Способ изготовления элемента памяти для ппзу

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (II) А1 (SI) 4 С 11 С 11/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4128392/24-24 (22) 29. 06. 86 (46) 07.09.89. Бюл. ¹ 33 (72) Я.М. Беккер, А.А. Заколдаев, П.С. Приходько и Ю.И. Щетинин (53) 681.327.66(088.8) (56) Микроэлектроника и полупроводниковые приборы. /Под ред. В.В. Васенкова и др.. M.: Советское радио, вып. 1, 1976, РТ4К0.348, 322 ТУ 4А. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТА

ПАМЯТИ ДЛЯ ППЗУ (57) Изобретение относится к вычисИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при изготовлении больших интегральных схем постоянных полупроводниковых запоминающих устройств (ППЗУ) .

Цель изобретения — повьппение 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 перемычка 3 и проводящие шины 4. Сверху структура, содержащая плавкую перемычку и шины, закрыта вторым диэлект-. рическим слоем 5 для защиты от внешних «оздействий.

Нанесение защитного слоя окиси кремния (н-.орой диэлектрический сл й) 2 лительной .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 эа счет того, что при нанесении проводящего слоя в газовую среду вводят кремний в количестве 0,5-3,5 ат.7 соответственно логарифмической зависимости концентрации от температуры.

2 ил. происходит при высокой температуре (800 С), В этом случае температура о превьппает эвтектическую (500-550 С) для системы Si-А1 и поэтому локально происходит диффузия кремния в алюминий на границе между нижним 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. разогрев алюминиевых шин (особенно вблизи плавких перемычек), что приводит к увеличению сопротивления алюминиевых шин вблизи плавких перемычек, где температура выше остальной части.

Поэтому количество кремния, растворяющегося в алюминии, зависит от длительности программирования, так как с увеличением длительности повьппается температура алюминиевых шин.

Раство) ение кремния в слое алнмио ни, начинается при 200-250 С и с

3 150648 ростом температуры увеличивается до эвтектической температуры.

Слой алюминия окружен слоями окиси кремния, слабо реагирующей с алюминием. Однако ввиду неоднородности кристаллической структуры слоя алюминия, а также флуктуаций в концентрации кремния, в окиси кремния на границе алюминиевой шины и слоев оки- си кремния оказываются участки, где взаимодействие алюминия и кремния

Способ изготовления элемента памяти для ППЗУ, заключающийся в нанесении на поверхности полупроводниковой подложки первого диэлектрического слоя, формировании на его поверхности плавких перемычек, в нанесении проводящего слоя из газовой среды на поверхности плавких перемычек и первого диэлектрического слоя с последующим формированием проводящих ппш с частичным перекрытием краев плавких перемычек, нанесении второго диэлектрического слоя на поверхности плавких перемычек и проводящих шин, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности программирования, при нанесении проводящих шин в газовую среду вводят кремний в количестве 0 5-3 5 ат.7 соответственно логарифмической зависимости концентрации от температуры. принимает существенное значение в ъ образовании эвтектики Si-A1.

Поэтому имеет место локальное

15 увеличение концентрации кремния в алюминиевой шине. Высаживание избыточного количества кремния происходит локально, главным образом на границах зерен слоя алюминия, в результа-20 те чего уменьшается сцепление между

ll II зернами, что вызывает шелушение пленки алюминия. Локальное высаживание кремния на алюминиевых шинах ухудшает адгезию и теплоотвод, что уско- 25 ряет процесс "шелушения", локального увеличения электрического сопротивления алюминиевых шин, вследствие чего на пиках падает част„ напряжен л программирующего импульса, на 30 плавксй пепе-мычке элемента памяти напряжение становится меньше и, как резул-.тат, элемент памяти .: программируется. Г!оэтому при введении кремния в алюминий на стадии изготс вления эпеме та гамяти сопротивление всех шин равномерно повышается, при этом однородность алюминиевых шин на всех БИС ЗУ также возрастает и в процессе нанесения второго диэлектри- 40 ческого слоя окиси кремния не изменяется, что по;,ышает надежность програгпчирования и коэффициент программируемости.

Способ осуп;ествляют следующим образом.

На полупроводниковую подложку 1 наносят первый диэлектрический слой 2 окиси кремния SiO толщиной .1,2мкм о, 50 при температуре 1100 С. Далее на поверхность первого диэлектрического слоя наносят слой иэ высокорезистивного м териала (NiCr) толщиной о 300 при температуре 250 С, Затем наносят слой фоторезиста, проводят

S5 его облучение через маску с последующим снятием засвеченных участков фо1 4 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 (A1) толщиной 1-1,2 мкм при температуре о

250-300 С. Одновременно при нанесении металла в газовую среду вводят атомы кремния в количестве 2,5-3 ат.7 (фиг. 2). Далее на полученную поверхность наносят слой фоторезиста, облучают через маску, снимают засвеченные участки фоторезиста, проводят травление алюминия, насьпценного кремнием. После этого удаляют оставшийся фоторезист. Далее на поверхность, содержащую плавкие перемычки 3 и шины, наносят защитный слой окиси кремния толщиной 0,8 мкм при температуре 900 С.

При применении предлагаемого способа изготовления элемента памяти

ПИЗУ исключается локальное проникновение атомов кремния в алюминиевые шины и локальное увеличение сопротивления коммутирующих шин, возрастает однородность и стабильность электрического сопротивления коммутирующих шин, повышается коэффициент программируемости и надежности программирования ППЗУ. >ормула изобретения

1506481 (рой/

Редактор Н. Тупица

Заказ 5443/52 Тирах 558 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ухгород, ул. Гагарина, 101

+e

1 с Ï1

Р,И

Составитель Л. Амусьева

Техред А.Кравчук Корректор Э. Лончакова