PL115612B1 - N-channel mos memory unit - Google Patents

N-channel mos memory unit Download PDF

Info

Publication number
PL115612B1
PL115612B1 PL1978210682A PL21068278A PL115612B1 PL 115612 B1 PL115612 B1 PL 115612B1 PL 1978210682 A PL1978210682 A PL 1978210682A PL 21068278 A PL21068278 A PL 21068278A PL 115612 B1 PL115612 B1 PL 115612B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
epitaxial layer
type
layer
junctions
dopants
Prior art date
Application number
PL1978210682A
Other languages
English (en)
Other versions
PL210682A1 (pl
Inventor
James T Clemens
Dinesh A Mehta
James T Nelson
Charles W Pearce
Robert C Sun
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 PL210682A1 publication Critical patent/PL210682A1/pl
Publication of PL115612B1 publication Critical patent/PL115612B1/pl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/35Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices with charge storage in a depletion layer, e.g. charge coupled devices
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/403Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells with charge regeneration common to a multiplicity of memory cells, i.e. external refresh
    • G11C11/404Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells with charge regeneration common to a multiplicity of memory cells, i.e. external refresh with one charge-transfer gate, e.g. MOS transistor, per cell
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells

Description

Przedmiotem wynalazku jest przyrzad pamiecio¬ wy typu MOS z kanalem typu n, zawierajacy wie¬ le przyrzadów MOS, z których kazdy zawiera co najmniej jeden obszar typu n zawarty w pólprze¬ wodnikowym materiale krzemowym typu p.Znana jest z opisu patentowego Stanów !Zjedno¬ czonych 4 012 757 pamiec MOS o dostepie bezpo¬ srednim. Konstrukcja ukladu pamieci tego typu jest taka, ze prady uplywowe powoduja zanikanie zma¬ gazynowanych ladunków. Ladunki te reprezentu¬ ja dane wprowadzone do pojemnosciowych komó¬ rek pamieciowych. W zwiazku z tym w celu za¬ chowania danych wprowadzonych do komórek pa¬ mieciowych przez dlugi okres czasu, konieczne jest zastosowanie okresowych impulsów odczytu i rege¬ neracji.Pamieci poddawane oddzialywaniu takich okre¬ sowych impulsów odczytu i regeneracji sa omi.wia- ne jako dynamiczne pamieci o dostepie bezposred¬ nim czyli dynamiczne uklady RAM. Ze wzgledu na to, ze struktura dynamicznego przyrzadu RAM jest prostsza niz struktura statycznego przyrzadu RAM i dlatego bardziej pozadana, przy wytwarzaniu ta¬ kiego dynamicznego ukladu RAM jest równiez po¬ zadane zmniejszenie do minimum zanikania zma¬ gazynowanych ladunków.Dluzszy czas zaniku umozliwia zmniejszenie cze¬ stotliwosci impulsów regeneracji. Dluzszy czas za¬ niku powoduje równiez zmniejszenie prawdopodo¬ bienstwa utraty danych zapamietanych podczas 10 15 25 30 okresu pomiedzy dwoma kolejnymi impulsami re¬ generacji. Wówczas, gdy szybkosc zaniku zapamieta¬ nych danych zalezy od pradu uplywowego w przy¬ rzadzie przy polaryzacji w kierunku zaporowym, staje sie pozadane zmniejszenie tego pradu uply¬ wowego.W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 3 997 368 jest ujawnione zmniejszenie pradów uply¬ wowych zlacza p-n w wyniku tlumienia powstawa¬ nia defektów struktury krystalicznej w poblizu zlacz p-n w materiale pólprzewodnikowym poprzez proces pochlaniania. Pochlanianie obejmuje wpro¬ wadzenie znieksztalcenia sieci krystalicznej w wy¬ niku utworzenia warstwy z naprezeniami na tylnej powierzchni plytki.Warstwa jest nastepnie wyzarzana w czasie i tem¬ peraturze wlasciwych do wywolania dyfuzji miejsc powstawania zarodków krystalizacji, stanowiacych bledy ulozenia, do obszaru w poblizu tylnej po¬ wierzchni plytki. Dyfuzja miejsc powstawania za¬ rodków krystalizacji w kierunku tylnej powierz¬ chni powoduje tlumienie powstawania bledów ulo¬ zenia w przyrzadzie.Procesy pochlaniania podobne do ujawnionych w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 3 997 368 byly stosowane przy wytwarzaniu zwy¬ klych pamieci dynamicznych. Okreslono, ze dla ta¬ kich pamieci typowe czasy przechowywania da¬ nych leza w zakresie od 6 do 40 milisekund przy temperaturze zlacza 85°C. Okreslenie „czas prze- 115612115612 a 4 chowywania" odnosi sie do okresu czasu, w któ¬ rym impulsy regeneracji moga byc dostarczane bez utraty informacji z komórek pamieciowych.Oczywiscie dla dowolnej liczby pamieci badane czasy przechowywania zmieniaja sie w tym zakre- 5 sie. Przez okreslenie „typowe" odnoszace sie do war¬ tosci czasu przechowywania nalezy rozumiec war¬ tosci, które dziela dowolna liczbe przyrzadów na dwie w zasadzie równe grupy przyrzadów, jedna grupa z dluzszymi, a druga z krótszymi czasami io przechowywania. W zwiazku z tym okazuje sie po- p zadane wytwarzanie pamieci dynamicznycn z ty¬ powymi czasami przechowywania, korzystnie po¬ wyzej wymaganego minimalnego czasu przechowy¬ wania. lfe ?, W celu uzyskania zadawalajacej wydajnosci przy wytwarzaniu przyrzadów pamieciowych, pozadane jest, zeby w zasadzie wszystkie takie przyrzady spelnialy warunek wymaganego minimalnego czasu przechowywania. M Jak przedstawiono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 4 012 757, pamieci MOS o bezpo- . srednim dostepie moga byc wytworzone w podlozu pólprzewodnikowym, które zawiera czesc, na któ¬ rej nastapil wzrost warstwy epitaksjalnej, w któ- M rej sa wytworzone czynne komórki pamieci. Jed¬ nakze nie sa znane takie pamieci, które stalyby sie powszechne. • Uwaza sie, ze ten przypadek ma miejisce, ponie-. ^ waz dotychczas zadne raajonalnie.-oczekiwane ko- _... rzysci takiej struktury nie mogly przewazyc dodat¬ kowego skomplikowania i kosztów procesu w zwiaz¬ ku z dodaniem warstwy epitaksjalnej do podloza krzemowego.Znane dynamiczne uklady RAM z kanalem typu n byly wytwarzane przy zastosowaniu konwencjo¬ nalnych technik wytwarzania na jednej powierzch¬ ni krzemowej plytki domieszkowej typu p.Znane jest na przyklad, ze istnieje zwiazek po¬ miedzy czasem zycia nosników mniejszosciowych w materiale pólprzewodnikowym i ostatecznymi czasami przechowywania komórek pamieciowych utworzonych na jednej powierzchni plytki pólprze¬ wodnikowej. Dla przykladu, w przypadku znanej struktury ukladu pamieciowego, czasy zycia nos- 45 ników mniejszosciowych w krzemowym materiale podloza, rzedu 10 do 50 mikrosekund, odpowiada¬ ja w przyblizeniu typowym czasom przechowywa¬ nia w ukonczonych pamieciach, rzedu dwie do dzie¬ sieciu milisekund. Etapy wytwarzania takiej zna- M nej pamieci zawieraja etapy pochlaniania, podob¬ ne do etapów ujawnionych w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 3 997 368.Wedlug wynalazku przyrzad pamieciowy MOS zawiera obszary typu ri lezace w warstwie epitak- M sjalnej typu p wytworzonej na podlozu pólprze¬ wodnikowym typu p, przy czym podloze pólprze¬ wodnikowe ma znacznie wieksza koncentracje do¬ mieszek niz warstwa epitaksjalna.Wedlug