DE4305849A1

DE4305849A1 - Non-volatile storage device - comprises storage cell and central storage unit having UV impermeable resin layer

Info

Publication number: DE4305849A1
Application number: DE4305849A
Authority: DE
Inventors: Syouzo Shirota; Takahiro Ootuka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1993-02-25
Publication date: 1993-09-02
Anticipated expiration: 2013-02-26
Also published as: US5519246A; DE4305849C2; JPH05243581A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine ultravio lett-löschbare nichtflüchtige Speichervorrichtung (EPROM: löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher), und insbe sondere auf einen nichtflüchtigen Speicher mit einer Spe- zialinformations-Speicherzelle zum Abspeichern von Spe zialinformation, die zum Zeitpunkt der Bestrahlung mit ei nem ultravioletten Strahl unerwünscht gelöscht wird, und zusätzlich mit einer ultraviolett-löschbaren Speicherzell- Zentraleinheit.

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

Beim Arbeitsablauf gemäß Fig. 4, wenn ultraviolett bestrahlt wird, um die Information des EPROMS in der Speicherzell-Zentraleinheit (nicht abgebildet) zu löschen, wird die Spezialinformations-Speicherzelle (gezeigt), d. h. die Speicherzelle des EPROM-Teils (UPROM: unlöschbares PROM), deren Information nicht gelöscht werden soll, mit einer Aluminiumschicht 2 zum Schutz vor der Übertragung eines ultravioletten Strahls bedeckt. Dadurch wird das Löschen der Information in der Speicherzelle verhindert, die die Oxidschicht 4, das Steuer-Gate 5, das Floating-Gate 6, die n⁺-Quelle (oder n⁺-Senke) 7, die n⁺-Senke (oder n⁺- Quelle) 8 und das p-Typ Siliziumsubstrat 9 umfaßt. Hier wird die Spezialinformation, die unabhängig von der ultravioletten Bestrahlung nicht löschbar ist, zum Wafertest und für anderes in einem Halbleiterspeicher- Herstellungsprozeß verwendet, z. B. Laserabgleich- Information, Testinformation, Wafer-Ablaufaufzeichnungs- Information oder ähnliches.

Da eine herkömmliche nichtflüchtige Speichervorrichtung wie oben beschrieben aufgebaut ist, um einen Kurzschluß mit dem Verdrahtungsmuster zu verhindern, gibt es das Problem, daß es nötig ist, genügend Raum um die Aluminiumschicht 2 herum zu schaffen, so daß die Bildung des Verdrahtungsmusters beschränkt ist. Weiterhin, wenn der Bereich der Aluminium schicht 2 verkleinert wird, um die Beschränkung bei der Bildung des Verdrahtungsmusters zu verringern, kann der ultraviolette Strahl die Aluminiumschicht 2 umgehen, um die Speicherzelle zu erreichen und dadurch den Betrieb instabil zu machen und die Zuverlässigkeit zu verringern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen Probleme zu beseitigen, und eine nichtflüchtige Speichervorrichtung zu schaffen, bei der Beschränkungen bei der Bildung des Verdrahtungsmusters entfallen und die Zuverlässigkeit nach der ultravioletten Bestrahlung verbessert ist.

Erfindungsgemäß ist in einer nichtflüchtigen Speichervorrichtung mit einer Spezialinformations-Speicher zelle zum Erhalten von Spezialinformation, die nicht durch die ultraviolette Bestrahlung gelöscht werden soll, zusätzlich zu einer ultraviolett-löschbaren Speicherzell- Zentraleinheit eine ultraviolett-undurchlässige Harzschicht mit einer elektrisch-isolierenden Charakteristik auf der Spezialinformations-Speicherzelle gebildet, um die Information in einem Teil, der von der ultraviolett undurchlässigen Harzschicht bedeckt ist, zur Zeit der ultravioletten Bestrahlung zu schützen. Da die ultraviolett-undurchlässige Harzschicht eine elektrisch isolierende Charakteristik besitzt, ist es möglich die Spezialinformations-Speicherzelle weiträumig zu bedecken, um ein Umgehen der Harzschicht und Lenken auf die Speicherzelle ohne die Beschränkung bei der Bildung des Verdrahtungsmusters durch den ultravioletten Strahl zu verhindern.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

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

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

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

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

1. Ausführungsbeispiel

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

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

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

2. Ausführungsbeispiel

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

Obwohl in den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen die Polyimidschicht 1 als ultravio lett-undurchlässige Harzschicht mit elektrisch-isolierender Charakteristik verwendet wird, ist es möglich eine andere Harzschicht zu verwenden, wenn dieser die Ultraviolett-Un durchlässigkeit und die elektrisch-isolierende Charakteri stik besitzt. Zusätzlich, obwohl in den vorstehend be schriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen die Polyimidschicht 1 auf der oberen Fläche der Passivie rungsschicht 3 gebildet ist, ist es auch möglich, daß die Polyimidschicht 1 auf der unteren Fläche der Passivierungsschicht 3 gebildet ist, d. h. auf der oberen Fläche der Oxidschicht 4, in der das Verdrahtungsmuster gebildet ist, da die Polyimidschicht 1 eine elektrisch isolierende Charakteristik besitzt.

