FR2497386A1 - PROGRAMMABLE DEAD MEMORY AND MEMORY CELL FOR USE IN SUCH A MEMORY - Google Patents
PROGRAMMABLE DEAD MEMORY AND MEMORY CELL FOR USE IN SUCH A MEMORY Download PDFInfo
- Publication number
- FR2497386A1 FR2497386A1 FR8124285A FR8124285A FR2497386A1 FR 2497386 A1 FR2497386 A1 FR 2497386A1 FR 8124285 A FR8124285 A FR 8124285A FR 8124285 A FR8124285 A FR 8124285A FR 2497386 A1 FR2497386 A1 FR 2497386A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- region
- layer
- junction
- insulating
- type
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 43
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 33
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 36
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract description 2
- 244000045947 parasite Species 0.000 abstract 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 26
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 12
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 10
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 8
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 8
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 5
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical group [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 4
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DPBYCORQBMMFJZ-UHFFFAOYSA-N 20-episilicine Natural products O=C1CC2C(CC)CN(C)CC2CC2=C1NC1=CC=CC=C21 DPBYCORQBMMFJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000288140 Gruiformes Species 0.000 description 1
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- 241001676573 Minium Species 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- -1 oxy- Chemical class 0.000 description 1
- 206010037833 rales Diseases 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D88/00—Three-dimensional [3D] integrated devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B20/00—Read-only memory [ROM] devices
- H10B20/20—Programmable ROM [PROM] devices comprising field-effect components
Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
- Read Only Memory (AREA)
Abstract
CELLULE DE MEMOIRE SEMI-CONDUCTRICE DESTINEE A UNE MEMOIRE MORTE PROGRAMMABLE ET COMPORTANT UNE COUCHE DE SILICIUM POLYCRISTALLIN 14 CONSTITUEE DE REGIONS SUPERFICIELLES LATERALEMENT SEPAREES, QUI PRESENTENT DES CONCENTRATIONS DE DOPAGE DIFFERENTES ET FORMENT DEUX DIODES 34, 36 MONTEES EN TETE-BECHE ET SERVANT DE DIODE PROGRAMMABLE 34 ET DE DIODE ISOLANTE 36. A CAUSE DES CONCENTRATIONS DE DOPAGE DIFFERENTES, LES DIODES PRESENTENT DES TENSIONS DE CLAQUAGE DIFFERENTES EN SENS INVERSE. LA DIODE PROGRAMMABLE A LA TENSION DE CLAQUAGE INFERIEURE EN SENS INVERSE. LA TENSION DE CLAQUAGE ELEVEE EN SENS INVERSE DE LA DIODE ISOLANTE PROVOQUE LE BLOCAGE DE LA TRAVERSEE DU COURANT PARASITE PAR RAPPORT AU COURANT DE PROGRAMMATION.SEMICONDUCTOR MEMORY CELL INTENDED FOR A PROGRAMMABLE DEAD MEMORY AND CONTAINING A POLYCRYSTALLINE SILICON 14 LAYER CONSTITUTED OF LATERALLY SEPARATED SURFACE REGIONS, WHICH SHOW DIFFERENT DOPING CONCENTRATIONS IN TEXTS OF 34, BODY OF DIES IN 34, BODY-DIFFERENT AND IN 34, BOTH MONODES PROGRAMMABLE 34 AND INSULATING DIODE 36. DUE TO DIFFERENT DOPING CONCENTRATIONS, THE DIODES SHOW DIFFERENT BREAKDOWN VOLTAGES IN REVERSE DIRECTION. THE PROGRAMMABLE DIODE AT THE LOWER BREAKDOWN VOLTAGE IN REVERSE DIRECTION. THE HIGH BREAKDOWN VOLTAGE IN REVERSE DIRECTION OF THE ISOLATING DIODE CAUSES THE BLOCKING OF THE CROSSING OF THE PARASITE CURRENT IN RELATION TO THE PROGRAMMING CURRENT.
Description
Mémoire morte programmable et cellule de mémoire à utiliserProgrammable read only memory and memory cell to be used
dans une telle mémoire.in such a memory.
Arrière-plan de l'invention.Background of the invention.
L'invention concerne une mémoire morte program- The invention relates to a program read only memory.
mable et neottmment une cellule de mémoire améliorée, destinée à une mémoire morte électriquement programmable et comportant un substrat semiconducteur dont une surface est recouverte d'une couche isolante sur laquelle est mable and neottmment an improved memory cell, intended for an electrically programmable read-only memory and comprising a semiconductor substrate of which a surface is covered with an insulating layer on which is
déposée une couche de silicium polycristallin, dans la- deposited a layer of polycrystalline silicon, in the-
quelle est formée la cellule de mémoire. what is the memory cell formed.
Un type de cellule de mémoire pour une mémoire morte électriquement programmable est décrit dans la demande de brevet anglais N 2.005.078 A, déposée le 11 avril 1979. Cette demande préconise une cellule de mémoire comportant une couche de silicium polycristallin qui est formée sur une couche isolante prévue sur une surface One type of memory cell for an electrically programmable read-only memory is described in English patent application N 2,005,078 A, filed on April 11, 1979. This application recommends a memory cell comprising a layer of polycrystalline silicon which is formed on a insulating layer provided on a surface
d'un substrat semiconducteur, la couche de silicium poly- of a semiconductor substrate, the poly- silicon layer
cristallin comportant trois régions semiconductrices laté- lens comprising three lateral semiconductor regions
ralement séparées, qui forment deux diodes montées en tête- actually separated, which form two diodes mounted at the head-
bêche et ayant deux jonctions pn séparées.-L'une de ces diodes sert de diode programmable ayant une jonction destructible, tandis que l'autre diode est réalisée de façon que sa jonction reste intacte, diode qui sert de spade and having two separate pn junctions. One of these diodes serves as a programmable diode having a destructible junction, while the other diode is produced so that its junction remains intact, which diode serves
diode isolante.insulating diode.
Pour la programmation de la cellule, on applique For cell programming, we apply
aux extrémités des deux diodes montées en série une ten- at the ends of the two diodes connected in series a voltage
sion d'une polarité telle que le courant traverse la diode programmable en sens inverse et la diode isolante en sens direct. La tension doit avoir une valeur suffisante pour sion of a polarity such that the current flows through the programmable diode in the opposite direction and the insulating diode in the direct direction. The voltage must be of sufficient value to
détruire par court-circuit la jonction de la diode program- destroy the junction of the program diode by short circuit
mable. Pour réduire la tension et le courant de program- mable. To reduce the program voltage and current
mation à des niveaux qui peuvent être transférés sans risque vers d'autres endroits de la matrice de mémoire, la jonction destructible est munie d'un étranglement mation at levels that can be safely transferred to other locations in the memory array, the destructible junction has a throttle
pour réduire sa surface.to reduce its surface.
--24-97386--24-97386
Néanmoins, les niveaux de courant nécessaires However, the current levels required
au court-circuitage de la jonction de la diode program- short-circuiting the junction of the program diode
mable sont considérables, et il est opportun de réduire davantage la tension et le courant de programmation. De plus, il est opportun de réduire les courants parasites traversant des cellules déjà programmées de la matrice, cellules situées dans les trajets shuntant les cellules qui doivent qncore être programmées. Les courants de fuite parasites nécessitent une tension de programmation qui est supérieure à la tension de programmation usuelle et qui pourrait détruire la jonction d'une diode isolante dans mable are considerable, and it is appropriate to further reduce the programming voltage and current. In addition, it is advisable to reduce the parasitic currents crossing already programmed cells of the matrix, cells located in the paths bypassing the cells which must qncore be programmed. The parasitic leakage currents require a programming voltage which is higher than the usual programming voltage and which could destroy the junction of an insulating diode in
une cellule déjà programmée.a cell already programmed.
Résumé de l'invention.Summary of the invention.