wynalazku zlacza obszarów typu n z war- 60 stwa epitaksjalna typu p sa przystosowane do za¬ chowania zubozonego obszaru podczas dzialania i warstwa epitaksjalna ma grubosc, która jest ogra¬ niczona dla obejmowania glebokosci zlacz i obej¬ mowania w zasadzie nie Jtiniei niz grubosc^zubor P5 zonego obszaru w warstwie, gdy zlacza sa calko¬ wicie spolaryzowane w kierunku zaporowym.Wedlug wynalazku warstwa epitaksjalna ma ta¬ ka wlasnosc, ze droga dyfuzji elektronów w war¬ stwie jest co najmniej 500 mikrometrów. Grubosc warstwy epitaksjalnej jest równa nie wiecej niz jedna trzydziesta drogi dyfuzji elektronów w war¬ stwie..W przyrzadzie wedlug wynalazku prad, uplywo¬ wy przy polaryzacji w kierunku zaporowym zlacz podczas dzialania przy temperaturach powyzej 50°C jest przewyzszany przez dyfuzje nosników mniejszosciowych. Koncentracja domieszek w pod¬ lozu pólprzewodnikowym jest co najmniej 100 razy wieksza niz koncentracja warstwy epitaksjalnej.Podloze pólprzewodnikowe ma koncentracje do¬ mieszek równa co najmniej 1018 atomów domieszki typu p na centymetr szescienny i warstwa epita¬ ksjalna ma koncentracje domieszek zawarta w za¬ kresie 1014 do 1016 atomów domieszki typu p na centymetr szescienny. Warstwa epitaksjalna jest warstwa uzyskana przez wzrost w wyniku ogrze¬ wania pólprzewodnika w grafitowym elemencie sus- ceptancyjnym pokrytym warstwa krzemu.Prady uplywowe przy polaryzacji w kierunku za¬ porowym w ukladach pólprzewodnikowych, takich jak dynamiczne pamieci MOS o dostepie bezposre¬ dnim, moga zostac zmniejszone, gdy w ukladach zaczna dominowac prady dyfuzji przy normalnych temperaturach roboczych. Wówczas staje sie mozli-, we ograniczenie prawdopodobienstwa wystapienia nosników mniejszosciowych, które dyfunduja przez material i poprzez zlacza spolaryzowane w kierun¬ ku zaporowym bez szkodliwego uplywu na poza¬ dane charakterystyki zlaczy.Wedlug wynalazku przyrzad pólprzewodnikowy ó charakterystykach pradów uplywowych przy po¬ laryzacji w kierunku zaporowym, majacych korzy¬ stnie male wartosci, w zlaczach p-n zawiera poje¬ dyncze, krzemowe podloze krystaliczne. Podloze ma czesc o stosunkowo duzej koncentracji domieszki (np. wiecej niz 1018 domieszek typu p na centymetr szescienny). Na czesci podloza zostala wytworzona warstwa epitaksjalna o stosunkowo mniejszych kon¬ centracjach domieszek (np. zwykle 2X1Q& domie¬ szek typu p na centymetr szescienny). Warstwa epi¬ taksjalna ma grubosc równa czesci drogi dyfuzji nosników mniejszosciowych w strukturze warstwo¬ wej.Struktura warstwowa jest zwykle przygotowana tak, ze wystepujace w niej nosniki mniejszosciowe maja srednia droge dyfuzji równa co najmniej oko¬ lo 500 mikrometrów (1 mikrometr jest równy 10~8 metra), która odpowiada skutecznemu czasowi zy¬ cia dla takich nosników mriiejszósciówychy równe¬ mu okolo 500 mikrosekund.Ponadto warstwa epitaksjalna ma te wlasnosc ze wzgledu na miejsce wytwarzania nosników mniej¬ szosciowych liczba takich miejsc jest tak mala, ze w diodzie wytworzonej w warstwie epitaksjalnej przewaza w zasadzie prad dyfuzji w zakresie nor^ malnych temperatur roboczych przyrzadów w pod¬ lozu.Zlacze p-n calkowicie wytworzone w warstwie epitaksjalnej, badzia mialo bardzo :maly wste*zriy115612 5 6 prad uplywowy. Zgodnie z tym zapewniona jest dynamiczna komórka pamieciowa o dostepie bezpo¬ srednim, wytworzona w warstwie epitaksjalnej, z zaskakujaco dlugim czasem przechowywania, co wymaga waznych dodatkowo wysilków przy pro¬ cesie.Ponadto, jezeli zlacza p-n takiej komórki sa o- graniczone do obszaru w poblizu powierzchni war¬ stwy i calkowicie wewnatrz tej warstwy, charak¬ terystyki przebicia i pojemnosci takich zlaczy po¬ zostaja w zasadzie charakterystykami zwykle odpo¬ wiadajacymi mniej domieszkowanej warstwie za¬ miast charakterystyk zwiazanych z koncentracja¬ mi domieszki w czesci podloza.Wynalazek jest szczególnie korzystny z punktu widzenia dynamicznych pamieci MOS o dostepie bezposrednim. Wynalazek zostanie opisany odnos¬ nie przyrzadu pólprzewodnikowego tego typu. Je¬ dnakze nie oznacza to, ze wynalazek nie ma szer¬ szego zastosowania.Ogólnie wynalazek dotyczy róznych elementów pólprzewodnikowych, które wymagaja, zeby prad uplywowy w zlaczach p-n spolaryzowanych w kie¬ runku zaporowym utrzymywal stosunkowo mala wartosc.Mozliwa jest struktura pólprzewodnikowa, która powoduje wyrazny, stopniowy wzrost czasów prze¬ chowywania dla komórek pamieciowych dynami¬ cznego ukladu RAM. Jednakze ten wzrost okazuje sie osiagalny jedynie wówczas, gdy material pól¬ przewodnikowy, w którym sa umieszczone komór¬ ki pamieciowe, ma wlasnosc wlasciwa do ograni¬ czenia dowolnych wstecznych pradów uplywowych, co jest znane jako „skladowa dyfuzji" pradów.Wymagana „wlasnosc" czyli cala krystaliczna struktura jest struktura o najnizszym poziomie sub¬ stancji zanieczyszczajacych lub szkodliwych domie¬ szek, który jest osiagany przy pomocy obecnych technik wytwarzania i urzadzen. Te szkodliwe do¬ mieszki zawieraja na przyklad takie elementy, jak zelazo, nikiel, miedz, wapn i zloto.Szkodliwe domieszki w przypadku tego wynala¬ zku to takie, które maja poziom energetyczny w przyblizeniu w polowie pomiedzy pasmem wa- lencyjnym i pasmem przewodzenia krzemu. W wy¬ niku wystepowania ich w sieci krystalicznej pow¬ staja miejsca wytwarzania nosników mniejszoscio¬ wych.Uwaza sie równiez, ze powoduja one powstawa¬ nie bledów ulozenia i innych defektów krystalicz¬ nych, które sa znane jako zwiekszajace wsteczne prady uplywowe, gdy pojawiaja sie one w poblizu tlacz p-n.Przy braku takich szkodliwych domieszek oka¬ zuje sie, ze dyfuzja nosników mniejszosciowych, np. elektronów w materiale typu p, staje sie mecha¬ nizmem sterujacym, w wyniku którego moga po¬ jawic sie wsteczne prady uplywowe. To zjawisko, mianowicie wystepowanie struktury pólprzewodni¬ kowej, w której przewaza najczesciej prad dyfuzji w zakresie temperatur roboczych wytworzonego w niej przyrzadu, jest waznym aspektem tego wyna¬ lazku.Prady dyfuzji nosników mniejszosciowych sa wy¬ soce zalezne od temperatury. Ostry wzrost wstecz¬ nych pradów uplywowych na zlaczach diodowych byl rozpatrywany w przeszlosci jako zjawisko w wy¬ sokiej temperaturze. Zmiana zaleznosci temperatu¬ rowej wstecznego pradu uplywowego jest uwazana za przejscie od wytwarzania przewazajacego pradu do dyfuzji przewazajacego pradu uplywowego, gdy temperatura badanego przyrzadu wzrasta.Jednakze gdy przyrzad jest wykonany wedlug tego wynalazku, prad uplywowy przy polaryzacji w kierunku zaporowym zlacz p-n korzystnie wy¬ kazuje zaleznosc temperaturowa mechanizmu pra¬ du dyfuzji w czesci rozpatrywanego zakresu tem¬ peratur roboczych, zawierajacej wysokie tempera¬ tury. Temperatury robocze moga byc zawarte w za¬ kresie od normalnej temperatury pokojowej do temperatury ponad 90°C.W przypadku omawiania czesci wysokotempera¬ turowej zakresu temperatur, rozumie sie przez nia zwykle temperatury wyzsze niz 