Способ изготовления затвора для МНОП-элементов памяти Советский патент 1992 года по МПК H01L21/318 

Изобретение относится к области технологии изготовления интегральных схем для вычислительной техники, в частности к способу изготовления затворов элементов памяти типа МНОП, ГОГОП, СНОП постоянных электрически перепрограммируемых запоминающих устройств.

Целью изобретения является повышение времени хранения информационного заряда за счет уменьшения скорости растекания информационного заряда.

П р м е р. Обработанные кремниевые пластины загружают в реактор, выведенный на тррбуемый температурный

режим Затем реактор откачивают, пластины прогревают до температуры реактора, отсекают реактор от насоса и подают в реактор осушенный кислородсодержащей агент (02) до давления 80 мм рт.ст. или в потоке и проводят окисление до образования туннельпо-тонкого слоя требуемой толщины 20Л А в соответствии с напряжением записи и стирания информационного заряда в элементе памяти. После этого откачивают кислородсодержащий .-тент и проводят осаждение первого слоя нитрида кремния толци - ной 100 А, подавая в реактор аммиак и кремннйсодержащий агент, напршчгр

&

IwaJ fsnsJ

«Ј

ел

-S.

тетрахлорнд кремния, затем перекрывают газы и подают смесь из кремний- содержащего агента, например тетра хлорида кремния, закиси азота я аммиака с объемными соотношениями крем- нипсодержащего агента к закиси азота и к аммиаку, равными соответственно 1$85:17 и при давлении 4 мм рт.ст. в течение 45 мин формируют слой gK- сииитрнда кремния толщиной 20 А с коэффициентом преломления М,85, затем перекрывают газы и из смеси тетрахлорида кремннл и аммиака выращивают второй слои нитрида кремния

411454

толщиной 300 А. Затем в случае необходимом формируют слой блокирующего окисла из смеси моноснлана и закиси азота. Электроды формируют с помощью фотолитографии из легированного фосфором поликристаллнческого кремния или силицида тугоплавкого металла. Формирование диэлектрических слоев может быть произведено в одном рабочем объеме в одном технологическом цикле.

10

15

Обоснование численных значений температур и давления приводят ниже

Изобретение относится к области технологии изготовления интегральных схем-для вычислительной техники, в частности к способу изготовления структуры затвора для МНОП-элементов памяти постоянных электрически перепрограммируемых запоминающих устройств Цель изобретения - повышение времени хранения за счет уменьшения скорости растекания информационного заряда. Цель достигается тем, что формирование слоя оксшштрида кремния осуществляют в среде четыреххлп- ристого кремния, закиси азота и с объемным соотношением кремнийорганн- ческого соединения к закиси азота и аммиака, равным 1:(2-100):(1-20) при температуре 100-350°С, давлении 0,1- 100 мм рт.ст. в течение 1-120 мин Формирование диэлектрических слоев может быть осуществлено в одном ра- . бочем объеме в едином технологическом процессе. $ С

за- зату- до 100

ие большая скорость растека- пнсь пись ния заряда за есть есть счет пористое- ти слоя оксини трида, 0,4 В/дек

100 500 900 950

записьесть

записьесть

0,01 10 30 80 120 0,001 1-2 2-4 4-6 10-12 ±5±8 i12 t15 i200

Время формирования оксшштридного слоя, мин

Скорость растекания информационного заряда, В/дек

0,5

1

60

120

150

Увеличение времени проО 3-0,4 0,15-0,25 0,15-0,25 0,15-0,2 0,15-0,2 граммирования

до 1 с

.1:150:0,01 , 1t100;1 1:50:1

ОбразованиеSiOj 0,15-0,2 0,15-2

Температурный интервал синтеза - 5950 С, происходит деградация запомислоя оксйнитрида определяется способ-лающих свойств первого слоя нитрида

ностьто к записи информационного -заря-кремния, а при температурах менее

да: при температуре, превышающей100°С имеет место большая скорость

950

записьесть

970

петля записи уменьшилась в 2,5 раза за счет деградации нитрида кремния

60

120

150

1:2:20

0,2-0,23

растекания информационного заряда за счет пористости слоя оксиннтрида крем ния.

При давлении ниже 0,1 мм рт.ст. скорость роста настолько низка, что даже при 950°С в реальном масштабе времени невозможно вырастить пленки необходимой толщины, а при давлении, превышающем 100 мм рт„ст. разброс толщины по пластине превышает допустимое и составляет 200%.

Время формирования оксинитридного слоя определяет электрофизические параметры выращенной структуры, в частности эффективность записи информационного заряда. При временах формирования больше двух часов, кромр того, происходит уменьшение эффективное ти записанного информационного заряда и нежелательное увеличение программирующих напряжений При малых временах формирования увеличивается скорость стекания информационного за- ряда и время хранения записанного информационного заряда уменьшается до одного года.

Скорость растекания записанного информационного заряда зависит от соотношения скоростей потоков четырех- хлористого кремния, закиси азота и аммиака. При граничных значениях соотношения происходит образование не

оксинитрида, а двуокиси кремния или нитрида кремния соответственно.

Достоинством данного способа является также возмопиость понижения программируюгцих напряжений до 6-9 В,

Дополнительным преимуществом является и то, что способ более технологичен и позволяет формировать псе слои диэлектрической структуры в одном рабочем объеме в едином технологическом цикле.

Формула изобретения

у

Способ изготовления затвора для ШОП-элементов памяти, включающий последовательное формирование m кремниевой подложке туннельно-тонкого слоя двуокиси кремния, первого слоя нитрида кремния, слоя оксиннтрида кремния, второго слоя нитрида кремния и проводящего слоя, отличающийся тем, что, с целью повышения времени хранения элементов памяти за счет уменьшения скорости растекания информационного заряда, слой оксинитрида кремния формируют из газовой смеси, содержащей кремний- содержащий реагент, закись -азота и аммиак с объемным соотношением четы- реххлористого кремния к закиси азота и аммиаку, равным 1:(2-100):(1-20) при температуре 100-950°С, давлении 0,1-100 мм рт.сто в течение 1-120 мин