DE2636961C2 - Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterspeicherelementes - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterspeicherelementes

Info

Publication number
DE2636961C2
DE2636961C2 DE2636961A DE2636961A DE2636961C2 DE 2636961 C2 DE2636961 C2 DE 2636961C2 DE 2636961 A DE2636961 A DE 2636961A DE 2636961 A DE2636961 A DE 2636961A DE 2636961 C2 DE2636961 C2 DE 2636961C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tungsten
oxide
molecules
layer
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2636961A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2636961A1 (de
Inventor
Ernest Edward la South Plainfield N.J. Bate
Dawon Somerset N.J. Kahng
Martin Paul Summit N.J. Lepselter
Joseph Raymond Califon N.J. Ligenza
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AT&T Corp
Original Assignee
Western Electric Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Western Electric Co Inc filed Critical Western Electric Co Inc
Publication of DE2636961A1 publication Critical patent/DE2636961A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2636961C2 publication Critical patent/DE2636961C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/792—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with charge trapping gate insulator, e.g. MNOS-memory transistors
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/04—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS
    • G11C16/0466—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells with charge storage in an insulating layer, e.g. metal-nitride-oxide-silicon [MNOS], silicon-oxide-nitride-oxide-silicon [SONOS]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/401—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/4011—Multistep manufacturing processes for data storage electrodes
    • H01L29/40117—Multistep manufacturing processes for data storage electrodes the electrodes comprising a charge-trapping insulator
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

