal p+-gebieden 46 met lage soortelijke weerstand, die zich langs de kolommen in het programmeerbare leesgeheugen uitstrekken. Het isolerende gebied 16 en het begraven netwerk 44 in combinatie met de aansluitge-bieden 46 isoleren lateraal cellen 12 van een bepaald 15 n+-gebied 32 elektrisch van cellen 12 van alle andere n+-gebieden 32. Daardoor isoleert deze combinatie lateraal de rijen van elkaar. Het netwerk 44 vormt samen met de aansluit gebied en 46 ook een weg van lage weerstand voor het afvoeren van gaten, die gedurende de eelprogrammering wor-20 den opgevangen door het parasitaire npn-collectorgebied 34. Dit dient ertoe, verder te voorkomen, dat de programmering van één van de cellen 12 de programmeerbare dioden in andere cellen 12 langs dezelfde kolom beschadigt.The pH network 44 is connected to the surface 14 through a number of low resistivity p + regions 46 extending along the columns in the programmable read memory. The insulating region 16 and buried network 44 in combination with the connection regions 46 laterally isolate cells 12 of a given 15 n + region 32 electrically from cells 12 of all other n + regions 32. Thereby this combination laterally isolates the rows from each other . The network 44, together with the connection region and 46, also forms a path of low resistance for draining holes which are received by the parasitic npn collector region 34 during the part-programming. This serves to further prevent the programming one of cells 12 damages the programmable diodes in other cells 12 along the same column.
Elk begraven gebied 32 wordt lateraal van het 25 begraven netwerk 44 gescheiden door een bijbehorende laag gedoteerd gebied, dat bestaat uit het p-type substraat-gebied 34, en een overeenkomstig n-gebied 48, dat is gelegen tussen het gebied 34 en het benedenvlak van het oxy- de-gebied 16. De n-gebieden 48 hebben elk een betrekkelijk 1 5 30 gelijkmatige netto doteringsconcentratie van ca. 8 . 10 3 atomen/cm . De laag gedoteerde combinatie van het p-gebied 34 en de n-gebieden 48 zorgt ervoor, dat de isolerende substraatovergangen 36 een voldoende hoge doorslagspan-ning (typisch ca. 30 Vj hebben.Each buried area 32 is separated laterally from the buried network 44 by an associated layer doped area consisting of the p-type substrate area 34 and a corresponding n area 48 located between the area 34 and the bottom surface. of the oxide region 16. The n regions 48 each have a relatively uniform net dopant concentration of about 8. 10 3 atoms / cm. The low-doped combination of the p region 34 and the n regions 48 ensures that the insulating substrate transitions 36 have a sufficiently high breakdown voltage (typically about 30 Vj.
35 Door een configuratie van geleiders in contact met de diverse éénkristallijne gebieden die zich tot aan het bovenvlak 14 uitstrekken, wordt het programmeerbare leesgeheugen gecompleteerd. Op elk p+-gebied 46 ligt een 8301234 PHA 1067 15 laag 50 van platina—nikkelsilicide, waarop zich. een laag 52 van titaan-wolfraam bevindt. Op de n+-gebieden 28 en hZ langs het oppervlak 14 en op de titaan-wolfraam-gebieden 52 ligt een patroon van geleiders die bestaan uit alu- 5 minium met ca. 1$ silicium. De geleiders en zijn kolomgeleiders. Met uitzondering van de geleider 54^ en de tegenhangers daarvan, die een verbinding met de rijgeleiders vormen, strekken zich. alle andere geleiders 5^-Qt zoals getoond met geleider iu Fig. 2b, langs de 10 kolommen uit.The programmable read memory is completed by a configuration of conductors in contact with the various monocrystalline regions extending up to the top surface 14. On each p + region 46, an 8301234 PHA 1067 15 layer 50 of platinum nickel silicide is deposited. a layer 52 of titanium-tungsten. On the n + regions 28 and hZ along the surface 14 and on the titanium-tungsten regions 52 there is a pattern of conductors consisting of aluminum with about 1 silicon. The conductors and are column conductors. With the exception of the guide 54 ^ and its counterparts, which form a connection to the row guides, they extend. all other conductors 5 ^ -Qt as shown with conductor iu Fig. 2b, along the 10 columns.
Een tweede kruisende weg van geleiders van gebruikelijk ontwerp wordt gebruikt voor het vormen van de rijgeleiders en het completeren van de configuratie van geleiders. Dit tweede kruisende patroon van geleiders is 15 voor de duidelijkheid in de tekening niet weergegeven. Bij % toepassing van het tweede patroon van geleiders ligt een laag van met fosfor gedoteerd siliciumdioxyde (Vapox) op de geleiders en het deel van het oxydegebied 16 tussen de geleiders 5^·· Het kruisende patroon van geleiders be-20 staat uit zuiver aluminium, dat gelegen is op de Vapoxlaag en is verbonden met de geleider en de tegenhangers daarvan door middel van met aluminium gevulde via's, die zich door de Vapoxlaag uitstrekken.A second crossing path of conductors of conventional design is used to form the row conductors and complete the configuration of conductors. This second intersecting pattern of conductors is not shown in the drawing for clarity. When using the second pattern of conductors, a layer of phosphorus-doped silicon dioxide (Vapox) lies on the conductors and the portion of the oxide region 16 between the conductors 5 ^ ·· The intersecting pattern of conductors consists of pure aluminum, which is located on the Vapox layer and is connected to the conductor and its counterparts by means of aluminum filled vias extending through the Vapox layer.
