Способ изготовления элемента памяти для ППЗУ Советский патент 1989 года по МПК G11C11/40 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при изготовлении больших интегральных схем постоянных полупроводниковых запоминающих устройств (ППЗУ).

Цель изобретения - повышение надежности программирования БИС ППЗУ.

На фиг. 1 представлена схема реализации предлагаемого.способа; на фиг. 2 - график растворимости в твердом алюминии.

На схеме изображена полупроводниковая подложка 1, над которой расположен первый диэлектрический слой 2. На поверхности первого диэлектрического слоя расположены плавкая пере- мьтка 3 и проводящие шины 4. Сверху структура, содержащая плавкую пере- tvjbniKy и , закрыта вторым диэлектрическим слоем 5 для защиты от внешних воздействий.

Нанесение защитного слоя окиси кремния (второй 1у1электрический слой)

происходит при высокой температуре (800°с). В этом случае температура превьшшет эвтектическую (500-550 С) дпя системы Si-Al и поэтому локально происходит диффузия кремния в алюминий на границе между Н 1жним слоем окиси кремния и слоем алюминия, а также на границе верхнего слоя окиси кремния и слоем алюминия. Затем при программировании элемента памяти несколькими импульсами (длительное программирование) происходит, разо- ,грев алюминиевых шин (особенно вблизи плавких перемычек), что приводит к увеличению сопротивления алюминиевых шин вблизи плавких перемычек, где температура выше остальной части. Поэтому колш1ество кремния, растворяющегося в алюминии, зависит от длительности программирования, так как с увеличением длительности повьш)яет- ся температура алюминиевых шин.

Раство11ение кгемния в слое алюминия начинается при 200-2)П Сие

(Л

С

ел

О

сх

ростом температуры увеличивается до эвтектической температуры.

Слой алюминия окружен слоями окис кремния, слабо реагирующей с алюминием. Однако ввиду неоднородности кристаллической структуры слоя алюминия, а также флуктуации в концзнт- рации кремния, в окиси кремния на границе алюминиевой шины и слоев окиси кремния оказываются участки, где взаимодействие алюминия и кремния принимает существенное значение в образовании эвтектики Si-Al.

Поэтому имеет место локальное увеличение концентрации кремния в алюминиевой шине. Высаживание избыточного кол1гчества кремния происходит локально, главным образом на

0

5

торезиста травлением металла, снятием оставшегося фоторезиста. Таким образом создают плавкие перемычки 3 элемента памяти.

Для создания проводящих шин на поверхность, содержащую плавкие перемычки, наносят слой металла (А1) толщиной 1-1,2 мкм при температуре 250-300 С. Одновременно при нанесении металла в газовую среду вводят атомы кремния в количестве 2,5-3 ат.% (фиг. 2). Далее на полученную поверхность наносят слой фоторезиста, облучают через маску, снимают засвеченные участки фоторезиста, проводят травление алюминия, насьш5енного кремнием. После этого удаляют оставшийся фоторезист. Далее на поверхность,

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при изготовлении больших интегральных схем постоянных полупроводниковых запоминающих устройств (ППЗУ). Цель изобретения - повышение надежности программирования БИС ППЗУ. Поставленная цель достигается за счет того, что при нанесении проводящего слоя в газовую среду вводят кремний в количестве 0,5-3,5 ат. % соответственно логарифмической зависимости концентрации от температуры. 2 ил.

границах зерен слоя алюминия, в результа-20 содержащую плавкие перемычки 3 и шины, наносят защитный слой окиси кремния толщиной 0,8 мкм при температуре 900°С.

При применении предлагаемого спо25 соба изготовления элемента памяти ПИЗУ исключается локальное проникновение атомов кремния в алюминиевые шины и локальное увеличение сопротивления коммутирующих шин, возрастает

30 од}городность и стабильность электрического сопротивления коммутирующих , повышается коэффициент програм- гчpyeмocти и надежности программирования ППЗУ.

те чего уменьшается сцепление между зернами, что вызывает шелушение пленки алюминия. Локальное высаживание кремния на алюминиевых шинах ухудшает адгезию и теплоотвод, что ускоряет процесс шелушения, локального увеличения электрического сопротивления алюминиевых шин, вследствие чего на шинах падает 4acT;j напряже- л;тг; программирующего импульса, пЬ. плавкой пепемычке элемента памяти напряжение становится меньше и, как резул:.тат, элемент памяти ;; программируется. Поэтому при введену и кремния в алюминий на стадии изготовления элемен-та памяти сопротивление всех шин равномер1 о повышается, при этом однород1 ость алюминиевых шин на всех БИС ЗУ также возрастает и в

35

45

Формула изобретения

Способ изготовления элемента памяти для ППЗУ, заключающийся в нанесе- процессе нанесения второго диэлектри- Q нии на поверхности полупроводниковой ческого слоя окиси кремния не изменяется, что riO: bEuaeT надежность программирования и коэффициент програм- мируемости.

Способ осуп;ествляют следующим образом.

На полупроводниковую подложку 1 наносят пррвьш диэлектрический слой 2 окиси кремния SiO толщиной -- 1,2 мкм при температуре 1100°Сс Далее на поверхность первого диэлектрического слоя наносят слой из высокорезистив- ного материала (NiCr) толщиной 300 А при тe fflepaтype 250°С. Затем наносят слой фоторезиста, проводят его облучение через маску с последующим снятием засвеченных участков фо50

55

подложки первого диэлектрического слоя, формировании на его поверхности плавких перемычек, в нанесении проводящего слоя из газовой среды на поверхности плавких перемыч ек и первого диэлектрического слоя с последующим формированием проводящих шин с частичным перекрытием краев плавких перемычек, нанесении второго диэлектрического слоя на поверхности плавких перемычек и проводящих шин, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности программирования, при нанесении проводящих шин в газовую среду вводят кремний в количестве 0,5-3,5 ат.% соответственно логарифмической зависимости концентрации от температуры.

35

Способ изготовления элемента памяти для ППЗУ, заключающийся в нанесе- нии на поверхности полупроводниковой

подложки первого диэлектрического слоя, формировании на его поверхности плавких перемычек, в нанесении проводящего слоя из газовой среды на поверхности плавких перемыч ек и первого диэлектрического слоя с последующим формированием проводящих шин с частичным перекрытием краев плавких перемычек, нанесении второго диэлектрического слоя на поверхности плавких перемычек и проводящих шин, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности программирования, при нанесении проводящих шин в газовую среду вводят кремний в количестве 0,5-3,5 ат.% соответственно логарифмической зависимости концентрации от температуры.

fe

c;

I

I

I

0.01

cpuai