Способ изготовления затвора для мноп-элементов памяти

 

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 четыреххлпристого кремния, закиси азота и с объемным соотношением кремнийорганнческого 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

C0l03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„ЯЦ„„164 f:1 45

А1 (51)5 Н 01 1. 21/31 8ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (46) 23.09.92. Бюл, У 35 (21) 4741831/25 (22) 16,08,89 (71) Научно-исследовательский инсти» тут "Восток" (72) В.Г.Ерков, С.В,Девятова, И,A,Ãîëîä и А.А.Лихачев (53) 621,382(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1385971, кл. Н 01 L 21/02, 1985.

Патент.США Р 4229755, кл. Н 01 L 27/02, 1983.

Бакланов H.P. и др. Разработка и изготовление изделий электронной техники, - Тезисы докл. конф., 1980, с. 3, вып. 1 (253), с. 2-4, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАТВОРА ДЛЯ

ИНОПЭЛЕИЕНТОВ IIANlTH (57) Изобретение относится к области технологии изготовления интегральных схем- для вычислительной технихи, в

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

Целью изобретения является повышение времени хранения информационного заряда за счет уменьшения ско" рости растекания информационного заряда.

Пример. Обработанные кремниевые пластины загружают в реактор, выведенный на требуемый температурнвй частности к способу из,готовления структуры затвора для ИНОП-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 оксинитрида кремния осуществляют в среде четыреххлористого кремния, закиси азота и с объемным соотношением кремнийорганического соединения к закиси азота и аммиака, равным 1:(2-100):(1-?О) при температуре 1.00-350 С, давлении О,1100 мм рт.ст. в течение 1-120 мнн„ формирование диэлектрических слоев может быть осуществлено в одном рабочем объеме в едином технологическом процессе, режим 750 С. Затем реактор откачивают, пластины прогревают до температуры реактора, отсекают реактор о1 насоса и подают в реактор осушенный кислородсодержащей агент (О,) до давления 80 мм рт.ст. или в потоке и йроводят окисление до образования туннельно-тонкого слоя требуемой толщины 2011 А в соответствии с напряжением записи и стирания информационного заряда в элементе памяти, После этого откачивают кислородсодержащий ".гент и проводят осажление первого слоя нитрида крем толщпO ной 100 А, подавая в реактор аммиак и кремнийсодержащнй агент, например

1641145 тетрахлорнд кремния затем перекрывают газы и подают смесь из кремнийсодержащего агента, например тетрахлорнда кремния эакиси азота и аммиака с объемными соотношениями кремнийсодержащего агента к эакиси азота и к аммиаку, равными соответственно

1;85:17 и при давлении 4 мм рт,ст. в течение 45 мин формируют слой оксинитрида кремния толщиной 20 А с коэффициентом преломления 1,85, затем перекрывают газы и из смеси тетрахлорида кремния и аммиака выращивают второй слой ннтрида кремния

100 500 900 950 970 до 100

Температура, С

Состояние записи за- пись есть за- за- запись пись пись есть есть есть большая скорость растекания заряда эа счет пористости слоя окси нитрида,.

> 0,4 3/дек петля записи уменьшилась в 2,5 раза эа счет деградации нитрида кремния

Давление, О 01 10 30 80 120 мм рт.ст, Скорость роста пленки, А/мин 0,001 1-2 2-4 4-6 10»»12

Разброс толщины по пластиг1е,7. + 5 8 12 +15 200

Время фориированнл оксинитридног0 слоя иии

Скорость растекания инфориациоиного заряда, В/дек

150

120 бО увеличение вреиенн проО, 15-0,25 О, 15-0,25 О, 15-0,2 О, 15-0,2 граииировання до 1 с

0,3-0,4

1:100:1 f:50:1 1:2:20

f!3150:О 01

Образование

Si0

Температургнпг интервал синтеза

\ 55 слоя оксинитрида определяется способностью к записи информационного заряда: при температуре, превышающей

Соотношение скоростей потоков

ВхС1 :1 1 0: 111

Скорость растекания инфорглационееого заряда, В/дек

4 толщиной 300 3,. Затем в случае необходимом формируют слой блокирующего окисла из смеси моносилана и эакиси азота Электроды формируют с помощью фотолитографии из легированного фосфором поликристаллического кремния или силицида тугоплавкого металла.

Формирование диэлектрических слоев может быть произведено в одном рабочем объеме в одном технологическом цикле.

Обоснование численных значений температур и давления приводят ниже

Оу15-Оу2 Ор15-2 Оу2-О ° 23

950"С происходит деградация запоминающих свойств первого слоя нитрида кремния, а при температурах менее

100 С имеет место большая скорость

1641145

Формула изобретения

Составитель Т,Скоморохова

Редактор ИЛ1убииа Техред М.Моргентал

Корректор If,Иуска

Заказ 4059 Тираж 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,ужгород, ул. Гагарина,101

М растекания информационного заряда за счет пористости слоя оксинитрида кремния.

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 rio пластине превышает допустимое и составляет 200%.

Время формирования оксинитридного слоя определяет электрофиэические 15 параметры выращенной структуры, в частности эффективность записи информационного заряда. При временах формирования больше двух часов, кроме того, происходит уменьшение эффективнос-!О ти записанного информационного заряда и нежелательное увеличение программирующих напряжений, При малых временах формирования увеличивается . скорость стекания йнформационного за- 25 ряда и время хранения записанного информационного заряда уменьшается до одного года.

Скорость растекания записанного 30 информационного заряда зависит от соотношения скоростей потоков четырехХлористого кремния, закиси азота и аммиака. При граничных значениях соотношения происходит образование не 35

° г. оксинитрида, а двуокиси кремния илн нитрида кремния соответственно.

Достоинством данного способа является также возможность понижения программирующих напряжений до 6-9 В.

Дополнительным преимуществом является и то, что способ более технологичен и позволяет формировать все слои диэлектрической структуры в од» ном рабочем объеме в едином технологическом цикле.

Способ изготовления затвора для

МНОП-элементов памяти, включающий последовательное формирование на кремниевой подложке туннельно-тонкого слоя двуокиси кремния, первого слоя нитрида кремния, слоя оксинитрида кремния, второго слоя нитрида кремния и проводящего слоя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения времени хранения элементов памяти за счет уменьшения скорости растекания информационного заряда, слой оксинитрида кремния формируют из газовой смеси, содержащей кремнийсодержащий реагент, закись азота и аммиак с объемным соотношением четыреххлористого кремния к закиси азота и аммиаку,. равным 1:(2-100);(1-20) при температуре 100-950 С, давлении

0,1-100 мм рт.ст. в те ение 1-120 мнн.