Une cellule de mémoire semiconductrice program- A programmed semiconductor memory cell
mable conforme à l'invention est remarquable en ce que mable according to the invention is remarkable in that
la couche de silicium polycristallin comporte une plura- the polycrystalline silicon layer comprises a plurality of
lité de régions latéralement séparées constituant deux diodes montées en tête-bêche et présentant des tensions de claquage différentes en sens inverse. Dans un mode de réalisation spécifique, le substrat consiste en silicium monocristallin, alors que la couche isolante consiste en lity of laterally separated regions constituting two diodes mounted head to tail and having different breakdown voltages in opposite directions. In a specific embodiment, the substrate consists of monocrystalline silicon, while the insulating layer consists of
oxyde de silicium.silicon oxide.
La couche de silicium polycristallin peut être The polycrystalline silicon layer can be
munie d'une pluralité de régions superficielles latérale- provided with a plurality of lateral surface regions-
ment séparées, qui présentent des concentrations de dopage separated, which have doping concentrations
différentes et constituent deux diodes montées en tête- different and constitute two diodes mounted at the head-
bêche. A la suite des concentrations de dopage différentes, spade. Following the different doping concentrations,
les deux diodes présentent des tensions de claquage diffé- the two diodes have different breakdown voltages
rentes en sens inverse. La diode qui présente la tension de claquage inférieure en sens inverse devient la diode programmable et la diode présentant la tension de claquage supérieure en sens inverse devient la diode isolante. La haute tension de claquage en sens inverse que présente la diode isolante a pour conséquence de bloquer la traversée annuities in reverse. The diode which has the lower breakdown voltage in the opposite direction becomes the programmable diode and the diode having the upper breakdown voltage in the opposite direction becomes the insulating diode. The high reverse breakdown voltage presented by the insulating diode has the effect of blocking the bushing.
du courant parasite par rapport au courant de programmation. of the stray current with respect to the programming current.
La description qui va suivre en regard du des- The description which will follow with regard to the
sin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, per- sin appended, given by way of nonlimiting example, per-
mettra de mieux comprendre comment l'invention est réalisée. will better understand how the invention is made.
La figure 1 représente en vue de dessus et sur une échelle fort agrandie une partie d'une mémoire morte Figure 1 shows in top view and on a greatly enlarged scale part of a read-only memory
programmable munie de plusieurs cellules de mémoire con- programmable with multiple memory cells
formes à un mode de réalisation de l'invention. forms to an embodiment of the invention.
La figure 2 est une coupe transversale suivant Figure 2 is a cross section along
la ligne 2-2 de la figure 1.line 2-2 of figure 1.
Les figures 3 à 8 sont des coupes transversales illustrant différentes étapes de fabrication d'une cellule Figures 3 to 8 are cross-sections illustrating different stages of manufacturing a cell
de mémoire suivant un autre mode de réalisation de l'in- memory according to another embodiment of the
vention.vention.
Les figures 9 à 14 sont des coupes transver- Figures 9 to 14 are cross-sections
sales illustrant différentes étapes de fabrication d'une sales illustrating different stages of making a
cellule de mémoire suivant encore un autre mode de réalisa- memory cell according to yet another embodiment
tion de l'invention.tion of the invention.
Les figures 15 à 20 sont des coupes transver- Figures 15 to 20 are cross-sections
sales illustrant différentes étapes de fabrication d'une sales illustrating different stages of making a
cellule de mémoire suivant un troisiène mode de réalisa- memory cell according to a third embodiment
tion de l'invention.tion of the invention.
La figure 1 représente en vue de dessus et sur une échelle fort agrandie une partie d'une matrice de cellules de mémoire conforme à l'invention, et la figure 2 représente cette partie en coupe transversale. Un substrat en matériau semiconducteur monocristallin, tel que le Figure 1 shows a top view and on a greatly enlarged scale part of a matrix of memory cells according to the invention, and Figure 2 shows this part in cross section. A substrate of monocrystalline semiconductor material, such as
silicium, a été prévu pour supporter la matrice de cel- silicon, has been designed to support the matrix of this
lules de mémoire. Le substrat de silicium 10 lui-même peut comprendre d'autres composants non représentés, qui peuvent être utilisés en combinaison avec la matrice de memory cells. The silicon substrate 10 itself may include other components, not shown, which can be used in combination with the matrix of
cellules de mémoire. Une couche thermiquement et élec- memory cells. A thermally and electric layer
triquement isolante 12 est réalisée sur une surface du substrat 10. La couche isolante 12 peut être une couche The insulating layer 12 is produced on a surface of the substrate 10. The insulating layer 12 can be a layer
d'oxyde de silicium obtenue par croissance thermique. silicon oxide obtained by thermal growth.
Une mince couche 14 de silicium polycristallin A thin layer 14 of polycrystalline silicon
est formée sur la couche isolante 12. La couche de sili- is formed on the insulating layer 12. The silicon layer
cium polycristallin 14 est relativement mince par rapport polycrystalline cium 14 is relatively thin compared to
à la couche isolante 12 aussi bien qu'au substrat 10. to the insulating layer 12 as well as to the substrate 10.
Dans un cas spécifique, la couche de silicium polycristal- In a specific case, the polycrystalline silicon layer
lin 14 a une épaisseur de l'ordre de 4000 R, alors que la couche isolante a une épaisseur qui est au moins trois p flax 14 has a thickness of the order of 4000 R, while the insulating layer has a thickness which is at least three p
-- 2497386- 2497386
fois plus grande. Sur la figure 2, on a représenté deux cellules de mémoire qui peuvent être isolées d'autres groupes de cellules par des régions isolantes d'oxyde 15, qui sont formées par oxydation localisée dans la couche de silicium polycristallin 14. La couche de silicium polycristallin 14, telle qu'elle a été formée à l'origine, peut être faiblement dopée et prés.enter le premier type de conductivité, par exemple le type P. Une partie centrale de la couche 14 présente une région faiblement dopée 16 du second type de conductivité N. Trois régions fortement dopées 20, 18, 20 de premier type de conductivité P + complètent la double structure de cellule. L'une de ces régions fortement dopées, la région 18, de premier type de conductivité, est formée dans la région 16 faiblement dopée de second type de conductivité N. tandis que les deux autres régions times greater. FIG. 2 shows two memory cells which can be isolated from other groups of cells by insulating oxide regions 15, which are formed by localized oxidation in the polycrystalline silicon layer 14. The polycrystalline silicon layer 14, as it was originally formed, can be lightly doped and present the first type of conductivity, for example the P type. A central part of the layer 14 has a lightly doped region 16 of the second type of conductivity N. Three strongly doped regions 20, 18, 20 of first type of conductivity P + complete the double cell structure. One of these heavily doped regions, region 18, of the first type of conductivity, is formed in the lightly doped region 16 of the second type of conductivity N. while the other two regions
fortement dopées 20 de type de conductivité PA sont éloi- heavily doped 20 of conductivity type PA are distant
gnéeslatéralement de l'un et de l'autre côté-de la région centrale 16 de second type de conductivité N, tout en étant séparée de cette région par des parties faiblement generally generated on either side of the central region 16 of second type of conductivity N, while being separated from this region by parts weakly
dopées 22 de la couche de silicium polycristallin 14. doped 22 of the polycrystalline silicon layer 14.
Des conducteurs métalliques 24 d'un premier 24 metallic conductors of a first
niveau contactent les régions ? 20 à travers des ouver- level contact the regions? 20 through openings
tures 25 pratiquées dans la première couche isolante 26, qui est réalisée sur la face supérieure de la couche en tures 25 formed in the first insulating layer 26, which is produced on the upper face of the layer
silicium polycristallin l;. De manière analogue, un con- polycrystalline silicon l ;. Similarly, a con-
ducteur métallique 28 du même niveau contacte la région P+ 18 à travers une ouverture 29. Un conducteur métallique d'un second niveau contacte le conducteur métallique 28, qui est en contact avec la ïrégionP + 18. Le contact entre les conducteurs 30 et 28 est établi à travers une ouverture 31 pratiquée dans une seconde couche isolante 32, qui sert en outre à isoler les conducteurs 24 par rapport au conducteur 30. Plusieurs conducteurs 30 ont été représentés sur la figure 1 comme des conducteurs de metallic conductor 28 of the same level contacts the P + 18 region through an opening 29. A metallic conductor of a second level contacts the metallic conductor 28, which is in contact with the P + 18 region. The contact between the conductors 30 and 28 is established through an opening 31 made in a second insulating layer 32, which also serves to isolate the conductors 24 with respect to the conductor 30. Several conductors 30 have been shown in FIG. 1 as conductors of
colonne; les conducteurs métalliques 24 ont été représen- column; the metallic conductors 24 have been shown
tés comme des conducteurs de ligne. tees like line conductors.
