DE4305849C2

DE4305849C2 - Nichtflüchtige Speichervorrichtung mit einer Polyimid-Maskenschicht

Info

Publication number: DE4305849C2
Application number: DE4305849A
Authority: DE
Inventors: Syouzo Shirota; Takahiro Ootuka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1993-02-25
Publication date: 1995-07-06
Anticipated expiration: 2013-02-26
Also published as: JPH05243581A; US5519246A; DE4305849A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine nichtflüchtige Speicher vorrichtung mit einer Polyimid-Maskenschicht.

Eine nichtflüchtige Speichervorrichtung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 kann der US 5,068,697 entnommen werden.

Aus Beresford, R., "Late implant turns ROMs around fast", in US-Z.: Electronics, May 31, 1983, No. 11, S 50, 51, ist es bekannt, daß eine Harzschicht, insbesondere eine Photolack- oder Polyimidschicht, sich vorteilhaft als Maske für hoch energetische Teilchenstrahlung bei der Herstellung einer nichtflüchtigen Speichervorrichtung (ROM) eignet.

Die Verwendung einer Harzschicht, wie z. B. einer Photolack schicht, als Maskenschicht für UV-Belichtung bei einem Sub- µm-Prozeß ist aus Ziger, D.H., "Understanding IC Lithogra phy" in US-Z.: IEEE Circuits and Devices Magazine, September 1992, S. 42-47, bekannt.

Aus US 4,847,667, US 4,758,869, EP 0 433 174 A1 und EP 0 227 549 A2 ist die Verwendung einer Metallschicht als Masken schicht für UV-Strahlung bei Speichereinrichtungen bekannt.

Fig. 4 ist eine Schnittansicht, die eine Anordnung einer Spezialinformations-Speicherzelle einer herkömmli chen nichtflüchtigen Speichervorrichtung zeigt. In der Abbildung stellt das Bezugszeichen 2 eine Aluminiumschicht (Al) dar, die gebildet ist, um die Übertragung eines ultravioletten Strahls zu verhindern. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Passivierungsschicht zum Schutz eines Verdrahtungsmusters, der Aluminiumschicht 2 und anderer. Die Passivierungsschicht dient zur Isolation oder zum Schutz vor Oxidation. Weiterhin be zeichnen die Bezugszeichen 4 bis 9 Bestandteile der Speicherzelle 4 bezeichnet eine Oxidschicht, 5 ein Steuer- Gate, 6 ein Floating-Gate, 7 eine n⁺-Quelle (oder n⁺- Senke), 8 eine n⁺-Senke (oder n⁺-Quelle) und 9 ein p-Typ Silizium-Substrat. Hier ist das Verdrahtungsmuster auf der Oxidschicht 4 gebildet.

Gemäß Fig. 4 wird, wenn ultraviolett bestrahlt wird, um die Information des EPROMS in der Speicherzellen-Zentraleinheit (nicht abgebildet) zu löschen, die Spezialinformations-Speicherzelle (gezeigt), d. h. die Speicherzelle des EPROM-Teils (UPROM: unlöschbares PROM), deren Information nicht gelöscht werden soll, mit einer Aluminiumschicht 2 zum Schutz vor der Übertragung eines ultravioletten Strahls bedeckt. Dadurch wird das Löschen der Information in der Speicherzelle verhindert, die die Oxidschicht 4, das Steuer-Gate 5, das Floating-Gate 6, die n⁺-Quelle (oder n⁺-Senke) 7, die n⁺-Senke (oder n⁺- Quelle) 8 und das p-Typ Siliziumsubstrat 9 umfaßt. Hier wird die Spezialinformation, die unabhängig von der ultra violetten Bestrahlung nicht löschbar ist, zum Wafertest und anderes in einem Prozeß zur Herstellung von Halbleiterspei chern verwendet, beispielsweise als Laserabgleich-Informa tion, Test-Information, Wafer-Ablaufaufzeichnungs-Informa tion oder ähnliches.

Der vorstehend beschrieben Aufbau bei herkömmlichen Spei chervorrichtungen birgt dahingehend eine Beschränkung in sich, als die Aluminiumschicht Kurzschlüsse in der Verdrah tung verursachen kann. Dem kann durch eine ausreichende Be abstandung der Aluminiumschicht von der Verdrahtung oder eine entsprechende Verkleinerung der Aluminiumschicht Rech nung getragen werden. Eine Verkleinerung der Aluminium schicht kann allerdings dazu führen, daß ultraviolette Strahlung an der Aluminiumschicht vorbei die Speicherzelle erreichen kann.