65
Die vorliegende Zusatzerfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterspeicherele
mentes nach Patent 24 09 568.
Bei den bekannten Halbleiterspeicher-Vorrichtungen sind Speicheranordnungen verwendet worden, welche eine SIibM-schichtige Struktur aufweisen. Dabei bedeutet »5« ein Halbleiter-Substrat oder-schicht; »Λ« und »/2« eine erste bzw. eine zweite Isolationsschicht; und »M« eine Metallelektrodenschicht Für die elektrische Löschung der in einem Speicher mit einer SI1I2M-Struktur gespeicherten Information muß eine positive Spannung an die Metallelektrode so angelegt werden, daß die eingefangenen Elektroden (wenn vorhanden) zu dem Metall durch den »Fowler-Nordheim-Tunneleffekt« zurücktransportiert werden, und zwar in der zur Einschreibrichtung entgegengesetzten Richtung. Bei einer solchen Speicheranordnung bestimmt die Anwesenheit gegenüber der Abwesenheit der gefangenen Elektronen mit den Oberflächenzuständen an der Zwischenschicht zwischen den isolationsschichten den Speicherzustand der Vorrichtung.
Bei anderen bekannten Typen mit SIihM-Strukturen wird auf das Phänomen der Tunnelung von Ladungsträgern zwischen der 11 ^-Zwischenschicht und dem Halbleiter eher Wert gelegt als auf die Metallelektrode. Dabei bestimmt wiederum die Anwesenheit gegenüber der Abwesenheit von gefangenen Elektronen mit den Iib-Zwischenschicht-Zuständen den Speicherzustand der Vorrichtung.
In der US-PS 38 77 054, deren Inhalt Gegenstand des Hauptpatents DE-PS 24 09 568 ist, ist beschrieben, wie die Zwischenschichtzustände in dem Bereich der !ih-Zwischenschicht einer SIibM-Speichervorrichtung gesteuert und durch Einführung verteilter Verunreinigungsmetallatome stabilisiert werden können. Diese Metallatome sind z. B. Wolfram in einer Oberflächenkonzentration zwischen ungefähr 1014 und 2 χ 1015 pro Quadratzentimeter des Zwischenschichtbereiches. "Mit dem Wort »verteilt« ist gemeint, daß die Verunreinigungen nicht miteinander verklumpt oder verklebt sind, was zu einer »Fermi-Pegel-Charakteristik« der Verunreinigung selbst führen würde. Diese Verunreinigungsatome dienen auch zur Vergrößerung der Fang- (Abfang-) Wirkung der elektronischen Ladungsträger (Elektronen oder Lochet) und insbesondere für jene Ladungsträger, welche von dem Halbleiter (oder Metall) zu dem Iih-Zwischenschichtbereich durch das Phänomen des »Powler-Nordheim-Tunneleffektes« zu den Zwischenschichtzuständen transportiert werden.
Bei der US-PS 38 77 054 wurde vorgeschlagen, daß Wolfram-Verunreinigungen durch Verdampfungstechniken oder die Verwendung von Aluminium-Halogenen in chemischen Darnpfablagerungsprozessen eingeführt werden, um die abdeckende ^-Schicht zu schaffen, welche eine Mischung aus Verunreinigungen von Wolfram-Halogenen mit Aluminium-Halogenen während eines anfänglichen Zustandes des Aluminiumoxid-Ablagerungsprozesses umfaßt. Wolfram-Abdampfungstechniken haben jedoch zur Folge, daß relativ hohe Mengen kostspieliger, ultrareiner Wolframquellen verwendet werden (verglichen mit den extrem geringen Mengen von Wolfram, die in der Iih-Zwischenschicht abgelagert werden), daß hohe Verdampfungstemperaturen (im Extremfall bis 3000° C) erforderlich sind, welche große Mengen an Energie verbrauchen und daß schließlich sorgfältige und geschickte Arbeiter den Prozeß steuern müssen. Darüber hinaus neigt die Einlagerung von Wolfram-Halogenen in der Anfangsphase der chemischen Dampfablagerung des Aluminiumoxids zur Erzeugung einer 12-Schicht mit schlechter elektrischer Qualität, wo-
durch die Ladungsspeicherzeiten in der fertigen Anordnung vermindert werden. Es ist daher wünschenswert, daß wirtschaftlichere und leichter steuerbare Techniken zur Verfügung stehen, mit weichen die metallischen Verunreinigungen, wie z. B. Wolfram oder Molybdän, in einen Iib-Zwischenschichtbereich einer SIibM-Speichervorrichtung eingeführt werden können.
Dabei wurde herausgefunden, daß in einigen Fällen, welche von der jeweils herzustellenden Speiche^orrichtung und der dafür gewünschten elektrischen Cha- ίο rakteristik ebuir'gen, sogar höher dotierte Konzentrationen bevorzugt werden, als diese bisher bei Verwendung bekannter Prozesse möglich waren. Die Begrenzung von Dotierungskonzentrationen, welche bisher mit einer oberen Grenze von rund 2 χ 1015 Atome pro Quadratzentimeter verwendet wurden, führte dazu, daß die Metallatome eher miteinander verklumpten, als daß sie gleichmäßig über die Oberfläche verteilt wurden, auf weiche sie abgelagert werden sollten. Aus den oben, in der US-PS 38 77 054 genannten Gründen ist eine derartige Verklumpung nicht wünschenswert
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Prozeß der eingangs genannten Art derart zu schaffen, daß keine Verklumpung auftritt und daß eine höhere Dotierungskonzentration von z.B. bis zu 1016 Dotierungskernen pro Quadratzentimeter möglich wird.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigt
F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
F i g. 2 einen Querschnitt durch eine andere Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Im allgemeinen wird gemäß der vorliegenden Erfindung zur Erzeugung einer SIihM-Speicherstruktur mit einer gleichmäßigen metallischen Dotierung bzw. Verunreinigung, wie z. B. Wolfram oder Molybdän, in einem Iih-Zwischenschichtbereich ein Oxid der Verunreinigung auf der Ii-Schicht gerade vor der Ablagerung der b-Schicht aufgebracht. Dazu wird beispielsweise ein Oxid (oder Oxide) des Metalls, wie z. B. typischerweise Wolframtrioxid oder Molybdäntrioxid auf der freien Ii-Schicht aufgebracht, in dem eine wirksame Verdampfung des Metalis mit Sauerstoff erfolgt. Auf diesem wege können etwas höhere Konzentrationen der Dotierung (bis zu 1016 Dotierungskernen pro Quadratzentimeter), als bisher praktisch möglich war, ohne die Gefahr einer Verklumpung der Dotierungskerne aufgebracht werden.
Die nachfolgende Beschreibung der Erfindung be- >, ziehi sich im Detail auf die Ablagerung eines Oxids oder der Oxide von Wolfram.
Gemäß Fig. 1 wird eine Vakuumkammer 10 durch eine Auslaß-Leitung evakuiert, welche durch eine Auslaßdüse 11 gesteuert wird. Sauerstoff wird bei niedrigem Druck in die Vakuumkammer 10 durch eine Einlaß-Leitung 12 unter Steuerung eines Einlaßventils 13 eingeführt. Der innere Bereich einer hohlzylindrischen Wolframröhre 17 kommt mit dem Sauerstofffluß von dem offenen Auslaßende der Röhre 12 in Berührung. Diese b5 Wolframröhre ist typischerweise durch einen standardisierten, natriumfreien, chemischen Dampfablagerungsprozeß hergestellt und wird durch eine Wechselstromquelle 14 beheizt derer. AnschluGpaar an Tantalklemmen 15 und 16 führt und die in einem Pressitz über der äußeren Wand der Wolframröhre 17 nahe an den einander gegenüberliegenden Enden angeordnet sind. Vorteilhafterweise ist die Wolframröhre 17 ungefähr 18 cm lang und weist einen äußeren Durchmesser von ungefähr 0,6 cm und eine Wandstärke von ungefähr 0,05 cm auf. In einem Abstand von ungefähr 40 cm von dem näher liegenden Ende der Rohrs 17 ist vorteilhafterweise eine Auffanganode 20 angeordnet welche ein Silizium-Halbleitersubstrat 21 aufweist, auf dessen Hauptoberfiäche eine Silizium-Dioxidschicht 22 typischerweise durch einen konventionellen Trockenoxidationsprozeß aufgewachsen ist. Die Schicht 22 entspricht der Ii-Schicht in der fertigen Speicheranordnung. Als ein Ergebnis der chemischen Reaktion des Wolframs auf der inneren Oberfläche der Röhre 17 mit dem Sauerstoffstrom aus der Leitung 12 fließt ein Strom 23 der Oxide des Wolframs auf die offene Oberfläche der Siliziumdioxidschicht 22.
Die Temperatur der Röhre 17 und der Druck des Sauerstoffstromes in diese Röhre werden vorteilhafterweise so angepaßt, daß eine signifikante Komponente von Wolframtrioxid in dem Strom 23 enthalten ist. Aus diesem Grunde wird die Kammer 10 zuerst durch die Düse 11 evakuiert (während die Düse 13 geschlossen ist) und zwar bis zu einem Druck von typischerweise 10~7 Torr, und dann wird der Sauerstoff durch die Düse 13 in die Kammer 10 eingelassen, um so darin einen gleichmäßigen Druck des Sauerstoffes von vorteilhafterweise ungefähr 5 χ 10~4 Torr oder weniger zu erzeugen. Besonders vorteilhaft ist ein Druck von 5 χ 10~5 Torr. Die Wechselstromquelle 14 wird so eingestellt, daß die Wolframröhre 17 einen Temperaturbereich von ungefähr 1050 bis 1700° C und besonders vorteilhafterweise von 1150° C beibehält, um das Wolfram zu oxidieren und um das Wolframoxid an der inneren Oberfläche der Röhre 17 entsprechend dem Sauerstoffluß zu verflüssigen. Der Strom 23 beinhaltet daher Wolframtrioxidmoleküle, welche auf der offenen Hauptfläche der (unerhitzten) Siliziumdioxidschicht 22 kondensieren und abgelagert werden. Der Prozeß der Wolframoxidablagerung wird beendet, wenn die Anzahl der abgelagerten Wolframkerne (gleich der Anzahl der Wolframoxidmoleküle) den gewünschten Betrag für die jeweilige Speicheranordnung erreicht. Dieser Betrag liegt vorteilhafterweise in einem Bereich von ungefähr 1014 bis 10'6 Moleküle pro Quadratzentimeter. Besonders vorteilhafterweise liegt dieser Bereich zwischen 4 χ iOH und ungefähr 2 χ 1015 pro Quadratzentimeter; z. B. also ungefähr bei 7 χ 10'4 pro Quadratzentimeter.