Suivant un mode de réalisation particulier, According to a particular embodiment,
- 2497386- 2497386
les régions fortement dopées P+ 18 et 20 présentent une concentration de dopage de 1.1020 atomes de bore/cm3. La région faiblement dopée de type N 16 peut présenter une ig 3 concentration de dopage de 1.10 9 atomes de phosphore/cm La région faiblement dopée de type P peut avoir une con- the heavily doped regions P + 18 and 20 have a doping concentration of 1.1020 boron atoms / cm3. The lightly doped region of type N 16 may have a doping concentration of 1.10 9 phosphorus atoms / cm The lightly doped region of type P may have a concentration
centration de dopage de 1.10 atomes de bore/cm3. doping centering of 1.10 boron atoms / cm3.
Les régions voisines 16 et 18 constituent une jonction sem.iL.onductrice PN 34, alors que les régions The neighboring regions 16 and 18 constitute a semiconductive junction PN 34, while the regions
voisines 16 et 22 constituent une jonction semiconduc- neighbors 16 and 22 constitute a semiconductor junction
trice PN 36. Les régionsP + 20 constituent des contacts électriques de faible valeur ohmique avec les conducteurs PN 36. The P + 20 regions constitute electrical contacts of low ohmic value with the conductors
métalliques 24, fabriqués de préférence en aluminium. metallic 24, preferably made of aluminum.
La région P+ 18 forme un contact électrique de faible valeur ohmique avec le conducteur métallique 28 qui, lui aussi, est en aluminium. Toutefois, par opposition aux The P + region 18 forms an electrical contact of low ohmic value with the metallic conductor 28 which, too, is made of aluminum. However, as opposed to
régions P + 20, la région I+ 18 sert en outre de côté posi- P + 20 regions, the I + 18 region also serves as a positive side
tif, ou anode, d'une diode semiconductrice dont le côté négatif, ou cathode, est formé par la région N+ 16 qui, tif, or anode, of a semiconductor diode whose negative side, or cathode, is formed by the N + 16 region which,
avec la région p + 18, constitue la jonction semiconduc- with the p + 18 region, constitutes the semiconductor junction
trice 34.34.
En référence à la figure 2,vue de gauche à Referring to Figure 2, view from left to
droite, une moitié de la double structure de cellule com- right half of the double cell structure
porte successivement un conducteur de ligne muni d'un contact métallique 24, conducteur qui constitue un contact de faible valeur ohmique avec larégion de contact P+ 20, une région 22 de type P qui est en contact avec la région de contact P + 20 et constitue l'un des côtés d'une diode isolante, une région 16 de type N qui forme une première jonction semiconductrice 36 avec la région 22 de type P et constitue l'autre côté de la diode isolante ainsi que l'un des côtés d'une diode programmable ou destructible, successively carries a line conductor provided with a metallic contact 24, conductor which constitutes a contact of low ohmic value with the contact region P + 20, a region 22 of type P which is in contact with the contact region P + 20 and constitutes one side of an insulating diode, an N-type region 16 which forms a first semiconductor junction 36 with the P-type region 22 and constitutes the other side of the insulating diode as well as one of the sides of a programmable or destructible diode,
une région P + 18 qui forme une seconde jonction semicon- a P + 18 region which forms a second semicon- junction
ductrice 34 avec la région 16 de type N et constitue ducting 34 with region 16 of type N and constitutes
l'autre côté de la diode destructible, un contact métal- the other side of the destructible diode, a metal contact
lique 28 qui forme un contact de faible valeur ohmique avec la région P 18, et un conducteur de colonne 30 qui line 28 which forms a contact of low ohmic value with the region P 18, and a column conductor 30 which
est en contact avec le contact métallique 28. La struc- is in contact with the metallic contact 28. The structure
ture pnp formée par les régions 22, 16, 18 comporte ture pnp formed by regions 22, 16, 18 comprises
- 2497386- 2497386
deux diodes montées en tête-bêche. two diodes mounted head to tail.
La moitié droite de la double structure de cellule est l'image de la moitié gauche et comporte une The right half of the double cell structure is the image of the left half and has a
seconde paire de diodes montées en tête-bêche. second pair of diodes mounted head to tail.
Une particularité importante de l'invention est que les trois régions 22, 16 et 18 qui constituent les An important feature of the invention is that the three regions 22, 16 and 18 which constitute the
diodes, présentent des concentrations de dopage différentes. diodes, have different doping concentrations.
La jonction 36 entre la région faiblement dopée 22 de type P et la région 16 de type N à faible concentration de dopage a une tension de claquage VB en sens inverse qui est supérieure à celle de la jonction 34 située entre la The junction 36 between the lightly doped region 22 of the P type and the N type region 16 with low doping concentration has a breakdown voltage VB in the opposite direction which is higher than that of the junction 34 located between the
région faiblement dopée 16 de type N et la région forte- weakly doped region 16 of type N and the strong region
ment dopée p+ 18. La tension de claquage V en sens in- doped p + 18. The breakdown voltage V in the reverse direction
B verse d'une jonction semiconductrice est proportionnelle à la résistivité du côté à résistivité élevée de la jonction. La tension de claquage VB de la première jonction 36 est proportionnelle à la résistivité de la région faiblement dopée 22 de typeP et de résistivité élevée, alors que la tension de claquage VB de la seconde jonction 34 est proportionnelle à la résistivité de la région faiblement dopée 16 de type N,, qui est moins fortement dopée que la région Pi 18 de faible résistivité. Parmi les deux régions 16 et 22, qui déterminent les tensions de claquage respectives de ces jonctions, la région faiblement dopée 16 de type N présente une résistivité inférieure à celle de la région faiblement dopée 22 de B pour of a semiconductor junction is proportional to the resistivity of the high resistivity side of the junction. The breakdown voltage VB of the first junction 36 is proportional to the resistivity of the lightly doped region 22 of type P and of high resistivity, while the breakdown voltage VB of the second junction 34 is proportional to the resistivity of the lightly doped region 16 of type N ,, which is less strongly doped than the region Pi 18 of low resistivity. Among the two regions 16 and 22, which determine the respective breakdown voltages of these junctions, the lightly doped region 16 of N type has a lower resistivity than that of the lightly doped region 22 of
type P, et c'est pour cela que la jonction 34 a une ten- type P, and this is why junction 34 has a voltage
sion de claquage en sens inverse inférieure à celle de la jonction 36. La jonction 34 ayant la tension de claquage breakdown voltage in opposite direction lower than that of junction 36. The junction 34 having the breakdown voltage
VB inférieure en sens inverse sert de jonction destruc- VB lower in opposite direction serves as destructive junction
tible lorsque les conducteurs 24 et 30 sont shuntés par une source de tension ayant une polarité négative par tible when the conductors 24 and 30 are shunted by a voltage source having a negative polarity by
rapport au conducteur de colonne 30 et une polarité posi- relative to the column conductor 30 and a positive polarity
tive par rapport au conducteur de ligne 24. A la suite de la basse tension de claquage en sens inverse de la seconde jonction 34, le claquage de cette jonction peut tive with respect to the line conductor 24. Following the low breakdown voltage in the opposite direction to the second junction 34, the breakdown of this junction can
se produire à l'application d'une tension de programma- occur upon application of a programming voltage
tion relativement basse aux extrémités des deux diodes montées en série. Toutefois, à la suite de la tension de relatively low tion at the ends of the two diodes connected in series. However, as a result of the tension of
claquage relativement élevée en sens inverse de la pre- relatively high breakdown in the opposite direction to the first
mière jonction 36, cette jonction est à même de supporter la même tension qui est appliquée à celle-ci en sens inverse, de sorte qu'il y a blocage du courant dans un trajet parasite éventuel. Par conséquent, il se produit une diminution des courants parasites, ce qui permet de first junction 36, this junction is able to withstand the same voltage which is applied to it in the opposite direction, so that there is blockage of the current in a possible parasitic path. Consequently, there is a reduction in stray currents, which makes it possible to
réduire le niveau du courant et de la tension de program- reduce the current level and the programming voltage
mation à appliquer.mation to apply.