70°C. Zwykle czesc wysokotemperaturowa zakresów temperatur jest od 70°C do 90°C. Jednakze w czystych strukturach krystalicznych moze juz przewazac prad uplywo¬ wy przy polaryzacji w kierunku zaporowym w wy¬ niku pradów dyfuzji przy temperaturach powyzej 4Q°C. Taka struktura z przewazajacym praciem dy¬ fuzji wymaga, zeby szkodliwe domieszki byly w za¬ sadzie usuniete ze struktury, w której jest wytwo- rzony-przyrzad.Zalecane wykonanie wynalazku jest dynamicz¬ nym przyrzadem pamieciowym o dostepie bezpo¬ srednim z kanalem typu n, który to przyrzad jest wytworzony w epitaksjalnym podlozu krzemowym typu p. Podloze jest wykonane z materialu, który jest korzystnie domieszkowany borem (bor jest do¬ mieszka typu p) az do stosunkowo duzej koncen¬ tracji, korzystnie 1019 atomów domieszki na cen¬ tymetr szescienny.Na podlozu krzemowym jest wytworzona warst¬ wa epitaksjalna, równiez z krzemu domieszkowa¬ nego borem. Jednakze w zalecanym wykonaniu warstwa epitaksjalna jest domieszkowana jedynie do koncentracji okolo 2KIO15 atomów domieszki na centymetr szescienny. W tej wlasnie warstwie epi¬ taksjalnej sa wytwarzane elementy komórek pa¬ mieciowych.W przypadku gdy w opisanej strukturze przy¬ rzadu epitaksjalnego przewaza prad dyfuzji, cha¬ rakterystyki zlacz, takie jak charakterystyki po¬ jemnosci, napiec progowego i przebicia, dla ele¬ mentów komórek pamieciowych sa okreslone przez poziom domieszkowania w warstwie epitaksjalnej.Z drugiej strony wsteczne prady uplywowe w zla¬ czach w elementach sa ograniczone w wyniku zmniejszonego prawdopodobienstwa wystepowania nosników mniejszosciowych, np. elektronów, na je¬ dnej drodze dyfuzji od zlacza, w wysoce domiesz¬ kowanym podlozu. Pamiec w takiej strukturze w wyniku tego ma optymalne charakterystyki pojem¬ nosci, napiec progowego i przebicia oraz ponadto charakterystyki wstecznych pradów uplywowych o malych wartosciach, które odpowiadaja korzyst¬ nie dlugim czasom przechowywania dla kazdej z po¬ szczególnych komórek w pamieci.Jednakze korzystne wyniki uzyskane w opisanej strukturze znikaja gdy poziom szkodliwych domie- 10 15 20 25 30 55 40 45 50 55 607 115612 8 szek jest taki, ze przyrzad, np. pamiec w warstwie epitaksjalnej, jest w- znacznym stopniu sterowany z punktu widzenia jego charakterystyk wstecznego pradu uplywowego przez nosniki mniejszosciowe wytwarzane w poblizu zlacz.W zwiazku z tym staje sie wazne wytworzenie pamieci w materiale majacym opisana „wlasnosc" np. poziom szkodliwych domieszek, który jest tak maly, ze poziom domieszek jest trudny do pomiaru, nawet przy zastosowaniu obecnych technik. Oka¬ zuje sie jednakze, ze zalety struktury uzupelniaja sie nawzajem tak, ze struktura ma charakterystyki, które przyczyniaja sie do pochloniecia szkodliwych domieszek w podlozu krzemowym, tak ze material epitaksjalny dazy do osiagniecia korzystnie malego poziomu takich szkodliwych domieszek.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na Którym fig. 1 * przedstawia przekrój poprzeczny czesci plytki pól¬ przewodnikowej, pokazujacy warstwe epitaksjalna na podlozu o grubosci proporcjonalnej wzgledem podloza, przydatny do wyjasnienia wynalazku, fig. 2 — powiekszony widok czesci epitaksjalnej, po¬ kazanej na fig. 1 i wskazujacy rózne obszary do¬ mieszkowane jdla utworzenia zlacz p-n o malym pradzie uplywowym, wedlug wynalazku, fig. 3 — schemat ilustrujacy elektryczne dzialanie struktury z fig. 2, fig. 4 — schemat ilustrujacy zalecane kon- . centracje boru w materiale pólprzewodnikowym plytki z fig. 1, fig. 5 — inna i obecnie zalecana strukture, w której wynalazek jest zastosowany w celu uzyskania korzystnych charakterystyk wste¬ cznego pradu uplywowego i fig. 6 — schemat blo¬ kowy korzystnych etapów procesu, wytwarzania przyrzadu pólprzewodnikowego wedlug zalecanego wykonania wynalazku.Zostanie teraz opisane podloze pólprzewodnikowe.Na figurze 1 jest pokazana czesc plytki pólprze¬ wodnikowej, która jest oznaczona ogólnie nume¬ rem 11. Plytka 11 jest pokazana w przekroju po¬ przecznym w celu pokazania wzglednych grubosci podloza 12 plytki 11 i warstwy epitaksjalnej 14, która jest wytworzona na jednej powierzchni plyt¬ ki. Podloze krzemowe 12 ma grubosc w przyblize¬ niu 500 mikrometrów (500 Xl0"8 metra).W porównaniu z podlozem krzemowym 12 gru¬ bosc warstwy epitaksjalnej jest korzystnie równa jedynie dziesieciu do pietnastu mikrometrów. W wy¬ niku tego fig. 1 pokazuje w znacznie powiekszonej skali przyblizone proporcje grubosci podloza krze¬ mowego do grubosci warstwy epitaksjalnej plytki 11.Poczatkowy material podloza 12 plytki 11 jest materialem krzemowym typu p+ o orientacji kry¬ stalograficznej (100), Domieszkowanie typu p+ jest domieszkowaniem boru przy poziomie co najmniej i0« atomów na centymetr szescienny. Poziom do¬ mieszkowania dla materialu poczatkowego, równy co najmniej 10u atomów boru na centymetr sze¬ scienny, okazal sie granica progowa w celu uzys¬ kania pelnych korzysci z wynalazku w zwiazku z domieszkowaniem warstwy epitaksjalnej 14.W przypadku, gdy podloze krzemowe 12 bylo do¬ mieszkowane do co najmniej takiego poziomu, war¬ stwa epitaksjalna 14 mogla wzrastac przy niemozli¬ wych do pomiaru malych koncentracjach tych szko¬ dliwych domieszek, takich jak zelazo, nikiel, miedz, wapn lub zloto.Z drugiej strony, gdy poziom domieszkowania bo¬ ru spadal ponizej 10w atomów na centymetr szes¬ cienny, okazalo sie, ze warstwa epitaksjalna wy¬ kazywala oznaki wzrastajaco wiekszych koncentra¬ cji szkodliwych domieszek. Wieksze koncentracje szkodliwych domieszek sa wywolane przez odpo¬ wiednio krótsze, skuteczne czasy zycia nosników mniejszosciowych.W wyniku tego mozliwe jest w bardzo czystym procesie unikniecie w rzeczywistosci wprowadza¬ nia dowolnej ze szkodliwych domieszek do struk¬ tury pólprzewodnikowej w celu uzyskania tych sa¬ mych charakterystyk o dlugim skutecznym czasie zycia nawet przy mniejszym poziomie domieszko¬ wania niz 1018 atomów na centymetr szescienny w podlozu. _ W zalecanym wykonaniu koncentracja boru w podlozu krzemowym 12 jest w wyniku tego okolo 1019 atomów na centymetr szescienny, Uwaza sie, ze przy tym poziomie domieszkowania w opisanym procesie, podloze krzemowe dziala jako bariera lub pulapka dla szkodliwych domieszek dyfundujacych przez plytke 11.Okazuje sie, ze wysoce domieszkowane podloze krzemowe ma zwiekszona pojemnosc do wylapywa¬ nia dowolnych szkodliwych domieszek. Wyjasnie¬ nie takiej zwiekszonej pojemnosci do wylapywania domieszek nie jest udowodnione. Jednakze zapro¬ ponowano kilka teorii, które moga dac pewien po¬ glad.Jeden mechanizm takiej bariery moze byc wyni¬ kiem prawdopodobnych wiazan jonowych pomiedzy szkodliwymi domieszkami i innymi atomami w do¬ mieszkowanej, pólprzewodnikowej strukturze kry¬ stalicznej. Uwaza sie, ze takie wiazania tlumacza co najmniej czesciowo zatrzymywanie szkodliwych do¬ mieszek w podlozu krzemowym 12, gdy dyfunduja one przez strukture. Jednakze takie