Om het programmeerbare leesgeheugen te program-25 meren, wordt een sperstroom van ca. 40 mA geforceerd door elke pn-overgang 30 die moet worden vernietigd. Vaaneer b.v. de overgang 30β moet worden vernietigd, wordt een geschikte sperspanning aangelegd tussen de geleiders 5^·« en * ^ 5^-q gedurende een geschikte tijd, die doorgaans korter is 30 dan 1^usec, om lawinedoorslag in de programmeerbare diode te veroorzaken en de gespecificeerde sperstroom op te wekken. De programmeerbare diode wordt hierdoor verhit, totdat de eutectische temperatuur van aluminium-silicium van ca. 577°C wordt bereikt. Op dit punt wordt de program-35 meerbare diode permanent kortgesloten, wanneer aluminium van de geleider 5^ door het n+-gebied 28^ migreert, om een ohms contact met het p-gebied 22^ tot stand te brengen. Daardoor wordt, afhankelijk van de toegepaste conventie, 8301234 PHA 1067 ’ 16 een logische "0” of een logische "1" in de cel 12^ geplaatst, terwijl cellen 12, waarvan de programmeerbare dioden in tact blijven, zich in de tegengestelde logische toestand bevinden.To program the programmable read memory, a blocking current of about 40 mA is forced through each pn junction 30 to be destroyed. Vaaneer e.g. the junction 30β must be destroyed, an appropriate reverse voltage is applied between conductors 5 ^ · «and * ^ 5 ^ -q for an appropriate time, which is typically less than 1 ^ usec, to cause avalanche breakdown in the programmable diode and to generate the specified reverse current. This heats the programmable diode until the eutectic temperature of aluminum silicon of about 577 ° C is reached. At this point, the programmable diode is permanently shorted as aluminum migrates from the conductor 5 ^ through the n + region 28 ^ to establish an ohmic contact with the p region 22 ^. Therefore, depending on the convention used, 8301234 PHA 1067 '16 places a logic "0" or a logic "1" in cell 12 ^, while cells 12, whose programmable diodes remain intact, are in the opposite logic state are located.
5 De Figuren 3a—3n tonen stadia in de vervaardi ging van het programmeerbare leesgeheugen volgens de Figuren 1, 2a en 2b. Bij het vervaardigingsproces wordt borium gebruikt als de n-type verontreiniging voor het vormen van de diverse p-type gebieden. Tenzij anders is 10 aangegeven,wordt borium door ionenimplantatie aangebracht. Fosfor, arseen en antimoon worden naar keuze gebruikt als de complementaire n-type doteringsmiddelen. Tenzij anders is aangegeven, worden zij eveneens door middel van ionenimplantatie aangebracht. Andere geschikte verontreinigingen 15 kunnen worden toegepast in plaats van deze doteringsmiddelen. Veel van de ionenimplantatiestappen kunnen ook door diffusiestappen worden vervangen.Figures 3a-3n show stages in the manufacture of the programmable read memory of Figures 1, 2a and 2b. In the manufacturing process, boron is used as the n-type impurity to form the various p-type regions. Unless otherwise indicated, boron is applied by ion implantation. Phosphorus, arsenic and antimony are optionally used as the complementary n-type dopants. Unless otherwise specified, they are also applied by ion implantation. Other suitable impurities can be used in place of these dopants. Many of the ion implantation steps can also be replaced by diffusion steps.
Gebruikelijke reinigings- en fotoresistmaskerings-technieken worden toegepast bij het vormen van de diverse 20 isolerende, p-type en n-type gebieden. Om de bespreking te vereenvoudigen, worden verwijzingen naar de reinigings-stappen, de stappen voor het maken van een fotoresist-masker en andere bekende stappen in de halfgeleidertedhno-logie uit de nu volgende beschrijving weggelaten. Tenzij 25 anders is aangegeven, wordt elk etsen van silicium- dioxyde uitgevoerd met een gebufferd etsmiddel bestaande uit ca. 7 delen 40°fo ammoniumfluoride en 1 deel kS°/o fluor-waterstofzuur.Conventional cleaning and photoresist masking techniques are employed in forming the various insulating, p-type and n-type regions. To simplify discussion, references to the cleaning steps, the photoresist mask making steps and other known semiconductor thnology steps are omitted from the following description. Unless otherwise indicated, each silicon dioxide etching is carried out with a buffered etchant consisting of about 7 parts of 40% fo ammonium fluoride and 1 part kS% fluorohydric acid.
De inleidende stappen in het proces bestaan uit 30 het definiëren van de plaats voor de samengestelde begraven laag, die bestaat uit de n+-gebieden 32 en het f p+-netwerk 44. In Fig. 4a wordt uitgegaan van een halfge-leiderlichaam bevattende een p-type éénkristallijn sili-ciumsubstraat 60 met een soortelijke weerstand van 7-21 35 —cm en een dikte van ca. 500yum. Het lichaam wordt ge durende 360 minuten blootgesteld aan een oxyderende atmosfeer van zuurstof en waterstof bij 1000°C, om een laag 62 van siliciumdioxyde met een dikte van ca. 1,2^um op 8301234 PHA IO67 1? het bovenvlak van het substraat 60 aan te groeien. Een fo toresistmasker 64 met openingen boven de plaatsen bestemd voor de gebieden 32 en het netwerk 44 wordt op de oxydelaag 62 gevormd. De blootgelegde delen van de oxyde— 5 laag 62 worden gedurende 18 minuten geëtst tot een laag siliciumdioxyde met een dikte van 80—140 nanometer op de open plaatsen in het masker 64 achterblijft.The preliminary steps in the process consist of defining the location for the composite buried layer, which consists of the n + regions 32 and the f p + network 44. In FIG. 4a, a semiconductor body comprising a p-type monocrystalline silicon substrate 60 with a resistivity of 7-21 cm -1 and a thickness of about 500 µm is started from. The body is exposed to an oxidizing atmosphere of oxygen and hydrogen at 1000 ° C for 360 minutes, around a layer 62 of silicon dioxide with a thickness of about 1.2 µm on 8301234 PHA IO67 1? grow the top surface of the substrate 60. A photoresist mask 64 with openings above the locations designated for the areas 32 and the network 44 is formed on the oxide layer 62. The exposed portions of the oxide layer 62 are etched for 18 minutes until a layer of silicon dioxide 80-140 nanometers thick remains in the open places in the mask 64.
Nadat het masker 64 is verwijderd, wordt een niet-kritisch fotoresistmasker 66 met een nominale dikte van 10 700 nanometer en met openingen boven de voor de gebieden 32 bestemde plaatsen op het oppervlak van het lichaam gevormd, zoals is getoond in Fig. 3t>· De blootgelegde delen van het resterende deel van de oxydelaag 62 worden gedurende 3 minuten geëtst, om het silicium in het substraat 60 .After the mask 64 has been removed, a non-critical photoresist mask 66 having a nominal thickness of 10 700 nanometers and with openings above the areas intended for the regions 32 is formed on the surface of the body, as shown in FIG. 3t> · The exposed parts of the remaining part of the oxide layer 62 are etched for 3 minutes to remove the silicon in the substrate 60.
