Способ изготовления элемента памяти Советский патент 1988 года по МПК G11C11/40 

(21)4112596/24-24

(22)23.06.86

(46) 23.05.88. Бюл. № 19

(71)Институт физики полупроводников со АН СССР

(72)В.М. Ефимов и С.П. Синица

(53)681.327.66(088,8)

(56) IEEE Trans. Electron Devices ЕД-19, p. 1280, 1972.

(54)СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТА ПАМЯТИ

(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах обработки и хранения информации. Целью изобретения является повышение времени хранения информации элемента памяти. Поставленная цель достигается тем, что проводят термообработку слоя двуокиси кремния в атмосфере аммиака. Слой двуокиси кремния после обработки становится туннельно-прозрачным для инжекции дырок. 4 ил,,

DO СО

со

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в устройствах обработки и хранения цифровой информации.

Целью изобретения является повышение времени хранения информации.

На фиг.1-4 дана диаграмма и схемг поясняющие предлагаемый способ.

Элемент памяти (фиг.З) состоит- из полупроводниковой подложки 1 п типа проводимости, области 2 двуокиси кремния, области 3 нитрида кремния, первой проводящей области 4, диффузионных областей 5 второго типа про- водимости, контактных областей 6-8, истока и затвора, слоя двуокиси кремния 9, контактной области 10 к полупроводниковой подложке, 11 - второй проводящей области.

На фиг.1 приведена зонная диаграмма МНОП-структуры в процессе тунне- лирования дырок, где V - приложенное к МНОП-структуре напряжение записи; Ф - потенциальный барьер для туннели рования дырок. После отжига слоя двуокиси кремния в атмосфере аммиака происходит увеличение тока.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что в процессе высо котемпературного отжига двуокиси крения в атмосфере аммиака происходят изменения свойств диэлектрика, Приводящие к тому, что он частично приобретает качества тумнельно-тонкого SiG. Установлено, что после отжига слоя двуокиси кремния толщиной около 10 нм в атмосфере аммиака, в диапазоне температур 1300-1500 К происходит резкое увеличение тока инжекции ды- рок через этот слой, достиганщее десяти порядков. При этом дырочный ток становится сравнимым с электронным током, что наблюдается только для туннельно-тонких слоев двуокиси крем- ния.

Способ представляет следующую последовательность операций.

На полупроводниковую подложку 1 п типа проводимости наносят слой 9 двуокиси кремния. Фотолитографией вскрьшают отверстие в месте расположения элемента памяти. Затем выращивают термическим окислением полупроводниковой подложки 1 в атмосфере сухого кислорода слой дв уокиси кремния и фотолитографией формируют область двуокиси кремния толщиной 10 нм Проводят отжиг структуры в атмосфере аммиака при температуре 1400 К в течение 20 мин. Осаждением из газовой фазы при взаимодействии силана с аммиаком при температуре 1260 К формируют область нитрида кремния. После чего наносят первую проводящую область 4. Формирование диффузионных областей 5 проводят внедрением ионов легирующей, примеси в приповерхностную область полупроводниковой подложки 1 с последующим отжигом. Нанесением второй проводящей области 11 формируют контактные области 6 - 8 к стоку, истоку и затвору и контактную область 10 к полупроводниковой подложке 1.

На фиг.4 приведены характеристики хранения элемента памяти, изготовленного по приведенной технологии. По вертикальной оси - величина заряда в структуре элемента памяти в процентах по отношению к исходному его значению. Штрихпунктирной линией приведена для сравнения характеристика элемента памяти с туннельно-тонким окислом. Время хранения заряда в структуре, изготовленной по приведенной технологии, превышает время хранения заряда элемента памяти с туннельно-тонким окислом.

Формула изобретения

Способ изготовления элемента памяти, включающий нанесение на поверхность полупроводниковой подложки пер- вога типа проводимости слоя двуокиси кремния с отверстиями, нанесение области двуокиси кремния на поверхность полупроводниковой подложки, нанесение нитрида кремния на поверхность облас- ти двуокиси кремния, нанесение первой проводящей области на поверхность области нитрида кремния, формирование первой и второй диффузионных областей второго типа проводимости в приповерхностной области полупроводниковой подложки, нанесение второй и третьей проводящих областей на поверхности полупроводниковой подложки и первого слоя диэлектрика, отличающий с я тем, что, с целью повышения времени хранения информации в элементе памяти, после нанесения области двуокиси кремния проводят термообработку в атмосфере аммиака при температуре 1300 - 1500 К в течение 5-60 мин.

Фиг.

Фиг.З

fO 10 Ю 10 10 S Ю Ю

ФиаЛ