Способ изготовления запоминающего устройства Советский патент 1987 года по МПК G11C11/40 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано, в частности, при изготовлени запоминающих устройств (ЗУ).

Целью изобретения является повышение надежности запоминающего устройства.

На фиг. 1 изображено ЗУ; на фиг. 2 - последовательность технологических операдий.

Запоминающее устройство содержит полупроводниковую подложку 1, на которой размещены схема управления 2, включающая изоляционные слои 3, а также ферритовые микросердечники 4$ адресные и разрядные шины 5, печатны коммутационные шины 6.

На фиг. 2 обозначено: А - формирование локальных р -слоев в подложке р -типа; Б - эпитаксиальпое наращивание п-слоя и формирование локальных p -слоев на всю глубину п-слоя; Б - нанесение защитной пленки и электрода, анодная обработка в темноте, термообработка в кислороде; Г - локальная анодная обработка на свету, химико-термичебкая обработка ферритовых микросердечников; Д - формирование эмиттера и базы активных элементов; Е - нанесение защитной пленки, локальная анодная обработка оставшихся p -слоев; Ж - заполнение пористых слоев проводящим

материалом; 3 - нанесение контактных ,,(. слаболегированные области р -типа

площадок и шин коммутации.

Изготовление ЗУ на полупроводниковой подложке осуществляется следующим образом. В исходной подложке с низколегированной дырочной проводимостью (р -слой) формируют методом диффузии по заданному защитным слоем (SiOg) рисунку локальные высоколегированные поверхностные слои да:- рочной проводимости (p -слои). Для диффузии примеси подложку нагревают до .800°С и над поверхностью пропускают газ, содержащий смесь. Примесь диффундируют в глубь подложки через окна, вскрытые в слое SiO. Далее эпитаксиально наращивают на всей поверхности подложки слой с электронной проводимостью (п-слой). Для этого пропускают над нагретой до 1250°С подложкой поток газа, содержащий несколько соединений, которые, вступая в химическую реакцию, разлагаются на части и приводят к образованию г5П11такс;иального слоя с п-прово

димостью на поверхности пластины. Затем в п-слое на всю его глубину до исходной подложки формируют локальные р -слои методом диффузии по заданному слоем SiO рисунку. Изоляционные слои для активных элементов формируют сначала анодной обработкой p -слоев в плавиковой кислоте, а потом термообработкой в атмосфере

кислорода. Для равномерного растекания тока при анодной обработке на другую сторону пластины наносят тонкий слой меди, служащий электродом.

Так как двуокись кремния растворяется в плавиковой кислоте, то перед анодной обработкой выборочно по заданному рисунку поверхность подложки и часть р -слоев защищают защитной пленкой. Для маскировки при анодной обработке в плавиковой кислоте широко применяют слои нитрида кремния толщиной 0,15-0,20 мкм, которые обеспечивают эффективную защиту в

течение 600-900 с. Нитрид кремния осаждают .непосредственно на рабочую поверхность пластины или на тонкий слой двуокиси кремния, полученный термическим окислением. Режимы анодной обработки выбираются исходя из требуемой толщины пористого кремния. При а нодной обработке в темноте высоколегированные области р -типа превращаются в пористый кремний, а

области п-типа остаются неизменными. Далее образуют изоляцию из окисла SiO для активных элементов методом локальной анодной обработки в темно

те в электролите с концентрацией плавиковой кислоты 25% и плотностью анодного тока 5 мА/см. Затем полученные пористые слои термически обрабатываются в атмосфере влажного кислорода при 1273 К в течение 240 мин. После образования изоляции из окислов SiOj вновь защищают подложку пленкой нитрида кремния, вскрывают окна вокруг защищенных р -слоев и затем проводят локальную анодную обработку на свету п-слоя в электролите с концентрацией плавиковой кислоты 50% при плотности анодного тока 300 мА/см и при интенсивности освещения 60 мВт/см с образованием пористых объемов толщиной 16 мкм. Диаметр пор на поверхности пористых объемов кремния составляет 1-10 нм в объеме до 1 мкм. Полученные порис

тые объемы в форме микросердечников пропитьшаются водным раствором, содержащим 9,34 г LijSO -H O; 16,44 г MnSO -HjO; 174,2 FeCSO),.. п в 1500 мл воды, затем пористые слои помещаются в водный раствор, содержащий 125 г гидроокиси аммония и 40,5 стеариновой кислоты в 2000 мл воды. При этом в пористых слоях образуется осадок из окислов. Подложка нагревается на воздухе до , при этом смесь окислов становится однородной Далее подложка нагревается до 400 С и выдерживается при этой температуре в течение 1 ч. При этом в пористых слоях образуется феррит с размерами зерен до 100 А и прямоугольной петлей гистерезиса.