Die erforderliche Ablagerungszeit hängt von den Parametern des Sauerstoffdruckes, der Temperatur der Wolframröhre 17 und der Abtrennung der Auffanganode von der Wolframröhre ab. Die Ablagerungsgeschwindigkeit auf einer einzigen Auffanganode 20 liegt vorteilhafterweise in einer Größenordnung von 5 χ 1012 Wolframkernen pro Quadratzentimeter und pro Sekunde, so daß die Ablagerungszeit in der Größenordnung von 100 Sekunden liegt. Die Autfanganode 20 kann vorteilhafterweise auf einem rotierenden Karussell angeordnet sein, das viele solcher Auffanganoden trägt, welche nacheinander in den Pfad des Oxidstrornes 23 hinein una davon herausbewegt werden. Vorteilhafterweise wird vor jede Auffanganode während jener Zeitperioden ein Schild gesetzt, in denen die Ablagerung des Wolframstromes nicht erwünscht ist.
Die Konzentration der Wolframkerne, welche so auf
der freien Oberfläche der Schicht 22 abgelagert werden, ist etwas höher als dies bei den bisher bevorzugten, bekannten Prozessen praktisch möglich ist. Der Grund dafür ist darin zu sehen, daß in der Vergangenheit reines Wolfram auf der Oberfläche abgelagert wurde, wodurch eine Tendenz der Wolframatome zur gegenseitigen Verklumpung besteht, wenn die Konzentration der Atome einen oberen Grenzbereich von ungefähr 2xlO15 Atome pro Quadratzentimeter überschreitet. Wenn jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung die ίο Dotierungskerne in Form von Molekülen des Oxides der Metallverunreinigung vorgesehen werden, dann bewirkt die Anwesenheit der Sauerstoffkomponente bei den Molekülen, daß eine Verklumpung verhindert wird, wodurch die Konzentration der Dotierung höher eingesteiit werden kann. Nichtsdestoweniger ist die Anwesenheit der Sauerstoffkomponente bei den Molekülen dazu wirksam, daß die Metallkerne die zuvor beschriebenen Verbesserungen in der fertigen Speichervorrichtung erreichen.
Nach der Ablagerung des Wolframoxides wird dann die I2-Schicht auf der freien Ii-(Siliziumdioxid)Schicht ausgebildet, welche nun die abgelagerten Wolframkerne enthält. Dazu kann beispielsweise Aluminiumoxid für die ^-Schicht in derselben Kammer 10 abgelagert werden, indem konventionell Aluminiumhalogene mit einer chemischen Dampfablagerung bei einer ausgewählten Temperatur von vorteilhafterweise ungefähr 9000C bis zu einer Dicke in einem Bereich von ungefähr 300 bis 700 Angström und vorteilhafterweise von ungefähr 500 Angström vorgesehen werden.
Wie bereits vorher beschrieben, besteht ein bekannter Prozeß für die Erzeugung der Verunreinigungen darin, daß eine Mischung der Verunreinigungen von Wolframhalogenen mit Aluminiumhalogenen während eines Anfangszustandes des Aluminiumoxidablagerungsprozesses erfolgt Ein Nachteil dieses Prozesses ist darin zu sehen, daß er dahin tendiert, eine b-Schicht mit geringer elektrischer Qualität zu erzeugen. Gemäß dem beschriebenen Prozeß werden die Verunreinigungs-Moleküle jedoch vorzugsweise unabhängig von dem Prozeß zur Erzeugung ^-Schicht geliefert und die elektrische Qualität der I2-Schicht wird daher weder durch den Prozeß zur Ablagerung der Verunreinigungsmoleküle noch durch deren Anwesenheit nachteilig beeinflußt. Die h-Schicht kann eine andere Isolation mit einer relativ hohen dielektrischen Konstante aufweisen, als die verglichene li-Schicht; z. B. Silizium-Nitrid mit einer bevorzugten Schichtdicke von ungefähr 300 bis 700 Angström. Die Ii-Schicht 22 weist — wie in der US-PS 38 77 054 beschrieben — eine Dicke von vorteilhafterweise zwischen 50 und 200 Angström auf. Besonders vorteilhaft ist eine Dicke von ungefähr 100 Angström des Siliziumdioxids, das durch trockene, thermische Oxidation auf die Hauptoberfläche der Siliziumsubstratschicht 21 aufgewachsen ist. Für einige besondere Ladungsspeicherzeiten in der fertigen Speicheranordnung kann diese Ii-Schicht etwas dünner und ungefähr bis 20 Angström dick sein.
Nach der Herstellung der IrSchicht auf der Ii-Schicht wird eine Metallelektrode auf die freie Oberfläche der irSchicht beispielsweise entsprechend der bekannten Poly-Silizium-Gate-Technik aufgebracht Viele Speicheranordnungen können auf einem einzigen Silizium-Substrat zusammen mit dem Zugriffsschaltkreis erzeugt werden; auch Source- und Drain-Bereiche zur Bildung isolierter Feldeffekttransistoren können zusammen mit weiteren Metallisierungen entsprechend der konventionellen Integrationsschaltkreistechnik eingeführt werden. Dadurch wird der elektrische Zugriff zum Auslesen der Speicherzustände aus der Anordnung mit einer Verstärkung erreicht, wie dies allgemein bekannt ist.
Gemäß Fig.2 wird die reaktionsfreudige Abdampfung des Wolframs von einem Wolframfaden dargestellt, im Gegensatz zu der Wolframröhre 17 gem. Fig. 1. Viele der Elemente gem. F i g. 2 sind mit denjenigen der F i g. 1 gemeinsam, und demgemäß tragen diese Elemente die gleichen Bezugszeichen. Konzentrische hohlzylindrische Strahlungsschilde 26, 27 und 28 umgeben den Wolframfaden 29 in vorteilhafter Weise, um zu verhindern, daß ein Wärmeverlust während der Strahlung auftritt. Diese Schilde sind typischerweise aus chemisch aufgedampftem Wolfram hergestellt, wobei jedes eine Wanddicke in der Größenordnung von 0,05 cm aufweist. Der Wolframfaden selbst besteht aus einem mehrfach stranggezogenen Wolfram, welches natriumfrei sein soll und welcher ungefähr 10 cm lang ist und dessen vielfach stranggezogene Dicke ungefähr 0,08 cm aufweist. Der Wolframfaden weist ungefähr 14 Windungen oder Schleifen mit einem Innendurchmesser von ungefähr 0,8 cm auf. Das innerste Schild 28 ist vorzugsweise 10 cm lang und hat einen Innendurchmesser von ungefähr 1,5 cm. Der Wolframfaden ist mit Kupferleitungen iin eine Wechselstromquelle 14 mit nicht näher dargestellten Anschlüssen angeschlossen.
