NL8301235A

NL8301235A - PROGRAMMABLE READING MEMORY AND METHOD FOR MAKING THEREOF

Info

Publication number: NL8301235A
Application number: NL8301235A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1982-04-12
Filing date: 1983-04-08
Publication date: 1983-11-01
Also published as: DE3312871A1; GB2118776B; FR2525012B1; JPS58186962A; JPH0518262B2; DE3312871C2; GB2118776A; FR2525012A1

Description

* *^v ^ EHA 1068 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.* * ^ v ^ EHA 1068 1 N.V. Philips' Incandescent lamp factories in Eindhoven.

Programmeerbaar leesgeheugen en werkwijze voor het vervaardigen daarvan.Programmable read memory and method of manufacturing it.

De uitvinding heeft betrekking cp een programmeerbaar leesge-heugen bevattende een half geleiderlichaam met aan een hoofdoppervlak een . verzonken elektrisch isolerend gebied en een aangrenzend éénkristallijn halfgeleider gebied met aan het oppervlak een aantal onderling gescheiden 5 geheugencellen, waarbij elke cel een nagenoeg horizontale eerste pn-ovsr-gang, gelegen in het halfgeleidergebied, en een overeenkomstige tweede pn-overgang heeft, die samen een paar tegen elkaar in geschakelde pn-overgangsdioden vannen. Hierbij bevat elke geheugencel een paar tegengestelde dioden, waarvan er één selectief kan worden vernietigd, om het 10 geheugen te programmeren.The invention relates to a programmable reading memory comprising a semiconductor body with a main surface at one. recessed electrically insulating region and an adjacent single crystalline semiconductor region having a plurality of mutually separated memory cells on the surface, each cell having a substantially horizontal first pn-ovsr junction, located in the semiconductor region, and a corresponding second pn junction, which together a pair of pn junction diodes connected against each other. Here, each memory cell contains a pair of opposing diodes, one of which can be selectively destroyed to program the memory.

Daarnaast heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijk geheugen.In addition, the invention relates to a method for manufacturing such a memory.

Programmeerbare leesgeheugens (PPOM's) worden in toenemende mate belangrijk voor toepassingen in elektronische geheugeninrichtingen.Programmable read memories (PPOMs) are becoming increasingly important for applications in electronic memory devices.

15 Bijzonder belangrijk is het type programmeerbaar leesgeheugen met een matrix van rijen en kolomen van geheugencellen, die elk bestaan uit twee tegen elkaar in geschakelde pn-overgangsdicden. Een eerste van de dioden in elke cel dient als een matrixelement voor het elektrisch isoleren van de cel, terwijl de tweede diode selectief kan worden ver-20 nietigd voor het prograirmeren van een logisch ”0" of een logische "1" in de cel. De programmeerbare diode wordt in een concreet geval vernietigd, door ervoor te zorgen, dat een voldoend hoge sperstrocm door zijn pn-overgang wordt gestuurd, cm permanent deze overgang kort te sluiten.Particularly important is the type of programmable read memory having an array of rows and columns of memory cells, each consisting of two pn junctions connected against one another. A first of the diodes in each cell serves as a matrix element for electrically isolating the cell, while the second diode can be selectively destroyed to program a logic "0" or a logic "1" in the cell. In a specific case, the programmable diode is destroyed by ensuring that a sufficiently high blocking current is sent through its pn junction to permanently short circuit this junction.

25 Elektrisch isolerend materiaal, zoals siliciumdiaxyde, wordt gebruikt voor het lateraal van elkaar scheiden van de geheugencellen in bepaalde bekende programmeerbare leesgeheugens van de genoemde soort.Electrically insulating material, such as silicon dioxide, is used for laterally separating the memory cells in certain known programmable reading memories of the said type.

Het Britse octrooischrift 2,005,079 beschrijft een dergelijk programmeerbaar leesgeheugen, waarbij elke matrixdiode een vertikale diode is, 30 waarvan de pn-overgang horizontaal· in een éénkristallijn siliciumgebied door van een halfgeleiderlichaam is gelegen en lateraal volledic^een in het lichaam verzonken gebied van siliciumdiaxyde wordt begrensd. Elke programmeerbare diode is een horizontale diode, waarvan de pn-overgang zich 8301235British Patent 2,005,079 describes such a programmable read memory, wherein each matrix diode is a vertical diode, the p-n junction of which is horizontally located in a single crystalline silicon region through a semiconductor body and laterally completely bounded in a body of silicon dioxide. . Each programmable diode is a horizontal diode, the pn junction of which is 8301235

V VV V

PHA 1068 2 in een gebied van polykristallijn silicium bevindt, dat grenst aan het bovenvlak van het êénkristallijne gebied. De pn-overgang van elke pro-grammeerbare diode strekt zich over het algemeen loodrecht qp het onderste vlak van het lichaam uit. Dit programmeerbare leesgeheugen wordt 5 vervaardigd, door een n-type epitaxiale laag op het bovenvlak van een p-type substraat te vormen en vervolgens een p-type epitaxiale laag te vormen op de n-type epitaxiale laag. Een diep n-type gebied raakt aan het benedenvlak van het diepe oxydegebied, dat wordt gevormd rondom delen van de epitaxiale lagen, om de matrixdiode te vormen. Ter plaatse 10 van elke cel is een opening aanwezig in een isolerende laag, die de p-type epitaxiale laag bedekt. De pn-overgangen voor de programmeerbare dioden worden gevormd in een laag van polykristallijn silicium, die wordt neergeslagen op de isolerende laag en qp de delen van de p-type epitaxiale laag, die via de openingen zijn blootgelegd. Hoewel 15 betrekkelijk kleine stranen van ca. 20 mA nodig zijn voor het programmeren van dit programmeerbare leesgeheugen, wordt door zijn horizontale dioden de door de cellen in beslag genoten ruimte vergroot.PHA 1068 2 is in a polycrystalline silicon region adjacent to the top surface of the single crystalline region. The pn junction of each programmable diode generally extends perpendicularly at the bottom face of the body. This programmable read memory is manufactured by forming an n-type epitaxial layer on the top surface of a p-type substrate and then forming a p-type epitaxial layer on the n-type epitaxial layer. A deep n-type region contacts the lower face of the deep oxide region, which is formed around parts of the epitaxial layers, to form the matrix diode. At the location of each cell there is an opening in an insulating layer covering the p-type epitaxial layer. The pn junctions for the programmable diodes are formed in a layer of polycrystalline silicon which is deposited on the insulating layer and the parts of the p-type epitaxial layer exposed through the openings. Although relatively small tears of about 20 mA are required to program this programmable read memory, its horizontal diodes increase the space occupied by the cells.

Een programmeerbaar leesgeheugen, volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat elke tweede pn-overgang nagenoeg evenwijdig aan het 20 hoofdoppervlak verloopt en in een overeenkomstig verder gebied van het lichaam ligt, dat met zijn onderzijde grenst aan het halfgeleidergebied boven de overeenkomstige eerste pn-overgang, zodanig, dat het tussenliggende voor elk paar dioden gemeenschappelijke gebied tussen de beide pn-overgangen volledig grenst aan het isolerende gebied, dat zich al-25 thans ten dele boven het bovenvlak uitstrekt. Bij voorkeur is elk verder gebied van nagenoeg polykristallijn halfgeleidermateriaal.A programmable read memory, according to the invention, is characterized in that each second pn junction extends substantially parallel to the main surface and lies in a corresponding further region of the body, with its underside adjacent to the semiconductor region above the corresponding first pn junction such that the intermediate region common to each pair of diodes between the two pn junctions is completely adjacent to the insulating region, which at least partially extends above the top surface. Preferably, each further region is of substantially polycrystalline semiconductor material.

De term "nagenoeg horizontaal", toegepast op de pn-overgangen, betekent, dat ieder daarvan grotendeels in een vlak ligt, dat nagenoeg evenwijdig aan het oppervlak verloopt. Elke overgang is "nagenoeg hori-30 zontaai", zelfs als deze iets omhoog of omlaag loopt op het punt, waar hij aan het isolerende gebied grenst. Zodoende zijn de beide dioden in elke PKQM-cel vertikale dioden. De onderste diode, die is gedefinieerd door de eerste pn-overgang, is normaliter het matrixelement, terwijl de bovenste diode, die is gedefinieerd door de tweede pn-overgang, 35 normaliter het programmeerbare element is. Door ervoor te zorgen, dat de pn-overgangen in iedere cel volledig grenzen aan het isolerende gebied, neemt het onderhavige programmeerbare leesgeheugen erg weinig ruimte in beslag. Het geheugenelement in elke cel neemt in een concreet 8301235 * * EHN 1068 3 2 geval enge veer 2,25 ^uitt in beslag, wat veel minder is dan in vergelijkbare bekende inrichtingen.The term "substantially horizontal," when applied to the pn junctions, means that each of them is largely in a plane that is substantially parallel to the surface. Each transition is "substantially horizontal", even if it slopes slightly up or down at the point where it borders the insulating region. Thus, the two diodes in each PKQM cell are vertical diodes. The lower diode, defined by the first pn junction, is normally the matrix element, while the upper diode, defined by the second pn junction, is normally the programmable element. By ensuring that the pn junctions in each cell are completely adjacent to the insulating region, the present programmable read memory takes up very little space. The memory element in each cell takes up a scary spring 2,25 ^ in a concrete case, which is much less than in comparable prior art devices.

De onderste celgebieden direct beneden de eerste pn-overgangen zijn van een eerste geleidingstype, terwijl de tussenliggende celge-5 bieden van een tegengesteld tweede geleidingstype zijn. De cellen warden normaliter gevormd boven een substraatgebied van het tweede ge-leidingstype. Daardoor doet zich een probleem voor, doordat het substraatgebied mogelijk als de collector voor een parasitaire transistor werkt, waarin het onderste gebied van iedere cel als basis werkt en 10 het aangrenzende tussenliggende celgebied de emitter is. Wanneer de tweede pn-overgang van deze cel wordt vernietigd, wordt zijn eerste * pn-overgang in de doorlaatrichting voorgespannen, waardoor wordt bewerkstelligd, dat de bijbehorende parasitaire transistor geleidend wordt. De door de parasitaire transistor in het substraatgebied geïn-15 jecteerde stroom zou de spanning daarin in voldoende mate kunnen doen toenemen, om te bewerkstelligen, dat de pn-overgangen tussen het substraat en de onderste celgebieden van andere cellen langs dezelfde kolom in de doorlaatrichting worden voorgespannen. Daardoor kunnen dan weer de tweede pn-overgangen van deze andere cellen ongunstig worden 20 beïnvloed. Cm dit probleem op te heffen en tevens elektrische tussenver-bindingen met de onderste celgebieden aan te brengen wordt met voordeel een samengestelde begraven laag gebruikt. Deze begraven laag bevat een aantal hoog gedoteerde begraven gebieden van het eerste geleidingstype direct onder de onderste celgebieden. Elk begraven gebied grenst aan 25 het isolerende gebied langs de gehele onderste ontrek van elk van één of meer bijbehorende onderste celgebieden. Door ervoor te zorgen, dat de begraven gebieden samenkcroen met het isolerende gebied, wordt de versterking van elke parasitaire transistor aanzienlijk verlaagd, in een concreet geval met een factor 100. Daardoor wordt de gedurende het pro-30 grammeren van één cel in het substraatgebied verkregen spanning aanzienlijk verlaagd, zodat de programmeerbare dioden in andere cellen langs dezelfde kolom worden beschermd.The bottom cell regions immediately below the first pn junctions are of a first conductivity type, while the intermediate cell regions are of an opposite second conductivity type. The cells were normally formed above a substrate region of the second conduction type. Therefore, a problem arises in that the substrate region may act as the collector for a parasitic transistor in which the bottom region of each cell acts as the base and the adjacent intermediate cell region is the emitter. When the second pn junction of this cell is destroyed, its first * pn junction is biased in the forward direction, causing the associated parasitic transistor to become conductive. The current injected into the substrate region by the parasitic transistor could increase the voltage therein sufficiently to cause the pn junctions between the substrate and the lower cell regions of other cells to pass along the same column in the forward direction. prestressed. As a result, the second pn junctions of these other cells can in turn be adversely affected. To overcome this problem and also provide electrical interconnections to the lower cell regions, a composite buried layer is advantageously used. This buried layer contains a number of highly doped buried areas of the first conductivity type directly below the bottom cell areas. Each buried region is adjacent to the insulating region along the entire lower extraction of each of one or more associated lower cell regions. By causing the buried areas to cringe with the insulating area, the gain of each parasitic transistor is significantly reduced, in a concrete case by a factor of 100. As a result, the one cell in the substrate area is programmed during programming. voltage is significantly reduced so that the programmable diodes in other cells along the same column are protected.