Далее формируют базу и эмиттер активных элементов методами ионного легирования. При этом ионы примесей ускоряют в ускорителе до 300 кэВ, а затем их направляют на подложку, защищенную в нужных местах маской. После формирования базы и эмиттера для активных элементов на подложку наносят пленку из нитрида кремния, вскрывают окна в нужных местах и проводят локальную ан.одную обработку в темноте оставшихся р -слоев.

Получившиеся после анодной обработки пористые слои для коммутации пропитывают раствором азотно-кислого серебра и восстанавливают до чистого серебра в проявителе, при этом получаются электропроводящие каналы, которые являются адресными и разрядными шинами.

Далее с поверхности полупроводниковой подложки удаляются все защитны слои и на поверхности подложки методом фотолитографии формируются контактные площадки .и шины к шине коммутации ЗУ.

Преимущества изобретения по сравнению с прототипом определяются следующими факторами. Ферритовые микросердечники и проводящие каналы формируют в той же самой полупроводниковой подложке, что и схема управления, кроме того, сохраняется планар- ность рабочей поверхности подложки, что позволяет объединить ферритовые микросердечники и активные элементы

по поверхности подложки коммутирующими шинами. При этом сокращается количество паянных соединений, умень- шается длина коммутирующих шин и снижаются паразитные помехи, гго в совокупности повышает надежность

работы ЗУ. I

Формула изобретения

Способ изготовления запоминающего устройства, заключающийся в формировании в пол проводниковой подложке

Р гипа слоев р -типа, в нанесении на одну из поверхностей полупроводниковой подложки р -типа эпитаксиаль- ного слоя п-типа, в формировании в нем на всю глубину областей р -типа

до частичного перекрытия слоев р -типа с образованием Ш-образных и U-образных областей, в нанесении на поверхность эпитаксиального слоя п-типа защитного диэлектрического слоя с

отверстиями над Ш-образными областями, в нанесении на другую поверхность полупроводниковой подложки р -типа металлического электрода, в формировании изоляционных слоев, активных элементов и в нанесении на поверхность полупроводниковой подложки контактных площадок и коммутационных шин, отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности запоминающего .устройства после формирования Ш-образных в сечении изоляционных слоев, в диэлектрическом защитном слое вскрывают окна над и-образными областями р-типа, после

чего в приповерхностной зоне эпитаксиального слоя п-типа формируют кольцевые пористые объемы, пропитывают юс ферритообразующими солями металлов и проводят термохимическую обработку до образования ферритовых микросердечников, а после формирования активных элементов наносят защитный диэлектрический слой, вкрьшают окна над и-образными р -областями, воздействуют на эти р -области анодным током до образования пористых U-образных областей, которые пропитьшают солями металлов, после чего проводят химическую обработку до образования

прошивки ферритовых микросердечников.

-gy--7Т I Г д Т „J

.Си MjN

р+

pf

-Си

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть ис- прльэовано в запоминающих устройствах. Целью изобретения является повьшение надежности запоминающего устройства. Поставленная цель достигается за счет вскрытия окон над U-образными об- ластями р-типа в диэлектрическом защитном слое, после чего формируют кольцевые пористые объемы, пропитьша- ют их ферритообразующими солями металлов, проводят химическую обработку до образования микросердечников, после чего формируют пропшвку ферри- товых микросердечников. 2 ил. (/)

.SijH

.Си

Ж

227222

//////

ХУХХУУУ

Редактор М.Бандура

yus. г

Составитель Л.Амусьева Техред Л.0лийнш

Заказ ЗДОЗ/50

Тираж 589Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 1-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор А.Зимокосов