15 bloot te leggen. Vanneer het masker 66 zich op zi^n plaats 1 5 bevindt, wordt antimoon met een dosis van 2 . 10 D ionen/ 2 cm en met een energie van 50 keV geïmplanteerd via de open plaatsen in het resterende deel van de oxydelaag 62, om n+-gebieden 68 te vormen.15 to uncover. When the mask 66 is in its position 1 5, antimony becomes at a dose of 2. 10 D ions / 2 cm and with an energy of 50 keV implanted through the gaps in the remainder of the oxide layer 62 to form n + regions 68.
20 Nadat het masker 66 is verwijderd, wordt het halfgeleiderlichaam gedurende 20 minuten blootgesteld aan stikstof bij 1000°C, gedurende 13 minuten aan zuurstof en waterstof bij 1000°C en gedurende 75 minuten aan stikstof bij 1200°C, om registratieverdiepingen 70 op de blootge-25 legde gebieden van het substraat 60 te vormen, door lagen 72 van siliciumdioxyde aan te groeien met een dikte van ca. 240 nanometer. De hoge temperatuur van deze stap drijft ook het antimoon in de gebieden 68 verder naar omlaag (en naar opzij) in het substraat 60. Een niet—kritisch fotoresist— 30 masker 74 met een nominale dikte van 1,2ƒum en een netwerkvormige boven de voor het begraven netwerk 44 bestemde plaats gelegen opening wordt op het oppervlak gevormd. De blootgelegde delen van het resterende deel van de oxydelaag 62 worden gedurende 3»5 minuten tot op het silicium in het 35 substraat 60 geëtst. Vanneer het masker 74 zich op zijn 14 plaats bevindt, wordt borium met een dosering van 2.10 2 o ionen/cm en met een energie van 18 KEY in het substraat 60 geïmplanteerd, om de p+-gebieden 76 te vormen.After the mask 66 is removed, the semiconductor body is exposed to nitrogen at 1000 ° C for 20 minutes, oxygen and hydrogen at 1000 ° C for 13 minutes, and nitrogen at 1200 ° C for 75 minutes, to expose recording levels 70 to the exposed 25 formed regions of the substrate 60 by growing layers 72 of silicon dioxide with a thickness of about 240 nanometers. The high temperature of this step also drives the antimony in regions 68 further down (and sideways) into the substrate 60. A non-critical photoresist mask 74 with a nominal thickness of 1.2 µm and a network above the furrow. the buried network 44 designated location located opening is formed on the surface. The exposed parts of the remaining part of the oxide layer 62 are etched onto the silicon in the substrate 60 for 3 5 minutes. When the mask 74 is in place, boron is implanted into the substrate 60 at a dose of 2.10 2 ions / cm and with an energy of 18 KEY to form the p + regions 76.
830 1 23 4 PHA 1067 18830 1 23 4 PHA 1067 18
Nadat het masker 74 is verwijderd, wordt het halfgeleiderlichaam gedurende 20 minuten geëtst, om de oxydelaag 72 en de resterende delen van de oxydelaag 62 te verwijderen, zoals in Fig. 3d is weergegeven. Een met arseen 5 gedoteerde epitaxiale laag 78 met een soortelijke weerstand van ca. 0,7cm wordt aangegroeid tot een dikte van ca. 1>75yum op het blootgelegde siliciumoppervlak. De gebieden 68 en 76 worden aldus in de structuur begraven.After the mask 74 is removed, the semiconductor body is etched for 20 minutes to remove the oxide layer 72 and the remaining parts of the oxide layer 62, as shown in FIG. 3d is shown. An arsenic-doped epitaxial layer 78 with a resistivity of about 0.7 cm is grown to a thickness of about 1> 75 µm on the exposed silicon surface. The areas 68 and 76 are thus buried in the structure.
Het oxydegebied 16 wordt thans gevormd. Een laag 10 80 van siliciumdioxyde met een dikte van ca. 30 nanometer wordt eerst op het oppervlak van de epitaxiale laag 78 aangegroeid. Dit vindt plaats door het lichaam gedurende 11 minuten bloot te stellen aan droge zuurstof bij 1000°C.The oxide region 16 is now being formed. A layer of silicon dioxide of about 30 nanometers thick is first grown on the surface of the epitaxial layer 78. This is done by exposing the body to dry oxygen at 1000 ° C for 11 minutes.
Een laag 82 van siliciumnitride met een dikte van ca. 120 15 nanometer wordt aangebracht op de oxydelaag 80 volgens een gebruikelijk chemisch opdampproces bij lage druk. Het lichaam wordt vervolgens blootgesteld aan zuurstof en waterstof bij 1000°C gedurende 120 minuten, om een dunne laag 84 van siliciumdioxyde te vormen op de nitridelaag .82. Zoals 20 in Fig. 3^· is aangegeven, keert elke registratieverdieping 70 terug in de lagen 78, 80, 82 en 84. Een fotoresistmasker 86 met een netwerkvormigeuopening overeenkomend met de voor het isolerende gebied 16 bestemde plaats wordt op de oxydelaag 84 gevormd. Het blootgelegde deel van de oxydelaag 84 25 wordt door etsen gedurende 1,5 minuut verwijderd.A silicon nitride layer 82 having a thickness of about 120 nanometers is applied to the oxide layer 80 by a conventional low pressure chemical vapor deposition process. The body is then exposed to oxygen and hydrogen at 1000 ° C for 120 minutes to form a thin layer 84 of silicon dioxide on the nitride layer .82. As shown in FIG. 3, each recording floor 70 returns to layers 78, 80, 82, and 84. A photoresist mask 86 with a network aperture corresponding to the location for the insulating region 16 is formed on the oxide layer 84. The exposed portion of the oxide layer 84 is removed by etching for 1.5 minutes.
Nadat het masker 86 is verwijderd, wordt het blootgelegde deel van de nitridelaag 82 tot op de oxydelaag 80 verwijderd (zie Fig. 3e) door etsen met heet fos-forzuur bij 165°C gedurende 50 minuten. Het blootgelegde 30 deel van de oxydelaag 80 wordt daarna tot op de epitaxiale laag 78 verwijderd door etsen gedurende 1 minuut. In het blootgelegde deel van de epitaxiale laag 78 wordt een verdieping 87 geëtst over ca. 650 nanometer. Dit vindt plaats gedurende 5 minuten bij 23°C onder toepassing van een ets-35 middel bestaande uit 250 delen 70$ salpeterzuur, 4o delen 49$ fluorwaterstofzuur en 1000 delen azijnzuur verzadigd met jodium.After the mask 86 is removed, the exposed portion of the nitride layer 82 up to the oxide layer 80 is removed (see Fig. 3e) by etching with hot phosphoric acid at 165 ° C for 50 minutes. The exposed portion of the oxide layer 80 is then removed to epitaxial layer 78 by etching for 1 minute. In the exposed portion of the epitaxial layer 78, a depression 87 is etched over approximately 650 nanometers. This takes place for 5 minutes at 23 ° C using an etching agent consisting of 250 parts of 70% nitric acid, 40 parts of 49% hydrofluoric acid and 1000 parts of acetic acid saturated with iodine.