Het halfgeleiderlichaam bevat verder bij voorkeur een hoog gedoteerd begraven netwerk van het tweede geleidingstype, dat lateraal 35 elk begraven gebied crogeeft. Het begraven netwerk vormt een weg van lage weerstand voor het af voeren van ladingsdragers, die door de parasitaire trans is toren gedurende de programmering in het substraatgebied zijn geïnjecteerd, cm verder de toename van de substraatpotentiaal te 8301235 FHA 1068 4 \The semiconductor body further preferably includes a highly doped buried network of the second conductivity type, which laterally crochets each buried region. The buried network forms a low resistance path for the discharge of charge carriers injected into the substrate region by the parasitic transistors during programming, further increasing the substrate potential to 8301235 FHA 1068 4 \

Ψ VΨ Q

voorkcmen.prevention.

Het begraven netwerk wordt lateraal van de begraven gebieden gescheiden door een laag gedoteerd gebied, dat het substraatgebied cravat en zich tot aan het isolerende gebied uitstrekt. Het laag gedoteerde 5 grbied dient ertoe, de doorslagspanning van de substraat-pn-overgangen te verhogen tot een aannemelijke waarde.The buried network is laterally separated from the buried areas by a layer of doped area, which cravat the substrate area and extends to the insulating area. The low-doped region serves to increase the breakdown voltage of the substrate-pn junctions to a plausible value.

Een groot voordeel van het onderhavige geheugen is, dat het zeer ongevoelig is voor veel door materialen en processen veroorzaakte defecten. Alleen het werkelijke geheugenelement van iedere cel is in 10 sterke mate onderhevig aan dergelijke defecten en dit gebied is heel klein. Verbindingen, die zich door het isolerende gebied heen naar de samengestelde begraven laag uitstrekken, zijn in hoge mate ongevoelig voor veel van deze defecten, terwijl veel van de pn-overgangen geheel of gedeeltelijk door het isolerende gebied zijn beschermd. Daarom is 15 dit programmeerbare leesgeheugen bijzonder geschikt voor de vervaardiging van zeer grote geheugenmatrices.A great advantage of the present memory is that it is very insensitive to many defects caused by materials and processes. Only the actual memory element of each cell is highly susceptible to such defects and this area is very small. Compounds extending through the insulating region to the composite buried layer are highly insensitive to many of these defects, while many of the pn junctions are protected in whole or in part by the insulating region. Therefore, this programmable read memory is particularly suitable for the manufacture of very large memory arrays.

Bij het vervaardigen van het programmeerbare leesgeheugen wordt eerst het isolerende gebied gevormd op zodanige wijze, dat het volledig grenst aan de gehele ontrek van elk van een groep éénkristall-ijne delen 20 van een gedoteerd gebied van het eerste geleidingstype, die cp afstand van elkaar aan het oppervlak van het gedoteerde gebied zijn gelegen, terwijl dit gebied zich tenminste ten dele' boven het bovenvlak uitstrekt. Een doteringsmiddel van het tweede geleidingstype wordt via het bovenvlak aangebracht in de êénkristallijne delen, cm de eerste pn-over-25 gangen te definiëren. Het isolerende gebied wordt bij voorkeur gebruikt als masker voor het regelen van de laterale spreiding van het doteringsmiddel van het tweede geleidingstype in ieder êênkristallijn deel. De tweede pn-overgangen worden daarna gedefinieerd, door de verdere gebieden op de êênkristallijne delen cp zodanige wijze te vormen, dat elk verder 30 gebied een bovenste deel van het eerste geleidingstype en een aangrenzend onderste deel van het tweede geleidingstype bevat.In the manufacture of the programmable read memory, the insulating region is first formed in such a way that it completely abuts the entire extraction of each of a group of single crystal parts 20 of a doped region of the first conductivity type spaced apart the surface of the doped area are located, while this area extends at least in part above the top surface. A second conductivity type dopant is applied through the top surface in the single crystalline portions to define the first pn-across. The insulating region is preferably used as a mask to control the lateral spread of the second conductivity type dopant in each single crystalline portion. The second pn junctions are then defined, by forming the further regions on the single crystalline parts cp such that each further region contains an upper part of the first conductivity type and an adjacent lower part of the second conductivity type.

De samengestelde begraven laag en het isolerende gebied worden normaliter op een eerder tijdstip van de vervaardiging van het programr meerbare leesgeheugen gevormd. Een verontreiniging die het eerste ge-35 leidingstype veroorzaakt, wendt selectief aangebracht in een éénkristal-lijn halfgeleidersubstraat van het tweede geleidingstype op een aantal eerste plaatsen, die qp afstand van elkaar zijn gelegen langs een oppervlak van het substraat, cm de begraven gebieden te vonten. Bij voorkeur 830 1 23 5 ‘ * % m 1Q68 5 wordt het begraven netwerk eveneens gevormd door selectief een verontreiniging die het tweede geleidingstype veroorzaakt in het substraat ' aan te brengen op een tweede plaats, die ieder van de eerste plaatsen lateraal angeeft ai daarvan is gescheiden. Een epitaxiale halfgeleider-5 laag wordt daarna cp het oppervlak van het substraat gegroeid. Een netwerkvormig deel van de epitaxiale laag wordt langs zijn bovenvlak verwijderd, cm een verdieping te vormen. Het substraat en het resterend deel van de epitaxiale laag worden vervolgens selectief bij hoge temperatuur blootgesteld aan een axyderende atmosfeer, cm een deel van de 10 epitaxiale laag langs de verdieping te. oxideren, teneinde het isolerende gebied te vormen, en cm te bewerkstelligen, dat een deel van de in het substraat aangebrachte verontreinigingen naar boven in de epitaxiale laag diffundeert ter vorming van de samengestelde begraven laag.The composite buried layer and the insulating region are normally formed at an earlier time of manufacture of the programmable read memory. An impurity causing the first conductivity type selectively applies a single crystal line semiconductor substrate of the second conductivity type to a plurality of first locations spaced along a surface of the substrate to form the buried areas . Preferably 830 1 23 5 '% m 1Q68 5, the buried network is also formed by selectively applying a contaminant causing the second conductivity type in the substrate to a second location, which indicates each of the first locations laterally divorced. An epitaxial semiconductor-5 layer is then grown on the surface of the substrate. A network-shaped part of the epitaxial layer is removed along its top surface to form a depression. The substrate and the remaining part of the epitaxial layer are then selectively exposed to an oxidizing atmosphere at high temperature, to provide part of the epitaxial layer along the depression. oxidize to form the insulating region, and cause some of the impurities deposited in the substrate to diffuse up into the epitaxial layer to form the composite buried layer.

De uitvinding zal thans nader warden beschreven aan de hand 15 van een uitvoeringsvoorbeeld en de tekening, waarinThe invention will now be described in more detail with reference to an exemplary embodiment and the drawing, in which

Fig. 1 in dwarsdoorsnede een schets tocnt van een uitvoeringsvorm van een programmeerbaar leesgeheugen volgens de uitvinding,Fig. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a programmable reading memory according to the invention,

Figuren 2a en 2b in dwarsdoorsnede zijaanzichten van de uit-20 voeringsvorm van Fig. 1 tenen volgens de lijnen 2a-2a en 2b-2b in Fig. 1 en de Figuren 3a-3m In dwarsdoorsnede de uitvoeringsvorm volgens Figuur 2a tenen tijdens verschillende stadia van de vervaardiging.Figures 2a and 2b are cross-sectional side views of the embodiment of Figs. 1 toes along lines 2a-2a and 2b-2b in fig. 1 and Figures 3a-3m In cross-section the embodiment according to Figure 2a toes during different stages of manufacture.

Dezelfde verwij zingscij fers warden in de tekeningen en in de 25 beschrijving van de voorkeursuitvoerings vorm gebruikt voor het aanduiden van dezelfde of soortgelijke elementen (hetzelfde of een soortgelijk element). Ter verduidelijking van de tekeningen zijn de afmetingen daarin over het algemeen niet op schaal getekend.The same reference numerals have been used in the drawings and in the description of the preferred embodiment to designate the same or similar elements (the same or a similar element). For clarification of the drawings, the dimensions are generally not drawn to scale.

Fig. 1 toont in dwarsdoorsnede een voorkeursuitvoer ings vorm 30 van een programmeerbaar leesgeheugen met een groep identieke PBQM-cellen, elk bestaande uit een paar tegen elkaar in geschakelde door oxyde geïsoleerde vertikale dioden. De figuren 2a en 2b tonen in dwarsdoorsnede loodrecht qp elkaar staande zijaanzichten van de uitvoeringsvorm volgens Fig. 1 ter illustratie van de structuur van het prograrrmeer-35 bare leesgeheugen in een halfgeleiderlichaam met een vlak benedenvlak 10. Zoals in Figuren 2a en 2b is weergegeven, is de dwarsdoorsnede van Fig. 1 getekend volgens het vlak 1-1 evenwijdig aan het benedenvlak 10.Fig. 1 is a cross-sectional view of a preferred embodiment of a programmable read memory with a group of identical PBQM cells, each consisting of a pair of oxide-insulated vertical diodes. Figures 2a and 2b show cross-sectional perpendicular side views of the embodiment according to Figs. 1 illustrating the structure of the programmable read memory in a semiconductor body with a planar bottom face 10. As shown in FIGS. 2a and 2b, the cross section of FIG. 1 drawn on the plane 1-1 parallel to the bottom plane 10.

De in Fig. 1 mat stippellijnen aangegeven elementen liggen beneden het 8301235 * ï‘ PHA 1068 6 vlak 1-1. De termen "onderste", "beneden", "bovenste", "boven", "onder", ".boven", "vertikaal", "horizontaal" en "lateraal" worden duidelijkheidshalve gedefinieerd met betrekking tot de oriëntatie van het halfgeleider-lichaam, wanneer het oppervlak 10 evenwijdig aan de aarde is.The one shown in FIG. 1 dotted lines indicated elements are below 8301235 * ï ‘PHA 1068 6 plane 1-1. The terms "bottom", "bottom", "top", "top", "bottom", ". Top", "vertical", "horizontal" and "lateral" are defined for the sake of clarity with respect to the orientation of the semiconductor body, when the surface 10 is parallel to the earth.

5 De PRQMrcellen zijn gerangschikt in een matrix van rijen en kolommen. De rijen liggen ca. 20 ^um van elkaar.The PRQMr cells are arranged in an array of rows and columns. The rows are approximately 20 µm apart.