Der Erfindung liegt daher gegenüber dem eingangs beschriebe nen Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine nichtflüch tige Speichervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Pa tentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß deren Betriebszu verlässigkeit erhöht ist.

Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Pa tentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Dadurch, daß eine Polyimidschicht als ultraviolett-undurch lässige Schicht verwendet wird, ist aufgrund der elektrisch isolierenden Eigenschaften der Polyimidschicht eine großflä chige Abdeckung der Speicherzelle ermöglicht. Die Gefährdung eines ungewollten Einfalls ultravioletter Strahlung an der Polyimidschicht vorbei auf die Speicherzelle kann somit wir kungsvoll verhindert werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Haupt-Teils einer erfin dungsgemäßen nichtflüchtigen Speichervorrichtung gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels;

Fig. 2A bis 2D Abbildungen der Bildung einer Polyimid schicht in Übereinstimmung mit der Schleuderbeschichtungs technik im Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 eine Schnittansicht eines Haupt-Teils einer erfin dungsgemäßen nichtflüchtigen Speichervorrichtung gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels; und

Fig. 4 eine Schnittansicht eines Haupt-Teils einer herkömmlichen nichtflüchtigen Speichervorrichtung.

1. Ausführungsbeispiel

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Anordnung einer Spezialinformations-Speicherzelle einer nichtflüchtigen Speichervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In der Darstellung bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Polyimidschicht (Polyimidfilm), die als ultraviolett undurchlässige Harzschicht wirkt, eine elektrisch isolierende Charakteristik besitzt und an Stelle der herkömmlichen Aluminiumschicht 2 ausgebildet ist. Als Polyimidschicht kann dort das PIX (Handelsname der Hitachi Kasei Co., Ltd.) verwendet werden, das normalerweise als Pufferschicht verwendet wird, die zwischen einem Halbleiterbaustein und seinem Gehäuse geschaffen wird, um das Auftreten von Brüchen aufgrund des Unterschieds im Ausdehnungskoeffizienten zwischen Baustein und Gehäuse zu verhindern. Die Teile 3 bis 9 sind ähnlich zu denen herkömmlicher Speichervorrichtungen. Bezugszeichen 3 kennzeichnet eine Passivierungsschicht, 4 eine Oxidschicht, 5 ein Steuer-Gate, 6 ein Floating-Gate, 7 eine n⁺-Quelle (oder n⁺-Senke), 8 eine n⁺-Senke (oder eine n⁺-Quelle) und 9 ein p-Typ Silizium-Substrat. Hier kann, da sie eine elektrisch-isolierende Charakteristik besitzt und nicht oxidiert, die Polyimidschicht 1 weitläufiger auf der Passivierungsschicht 3 gebildet werden, um die vorerwähnte Speicherzelle genügend zu bedecken. Zusätzlich kann Polyi mid Licht einer Wellenlänge unter 400 nm abschirmen, wenn es eine Schichtdicke von 1 µm oder mehr besitzt und die Wellenlänge des ultravioletten Strahls ca. 150 nm bis 300 nm beträgt. So wird für die Darbietung des Ultraviolett- Abschirm-Effektes die Dicke der Polyimidschicht 1 auf über 1 µm eingerichtet, bevorzugt auf 2 µm bis 15 µm.

Die Polyimidschicht 1 kann beispielsweise in Übereinstimmung mit der Schleuderbeschichtungs-Technik oder der Vergieß-Technik gebildet werden. Die Fig. 2A bis 2D sind schematische Darstellungen zur Beschreibung der Bildung gemäß der Schleuderbeschichtungs-Technik. Wie in den Fig. 2A bis 2D gezeigt, wird, wenn der Wafer mit einer Speicherzelle rotiert, eine Polyimidlösung auf den rotierenden Mittelteil der oberen Fläche des Wafers getropft, so daß sie auf der oberen Waferfläche durch Zentrifugalkraft aufgrund der Rotation ausgebreitet wird, um die obere Waferfläche zu bedecken. Der nicht benötigte Teil des Wafers wird entfernt. Andererseits wird, im Falle des Vergießens, die Polyimidlösung auf die obere Waferfläche aufgebracht, um nur einen benötigten Teil zu bedecken.