Het isolerende gebied 16 met een dikte van ca.The insulating region 16 with a thickness of approx.
8301254 PHA 1067 19 1,25^tun wordt nu in de verdieping 87 gevormd, zoals is getoond in Fig. 3f, door het lichaam gedurende 360 minuten bij 1000°C bloot te stellen aan zuurstof en waterstof. Het oxydegebied 16 strekt zich niet tot in het substraat 60 uit, 5 zodat delen 48 van de n-type epitaxiale laag 78 direct onder het benedenvlak van het oxydegebied 16 liggen. Gedurende deze stap bij hoge temperatuur diffundeert het borium in het gebied 76 zowel naar omlaag in het substraat 6O als naar omhoog in de epitaxiale laag 78, om zo het p+-netwerk 10 44 te vormen, dat zich omhoog langs de zijwanden van het gebied 16 uitstrekt. Eveneens diffundeert het antimoon in de gebieden 68 enigszins naar omlaag in het substraat 60 en enigszins naar omhoog in de epitaxiale laag 78, om zo de n+-type begraven gebieden 32 te vormen. In het bijzonder liggen 15 de delen van het benedenvlak van het oxydegebied 16 boven de n+-gebieden 32 ongeveer 100 nanometer lager dan het resterende deel van het benedenvlak van het gebied t.g.v. de regi-stratieverdiepingen 70. De begraven gebieden 32 strekken zich tenminste ver genoeg naar boven uit dat het het laagste op-20 pervlaktedeel van het gebied 16 raakt.8301254 PHA 1067 19 1.25 ^ tun is now formed in the recess 87 as shown in FIG. 3f, by exposing the body to oxygen and hydrogen at 1000 ° C for 360 minutes. The oxide region 16 does not extend into the substrate 60, so that portions 48 of the n-type epitaxial layer 78 lie directly below the lower surface of the oxide region 16. During this high temperature step, the boron in the region 76 diffuses both down into the substrate 60 and up into the epitaxial layer 78 to form the p + network 10 44, which extends up the side walls of the region 16 extends. Also, the antimony in regions 68 diffuses slightly down into the substrate 60 and slightly up into the epitaxial layer 78 to form the n + type buried regions 32. In particular, the parts of the lower surface of the oxide region 16 above the n + regions 32 are approximately 100 nanometers lower than the remainder of the lower surface of the region due to the recording floors 70. The buried regions 32 extend at least far enough upwards that it touches the lowest surface part of the region 16.
De resterende n-type delen van de epitaxiale laag 78, die lateraal aan het oxydegebied 16 grenzen, worden gebruikt voor de cellen 12 en de aansluitgebieden 38 en 46. Elk van deze n-type éénkristallijne delen bestemd voor 25 cellen 12 heeft onder de vogelbekken 18 afmetingen van ca.The remaining n-type portions of the epitaxial layer 78 adjacent laterally to the oxide region 16 are used for cells 12 and junction areas 38 and 46. Each of these n-type monocrystalline portions intended for cells 12 has under the bird's pelvis 18 dimensions of approx.
2yum x 2yum.2yum x 2yum.
De resterende delen van de oxydelaag 84 (die enigszins aangroeien gedurende de voorafgaande stap bij ho» ge temperatuur) worden, zoals in Pig. 3S is aangegeven, 30 verwijderd door etsen gedurende 1,5 minuut. De resterende delen van de nitridelaag 82 worden eveneens verwijderd door etsen met heet fosfoszuur bij 165°C gedurende 35 minuten.The remaining parts of the oxide layer 84 (which grow slightly during the previous step at high temperature) are, as in Pig. 3S is indicated, removed by etching for 1.5 minutes. The remaining parts of the nitride layer 82 are also removed by etching with hot phosphoric acid at 165 ° C for 35 minutes.
De resterende delen van de oxydelaag 80 worden ook verwijderd door etsen gedurende 1 minuut. Een elektrisch iso-35 lerende laag 88 van siliciumdioxyde met een dikte van ca.The remaining parts of the oxide layer 80 are also removed by etching for 1 minute. An electrically insulating layer 88 of silicon dioxide with a thickness of approx.
1000 ü wordt langs de blootgelegde delen van de eipitaxiale laag 78 gegroeid door het plaatje bij 900°C gedurende 26 minuten bloot te stellen aan zuurstof en waterstof. Aan- 8301234 ΡΗΆ 1067 20 gezien deze oxydatie bij een betrekkelijk lage temperatuur plaats vindt, treedt geen noemenswaardige herverdeling van de verontreinigingen in de gebieden 32 en het netwerk 44 op» De vorming van de begraven gebieden 32 en het begraven 5 netwerk 44 is hierna· grotendeels gereed.1000 µl is grown along the exposed parts of the egg epitaxial layer 78 by exposing the wafer to oxygen and hydrogen at 900 ° C for 26 minutes. Since this oxidation takes place at a relatively low temperature, no appreciable redistribution of the contaminants in the areas 32 and the network 44 occurs. The formation of the buried areas 32 and the buried network 44 is hereinafter · largely ready.
De aansluitgebieden 38 en 46 alsmede eventuele transistors in de perifere schakeling worden nu aangebracht. Een niet-kritisch fotoresistmasker 90 met een nominale dikte van ca. 800 nanometer en openingen boven de voor 10 de aansluitgebieden 38 bestemde plaatsen wordt op het oppervlak gevormd. De blootgelegde delen van de oxydelaag 88 worden verwijderd door etsen gedurende 2 minuten, Wanneer het masker 90 zich op zijn plaats bevindt, wordt fosfor met een dosis van 3*10 ionen/cm en met een energie van ^ 180 KEV in de blootgelegde delen van de epitaxiale laag 78 geïmplanteerd voor het vormen van n+-gebieden 92.The terminal regions 38 and 46 as well as any transistors in the peripheral circuit are now provided. A non-critical photoresist mask 90 with a nominal thickness of about 800 nanometers and openings above the locations designated for the connection areas 38 is formed on the surface. The exposed parts of the oxide layer 88 are removed by etching for 2 minutes. When the mask 90 is in place, phosphorus at a dose of 3 * 10 ions / cm and with an energy of ^ 180 KEV is introduced into the exposed parts of the epitaxial layer 78 implanted to form n + regions 92.
Nadat het masker 90 is verwijderd, wordt het halfgeleiderlichaam uitgestookt in stikstof gedurende 120 minuten bij 1000°C om roosterbeschadigingen te herstellen.After the mask 90 is removed, the semiconductor body is fired in nitrogen at 1000 ° C for 120 minutes to repair grating damage.
^ Vervolgens wordt het bij 900°C gedurende 31 minuten aan zuurstof en waterstof blootgesteld om lagen 94 van sili-ciumdioxyde te groeien met een dikte van ca. 140 nanometer ter plaatse van de blootgelegde delen van de epitaxiale laag 78, zoals is aangegeven in Fig. 3b. Gedurende deze ^ oxydatiestap neemt de dikte van de oxydelagen 88 met ca.Then it is exposed to oxygen and hydrogen at 900 ° C for 31 minutes to grow layers 94 of silicon dioxide of about 140 nanometers thick at the exposed portions of the epitaxial layer 78, as shown in FIG. . 3b. During this oxidation step, the thickness of the oxide layers 88 increases by ca.
Ί00 nanometer toe. Het fosfor in de gebieden 92 ondergaat hierdoor een herverdeling, zodanig, dat het naar beneden diffundeert, terwijl het borium in het netwerk 44 enigszins naar omhoog diffundeert. Gedurende deze behandelingen treedt geen noemenswaardige herverdeling van het antimoon in de gebieden 32 op.Nan00 nanometer. As a result, the phosphorus in regions 92 undergoes redistribution such that it diffuses downwards, while the boron in network 44 diffuses slightly upwards. During these treatments, no significant redistribution of the antimony occurs in regions 32.
Een fotoresistmasker 96 met een nominale dikte van 1,2^um en met vensters boven de voor p+-aansluitge-bieden 46 bestemde plaatsen wordt nu op het oppervlak aan-35 gebracht. Het masker 96 is niet-kritisch ten opzichte van de gebieden 46. Wanneer het masker 96 zich op zijn plaats bevindt, wordt borium dubbel geïmplanteerd door de blootgelegde delen van de oxydelaag 88 heen in de daaronder 8301234 EHA 1067 21 t gelegen delen van de epitaxiale laag J8 voor het vormen van de p+-gebieden 98. De eerste implantatie vindt plaats met een dosering van 1.10 ionen/cm en met een energie van 180 KEV, terwijl de tweede implantatie plaats vindt 5 met een dosis van 1,5 · 10 ionen/cm en met een energie van 75 KEV plaats vindt. De dubbele boriumimplantatie brengt ook een gewenste verontreinigingsverdeling voor de bases van npn-transistören en voor de emitters en collectoren van pnp—transistoren in de perifere schakeling tot 10 stand.A photoresist mask 96 with a nominal thickness of 1.2 µm and with windows above the locations intended for p + terminal areas 46 is now applied to the surface. The mask 96 is non-critical to the regions 46. When the mask 96 is in place, boron is double implanted through the exposed portions of the oxide layer 88 into the portions of the epitaxial 8301234 EHA 1067 21 t beneath it. layer J8 to form the p + regions 98. The first implantation takes place with a dose of 1.10 ions / cm and with an energy of 180 KEV, while the second implantation takes place with a dose of 1.5 · 10 ions / cm and takes place with an energy of 75 KEV. The double boron implantation also establishes a desired impurity distribution for the bases of npn transistors and for the emitters and collectors of pnp transistors in the peripheral circuit.
Nadat het masker 96 is verwijderd, wordt een fotoresistmasker 100 met een nominale dikte van 8000 en met openingen boven de voor de aansluit gebieden 38 bestemde plaatsen op het oppervlak aangebracht, zoals is ge-15 toond in Fig. 3i· Het masker 100 is niet-kritisch ten opzichte van de gebieden 38. De oxydelagen worden verwijderd door etsen gedurende 4 minuten. n+-gebieden 42 worden gevormd in de bovenste delen van de gebieden 92, 15 / door eerst diep arseen met een dosering van 1. 10 ionen/ 2 20 cm en met een energie van 180 KEV te implanteren, het masker 100 te verwijderen en.idaarna ondiep arseen met een dosering van 2 . 10 ionen/cm en met een energie van 50 KEV te implanteren. De dubbele arseenimplantatie brengt tevens een gewenste verontreinigingsverdeling voor de 25 emitters van npn-transistoren in de perifere schakeling tot stand.After the mask 96 is removed, a photoresist mask 100 having a nominal thickness of 8000 and with apertures above the locations for the connection areas 38 is applied to the surface, as shown in FIG. 3i · The mask 100 is non-critical to areas 38. The oxide layers are removed by etching for 4 minutes. n + regions 42 are formed in the upper parts of regions 92, 15 by first implanting deep arsenic at a dose of 1.10 ions / 2 cm and at an energy of 180 KEV, removing the mask 100 and. then shallow arsenic at a dose of 2. 10 ions / cm and implant with an energy of 50 KEV. The dual arsenic implantation also establishes a desired impurity distribution for the 25 emitters of npn transistors in the peripheral circuit.
Het halfgeleiderlichaam wordt uitgestookt in stikstof bij 1000°C gedurende 60 minuten voor het herstellen van implantatieroosterbeschadigingen en voor het tot 30 stand brengen van een herverdeling van het arseen en het borium in de gebieden 42 en 98. Zoals in Fig. 3j is getoond, breiden de gebieden 42 zich naar beneden uit. Het borium in het begraven netwerk 44 breidt zich enigszins naar buiten uit en de gebieden 98 breiden zich naar beneden 35 uit en komen samen met het netwerk 44. Hierdoor ontstaan de p+-aansluitgebieden 46. De gebieden 32 en 92 groeien ook enigszins aan.The semiconductor body is fired in nitrogen at 1000 ° C for 60 minutes to repair implantation lattice damage and to accomplish redistribution of the arsenic and boron in regions 42 and 98. As shown in FIG. 3j, the areas 42 extend downward. The boron in the buried network 44 expands slightly outward and the regions 98 expand downward 35 and join the network 44. This creates the p + terminal regions 46. The regions 32 and 92 also grow somewhat.