Zes PRQM-cellen 12g, 12D, 12p, 12^, 12D' en 12p' zijn in Fig. 1 weergegeven. De cellen 12g, 12Q en 12p liggen in één rij, terwijl de cellen 12^', 12^' en 12p' direct daartegenover in een naastge-10 legen rij liggen. Zodoende geeft elke index "B","D".of "F" een speciale kolom aan; de niet van accenten voorziene symbolen duiden de in Fig. 2a getoonde rij aan, terwijl de van accenten voorziene symbolen de naburige rij aanduiden. Enkele van de tussen de kolommen gelegen gebieden worden aangeduid met verwijzingscijfers met de overeenkomstige afwis-15 selende indices "A", "C", "E" en "G". Onder verwijzing naar een willekeurige cel van de cellen 12β, 12p, 12p, 122*, 12D' en 12p', de componenten daarvan of afzonderlijke kolomelementen, die worden onderscheiden door de indices "B", "D” of "F", of naar een willekeurig gebied van de gebieden, waarvan de verwijzingstekens de indices "A", "C", "E" en 20 "G" bevatten, zullen de indices "A" tot "G" alsmede de van accenten voorziene symbolen over het algemeen in de onderhavige beschrijving worden weggelaten, hoewel ze in de tekeningen zijn weergegeven als een deel van de volledige verwijzingscijfers. Bovendien zijn de canponenten van enkele van de cellen 12 in de tekeningen niet of slechts tendele 25 met verwijzingstekens aangeduid, cm een overgrote hoeveelheid aanduidingen te vermijden. Bijvoorbeeld zijn alleen de componenten van de ~~ cel 12d volledig in Figuren 2a en 2b met verwijzingscijfers aangeduid.Six PRQM cells 12g, 12D, 12p, 12 ^, 12D 'and 12p' are shown in FIG. 1 is displayed. Cells 12g, 12Q and 12p are in one row, while cells 12 ^, 12 ^ 'and 12p' are directly opposite, in an adjacent row. Thus, each index "B", "D", or "F" indicates a special column; the non-accented symbols denote those shown in FIG. 2a, while the accented symbols indicate the adjacent row. Some of the regions located between the columns are indicated by reference numerals with the corresponding alternating indices "A", "C", "E" and "G". Referring to any cell of cells 12β, 12p, 12p, 122 *, 12D 'and 12p', their components or individual column elements, which are distinguished by indices "B", "D" or "F", or to any area of the areas whose reference characters contain the indices "A", "C", "E" and 20 "G", the indices "A" to "G" as well as the accented symbols will generally in the present description are omitted, although they are shown in the drawings as part of the full reference numerals In addition, the components of some of the cells 12 in the drawings are not, or only partially, indicated by reference characters, in order to indicate an excessive number of indications. For example, only the components of the cell 12d are fully denoted in Figures 2a and 2b by reference numerals.

De onderste delen van de cellen 12 worden gevormd in een gedoteerd éénkristallijn siliciumgebied van het lichaam langs een boven-30 vlak 14 van het éénkristallijne gebied en zijn lateraal van elkaar gescheiden door aangrenzende delen van een verzonken netwerkvarmig elektrisch isolerend gebied 16 van siliciumdioxyde, dat selectief in het lichaam langs het oppvervlak 14 is aangebracht. Het éénkristallijne gebied in Fig. 2a en 2b is dat deel, dat gelegen is tussen de opper-35 vlakken 10 en 14, met uitzondering van het isolerende gebied 16. De hart-hart-afstand van delen van het isolerende oxydegebied 16 aan tegenover elkaar gelegen zijden van elke cel 12 langs een rij is ca. 11 ^um.The lower parts of the cells 12 are formed in a doped monocrystalline silicon region of the body along an upper plane 14 of the monocrystalline region and are laterally separated from each other by adjacent parts of a sunken network-type electrically insulating region 16 of silica, which is selectively is arranged in the body along the surface 14. The single crystalline region in FIG. 2a and 2b is that portion located between the surfaces 10 and 14, excluding the insulating region 16. The center-to-center distance of portions of the insulating oxide region 16 on opposite sides of each cell 12 along a row is about 11 µm.

Het oxydegebied 16 bezit vogelbekken 18, die in het éénkristallijne 8301235 • r * ΈΉΑ 1068 7 gebied indringen, waardoor elke cel 12 langs het oppervlak 14 versmald 2 wordt tot een dwarsdoorsnede van ca. 2,25^um . De toppen van het axyde-gebied 16 strekken zich ca. 0,4^um boven het oppervlak 14 uit. Vanaf het oppervlak 14 gemeten, bevindt het onderste vlak van het oxydegebied 5 16 zich op een diepte van ca. 1,1 ^um.The oxide region 16 has bird basin 18, which penetrate into the single crystalline region 810, thereby narrowing each cell 12 along the surface 14 to a cross section of approximately 2.25 µm. The tips of the oxide region 16 extend about 0.4 µm above the surface 14. Measured from the surface 14, the bottom face of the oxide region 5 16 is at a depth of about 1.1 µm.

Elke cel 12 bestaat uit een onderste matrixdiode en een bovenste programmeerbare diode. De matrixdiode is een vertikaal pn-cvergangs-element, dat is gevormd door een onderste n-gebied 20 en een samengesteld tussenliggend p-gebied bestaande uit een p-gebied 22 in het êênkristal-10 lijne gebied en een p-gebied 24, dat uit polykristallijn silicium bestaat en langs het oppervlak 14 aan het p-gebied 22 grenst. Het gemeenschappelijke grensvlak van het n-gebied 20 en het p-gebied 22 definieert 2 een eerste pn-overgang 26 met een lateraal oppervlak van ca. 4^um en een doorslagspanning van ca. 2QV. Elk p-gebied 24 maakt deel uit van een 15 bijbehorend polykristallijn siliciumgebied, waarvan het resterende deel een bovenste nn—polykristallijn gebied 28 is. De programmeerbare diode is een vertikaal pn-cvergangselement bestaande uit het samengestelde p-gebied 22,24 en het n+-gebied 28, waarvan het gemeenschappelijke grensvlak een tweede pn-overgang 30 is met een lateraal oppervlak van 2 20 ca. 3^um en een doorslagspanning van ca. 8V. De grotere uitgestrektheid van de pn-overgang 26 dient ertoe, te voorkomen, dat deze ongunstige gevolgen ondervindt, wanneer de programmeerbare diode wordt geprogrammeerd.Each cell 12 consists of a lower matrix diode and an upper programmable diode. The matrix diode is a vertical pn-c transition element formed by a lower n-region 20 and a composite intermediate p-region consisting of a p-region 22 in the single crystal-10 line region and a p-region 24, which consists of polycrystalline silicon and abuts the p region 22 along the surface 14. The common interface of the n region 20 and the p region 22 defines a first pn junction 26 with a lateral area of about 4 µm and a breakdown voltage of about 2Ω. Each p region 24 forms part of an associated polycrystalline silicon region, the remainder of which is an upper nn polycrystalline region 28. The programmable diode is a vertical p-n transition element consisting of the composite p-region 22, 24 and the n + region 28, the common boundary of which is a second p-n junction 30 with a lateral surface area of approximately 3 μm and a breakdown voltage of approx. 8V. The greater extent of the pn junction 26 serves to prevent it from being adversely affected when the programmable diode is programmed.

Het p-gebied 22 wordt volledig door het isolerende gebied 16 25 begrensd, evenals de pn-overgang 26. Op soortgelijke wijze wordt het p-gebied 24 volledig door de vogelbek 18 begrensd, zodat ook de pn-overgang 30 volledig door het oxydegebied 16 wordt begrensd. Elke pn-overgang 26 of 30 is over het grootste deel van zijn oppervlak horizontaal maar locpt enigzins omhoog of omlaag nabij het punt, waar deze aan het 30 oxydegebied 16 grenst. Aangezien het midden van elke overgang 26 of 30 evenwijdig is aan het benedenvlak 10 en het oppervlak 14 en het deel van de overgang 26 of 30, dat omhoog of omlaag loopt, erg klein is, worden de overgangen 26 en 30 gekarakteriseerd als "praktisch evenwijdig aan het oppervlak”.The p region 22 is completely bounded by the insulating region 16, as well as the pn junction 26. Similarly, the p region 24 is completely bounded by the bird's beak 18, so that also the pn junction 30 is completely bound by the oxide region 16 is limited. Each pn junction 26 or 30 is horizontal over most of its surface but locates slightly up or down near the point where it abuts the oxide region 16. Since the center of each transition 26 or 30 is parallel to the bottom surface 10 and the surface 14 and the portion of the transition 26 or 30 that extends up or down is very small, the transitions 26 and 30 are characterized as "practically parallel on the surface ”.

35 De cellen 12 worden gevormd als het bovenste deel van een structuur, waarin elektrische verbindingen moeten^ worden aangebracht tussen de onderste n-gebieden 20 en de rijgeleiders van het programmeerbare leesgeheugen. Het onderste deel van de structuur bestaat in principe 8301235 PHA. 1068 ' 8 uit een laag gedoteerd p-type halfgeleidersubstraat. Bij afwezigheid van een begraven laag met hoog gedoteerde n- en p-type gebieden werkt elk p-gebied 22 (en 24) als de emitter voor een vertlkale parasitaire pnp-trans is tor, waarvan de basis het aangrenzende n-gebied 20 is en 5 waarvan de collector het resterende laag gedoteerde p-type deel van het substraat is.The cells 12 are formed as the top part of a structure in which electrical connections are to be made between the bottom n regions 20 and the row conductors of the programmable read memory. The bottom part of the structure basically consists of 8301235 PHA. 1068 '8 from a low-doped p-type semiconductor substrate. In the absence of a buried layer with highly doped n and p type regions, each p region 22 (and 24) acts as the emitter for a vertical parasitic pnp trans, whose base is the adjacent n region 20 and 5 of which the collector is the remaining layer-doped p-type part of the substrate.

Gedurende de celprograraraaring wordt de potentiaal van alle n+-gebieden 28 langs een bepaalde kolom verhoogd door de potentiaal van de met die n+-gebieden 28 verbonden kolcmgeleider te verhogen. Wan-10 neer een bepaalde cel 12, zoals de cel 12β, wordt geprogrammeerd, vindt lawinedoorslag van de pn-overgang 30D plaats, waardoor wordt bewerkstelligd, dat stroon door het p-gebied 22Q (en 24β) en door de in de doorlaatrichting voorgespannen pn-overgang 26^ wordt gestuurd. Daardoor kan de parasitaire pnp-transistor, die bij die cel 12β behoort, 15 geleidend worden. De basis-collector-overgang voor deze vertikale parasitaire transistor is de basis-emitter-overgang voor een laterale parasitaire pnp-transistor, waarvan de basis-collector-overgang wordt gevormd door het resterende laag gedoteerde p-type substraatdeel en het n-gebied 20 van elke andere cel 12, zoals cel 12D' langs dezelfde kolom.During cell programming, the potential of all n + regions 28 along a given column is increased by increasing the potential of the column conductor connected to those n + regions 28. When a particular cell 12, such as cell 12β, is programmed, avalanche breakdown of the pn junction 30D occurs, causing the current to flow through the p region 22Q (and 24β) and through the forward biased direction. pn junction 26 ^ is sent. Therefore, the parasitic pnp transistor associated with that cell 12β can become conductive. The base-collector junction for this vertical parasitic transistor is the base-emitter junction for a lateral parasitic pnp transistor, the base-collector junction of which is formed by the remaining low-doped p-type substrate part and the n-region. from any other cell 12, such as cell 12D 'along the same column.

