DE2102854C3 - Verfahren zur Herstellung eines Festwertspeichers - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines FestwertspeichersInfo
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Description
40
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Festwertspeichers in monolithisch
integrierter Planartechnik. Die Steuerelektrodenbereiche der einzelnen Schaltelemente des Festwertspeichers
sind vom Substrat durch eine Isolierschicht getrennt. Selche Festwertspeicher sind bekannt. Ihre
Schaltelemente sind in der bekannten MIS- bzw. MOS-Struktur hergestellt.
Aufgebaut ist ein Festwertspeicher im wesentlichen aus einer Dekodierrchaltung, der eigentlichen
Speichermatrix und einer Anzahl von Leseverstärkern. Da die an einer Stelle gespeicherte Information
jeweils nur eine »1« oder eine »0« sein kann, genügt ein einziges unterschiedliches Kriterium pro
Speicherelement. Die monolithische Transistormatrix mit Dekodierung und Leseverstärkern in einer einzigen
integrierten Schaltung hat den Vorteil, daß die gesamte Anordnung in einem einzigen Gehäuse untergebracht
werden kann. Festwertspeicher, die aus Schaltelementen der bekannten MOS-Technik zusammengesetzt
sind, ermöglichen hohe Packungsdichten, weil die einzelnen Transistoren sehr klein
sind und die viel Platz beanspruchenden Widerstände entfallen. Solche Speicher können sowohl aus Transistoren
des Anreicherungstyps (p-channel enhancement mode) als auch des Verarmungstyps (n-channel
depletion mode) bestehen.
Die Verbindungsleitungen der Schaltelemente werden in mehreren Ebenen übereinander angeordnet. Bei der Methode der sogenannten Auswahlverbmdung werden verschiedene Gruppen von Schaltelementen in vorbestimmter Weise miteinandsr verbunden Mit Hilfe eines Rechners wird ein Leitungsmuster erstellt, dessen Daten die Eingangsinformation für ein automatisch arbeitendes System zur Erstel lung einer Maske bildet.
Die Verbindungsleitungen der Schaltelemente werden in mehreren Ebenen übereinander angeordnet. Bei der Methode der sogenannten Auswahlverbmdung werden verschiedene Gruppen von Schaltelementen in vorbestimmter Weise miteinandsr verbunden Mit Hilfe eines Rechners wird ein Leitungsmuster erstellt, dessen Daten die Eingangsinformation für ein automatisch arbeitendes System zur Erstel lung einer Maske bildet.
Aus der deutschen Offenlegungsschnft 1 914 933
ist es bekannt, solche integrierten Schaltkreise mn Hilfe der Strahlungstechnik herzusteilen. Durch die
Steuerung der Ablenkung und der Intensität des Strahls wird durch schrittweises Belichten kleiner
Punkte auf dieser Platte das Bild der Maske auf einer Photoplatte erzeugt. Mit Hilfe dieser Photomaske
wird in bekannter Weise das Leitungsmuster hergestellt. Der Kathodenstrahl dient somit lediglich zur
Herstellung dieser Photomaske.
Es ist ferner bekannt, bei der Herstellung von inte
grierten Schaltkreisen Ionen zu verwenden. Nach d«.:
deutschen Offen legungsschrift 1938365 können in tegrierie Schaltkreise mit unabhängige» elektrischer,
Eigenschaften der einzelnen Schaltelemente mit Hilft der sogenannten Ionenimplantation von verschiedenen
Verunreinigungen, wie n-leitfähigen, p-leitfähigen oder elektrisch neutralen sowie Haftsteüen-Verunreinigungen
in definierte Regionen des Kristallgitters eingesetzt werden. Durch Änderung der Beschleunigungsspannung
bzw des Strahlstroms kann man die elektrischen Parameter des Schaltelementes
nahezu beliebig und gezielt beeinflussen. Es können auch bereits vorher dotierte Regionen einer Ionenimplantation
ausgesetzt werden, um die elektrischen Charakteristiken der entsprechenden Schaltelemente
zu verändern. Mit diesen bekannten Maßnahmen wird somit jeweils die Leitfähigkeit oder der Leitungszustand
vorbestimmter Stellen des Halbleitersubstrats geändert.
Außerdem ist es bekannt, MOS-Strukturen mit gleichem Aufbau, aber verschiedenen elektrischen
Eigenschaften auf dem gleichen Substrat herzustellen. Zunächst werden die Schaltungselemente mit
gleichem Aufbau, gleicher Form und gleichen Abmessungen hergestellt, und diesen Schaltelementen
werden nachträglich durch unterschiedliche Nachbehandlung verschiedene Eigenschaften verliehen.
Nach der deutschen Offenlegungsschnft 1 564 406 ist zu diesem Zweck eine Strahlungsbehandlung der einzelnen
Schaltelemente vorgesehen, beispielsweise mit Röntgenstrahlen oder UV-Strahlen. Nach diesem
Verfahren kann eine sogenannte komplementäre MOS-Logik als integrierter Schaltkreis mit p- und
η-Kanal auf dem gleichen Substrat hergestellt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von Festwertspeichern zu vereinfachen
und zu verbessern. Sie macht Gebrauch von einer Strahlungsbehandlung der einzelnen Schaltelemente
in integrierten Schaltkreisen.