Wie vorstehend beschrieben wird die Speicherzelle erfin dungsgemäß so angeordnet, daß sie von der ultraviolett-un durchlässigen Harzschicht bedeckt ist, um die Spezialin formation davor zu bewahren in der Zeit der ultravioletten Bestrahlung unerwünscht gelöscht zu werden. Es ist möglich die Speicherzelle weitläufig zu bedecken, ohne die Be schränkung für die Bildung des Verdrahtungsmusters. Dadurch wird die Zuverlässigkeit des Betriebs nach der Bestrahlung mit dem ultravioletten Strahl verbessert.

In einer nichtflüchtigen Speichervorrichtung mit einer Spezialinformations-Speicherzelle, die Spezialinformation davor bewahrt in der Zeit der Bestrahlung mit einem ultravioletten Strahl unerwünscht gelöscht zu werden, ist zusätzlich zu einer ultraviolett-löschbaren Speicherzell- Zentraleinheit eine ultraviolett-undurchlässige Harzschicht mit elektrisch-isolierender Charakteristik derart auf der Spezialinformations-Speicherzelle gebildet, daß zur Zeit der Bestrahlung mit einem ultravioletten Strahl die In formation des Teils, bedeckt von der ultraviolett-undurch lässigen Harzschicht, bewahrt wird. Da die ultraviolett undurchlässige Harzschicht eine elektrisch-isolierende Charakteristik besitzt, ist es möglich die Spezialinfor mations-Speicherzelle weiträumig zu bedecken, um den ultravioletten Strahl ohne eine Beschränkung bei der Bildung des Verdrahtungsmusters daran zu hindern, die ultraviolett-undurchlässige Harzschicht zu umgehen. Dadurch wird die Zuverlässigkeit verbessert.

Claims

1. Nichtflüchtige Speichervorrichtung gekennzeichnet durch eine Spezialinformations-Speicherzelle, die Spezialinfor mation davor bewahrt, zu der Zeit einer Bestrahlung mit einem ultravioletten Strahl unerwünscht gelöscht zu werden, zusätzlich zu einer ultraviolett-löschbaren Speicherzell- Zentraleinheit, in der eine ultraviolett-undurchlässige Harzschicht (1) mit einer elektrisch-isolierenden Charakteristik auf der Spezialinformations-Speicherzelle ausgebildet ist.

2. Nichtflüchtige Speichervorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Polyimidschicht (1) als ultraviolett-undurchlässige Harzschicht verwendet wird.

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

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

5. Nichtflüchtige Speichervorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ultraviolett-undurchlässige Harzschicht (1) auf der Spezialinformations-Speicherzelle ausgebildet ist, mit einer Passivierungsschicht (3), die zwischen der Spezialinformations-Speicherzelle und der ultraviolett-undurchlässigen Harzschicht (1) eingebracht ist.

6. Nichtflüchtige Speichervorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Polyimidschicht (1) als ultraviolett-undurchlässige Harzschicht verwendet wird.

7. Nichtflüchtige Speichervorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyimidschicht (1) eine Dicke von über 1 µm besitzt.

8. Nichtflüchtige Speichervorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Polyimidschicht (1) 2 µm bis 15 µm beträgt.

9. Nichtflüchtige Speichervorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aluminiumschicht (2) auf der Spezialinformations-Speicherzelle ausgebildet ist und die ultraviolett-undurchlässige Harzschicht (1) auf der Aluminiumschicht (2) ausgebildet ist, mit einer Passivierungsschicht (3), die zwischen die Aluminiumschicht (2) und die ultraviolett-undurchlässige Harzschicht (1) eingebracht ist.

10. Nichtflüchtige Speichervorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Polyimidschicht (1) als ultraviolett-undurchlässige Harzschicht verwendet wird.

11. Nichtflüchtige Speichervorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyimidschicht (1) eine Dicke von über 1 µm besitzt.

12. Nichtflüchtige Speichervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Polyimidschicht (1) 2 µm bis 15 µm beträgt.