Brevet FR2122557A1 — publié le 19720901

î 2122557 La présente invention se rapporte à un procédé pour la fabrication d'une mémoire électronique suivant la technique planare d'intégration monolithique. Les zones des électrodes de commande des différents éléments de circuit de cette mémoire sont 5 séparés du substrat par une couche isolante. Les mémoires de ce genre sont connues et leurs éléments de circuit présentent les structures connues MIS ou MOS. Une telle mémoire électronique est essentiellement constituée par un circuit de décodage, la matrice proprement 10 dite de la mémoire et un certain nombre d'amplificateurs de lecture. Comme l'information mémorisée en une location ne peut être à chaque fois qu'un "l" ou "0", un seul critère différenciel suffit par élément mémoire. La matrice monolithique du transistor avec décodage 15 et amplificateurs de lecture dans un seul circuit intégré présente l'avantage que l'ensemble du dispositif peut être logé dans un boîtier unique. Ces mémoires électroniques, constituées par des éléments de circuit réalisés suivant la technique MQS connue, permettent de hautes densités de composants étant donné que les diffé-20 rents transistors sont très petits et que les grosses résistances, qui exigent beaucoup de place, sont supprimées. Les transistors qui les composent peuvent par ailleurs, être aussi bien à enrichissement qu'à appauvrissement. Les lignes de raccordement des éléments de circuit 25 sont disposées les unes au-dessus des autres dans plusieurs plans. Dans la méthode de raccordement dit sélectif, différents groupes d'éléments de circuit sont mutuellement raccordés de façon pré-■ déterminée. A l'aide d'un calculateur, on établit un dessin mère dont les données constituent l'information d'entrée délivrée à 30 un système automatique pour la production d'un masque. Par le brevet R.F.A. n° 1 914 933 on sait comment réaliser de tels circuits intégrés à l'aide de la technique du rayonnement. En commandant judicieusement la déviation et l'intensité du faisceau, on peut, en éclairant successivement de petits 35 points sur cette plaque, reconstituer l'image du masque sur une plaque photographique, masque à partir duquel on obtient ensuite, de façon connue, le dessin mère. Le rayon cathodique sert, par conséquent, uniquement à la production de ce masque. Pour la fabrication des circuits intégrés il est, 40 par ailleurs, connu d'utiliser des ions. D'après le brevet R.F.A. 72 01923 2 2122557 n° 1 938 365, des circuits intégrés avec éléments ayant des caractéristiques électriques indépendantes, peuvent être introduits dans des zones définies du réseau cristallin par Implantation ionique de différentes impuretés, par exemple de type n, de 5 type jd, électriquement neutres, ou même des impuretés pièges. En modifiant la tension d'accélération et l'écoulement du faisceau, on peut changer presque à volonté les paramètres électriques de l'élément de circuit. Les régions déjà dopées peuvent également être soumises à une implantation ionique de façon à modifier les 10 caractéristiques électriques des éléments de circuit correspondants. Grâce à ces procédés connus, on modifie ainsi à chaque fois la conductivité ou l'état de locations prédéterminéesdu substrat à semiconducteurs. On sait également appliquer sur un même substrat des 15 structures MOS ayant même composition, mais des caractéristiques électriques différentes. A cet effet, on fabrique tout d'abord des éléments de circuit ayant même composition, même forme et mêmesdimensions puis on leur confère différentes caractéristiques en les soumettant ensuite à des traitements distincts. Le brevet 20 R.F.A. n° 1 564 406 prévoit notamment de soumettre les différents éléments de circuit à des rayons, par exemple des rayons X ou des une rayons ultraviolets. Avec ce procédé,/logique MOS, dite complémentaire, peut être placée sur le même substrat en tant que circuit intégré à caïial du type £ et n. 25 L'objet de la présente invention est de simplifier et de perfectionner la fabrication de ces mémoires électroniques en soumettant à un rayonnement les différents éléments des circuits intégrés. L'invention réside dans le fait que pour la programma-30 tion de la mémoire électronique on règle le nombre des charges et/ou la répartition de la charge dans la couche isolante et/ou sur l'interface substrat/couche isolante par des rayons corpusculaires, des rayons gamma ou des rayons X. En général, l'énergie du rayonnement peut être choisie de façon que l'état de charge soit essen-35 tiellement produit par l'action ionisante dudit rayonnement. Si ce rayonnement est effectué au moyen de corpuscules chargés on peut utiliser l'énergie nécessaire pour que les corpuscules soient directement absorbés sous forme de particules chargées et la régler pour que la majeure partie des corpuscules chargés pénètre 40 à l'intérieur de la couche isolante jusqu'à la profondeur désirée 72 01923 3 2122557 ou jusqu'à l'interface substrat/couche isolante et s'y incorpore. S'il s'agit d'un circuit intégré déjà terminé, le rayonnement doit traverser en outre la couche des électrodes de commande au-dessus de l'isolant et son énergie devra être fonction de l'épaisseur et 5 du matériau de cette couche d'électrode afin de pouvoir obtenir une même pénétration de la charge. Le rayonnement peut donc être effectué aussi bien pendant la fabrication, avant l'apport du matériau des électrodes qu'après'la fabrication du système. En utilisant un rayonnement corpusculaire avec parti-]_0 cules chargées, notamment des électrons ou des ions, on peut, en manoeuvrant les unités de déviation électriques ou magnétiques, irradier les structures prédéterminées et programmer ainsi la mémoire électronique sans qu'il soit besoin d'utiliser un masque. La déviation du rayon peut, avantageusement, être commandée au moyen d'un calculateur. L'avantage essentiel de ce rayonnement corpusculaire réside dans le fait qu'i^eut être effectué indépendamment de l'état, mécanique des zones des électrodes des différents éléments, attendu que ce rayonnement traverse le matériau généralement 20 utilisé pour les électrodes. Comme on le sait, on peut programmer une mémoire électronique en recourant à un masque approprié pour les différents trajets des conducteurs et en ne raccordant aux lignes d'entrée que des éléments prédéterminés d§ la matrice de la mémoire. Ces 25 éléments raccordés correspondent alors à "l" mémorisé, tandis que les autres éléments qui existent, mais qui ne sont pas raccordés, correspondent au "0" mémorisé. Il est toutefois également possible de raccorder tous les éléments aux lignes d'entrée et de sortie. Avec de tels éléments, la programmation peut être effec-30 tuée en modifiant l'épaisseur de l'isolant en dessous de l'électrode de commande des différents éléments MIS, la couche d'oxyde la plus mince correspondant alors au "l" mémorisé et la plus épaisse au "0" mémorisé. Cette programmation d'une mémoire électronique par modification de l'épaisseur de la couche d'oxyde 35 pendant le processus de fabrication nécessite néanmoins l'emploi d'un masque. La mémoire électronique selon l'invention peut, par contre, ne comprendre que des éléments identiques pouvant tous être raccordés aux lignes d'entrée et de sortie. Cette mémoire 40 est ensuite programmée en modifiant le nombre des charges ou 72 01923 * 2122557 leur répartition dans une partie prédéterminée des éléments. Dans certains cas, cette dernière méthode peut suffire à elle seule. Ces diverses charges engendrent des tensions de commande différentes pour tous les transistors. Les transistors dont la tension 5 de commande est plus élevée que les signaux d'entrée du système et peuvent, par exemple, être.prédéterminés par un décodeur, ne sont pas mis en circuit par ce signal. Ces transistors correspondent donc à chaque fois à un "0" mémorisé, tandis que les autres peuvent être mis en circuit et, par conséquent, corres-10 pondre à un "l" mémorisé. En plus des diverses tensions de commande des transistors d'une matrice de mémoire, on peut, avec le procédé selon l'invention, produire, par exemple, différentes capacités de condensateurs. 72 01923 5 2122557 REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication d'un mémoire électronique, suivant la technique planare d'intégration monolithique dans laquelle les zones des électrodes de commande des diffé- 5 rents éléments de circuit sont séparées du substrat par une couche isolante, caractérisé par le fait que pour la programmation de cette mémoire électronique on règle le nombre des charges et/ou leur répartition dans la couche isolante et/ou sur l'interface substrat-couche isolante par des rayons corpusculaires, des rayons 10 gamma ou des rayons X. 2. Procédé pour la fabrication d'une mémoire électronique suivant la technique planare d'intégration monolithique dans laquelle les zones des électrodes de commande des différents éléments.de circuit sont séparées du substrat par une couche iso- 15 lante, en particulier selon la revendication 1, caractérisé par le fait que pour la programmation de cette mémoire électronique on règle le nombre des charges et/ou leur répartition dans la couche isolante e"t/ou sur l'interface substrat-couche isolante par des rayons de corpuscules chargés dont l'énergie est choisie 20 de façon qu'elles puissent être incorporées sous forme de parti-, cul es chargées. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'on utilise un rayonnement corpusculaire avec particules élémentaires chargées dans lequel, grâce à des dis- 25 positifs de déviation électriques ou magnétiques, il est possible de n'irradier que des éléments de circuit prédéterminés de la mémoire électronique.