Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/NEC/A19840924Elc004.shtml

Словарные шины из силицида титана, повышающие быстродействие СППЗУ

Инженеры 1-го отделения БИС компании NEC Corp. разработали 1-Мбайт СППЗУ, в котором используются словарные шины из силицида титана. Таким путем удалось получить типичную величину времени выборки всего 100 не. Предполагается, что этот метод сыграет важную роль в изготовлении быстродействующих схем такого типа, необходимых для 16- и 32-разрядных микропроцессоров. После реализации К/МОП-варианта в МОП периферийных схем разработка коммерческого изделия будет закончена. Оно, по-видимому, будет иметь такую же 16-разрядную шину и 40-выводной корпус, как и опытный образец.

Минимальный размер поликремниевых затворов в ячейках памяти новой схемы составляет 1 мкм а в периферийных цепях — 1,2 мкм. Благодаря малой ширине линий достигаются высокое быстродействие и малый размер транзисторных структур кристалла. Площадь ячейки памяти составляет всего 25,5 мкм2 при площади кристалла всего 7,5*5,8 мм2.

Малая ширина линий приводит к большому времечи задержки в поликремниевых словарных шинах и межсоединениях периферийных схем, являющихся продолжением поликремниевых затворов. Поликремний затвора имеет поверхностное сопротивление 20—30 Ом/квадрат. Таким образом, с уменьшением ширины линий их сопротивление увеличивается, RC-постоянная времени возрастает и быстродействие схемы снижается, Нанесение силицида титана снижает сопротивление линий до 2 Ом/квадрат и уменьшает время задержки в них с 60 до 5 нс.

Опытный образец имеет на 20% меньший размер кристалла, чем более ранняя модель схемы, время выборки которой составляло 180 нс. Уменьшение размера элементов повысило быстродействие транзисторных структур, а нанесение силицида титана позволило уменьшить задержку во внутрисхемных соединениях. По словам инженеров фирмы NEC, при 1-мкм длине затвора запоминающей ячейки для программирования каждого байта требуется всего 1 мс при программирующем напряжении 13 В. В периферийных схемах используется несколько большая длина затвора (1,2 мкм), чтобы избежать эффектов закорачивания канала.

Как в новом, так и в старом варианте кристалла толщина окисла под первым затвором ячеек памяти составляет 30 нм, тогда как толщина окисла под вторым затвором этих ячеек и периферийных схем составляет 35 нм. Высокое быстродействие и малая мощность рассеяния достигаются благодаря использованию ионной имплантации, с помощью которой на кристалле формируются три типа транзисторов с различными значениями порогового напряжения, а именно транзисторы с обогащением, приповерхностным обеднением и обеднением (см. рисунок).




В технологии фирмы NEC Corp., использующей силицид титана, рисунок затворов получают методом сухого травления (а). Области истока и стока получают имплантацией ионов мышьяка (б), после чего выращивают SiO2, применяя пленку нитрида кремния в качестве маски. В заключение осаждается пленка титана (в), а затем непрореагировав-ший титан удаляется путем селективного травления.

Специалисты фирмы NEC выбрали силицид титана, поскольку это наиболее подходящий материал для СППЗУ. В таких схемах первый затвор должен быть полностью окружен двуокисью кремния для обеспечения малых токов утечки.

Чтобы получить такую структуру, сначала производят сухое травление поликремния для первого и второго затворов, используя нитрид кремния и фоторезист в качестве маски. Затем производятся имплантация ионов мышьяка в области истока и стока и их последующая разгонка, после чего на обеих областях и на боковых стенках двухслойного поликремниевого затвора выращивают термический окисел, используя пленку нитрида кремния в качестве маски. Заключительной операцией является осаждение на кристалл пленки титана толщиной 60 нм. Затем титан реагирует с поликремнием на открытой поверхности затворов и словарных шин, а непрореагировавший титан может быть удален с остальной поверхности кристалла путем селективного травления в растворе [No.24, pp.25,28].

Чарлз Коэн

Дочерние статьи:

История создания 1-Мбайт СППЗУ

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 57, No.19 (700), 1984г - пер. с англ. М.: Мир, 1984, стр.7

ElectronicsWeek Vol.57 No.23 September 17, 1984 A McGraw-Hill Publication

ElectronicsWeek Vol.57 No.24 September 24, 1984 A McGraw-Hill Publication

Раздел: ОБОЗРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Тема:     Интегральные схемы





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/NEC/A19840924Elc004.shtml