Bei einer typischen Fadentemperatur von ungefähr 1140° C und bei einem typischen Sauerstoffdruck von ungefähr 3 χ 10~5 Torr beträgt die Wolframtrioxid-Ablagerungsgeschwindigkeit ungefähr 8xlO12 Moleküle pro Quadratzentimeter und pro Sekunde, wenn die Substrataufranganode ungefähr 25 cm von dem Wolframfaden entfernt angeordnet ist. Es wird daher die Auffanganode über eine Zeit von ungefähr 1,5 Minuten dem Wolframoxidstrom ausgesetzt, um eine Ablagerung von ungefähr 7 χ 1014 Wolframkernen pro Quadratzentimeter in Form von Wolframoxid zu erreichen. Der Sauerstoffdruck und die Wolframfadentemperatur können über dieselben Grenzen variiert werden, wie oben im Zusammenhang mit der Vorrichtung gemäß F i g. 1 beschrieben worden ist Während die Wolframröhre 17 als Wolframquelle den Vorteil der Stabilität aufweist, weist der Wolframdraht 29 den Vorteil einer leichten kommerziellen Verfügbarkeit auf.
Abänderungen der vorliegenden Erfindung können beispielsweise dadurch erreicht werden, daß homogenes Wolframtrioxid selbst als Quelle für den Wolframoxidstrom verwendet wird. Jedoch ist kommerziell ein reines Wolframtrioxid, das frei von Natriumoxiden ist, nicht leicht verfüghar. Da Natriumoxid bei 1275° C sublimiert, soll die Heiztemperatur des unreinen, kommerziell verfügbaren Wolframtrioxids vorteilhafterweise niedriger als 1130°C gehalten werden, um eine natriumfreie Wolframoxidablagerung zu erhalten. Mit einem reinen (natriumfreien) Wolframtrioxid kann eine Quellentemperatur von 1140° verwendet werden, wobei eine entsprechend kürzere Ablagerungszeit erreichbar ist In den obigen Beispielen wird die Qualität der Wolframkernablagerungen durch die Prozeßparameter: Zeit, Druck und Temperatur bestimmt
Die Steuerung über die Menge der Wolframoxidablagerung kann alternativ durch Voroxidation eines natriumfreien Wolframdrahtes bei einer derart niedrigen Temperatur erreicht werden, bei welcher die Flüchtigkeit des Wolframoxids vernachlässigbar ist, um diejenige Menge an Wolframoxid zu erhalten, die gleich dem Betrag der Ablagerung ist Beispielsweise kann ein
Wolframdraht über 15 Minuten bei ungefähr 8000C und in /60 Torr Sauerstoff voroxidiert und dann in einer Vakuumkammer in der Nähe der Auffanganode angeordnet und schließlich bei einer etwas höheren Temperatur als 113O0C wieder erhitzt werden, um eine ausreichende Zeit (z. B. 15 Min.) für die Sublimation des gesamten voroxidierten Teils des Wolframfadens zu erhalten. Alternativ dazu kann ein Wolframdraht derart voroxidiert werden, daß wesentlich mehr an Wolframoxid als gewünscht entsteht, um diese größere Menge auf der Auffanganode ablagern zu können und der Betrag des darauf abgelagerten Wolframoxids wird durch die Steuerung der Quellentemperatur und der Ablagerungszeit ebenso wie der Quellenabstand zu der Auffanganode gesteuert.
Während in der vorliegenden Beschreibung die Ablagerung von Wolframoxidmolekülen erfolgt ist, kann die Ablagerung von Molybdänoxidmolekülen (im allgemeinen in der Form von Molybdäntrioxid) unter Verwendung der im wesentlichen gleichen Techniken und Parameter, wie sie für das Wolframoxid beschrieben worden sind, vorgenommen werden.
Mit der vorliegenden Erfindung können noch eine Vielzahl von Variationen in dem Ablagerungsverfahren von Metalloxiden auf der freien Siliziumdioxidschicht vorgenommen werden, um die gewünschte Verteilung der Metallverunreinigungskerne aufzubringen. Darüber hinaus können andere Verunreinigungen, wie z. B. Oxide von Platin, Iridium, Tantal oder Niob anstelle von Wolfram verwendet werden; auch andere Halbleiter-Substrate und Isolatoren können in diesem Zusammenhang verwende; werden.
Bedeutende Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß die beschriebene Technik zur Ablagerung von Metalloxidmolekülen sehr einfach durchzuführen ist, wodurch eine leichte Einführung in den industriellen Herstellungsprozeß möglich wird. Dies ist insbesondere besonders wirtschaftlich im Hinblick darauf, daß leicht verfügbare und relativ billige Ausrüstungen und Materialien benötigt werden und daß eine leichte Steuerung für eine genaue Quantität der gleichmäßig verteilten Dotierungskerne ermöglicht wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
45
60 65