Vervolgens worden de dioden in de cellen 12 ge- 8301234 PHA 1067 22 vormd. Een niet-kritisch fotoresistmasker 102 met een nominale dikte van 1,2yum en met openingen boven de voor de cellen 12 bestemde plaatsen -wordt op het oppervlak van het half gel eiderlichaam gevormd. De blootgelegde delen van 5 de oxydelagen 88 worden tot op de epitaxiale laag 78 verwijderd door etsen gedurende 5 minuten. Wanneer het masker 102 zich op zijn plaats bevindt, wordt borium in de epi-Then the diodes in cells 12 are formed 8301234 PHA 1067 22. A non-critical photoresist mask 102 having a nominal thickness of 1.2 µm and with openings above the locations for the cells 12 is formed on the surface of the semiconductor body. The exposed portions of the oxide layers 88 are removed up to the epitaxial layer 78 by etching for 5 minutes. When the mask 102 is in place, boron in the epi-
taxiale laag 78 geïmplanteerd met een dosis van 3,5 · 10 Jtaxial layer 78 implanted at a dose of 3.5 · 10 J.
2 ionen/cm en met een energie van 110 KEV, om de pn-over-10 gangen 26 te definiëren. Daarna wordt arseen op soortgelijke wijze geïmplanteerd in de epitaxiale laag 78 met een dosis van 6 .10 ionen/cm en met een energie van 50 KEV, om de pn-overgangen 30 te definiëren. Bij elk van deze implantaties dient het isolerende gebied 16 als een masker 15 voor het regelen van de laterale spreiding van de borium-en arseenverontreinigingen en daardoor van de laterale uitgestrektheid van de overgangen 26 en 30. Deze beide inplantaties leiden tot de vorming van de p-gebieden 22 en de n+-gebieden 28.2 ions / cm and with an energy of 110 KEV, to define the pn-over-10 corridors 26. Arsenic is then similarly implanted into the epitaxial layer 78 at a dose of 6.10 ions / cm and with an energy of 50 KEV to define the pn junctions 30. In each of these implants, the insulating region 16 serves as a mask 15 to control the lateral spread of the boron and arsenic impurities and thereby the lateral extent of the transitions 26 and 30. Both of these implants lead to the formation of the p areas 22 and the n + areas 28.
20 Nadat het masker 102 is verwijderd, wordt het halfgeleiderlichaam uitgestookt bij 950°C in stikstof gedurende 5 minuten, in zuurstof gedurende 23 minuten en daarna in stikstof, eveneens gedurende 5 minuten, om de roosterbeschadigingen te herstellen, die worden veroorzaakt 25 door de implantaties ter «vorming van de gebieden 22 en 28. Deze tempering bewerkstelligt, dat de gebieden 22 en 28 zich enigszins naar omlaag uitbreiden naar hun definitieve posities, zoals is getoond in Fig. 3h, waardoor de gebieden 20 als de resterende delen van de n-type epitaxiale laag 30 78 binnen de cellen 12 achterblijven. De gebieden 42 en 92 breiden zich eveneens enigszins naar omlaag uit naar hun definitieve posities, waarbij de gebieden 92 n+-gebieden 20 worden, die met de bijbehorende begraven gebieden 28 samenkomen. De gebieden 46 breiden zich eveneens enigszins 35 naar omlaag uit naar hun definitieve posities. Gedurende de uitstookbehandeling groeien lagen 104 van siliciumdioxyde met een dikte van ca. 40 nanometer op het oppervlak aan ter plaatse van het blootgestelde silicium van de gebieden 8301234 PHA. 1067 23 28 en 42. Door deze temperatuurbehandeling wordt de vervaardiging van de dioden in de PROM-eellen 12 alsmede van de aansluitgebieden 38 en 46 gecompleteerd.After the mask 102 is removed, the semiconductor body is fired at 950 ° C in nitrogen for 5 minutes, in oxygen for 23 minutes and then in nitrogen, also for 5 minutes, to repair the lattice damage caused by the implantations to form regions 22 and 28. This tempering causes regions 22 and 28 to expand slightly downward to their final positions, as shown in FIG. 3h, leaving the regions 20 as the remaining parts of the n-type epitaxial layer 78 within the cells 12. Areas 42 and 92 also extend slightly downward to their final positions, the areas 92 becoming n + areas 20 joining the associated buried areas 28. Areas 46 also extend slightly downward to their final positions. During the firing treatment, layers 104 of silicon dioxide having a thickness of about 40 nanometers grow on the surface at the area of the exposed silicon of the areas 8301234 PHA. 1067 23 28 and 42. This temperature treatment completes the manufacture of the diodes in the PROM cells 12 as well as the connection areas 38 and 46.
Fig. 4 toont de uiteindelijke doteringsconcen-5 tratie als functie van de diepte van het vlak 14 (dat onder de oxydelaag 104 ligt) in het midden van elke cel 12 tot in het bijbehorende n+-gebied 32. Fig. 4 is b.v. getekend volgens het vlak 2b-2b in Fig. 2a of het equivalente vlak in Fig. 3k· De van een sterretje voorziene ver-10 wijzingstekens in Fig. 4 verwijzen naar de doteringscon-centraties en naamplaatsen van de overgangen van de met deze cijfers aangeduide overeenkomstige PROM-elementen. Zoals in Fig. 4 is aangegeven, treedt de maximale borium-concentratie in elk p-gebied 22 ongeveer halverwege tus-15 sen zijn pn-overgangen 26 en 30 in hun uiteindelijke posities op.Fig. 4 shows the final doping concentration as a function of the depth of the plane 14 (which lies below the oxide layer 104) in the center of each cell 12 into the corresponding n + region 32. FIG. 4 is e.g. drawn according to plane 2b-2b in Fig. 2a or the equivalent plane in FIG. 3k · The asterisked reference marks in FIG. 4 refer to the doping concentrations and name locations of the transitions of the corresponding PROM elements designated by these numbers. As shown in Fig. 4, the maximum boron concentration in each p region 22 occurs approximately midway between its pn junctions 26 and 30 in their final positions.