Bien que le mécanisme de destruction de la seconde jonction semiconductrice 34 située entre les deux régions 16 et 18 de la couche de silicium polycristallin 14, n'est pas encore tout à fait claire, on suppose qu'il Although the destruction mechanism of the second semiconductor junction 34 located between the two regions 16 and 18 of the polycrystalline silicon layer 14, is not yet entirely clear, it is assumed that it
commence par un claquage par effet d'avalanche de la jonc- begins with an avalanche effect snap of the rush
tion sous l'effet d'un flux de courant important de por- under the effect of a large current flow from
teurs de charge minoritaires traversant la jonction en sens inverse, claquage qui est accompagné du chauffage de la jonction. De la chaleur dégagée par la jonction est transmise à l'interface entre le conducteur métallique 28 et la surface semiconductrice de la région P 18, ce qui provoque, ensuite, le chauffage de l'aluminium dans cette région d'interface et la migration des atomes d'aluminium thermiquement activés vers la jonction semiconductrice 34, o ils produisent un court-circuit permanent de la Minor load headers crossing the junction in the opposite direction, breakdown which is accompanied by heating of the junction. Heat released by the junction is transmitted to the interface between the metal conductor 28 and the semiconductor surface of the P region 18, which then causes the heating of the aluminum in this interface region and the migration of the thermally activated aluminum atoms to semiconductor junction 34, where they produce a permanent short-circuit of the
jonction.junction.
Suivant la théorie précitée, pour le conducteur métallique 28, on utilise de préférence un métal ayant un faible point de fusion, tel que l'aluminium, pour assurer un grand apport d'atomes métalliques à une température raisonnablement basse. De plus, la couche isolante 12, sur laquelle est située la couche en silicium polycristallin 14, doit avoir une épaisseur suffisante et être constituée According to the aforementioned theory, for the metallic conductor 28, a metal having a low melting point, such as aluminum, is preferably used to ensure a large supply of metallic atoms at a reasonably low temperature. In addition, the insulating layer 12, on which the polycrystalline silicon layer 14 is located, must have a sufficient thickness and be made up
par un matériau thermiquement isolant d'une qualité suf- with a thermally insulating material of suf- ficient quality
fisante pour que la couche de silicium polycristallin 14 so that the polycrystalline silicon layer 14
soit thermiquement isolée par celle-ci contre la dissipa- is thermally insulated by it against the dissipation
tion de chaleur à travers le substrat semiconducteur 10. heat through the semiconductor substrate 10.
Sinon, l'effet thermique exigé à l'endroit de la jonction destructible 34 s'en trouverait affecté. Deplus, la Otherwise, the thermal effect required at the location of the destructible junction 34 would be affected. Furthermore, the
nature polycristalline de la couche 14 en silicium poly- polycrystalline nature of the layer 14 made of poly-
cristallin, qui présente des lacunes dans le réseau cristallin, aide à conduire les atomes métalliques à la crystal, which has gaps in the crystal lattice, helps drive the metal atoms to the
jonction 34. Par l'extension latérale du conducteur métal- junction 34. By the lateral extension of the metal conductor
lique 28, extension qui est en contact avec la région P+ 18, on obtient le chevauchement de la jonction destructible lique 28, extension which is in contact with the P + 18 region, we obtain the overlap of the destructible junction
34. Ce chevauchement assure que la plus grande partie pos- 34. This overlap ensures that most of the
sible de la sjUrface du conducteur en aluminium 28 soit exposée à la chaleur de la jonction 34 pour la transmission de chaleur par la couche isolante 26. Pour une transmission of the aluminum conductor sjUrface 28 is exposed to the heat of the junction 34 for the transmission of heat by the insulating layer 26. For a transmission
de chaleur optimale de la jonction 34 au conducteur métal- heat transfer from junction 34 to metal conductor
lique de chevauchement 28, il faut que la couche isolante 26 soit le plus mince possible. Par ailleurs, la couche overlap 28, the insulating layer 26 must be as thin as possible. By the way, the layer
26 doit avoir des propriétés convenables d'isolation élec- 26 must have suitable electrical insulation properties
trique.stick.
Il est à remarquer que les jonctions semiconduc- It should be noted that the semiconductor junctions
trices 34 et 36 sont l'une et l'autre des jonctions laté- trices 34 and 36 are both side junctions
rales, à distinguer des jonctions planaires. Une jonction rales, to be distinguished from planar junctions. A junction
latérale est une jonction dans laquelle le courant traver- lateral is a junction in which the current cross-
sant la jonction circule essentiellement dans un sens paral- the junction essentially flows in a parallel direction
lèle à la face principale du semiconducteur au lieu de circuler essentiellement dans un sens perpendiculaire à la face principale, comme dans une jonction planaire. Les régions semiconductrices 20, 22, 16 et 18 sont toutes séparées latéralement, alors qu'aucune de ces régions ne lele to the main face of the semiconductor instead of circulating essentially in a direction perpendicular to the main face, as in a planar junction. The semiconductor regions 20, 22, 16 and 18 are all separated laterally, while none of these regions
coupe une autre région dans le sens vertical ou perpendi- cuts another region vertically or perpendicularly
culaire. Les superficies de jonction sont alors réduites au minimum pour faciliter la destruction de la diode oudela jonction programmable. Une caractéristique encore plus cular. The junction areas are then reduced to a minimum to facilitate the destruction of the diode or the programmable junction. An even more characteristic
importante est que la reproductibilité des cellules présen- important is that the reproducibility of cells present
tant la même tension de claquage élevée en sens inverse both the same reverse breakdown voltage
pour la diode isolante ainsi que la même tension de cla- for the insulating diode and the same rating voltage
quage basse en sens inverse pour la diode programmable, puisse être obtenue plus facilement dans une structure latérale que dans une structure planaire, o les gradients de dopage à proximité de la jonction sont plus prononcés et moins contrôlables à la suite de la superficie plus lower quage in the opposite direction for the programmable diode, can be obtained more easily in a lateral structure than in a planar structure, where the doping gradients near the junction are more pronounced and less controllable as a result of the more
grande et plus irrégulière des jonctions. large and more irregular junctions.
Les figures 3 à 8 illustrent différentes étapes Figures 3 to 8 illustrate different steps
de fabrication d'un autre mode de réalisation de l'inven- of manufacturing another embodiment of the invention
tion. Un substrat de silicium 10 est muni d'une couche d'oxyde de silicium 12 ayant une épaisseur suffisante pour obtenir de bonnes propriétés thermiques et électriques. La couche d'oxyde de silicium 12 peut être obtenue de manière tion. A silicon substrate 10 is provided with a layer of silicon oxide 12 having a thickness sufficient to obtain good thermal and electrical properties. The silicon oxide layer 12 can be obtained so
connue par croissance thermique.known by thermal growth.
Sur--la couche d'oxyde 12, on dépose une couche 38 en silicium polycristallin intrinsèque et, ensuite, on expose celle-ci à un dopant de type N, tel que le phosphore, On - the oxide layer 12, a layer 38 of intrinsic polycrystalline silicon is deposited and, thereafter, it is exposed to an N-type dopant, such as phosphorus,
de façon à lui donner une concentration de dopage relati- so as to give it a relative doping concentration
vement faible. Durant la diffusion des atomes de phosphore, on fait croître une mince couche d'oxyde thermique 40 sur very weak. During the diffusion of the phosphorus atoms, a thin layer of thermal oxide 40 is grown on
la surface de la couche de silicium polycristallin 38. the surface of the polycrystalline silicon layer 38.
Après la croissance de la mince couche d'oxyde , on peut procéder à un dopage faible de type P, par exemple au bore, dans la couche de silicium polycristallin 38 par une implantation effectuée à travers la mince couche d'oxyde 4O. La couche faiblement dopée de type P sert à stabiliser la couche de silicium polycristallin et ne réduit pratiquement pas la concentration de dopage précédente, qui est toujours faible et de type N. Sur la mince couche d'oxyde 40, on dépose une couche 42 de nitrure de silicium, après quoi on réalise After the thin oxide layer has grown, low P-type doping, for example with boron, can be carried out in the polycrystalline silicon layer 38 by implantation through the thin oxide layer 40. The lightly doped P-type layer serves to stabilize the polycrystalline silicon layer and practically does not reduce the previous doping concentration, which is always low and of N type. On the thin oxide layer 40, a layer 42 of silicon nitride, after which we realize
une autre couche mince d'oxyde de silicium 44 sur la cou- another thin layer of silicon oxide 44 on the
che de nitrure de silicium 42. Par des étapes de masquage et d'élimination sélectives, on oxyde localement la couche che of silicon nitride 42. By selective masking and elimination steps, the layer is locally oxidized
de silicium polycristallin 38, dans des régions sélection- of polycrystalline silicon 38, in selected regions
nées, pour définir les limites de la cellule de mémoire. born, to define the limits of the memory cell.
Sur la figure 3, ces régions sont représentées comme des In Figure 3, these regions are represented as
régions d'oxyde isolantes 46.insulating oxide regions 46.
La figure 4 illustre l'élimination sélective de parties de la mince couche d'oxyde 44 et de la couche de nitrure de silicium 42, élimination qui a pour but de définir une grande ouverture centrale 47 ainsi que deux autres ouvertures éloignées 48, plus petites, se situant chacune d'un côté de l'ouverture centrale 47. Sur les deux petites ouvertures éloignées 48, on forme un masque de laque photosensible, représenté par des lignes pointillées pour indiquer son élimination suivante, l'ouverture centrale 47 étant laissée à découvert pour FIG. 4 illustrates the selective elimination of parts of the thin oxide layer 44 and of the silicon nitride layer 42, elimination which aims to define a large central opening 47 as well as two other remote openings 48, smaller , each located on one side of the central opening 47. On the two small remote openings 48, a mask of photosensitive lacquer is formed, represented by dotted lines to indicate its subsequent elimination, the central opening 47 being left at discovered for
l'élimination de la couche d'oxyde 40. Ensuite, on ef- elimination of the oxide layer 40. Next, we ef-
fectue un dopage fort au bore ou à un autre dopant de type performs a strong doping with boron or another dopant of the type
P à travers l'ouverture centrale 47, par exemple par im- P through the central opening 47, for example by im-
plantation ou diffusion, et on fait pénétrer les dopants planting or spreading, and the dopants are penetrated
sur toute la--profondeur de la couche de silicium poly- over the entire - depth of the poly- silicon layer
cristallin 38 pour créer une région P 52. Durant l'endo- lens 38 to create a region P 52. During the endo-
diffusion, on fait croître à nouveau une couche d'oxyde a sur la région P+ 52 pour remplacer la couche d'oxyde thermique 40 qui, préalablement, a été éliminée dans diffusion, an oxide layer a is again grown on the P + region 52 to replace the thermal oxide layer 40 which, beforehand, has been eliminated in
cette région.this region.
Dans l'étape de la figure 5, on recouvre l!en- In the step of Figure 5, we cover the!
semble d'une autre couche 56 de laque photosensible, sauf les ouvertures 48 et une petite ouverture centrale 54 looks like another layer 56 of photosensitive lacquer, except the openings 48 and a small central opening 54
située dans la plus grande ouverture centrale 46. On éli- located in the largest central opening 46.
mine la couche d'oxyde thermique 40a dans une petite région centrale, alors qu'on élimine également la couche mines the thermal oxide layer 40a in a small central region, while also eliminating the layer
d'oxyde thermique originale 40 dans les ouvertures éloi- of original thermal oxide 40 in the remote openings
gnées48. Après l'élimination de la laque photosensible, on effectue un dopage fort à un dopant de type N., tel que le phosphore, à travers les ouvertures 48 et 54. On fait pénétrer le dopant de type N sur toute la profondeur de la couche de silicium polycristallin 38 pour réaliser une région N+ 58 dans la région P+ 52 ainsi que deux régions I 60, séparées de la région P 52 et situées de part et d'autre de celle-ci. Au cours de l'endodiffusion, on fait croître une nouvelle couche d'oxyde thermique mince gnées48. After the elimination of the photosensitive lacquer, strong doping is carried out with an N type dopant, such as phosphorus, through the openings 48 and 54. The N type dopant is made to penetrate the entire depth of the layer. of polycrystalline silicon 38 to produce an N + 58 region in the P + 52 region as well as two I 60 regions, separated from the P 52 region and located on either side thereof. During endodiffusion, a new thin thermal oxide layer is grown
62 sur les régions N + 58 et 60 mises à découvert. 62 on the N + 58 and 60 regions discovered.
Dans l'étape de la figure 6, on élimine la couche de nitrure de silicium 42 après l'élimination de In the step of FIG. 6, the layer of silicon nitride 42 is eliminated after the elimination of
la mince couche d'oxyde 44.the thin oxide layer 44.
Dans l'étape de la figure 7, on forme un masque In the step of figure 7, we form a mask
64 de laque photosensible pour recouvrir l'oxyde au-des- 64 photosensitive lacquer to cover the oxide above
sus de la région centrale Y + 58, après quoi on élimine la couche d'oxyde 62 dans les régions N+ 60. Après l'élimination du masque 64 de laque photosensible, on peut déposer un alliage de platine et de nickel sur les deux régions N+ séparées 60, pour la formation d'une couche d'alliage 66 de faible valeur ohmique. Un tel alliage peut être constitué par 40% de nickel et de 60% de platine. L'alliage constitue un alliage de platine, de above the central region Y + 58, after which the oxide layer 62 is eliminated in the regions N + 60. After the elimination of the mask 64 of photosensitive lacquer, an alloy of platinum and nickel can be deposited on the two regions Separate N + 60, for the formation of an alloy layer 66 of low ohmic value. Such an alloy can consist of 40% nickel and 60% platinum. The alloy constitutes an alloy of platinum,
nickel et de silicium qui, en anglais, est désigné couram- nickel and silicon which, in English, is commonly designated
ment sous le nom de "platinel silicide" et est représenté sur la figurxe7 par la portion de ligne pointillée qui s'étend jusque dans la région N+ 60. La présence des couches d'oxyde 40a et 62 évite que l'alliage ne puisse se déposer dans d'autres régions. Après la formation de ment under the name of "silicin platinum" and is represented in FIG. 7 by the portion of dotted line which extends as far as the N + 60 region. The presence of the oxide layers 40a and 62 prevents the alloy from being able to deposit in other regions. After the formation of
la couche d'alliage 66, on fait croitre une couche d'oxy- the layer of alloy 66, a layer of oxy-
de de silicium 68 sur la couche d'alliage 66. of silicon 68 on the alloy layer 66.
Dans l'étape de la figure 8, après le dépôt In the step of figure 8, after the deposit
d'une couche de nitrure de silicium 70 sur toute la struc- a layer of silicon nitride 70 over the entire structure
ture, on forme une autre couche d'oxyde de silicium 72. another layer of silicon oxide 72 is formed.
La couche d'oxyde inférieure 68 est nécessaire pour l'ob- The lower oxide layer 68 is necessary for the ob-
tention d'une bonne adhérence de la couche de nitrure de silicium 70. On amène la couche de nitrure 70 et la attention to good adhesion of the silicon nitride layer 70. The nitride layer 70 and the
couche d'oxyde de silicium supérieure 72 dans une confi- upper silicon oxide layer 72 in a confi-
guration telle qu'elles forment une assez grande ouver- guration such that they form a fairly large opening
ture 74 au-dessus de la région centrale N 58, l'ouver- ture 74 above the central region N 58, the opening
ture 74 se terminant à mi-chemin environ entre les ex- ture 74 ending about halfway between the ex-
trémités latérales de la région centrale N 58 et la lateral hoppers of the central region N 58 and the
région P+ 52.P + 52 region.
On élimine la mince couche d'oxyde 62, repré- The thin oxide layer 62, represented by
sentée sur la figure 7, sur la surface de la région N+ 58 de façon que l'ouverture originale 54 dans la couche felt in FIG. 7, on the surface of the N + region 58 so that the original opening 54 in the layer
d'oxyde plus épaisse 40a s'étende jusqu'à la région N" 58. thicker oxide 40a extends to region N "58.
Ensuite, on recouvre la structure d'une première couche 76 en aluminium pour établir le contact entre la région centrale N+ 58 à travers l'ouverture 54 pratiquée dans la couche d'oxyde 40a. La première couche d'aluminium 56 est isolée des régions N+ 60 par les couches d'oxyde 68, 72 et la couche de nitrure 70. Après avoir été amenée dans la configuration requise, la couche d'aluminium 76 peut constituer l'un des conducteurs du système de barres croisées. On recouvre la première couche d'aluminium 76 d'une couche isolante de verre 78. Dans la couche isolante de verre 78, on pratique des ouvertures au-dessus des régions N 60 recouvertes de siliciure, ces ouvertures traversant également les couches d'oxyde 68, 72 et la Then, the structure is covered with a first layer 76 of aluminum to establish contact between the central region N + 58 through the opening 54 made in the oxide layer 40a. The first aluminum layer 56 is isolated from the N + regions 60 by the oxide layers 68, 72 and the nitride layer 70. After having been brought into the required configuration, the aluminum layer 76 may constitute one of the cross bar system conductors. The first aluminum layer 76 is covered with an insulating glass layer 78. In the glass insulating layer 78, openings are made above the N 60 regions covered with silicide, these openings also passing through the oxide layers. 68, 72 and the
couche de nitrure 70. Ces ouvertures ne sont pas repré- nitride layer 70. These openings are not shown
sentées sur la figure 8, mais peuvent être figurées comme felt in figure 8, but can be represented as
se trouvant çans le prolongement des ouvertures 48, au- located in the extension of the openings 48,
dessus des régions N 60, tout en étant décalées par rapport au plan du dessin. Sur la couche isolante 78, on above the regions N 60, while being offset relative to the plane of the drawing. On the insulating layer 78, we
dépose une seconde couche 80 en aluminium qui est paral- deposits a second layer 80 of aluminum which is parallel
lèle aux régions N+ 60 recouvertes de siliciure, et qui s'étend à travers les ouvertures dans la couche isolante de verre 78, les ouvertures dans les couches d'oxyde 68, 72 et l'ouverture dans la couche de nitrure 70 et contacte la couche d'alliage 66. Finalement, on recouvre la seconde couche d'aluminium 80 d'une couche isolante supérieure de related to the N + 60 regions covered with silicide, and which extends through the openings in the insulating glass layer 78, the openings in the oxide layers 68, 72 and the opening in the nitride layer 70 and contacts the layer of alloy 66. Finally, the second layer of aluminum 80 is covered with an upper insulating layer of
verre 82.glass 82.
Dans la structure achevée selon la figure 8, la région centrale N + 58 forme une jonction semiconductrice 84 avec la région P+ 52, tandis que la région 38 de typeN forme une jonction semiconductrice 86 avec la région P+ 52. La jonction 84 a une tension de claquage VB en sens inverse inférieure à celle de la jonction 86. Ainsi, la jonction 84 fait office de jonction destructible, alors que la jonction 86 fait office de jonction isolante. Les In the structure completed according to FIG. 8, the central region N + 58 forms a semiconductor junction 84 with the region P + 52, while the region 38 of type N forms a semiconductor junction 86 with the region P + 52. The junction 84 has a tension breakdown VB in opposite direction lower than that of junction 86. Thus, junction 84 acts as a destructible junction, while junction 86 acts as an insulating junction. The
régions N+ 60 servent à établir un contact de faible va- N + 60 regions are used to establish low-value contact
leur ohmique entre la région 38 de type N et la région d'alliage 66. Dans un mode de réalisation spécifique, la région N peut avoir une concentration de dopage de 10 atomes/cm3, la région P+ 52 une concentration de dopage their resistance between the N type region 38 and the alloy region 66. In a specific embodiment, the N region can have a doping concentration of 10 atoms / cm3, the P + region 52 a doping concentration
de 10 9 atomes/cM3 et la région de type N une concentra- of 10 9 atoms / cM3 and the N-type region a concentra-
tion de dopage de 101 atomes/cm3.doping tion of 101 atoms / cm3.
Il est à remarquer qu'on a pratiqué une ouver- It should be noted that an opening was practiced
ture surdimensionnée 74 dans la couche de nitrure de silicium 70 et la couche d'oxyde 72, l'ouverture 74 se oversized ture 74 in the silicon nitride layer 70 and the oxide layer 72, the opening 74
situant à peu près à mi-chemin entre les extrémités laté- about halfway between the lateral ends
rales des deux jonctions 84 et 86. Cela se fait pour ex- of the two junctions 84 and 86. This is done for ex-
poser la plus grande superficie possible de la couche d'aluminium 76 à la jonction destructible 84, qui n'est séparée de celle-ci que par la couche d'oxyde 40a. Ainsi, lors du claquage de la jonction 84, la chaleur engendrée à l'endroit de cette jonction peut être plus facilement transmise en haut à travers la couche d'oxyde 40a, et être communiquée à une plus grande superficie de la couche d'aluminium 76. A son tour, la chaleur de la couche d'aluminium peut être plus facilement transmise aux régions angulaires 87 de la couche d'aluminium 76, régions par lesquelles cette couche d'aluminium contacte tant la couche d'oxyde 40a que la région N" 58. Les régions angulaires 87 de la couche d'aluminium 76 se situent le plus près lay the largest possible area of the aluminum layer 76 at the destructible junction 84, which is only separated from it by the oxide layer 40a. Thus, during the breakdown of the junction 84, the heat generated at the location of this junction can be more easily transmitted at the top through the oxide layer 40a, and be communicated to a larger area of the aluminum layer. 76. In turn, the heat of the aluminum layer can be more easily transmitted to the angular regions 87 of the aluminum layer 76, regions through which this aluminum layer contacts both the oxide layer 40a and the region. No. 58. The angular regions 87 of the aluminum layer 76 are closest
de la jonction 84 et constituent la source pour la migra- from junction 84 and constitute the source for migra-
tion de l'aluminium vers la jonction 84. tion of aluminum towards junction 84.
Cette même ouverture 84 dans la couche d'oxyde a est utilisée pour la formation de la région N + 58 et pour la réalisation du contact d'aluminium avec la région This same opening 84 in the oxide layer a is used for the formation of the N + region 58 and for the realization of aluminum contact with the region
N+ 58. Cette technique est analogue au processus "à émet- N + 58. This technique is analogous to the "emitting-
teur lavé" (washed out emitter) dans la technologie des transistors bipolaires. De cette façon, on peut considérer que la distance entre la région de contact d'aluminium 87 et la jonction destructible 84 est autoalignée de sorte washed out emitter in bipolar transistor technology. In this way, it can be considered that the distance between the aluminum contact region 87 and the destructible junction 84 is self-aligned so
qu'elle peut être réglée dans des tolérances plus étroites. that it can be adjusted within tighter tolerances.
Ainsi, vu de gauche à droite sur la figure 8, une première paire de diodes est formée entre une seule région N+ 60 et la région centrale N 58, alors qu'une Thus, seen from left to right in FIG. 8, a first pair of diodes is formed between a single region N + 60 and the central region N 58, while a
seconde paire de diodes est formée entre la région cen- second pair of diodes is formed between the central region
trale N 58 et l'autre région N 60. Les deux cellules ont en commun la région N 58, tout en étant situées de part et d'autre de celle-ci, chaque cellule comportant deux diodes dont les tensions de claquage en sens inverse trale N 58 and the other region N 60. The two cells have in common the region N 58, while being situated on either side thereof, each cell comprising two diodes whose breakdown voltages in opposite directions
sont différentes.are different.