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterspeicherelements mit einem Halbleitersubstrat, auf dessen Oberfläche eine erste, aus einem Isoliermaterial bestehende Schicht aufgebracht ist, welche ihrerseits mit einer zweiten, aus einem weiteren Isoliermaterial bestehenden Schicht unter Bildung einer gemeinsamer. Zwischenfläche verbunden ist, wobei zur mo Schaffung von Niveaus zum Einfangen von elektronischen Ladungsträgern innerhalb des Bereichs der Zwischenfläche ein metallischer Dotierstoff (Metallverunreinigungen) in einer Oberflächenkonzentration von im wesentlichen IxIO14 bis 2 χ ΙΟ15 Atome pro Quadratzentimeter im Bereich der Zwischenfläche verteilt ist, nach Patent Nr. 24 09 568, dadurch gekennzeichnet, daß die Metaliverunreinigungen durch einen Strom von Metalloxidmolekülen erzeugt und daß die Metalloxidmoleküle des Molekülstroms auf der freien Oberfläche der ersten Isolationsschicht durch Aufströmen abgelagert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloxidmoleküle bis zu einer Oberflächenkonzentration zwischen ungefähr 4 χ 1014 bis 2 χ 1015 Moleküle pro Quadratzentimeter abgelagert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloxidmoleküle bis zu einer Oberflächenkonzentration zwischen ungefähr 1014 und ungefähr 10'6 Moleküle pro Quadratzentimeter abgelagert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Metallverunreinigungen Molybdän verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxid der Metallverunreinigungen Wolframtrioxid verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxid für die Metallverunreinigungen Molybdänoxid verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloxidmoleküle durch Einbringen eines metallischen Körpers in einen Sauerstoffstrom erzeugt werden, welcher vom metallischen Körper zur freien Oberfläche der ersten Isolationsschicht fließt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Körper aus Wolfram bei einer ersten Temperatur oxidiert wird, bei welcher der Dampfdruck des Wolframoxids klein ist und daß nachfolgend der oxidierte Körper während der Anwesenheit des Substrats mit aufgebrachter erster Isolationsschicht auf eine zweite, höhere Temperatür erhitzt wird, um das Wolframoxid zu verdampfen und um den Molekülstrom zu erzeugen.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallortidmoleküle auf der freien Oberfläche der ersten Isolationsschicht vor und unabhängig von der Bildung der zweiten Isolationsschicht aufgebracht werden.
DE2636961A 1975-08-18 1976-08-17 Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterspeicherelementes Expired DE2636961C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/605,312 US3964085A (en) 1975-08-18 1975-08-18 Method for fabricating multilayer insulator-semiconductor memory apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2636961A1 DE2636961A1 (de) 1977-03-03
DE2636961C2 true DE2636961C2 (de) 1984-09-13

Family

ID=24423144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2636961A Expired DE2636961C2 (de) 1975-08-18 1976-08-17 Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterspeicherelementes

Country Status (11)

Country Link
US (1) US3964085A (de)
JP (1) JPS6032973B2 (de)
BE (1) BE845154A (de)
CA (1) CA1052009A (de)
DE (1) DE2636961C2 (de)
ES (1) ES450758A1 (de)
FR (1) FR2321768A2 (de)
GB (1) GB1552161A (de)
IT (1) IT1071194B (de)
NL (1) NL7608923A (de)
SE (1) SE412818B (de)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4206251A (en) * 1978-06-01 1980-06-03 Hughes Aircraft Company Method for diffusing metals into substrates
US4329016A (en) * 1978-06-01 1982-05-11 Hughes Aircraft Company Optical waveguide formed by diffusing metal into substrate
US6391801B1 (en) 1999-09-01 2002-05-21 Micron Technology, Inc. Method of forming a layer comprising tungsten oxide
DE19955602A1 (de) * 1999-11-18 2001-05-31 Infineon Technologies Ag Nichtflüchtige Halbleiter- Speicherzelle sowie Verfahren zu deren Herstellung
US6953730B2 (en) 2001-12-20 2005-10-11 Micron Technology, Inc. Low-temperature grown high quality ultra-thin CoTiO3 gate dielectrics
US6888739B2 (en) * 2002-06-21 2005-05-03 Micron Technology Inc. Nanocrystal write once read only memory for archival storage
US6996009B2 (en) 2002-06-21 2006-02-07 Micron Technology, Inc. NOR flash memory cell with high storage density
US7154140B2 (en) * 2002-06-21 2006-12-26 Micron Technology, Inc. Write once read only memory with large work function floating gates
US7193893B2 (en) 2002-06-21 2007-03-20 Micron Technology, Inc. Write once read only memory employing floating gates
US6970370B2 (en) * 2002-06-21 2005-11-29 Micron Technology, Inc. Ferroelectric write once read only memory for archival storage
US6804136B2 (en) * 2002-06-21 2004-10-12 Micron Technology, Inc. Write once read only memory employing charge trapping in insulators
US7847344B2 (en) 2002-07-08 2010-12-07 Micron Technology, Inc. Memory utilizing oxide-nitride nanolaminates
US7221017B2 (en) 2002-07-08 2007-05-22 Micron Technology, Inc. Memory utilizing oxide-conductor nanolaminates
US7221586B2 (en) 2002-07-08 2007-05-22 Micron Technology, Inc. Memory utilizing oxide nanolaminates
US6865407B2 (en) * 2002-07-11 2005-03-08 Optical Sensors, Inc. Calibration technique for non-invasive medical devices
US6903969B2 (en) * 2002-08-30 2005-06-07 Micron Technology Inc. One-device non-volatile random access memory cell
US6917078B2 (en) * 2002-08-30 2005-07-12 Micron Technology Inc. One transistor SOI non-volatile random access memory cell
US6888200B2 (en) * 2002-08-30 2005-05-03 Micron Technology Inc. One transistor SOI non-volatile random access memory cell
US8125003B2 (en) * 2003-07-02 2012-02-28 Micron Technology, Inc. High-performance one-transistor memory cell
US7145186B2 (en) 2004-08-24 2006-12-05 Micron Technology, Inc. Memory cell with trenched gated thyristor
US7927948B2 (en) 2005-07-20 2011-04-19 Micron Technology, Inc. Devices with nanocrystals and methods of formation
US7709402B2 (en) 2006-02-16 2010-05-04 Micron Technology, Inc. Conductive layers for hafnium silicon oxynitride films
JP2013197121A (ja) * 2012-03-15 2013-09-30 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4844581B1 (de) * 1969-03-15 1973-12-25
US3877054A (en) * 1973-03-01 1975-04-08 Bell Telephone Labor Inc Semiconductor memory apparatus with a multilayer insulator contacting the semiconductor