Het lichaam is nu gereed voor vervaardiging van de geleidende verbindingen, die de gebieden 28, 42 en 46 contacteren. Een niet-kritisch fotoresistmasker 106 met 20 openingen boven p+-gebieden 46 wordt op het oppervlak aangebracht. De oxydegebieden 88 worden verwijderd tot op de gebieden 46 door etsen gedurende 4 minuten.The body is now ready to manufacture the conductive connections that contact areas 28, 42 and 46. A non-critical photoresist mask 106 with 20 openings above p + regions 46 is applied to the surface. Oxide regions 88 are removed to regions 46 by etching for 4 minutes.
Nadat het masker 106 is verwijderd, wordt op het oppervlak ongeveer 25 nanometer platina met 60$ nikkel 25 volgens gebruikelijke sputtertechnieken neergeslagen. Het geheel wordt daarna gesinterd bij 475°C, om het platina-nikkel, dat op het blootgelegde silicium van de aansluit-gebieden 46 is neergeslagen, om te zetten in lagen 50 van platina—nikkelsilicide, zoals in Fig. 3e is weergegeven.After the mask 106 is removed, about 25 nanometers of platinum with 60 nickel is deposited on the surface by conventional sputtering techniques. The whole is then sintered at 475 ° C to convert the platinum-nickel deposited on the exposed silicon of the bonding regions 46 into layers 50 of platinum-nickel silicide, as shown in FIG. 3rd is shown.
30 Het niet in silicide omgezette platina-nikkel wordt verwijderd door etsen met koningswater. Een laag van titaan-wolfraam met een dikte van ca. 100 nanometer wordt neergeslagen op het aldus verkregen oppervlak. Een aluminium-laag met een dikte van ca. 100 nanometer wordt vervolgens 35 neergeslagen. Een fotoresistmasker 108, waarvan de gepoly-meriseerde fotoresist over het algemeen op de gebieden 46 ligt, wordt gevormd op het oppervlak van het lichaam. Het blootgelegde aluminium wordt verwijderd door etsen met 8301234The platinum-nickel not converted into silicide is removed by etching with king water. A layer of titanium tungsten with a thickness of about 100 nanometers is deposited on the surface thus obtained. An aluminum layer with a thickness of about 100 nanometers is then precipitated. A photoresist mask 108, the polymerized photoresist of which generally lies on regions 46, is formed on the surface of the body. The exposed aluminum is removed by etching with 8301234
, T, T
r ’ γ· ΡΗΔ 1067 24 een gebruikelijk etsmiddel voor aluminium, waarna alumi-niumgebieden 110 overblijven, terwijl het resulterende blootgelegde titaan-wolfraam wordt geëtst met waterstof-peroxyde, waarna titaan-wolfraamlagen 52 achterblijven.r "γ · ΡΗΔ 1067 24 a common aluminum etchant, leaving aluminum regions 110, while the resulting exposed titanium tungsten is etched with hydrogen peroxide, leaving titanium tungsten layers 52.
5 Nadat het masker 108 is verwijderd, wordt op het oppervlak een niet-kritisch fotoresistmasker 112 met op de samengestelde sandwichstructuren van de gebieden 50,52 en 110 gelegen gepolymeriseerde fotoresist gevormd, zoals in Fig. 3m is getoond. De oxydelagen 104 worden verwijderd 10 door etsen gedurende 1,7 minuut met een gebufferd etsmiddel bestaande uit 20 delen kO°/o ammoniumfluoride en 1 deel h^°/o f luorwat er stof zuur, om de n+-gebieden 28 en 42 bloot te leggen.After the mask 108 is removed, a non-critical photoresist mask 112 is formed on the surface with polymerized photoresist disposed on the composite sandwich structures of regions 50, 52 and 110, as shown in FIG. 3m is shown. The oxide layers 104 are removed by etching for 1.7 minutes with a buffered etchant consisting of 20 parts of k0 ° / o ammonium fluoride and 1 part of h2 ° / o or some acid acid to expose the n + regions 28 and 42 .
Nadat het masker 112 is verwijderd, worden de 15 aluminiumlagen 110 verwijderd door etsen. Een laag van aluminium met 1 °/o silicium wordt nu op het oppervlak neergeslagen tot een dikte van 700 nanometer. De aluminiumlaag wordt zodanig in patroon gebracht, dat geleiders worden verkregen, door een fotoresistmasker 114 te vormen op de 20 aluminiumlaag met op de gebieden 28 en 42 gelegen gepolymeriseerde fotoresist en daarna het blootgelegde aluminium te verwijderen door etsen met een standaard-etsmiddel voor aluminium, zoals in Fig. 3n is getoond. Daarna wordt het masker 114 verwijderd, waarna de structuur volgens Fig. 2a 25 (en Fig. 2b) is verkregen.After the mask 112 is removed, the aluminum layers 110 are removed by etching. A layer of aluminum with 1 ° / o silicon is now deposited on the surface to a thickness of 700 nanometers. The aluminum layer is patterned to provide conductors by forming a photoresist mask 114 on the aluminum layer with polymerized photoresist located in regions 28 and 42 and then removing the exposed aluminum by etching with a standard aluminum etchant, as in fig. 3n is shown. Then, the mask 114 is removed and the structure of FIG. 2a 25 (and Fig. 2b) is obtained.
Zoals hierboven is uiteengezet, wordt een tweede laag van aluminiumgeleiders op gebruikelijke wijze· aangebracht. Dit vindt plaats door een Vapoxlaag op het oppervlak neer te slaan tot een dikte van ca. 900 nanometer 30 via's te etsen tot op geslecteerde geleiders van de geleiders 54 ander toepassing van een geschikt fotoresistmasker, een laag zuiver aluminium op de Vapoxlaag en op de geselecteerde geleiders neer te slaan en daarna de aluminiumlaag in patroon te brengen onder toepassing van 35 een ander fotoresistmasker, om het programmeerbare lees-geheugen te completeren.As explained above, a second layer of aluminum conductors is applied in the usual manner. This is done by depositing a Vapox layer on the surface to a thickness of approximately 900 nanometers etching 30 vias onto selected conductors of the conductors 54, otherwise using a suitable photoresist mask, a layer of pure aluminum on the Vapox layer and on the selected depositing conductors and then patterning the aluminum layer using another photoresist mask to complete the programmable read memory.