Les figures 9 à 14 représentent un autre mode de réalisation de l'invention. Pour la simplicité, on a utilisé les mêmes références pour indiquer les éléments qui correspondent à ceux du mode de réalisation déjà re- Figures 9 to 14 show another embodiment of the invention. For simplicity, the same references have been used to indicate the elements which correspond to those of the embodiment already shown.
présenté sur les figures 3 à 8. De plus, ona représenté 2i497386 1 4 les différents masques photosensibles sans références. La presented in Figures 3 to 8. In addition, there is shown 2i497386 1 4 the different photosensitive masks without references. The
description faite en regard de ces figures est moins dé- description made with regard to these figures is less detailed
* taillée, puisqu'il ressort nettement des figures dessinées* cut, since it clearly emerges from the drawn figures
et de la description précédente comment les différentes and from the previous description how the different
étapes du processus sont réalisées. process steps are carried out.
Dans l'étape de la figure 9, on forme une ré- In the step of Figure 9, we form a re-
gion centrale faiblement dopée 92 de type n dans une couche lightly doped n-type central region 92 in a layer
en silicium -polycristallin originellement intrinsèque. Originally intrinsic polycrystalline silicon.
Ensuite, on réalise dans l'entière couche 90 un dopage très faible de type P de façon que le dopage de typeP de la masse de la couche 90 soit plus faible que le dopage Then, a very low P-type doping is carried out in the entire layer 90 so that the P-type doping of the mass of the layer 90 is lower than the doping
de type N de la région centrale.type N from the central region.
Dans l'étape de la figure 10, on forme deux ré- In the step of figure 10, we form two re-
gions séparées 94 faiblement dopées de type Pt qui che- separate regions 94 lightly doped Pt type which
vauchent en partie sur la région 90 de type P et en partie sur la région 92 de type N. Dans l'étape de la figure 11, on forme dans la région 90 de type P deux régions N+ 96 fortement dopées, in part on the P-type region 90 and in part on the N-type region 92. In the step of FIG. 11, two heavily doped N + 96 regions are formed in the P-type region 90,
qui sont séparées chacune des régions P+ 94. which are separate from each of the P + 94 regions.
Dans l'étape de la figure 12, on pratique une ouverture de contact dans la couche isolante 40, au-dessus de la région centrale 92 de type N. Dans l'étape de la figure 13 on forme des régions In the step of FIG. 12, a contact opening is made in the insulating layer 40, above the central region 92 of type N. In the step of FIG. 13, regions are formed
de contact d'alliage 66 sur la surface des régions N+ 96. of contact of alloy 66 on the surface of regions N + 96.
La figure 14 représente la structure achevée. Figure 14 shows the completed structure.
Chaque région N+ 96 forme avec la région voisine 90 de type p une jonction 98 qui présente une tension de claquage élevée en sens inverse et qui, par conséquent, sert de jonction isolante. Chaque région P+ 94 forme une jonction 100 avec sa région voisine 92 de type N, qui présente une tension de claquage basse en sens inverse et qui, par conséquent, sert de jonction destructible. Dans un mode de Each N + region 96 forms with the neighboring region 90 of type p a junction 98 which has a high breakdown voltage in the opposite direction and which, therefore, serves as an insulating junction. Each region P + 94 forms a junction 100 with its neighboring region 92 of type N, which has a low breakdown voltage in the opposite direction and which, therefore, serves as a destructible junction. In a mode of
réalisation spécifique, la région 92 de typeN a une con- specific realization, the typeN region 92 has a
centration de dopage de 1.1018 atomes/cm3, la région 90 de type P une concentration de dopage de 1.1017 atomes/cm3 et la région P 94 une concentration de dopage de 1.10 9 atomes/cm3, alors que la région NF 96 a une concentration de dopage de 1.10 atomes/cm3. La région 92 de type N est commune aux deux cellules situées de part et d'autre doping concentration of 1.1018 atoms / cm3, the P-type region 90 a doping concentration of 1.1017 atoms / cm3 and the P 94 region a doping concentration of 1.10 9 atoms / cm3, while the NF 96 region has a concentration of doping of 1.10 atoms / cm3. The N-type region 92 is common to the two cells located on either side
de celle-ci, chaque cellule comportant deux diodes présen- of the latter, each cell comprising two diodes present
tant des tensions de claquage différentes en sens inverse. both different breakdown voltages in reverse.
A travers l'ouverture surdimensionnée 74, une grande surface de la première couche d'aluminium 76 est Through the oversized opening 74, a large area of the first layer of aluminum 76 is
exposée à la jonction destructible 100. La distance laté- exposed to the destructible junction 100. The lateral distance
rale entre le bord de l'ouverture surdimensionnée 74 et le point o lajonction 100 coupe la face supérieure de la couche de silicium polycristallin 90, est égale ou supérieure à la distance latérale entre la jonction 100 et le bord de l'ouverture 54 pratiquée dans la couche line between the edge of the oversized opening 74 and the point where the junction 100 intersects the upper face of the polycrystalline silicon layer 90, is equal to or greater than the lateral distance between the junction 100 and the edge of the opening 54 made in layer
d'oxyde 40.oxide 40.
Selon la figure 10, une seule étape définit tant les ouvertures pour la région P+ 94 que l'ouverture pour le contact d'aluminium avec la région 92 de type N. Cela permet de régler facilement la distance entre le According to FIG. 10, a single step defines both the openings for the P + 94 region and the opening for the contact of aluminum with the 92 type N region. This makes it possible to easily adjust the distance between the
contact d'aluminium et la jonction 100. aluminum contact and junction 100.
Les figures 15 à 20 représentent encore un autre mode de réalisation de l'invention. Comme dans le cas du mode de réalisation précédent selon les figures 9 à 14, Figures 15 to 20 show yet another embodiment of the invention. As in the case of the previous embodiment according to FIGS. 9 to 14,
on ne va donner qu'une description succincte. we will only give a brief description.
Dans l'étape de la figure 15, on procède à un In the step of figure 15, we proceed to a
dopage faible de type N d'une couche 102 en silicium poly- low N-type doping of a layer 102 of poly-
cristallin intrinsèque.intrinsic lens.
Dans l'étape de la figure 16, on pratique des ouvertures dans la couche de nitrure de silicium 42 et la couche d'oxyde de silicium 44 pour définir les régions de In the step of FIG. 16, openings are made in the layer of silicon nitride 42 and the layer of silicon oxide 44 to define the regions of
silicium polycristallin à concentrations de dopage dif- polycrystalline silicon with different doping concentrations
férentes. Dans la couche 102 de type N, on forme trois régions fortement dopées de type P, à savoir une région férentes. In the N-type layer 102, three heavily doped P-type regions are formed, namely a region
centrale P + 104 et deux régions P extérieures 106. central P + 104 and two external P regions 106.
Dans l'étape de la figure 17, on forme deux régions fortement dopées 108 de type de conductivité N dans la couche 102 de type N. Chacune des régions N+ 108 est séparée de sa région voisine P+ 106, mais chevauche en partie sur la région centrale p 104 de façon à constituer des jonctions 110 à proximité de la surface de la couche de silicium polycristallin 102. Les jonctions 110 présentent une tension de claquage inverse faible. Chacune des régions Pi 106 forme avec la région 102 de type N une jonction 112 qui présente une tension de claquage élevée en sens inverse. Dans l'étape de la figure 18, on pratique des ouvertures dans la couche d'oxyde 40 pour définir les In the step of FIG. 17, two heavily doped regions 108 of type N conductivity are formed in the layer 102 of type N. Each of the N + regions 108 is separated from its neighboring region P + 106, but partly overlaps the region central p 104 so as to form junctions 110 near the surface of the polycrystalline silicon layer 102. The junctions 110 have a low reverse breakdown voltage. Each of the Pi regions 106 forms with the N type region 102 a junction 112 which has a high breakdown voltage in the opposite direction. In the step of FIG. 18, openings are made in the oxide layer 40 to define the
régions de contact pour les régions 104, 106. contact regions for regions 104, 106.
Dans l'étape de la figure 19, on forme des ré- In the step of figure 19, we form re-
lO gions d'alliage 66 dans la surface des régions exte- 10 alloy 66 regions in the surface of the external regions
rieures 106.laughter 106.
La structure achevée est représentée sur la fi- The completed structure is shown in the figure
gure 20. Ici, on utilise à nouveau une technique "à émet- gure 20. Here, we again use a "emitting-
teur lavé" pour la formation du contact de la couche d'alu- washed "for the formation of the aluminum layer contact
minium 76 avec la région P + centrale 104. De plus, au cours d'une seule étape, représentée sur la figure 16, on définit minium 76 with the central P + region 104. Furthermore, during a single step, represented in FIG. 16, we define
toutes les régions à concentrations de dopage différentes. all regions with different doping concentrations.