20 Wanneer de parasitaire pnp-transistor in verzadiging geraakt, wordt zijn basis-collector-overgang in de doorlaatrichting voorgespannen, zodat de substraatspanning zodanig wordt verhoogd, dat de laterale npn-tr ans is tor geleidend wordt. Daardoor wordt de spanning van het n-gebied 20D' verlaagd tot bijna die van het n-gebied 20β en kan de pn-25 overgang 30D' nadelig worden beïnvloed, omdat het n+-gebied 28D' aan dezelfde potentiaal ligt als het n+-gebied 28D· Kortcm, de werking van de — parasitaire pnp-transistor, die bij elke cel 12 behoort, die wordt geprogrammeerd, kan de programmeerbare dioden van andere cellen 12 langs dezelfde kolom beschadigen. Cm dit probleem op te heffen, wordt een 30 samengestelde begraven laag gebruikt bij de cellen 12 teneinde elektrische tussenverbindingen met de woordgeleiders tot stand te brengen en cm een verdere elektrische isolatie tussen de rijen aan te brengen.When the pnp parasitic transistor becomes saturated, its base-collector junction is biased in the forward direction so that the substrate voltage is increased so that the lateral npn transistor becomes conductive. Therefore, the voltage of the n-region 20D 'is lowered to almost that of the n-region 20β and the pn-25 junction 30D' can be adversely affected, because the n + region 28D 'is at the same potential as the n + region 28D · Kortcm, the operation of the - parasitic pnp transistor associated with each cell 12 being programmed can damage the programmable diodes of other cells 12 along the same column. To overcome this problem, a composite buried layer is used at cells 12 to establish electrical interconnections with the word conductors and to provide further electrical isolation between the rows.

Eén deel van deze samengestelde begraven laag bestaat uit een stel begraven n+-gebieden 32, die direct onder de onderste n-gebieden 20 35 zijn gelegen en aan het benedenvlak van het oxydegebied 16 raken. Bij voorkeur vormt elk begraven gebied 32 een ononderbroken geheel met vier van de onderste gebieden 20. Ter wille van de duidelijkheid van de tekeningen is echter elk gebied 32 in Figuren 1, 2a en 2b zo aangegeven, 8301235 PH& 1068 9 alsof het een ononderbroken geheel vormt met slechts twee van de onderste gebieden 20. Bijvoorbeeld is het begraven gebied 32c zo getekend, alsof het een ononderbroken geheel vormt met de onderste gebieden 2Q_ ai 20D. Daardoor grenst elke afzonderlijk gebied 32 aan het isolerende 5 gebied 16 langs de gehele beneden ontrek van elk onderste gebied 20, dat een aaneengesloten geheel vormt met het betreffende gebied 32.One portion of this composite buried layer consists of a set of buried n + regions 32 located directly below the lower n regions 20 and tangent to the lower surface of the oxide region 16. Preferably, each buried area 32 forms a continuous whole with four of the lower areas 20. However, for the sake of clarity of the drawings, each area 32 in Figures 1, 2a and 2b is indicated as 8301235 PH & 1068 9 as if it were a continuous whole with only two of the bottom areas 20. For example, the buried area 32c is drawn as if it were a continuous unit with the bottom areas 2Q_ ai 20D. Thereby, each individual region 32 is adjacent to the insulating region 16 along the entire lower circumference of each lower region 20, which forms a contiguous whole with the respective region 32.

De gemiddelde netto doteringsconcentratie in de begraven ge-18 3 bieden 32 is ca. 1,6 . 10 atomen/cm . De onderste gebieden 20 hebben een betrekkelijk gelijkmatige netto doteringsconcentratie van ca.The average net dopant concentration in the buried regions of 3 3 32 is approximately 1.6. 10 atoms / cm. The lower regions 20 have a relatively uniform net dopant concentration of ca.

15 3 10 8 . 10 atomen/cm , op welke waarde de concentraties van de gebieden 32 terugvallen langs het axydegebied 16, waar ze met de gebieden 20 samen-komen (ongeveer 1,0 ^um onder het bovenvlak 14). De begraven gebieden 32 strekken zich vanaf het oppervlak 14 tot ongeveer 4 ^um in het lichaam uit.15 3 10 8. 10 atoms / cm, at which value the concentrations of the regions 32 fall back along the axyd region 16, where they converge with the regions 20 (approximately 1.0 µm below the top surface 14). The buried areas 32 extend from the surface 14 to about 4 µm in the body.

15 Elk van de gebieden 32 strekt zich tot in een laag gedoteerd p-gebied 34 uit, waarvan de ondergrens wordt gevormd door het oppervlak 10, en vormt daarmee een isolerende pn-overgang 36, die normaliter in de keerrichting is voorgespannen. Het p-gebied 34 heeft een betrekkelijk 15 3 gelijkmatige netto doteringsconcentratie van ca. 1 . 10 atomen/cm . Dit 20 is tevens de n-type doteringsconcentratie, van de begraven gebieden 32 langs de isolerende overgangen 36.Each of the regions 32 extends into a low-doped p-region 34, the lower boundary of which is formed by the surface 10, thereby forming an insulating p-n junction 36, which is normally biased in the reverse direction. The p region 34 has a relatively uniform net dopant concentration of about 1. 10 atoms / cm. This is also the n-type doping concentration of the buried areas 32 along the insulating transitions 36.

De isolerende overgangen 36 zijn de bas is-collector-over-gangen voor de parasitaire pnp-transistoren, die gedurende de programmering geleidend kunnen worden. Daar elk begraven gebied 32 rondom elke 25 bijbehorende cel 12 volledig grenst aan het axydegebied 16, maken de n+-gebieden 32 deel uit van de basis van de parasitaire pnp-transistoren. Daardoor wordt de strocraversterking daarvan verlaagd van ongeveer 10 bij afwezigheid van de gebieden 32 tot ongeveer 0,1. Wanneer één van de cellen 12 wordt geprogrammeerd, wordt door de verminderde versterking 30 de spanning verlaagd, die kan warden opgebouwd in het substraatgebied 34. Dit voorkomt, dat de programmeerbare dioden van andere cellen 12 in dezelfde kolom schade ondervinden.The insulating transitions 36 are the bass is collector transitions for the pnp parasitic transistors, which can become conductive during programming. Since each buried region 32 surrounding each associated cell 12 is completely adjacent to the axyd region 16, the n + regions 32 form part of the base of the pnp parasitic transistors. Therefore, its strocra gain is decreased from about 10 in the absence of regions 32 to about 0.1. When one of the cells 12 is programmed, the reduced gain 30 reduces the voltage that can build up in the substrate region 34. This prevents the programmable diodes of other cells 12 in the same column from being damaged.

Elk begraven gebied 32 is verbonden met het oppervlak 14 via een bijbehorend samengesteld n+-gebied 38, dat bestaat uit een onderste 35 n+-gebied 40 en een bovenste n+-gebied 42. De combinatie van de n+-ge-bieden 32 en 38 zorgt voor de noodzakelijke tussenverbindingen tussen de onderste celgebieden 20 en de rijgeleiders. De hoge dotering in elk begraven gebied 32 dient ertoe, de serieweerstand tussen zijn aansluit- 8301235 PHA 1068 10 ✓ % gebied 38 en zijn onderste celgebieden 20 te verlagen. De aansluitge-bieden 38 vonten tevens wegen van lage weerstand naar het oppervlak 14, om de parasitaire spanningsvallen te verminderen, die optreden gedurende de eelprogrammering.Each buried area 32 is connected to the surface 14 through an associated composite n + area 38, which consists of a lower 35 n + area 40 and an upper n + area 42. The combination of the n + areas 32 and 38 provides for the necessary interconnections between the lower cell areas 20 and the row conductors. The high doping in each buried region 32 serves to decrease the series resistance between its terminal region 38% region 38 and its bottom cell regions 20. The terminal regions 38 also have low resistance paths to the surface 14, to reduce the parasitic voltage drops that occur during the part programming.

5 Het andere deel van de samengestelde begraven laag is een be graven p+-netwerk 44, dat lateraal elk van de begraven X n+-gebièden 32 omgeeft. Het begraven netwerk 44 raakt aan de onderkant van het isolerend gebied 16 en strekt zich ten dele langs zijn zijwanden naar omhoog uit.The other part of the composite buried layer is a buried p + network 44, laterally surrounding each of the buried X n + regions 32. Buried network 44 touches the bottom of the insulating area 16 and extends partially upward along its side walls.

De gemiddelde netto doteringsconcentratie in het p+-netwerk 44 is ca.The average net doping concentration in the p + network 44 is approx.

17 3 10 7 . 10 atomen/cm . Het begraven netwerk 44 heeft een netto doterings- 17 3 concentratie van ca. 1 . 10 atanen/cm , waar het de onderkant van het oxydegebied 16 raakt, terwijl zijn p-type doteringsconcentratie terugvalt tot die van het substraatgebied 34 op ongeveer 3,5 ^um onder het oppervlak 14.17 3 10 7. 10 atoms / cm. Buried network 44 has a net dopant concentration of about 1. 10 atanes / cm where it touches the bottom of the oxide region 16, while its p-type doping concentration drops back to that of the substrate region 34 at about 3.5 µm below the surface 14.

15 Het p+-netwerk 44 is verbonden met het oppervlak 14 via een aantal p-f—gebieden 46 met lage soortelijke weerstand, die zich langs de kolommen in het programmeerbare leesgeheugen uitstrekken. Het isolerende gebied 16 en het begraven netwerk 44 in combinatie met de aan-sluitgebieden 46 isoleren lateraal de cellen 12 van elke afzonderlijk 20 gebied 32 elektrisch van de cellen 12 van alle andere gebieden 32. Daardoor isoleert deze combinatie de rijen lateraal van elkaar. Het netwerk 44 in combinatie met de aansluitgebieden 46 vormt tevens een weg net lage weerstand voor het afvoeren van gaten, die gedurende de celprogrammsring zijn opgevangen door het collectorgebied 34 van de parasitaire pnp-25 transistor. Dit dient er toe, verder te voorkomen, dat de progranmering van één van de cellen 12 de programteerbare dioden in andere cellen 12 langs dezelfde kolom beschadigt.The p + network 44 is connected to the surface 14 through a plurality of low resistivity p-f regions 46 extending along the columns in the programmable read memory. The insulating area 16 and the buried network 44 in combination with the connection areas 46 laterally isolate the cells 12 of each individual area 32 electrically from the cells 12 of all other areas 32. Thereby, this combination isolates the rows laterally from each other. The network 44 in combination with the connection regions 46 also forms a road with low resistance to drain holes received during the cell program ring by the collector region 34 of the parasitic pnp-25 transistor. This serves to further prevent the programming of one of cells 12 from damaging the programmable diodes in other cells 12 along the same column.

Elk begraven gebied 32 is lateraal van het begraven netwerk 44 door een bijbehorend laag gedoteerd gebied gescheiden, dat bestaat uit 30 het p-type substraatgebied 34 en een overeenkomstig epitaxiaal n-type gebied 48, dat tussen het gebied 34 en het benedenvlak van het oxydegebied 16 is gelegen. De n-type gebieden 48 hebben ieder een betrekkelijk 15 3 gelijkmatige netto doteringsconcentratie van ca. 8.10 ataren/cm .Each buried region 32 is separated laterally from the buried network 44 by an associated low-doped region consisting of the p-type substrate region 34 and a corresponding epitaxial n-type region 48 sandwiched between the region 34 and the lower surface of the oxide region. 16 is located. The n-type regions 48 each have a relatively uniform net dopant concentration of about 8.10 atars / cm.