Die Erfindung besteht darin, daß zur Programmierung des Festwertspeichers die Anzahl der Ladungen
und/oder die Ladungsverteilung in der Isolierschicht und/oder an der Grenzfläche Substrat/Isolierschicht
durch Korpuskular-, Gamma- oder Röntgenstrahlen eingestellt wird. Im allgemeinen kann die Energie der
Strahlung so gewählt werden, daß der Ladungszustand im wesentlichen durch die ionisierende Wirkung der
Strahlung erzeugt wird. Sofern die Bestrahlung durch
geladene Korpuskeln erfolgt, kann deren Energie angeschlossenen Elemente entsprechen dann einer
auch so gewählt werden, daß die Korpuskeln direkt gespeicherten »1«, während die übrigen, zwar vorin
Form von geladenen Teilchen eingebaut werden. handenen, aber nicht angeschlossenen einer gespei-Die
Energie der Strahlung wird dann so eingestellt, cherten »0« entsprechen. Es können aber auch sämtdaß
der größte Teil der geladenen Korpuskeln bis 5 liehe Elemente an die Eingangs- und Ausgangsleitunzur
gewünschten Tiefe innerhalb der Isolierschicht gen angeschlossen werden. Bei diesen Elementen
bzw. bis zur Grenzfläche Halbleitersubstrat/Isolier- kann die Programmierung dann durch eine Unterschicht
durchdringt und dort eingebaut wird. Erfolgt schiedliche Dicke des Isolators unter der Steuerelekdie
Bestrahlung einer bereits fertigen integrierten trode der einzelnen MIS-Bauelemente vorgenommen
Schaltung, so muß die Strahlung auch noch die *= werden, wobei dünnes Oxid einer gespeicherten »1«
Steuerelektrodenschicht über dem Gate-Isolator und dickes Oxid einer gespeicherten »0« entspricht,
durchdringen und ihre Energie entsprechend der Zur Programmierung eines derartigen Festwertspei-Dicke
und dem Materia! dieser Elektrodenschicht chers durch unterschiedliche Oxiddicke während des
höher gewählt werden, damit man den gleichen La- Herstellungsprozesses ist ebenfalls eine eigene Maske
dungseinbau erhält. Die Bestrahlung kann also sowohl 15 erforderlich.
wahrend des Herstellungsprozesses vor dem Aufbrin- Ein Festwertspeicher nach der Erfindung kann
gen des Elektrodenmaterials als auch nach der Fer- demgegenüber aus in ihrem Aufbau identischen Bau-
tigstellung des Systems durchgeführt werden. elementen bestehen, die alle an die Eingangs- und
Bei Verwendung von Korpuskularstrahlung mit Ausgangsleitungen angeschlossen sein können. Die-
gcladenen Teilchen, nämlich Elektroden oder Ionen, ao ser Speicher wird dadurch programmiert, daß die
können durch Steuerung von elektrischen oder ma- Anzahl der Ladungen und deren Verteilung bei
gnetischen Ablenkeinheiten gezielt vorbestimmte einem vorbestimmten Teil der Bauelemente verän-
Strukturen bestrahlt und dadurch der Festwertspei- dert wird. Unter Umständen kann es genügen, wenn
eher programmiert werden. Dann ist keine Strah- nur die Ladungsverteilung geändert vird. Diese un-
lungsmaske erforderlich. Die Ablenkung des Strahls »5 terschiedüchen Ladungen bewirken entsprechend un-
kann vorzugsweise durch einen Rechner gesteuert terschiedliche Einsatzspannungen der einzelnen
werden. Transistoren. Die Transistoren, deren Einsatzspan-
Der wesentliche Vorteil der Verwendung von Kor- nung höher ist als die Eingangssignale des Systems,
puskularstrahlen besteht darin, daß die Strahlungsbe- die beispielsweise von einem Decoder vorgegeben
handlung unabhängig von der mechanischen Ferti- 30 sein können, werden durch dieses Signal nicht einge-
gung der Elektrodenbereiche der Einzelelemente schaltet. Diese Transistoren entsprechen somit je-
durchgeführt werden kann, weil diese Strahlung das weils einer gespeicherten »0«, während die übrigen
im allgemeinen verwendete Elektrodenmaterial geschaltet werden können und damit einer gespei-
durchdringt. cherten »1« entsprechen.
Ein Festwertspeicher kann bekanntlich dadurch 35 Außer unterschiedlichen Einsatzspannungen von
programmiert werden, daß durch entsprechende Ge- Transistoren einer Speichermatrix können mit dem
staltung einer Maske für die einzelnen Leiterbahnen Verfahren nach der Erfindung beispielsweise auch
nur vorbestimmte Elemente der Speichermatrix an unterschiedliche Kapazitäten von Kondensatoren
die Eingangsleitungen angeschlossen werden. Diese hergestellt werden.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herste'lung eines Festwertspeichers
in monolithisch integrierter Planartechnik, dessen Steuerelektrodenbereiche der einzelnen
Schaltelemente vom Substrat durch eine Isolierschicht getrennt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Programmierung des Festwertspeichers die Anzahl der Ladungen und/oder die Ladungsverteilung in der Isolierschicht und/
oder an der Grenzfläche Substrat-Isolierschicht durch Korpuskular-, Gamma- oder Röntgenstrahlen
eingestellt werden.
2. Verfahren zur Herstellung eines Festwert-Speichers in monolithisch intergrierter Planartechnik,
dessen Steuerelektrodenbereiche der einzelnen Schaltelemente vom Substrat durch eine
Isolierschidii getrennt sind, insbesondere nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur ao
Programmierung des Festwertspeichers die Anzahl der Ladungen und/oder die Ladungsverteilung
in der Isolierschicht und/oder an der Grenzflache Substrat-Isolierschicht durch Bestrahlung
mit geladenen Korpuskeln eingestellt werden, deren Energie so gewählt ist, daß sie als geladene
Teilchen eingebaut werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche oder den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Korpuskularstrahlung mit geladenen Elementarteilchen verwendet wird, mit der
mittels elektrischer oder magnetischer Ablenkeinrichtungen nur vorbestimmte Einzelschaltelemente
des Festwertspeichers bestrahlt werden.
35
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |