DE2835086A1 - Halbleitermatrix eines integrierten konstantspeichers - Google Patents
Halbleitermatrix eines integrierten konstantspeichersInfo
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Description
HOFFMANN · JEITL·^ & PARTMBR
PAT E N TAN WALT 13
DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197«) . DIPL.-I NG. W.EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHN
DIPL.-ING. K. FOCHSLE . DR. RER. NAT. B. HANSEN
ARABELLASTRASSE 4 (STERNKAUS) · D-8000 MD NCH EN 81 . TELEPON (08?) 911087 . TELEX 05-29ί19 (PATHE)
31 Ο87/88
- 2
1. JURY VIADIMIROVICH KRUZHANOV, Moskau / UdSSR
2. VIKTOR PAVLOVICH DUBININ, Moskau / UdSSR
3. VIKTOR SERGEEVICH OVCHINNIKOV,, Moskau / UdSSR
4. VLADIMIR EDUARDOVICH SAFRONOV, Moskau / UdSSR
Die Erfindung betrifft allgemein Speicher des statischen Typs und bezieht sich auf eine Halbleitermatrix eines integrierten
Konstantspeichers auf der Basis von ein Halbleitergebiet eines ersten Leitungstpys enthaltenden Elementen, in deren oberflächennahen
Schicht bei mindestens einem Teil der Elemente ein Halbleitergebiet eines zweiten Leitungstyps liegt, wobei die
Elemente an den Kreuzungsstellen von in einem Halbleitersubstrat ausgeführten Halbleiterschienen des ersten Leitungstyps
mit Metallschienen gebildet sind, die auf einer die Halbleiterschienen gegen die Metallschienen isolierenden dielektrischen
Schicht liegen, und über einem Teil der Elemente in der dielektrischen Schicht Öffnungen über den Halbleitergebieten des zweiten
Leitungstyps zur elektrischen Kontaktierung der letzteren mit den Metallschienen ausgebildet sind.
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Derartige Halbleiteriticitrizen bzw. integrierte Konstantspeicher
werden in elektronischen Rechenmaschinen und Steuerungsrechnern,· in Informationserfassungs- und Informationsverarbeitungssystemen
sowie in verschiedenen Überwachungs- und
Steuerungssystemen verwendet.
Steuerungssystemen verwendet.
Eine Halbleitermatrix eines integrierten Konstantspeichers
dieser Art ist beispielsweise durch die US-PS 3 721 964 bekannt geworden. Diese Halbleitermatrix ist auf der Basis von ein Halbleitergebiet eines ersten Leitungstyps (p-Typ) enthaltenden Elementen ausgeführt; in ihrer oberflächennahen
Schicht liegt bei mindestens einem Teil der Elemente ein
Halbleitergebiet eines zweiten Leitungstyps (n'-Typ). Die
Elemente sind an den Kreuzungsstellen von in einem Substrat ausgeführten Halbleiterschienen des ersten Leitungstyps mit Metallschienen gebildet, die auf einer die Halbleiterschienen gegen die Metallschienen isolierenden dielektrischen Schicht liegen. Über einem Teil der Elemente sind in der dielektrischen Schicht Öffnungen über den Gebieten des zweiten Leitungstyps zur elektrischen Kontaktierung der letzteren mit den Metallschienen ausgebildet.
dieser Art ist beispielsweise durch die US-PS 3 721 964 bekannt geworden. Diese Halbleitermatrix ist auf der Basis von ein Halbleitergebiet eines ersten Leitungstyps (p-Typ) enthaltenden Elementen ausgeführt; in ihrer oberflächennahen
Schicht liegt bei mindestens einem Teil der Elemente ein
Halbleitergebiet eines zweiten Leitungstyps (n'-Typ). Die
Elemente sind an den Kreuzungsstellen von in einem Substrat ausgeführten Halbleiterschienen des ersten Leitungstyps mit Metallschienen gebildet, die auf einer die Halbleiterschienen gegen die Metallschienen isolierenden dielektrischen Schicht liegen. Über einem Teil der Elemente sind in der dielektrischen Schicht Öffnungen über den Gebieten des zweiten Leitungstyps zur elektrischen Kontaktierung der letzteren mit den Metallschienen ausgebildet.
Zur Verringerung des Spannungsabfalls über der Halbleiterschiene des ersten Leitungstyps und zur Verminderung der die Arbeitsgeschwindigkeit des Konstantspeichers bestimmenden Zeitkonstante
dieser Schiene ist in jeder Halbleiterschiene des ersten Leitfahigkeitstyps auf der ganzen Länge der letzteren nahe dem
Hauptgebiet des zweiten Leitfähigkeitstyps in der oberflächennahen
Schicht ein niederohmiges Zusatzgebiet des zweiten Leitungstyps (n -Typ) untergebracht, das elekt:
gebiet mittels Metallbrücken verbunden ist.
gebiet mittels Metallbrücken verbunden ist.
tungstyps (n -Typ) untergebracht, das elektrisch mit dem Haupt-
Das Vorhandensein solch eines Zusatzgebiets und der Metallbrücken
führt zur Vergrößerung der Matrizenfläche, was den
- 4
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Integrationsgrad verringert und der Vergrößerung der Informationskapazität
des in einem Kristall ausgeführten Konstantspeichers im Wege steht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halbleitermatrix eines integrierten Konstantspeichers zu schaffen, deren
neue, eine Verringerung ihrer Fläche bewirkende konstruktive Ausführung es gestattet, die Informationskapazität und den
Integrationsgrad des Konstantspeichers zu vergrößern.
Diese Aufgabe wird mit einer Halbleitermatrix eines integriei-ten
Konstantspeichers der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Halbleiterschienen eine
zwischen dem Substrat und der oberflächennahen Schicht liegende and eine mit der oberflächennahen Schicht gleichen Leitfähigkeitstyp
aufweisende Zusatzschicht enthalten, wobei die Leitfähigkeit.der Zusatzschicht größer als die der oberflächennahen
Schicht und durch die Löslichkeitsgrenze des Dotierungsstoffes im Material der Halbleiterschiene begrenzt ist.
Eine derartige konstruktive Ausführung der Halbleitermatrix führt zur Verringerung ihrer Fläche.
Die Erfindung ist im folgenden an Ausführungsbeispielen und anhand
der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Halbleitermatrix eines integrierten Konstantspeichers im Querschnitt, und
Fig. 2 die Halbleitermatrix nach Fig. 1 in Draufsicht.
Die in der Zeichnung dargestellte Halbleitermatrix eines integrierten
Konstantspeichers enthält ein aus zwei Halbleiterschichten 2 und 3 zusammengesetztes Substrat 1 (Fig. 1), in
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welchem Halbleiterschienen 4 des ersten Leitungstyps ausgebildet sind, der dem Leitungstyp des Substrats 1 entgegengesetzt
ist.
Jede"Halbleiterschiene 4 weist eine oberflächennahe Schicht
5 und eine zwischen der Schicht 2 des Substrats 1 und der oberflächennahen Schicht 5 liegende Zusatzschicht 6 mit dem
gleichen Leitfähigkeitstyp wie die Schicht 5 auf.
Sich mit den Halbleiterschienen 4 kreuzende Metallschienen
7 liegen auf einer die Halbleiterschienen 4 von den Metallschienen
7 isolierenden dielektrischen Schicht 8.
Die Halbleitermatrix des integrierten Konstantspeichers ist auf der Basis von an den Kreuzungsstellen der Halbleiterschienen
4 mit den Metallschienen 7 (Fig. 2) gebildeten und ein durch die Schichten 5 und 6 (Fig. 1) der Halbleiterschiene
4 gebildetes Halbleitergebiet des ersten Leitungstyps enthaltenden Elementen ausgeführt.
In der oberflächennahen Schicht 5 des Halbleitergebiets des ersten Leitungstyps liegt bei mindestens einem Teil der Elemente ein in Fig. 1 und 2 bei sämtlichen Elementen angedeutetes
Halbleitergebiet 9 des zweiten Leitungstyps.
Die Leitfähigkeit der Zusatzschictit 6 ist größer als die der
oberflächennahen Schicht 5 der Halbleiterschiene 4 und durch
die Löslichkeitsgrenze des Dotierungsstoffes im Material der
Halbleiterschiene 4 begrenzt.
über einem Teil der Elemente - in Fig. 1 u. 2 über sämtlichen Elementen
gezeigt - sind in der dielektrischen Schicht 8 öffnungen 10 über den Gebieten 9 des zweiten Leitungstyps zur Herstellung
eines elektrischen Kontaktes der Gebiete 9 zu den Metallschienen 7 ausgeführt.
909809/0842 _ 6 _
In der Halbleitermatrix des erfindungsgemäßen Aufbaus dient
die Zusatzschicht 6 der Halbleiterschiene 4 zur Verringerung des Widerstandes der letzteren.
Die Zusatzschicht 6 ist in der Tiefe der Matrix ausgeführt und nimmt keinen zusätzlichen Platz auf der Kristalloberfläche
ein.
Dies gestattet es, unter Beibehaltung einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit
des Konstantspeichers einen gegenüber bekannten Speichern doppelt so großen Integrationsgrad zu erhalten.
Unter. Beibehaltung der der Schienenfläche des bekannten Speichers
gleicher Fläche der Halbleiterschienen 4 der Matrix wird ein geringerer Widerstand der letzteren erreicht, und
es wird also möglich, eine gegenüber der bekannten Lösung zweimal größere Arbeitsgeschwindigkeit des Konstantspeichers
zu erhalten.
Die Ausnutzung der erfindungsgemäßen Halbleitermatrix als Speicher und/oder Dechiffrator des Konstantspeichers gestattet
es, die Informationskapazität des letzteren zu vergrößern, einen Konstantspeicher übergroßer Kapazität herzustellen sowie
einen Konstantspeicher im Bestand einer einkristallinen elektronischen Rechenmaschine auszuführen.
Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Das Substrat 1 ist aus p-leitendem, mit Bor dotierten Silizium
hergestellt, v/obei die Schicht 2 bis zu einem Grad von 10 cm
16 — ^ und die Schicht 3 bis zu einem Grad von 5.10 cm dotiert ist.
909809/0842
Die Halbleiterschiene 4 ist aus η-leitendem Silizium hergestellt,
V7obei die oberflächennahe Schicht 5 mit Phosphor bis
17 -3 zu einer Konzentration von 5.10 cm und die Zusatzschicht
19 -3
6 mit Antimon bis zu einer Konzentration von 10 cm dotiert
Das Gebiet 9 ist aus p-leitendem, mit Bor bis zu einer Kon-.
18 —3
zentration von 5.10 cm dotiertem Silizium gebildet.
Die dielektrische Schicht 8 stellt Siliziumdioxid dar, während
die Metallschienen 7 aus Aluminium hergestellt sind.
Bei der Herstellung derartiger Halbleitermatrizen werden aufeinanderfolgend
eine Ionendotierung von Silizium mit Antimon zur Ausbildung der Zusatzschicht 6 in der Schicht 2 des Substrats
1 und dann ein epitaxiales Aufwachsen der Schicht 3 des Substrats 1 durchgeführt. Ferner wird die oberflächennahe
Schicht 5"durch Ionendotierung mit Phosphor, die Gebiete 9
des zweiten Leitfähigkeitstyps durch Ionendotierung mit Bor
und ein Leitungsbild aus Aluminium gebildet.
Das Substrat 1 ist aus p-leitendem, mit Bor dotierten Silizium
15 -3 hergestellt, wobei die Schicht 2 bis zu einem Grad von 10 cm
und die Schicht 3 ungleichmäßig bis zu einem Grad zwischen 1.018 und 5.1016cm~3 dotiert ist.
Die Halbleiterschiene 4 ist aus η-leitendem Silizium hergestellt,
wobei die 7.n.qa-t-7.schicht 6 mit Arsen bis zu einer Kon-
19 —3
zentration von 10 cm und die oberflächennahe Schicht 5 mit
zentration von 10 cm und die oberflächennahe Schicht 5 mit
17 -3
Phosphor bis zu einer Konzentration von 5.10 cm dotiert ist.
Das Gebiet 9 ist aus p-leitendem, mit Bor bis zu einer Konzentration
von 10 cm dotierten Silizium gebildet.
909809/0842 "8"
Die dielektrische Schicht 8 stellt Siliziumdioxid dar, während die Metallschienen 7 aus Aluminium hergestellt sind.
Bei der Herstellung derartiger Halbleitermatrizen werden aufeinanderfolgend
eine Ionendotierung von Silizium mit Arsen zur Ausbildung der Zusatzschicht 6 in der Schicht 2 des Substrats
1 und dann ein epitaxiales Aufwachsen der Schicht 3 des Substrats 1 durchgeführt, wobei eine Änderung der Konzentration
von 10 cm im unteren Teil der Schicht 3 bis 5.10 cm in deren oberem Teil sichergestellt wird. Im unteren Teil ist
die Konzentration zur Verhinderung einer Autodotierung des Gebiets in der Nähe der Trennfläche der Schichten 2 und 3 des
Substrats 1 mit Arsen erhöht.
Im weiteren verläuft der Prozeß in Analogie zu dem im Beispiel 1 beschriebenen Prozeß.
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Claims (4)
1. JURY VLADIMIROVICH KRUZHANOV, Moskau / UdSSR
2. VIKTOR PAVLOVICH DUBININ, Moskau / UdSSR
3. VIKTOR SERGEEVICH OVCHINNIKOV, Moskau / UdSSR
4. VLADIMIR EDUARDOVICH SAFRONOV, Moskau / UdSSR
Halbleitermatrix eines integrierten Konstantspeichers
Patentanspruch:
Halbleitermatrix eines integrierten Konstantspeichers auf der Basis von ein Halbleitergebiet eines ersten Leitungstyps enthaltenden
Elementen, in deren oberflächennaher Schicht bei' · mindestens einem Teil der Elemente, ein Halbleitergebiet eines
zweiten Leitungstyps liegt, wobei die Elemente an den Kreuzungsstellen von in einem Halbleitersubstrat ausgeführten Halbleiterschienen
des ersten Leitungstyps mit Metallschienen gebildet, sind, die.auf einer die Halbleiterschienen gegen die
Metallschienen isolierenden dielektrischen Schicht liegen,
und über einem Teil der Elemente in der dielektrischen Schicht öffnungen über den Halbleitergebieten des zweiten Leitungstyps
zur elektrischen Kontaktierung der letzteren mit den Metallschienen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet
daß die Halbleiterschienen (4) eine zwischen dem Substrat (1) .und der oberflächennahen Schicht (5) liegende und eine mit der
oberflächennahen Schicht (5) gleichen Leitfähigkeitstyp aufweisende
Zusatzschicht (6) enthalten, wobei die Leitfähigkeit der Zusatzschicht (6) größer als die der oberflächennahen Schifcht
(5) und durch die Löslichkeitsgrenze des Dotierungsstoffes im
Material der Halbleiterschiene (4) begrenzt ist.
909809/0842
ORIGINAL
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU2517206 | 1977-08-16 |
Publications (1)
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| DE2835086A1 true DE2835086A1 (de) | 1979-03-01 |
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|---|---|---|---|
| DE19782835086 Withdrawn DE2835086A1 (de) | 1977-08-16 | 1978-08-10 | Halbleitermatrix eines integrierten konstantspeichers |
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| Country | Link |
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1978
- 1978-08-10 DE DE19782835086 patent/DE2835086A1/de not_active Withdrawn
- 1978-08-15 JP JP9875878A patent/JPS5448452A/ja active Pending
- 1978-08-16 FR FR7823868A patent/FR2400748A1/fr not_active Withdrawn
- 1978-08-16 GB GB7833604A patent/GB2004687A/en not_active Withdrawn
Also Published As
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|---|---|
| JPS5448452A (en) | 1979-04-17 |
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