Also Published As

Publication number Publication date
CA1052009A (en) 1979-04-03
US3964085A (en) 1976-06-15
JPS6032973B2 (ja) 1985-07-31
GB1552161A (en) 1979-09-12
BE845154A (fr) 1976-12-01
FR2321768B2 (de) 1980-04-30
JPS5224473A (en) 1977-02-23
IT1071194B (it) 1985-04-02
SE412818B (sv) 1980-03-17
NL7608923A (nl) 1977-02-22
SE7608839L (sv) 1977-02-19
DE2636961A1 (de) 1977-03-03
ES450758A1 (es) 1977-08-16
FR2321768A2 (fr) 1977-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2636961C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterspeicherelementes
DE69401694T2 (de) Elektroner emittierende Vorrichtung
DE1589810B2 (de) Passiviertes halbleiterbauelement und verfahren zu seiner herstellung
DE2601656A1 (de) Hochohmige metallkeramikschicht und verfahren zu deren herstellung
EP0483938A1 (de) Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon aus Sauerstoff
DE1148024B (de) Diffusionsverfahren zum Dotieren eines Silizium-Halbleiterkoerpers fuer Halbleiterbauelemente
DE2300813A1 (de) Verfahren zum niederschlagen von stickstoffdotiertem beta-tantal sowie eine beta-tantal-duennschicht aufweisender artikel
EP0328757B1 (de) Verfahren zur Herstellung dünner Schichten aus oxydischem Hochtemperatur-Supraleiter
DE68925684T2 (de) Supraleitende strahlungsempfindliche Vorrichtung mit Tunnelübergang, und Josephson Element
DE2726265A1 (de) Verfahren zum zuechten genetischer halbleiteroxidschichten
DE3789585T2 (de) Leitende organische Struktur.
DE69703962T2 (de) Elektronenemittierende Vorrichtung
DE1515301A1 (de) Verfahren zur Aufbringung hochwertiger duenner Schichten mittels Kathodenzerstaeubung und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens
DE2052221C3 (de) Verfahren zum Erzeugen einer Siliciumoxidschicht auf einem Süiciumsubstrat und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
DE2231891A1 (de) Verfahren zum herstelllen amorpher halbleiterschichten
DE1640200B1 (de) Supraleitendes material und verfahren zu dessen herstellung
DE1514359B1 (de) Feldeffekt-Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE1665250B1 (de) Supraleiter und verfahren sowie vorrichtung zu seiner her stellung
DE69029234T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Dünnschichtsupraleitern und supraleitenden Einrichtungen
DE68917779T2 (de) Josephson-Einrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung.
DE1771572A1 (de) Verfahren zum Niederschlagen einer aus Niob und Zinn bestehenden kristallinen Schicht
DE2635741B1 (de) Verfahren zum herstellen einer supraleitfaehigen nb tief 3 sn-schicht auf einer nioboberflaeche fuer hochfrequenzanwendungen
DE69415846T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Oxid-Supraleiters
DE69708739T2 (de) Flacher Bildschirm mit Wasserstoffquelle
DE6609383U (de) Zerstaeubungsvorrichtung zum niederschlagen einer schicht von halbleitermaterial, z.b. silicium.

Legal Events

Date Code Title Description
AF Is addition to no.

Ref country code: DE

Ref document number: 2409568

Format of ref document f/p: P

8110 Request for examination paragraph 44
AF Is addition to no.

Ref country code: DE

Ref document number: 2409568

Format of ref document f/p: P

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8340 Patent of addition ceased/non-payment of fee of main patent