De laag gedoteerde combinatie van het p-type 34 en de n-type gebieden 48 35 zorgt ervoor, dat de isolerende substraatovergangen 36 een voldoend hoge doorslagspanning (typisch ca. 30V) hebben.The low-doped combination of the p-type 34 and the n-type regions 48 ensures that the insulating substrate transitions 36 have a sufficiently high breakdown voltage (typically about 30V).

Een configuratie van geleiders completeert het programmeerbare leesgeheugen. Op elk n+-gebied 42 ligt een n+-laag 50 van polykristallijn 8301235 » w i EBA 1068 11 silicium. (¾) de n+-gebieden 28 en 50 en op het p+-gebied 46 ligt een patroon van geleiders 54 bestaande uit aluminium met ca. 1 % silicium.A conductor configuration completes the programmable read memory. An n + layer 50 of polycrystalline 8301235, which is EBA 1068 11 silicon, is located on each n + region 42. (¾) the n + regions 28 and 50 and on the p + region 46 there is a pattern of conductors 54 consisting of aluminum with approximately 1% silicon.

De geleiders 54g, 54^ ai 54^, zijn kolcmgeleiders. Met uitzondering van de geleiders 54c en de tegenhangers daarvan, die verbindingen vormen met 5 de rijgeleiders, strekken zich alle andere geleiders 54, zoals door de geleider 54Q in Fig. 2b is getoond, langs de kolommen uit.The conductors 54g, 54 ^ ai 54 ^, are column conductors. With the exception of the conductors 54c and their counterparts, which form connections to the row conductors, all other conductors 54 extend, such as through the conductor 54Q in FIG. 2b is shown, along the columns.

Een tweede kruisend patroon van geleiders van een gebruikelijk ontwerp wordt gebruikt voor het vormen van de rijgeleiders en voor het completeren van de configuratie van geleiders. Dit tweede kruisende paid troon van geleiders is voer de duidelijkheid niet in de tekening weergegeven. Wanneer het tweede patroon van geleiders wordt gebruikt, ligt een laag van met fosfor gedoteerd siliciumoKyde (Vapox) op de geleiders 54 en op het deel van het oxydegebied 16 tussen de geleiders 54. Het kruisende patroon van geleiders bestaat uit zuiver aluminium, dat op de 15 Vapoxlaag is gelegen en is verbonden met de geleider 54c en de tegenhangers daarvan door middel van met aluminium gevulde via's, die .sich door de Vapoxlaag heen uitstrekken.A second crossing pattern of conductors of a conventional design is used to form the row conductors and to complete the configuration of conductors. For the sake of clarity, this second crossing paid throne of conductors is not shown in the drawing. When the second pattern of conductors is used, a layer of phosphorus doped silicon oxide (Vapox) rests on the conductors 54 and on the portion of the oxide region 16 between the conductors 54. The intersecting pattern of conductors consists of pure aluminum. Vapox layer is located and connected to conductor 54c and its counterparts by means of aluminum-filled vias extending through the Vapox layer.

Cm het programmeerbare leesgeheugen te progranroeren, wordt een sperstroem van ca. 40 mft. door elke pn-overgang 30 gestuurd, die moet 20 warden vernietigd. Wanneer b.v. de overgang 30β moet worden vernietigd, wordt een geschikte sper spanning tussen de geleiders 54^, en 54^ aangelegd gedurende een geschikte tijd, die doorgaans korter is dan 1 ^usec, om lawinedoerslag in de programmer bare diode te veroorzaken en de gespecificeerde sperstroem op te wekken. De programmeerbare diode wordt 25 verhit, totdat de eutectische tenperatuur van aluminiumrsilicium van ca. 577°C wordt bereikt. Cp dit tijdstip wordt de programmeerbare diode permanent kortgesloten, wanneer aluminium vanaf de geleider 54Q door het n+-gebied migreert, cm een ohms contact met het p-gebied 24Q tot stand te brengen. Hierdoor wordt een logische "0" of een logische "1", af-30 hankelijk van de gébruikte conventie, in de cel 12β aangebracht, terwijl de cellen 12, waarvan de programmeerbare dioden in tact blijven, zich in de tegengestelde logische toestand bevinden.To program the programmable reading memory, a block current of approx. 40 mft. 30 sent through each pn junction, which must be destroyed 20. When e.g. the junction 30β must be destroyed, an appropriate reverse voltage is applied between conductors 54 ^, and 54 ^ for an appropriate time, which is typically less than 1 ^ usec, to cause avalanche crash in the programmable diode and the specified reverse current at to wake up. The programmable diode is heated until the eutectic temperature of aluminum silicon of about 577 ° C is reached. At this time, when aluminum migrates from conductor 54Q through the n + region, the programmable diode is permanently shorted to establish ohmic contact with p region 24Q. As a result, a logic "0" or a logic "1", depending on the convention used, is applied to cell 12β, while cells 12, whose programmable diodes remain intact, are in the opposite logic state.

De figuren 3a - 3m tonen stappen in de vervaardiging van het programmeerbare leesgeheugen volgens figuren 1, 2a en 2b. In het ver-35 vaardigingsproces wordt borium als de p-type verontreiniging gebruikt voor het vormen van de diverse p—type gebieden. Tenzij anders is aangegeven, wordt borium door ionenimplantatie aangebracht. Fosfor, arseen en antimoon worden selectief als de complementaire n-type verontreinigingen 8301235 PHA 1068 12 gebruikt. Tenzij anders is aangegeven, worden deze eveneens door middel van ionenimplantatie aangebracht. Andere geschikte verontreinigingen kunnen in plaats van deze doteringsmiddlen worden toegepast. Veel van de ionenimplantatiestappen kunnen door diffus iestappen worden ver-5 vangen.Figures 3a-3m show steps in the manufacture of the programmable read memory of Figures 1, 2a and 2b. In the manufacturing process, boron is used as the p-type impurity to form the various p-type regions. Unless otherwise specified, boron is applied by ion implantation. Phosphorus, arsenic and antimony are selectively used as the complementary n-type impurities 8301235 PHA 1068 12. Unless otherwise specified, these are also applied by ion implantation. Other suitable impurities can be substituted for these dopants. Many of the ion implantation steps can be replaced by diffusion steps.

Gebruikelijke reinigings- en fotor es is tmaskerings technieken worden toegepast voor het vormen van de diverse isolerende p-type en n-type gebieden. Om de bespreking te vereenvoudigen, vorden verwijzingen naar de reinigingsstappen, de stappen voor het maken van een f otor es is t-10 masker en andere bekende stappen in de halfgeleidertechnologie uit de navolgende beschrijving weggelaten. Tenzij anders is aangegeven, wordt elke etsing van siliciumdioxyde uitgevoerd met een gebufferd etsmiddel bestaande uit ongeveer 7 delen 40 % armoniumfluoride en 1 deel 49 % fluorwaterstof.Conventional cleaning and photo masking techniques are used to form the various insulating p-type and n-type areas. To simplify discussion, references to the cleaning steps, the steps for making a photo, t-10 mask and other known steps in semiconductor technology have been omitted from the following description. Unless otherwise indicated, each silicon dioxide etching is performed with a buffered etchant consisting of about 7 parts of 40% armonium fluoride and 1 part of 49% hydrogen fluoride.

15 De inleidende stappen van het proces bestaan uit het definiëren van de plaats voor de samengestelde begraven laag gevormd door de n+-gebieden 32 en het p+-netwerk 44. In fig. 3a wordt uitgegaan van een half-geleiderlichaam met een p-type éénkristallijn siliciumsubstraat 60 met een soortelijke weerstand van 7 - 2lJiL-cm en een dikte van ca. 500 ^um.The preliminary steps of the process consist of defining the location for the composite buried layer formed by the n + regions 32 and the p + network 44. Fig. 3a assumes a semiconductor body with a p-type single crystalline silicon substrate 60 with a resistivity of 7-2 µl-cm and a thickness of about 500 µm.

20 Het plaatje wordt blootgesteld aan een oxyderende atmosfeer van zuurstof en waterstof bij 1000°C gedurende 360 minuten, cm een laag 62 van siliciumdioxyde met een dikte van ca. 1,2 ^um op het bovenvlak van het substraat 60 aan te groeien. Eeen fotoresistmasker 64 met openingen boven de voer de gebieden 32 en het netwerk 44 bestemde plaatsen wordt 25 op de oxydelaag 62 gevormd. De blootgelegde delen van de oxydelaag 62 warden gedurende 18 minuten geëtst, zodat een laag siliciumdioxyde ter dikte van 80 - 140 nanometer op de open plaatsen in het masker 64 achterblijft.The wafer is exposed to an oxidizing atmosphere of oxygen and hydrogen at 1000 ° C for 360 minutes to grow a layer 62 of silicon dioxide having a thickness of about 1.2 µm on the top surface of the substrate 60. A photoresist mask 64 with openings located above the areas 32 and network 44 designated at the oxide layer 62 is formed. The exposed portions of the oxide layer 62 were etched for 18 minutes, leaving a layer of silicon dioxide 80-140 nanometers thick in the open spaces in the mask 64.

Nadat het masker 64 is verwijderd, wordt een niet-kritische 30 fotoresistmasker 66 met een nominale dikte van 700 nanometer met openingen boven de voor de troggen 32 bestemde plaatsen gevormd op het oppervlak van het lichaam, zoals in fig. 3b is weergegeven. De blootgelegde delen van het resterende deel van de oxydelaag 62 warden gedurende 3 minuten geëtst, totdat het silicium in het substraat 60 bloot ligt. Wanneer het F» 35 masker 66 zich qp zijn plaats bevindt, wordt anitoan geïmplanteerd met 15 2 een dosis van 2 . 10 ionen/cm en met een energie van 50 KEV via de open ruimten in het resterende deel van de oxydelaag 62, on n-f—gebieden 68 te vormen.After the mask 64 is removed, a non-critical photoresist mask 66 having a nominal thickness of 700 nanometers with openings above the locations intended for the troughs 32 is formed on the surface of the body, as shown in Fig. 3b. The exposed parts of the remaining part of the oxide layer 62 were etched for 3 minutes until the silicon in the substrate 60 is exposed. When the F »35 mask 66 is in place, anitone is implanted with 15 2 a dose of 2. 10 ions / cm and with an energy of 50 KEV to form n-f regions 68 through the open spaces in the remainder of the oxide layer 62.

8301235 * ΕΗΆ 1068 138301235 * ΕΗΆ 1068 13

Nadat het masker 66 is verwijderd, wordt het halfgeleiderli-chaam gedurende 20 minuten blootgesteld aan stikstof bij 1000°C, gedurende 13 minuten aan zuurstof en waterstof bij 1000°C en gedurende 75 minuten aan stikstof bij 1200¾ on registratieverdiepingen 70 ter plaatse S van de blootgelegde gebieden van het substraat 60 te verkrijgen, door lagen 72 van siliciumdioxyde te groeien met een dikte van ca. 240 nanometer. De hoge temperatuur van deze 31¾) drijft tevens het antimoon in de gebieden 68 verder naar omlaag (en naar opzij) in het substraat 60. Een niet-kritisch fotores istmasker 74 met een nominale dikte van 1,2 ^um 10 en een netwerkvormige, boven de voor het begraven netwerk bestemde plaats gelegen opening wordt op het oppervlak gevormd. De blootgelegde delen van het resterende deel van de oxydelaag 62 worden gedurende 3,5 minuten geëtst tot op het silicium in het substraat 60. Wanneer het masker 74 zich cp zijn plaats bevindt, wordt borium geïmplanteerd met een dosis 14 2 15 van 2 . 10 ianen/cm en met een energie van 180 KEV in het substraat 60, cm pH—gebieden 76 te vormen.After the mask 66 is removed, the semiconductor body is exposed to nitrogen at 1000 ° C for 20 minutes, to oxygen and hydrogen at 1000 ° C for 13 minutes, and to nitrogen at 1200 ° C for 75 minutes at 1200 DEG C. at the S obtain exposed areas of the substrate 60 by growing layers 72 of silicon dioxide about 240 nanometers thick. The high temperature of this 31¾ also drives the antimony in regions 68 further down (and sideways) into the substrate 60. A non-critical photoresist mask 74 with a nominal thickness of 1.2 µm and a network-shaped, above the opening intended for the buried network, an opening is formed on the surface. The exposed portions of the remaining portion of the oxide layer 62 are etched for 3.5 minutes onto the silicon in the substrate 60. When the mask 74 is in place, boron is implanted at a dose of 14. 10 ian / cm and with an energy of 180 KEV in the substrate 60 cm cm pH regions 76 to form.

Nadat het masker 74 is verwijderd, wordt het halfgeleiderli-chaam gedurende 20 minuten geëtst, cm de oxydelaag 72 en de resterende delen van de oxydelaag 62 te verwijderen, zoals in Fig. 3d is getocnd.After the mask 74 is removed, the semiconductor body is etched for 20 minutes to remove the oxide layer 72 and the remaining parts of the oxide layer 62, as shown in FIG. 3d is tweaked.

20 Een met arseen gedoteerde epitaxiale laag 78 met een soortelijke weerstand van ca. Q,7Ü -cm wordt tot een dikte van ca. 1,75 ^um cp het blootgelegde siliciumbovenvlak gegroeid. De gebieden 68 en 76 worden aldus in de structuur begraven.An arsenic-doped epitaxial layer 78 with a resistivity of about 0.5 µm is grown to a thickness of about 1.75 µm on the exposed silicon top surface. The areas 68 and 76 are thus buried in the structure.

Vervolgens wordt het axydegebied 16 gevormd. Een laag 80 van 25 siliciumdicKyde met een dikte van ca. 30 nanometer wordt eerst cp het oppervlak van de epitaxiale laag 78 aangegroeid. Dit vindt plaats, door het lichaam gedurende 11 minuten bloot te stellen aan droge zuurstof bij 1000°C. Een laag 82 van siliciumnitride met een dikte van ca.Then the axyd region 16 is formed. A layer 80 of silicon dioxide with a thickness of about 30 nanometers is first grown on the surface of the epitaxial layer 78. This is done by exposing the body to dry oxygen at 1000 ° C for 11 minutes. A layer 82 of silicon nitride with a thickness of approx.

120 nancmeter wordt afgezet op de oxydelaag 80 volgens een gebruikelijk 30 chemisch cpdampproces bij lage druk. Vervolgens wordt het lichaam blootgesteld aan zuurstof en waterstof bij 1000°C gedurende 120 minuten, cm een dunne laag 84 van siliciumdicKyde te vormen op de nitridelaag 82. Zoals in Fig. 3d is aangegeven, keert de registratieverdieping 70 terug in de lagen 78, 80, 82 en 84. Een f otores is tmasker 86 met een netwerk-35 vormigen opening, overeenkomend met de voor het isolerende gebied 16 bestemde plaats wordt cp de oxydelaag 84 gevormd. Het blootgelegde deel an de oxydelaag 84 wordt verwijderd door etsen gedurende 1,5 minuut.120 nanometers is deposited on the oxide layer 80 by a conventional low pressure chemical vapor process. Then, the body is exposed to oxygen and hydrogen at 1000 ° C for 120 minutes to form a thin layer 84 of silicon dioxide on the nitride layer 82. As shown in FIG. 3d is indicated, the registration floor 70 returns to layers 78, 80, 82 and 84. A photo is mask 86 with a network-shaped opening corresponding to the location intended for the insulating region 16, the oxide layer 84 is formed . The exposed portion of the oxide layer 84 is removed by etching for 1.5 minutes.

Nadat het masker 86 is verwijderd, wordt het blootgelegde deel 8301235After the mask 86 is removed, the exposed portion becomes 8301235

it Nit N

* PHA 1068 14 van de nitridelaag 82 verwijderd tot op de oxydelaag 80, zoals is getoond in Fig. 3e, door etsen met een fosforzuur bij 165°C gedurende 35 minuten. Het blootgelegde deel van de oxydelaag 80 wordt daarna verwijderd tot op de epitaxiale laag 78 door etsen gedurende 1 minuut.PHA 1068 14 removed from the nitride layer 82 onto the oxide layer 80, as shown in FIG. 3rd, by etching with a phosphoric acid at 165 ° C for 35 minutes. The exposed portion of the oxide layer 80 is then removed to epitaxial layer 78 by etching for 1 minute.

5 In het blootgelegde deel van de epitaxiale laag 78 wordt tot op ca.5 In the exposed part of the epitaxial layer 78, up to approx.

650 nanometer een verdieping 87 gevormd. Dit geschiedt gedurende 5 minuten bij 23°C onder toepassing van een etsmiddel bestaande uit 250 delen 70% salpeterzuur, 40 delen 49% fluorwaterstofzuur en 1000 delen met jodium verzadigd azijnzuur.650 nanometers formed a floor 87. This is done for 5 minutes at 23 ° C using an etchant consisting of 250 parts of 70% nitric acid, 40 parts of 49% hydrofluoric acid and 1000 parts of iodine saturated acetic acid.

10 Het isolerende gebied 16 met een dikte van ca. 1,25 yUm wordt nu in de verdieping 87 gevormd, zoals in Fig. 3f is getoond, door het halfgeleider lichaam bloot te stellen aan zuurstof en waterstof bij 1000°C gedurende 360 minuten. Het oxydegebied 16 strekt zich niet tot in het substraat 60 uit, zodat delen 48 van de n-type epitaxiale laag 15 78 direct onder het benedenvlak van het oxydegebied 16 liggen. Geduren de deze bij hoge temperatuur uitgevoerde stap diffundeert het borium in het gebied 76 zowel naar anlaag in het substraat 60 als naar omhoog in de epitaxiale laag 78, cm zo het p4-netwerk 44 te vormen, dat zich naar omhoog uitstrekt langs de zijwanden van het gebied 16. Het anti-20 noen in de gebieden 68 diffundeert eveneens enigszins naar omlaag in het substraat 60 en enigszins naar crnhoog in de epitaxiale laag 78, on zo de n-i—type begraven lagen 32 te vormen. In het bijzonder liggen de delen van het benedenvlak van het oxydegebied 16 boven de n+-gebie-den 32 ca. 100 nanometer lager dan het resterende deel van het beneden-25 vlak van het gebied 16, ten gevolge van registratieverdiepingen 70. De begraven gebieden 32 strekken zich tenminste ver genoeg naar crnhoog uit, dat het het laagste oppervlaktedelen van het gebied 16 raakt.The insulating region 16 with a thickness of about 1.25 µm is now formed in the depression 87, as shown in FIG. 3f is shown by exposing the semiconductor body to oxygen and hydrogen at 1000 ° C for 360 minutes. The oxide region 16 does not extend into the substrate 60, so that portions 48 of the n-type epitaxial layer 78 lie directly below the lower surface of the oxide region 16. During this high temperature step, the boron diffuses in the region 76 both down into the substrate 60 and up into the epitaxial layer 78 to form the p4 network 44 extending upwardly along the side walls of the region 16. The anti-20 in the regions 68 also diffuses slightly down into the substrate 60 and slightly up into the epitaxial layer 78 to form the ni-type buried layers 32. In particular, the portions of the lower face of the oxide region 16 above the n + regions 32 are about 100 nanometers lower than the remainder of the lower face of the region 16, due to recording floors 70. The buried regions 32 extend at least far enough to high that it touches the lowest surface parts of the area 16.

De resterende n-type delen van de epitaxiale laag 78, die lateraal grenzen aan het oxydegebied 16, worden gebruikt voor de cellen 30 12 en voor de aansluitgebieden 38 en 46. Elk van deze n-type êênkris- tallijne delen, bestemd voor de cellen 12, heeft onder de vogelbekken 18 afmetingen van ca. 2 ^um x 2 ^um.The remaining n-type portions of the epitaxial layer 78, laterally adjacent to the oxide region 16, are used for the cells 12 and for the junction areas 38 and 46. Each of these n-type single crystalline portions intended for the cells 12, under the bird basin 18 has dimensions of approximately 2 ^ um x 2 ^ um.

De resterende delen van de oxydelaag 84 die enigszins aangroeien gedurende de voorafgaande stap bij hoge temperatuur worden, 35 zoals in Fig. 3g is aangegeven, verwijderd door etsen gedurende 1,5 minuut. De resterende delen van de nitridelaag 82 worden eveneens verwijderd door etsen met heet fosforzuur bij 165°C gedurende 35 minuten.The remaining portions of the oxide layer 84 that grow slightly during the previous high temperature step are shown as in FIG. 3g is indicated, removed by etching for 1.5 minutes. The remaining parts of the nitride layer 82 are also removed by etching with hot phosphoric acid at 165 ° C for 35 minutes.

De resterende delen van de oxydelaag 80 worden ook door etsen gedurende 8301235The remaining parts of the oxide layer 80 are also made by etching for 8301235

Hffi. 1068 15 1 minuut verwijderd. Ben eletrisch isolerende laag 88 van siliciumdi-oxyde met een dikte van ca. 10000 £ wordt langs de bootgelegde delen van de epitaxiale laag 78 gegroeid, door het plaatje bloot te stellen aan zuurstof en waterstof bij 900°C gedurende 26 minuten. Aangezien 5 deze oxydatie plaatsvindt bij een betrekkelijk lage temperatuur, treedt geen noemenswaardige herverdeling van de verontreinigingen in de gebieden 32 en het netwerk 44 op. De vorming van de begraven gebieden 32 en van het begraven netwerk 44 is hiermee praktisch gereed.Hffi. 1068 15 1 minute away. An electrically insulating layer 88 of silicon dioxide of a thickness of about 10,000 lb is grown along the boat parts of the epitaxial layer 78 by exposing the wafer to oxygen and hydrogen at 900 ° C for 26 minutes. Since this oxidation takes place at a relatively low temperature, no appreciable redistribution of the impurities in regions 32 and network 44 occurs. The formation of the buried areas 32 and of the buried network 44 is thus practically finished.

De aansluitgebieden 38 en 46 zowel als eventuele trans is toren 10 in de perifere schakeling worden nu aangebracht. Een niet-kritisch foto-resistmasker 90 met een naninale dikte van ca. 800 nanometer en cpeningen boven de voor de aansluitgebieden 38 bestemde plaatsen wordt op het oppervlak van het halfgeleiderlichaam aangebracht. De blootgelegde delen van de cxydelaag 88 warden verwijderd door etsen gedurende 2 15 minuten. Wanneer het masker 90 zich op zijn plaats bevindt, wordt fosfor - 15 2 geïmplanteerd met een dosis van 3 . 10 icnen/an en met een energie van 180 KEV in de blootgelegde delen van de epitaxiale laag 78, cm de n+-gebieden 92 te vormen.The connection areas 38 and 46 as well as any transistor 10 in the peripheral circuit are now provided. A non-critical photo resist mask 90 with a naninal thickness of about 800 nanometers and openings above the locations designated for the connection areas 38 is applied to the surface of the semiconductor body. The exposed portions of the oxide layer 88 were removed by etching for 2 minutes. When the mask 90 is in place, phosphorus-2 is implanted at a dose of 3. 10 microns / an and with an energy of 180 KEV in the exposed parts of the epitaxial layer 78 cm to form the n + regions 92.