Nachfolgend wird ein Arbeitsablauf unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. Es wird angenommen, daß mit einem ul travioletten Strahl bestrahlt wird, um die Information der Speicherzellen-Zentraleinheit (nicht gezeigt) des EPROM zu löschen. Da die Speicherzelle des EPROM-Teils (UPROM-Teil), in der die Information nicht gelöscht werden soll, ausrei chend von der ultraviolett-undurchlässigen Polyimidschicht 1 bedeckt ist, um den ultravio letten Strahl an der Übertragung und dem Umgehen der Polyimidschicht hindern, kann der ultraviolette Strahl die Speicherzelle aus der Oxidschicht 4, dem Steuer-Gate 5, dem Floating-Gate 6, der n⁺-Quelle (oder n⁺-Senke) 7, der n⁺- Senke (oder n⁺-Quelle) 8 und dem p-Typ Siliziumsubstrat 9 nicht erreichen. Dadurch wird das Löschen der Information der Speicherzelle vermieden.

2. Ausführungsbeispiel

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht, die eine Anordnung einer Spezialinformations-Speicherzelle einer nichtflüchtigen Speichervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zeigt. Wie in Fig. 3 veranschaulicht, ist die Speicherzelle mit einer Oxidschicht 4 bis zu einem p- Typ Siliziumsubstrat 9 von einer Aluminiumschicht 2 bedeckt und desweiteren ist die Aluminiumschicht von einer Polyimidschicht 1 bedeckt (ähnlich der Polyimidschicht 1 im vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel), wobei eine Passivierungsschicht 3 zwischen die Aluminium schicht 2 und die Polyimidschicht 1 eingebracht ist. In diesem Fall ist, wie aus dem Vergleich mit dem herkömmli chen in Fig. 4 gezeigten Beispiel deutlich wird, die Aluminiumschicht 2 so ausgebildet, daß sie einen möglichst kleinen Bereich umfaßt, um keine große Beschränkung für die Bildung des Verdrahtungsmusters zu verursachen. Mit dieser Anordnung ist es möglich, die Zuverlässigkeit der nichtflüchtigen Speichervorrichtung weiter zu erhöhen.

Obwohl in den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen die Polyimidschicht 1 auf der oberen Fläche der Passivie rungsschicht 3 gebildet ist, ist es auch möglich, daß die Polyimidschicht 1 auf der unteren Fläche der Passivierungsschicht 3 gebildet ist, d. h. auf der oberen Fläche der Oxidschicht 4, in der das Verdrahtungsmuster gebildet ist, da die Polyimidschicht 1 eine elektrisch isolierende Charakteristik besitzt.

Claims

1. Nichtflüchtige Speichervorrichtung mit einer Spezialinfor mations-Speicherzelle, die Spezialinformation davor bewahrt, Zu der Zeit einer Bestrahlung mit einem ultravioletten Strahl unerwünscht gelöscht zu werden, zusätzlich zu einer ultravio lett-löschbaren Speicherzellen-Zentraleinheit, in der eine ultraviolett-undurchlässige Schicht auf der Spezialinformati ons-Speicherzelle ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Polyimidschicht (1) als ultraviolett-undurchlässige Schicht verwendet wird.

2. Nichtflüchtige Speichervorrichtung gemäß Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Polyimidschicht (1) eine Dicke von über 1 µm besitzt.

3. Nichtflüchtige Speichervorrichtung gemäß Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Dicke der Polyimidschicht (1) 2 µm bis 15 µm beträgt.

4. Nichtflüchtige Speichervorrichtung nach einem der vorange henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyimid schicht (1) auf einer Passivierungsschicht (3) ausgebildet ist.

5. Nichtflüchtige Speichervorrichtung nach einem der Ansprü che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aluminium schicht (2) auf der Spezialinformations-Speicherzelle ausge bildet ist und die Polyimidschicht (1) auf der Aluminium schicht (2) ausgebildet ist, mit einer Passivierungsschicht (3), die zwischen die Aluminiumschicht (2) und die Polyimid schicht (1) eingebracht ist.