wiazanie jo¬ nowe, w wyniku którego domieszki daza do za¬ trzymania sie w wysoce domieszkowanej struktu¬ rze podloza krzemowego, moze byc jednym z kilku mechanizmów wywolujacych pochlanianie szkodli¬ wych domieszek.Uwaza sie, ze inny mechanizm wywoluje odksz¬ talcenie sieci krystalicznej, które zostalo wykryte przy powierzchni pomiedzy podlozem krzemowym 12 i warstwa epitaksjalna 14. Odksztalcenie jest wy¬ nikiem róznych poziomów domieszkowania w po¬ dlozu krzemowym 12 i warstwie epitaksjalnej 14.Rózne poziomy domieszkowania powoduja róz¬ nice w odleglosciach w sieci krystalicznej podloza krzemowego 12 i warstwy epitaksjalnej, w wyniku czego pojawiaja sie dyslokacje niedopasowania przy odksztalceniu sieci krystalicznej. Uwaza sie, ze te dyslokacje niedopasowania przyczyniaja sig do wy¬ lapywania lub pochlaniania szkodliwych domieszek z warstwy epitaksjalnej.Znane jest pochlanianie jako wynik dyslokacji niedopasowania, wprowadzanych na jednej powie¬ rzchni plytki. Jednakze w strukturze plytki we¬ dlug wynalazku plaszczyzna dyslokacji niedopaso¬ wania jest usytuowana przy powierzchni pomiedzy 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 )659 115612 10 podlozem krzemowym 12 i warstwa epitaksjalna 14.Uwaza sie, ze sasiedztwo dyslokacji niedopaso¬ wania czynnych zlacz p-n w warstwie epitaksjal¬ nej 14 wplywa na skutecznosc pochlaniania pod¬ czas wszystkich etapów termicznych procesu. Uwa¬ za sie, ze ten wplyw istnieje wiekszy niz w pro¬ cesie pochlaniania z tylnej powierzchni.Nalezy jednakze rozumiec, ze wynalazek nie jest oparty na zadnym z mechanizmów lub teorii, któ¬ re byly tutaj omawiane. Teorie te sa jedynie za¬ proponowane jako prawdopodobne wyjasnienia wy¬ ników.Przy takiej obserwowanej zwiekszonej pojemno¬ sci utrzymujacej szkodliwe domieszki w podlozu krzemowym, gdy znajda sie one w plytce i przy róznych srodkach ostroznosci wprowadzonych w celu zapobiegania dyfuzji szkodliwych domieszek do plytki 11 podczas procesu wytwarzania przyrza¬ dów pólprzewodnikowych, warstwa epitaksjalna 14 zostaje w zasadzie pozbawiona takich domieszek.W wyniku tego struktura warstwowa czyli plytka 11 ma charakterystyki o stosunkowo dlugich cza¬ sach zycia nosników mniejszosciowych.Warstwa epitaksjalna wzrasta w celu osiagnie¬ cia poziomu domieszkowania okolo 2XlOtt atomów boru na centymetr szescienny. Poziom domieszko¬ wania okresla na przyklad pojemnosc dowolnych zlacz w materiale. - "Zwykle przy powierzchni pomiedzy warstwa epi¬ taksjalna i pierwotnym podlozem wystepuje obszar o stopniowej koncentracji spowodowanej dyfuzja boru na zewnatrz z podloza do warstwy epitaksjal¬ nej podczas wzrostu warstwy epitaksjalnej. Jednak¬ ze w warstwie epitaksjalnej o grubosci okolo 10 do 15 mikrosekund, takiej jaka jest typowa w za¬ lecanym wykonaniu, to zjawisko jest bez znacze¬ nia, j Okazuje sie, ze wytworzona struktura warstwo¬ wa opisanego podloza krzemowego i warstwa epi¬ taksjalna zwykle maja czas zycia elektronów co najmniej 500 mikrosekund. Taka wartosc odpowia¬ da drodze dyfuzji nosników mniejszosciowych, mia¬ nowicie elektronów, o wartosci okolo 5Q0 mikrome¬ trów. Grubosc warstwy epitaksjalnej 14 jest w zwiazku z tym nie wieksza niz jedna trzydziesta drogi dyfuzji elektronów.Nalezy zgodnie z tym ocenic, ze w objetosci, w której mozna oczekiwac dyfuzji wolnych elek¬ tronów poprzez zlacze prostujace jako skutecznego pradu uplywowego takiego zlacza, material jest w wielkiej mierze wysoce domieszkowanym. materia¬ lem podloza. W tym wysoce domieszkowanym pod¬ lozu krzemowym wolnych elektronów jest kilka w porównaniu z nieznacznie domieszkowana warstwa epitaksjalna, w której wolne elektrony sa bardziej liczne, bedac odwrotnie proporcjonalnymi do po¬ ziomu domieszkowania.Tak wiec w warstwie epitaksjalnej pozbawionej defektów mierzone czasy zycia wytwarzanych nos¬ ników odzwierciedlaja wlasnosci ograniczania pra¬ du dyfuzji struktury. Jednakze w tym samym cza¬ sie zlacze jest umieszczone w koncowym, nieznacz¬ nie domieszkowanym materiale. Jest to ten nie¬ znacznie domieszkowany material, który okresla korzystne charakterystyki przebicia i mala pojem¬ nosc elementów MOS typu n w warstwie.Zostanie teraz opisana struktura przyrzadu. Oma¬ wiajac fig. 2, jest na niej pokazana w powiekszo¬ nej skali czesc warstwy epitaksjalnej 14 wraz z czescia sasiedniego podloza krzemowego 12. Do warstwy epitaksjalnej 14, do obszarów przeciwnych, sa wprowadzone donory, czyli, domieszki typu n, takie jak atomy fosforu lub arsenu, na stosunkowo mala glebokosc (w przyblizeniu 0,5 do 2 mikrome¬ try).Selektywna przewaga domieszek typu n przyczy¬ nia sie do wytworzenia obszarów 22, 23 i 24 typu n przy powierzchni warstwy epitaksjalnej 14 i po¬ woduje powstanie zlacz p-n odpowiednio 25, 26 i 27.Selektywnie wytworzone warstwy tlenków i do¬ datkowe elementy przewodzace naniesione na die¬ lektryczne warstwy tlenkowe tworza czynne przy¬ rzady MOS opisanego tutaj dynamicznego ukladu RAM z kanalem typu n.W szczególnosci sa pokazane tranzystory 28 i 29 z fig. 3. Przyrzady te i ich struktury polaczen wza¬ jemnych moga byc wytworzone zgodnie ze znany¬ mi etapami procesu. Wazne jest jednakze zazna¬ czenie, ze zadna z czynnych struktur MOS, zawie¬ rajacych zlacza p-n, nie rozciaga sie poza obszary bliskie górnej powierzchni krzemowej warstwy epi¬ taksjalnej. Gala struktura przyrzadu kazdej komór¬ ki pamieciowej jest umieszczona w poblizu górnej powierzchni warstwy epitaksjalnej 14, W rzeczywistosci optymalna grubosc warstwy epi¬ taksjalnej 14 ma wartosc, która przekracza jedynie nieznacznie glebokosc zlacza p-n od górnej powie¬ rzchni warstwy, dodana do oczekiwanej glebokosci zubozonego obszaru wokól zlacza. Okreslenie gle¬ bokosci zubozonego obszaru jest dobrze znane. Za¬ lezy ono oczywiscie od domieszkowania materialu pólprzewodnikowego, np. warstwy epitaksjalnej 14 oraz od maksymalnego napiecia polaryzacji w kie¬ runku zaporowym, które ma byc dostarczane do zlacza. Taka grubosc warstwy 14 nadal umozliwia to, ze zlacze ma charakterystyki nieznacznie domie¬ szkowanej warstwy 14, podczas gdy równoczesnie zwieksza ona do maksimum oddzialywanie podloza krzemowego wraz z jego wolnymi elektronami o znacznie zmniejszonej liczbie.Tranzystory 28 i 29 z fig. 3 naleza do dwóch sa¬ siednich komórek pamieciowych, które sa oznaczo¬ ne ogólnie numerami 3© i 31 na fig. 2 i 3. Drugi element kazdej z komórek 30 i 31 jest kondensato¬ rem, odpowiednie 32 i 33 z fig. 3.Plytka 34 kondensatora 32 z fig. 3 jest czescia warstwy epitaksjalnej 14. Podobnie plytka 35 kon¬ densatora 33 jest krzemowa warstwa epitaksjalna 14, w poblizu obszaru 24. Plytki 36 i 37 poszcze¬ gólnych kondensatorów 32 i 83 sa oddzielone od war¬ stwy epitaksjalnej 14 przez cienkie warstwy 38 i 39 tlenku krzemu.Plytki 36 i 37 sa korzystnie wytworzone z krze¬ mu polikrystalicznego wraz z laczacymi przedluze¬ niami 41 i 42 dochodzacymi do wspólnej plaszczy¬ zny o stalym napieciu. Elektrody sterujace 43 i 44 tranzystorów 26 i 27 sa równiez wytworzone z krze¬ mu polikrystalicznego. Elektrody sterujace 43 i 44 sa równiez, podobnie jak plytki 36 i 37, oddzielone 10 15 20 25 30 36 40 45 50 55 6011 115612 12 od krzemowej warstwy epitaksjalnej 14 przez cien¬ kie warstwy 46 i 47 tlenku krzemu.Grubosci cienkich warstw 38, 39, 46 i 47 sa do¬ brane tak, by mialy wartosci lezace w zakresie od okolo 200 A do 2000 A. Zwykle sa obecnie zalecane grubosci okolo 900 A. Grubosci takich cienkich warstw tlenku sa w zwiazku z tym równe jedynie okolo jeclnej dziesiatej grubosci grubszych warstw tlenkowych 48, których wartosci korzystnie leza w zakresie 1 mikrometra.Porównujac glebokosci zlacz uzyskanych przy dy¬ fuzjach typu n leza równiez okolo 0,8 mikrometrów ponizej górnej powierzchni warstwy epitaksjalnej 14.Elektrody sterujace 43 i 44 tworza integralnie li¬ nie selekcji slów, które rozciagaja sie prostopadle do fragmentu z fig. 2. Przedluzenia 41 i 42 prowa¬ dza dalej w celu realizacji wyprowadzen z komó¬ rek pamieciowych 30 i 31, oddzielonych od war¬ stwy epitaksjalnej 14 przez warstwy tlenkowe 48.Uklad metalizacji 49 drugiego poziomu, korzyst¬ nie z glinu jest oddzielony od elektrod sterujacych i plytek kondensatorów przez warstwe dielektrycz¬ na 50. Selektywne otwory 51 w warstwie 50 umo¬ zliwiaja stykanie sie ukladu 49 z obszarem 23.Jak mozna zobaczyc na fig. 2, poprzez kazdy ot¬ wór stykaja sie dwie komórki pamieciowe 30 i 31.Przewody ukladu metalizacji 49 tworza linie wy¬ czuwania bitów przyrzadu pamieciowego. Górna po¬ wierzchnia komórek 30 i 31 jest pasywowana przez górna warstwe dielektryczna 52.Figura 4 przedstawia typowy przebieg koncen¬ tracji w warstwie epitaksjalnej 14, podlozu krze¬ mowym 12 i obszarze laczacym pomiedzy warstwa epitaksjalna i podlozu krzemowym.W przypadku gdy warstwa epitaksjalna 14 wzra¬ sta na górze wysoce domieszkowanego krzemu, wy¬ krywa sie pewna dyfuzje domieszek borowych na zewnatrz z podloza krzemowego. Bor dyfunduje do warstwy epitaksjalnej, jednakze szybkosc wzrostu warstwy epitaksjalnej przekracza szybkosc dyfuzji boru na zewnatrz z podloza krzemowego. W wyni¬ ku tego koncentracja boru w warstwie epitaksjal¬ nej szybko ustala sie na wymaganej wartosci w przyblizeniu równej 2X1015 atomów boru na cen¬ tymetr szescienny. "rzy porównaniu przebiegu koncentracji domie¬ szek z naniesiona czescia plytki 11, zawierajaca je¬ den z wysoce domieszkowanych obszarów typu n w celu odniesienia, jest widoczne, ze czynne ob¬ szary i zlacza p-n sa wytworzone calkowicie w krze¬ mie posiadajacym jednorodna koncentracje domie¬ szek.Figura 5 odnosi sie do odmiennej pamieci, w któ¬ rej moze byc korzystnie zastosowany wynalazek.Uprzednio omawiany opis patentowy nr 4 012 757 ujawnia na przyklad polaczone dren i obszar kon¬ densatora. Fig. 5 przedstawia równiez wykonanie pamieci z polaczonymi drenem i obszarem kon¬ densatora 34 lub 35. Takie wykonanie przyczynia sie do zaoszczedzenia przestrzeni w ukladzie ko¬ mórek pamieciowych 30 i 31. Okazuje sie, ze pa¬ mieci o wiekszej pojemnosci np. 16384 bitowe w po¬ równaniu z 4 096 bitowymi sa szczególnie korzyst¬ ne przy wykorzystaniu niniejszego wynalazku, gdy fizyczne zaprojektowanie komórek na przyklad ze zmniejszona pojemnoscia pamieciowa powoduje skrócenie czasów przechowywania.Wykonanie z fig. 5 reprezentuje taka pamiec. O- znaczenia numerowe okreslajace podobne elementy funkcjonalne pozostaly takie same jak na fig. 2 i 3.Jednakze fragment z fig. 5 z przekrojem poprzez dwie komórki pamieciowe 30 i 31 rózni sie od frag¬ mentu z fig. 2 ze wzgledu na przesuniety uklad sa¬ siednich komórek 30 i 31.Ponadto obszar 23, uzyskany w wyniku implan- tacji arsenu, rozciaga sie prostopadle do plaszczy¬ zny tego fragmentu w celu dzialania jako linia 49 selekcji bitów. Elektrody sterujace 43 i 44 sa wy¬ tworzone z krzemu polikrystalicznego, lecz ich wspólne przedluzenie w postaci linii 55 selekcji slów jest teraz wytworzone z glinu. Styk linii 55 selek¬ cji slów z elektroda sterujaca 44 nie jest pokaza¬ ny, poniewaz wystepuje on w polozeniu przesunie¬ tym wzgledem plaszczyzny przekroju. Poszczególne plytki 36 i 37 kondensatora leza prostopadle do fragmentu przedluzen 41 i 42 prowadzacych do wspólnego zródla stalego napiecia.Warstwy dielektryczne 56 i 57 oddzielaja plytki 36 i 37 kondensatora od sasiednich przewodów ele¬ ktrod sterujacych, odpowiednio 43 i 44.Sposób dzialania struktur pamieciowych, podo¬ bnych do ujawnionych tutaj struktur, jest dobrze znany w stanie techniki. Wzrost czasów zycia ko¬ mórek okazuje sie wyraznym odchyleniem, gdy opisana struktura pamieciowa moze dzialac jako struktura ze sterowanym pradem dyfuzji. W tym sposobie dzialania prady uplywowe staja sie od¬ wrotnie proporcjonalne do koncentracji domieszek w materiale pólprzewodnikowym, w którym sa u- mieszczone badane zlacza.Zostanie teraz opisane, w jaki sposób jest prze¬ prowadzane usuwanie szkodliwych domieszek.Odkryto, ze pojemnosc podloza krzemowego 12 wysoce domieszkowanego dla wylapywania szkod¬ liwych domieszek, przy zastosowaniu ulepszonego, naniesionego, mniej domieszkowanego materialu jest mimo to ograniczona.Jest w zwiazku z tym pozadane: zmniejszenie do minimum od poczatku poziomu szkodliwych do¬ mieszek, które sa wprowadzane do plytki krzemo¬ wej 11. Podczas procesu wzrostu warstwy epitaks¬ jalnej 14, szkodliwe domieszki sa wprowadzane do ukladu poprzez zanieczyszczone gazy. Jednakze po¬ ziom szkodliwych domieszek wprowadzanych z do¬ prowadzanych gazów jest maly.Ogólnie doprowadzane gazy sa wystarczajaco czy¬ ste tak, ze moga byc one przewaznie jako zródlo zanieczyszczen lub szkodliwych domieszek.Jednakze moze byc przedstawione wiecej zna¬ czace, prawdopodobne zródlo szkodliwych domie¬ szek. Odkryto, ze w przypadku, gdy plytki 11 sa ogrzewane w celu naniesienia warstwy epitaksjal¬ nej 14, domieszki moga latwo wedrowac od ele¬ mentu susceptancyjnego 63, pokazanego na fig. 1, przez obszar laczacy 64 pomiedzy plytka 11 i ele¬ mentem przewodzacym 63. Jest w zwiazku z tym pozadane wyeliminowanie dyfuzji szkodliwych do¬ mieszek z elementu susceptancyjnego 52. Odkryto na przyklad, ze elementy-susceptancyjne pewnych io 15 20 25 30 315 40 45 50 55 6013 115612 14 typów sa bardziej podatne na zachowywanie szko¬ dliwych domieszek niz inne.Elementy susceptancyjne, które okazaly sie szcze¬ gólnie korzystne, sa wykonane z grafitu pyt onty¬ cznego. Poziomy domieszek w elementach suscep- tancyjnych z grafitu byly wystarczajaco male dla umozliwienia ich wykorzystania w celu uzyskania typowych czasów zycia w strukturze warstwowej, wiekszych niz 500 mikrosekund.Przenoszenie szkodliwych domieszek z elementu susceptancyjnego 63 do plytek 11 nastepuje w wy¬ niku bezposredniego styku pomiedzy plytkami 11 i elementem susceptancyjnym 63 podczas wzrostu warstwy epitaksjalnej 14 na kazdej z plytek 11.Przed wzrostem warstwy epitaksjalnej 14 o wy¬ maganej koncentracji boru 2X10U atomów na cen¬ tymetr szescienny, samodomieszkowanie powinno byc korzystnie ograniczone. To samodomieszkowa¬ nie jest zjawiskiem, w wyniku którego warstwa epitaksjalna 14 przyjmuje domieszki z podloza krze¬ mowego poprzez otoczenie gazowe plytek 11. Ele¬ menty boru dyfunduja na zewnatrz z podloza krze¬ mowego do atmosfery gazowej reaktora i nastepnie sa ponownie osadzane w strukturze krystalicznej warstwy krystalicznej 14 kazdej z plytek.W celu sterowania dyfuzja domieszek boru na zewnatrz z podloza krzemowego 12, warstwa 66 krzemu polikrystalicznego o duzej czystosci jest ko¬ rzystnie nanoszona na powierzchnie elementu sus¬ ceptancyjnego 63 az do uzyskania grubosci w przy¬ blizeniu dwa do trzech mikrometrów. Plytki 11 sa nastepnie utrzymywane na powierzchni pokrytego elementu susceptancyjnego 63.Na figurze 6 jest pokazany schemat blokowy ko¬ rzystnych etapów procesu wytwarzania przyrzadu pólprzewodnikowego wedlug zalecanego wykonania wynalazku. Najpierw nastepuje etap 1 nanoszenia elementu susceptancyjnego.Podczas etapu 2 ogrzewania wstepnego plytek, plytki 11 sa ogrzewane do temperatury w przybli¬ zeniu 1100°C w atmosferze wodoru. W tej tempe¬ raturze bor dazy do wyparowania z powierzchni plytki i nastepnie jest wprowadzany kwas chloro¬ wodorowy w postaci gazu na okres czasu równy piec minut i podczas etapu 3 trawienia zostaje wy¬ trawione z jego powierzchni w przyblizeniu 0,5 mi¬ krometra materalu krzemowego. Trawienie naste¬ puje znacznie szybciej niz parowanie atomów boru z krzemu. Etap trawienia jest wprowadzony w celu udoskonalenia. Doswiadczenia wykazaly, ze bez etapu trawienia, w warstwie epitaksjalnej pojawia sie duza liczba defektów.Wówczas, gdy plytki pozostaja na elemencie sus¬ ceptancyjnym, w reaktorze jest przeprowadzany etap 4 ochladzania plytek, temperatura jest wolno obnizana do okolo 1040°C podczas okresu czasu w przyblizeniu jedna do dwóch minut. Po tym okresie zaczyna sie,etap 5 epitaksji w postaci pro¬ cesu dwuchlorosilanowego wzrostu warstwy epi¬ taksjalnej. Glównym gazem nosnym jest wodór z ga¬ zami domieszkowymi wprowadzonymi w bardzo malych ilosciach.Jest pozadana regulacja tych ilosci w celu uzys¬ kania dokladnych poziomów domieszkowania w warstwach epitaksjalnych. Nawet w idealnych wa¬ runkach dyfuzja na zewnatrz z wysoce domieszko¬ wanego podloza krzemowego 12 ma pewien wplyw na poziom domieszkowania warstwy epitaksjalnej.Dalszy etap 6 wytwarzania przyrzadu dotyczy wytwarzania komórek pamieciowych MOS 30 i 31 w warstwie epitaksjalnej 14. W warstwie epitaks¬ jalnej 14 obszary 22, 23 i 24 o przeciwnym typie przewodnictwa sa wytwarzane albo przy zastoso¬ waniu techniki dyfuzji albo techniki implantacji jonów. Selektywne poddawanie oznaczonych obsza¬ rów powierzchni warstwy epitaksjalnej 14 dzialaniu domieszek o przeciwnym typie przewodnictwa jest uzyskiwane w wyniku selektywnego maskowania tlenkowego zgodnie ze znanymi technikami. Dalsze etapy obejmuja wytworzenie i naniesienie cienkiej warstwy tlenkowej oraz okreslenie krzemu poli¬ krystalicznego. Zostaja wytworzone warstwy o\iele- ktryczne, po czym nastepuje naniesienie glinu na linie wyczuwajace bity. Te etapy procesu moga byc zrealizowane zgodnie z technikami dobrze znany¬ mi ze stanu techniki.Podczas tych etapów procesu szkodliwe domiesz¬ ki moga byc wprowadzone przy róznych poziomach, zarówno przy przeplukiwaniu woda jak i przy prze¬ noszeniu do górnej powierzchni plytki 11. W zwiaz¬ ku z tym przed wytworzeniem ukladów metaliza¬ cji jest realizowany koncowy etap pochlaniania fos¬ foru przez okienko.Jednakze uwaza sie, ze ciagle pochlanianie szko¬ dliwych domieszek przez wysoce domieszkowane podloze krzemowe 14 ma miejsce w róznych eta¬ pach wytwarzania przyrzadu w celu zmniejszenia do minimum defektów krystalicznych w ^zynnych obszarach warstwy epitaksjalnej 14, gdy przyrzady zostaja wytworzone na jej powierzchni.Przy wytwarzaniu pamieci MOS wedlug niniej¬ szego wynalazku, ma ciagle znaczenie wylaczanie zródel szkodliwych domieszek podczas róznych eta¬ pów procesu. Nalezy jednakze zaznaczyc, ze w za¬ sadzie w czystym otoczeniu czynne wylaczanie ta¬ kich domieszek jest rzadziej spotykane. Ma to miej¬ sce szczególnie ze wzgledu na wystepujacy mecha¬ nizm wylapywania domieszek.W zwiazku z tym moga byc dokonane rózne zmiany opisanych tutaj procesu i struktur bez od¬ dalania sie od zakresu i istoty niniejszego wyna¬ lazku.Zastrzezenia patentowe 1. Przyrzad pamieciowy MOS z kanalem typu n, zawierajacy wiele przyrzadów MOS, z których ka¬ zdy zawiera co najmniej jeden, zawarty w obsza¬ rze typu n, krzemowy pólprzewodnik typu p, zna¬ mienny tym, ze zawiera obszary (22, 23, 24) typu n lezace w warstwie epitaksjalnej typu p wytworzo¬ nej na podlozu pólprzewodnikowym typu p, przy czym podloze pólprzewodnikowe (12) ma znacznie wieksza koncentracje domieszek niz warstwa epi¬ taksjalna (14). 2. Przyrzad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zlacza obszarów typu n z warstwa epitaksjalna ty¬ pu p sa przystosowane do zachowania zubozonego obszaru podczas dzialania i warstwa epitaksjalna ma grubosc, która jest ograniczona dla obejmowania 10 15 20 15 30 40 45 50 55 60115612 15 glebokosci zlacz i obejmowania w zasadzie nie mniej niz grubosc zubozonego obszaru w warstwie, gdy zlacza sa calkowicie spolaryzowane w kierunku za¬ porowym. 3. Przyrzad wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze warstwa epitaksjalna ma taka wlasnosc, ze droga dyfuzji elektronów w warstwie jest co ajmniej 500 mikrometrów. 4. Przyrzad wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze grubosc warstwy epitaksjalnej jest równa nie wie¬ cej niz jedna trzydziesta (1/30) drogi dyfuzji elek¬ tronów w warstwie. 5. Przyrzad wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze prad uplywowy przy polaryzacji w kierunku zapo¬ rowym zlacz podczas dzialania przy temperaturach powyzej 50°C jest przewyzszany przez dyfuzje no¬ sników mniejszosciowych. 10 15 16 6. Przyrzad wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze koncentracja domieszek w podlozu pólprzewodni¬ kowym jest co najmniej 100 razy wieksza niz kon¬ centracja warstwy epitaksjalnej. 7. Przyrzad wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze podloze pólprzewodnikowe ma koncentracje domie¬ szek równa co najmniej 1018 atomów domieszki ty¬ pu p na centymetr szescienny i warstwa epitaksjal¬ na ma koncentracje domieszek zawarta w zakre¬ sie 10" do 1016 atomów domieszki typu p na cen¬ tymetr szescienny. 8. Przyrzad wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze warstwa epitaksjalna jest warstwa uzyskana przez wzrost przy ogrzewaniu pólprzewodnika w grafito¬ wym elemencie susceptancyjnym (63) pokrytym warstwa (66) krzemu w atmosferze gazowej.FIGrl F/G.-2115612 , r F/G.-3 ^v ' \35 ' -3J '29 I .43 "1 - 30 ti.L.IhJ 32 F/Gr4115612 FIGrS FIG76 yi y4 Y5 y& ZGK 0316/1110/82 — 105 szt.Cena zl 100,— PL PL PL

Claims (8)

1.Zastrzezenia patentowe 1. Przyrzad pamieciowy MOS z kanalem typu n, zawierajacy wiele przyrzadów MOS, z których ka¬ zdy zawiera co najmniej jeden, zawarty w obsza¬ rze typu n, krzemowy pólprzewodnik typu p, zna¬ mienny tym, ze zawiera obszary (22, 23, 24) typu n lezace w warstwie epitaksjalnej typu p wytworzo¬ nej na podlozu pólprzewodnikowym typu p, przy czym podloze pólprzewodnikowe (12) ma znacznie wieksza koncentracje domieszek niz warstwa epi¬ taksjalna (14).
2. Przyrzad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zlacza obszarów typu n z warstwa epitaksjalna ty¬ pu p sa przystosowane do zachowania zubozonego obszaru podczas dzialania i warstwa epitaksjalna ma grubosc, która jest ograniczona dla obejmowania 10 15 20 15 30 40 45 50 55 60115612 15 glebokosci zlacz i obejmowania w zasadzie nie mniej niz grubosc zubozonego obszaru w warstwie, gdy zlacza sa calkowicie spolaryzowane w kierunku za¬ porowym.
3. Przyrzad wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze warstwa epitaksjalna ma taka wlasnosc, ze droga dyfuzji elektronów w warstwie jest co ajmniej 500 mikrometrów.
4. Przyrzad wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze grubosc warstwy epitaksjalnej jest równa nie wie¬ cej niz jedna trzydziesta (1/30) drogi dyfuzji elek¬ tronów w warstwie.
5. Przyrzad wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze prad uplywowy przy polaryzacji w kierunku zapo¬ rowym zlacz podczas dzialania przy temperaturach powyzej 50°C jest przewyzszany przez dyfuzje no¬ sników mniejszosciowych. 10 15 166.
6.Przyrzad wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze koncentracja domieszek w podlozu pólprzewodni¬ kowym jest co najmniej 100 razy wieksza niz kon¬ centracja warstwy epitaksjalnej.
7. Przyrzad wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze podloze pólprzewodnikowe ma koncentracje domie¬ szek równa co najmniej 1018 atomów domieszki ty¬ pu p na centymetr szescienny i warstwa epitaksjal¬ na ma koncentracje domieszek zawarta w zakre¬ sie 10" do 1016 atomów domieszki typu p na cen¬ tymetr szescienny.
8. Przyrzad wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze warstwa epitaksjalna jest warstwa uzyskana przez wzrost przy ogrzewaniu pólprzewodnika w grafito¬ wym elemencie susceptancyjnym (63) pokrytym warstwa (66) krzemu w atmosferze gazowej. FIGrl F/G.-2115612 , r F/G.-3 ^v ' \35 ' -3J '29 I .43 "1 - 30 ti. L.IhJ 32 F/Gr4115612 FIGrS FIG76 yi y4 Y5 y& ZGK 0316/1110/82 — 105 szt. Cena zl 100,— PL PL PL
PL1978210682A 1977-11-03 1978-11-03 N-channel mos memory unit PL115612B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US84800077A 1977-11-03 1977-11-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL210682A1 PL210682A1 (pl) 1979-07-16
PL115612B1 true PL115612B1 (en) 1981-04-30

Family

ID=25302070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL1978210682A PL115612B1 (en) 1977-11-03 1978-11-03 N-channel mos memory unit

Country Status (17)

Country Link
JP (2) JPS5474684A (pl)
BE (1) BE871678A (pl)
CA (1) CA1129550A (pl)
CH (1) CH636216A5 (pl)
DE (1) DE2846872B2 (pl)
FR (1) FR2408191A1 (pl)
GB (1) GB2007430B (pl)
HK (1) HK25484A (pl)
IL (1) IL55812A (pl)
IN (1) IN151278B (pl)
IT (1) IT1100012B (pl)
MY (1) MY8400042A (pl)
NL (1) NL191768C (pl)
PL (1) PL115612B1 (pl)
SE (1) SE438217B (pl)
SG (1) SG56282G (pl)
TR (1) TR20234A (pl)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4216489A (en) * 1979-01-22 1980-08-05 Bell Telephone Laboratories, Incorporated MOS Dynamic memory in a diffusion current limited semiconductor structure
DE3069973D1 (en) * 1979-08-25 1985-02-28 Zaidan Hojin Handotai Kenkyu Insulated-gate field-effect transistor
JPS5694732A (en) * 1979-12-28 1981-07-31 Fujitsu Ltd Semiconductor substrate
DE3177173D1 (de) * 1980-01-25 1990-05-23 Toshiba Kawasaki Kk Halbleiterspeichervorrichtung.
JPH0782753B2 (ja) * 1984-08-31 1995-09-06 三菱電機株式会社 ダイナミックメモリ装置
USD845135S1 (en) 2017-02-24 2019-04-09 S. C. Johnson & Son, Inc. Bottle neck with cap

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1544327A1 (de) * 1951-01-28 1970-02-26 Telefunken Patent Verfahren zum Herstellen einer dotierten Zone in einem begrenzten Bereich eines Halbleiterkoerpers
US3918081A (en) * 1968-04-23 1975-11-04 Philips Corp Integrated semiconductor device employing charge storage and charge transport for memory or delay line
US3852800A (en) * 1971-08-02 1974-12-03 Texas Instruments Inc One transistor dynamic memory cell
JPS5123432B2 (pl) * 1971-08-26 1976-07-16
JPS4931509U (pl) * 1972-06-17 1974-03-19
US3961355A (en) * 1972-06-30 1976-06-01 International Business Machines Corporation Semiconductor device having electrically insulating barriers for surface leakage sensitive devices and method of forming
US4012757A (en) * 1975-05-05 1977-03-15 Intel Corporation Contactless random-access memory cell and cell pair
US3997368A (en) * 1975-06-24 1976-12-14 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Elimination of stacking faults in silicon devices: a gettering process
US4003036A (en) * 1975-10-23 1977-01-11 American Micro-Systems, Inc. Single IGFET memory cell with buried storage element
JPS5279786A (en) * 1975-12-26 1977-07-05 Fujitsu Ltd Semiconductor memory device
JPS5290279A (en) * 1976-01-23 1977-07-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Mos memory device
DE2603746A1 (de) * 1976-01-31 1977-08-04 Licentia Gmbh Integrierte schaltungsanordnung
DE2619713C2 (de) * 1976-05-04 1984-12-20 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Halbleiterspeicher

Also Published As

Publication number Publication date
NL7810929A (nl) 1979-05-07
SG56282G (en) 1983-09-02
DE2846872C3 (pl) 1989-06-08
IT1100012B (it) 1985-09-28
FR2408191B1 (pl) 1982-11-19
BE871678A (fr) 1979-02-15
IL55812A0 (en) 1978-12-17
PL210682A1 (pl) 1979-07-16
SE438217B (sv) 1985-04-01
FR2408191A1 (fr) 1979-06-01
IT7829360A0 (it) 1978-11-02
HK25484A (en) 1984-03-30
GB2007430A (en) 1979-05-16
NL191768B (nl) 1996-03-01
DE2846872B2 (de) 1981-04-30
CA1129550A (en) 1982-08-10
MY8400042A (en) 1984-12-31
JPH019174Y2 (pl) 1989-03-13
JPS59115667U (ja) 1984-08-04
GB2007430B (en) 1982-03-03
JPS5474684A (en) 1979-06-14
IL55812A (en) 1981-10-30
DE2846872A1 (de) 1979-05-10
TR20234A (tr) 1980-11-01
NL191768C (nl) 1996-07-02
CH636216A5 (de) 1983-05-13
SE7811094L (sv) 1979-05-04
IN151278B (pl) 1983-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4292730A (en) Method of fabricating mesa bipolar memory cell utilizing epitaxial deposition, substrate removal and special metallization
CA1079863A (en) Method of gettering using backside polycrystalline silicon
US6096627A (en) Method for introduction of an impurity dopant in SiC, a semiconductor device formed by the method and a use of a highly doped amorphous layer as a source for dopant diffusion into SiC
EP0034910B1 (en) A method of manufacturing a semiconductor device, and a device so manufactured
EP0122598B1 (en) High speed diode
CA1078529A (en) Fabrication of semiconductive devices
US4965214A (en) Method for manufacturing poly-crystal sillicon having high resistance
US6303436B1 (en) Method for fabricating a type of trench mask ROM cell
CN110168742A (zh) 用于制造具有背侧多晶硅钝化接触的光伏电池的方法
GB2056173A (en) Low-resistivity polycrystalline silicon film
EP0051500B1 (en) Semiconductor devices
EP0162061B1 (en) Fabrication of group iii-v compound semiconductor devices having high and low resistivity regions
US4216489A (en) MOS Dynamic memory in a diffusion current limited semiconductor structure
KR100217274B1 (ko) 누적 전극의 표면을 러프닝함으로써 커패시턴스가 증가된 커패시터를 갖는 반도체 장치 제조 방법
EP0058124A1 (en) Polycrystalline silicon Schottky diode array and method of manufacturing
US5068705A (en) Junction field effect transistor with bipolar device and method
PL115612B1 (en) N-channel mos memory unit
Zimin Classification of electrical properties of porous silicon
JPH09289285A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPS62570B2 (pl)
Chatterjee et al. Hydrogen passivation and its effects on carrier trapping by dislocations in InP/GaAs heterostructures
EP0162860B1 (en) Fabrication of inp containing semiconductor devices having high and low resistivity regions
KR910003098B1 (ko) 반도체 메모리장치 및 그 제조방법
US4404658A (en) Mesa bipolar memory cell and method of fabrication
IE52351B1 (en) A semiconductor device with a v-groove insulating isolation structure and a method of manufacturing such a device

Legal Events

Date Code Title Description
VOIU Decisions declaring the decisions on the grant of the right of protection lapsed