Hoewel de uitvinding is beschreven aan de hand van speciale uitvoeringsvormen, is deze beschrijving 8301234 ·· ♦ » r PHA. 1067 25 slechts bij wijze van voorbeeld gegeven en beperkt geenszins het toepassingsgebied van de uitvinding. De aansluit-gebieden voor de samengestelde begraven laag zouden b.v. kunnen worden aangebracht, nadat de dioden in de PROM-5 cellen zijn aangebracht. Ook zouden de aansluitgebieden voor de samengestelde begraven laag en de dioden voor de PROM-cellen kunnen worden aangebracht onder toepassing van nagenoeg dezelfde implantatie- en diffusie stappen. Materialen en doteringsmiddelen van tegengesteld geleidings-10 type kunnen worden toegepast in plaats van de hierboven beschreven materialen en doteringsmiddelen. Zo kunnen binnen het kader van de uitvinding door de vakman diverse variaties worden gekozen.Although the invention has been described by way of special embodiments, this description is 8301234 r PHA. 1067 are given by way of example only and in no way limit the scope of the invention. The connection areas for the composite buried layer would e.g. can be applied after the diodes have been placed in the PROM-5 cells. Also, the bonding areas for the composite buried layer and the diodes for the PROM cells could be applied using substantially the same implantation and diffusion steps. Opposite conductivity-type materials and dopants may be used in place of the materials and dopants described above. Thus, within the scope of the invention, various variations can be chosen by the skilled person.
15 20 25 30 35 830123415 20 25 30 35 8 301 234
Claims (23)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US36749282A | 1982-04-12 | 1982-04-12 | |
US36749282 | 1982-04-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL8301234A true NL8301234A (en) | 1983-11-01 |
Family
ID=23447392
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL8301234A NL8301234A (en) | 1982-04-12 | 1983-04-08 | PROGRAMMABLE READING MEMORY AND METHOD FOR MAKING THEREOF |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0618256B2 (en) |
DE (1) | DE3312648A1 (en) |
FR (1) | FR2525011B1 (en) |
GB (1) | GB2118775B (en) |
NL (1) | NL8301234A (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0644609B2 (en) * | 1984-12-25 | 1994-06-08 | 日本電気株式会社 | Junction break type PROM |
JPS61154163A (en) * | 1984-12-27 | 1986-07-12 | Nec Corp | Junction breakdown type prom |
US4748489A (en) * | 1985-03-22 | 1988-05-31 | Nec Corporation | Integrated circuit semiconductor device having improved isolation region |
JPH0995344A (en) * | 1995-09-28 | 1997-04-08 | Fujita Kimura | Tube-content extruding device |
JPH09301390A (en) * | 1996-05-08 | 1997-11-25 | Kashin Rin | Automatic squeezing device |
DE102004006374A1 (en) | 2004-02-09 | 2005-08-25 | Volkswagen Ag | Method and device for activating an electric parking brake |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2369652A1 (en) * | 1976-10-29 | 1978-05-26 | Radiotechnique Compelec | Programmable transistor read only memory - has integrated matrix structure operating with low voltage pulses |
JPS55127061A (en) * | 1979-03-26 | 1980-10-01 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor memory |
JPS57194566A (en) * | 1981-05-27 | 1982-11-30 | Hitachi Ltd | Semiconductor device and manufacture thereof |
CA1188418A (en) * | 1982-01-04 | 1985-06-04 | Jay A. Shideler | Oxide isolation process for standard ram/prom and lateral pnp cell ram |
-
1983
- 1983-04-08 NL NL8301234A patent/NL8301234A/en not_active Application Discontinuation
- 1983-04-08 GB GB08309555A patent/GB2118775B/en not_active Expired
- 1983-04-08 DE DE19833312648 patent/DE3312648A1/en not_active Ceased
- 1983-04-11 FR FR8305865A patent/FR2525011B1/en not_active Expired
- 1983-04-12 JP JP6311283A patent/JPH0618256B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3312648A1 (en) | 1983-10-27 |
JPH0618256B2 (en) | 1994-03-09 |
GB2118775A (en) | 1983-11-02 |
GB2118775B (en) | 1985-11-06 |
FR2525011A1 (en) | 1983-10-14 |
FR2525011B1 (en) | 1988-11-18 |
JPS58186963A (en) | 1983-11-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5063171A (en) | Method of making a diffusionless virtual drain and source conductor/oxide semiconductor field effect transistor | |
CA1211561A (en) | Programmable read-only memory structure and method of fabricating such structure | |
US4748490A (en) | Deep polysilicon emitter antifuse memory cell | |
US4445268A (en) | Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit BI-MOS device | |
US4569121A (en) | Method of fabricating a programmable read-only memory cell incorporating an antifuse utilizing deposition of amorphous semiconductor layer | |
US4420820A (en) | Programmable read-only memory | |
US4624046A (en) | Oxide isolation process for standard RAM/PROM and lateral PNP cell RAM | |
US4415371A (en) | Method of making sub-micron dimensioned NPN lateral transistor | |
NL8003612A (en) | METHOD FOR MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR DEVICE AND SEMICONDUCTOR DEVICE MADE BY USING THIS METHOD | |
JPS6140146B2 (en) | ||
US4727409A (en) | Programmable read-only memory formed with opposing PN diodes | |
EP0172193B1 (en) | Programmable read-only memory cell and method of fabrication | |
US4692787A (en) | Programmable read-only-memory element with polycrystalline silicon layer | |
NL8301234A (en) | PROGRAMMABLE READING MEMORY AND METHOD FOR MAKING THEREOF | |
US7064090B2 (en) | Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device | |
EP0219346B1 (en) | Method for producing a poly emitter logic array, and device produced thereby | |
US4933736A (en) | Programmable read-only memory | |
US4742381A (en) | Semiconductor charge-coupled device with an increased surface state | |
JPH06105765B2 (en) | Process of creating a semiconductor ROM array | |
US5648678A (en) | Programmable element in barrier metal device | |
US4694566A (en) | Method for manufacturing programmable read-only memory containing cells formed with opposing diodes | |
EP0041770A2 (en) | A programmable read-only-memory element and method of fabrication thereof | |
US4961102A (en) | Junction programmable vertical transistor with high performance transistor | |
EP0084465B1 (en) | Oxide isolation process for standard ram/prom and lateral pnp cell ram | |
US4874715A (en) | Read only memory with improved channel length control and method of forming |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
BV | The patent application has lapsed |