Nadat het masker 90 is verwijderd, wordt het halfgeleiderll-20 chaam gedurende 120 minuten bij 1000°C uitgestookt voor het herstellen van inplantatieroosterbeschadigingen. Vervolgens wordt het blootgesteld aan zuurstof en waterstof bij 900°C gedurende 31 minuten, cm de lagen 94 van siliciumdioxyde met een dikte van ca. 140 nanometer ter plaatse van de blootgelegde delen van de epitaxiale laag 78 aan te groeien, 25 zoals in Fig. 3h is weergegeven.· Gedurende deze oxydatiestap neemt de dikte van de axydelagen 88 met ca. 100 nanometer toe. Het fosfor in de gebieden 92 diffundeert hierbij enigszins naar anlaag, terwijl het borium in het netwerk 44 enigszins naar cmhoog diffundeert. Er treedt geen noemenswaardige herverdeling van het antimoon in de gebieden 32 30 PP gedurende deze behandelingen.After the mask 90 is removed, the semiconductor body is fired at 1000 ° C for 120 minutes to repair implantation grid damage. Then, it is exposed to oxygen and hydrogen at 900 ° C for 31 minutes to grow the layers 94 of silicon dioxide of about 140 nanometer thickness at the exposed portions of the epitaxial layer 78, as shown in FIG. 3h is shown · During this oxidation step, the thickness of the axyd layers 88 increases by about 100 nanometers. The phosphorus in the regions 92 diffuses slightly to layer, while the boron in the network 44 diffuses slightly to cm high. There is no significant redistribution of the antimony in the 32 PP areas during these treatments.

Een fotores istmasker 96 met een nominale dikte van 1,2 yum en met vensters boven de voor de p-t-aansluitgebieden 46 bestemde plaatsen wordt nu op het oppervlak gevormd. Het masker 96 is niet-kritisch ten opzichte van de gebieden 46. Wanneer het masker 96 zich op 35 zijn plaats bevindt, wordt borium dubbel door de blootgelegde delen van φ de axydelaag 88 heen geïmplanteerd in de daaronder liggende delen van de epitaxiale laag 78, teneinde p+-gebieden 98 te vormen. De eerste implan- 13 2 tatie vindt plaats met een dosering van 1 . 10 ionen/cm en met een 8301235 t PHA 1068 16A photoresist mask 96 with a nominal thickness of 1.2 µm and having windows above the locations intended for the p-t terminal areas 46 is now formed on the surface. The mask 96 is non-critical to the regions 46. When the mask 96 is in place, boron is double implanted through the exposed portions of φ the axyd layer 88 into the underlying portions of the epitaxial layer 78, to form p + regions 98. The first implantation takes place with a dose of 1. 10 ions / cm and with an 8301235 t PHA 1068 16

ï Vï V

energie van 180 KEV, terwijl de tweede implantatie met een dosis van 14 2 1/5 . 10 ionen/cm en met een energie van 75 KEV plaatsvindt.energy of 180 KEV, while the second implantation with a dose of 14 2 1/5. 10 ions / cm and with an energy of 75 KEV takes place.

Nadat het masker 96 is verwijderd/ wordt een fotoresistmasker 100 met een nominale dikte van 8000 £ en met openingen boven de voor 5 de aansluitgebieden 38 bestemde plaatsen gevormd op het oppervlak van het lichaam/ zoals in Fig. 3i is weergegeven. Het masker 100 is niet-kritisch met betrekking tot de gebieden 38. De axydelaqen 94 worden verwijderd door etsen gedurende 4 minuten. De n-ι—gebieden 42 worden gevormd in de bovenste delen van de gebieden 92, door eerst diep arseen 10 te implanteren met een dosering van 1 . 10 ionen/cm en met een energie van 180 KEV, het masker 100 te verwijderen en daarna ondiep arseen 15 2 te implanteren met een dosering van 2. 10 ionen/cm en met een energie van 50 KEV.After the mask 96 is removed, a photoresist mask 100 having a nominal thickness of 8000lb and with openings above the locations intended for the connection areas 38 is formed on the surface of the body / as shown in Figs. 3i is shown. The mask 100 is non-critical with respect to areas 38. The axydelaces 94 are removed by etching for 4 minutes. The n-1 regions 42 are formed in the upper parts of regions 92 by first implanting deep arsenic 10 at a dose of 1. 10 ions / cm and with an energy of 180 KEV, remove the mask 100 and then implant shallow arsenic 15 2 at a dose of 2.10 ions / cm and with an energy of 50 KEV.

Het geheel wordt in stikstof bij 1000°C gedurende 60 minuten 15 uitgestookt voor het herstellen van implantatieroosterbeschadigingen en om te bewerkstelligen, dat het arseen en het borium in de gebieden 42 en 48 worden herverdeeld. Zoals in Fig. 3j is getocnd, breiden de gebieden 42 zich naar beneden uit. Het borium in het begraven netwerk 44 breidt zich enigszins naar buiten uit en de gebeiden 98 breiden 20 zich naar beneden uit, zodanig, dat ze met het netwerk 44 samenkcmen en p-i—aansluitgebieden 46 worden. De gebieden 32 en 92 groeien ook enigszins aan.The whole is fired in nitrogen at 1000 ° C for 60 minutes to repair implantation grid damage and cause the arsenic and boron to be redistributed in regions 42 and 48. As shown in Fig. 3j has been tweaked, areas 42 extend downward. The boron in the buried network 44 expands slightly outwardly and the regions 98 expand downwardly such that they join the network 44 to become p-1 regions 46. Areas 32 and 92 also grow slightly.

Vervolgens worden de dioden in de cellen 12 gevormd. Een niet-kritisch fotoresistmasker 102 met een nominale dikte van 1,2 ^urn en 25 met vensters boven de voor de onderste delen van de cellen 12 bestemde plaatsen wordt qp het oppervlak van het halfgeleiderlichaam gevormd.Then the diodes in cells 12 are formed. A non-critical photoresist mask 102 having a nominal thickness of 1.2 µm and windows with windows above the locations intended for the lower parts of the cells 12 is formed on the surface of the semiconductor body.

De blootgelegde delen van de oxydelagen 88 worden tot cp de epitaxiale laag 78 verwijderd, zodanig, dat het oppervlak 14 tendele wordt blootgelegd. Wanneer het masker 102 zich op zijn plaats bevindt, wordt borium 30 in de epitaxiale laag 78 met een geschikte dosis en een geschikte energie geïmplanteerd voor het vormen van de p-gebieden 22, waardoor de pn-overgangen 26 worden gedefinieerd. Bij deze implantatie dient het cxyde-gebied 16 als masker voor het regelen van de laterale spreiding van de boriumverontreiniging en daardoor de laterale uitgestrektheid van de 35 pn-overgangen 26.The exposed portions of the oxide layers 88 are removed up to the epitaxial layer 78, such that the surface 14 is partially exposed. When the mask 102 is in place, boron 30 is implanted into the epitaxial layer 78 at an appropriate dose and energy to form the p regions 22, thereby defining the pn junctions 26. In this implantation, the oxide region 16 serves as a mask for controlling the lateral spread of the boron contamination and thereby the lateral extent of the 35 pn junctions 26.

Nadat het masker 102 is verwijderd, wordt een laag van intrinsiek (ongedoteerd) polykristallijn silicium tot een geschikte dikte (b.v. 200 nanometer) gevormd op het oppervlak van het halfgeleiderlichaam 8301235 * EHA 1068 17 *· met inbegrip van de gebieden 22 en 42. Een n-type verontreiniging (bijvoorbeeld arseen) wordt met een zodanige dosis en energie geïmplanteerd, dat de pn-overgangen 30 uiteindelijk ca. 50 nancmeter boven bet bovenvlak 14 zullen liggen. Een fotoresistmasker 104, waarvan de gepoly-5 meriseerde fotoresist als. regel qp de gebieden 22 en 42 ligt, wcandt op de polykristallijne laag gevormd. De blootgelegde delen van de poly-kristallijne laag worden verwijderd door etsen net een gebruikelijk etsmiddel (bijvoorbeeld kaliuirihydrazyde), zodanig, dat een samengesteld polykristallijn gebied langs het oppervlak 14 op elk van de ge-10 bieden 22 en 42 achterblijft, zoals in Fig. 3k is getoond. Elk samengesteld polykristallijn gebied bestaat uit een onderste intrinsiek (ongedoteerd) polykristallijn deel 106 en een bovenste n-t—type polykristallijn deel 108.After the mask 102 is removed, a layer of intrinsic (undoped) polycrystalline silicon to a suitable thickness (eg, 200 nanometers) is formed on the surface of the semiconductor body 8301235 * EHA 1068 17 * including regions 22 and 42. A n-type contamination (for example arsenic) is implanted with such a dose and energy that the pn junctions 30 will ultimately be approximately 50 nancimeters above the top surface 14. A photoresist mask 104, the polymerized photoresist of which. line qp lies the regions 22 and 42, and is formed on the polycrystalline layer. The exposed parts of the polycrystalline layer are removed by etching with a conventional etchant (eg potassium hydrazyde) such that a composite polycrystalline region along the surface 14 remains on each of the areas 22 and 42, as shown in FIG. 3k is shown. Each composite polycrystalline region consists of a lower intrinsic (undoped) polycrystalline part 106 and an upper n-t type polycrystalline part 108.

Nadat het masker 104 is verwijderd, wordt het geheel bij een 15 betrekkelijk lage temperatuur (bijvoorbeeld 950°C) in een inerte · atmosfeer, zoals argon uitgestookt, cm de roosterbeschadigingen als gevolg van de implantatie ter vorming van de gebieden 22 ( en 108) te herstellen. Als gevolg van deze behandeling diffundeert een deel van het borium in de gebieden 22 in voldoende mate naar boven dat een deel 20 van het daarop gelegen polykristallijne silicium p-type gedoteerd wordt, welk deel net de door arseen n-type gedoteerde bovenliggende gebieden van de gebieden 108 de pn-overgangen 30 vormt, zoals in Fig. 31 is getoond. De onderste delen van het polykristallijne silicium zijn nu p-gebieden 24, terwijl de bovenste delen n+-delen 28 zijn. Een deel van 25 het fosfor in de gebieden 42 wordt eveneens naar omhoog in het bovenliggende polykristallijne silicium bewogen, en bepaalt met het arseen in de bovenliggende gebieden van de gebieden 108, de samengestelde n-f-gebieden 50. . Het arseen in de oorspronkelijke gebieden 108 wordt niet noemenswaardig naar omlaag bewogen. Deze temperatuurbehande-30 ling bewerkstelligt, dat de p-gebieden 22 zich naar aniaag naar hun uiteindelijke posities uitbreiden, waarbij de gebieden 20 als de resterende delen van de n-type epitaxiale laag 78 binnen de cellen 12 achterblijven. De gebieden 42 en 92 breiden zich eveneens enigszins naar omlaag naar hun uiteindelijke posities uit, waar de gebieden 92 35 n-H-gebieden 40 worden, die samenkanen met de bijbehorende begraven gebieden 28. De gebieden 46 verschuiven eveneens enigszins naar omlaag naar hun uiteindelijke posities. Deze behandeling completeert de vervaardiging van de dioden in de PKOM-cellen 12 alsmede de aansluitgebieden 8301235 t tl PHA 1068 18 38 en 46.After the mask 104 is removed, the whole is fired at a relatively low temperature (eg, 950 ° C) in an inert atmosphere, such as argon, due to the implantation grating damage to regions 22 (and 108). to recover. As a result of this treatment, a portion of the boron diffuses upwardly in the regions 22 sufficiently that a portion 20 of the polycrystalline silicon p-type superposed thereon is doped, which portion is just the arsenic n-type doped parent regions of the regions 108 form the pn junctions 30, as shown in FIG. 31 is shown. The bottom parts of the polycrystalline silicon are now p regions 24, while the top parts are n + parts 28. A portion of the phosphorus in regions 42 is also moved upward into the overlying polycrystalline silicon, and determines the composite n-f regions 50 with the arsenic in the regions upper regions 108. The arsenic in the original regions 108 is not significantly lowered. This temperature treatment causes the p regions 22 to expand to their final positions, leaving the regions 20 as the remaining parts of the n-type epitaxial layer 78 within the cells 12. The areas 42 and 92 also extend slightly downward to their final positions, where the areas 92 become n-H areas 40, which coincide with the associated buried areas 28. The areas 46 also shift slightly downward to their final positions. This treatment completes the manufacture of the diodes in the PKOM cells 12 as well as the terminal areas 8301235 t tl PHA 1068 18 38 and 46.

Het plaatje is nu gereed voor vervaardiging van de geleidende verbindingen, die de gebieden 28, 50 en 46 langs de bovenkant van het plaatje contacteren. Een niet-kritisch fotoresistmasker 110 met'boven 5 de pH—gebieden 46 gelegen openingen wordt qp het oppervlak van het halfgeleiderlichaam gevormd. De oxydegebieden 88 worden verwijderd tot op de gebieden 46 door etsen gedurende 4 minuten met een geschikt etsmiddel.The wafer is now ready to manufacture the conductive connections, which contact regions 28, 50 and 46 along the top of the wafer. A non-critical photoresist mask 110 with openings located above the pH regions 46 is formed on the surface of the semiconductor body. Oxide regions 88 are removed to regions 46 by etching for 4 minutes with an appropriate etchant.

Na het verwijderen van het masker 110 wordt een aluminiumlaag 10 neergeslagen tot een geschikte dikte (bijvoorbeeld 700 nanometer) op de bovenkant van het lichaam. De aluminiumlaag wordt daarna in patroon gebracht voor het vormen van de geleiders 54, zoals in Fig. 3m is getoond, door een fotoresistmasker 112 op de aluminiumlaag te vormen met een op de aluminiumlaag op de gebieden 28, 50 en 46 liggende gepoly-15 meriseerde fotoresist en vervolgens blootgelegde aluminium te verwijderen door etsen met een geschikt gebruikelijk etsmiddel. Het masker 112 wordt daarna verwijderd, waarna de in Fig. 2a (en 2b) getoonde structuur is verkregen.After removing the mask 110, an aluminum layer 10 is deposited to a suitable thickness (e.g. 700 nanometers) on the top of the body. The aluminum layer is then patterned to form the conductors 54, as shown in FIG. 3m is shown by forming a photoresist mask 112 on the aluminum layer with a polymerized photoresist lying on the aluminum layer in areas 28, 50 and 46 and then removing exposed aluminum by etching with a suitable conventional etchant. The mask 112 is then removed, after which the process shown in FIG. 2a (and 2b) structure is obtained.

Zoals hierboven is uiteengezet, wordt een tweede laag van 20 aluminiumgeleiders op gebruikelijke wijze aangebracht. Dit geschiedt, . door een Vapoxlaag op de bovenkant van het lichaam neer te slaan tot een dikte van ca. 900 nanometer, vias tot op geslecteerde geleiders van de geleiders 54 te etsen onder toepassing van een geschikt fotoresistmasker, een laag van zuiver aluminium neer te slaan op de Vapoxlaag 25 en op de geselecteerde geleiders 54 en vervolgens deze aluminiumlaag in patroon te brengen onder toepassing van een ander fotoresistmasker voor het completeren van het programmeerbare leesgeheugen.As explained above, a second layer of 20 aluminum conductors is applied in a conventional manner. This is done,. by depositing a Vapox layer on top of the body to a thickness of about 900 nanometers, etching onto selected conductors of conductors 54 using an appropriate photoresist mask, depositing a layer of pure aluminum on the Vapox layer 25 and on the selected conductors 54 and then patterning this aluminum layer using another photoresist mask to complete the programmable read memory.

Ofschoon de uitvinding is beschreven aan de hand van een bijzondere uitvoeringsvorm, is deze beschrijving alleen bij wijze van voor-30 beeld gegeven en de uitvinding beperkt zich hier geenszins toe. Bijvoorbeeld zouden de aansluitgebieden voor de samengestelde begraven laag kunnen worden aangebracht, nadat de dioden in de PEOM-cellen zijn aangebracht. Ook zouden de aansluitgebieden voor de samengestelde begraven laag en de dioden voor de PEOM-cellen kunnen worden aangebracht 35 onder toepassing van grotendeels dezelfde implantatie/diffusiestappen. Materialen en doteringsmiddele van tegengesteld geleidingstype kunnen worden toegepast in plaats van de hierboven beschreven materialen en doteringsmiddelen. Zo zijn voor de vakman binnen het kader van de 8301235 m* * PHA 1068 19 uitvinding diverse variaties mogelijk.Although the invention has been described by way of a special embodiment, this description is only given by way of example and the invention is in no way limited thereto. For example, the bonding areas for the composite buried layer could be provided after the diodes have been applied to the PEOM cells. Also, the bonding areas for the composite buried layer and the diodes for the PEOM cells could be applied using substantially the same implantation / diffusion steps. Opposite conductivity type materials and dopants can be used in place of the materials and dopants described above. Various variations are thus possible for the skilled person within the scope of the 8301235 m * * PHA 1068 19 invention.

5 10 15 20 25 30 35 83012355 10 15 20 25 30 35 8 301 235

Claims

1. A programmable reading memory comprising a semiconductor body having a recessed electrically insulating region on a major surface and an adjoining single crystalline semiconductor region having a plurality of mutually separated memory cells on the surface, each cell having a substantially horizontal first pn junction located in the semiconductor region, and has a corresponding second pn junction, which together form a pair of pn junction diodes connected against each other, characterized in that each second pn junction lies substantially parallel to the main surface and in a correspondingly further region of the body, which with its underside is adjacent to the semiconductor region above the corresponding first pn junction, such that the intermediate region common to each pair of diodes between the two pn junctions is completely adjacent to the insulating region, at least in part above the top surface extends.

Programmable read memory according to claim 1, characterized in that each further region consists essentially of polycrystalline semiconductor material.

3. Programmable read memory according to claim 1 or 2, characterized in that each first pn junction is a matrix element and that every second pn junction is a programmable element.

Programmable reading memory according to claim 3, characterized in that the insulating region consists of an oxide of a semiconductive material.

Programmable read memory according to claim 1 or 2, wherein in each cell the first pn junction forms the upper boundary of a lower region of a first conductivity type, characterized in that the semiconductor body comprises a number of higher-doped buried regions of the first conductivity type, which are laterally separated from each other and each associated with at least one of the lower regions, form an unbroken whole upward with each associated lower region and abut the insulating region along the entire circumference of each associated lower region.

6. Programmable reading memory according to claim 5, characterized in that the average net doping concentration in the buried areas is at least two orders of magnitude higher than the average net doping concentration in the lower areas.

Programmable read memory according to claim 6, characterized in that a connection 8301235 3; 3 · EHA is located from each of the buried areas. 1068 21% area of the first conductivity type extends to the surface.

8. Egranizable readable memory according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the semiconductor body comprises a buried network of the second conductivity type 5 opposed to the first conductivity type, which laterally defines each buried region.

9. Erogramable reading memory according to claim 8, characterized in that the semiconductor body comprises a low-doped region which forms an onandix token with the buried regions and the buried network and extends upwards along the entire lateral draft to the insulating region, and separates the buried network from the buried areas.

Erograitable readable memory according to claim 9, characterized in that the average net doping concentration in the buried network and in the buried areas is at least one order of magnitude higher than the average net doping concentration in the low-doped area.

Erograitable readable memory according to any one of claims 8 to 10, characterized in that at least one connection area of the second conductivity type extends from the buried network to the surface.

12. A method of manufacturing a programmable read memory according to claim 2, characterized by applying a semiconductor dopant through an upper surface of the semiconductor region in a first region thereof, defining the first pn transitions using the insulating region as a mask for controlling its lateral extent.

Method for manufacturing a programmable read memory in a semiconductor body according to claim 2, characterized in that a sunken electrically insulating region is provided in the semiconductor body, which is completely adjacent to the entire extraction of each of a group of single crystalline parts of a doped region of a first conductivity type and laterally separated from each other along the surface of the doped region, said oxide extending at least in part above the surface, a semiconductor dopant of a second conductivity opposite to the first conductivity type via the surface is applied in a portion of each single crystal line portion to form a substantially parallel pn junction therein which abuts the 8301235 PHA. 1068 22 V * Λ. Insulating region, and leaving a bottom region of the first conductivity type therein and that a corresponding further, doped region is formed on each single crystalline portion, which is an upper portion of the first conductivity type and a lower adjacent portion 5 of the second conductivity type, which together form a corresponding second pn junction substantially parallel to the surface, which is completely adjacent to the insulating region.

14. Method according to claim 13, characterized in that each further doped region essentially consists of polycrystalline semiconductor material.

A method according to claim 14, characterized in that the insulating region acts as a mask for applying dopants.

16. Method according to claim 12 or 13, characterized in that a number of buried areas of the first conductivity type are formed, which are laterally separated from each other in the body and have an average net doping concentration higher than that of the bottom areas. wherein each buried region associated with at least one of the lower regions forms a continuous unit upwardly with each associated lower region and abuts the insulating region along the entire draw of the lower region.

Method according to claim 16, characterized in that the steps of forming the buried areas and applying the insulating area together comprise: selectively applying a semiconductor impurity of the first conductivity type in a single crystalline semiconductor substrate of the second conductivity type at the same number of first places separated along a surface of the substrate? Growing an epitaxial semiconductor layer on the surface of the substrate; removing a network-shaped portion of the epitaxial layer along its surface to form a depression in this plane; and 35 selectively exposing the substrate at a location of the remainder of the epitaxial layer to an oxidizing atmosphere at high temperature, to oxidize a portion of the epitaxial layer in the depression to form the insulating region and to 8301235 V EHft. 1068 23 cause some of the contamination of the first conduction type to diffuse upwardly into the epitaxial layer to join the insulating region and form the buried regions.

Method according to claim 17, characterized in that a buried network of the second conductivity type is formed, which laterally surrounds each buried region and has an average net doping concentration higher than that in the remaining, the second conductivity type. showing part of the substrate.

19. A method according to claim 18, characterized in that to form the buried network before growing the epitaxial layer, a semiconductor contamination of the second conductivity type is selectively applied in the substrate at a second location, which laterally each of the surrounding places and separated from them.

A method according to claim 19, characterized in that part of the impurity of the second conductivity type diffuses up into the epitaxial layer during the oxidation step, thus forming the buried network.

21. A method according to claim 20, characterized in that the impurities deposited at the first and second places in the substrate are so far apart that after the oxidation step the buried areas are separated from the buried network. 25 30 35 8 301 235