La seule région Pt 104 est commune à deux cellules de mé- The only region Pt 104 is common to two cells of me-
moire programmables, chaque cellule comportant deux diodes munies des jonctions 110 et 112 et présentant des tensions de claquage différentes en sens inverse. La jonction 110 programmable moire, each cell comprising two diodes provided with junctions 110 and 112 and having different breakdown voltages in the opposite direction. Junction 110
présentant la tension de claquage inférieure en sens inver- having the reverse breakdown voltage in reverse direction
se est la jonction destructible,tandis que la jonction 112 se is the destructible junction, while junction 112
présentant la tension de claquage supérieure en sens in- having the upper breakdown voltage in the opposite direction
verse est la jonction isolante.verse is the insulating junction.
L'ouverture surdimensionnée 74 se situe direc- The oversized opening 74 is located directly
tement au-dessus de la jonction destructible 110, jonction sur laquelle ne chevauche que légèrement ou ne chevauche above the destructible junction 110, a junction on which only slightly overlaps or overlaps
pas du tout la partie de la couche d'aluminium 76 qui re- not at all the part of the aluminum layer 76 which re-
pose sur la couche d'oxyde 40. Dans ce mode de réalisa- poses on the oxide layer 40. In this embodiment
tion, il est nécessaire de réduire au minimum le chevau- tion, it is necessary to minimize the overlap
chement de l'aluminium pour éviter que celui-ci ne pénètre aluminum to prevent it from entering
dans les régions N 108.in regions N 108.
Dans un mode de réalisation spécifique, la couche 102 de type N a une concentration de dopage de 1018 atomes/cm3, la région Ni 108 une concentration de dopage de 10 atomes/cm3, alors que les régions P+ 10o4, In a specific embodiment, the N-type layer 102 has a doping concentration of 1018 atoms / cm3, the Ni 108 region a doping concentration of 10 atoms / cm3, while the P + 10o4 regions,
106 ont une concentration de dopage de b19 atomes/cm3. 106 have a doping concentration of b19 atoms / cm3.
Claims (15)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US22045980A | 1980-12-29 | 1980-12-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2497386A1 true FR2497386A1 (en) | 1982-07-02 |
FR2497386B1 FR2497386B1 (en) | 1986-11-14 |
Family
ID=22823618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8124285A Expired FR2497386B1 (en) | 1980-12-29 | 1981-12-28 | PROGRAMMABLE DEAD MEMORY AND MEMORY CELL FOR USE IN SUCH A MEMORY |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS57133669A (en) |
DE (1) | DE3150164A1 (en) |
FR (1) | FR2497386B1 (en) |
GB (1) | GB2090468B (en) |
IE (1) | IE53422B1 (en) |
IT (1) | IT1140185B (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3641516A (en) * | 1969-09-15 | 1972-02-08 | Ibm | Write once read only store semiconductor memory |
GB2005079A (en) * | 1977-09-30 | 1979-04-11 | Philips Nv | Programmable read-only memory cell |
GB2005078A (en) * | 1977-09-30 | 1979-04-11 | Philips Nv | Programmable read-only memory cell |
-
1981
- 1981-12-18 DE DE19813150164 patent/DE3150164A1/en active Granted
- 1981-12-23 IE IE3075/81A patent/IE53422B1/en not_active IP Right Cessation
- 1981-12-24 GB GB8138961A patent/GB2090468B/en not_active Expired
- 1981-12-24 IT IT25855/81A patent/IT1140185B/en active
- 1981-12-28 FR FR8124285A patent/FR2497386B1/en not_active Expired
- 1981-12-28 JP JP21601581A patent/JPS57133669A/en active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3641516A (en) * | 1969-09-15 | 1972-02-08 | Ibm | Write once read only store semiconductor memory |
GB2005079A (en) * | 1977-09-30 | 1979-04-11 | Philips Nv | Programmable read-only memory cell |
GB2005078A (en) * | 1977-09-30 | 1979-04-11 | Philips Nv | Programmable read-only memory cell |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT8125855A0 (en) | 1981-12-24 |
GB2090468B (en) | 1985-05-30 |
IE813075L (en) | 1982-06-29 |
DE3150164C2 (en) | 1987-06-04 |
FR2497386B1 (en) | 1986-11-14 |
DE3150164A1 (en) | 1982-08-12 |
IT1140185B (en) | 1986-09-24 |
GB2090468A (en) | 1982-07-07 |
JPH0147021B2 (en) | 1989-10-12 |
IE53422B1 (en) | 1988-11-09 |
JPS57133669A (en) | 1982-08-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0068945B1 (en) | Bipolar transistor controlled by field effect having an insulated gate electrode | |
FR2494499A1 (en) | FLAT STRUCTURE FOR HIGH VOLTAGE SEMICONDUCTOR DEVICES | |
EP2009682B1 (en) | FinFET field-effect transistor isolated from the substrate | |
FR2692402A1 (en) | Semiconductor device comprising semiconductor layers of different types of conductivity and manufacturing method. | |
EP3550622B1 (en) | Integrated circuit with bipolar transistors | |
FR2598259A1 (en) | ZENER ENTERREE DIODE AND MANUFACTURING METHOD. | |
FR2461360A1 (en) | METHOD FOR MANUFACTURING A VERTICALLY OPERATING DMOS-TYPE FIELD EFFECT TRANSISTOR AND TRANSISTOR OBTAINED THEREBY | |
FR2550013A1 (en) | DEVICE FOR SUPPRESSING SEMICONDUCTOR OVERVOLTAGES, OF WHICH THE PRIMING VOLTAGE CAN BE PREDETERMINED, AND ITS MANUFACTURING METHOD | |
FR2481518A1 (en) | METHOD FOR MAKING A SEMICONDUCTOR DEVICE COMPRISING COMPLEMENTARY FIELD EFFECT TRANSISTORS | |
FR2475292A1 (en) | METHOD FOR MANUFACTURING AN INTEGRATED INJECTION LOGIC STRUCTURE HAVING A SELF-ALIGNED BASIC CONTACT | |
FR2478376A1 (en) | SEMICONDUCTOR DEVICE OF ENRICHMENT AND RESISTANCE TRANSISTOR STORAGE CELL TYPE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME | |
FR2468208A1 (en) | SEMICONDUCTOR DEVICE WITH ZENER DIODE | |
FR2606214A1 (en) | BIPOLAR HETEROJUNCTION TRANSISTOR | |
EP0002087B1 (en) | Monolithic semiconductor device comprising two complementary transistors and method of making same | |
FR2507821A1 (en) | JUNCTION VERTICAL FIELD EFFECT TRANSISTOR AND MANUFACTURING METHOD | |
FR2548831A1 (en) | METHOD FOR MAKING AT LEAST ONE DEEP LAYER IN A SEMICONDUCTOR DEVICE | |
FR2493603A1 (en) | SEMICONDUCTOR DEVICE | |
FR2598043A1 (en) | SEMICONDUCTOR COMPONENT FOR OVERVOLTAGE AND OVERCURRENT PROTECTION | |
FR2497386A1 (en) | PROGRAMMABLE DEAD MEMORY AND MEMORY CELL FOR USE IN SUCH A MEMORY | |
FR2570880A1 (en) | METHOD FOR MANUFACTURING ISOLATED GRID FIELD EFFECT TRANSISTOR AND TRANSISTOR THUS OBTAINED | |
FR2511539A1 (en) | REMANENT MEMORY DEVICE | |
FR2503933A1 (en) | INTEGRATED CIRCUIT COMPRISING A NETWORK OF TRANSISTORS | |
EP0148065A2 (en) | High-speed semiconductor device, in particular a high-voltage p-i-n diode | |
FR2697674A1 (en) | Thyristor and common cathode thyristor assembly. | |
FR2512590A1 (en) | JUNCTION TYPE FIELD EFFECT TRANSISTOR AND MANUFACTURING METHOD |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |