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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung
und ein Verfahren zur Herstellung derselben. Spezifischer betrifft
die Erfindung eine Halbleiterspeichervorrichtung mit einer schwebenden
Trap-Speicherzelle und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
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Hintergrund der Erfindung
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Eine
nichtflüchtige
Speichervorrichtung, wie z. B. eine Flash-Speichervorrichtung, hält fortwährend Daten
bis zu deren Löschung.
Daher benötigt die
nichtflüchtige
Speichervorrichtung, im Gegensatz zu einer flüchtigen Speichervorrichtung,
wie einem normalen DRAM, keine die Wiederauffrischung vornehmende
Schaltungsanordnung und kann einen Verbrauch an Energie einsparen.
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Jedoch
benötigt
die nichtflüchtige
Speichervorrichtung eine hohe Spannung, um Daten einzuschreiben/zu
löschen
und einen Extraspeicher zum Halten der Daten. Dies kompliziert die
Struktur und die Herstellungsprozesse. Beispielsweise kann eine nichtflüchtige Speichervorrichtung
zusätzlich
eine Ladestufe benötigen,
um in zuverlässiger
Weise Daten aufzubewahren und auch einen Spannungsabfallwiderstand,
um Spannungsbereiche mit hoher und niedriger Spannung von einer
einzelnen Stromversorgungsquelle her anzutreiben.
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Basierend
auf einer Struktur, werden Speicherzellen des Typs einer nichtflüchtigen
Speichervorrichtung in eine schwebende Gate-Speicherzelle und eine
schwebende Trap-Speicherzelle klassifiziert. Bei der schwebenden
Trap-Speicherzelle kann eine Programmierung dadurch ausgeführt werden, indem
eine Ladung in einem Trap (Falle) gespeichert wird, die in einer
nichtleitenden Ladespeicherschicht zwischen einer Gateelektrode
und einem Halbleitersubstrat ausgebildet ist. Zur Ausbildung eines
schwebenden Traps werden eine Tunnelisolierschicht und eine blockierende
Isolierschicht auf/unter einer Siliziumnitridschicht ausgebildet,
die als eine Ladungsspeicherschicht wirkt.
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht, die eine typische SONGS-(Siliziumoxidnitridoxid-Halbleiter)-Struktur
der schwebenden Trap-Speichervorrichtung veranschaulicht. Eine Speicherzelle
besitzt ein Gatemuster und Fremdstoffdiffusionsschichten. Ein Gatemuster
wird dadurch ausgebildet, indem sequenziell eine Tunnelisolierschicht 20,
eine Ladungsspeicherschicht 22, eine blockierende Isolierschicht 24 und
eine Gateelektrode 27 auf einer aktiven Zone eines Halbleitersubstrats 10 aufgestapelt
bzw. aufgeschichtet werden. Eine Fremdstoffdiffusionsschicht 28 wird
in einer aktiven Zone auf beiden Seiten des Gatemusters ausgebildet.
In typischer Weise ist die Tunnelisolierschicht aus thermischem
Oxid hergestellt und die Ladungsspeicherschicht 22 ist
aus Siliziumnitrid hergestellt.
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Bei
einer nichtflüchtigen
Halbleiterspeichervorrichtung mit einem schwebenden Gate besitzt eine
Gateisolierschicht einer Speicherzelle in herkömmlicher Weise die gleiche
Dicke wie eine Gateisolierschicht zum Ausbilden eines Transistors
eines Niedrigspannungsbereiches in einer peripheren Schaltungszone.
Jedoch weicht eine Tunnelisolierschicht der schwebenden Trap-Speicherzelle
in herkömmlicher
Weise davon ab, und zwar hinsichtlich einer geeigneten Dicke gegenüber einer
Gateisolierschicht, um einen Transistor eines Niedrigspannungsbereiches
in einer peripheren Schaltungszone herzustellen. Daher ist der Prozeß für die Herstellung einer
nichtflüchtigen
Halbleitervorrichtung mit einer schwebenden Trap-Speicherzelle komplexer
als der Prozeß zur Herstellung
einer nichtflüchtigen
Halbleiterspeichervorrichtung mit einer schwebenden Gate-Speicherzelle.
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Aus
der
US 6 197 639 B1 ist
ein Verfahren zum Herstellen einer Flash-Speichervorrichtung vom NOR-Typ
bekannt.
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Aus
der
JP 2000-243
937 A ist eine nicht-flüchtige
Halbleiterspeichervorrichtung mit einem EEPROM, einer HV-Schaltung
und einer logischen CMOS-Schaltung bekannt. Dabei wird eine ONO-Dreifachschicht
in dem EEPROM-Bereich und in dem HV-Schaltungsbereich, nicht aber
in dem CMOS-Bereich verwendet.
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Aus
der
US 5 861 347 A ist
ein Verfahren zum Herstellen einer integrierten Schaltung mit einem
Floating-Gate-Bereich, einem Hochspannungsbereich und einem Logikgatebereich
bekannt. Eine ONO-Dreifachschicht wird dabei in dem Floating-Gate-Bereich aber nicht
in dem Hochspannungsbereich und in dem Logikgatebereich verwendet.
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Aus
der
JP 08-306 889
A ist eine nicht-flüchtige
Speichervorrichtung und ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt.
Die beschriebene Halbleiterspeichervorrichtung enthält einen
Floating-Gate-Speicherzellentransistor, einen Auswahlgate-Transistor,
einen Niederspannungstransistor und einen Hochspannungstransistor.
Bei einer Ausführungsform
wird eine ONO-Dreifachschicht in diesen Transistoren verwendet.
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Aus
der
US 5 852 311 A ist
eine nicht-flüchtige
Speichervorrichtung bekannt, die ein Widerstandsmuster verwendet.
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Aus
der
US 6 228 714 B1 ist
ein Verfahren zum Herstellen einer nicht-flüchtigen Speichervorrichtung
bekannt, die eine Zellenarrayzone, eine Hochspannungszone und eine
Widerstandszone aufweist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die Komplexität des Prozesses
zur Herstellung einer nichtflüchtigen
Halbleiterspeichervorrichtung mit einer schwebenden Trap-Speicherzelle
zu verringern.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch eine nicht-flüchtige
Halbspeichervorrichtung nach Anspruch 1 sowie durch ein Herstellungsverfahren
nach Anspruch 11 oder 16. Weiterbildungen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen
angegeben.
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Die
vorliegende Erfindung schafft daher eine nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung
mit einer schwebenden Trap-Speicherzelle, bei der eine Prozeßvereinfachung
erreicht wird und die Zuverlässigkeit
erhöht
wird, und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
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Ferner
schafft die vorliegende Erfindung eine nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung
mit einem verbesserten Wirkungsgrad bei der Übertragung eines Treibersignals,
und auch ein Verfahren zur Herstellung derselben.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung
ein Zellengatemuster einer Zellenarrayzone, ein Hochspannungsgatemuster
einer peripheren Hochspannungszone und ein Niedrigspannungsgatemuster
einer peripheren Niedrigspannungszone an einem Halbleitersubstrat.
Das Hochspannungsgatemuster besitzt eine Gateisolierschicht für eine hohe
Spannung, eine erste leitende Schicht, eine Dreifachschicht und
eine zweite leitende Schicht. Das Zellengatemuster umfaßt lediglich
die Dreifachschicht und die zweite leitende Schicht. Die Dreifachschicht
enthält
eine Tunnelisolierschicht, eine Ladungsspeicherschicht und eine
blockierende Isolierschicht. Das Niedrigspannungsgatemuster umfaßt eine
Gateisolierschicht für
eine niedrige Spannung, die erste leitende Schicht, die Dreifachschicht und
die zweite leitende Schicht.
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Die
nichtflüchtige
Speichervorrichtung umfaßt
ferner ein Zeilentypwiderstandsmuster in einer Widerstandszone.
Das Widerstandsmuster umfaßt wenigstens
die erste leitende Schicht, die auf einer isolierenden Schicht ausgebildet
ist, um eine elektrische Isolation gegenüber dem Substrat zu erreichen. Die
erste leitende Schicht ist aus einem dotierungsgesteuerten Polysilizium
gebildet, die als eine Widerstandsschicht wirkt. Die isolierende
Schicht besteht aus einer Grabenvorrichtungsisolierschicht oder
einer isolierenden Schicht für
eine hohe Spannung. Das Widerstandsmuster enthält eine Kontaktzone mit einer
Gateisolierschicht für
eine hohe Spannung und die erste leitende Schicht und eine Leitungszone,
die die Gateisolierschicht für
eine hohe Spannung enthält,
ferner die erste leitende Schicht, die Dreifachschicht und die zweite
leitende Schicht enthält.
Ein über
dem Widerstandsmuster ausgebildeter Kontakt ist elektrisch nicht
mit der zweiten leitenden Schicht in der Kontaktzone verbunden.
Das Zellengatemuster, das Hochspannungsgatemuster und das Niedrigspannungsgatemuster
umfassen einen isolierenden Abstandshalter an ihren Seitenwänden.
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Die
zweite leitende Schicht besteht aus einer Dualschicht mit einer
unteren Schicht aus Polysilizium und mit einer oberen Schicht aus
Metallsilizid.
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Eine
Zone von jedem Gatemuster und dem Widerstandsmuster kann einen Kontakt
zur Ankopplung an eine obere Schaltung aufweisen. Das heißt, ein
Kontaktstöpsel
kann über
einem Teil des Musters ausgebildet sein. Wenn die zweite leitende
Schicht und die Dreifachschicht in einem Teil der Kontaktzone beseitigt
werden, und zwar in den jeweiligen Niedrigspannungs- und Hochspannungsgatemustern,
wird ein stumpf gestoßener
Kontakt gebildet, um fortlaufend die erste und die zweite leitende
Schicht in der Kontaktzone zu verbinden. Wenn die zweite leitende
Schicht und die Dreifachschicht in wenigstens der Kontaktzone des
Widerstandsmusters entfernt werden und ein Kontaktstopfen gebildet
wird, wird lediglich die erste leitende Schicht des Zeilenwiderstandsmusters
als eine Widerstandsschicht verwendet.
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Ferner
liegt die oberste Oberflächenebene der
Dreifachschicht niedriger als die oberste Oberflächenebene der Grabentypvorrichtungsisolierschicht, die
an dem Substrat in dem Zellengatemuster ausgebildet ist. Eine Bodenflächenebene
der Dreifachschicht liegt höher
als eine obere Oberflächenebene der
Grabenvorrichtungsisolierschicht in den peripheren Hochspannungs-
und Niedrigspannungsvorrichtungszonen. Eine oberste Oberflächenebene
der unteren leitenden Schicht des Gatemusters liegt niedriger als
eine oberste Oberflächenebene
der Vorrichtungsisolierschicht in einer Zone, in der das Gatemuster
für eine
Speicherkomponente, das Hochspannungsgatemuster und das Niedrigspannungsgatemuster
ausgebildet sind.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfaßt
ein Verfahren zur Herstellung einer nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung
das Ausbilden einer Vorrichtungsisolierschicht in einem Substrat,
Ausbilden einer Niedrigspannungsgateisolierschicht in wenigstens
einer peripheren Niedrigspannungszone des Substrats, und Ausbilden
einer Hochspannungsgateisolierschicht in wenigstens einer peripheren
Hochspannungszone des Substrats, Stapeln einer ersten leitenden
Schicht auf dem Substrat, Ausführen
eines Mustergestaltungsprozesses, um die erste leitende Schicht
in einer Zellenarrayzone zu beseitigen und um das Substrat freizulegen,
und nachfolgendes Ausbilden einer Dreifachschicht und einer zweiten
leitenden Schicht über im
wesentlichen der gesamten Oberfläche
des freigelegten Substrats in der Zellenarrayzone. Die Dreifachschicht
enthält
eine Tunnelisolierschicht, eine Ladungsspeicherschicht und eine
blockierende Isolierschicht.
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In
der Zellenarrayzone können
die Tunnelisolierschicht, die periphere Niedrigspannungsgateisolierschicht
und die periphere Hochspannungsgateisolierschicht unterschiedlich
ausgebildet sein. Die Struktur des Gatemusters kann sich von derjenigen
der peripheren Hochspannungs- und Niedrigspannungsgatemuster unterscheiden.
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Die
vorliegende Erfindung kann in Fällen
angewendet werden, bei denen eine Isolierschicht der Vorrichtung
zuerst ausgebildet wird, als auch in Fällen angewendet werden, bei
denen eine Schicht des Gatemusters ausgebildet wird und dann eine
Grabenisolierschicht der Vorrichtung ausgebildet wird. Ferner kann
die vorliegende Erfindung in Fällen
angewendet werden, bei denen periphere Niedrigspannungs- und Hochspannungsgatemuster
mit einer darin ausgebildeten Isolierschicht über einem stumpf gestoßenen Kontakt
ausgebildet werden, als auch in Fällen, bei denen ein einfa cher
Kontakt mit der obersten Schicht verbunden wird und ohne Isolierschicht ausgebildet
wird. Die vorliegende Erfindung kann in Fällen angewendet werden, bei
denen eine Widerstandsschicht aus einem Widerstandsmuster über einer
Isolierschicht der Vorrichtung ausgebildet wird, als auch in Fällen, bei
denen die Widerstandsschicht derselben über einer Isolierschicht ausgebildet
wird, wie beispielsweise einer Hochspannungsgateisolierschicht.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen Struktur einer schwebenden Trap-Einheitskomponente;
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2 bis 8 sind
Querschnittsansichten eines Beispiels, bei dem eine Isolierschicht
der Vorrichtung ausgebildet wird und dann ein Gatemuster mit einem
stumpf gestoßenen
Kontakt in einem peripheren Teil ausgebildet wird, in Einklang mit
der vorliegenden Erfindung;
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9 bis 11 zeigen
Querschnittsansichten entlang einem Gatemuster und einem Widerstandsmuster
unter einem Zustand gemäß 8;
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12 bis 17 zeigen
Verarbeitungsquerschnittsansichten einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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18 bis 20 zeigen
Querschnittsansichten, von denen jede entlang der Muster von 17 verläuft;
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21 bis 25 zeigen
Verarbeitungsquerschnittsansichten einer dritten Ausführungsform (nicht
zur Erfindung gehörig);
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26 bis 32 zeigen
Verarbeitungsquerschnittsansichten einer vierten Ausführungsform (nicht
zur Erfindung gehörig);
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33 bis 37 sind
Verarbeitungsquerschnittsansichten einer fünften Ausführungsform (nicht zur Erfindung
gehörig);
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38 bis 44 sind
Verarbeitungsquerschnittsasichten einer sechsten Ausführungsform (nicht
zur Erfindung gehörig);
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45 zeigt
eine Querschnittsansicht entlang einem Widerstandsmuster, welches
in 44 gezeigt ist;
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46 bis 53 zeigen
Verarbeitungsquerschnittsansichten einer siebten Ausführungsform
(nicht zur Erfindung gehörig);
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54 bis 58 zeigen
Verarbeitungsqerschnittansichten einer achten Ausführungsform (nicht
zur Erfindung gehörig);
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59 bis 62 veranschaulichen
Verarbeitungsquerschnittsansichten einer neunten Ausführungsform
(nicht zur Erfindung gehörig).
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Ausführungsform
1
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Gemäß 2 wird
auf einem Siliziumsubstrat 10 eine Vorrichtungsisolation
hergestellt. Vier Links-Nach-Rechts-Zonen repräsentieren eine Widerstandszone,
eine periphere Hochspannungszone, eine periphere Niedrigspannungszone
und eine Zellenarrayzone in dieser Reihenfolge. Diese Zonenaufteilung
ist identisch in allen Zeichnungen. Obwohl die Grabenisolierschicht 11 der
Vorrichtung in 2 veranschaulicht ist, kann
auch eine Isolierschicht vom Typ LOCOS bei der Vorrichtung ausgebildet
sein. Im Falle einer seichten Grabenisoliertechnik (STI), die verwendet
wird, ist eine oberste Oberfläche
einer Vorrichtungsisolierschicht identisch mit oder liegt höher als
das Substrat 10, und zwar in einer Aufrißdarstellung.
Alternativ kann die Vorrichtungsisolierschicht auf einer gesamten
Oberfläche
der Widerstandszone ausgebildet werden. In diesem Fall wird das
Widerstandsmuster auf der Vorrichtungsisolierschicht ausgebildet.
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Gemäß 3 wird
eine dicke Gateisolierschicht 13 zur Bildung einer Hochspannungsvorrichtung
auf einem Substrat 10 ausgebildet, auf dem die Vorrichtungsisolierschicht 11 ausgebildet
ist. Durch Mustergestaltung der Gateisolierschicht 13 werden die
dicken Gateisolierschichten in der peripheren Niedrigspannungszone
und in der Zellenarrayzone entfernt und es wird das Substrat 10 freigelegt.
Ein Ätzmaskenmuster,
welches bei der Mustergestaltung verwendet wird, wird entfernt und
es wird eine thermische Oxidation dafür angewendet, um eine dünne Gateisolierschicht 15 auf
einer Oberfläche
des freigelegten Substrats 10 auszubilden. Die dicke Gateisolierschicht 13 verbleibt
weiter in der Widerstandszone.
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Gemäß 3 und 4 wird
eine erste Polysilizium 17 auf der gesamten Oberfläche eines
Substrats ausgebildet, wo die dicke Gateisolierschicht 13 und
die dünne
Gateisolierschicht 15 ausgebildet sind. Eine Dotierungskonzentration
der ersten Polysiliziumschicht 17 wird so gesteuert, um
einen an späterer
Stelle ausgebildeten Widerstand aufzunehmen. In Verbindung mit dem
Mustergestaltungsprozeß wird
ein Ätzmaskenmuster
(nicht gezeigt) auf der ersten Polysiliziumschicht 17 ausgebildet,
um die Zellenarrayzone freizulegen. Es wird dann ein Ätzprozeß durchgeführt, um
die erste Polysiliziumschicht 17 und die dünne Gateisolierschicht 15 zu
beseitigen. Das Maskenmuster wird ebenfalls entfernt.
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Gemäß 5 wird
die thermische Oxidation an der Zellenarrayzone durchgeführt. Unter
Anwendung einer chemischen Dampfniederschlagstechnik (CVD) werden
eine Siliziumnitridschicht und eine Siliziumoxidschicht aufeinanderfolgend
aufeinander gestapelt, um eine ONO-(Oxid-Nitrid-Oxid)-Dreifachschicht
auf einem Substrat in der Zellenarrayzone und auf der ersten Polysiliziumschicht
in den anderen Zonen auszubilden. Es wird eine zweite Polysiliziumschicht 21 auf
der ONO-Dreifachschicht 21 hergestellt. Es wird eine Metallschicht
auf der zweiten Polysiliziumschicht ausgebildet und wird dann einer Temperung
bzw. Glühen
unterworfen, um die Metallsilizidschicht zu bilden. Alternativ wird
die Metallsilizidschicht 23 unter Verwendung einer CVD-Technik ausgebildet.
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Gemäß 6 werden
Gatemuster 301, 401 und 501 in jeder
Substratzone durch Mustergestaltung hergestellt. Als ein Ergebnis
des bereits durchgeführten
Prozesses kann die Struktur des Gatemusters in jeder Zone unterschiedlich
sein. Das heißt,
ein Gatemuster 301 der Zellenarrayzone umfaßt eine Dreifachschicht 19a,
eine zweite Polysiliziumschicht 21a und eine Metallsilizidschicht 23a;
ein Niedrigspannungsgatemuster 401 der peripheren Zone
der Vorrichtung umfaßt
eine Gateisolierschicht 15b, eine erste Polysiliziumschicht 17b,
eine Dreifachschicht 19b, eine zweite Polysiliziumschicht 21b und
eine Metallsilizidschicht 23b; und ein Hochspannungsgatemuster 501 der
peripheren Vorrichtungszone umfaßt eine Gateisolierschicht 13c,
eine erste Polysiliziumschicht 17c, eine Dreifachschicht 19c,
eine zweite Polysiliziumschicht 21c und eine Metallsilizidschicht 23c.
Die Gateisolierschichten 15b und 13c sind in der Dicke
unterschiedlich. Ein Widerstandsmuster 601 der Widerstandszone
besitzt die gleiche Struktur wie das Hochspannungsgatemuster 501.
Nachfolgend der Ausbildung der Gatemuster 301, 401 und 501 und
des Widerstandsmusters 601 wird ein isolierender Abstandshalter 33 an
einer Seitenwand der jeweiligen Muster ausgebildet, und zwar durch
Stapeln und anisotropes Ätzen
einer Abstandshalterisolierschicht.
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Gemäß 6 und 7 werden
die Muster 401, 501 und 601 teilweise
geätzt.
In einer Kontaktzone 61 des Widerstandsmusters 601 werden
eine Dreifachschicht 19c, eine zweite Polysiliziumschicht 21c und
eine Metallsilizidschicht 23c entfernt, um eine erste Polysiliziumschicht 17d freizulegen.
Alternativ können
alle Zonen (das heißt
die Kontaktzone 61 und eine Leitungszone 63) des
Widerstandsmusters 601, die Dreifachschicht 19c,
die zweite Polysiliziumschicht 21c und die Metallsilizidschicht 23c geätzt werden.
In den Teil-Kontaktzonen 51 und 41 der Niedrigspannungs-
und Hochspannungsgatemuster 501 und 401 werden
die Dreifachschichten 19b und 19c, die zweiten
Polysiliziumschichten 21b und 21c und die Metallsilizidschichten 23b und 23c beseitigt, um
die ersten Polysiliziumschichten 17b und 17c freizulegen.
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Gemäß 6 und 8 wird
eine isolierende Zwischenschicht 351 auf einem Substrat
gestapelt, welches das teilweise geätzte Gatemuster und das Widerstandsmuster
enthält.
Die isolierende Zwischenschicht 351 wird in ein Muster
gebracht, um ein Kontaktloch zu bilden. In der Kontaktzone 61 wird
innerhalb der Widerstandszone die erste Polysiliziumschicht 17d zu
einer Bodenfläche
des Kontaktloches hin freigelegt. In der Kontaktzone 41 und 51 des
peripheren Gatemusters werden die ersten Polysiliziumschichten 17b und 17 und
die Metallsilizidschichten 23b und 23c teilweise
freigelegt. Es wird die CVD-Technik dazu verwendet, um das Kontaktloch mit
Wolfram zu füllen.
Obwohl dies in den Figuren nicht gezeigt ist, wird in herkömmlicher
Weise ein dünnes
Barrieremetall auf einer gesamten Oberfläche des Substrats aufgestapelt,
bevor Wolfram gestapelt wird. Es wird die Wolframschicht, ausgenommen
die Pfropfen 37a, 37b, 37c und 37d,
welche die Kontaktlöcher
füllen,
von dem Substrat beseitigt, und zwar mit Hilfe einer Wolfram-CMP-Technik,
um eine Kontaktstopfenisolation zu erreichen. Bei den nachfolgenden
Schritten wird eine obere Schaltung dadurch hergestellt, indem eine
leitende Schicht aufgestapelt und in ein Muster gebracht wird.
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9 bis 11 zeigen
Querschnittsansichten entlang einer Gatemusterebene und einer Widerstandsmusterebene
bei dem Zustand von 8, wobei jede der Schichten,
die das Gatemuster darstellt, nach der Ausbildung einer seichten
Grabenisolierschicht hergestellt wird.
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Gemäß 9 ist
ein Widerstandsmuster von einem Substrat 10 mit Hilfe einer
dicken Gateisolierschicht 13d isoliert, welches auf dem
Substrat 10 ausgebildet wird. Wenn eine erste Polysiliziumschicht 17d als
eine Widerstandsschicht wirkt, kann der Widerstandswert des Widerstandes
proportional zu einem Abstand von einem Kontaktstopfen 37d eingestellt
werden. In einer Kontaktzone 61 werden eine Dreifachschicht 19d,
eine zweite Polysiliziumschicht 21d und eine Metallsilizidschicht 23d entfernt,
so daß eine
Kontaktpfropfen 37d direkt die Widerstandsschicht kontaktieren
kann. In einer Leitungszone 63 verbleiben die zweite Polysiliziumschicht 21d und
die Metallsilizidschicht 23d, sie werden jedoch gegenüber der
ersten Polysiliziumschicht 17d durch die Dreifachschicht 19d isoliert
und werden von dem Kontaktpfropfen 37d getrennt. Aus diesem
Grund wird der Widerstand nicht beeinflußt.
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10 zeigt
eine Querschnittsansicht entlang dem Gatemuster in der peripheren
Niedrigspannungszone. Eine obere Oberfläche einer dünnen Gateisolierschicht 15b kann
niedriger liegen als die oberen Oberflächen der Vorrichtungsisolierschichten 11 in
einer Aufrißdarstellung.
Andererseits liegen die anderen Schichten 17b, 19b, 21b und 23b,
die das Gatemuster bilden, höher
als die oberen Oberflächen der
Vorrichtungsisolierschichten 11, und zwar hinsichtlich
der Ebene, und verlaufen horizontal. Ausgenommen einer Dickendifferenz
zwischen den Gateisolierschichten, ist ein Querschnitt der peripheren Hochspannungszone
identisch mit demjenigen der peripheren Niedrigspannungszone.
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Gemäß 11 kann
eine aktive Zone in der Zellenarrayzone, eine ONO-Dreifachschicht 19a, niedriger
liegen als eine obere Oberfläche
einer Vorrichtungsisolierschicht 11 im Aufriß. Andererseits
liegen eine obere Oberfläche
einer zweiten Polysiliziumschicht 21a und eine Metallsilizidschicht 23a,
die ein Gatemuster bilden, höher
als die obere Oberfläche
der Vorrichtungsisolierschicht, und zwar im Aufriß gesehen,
und erstrecken sich horizontal.
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Ausführungsform
2
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Die
zweite Ausführungsform
ist ein Beispiel, bei dem eine Struktur, die ein Gatemuster bildet,
teilweise ausgebildet wird und dann eine Grabenisolierschicht der
Vorrichtung hergestellt wird.
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Gemäß 12 wird
eine dicke Gateisolierschicht 13 zur Herstellung einer
Hochspannungsvorrichtung auf einem Substrat 10 ausgebildet.
Durch die Mustergestaltung der Gateisolierschicht 13 wird eine
dicke Gateisolierschicht in einer peripheren Niedrigspannungszone
und in einer Zellenarrayzone beseitigt und es wird das Substrat
freigelegt. Es wird ein Ätzmaskenmuster
(nicht gezeigt), welches bei diesem Musterformungsvorgang verwendet
wird, beseitigt und es wird dann die Vorrichtung einer thermischen
Oxidation unterworfen, um eine dünne
Gateisolierschicht 15 auf einer Oberfläche des freigelegten Substrats 10 auszubilden.
Bei dieser Ausführungsform
oder auch bei anderen kann die Ausbildungsreihenfolge dieser Gateisolierschichten 13 und 15 auch geändert werden.
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Gemäß 12 und 13 wird
eine erste Polysiliziumschicht 17 über der gesamten Oberfläche des
Substrats 10 ausgebildet, dort wo die dicke Gateisolierschicht 13 und
die dünne
Gateisolierschicht 15 ausgebildet wurden. Eine Dotierungskonzentration
der ersten Polysiliziumschicht 17 wird gesteuert, um einen
bestimmten Wert eines an späterer Stelle
gebildeten Widerstandes gerecht zu werden. Zum Zwecke der Mustergestaltung
wird ein Ätzmaskenmuster
(nicht gezeigt) auf der ersten Polysiliziumschicht 17 ausgebildet,
um die Zellenarrayzone freizulegen. Es wird dann ein Ätzprozeß durchgeführt, um
die erste Polysiliziumschicht 17 und die dünne Gateisolierschicht 15 zu
beseitigen.
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Gemäß 14 wird
eine ONO-Dreifachschicht 19 auf dem freigelegten Substrat 10 der
Zellenarrayzone und auf den ersten Polysiliziumschichten der anderen
Zonen ausgebildet. Auch wird eine zweite Polysiliziumschicht 21 auf
der Dreifachschicht 19 hergestellt.
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Gemäß 15 wird
eine Vorrichtungsisolierschicht 111 auf dem Substrat ausgebildet,
wo die zweite Polysiliziumschicht 21 ausgebildet ist. Die Vorrichtungsisolierschicht 111 wird
unter Verwendung einer selbstausrichtenden Seichtgrabenisoliertechnik
(SASTI) ausgebildet, die den Fachleuten auf dem vorliegenden Gebiet
gut bekannt ist. Ein Maskenmuster 113 zum Ätzen eines
Grabens wird auf dem Substrat ausgebildet, wo die zweite Polysiliziumschicht 21 gebildet
ist. Das Maskenmuster 113 ist aus Siliziumnitrid hergestellt.
Die Schichten 21, 19, 17, 13 und 15 und
das Substrat 10 werden geätzt, um einen Graben in dem
Substrat 10 zu bilden. Der Graben wird mit einem Isoliermaterial,
wie beispielsweise CVD-Oxid, gefüllt
und es wird ein CMP-Prozeß durchgeführt, um
das Maskenmuster 113 freizulegen. Bei einem nachfolgenden
Prozeß wird
das Maskenmuster 113 isotrop geätzt, um zu bewirken, daß die Vorrichtungsisolierschicht 111 verbleibt.
Ferner kann eine Grabeninnenwand getempert werden oder es kann eine
Siliziumnitridauskleidung während
der Ausbildung der Vorrichtungsisolierschicht ausgebildet werden.
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Gemäß 16 werden
eine dritte Polysiliziumschicht und eine Metallsilizidschicht aufeinanderfolgend über im wesentlichen
der gesamten Oberfläche
des Substrat ausgebildet. Das Substrat wird dann einer Musterformung
unterzogen, um die Gatemuster 302, 402 und 502 und
ein Widerstandsmuster 602 in jeder Zone zu bilden. Ein
isolierender Abstandshalter 33 wird an einer Seitenwand
von jedem Muster ausgebildet. Es wird eine ungeschützte Vorrichtungsisolierschicht 111 geätzt, so
dass eine Höhe der
obere Oberfläche
abgesenkt wird, so dass sie ähnlich
der Oberfläche
des Substrats 10 liegt.
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Gemäß 17 werden
Prozeßschritte,
die identisch mit denjenigen der Ausführungsform 1 in 7 und
in 8 sind, durchgeführt. Das heißt, es werden
die Muster teilweise geätzt,
es wird eine isolierende Zwischenschicht 352 aufgebracht
bzw. aufgestapelt und es werden Kontaktpfropfen 37a, 37b, 37c und 37d gebildet.
Auch werden eine Dreifachschicht und deren obere Schichten in einer
Kontaktzone 61 eines Widerstandsmusters beseitigt und werden
teilweise in den Kontaktzonen 41 und 51 des Hoch spannungs-
und Niedrigspannungsgatemusters in der peripheren Vorrichtungszone
entfernt.
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Demzufolge
gelangt, wie in 17 dargestellt ist, ein Kontaktpfropfen 37d lediglich
mit einer ersten Polysiliziumschicht in Kontakt, die als eine Widerstandsschicht
verwendet wird, und zwar in der Kontaktzone des Widerstandsmusters.
Es wird eine SONOS-Flash-Vorrichtungsstruktur gebildet, in welcher
stumpf gestoßene
Kontakte 37c und 37b an den Hochspannungs- und
Niedrigspannungsgatemustern ausgebildet sind.
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18 bis 20 zeigen
Querschnittsansichten entlang den Ebenen der Muster 602, 402 und 302,
die in 17 herausgegriffen dargestellt
sind.
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In 18 wird,
verglichen mit 19 der ersten Ausführungsform,
eine dritte Polysiliziumschicht 31d zwischen einer zweiten
Polysiliziumschicht 21d und einer Metallsilizidschicht 23d ausgebildet.
Da im wesentlichen eine Widerstandsschicht eines Widerstandsmusters
aus einer ersten Polysiliziumschicht 17d gebildet ist,
existiert kein Widerstandsunterschied zwischen der ersten und der
zweiten Ausführungsform.
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Gemäß 19 und 20 liegen,
verglichen mit 10 und 11 der
ersten Ausführungsform,
die oberen Oberflächen
der zweiten Polysiliziumschichten 21a und 21b,
die vor der Ausbildung einer Vorrichtungsisolierschicht 111 ausgebildet
wurden, niedriger als die Vorrichtungsisolierschicht, und zwar im
Aufriß gesehen.
Die unteren leitenden Schichten einer zweiten leitenden Schicht
sind aus Polysilizium gebildet. Daher besitzt unter der Annahme,
daß die
zweite und die dritte Polysiliziumschicht 21a und 31a als
eine einzige Polysiliziumschicht betrachtet werden, eine Zellenarrayzone,
die in 20 gezeigt ist, die gleiche
Struktur wie diejenige der ersten Ausführungsform (siehe 11).
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Ausführungsform
3 (nicht zur Erfindung gehörig)
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Bei
dieser Ausführungsform
existiert, verglichen mit der ersten und mit der zweiten Ausführungsform,
keine Dreifachschicht, die als eine Isolierschicht wirkt, zwischen
den leitenden Schichten in den Strukturen der Hochspannungs- und
Niedrigspannungsgatemuster in der peripheren Vorrichtungszone. Daher
braucht ein Kontakt, der an ein Gatemuster der an späterer Stelle
gebildeten peripheren Vorrichtung gekoppelt wird, nicht aus einem stumpf
gestoßenen
Kontakt (butting contact) bestehen.
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Die
gleichen Schritte wie bei 2 bis 4 der
ersten Ausführungsform
werden auch hierbei durchgeführt.
Dann wird gemäß 21 eine ONO-Dreifachschicht 19 auf
einem freigelegten Substrat 10 einer Zellenarrayzone ausgebildet
und es werden die ersten Polysiliziumschichten der anderen Zonen
gebildet. Es wird eine zweite Polysiliziumschicht 21 auf
der ONO-Dreifachschicht 19 gebildet. Es wird dann ein Ätzmaskenmuster 115 ausgebildet, um
eine Widerstandszone von der Zellenarrayzone zu trennen.
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Gemäß 22 werden
die zweite Polysiliziumschicht 21 und die dritte Dreifachschicht 19 mit Hilfe
eines Ätzvorganges
entfernt. Es wird dann das Ätzmaskenmuster 115 entfernt.
Es wird eine Metallsilizidschicht 23 über im wesentlichen der gesamten Oberfläche des
Substrats 10 aufgebracht. Demzufolge ist eine Metallsilizidschicht
an einer ersten Polysiliziumschicht bei den an späterer Stelle
gebildeten peripheren Hochspannungs- und Niedrigspannungsvorrichtungen
angeordnet.
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Gemäß 23 wird
im wesentlichen die gesamte Oberfläche des Substrats 10 mustermäßig behandelt,
um die Gatemuster 303, 403 und 503 auszubilden
und um ein Widerstandsmuster 603 in den jeweiligen Zonen
herzustellen. In einer nicht als Muster gestalteten Zone wird das
Substrat 10 freigelegt Es wird ein isolierender Abstandshalter 33 an
den Seitenwänden
der Gatemuster 303, 403 und 503 und an den
Seitenwänden
des Widerstandsmusters 603 ausgebildet.
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Gemäß 23 und 24 wird
ein Fotoresistmuster (nicht gezeigt) ausgebildet, um eine Kontaktzone 61 eines
Widerstandsmusters freizulegen. Ein Ätzprozeß wird dann zu dem Zweck durchgeführt, um
aufeinanderfolgend eine Metallsilizidschicht 23d, eine
zweite Polysiliziumschicht 21d und eine Dreifachschicht 19d zu
entfernen. Ein isolierender Abstandshalter 33, der an einer
Seitenwand eines Widerstandsmusters der Kontaktzone 61 ausgebildet ist,
wird ebenfalls geätzt,
um eine obere Oberfläche desselben
abzusenken. Obwohl dies in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, können alle
Zonen eines Widerstandsmusters, inklusive einer Leitungszone 63, geätzt werden.
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Gemäß 23 und 25 wird
eine isolierende Zwischenschicht 353 über dem Gatemuster und dem
Widerstandsmuster ausgebildet. Auch wird auf herkömmliche
Weise ein Planierungsschritt hinsichtlich der isolierenden Zwischenschicht 353 durchgeführt. Die
isolierende Zwischenschicht 353 wird in ein Muster gebracht,
um die Metallsilizidschichten 23a, 23b, 23c und 23d in
einem Teil von jedem Gatemuster freizulegen. Es wird ein Kontaktloch in
einer Kontaktzone des Widerstandsmusters ausgebildet, um eine erste
Polysiliziumschicht freizulegen. Es wird eine leitende Schicht aus
Wolfram oder ähnlichem
Material darüber
gestapelt oder aufgebracht, um das Kontaktloch zu füllen. Es
wird dann ein CMP-Prozeß durchgeführt, um
die isolierende Zwischenschicht 353 freizulegen. Es werden
Kontaktpfropfen 37a, 37b, 37c und 37d in
dem Kontaktloch ausgebildet.
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Bei
einem nachfolgenden Prozeß kann durch
Aufstapeln und Mustergestalten einer leitenden Schicht auf der isolierenden
Zwischenschicht, wo der Kontaktpfropfen gebildet ist, eine obere
Zwischenverbindung hergestellt werden.
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Ausführungsform
4 (nicht zur Erfindung gehörig)
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Diese
Ausführungsform
ist ähnlich
der Ausführungsform
3, wobei jedoch die Schritte gemäß der Ausbildung
eines Widerstandsmusters auf einer Isolierschicht der Vorrichtung
beschrieben werden.
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Gemäß 26 wird
eine Vorrichtungsisolierschicht 11 auf einem Substrat 10 ausgebildet.
Obwohl die Vorrichtungsisolierschicht 11 aus einer Graben-Vorrichtungsisolierschicht
bei dieser Ausführungsform
besteht, kann sie auch aus einer LOCOS-Vorrichtungsisolierschicht
bestehen. In diesem Fall wird eine Graben-Vorrichtungsisolierschicht 11d im
wesentlichen über
der gesamten Widerstandszone ausgebildet.
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Gemäß 27 werden
Gateisolierschichten 13 und 15, von denen jede
eine festgelegte Dicke besitzt, in jeder Zone des Substrats 10 ausgebildet,
wo die Vorrichtungsisolierschicht 11 gebildet ist. Das heißt, die
Dicke Gateisolierschicht 13 wird in einer peripheren Hochspannungszone
gebildet und eine dünne
Gateisolierschicht 15 wird in einer peripheren Niedrigspannungszone
ausgebildet. Eine Gateisolierschicht wird in einer Widerstandszone
gebildet, wo die Vorrichtungsisolierschicht 11d ausgebildet
ist.
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Gemäß 28 wird
eine erste Polysiliziumschicht 17 auf einem Substrat 10 gebildet,
wo die Gateisolierschicht 13 und 15 ausgebildet
ist. Ein Mustergestaltungsprozeß wird
dann zu dem Zweck durchgeführt,
um die erste Polysiliziumschicht 17 und die Gateisolierschicht 15 in
einer Zellenarrayzone zu beseitigen. Es wird dann die Ätzmaske,
die bei diesem Mustergestaltungsprozeß verwendet wird, beseitigt.
Es werden dann über
der gesamten Oberfläche
des Substrats 10 eine ONO-Dreifachschicht 19 und
eine zweite Polysiliziumschicht 21 ausgebildet. Ein Fotoresistmuster 115 wird
hergestellt, um die zweite Polysiliziumschicht in der Zellenarrayzone
zu bedecken.
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Gemäß 28 und 29 wird
die zweite Polysiliziumschicht 21 geätzt. Ein Fotoresistmuster, welches
als Ätzmaske
verwendet wurde, wird dann entfernt. Es wird eine Metallsilizidschicht 23 über im wesentlichen
der gesamten Oberfläche
des Substrats aufgebracht. Demzufolge wird bei den an späterer Stelle
gebildeten peripheren Hochspannungs- und Niedrigspannungsgatemustern
eine Metallsilizidschicht an einer ersten Polysiliziumschicht angeordnet.
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Gemäß 30 bis 32 werden
die gleichen Prozeßschritte
wie bei 23 bis 25 der dritten
Ausführungsform
durchgeführt.
Jedoch muß bei
dem Schritt der Ausbildung eines Widerstandsmusters 604 ein Überätzen verhindert
werden, da die Vorrichtungsisolierschicht 11d, die aus
keiner dicken Gateisolierschicht besteht, unter der ersten Polysiliziumschicht 17d gebildet
ist.
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Ausführungsform
5 (nicht zur Erfindung gehörig)
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Obwohl
diese Ausführungsform ähnlich ist der
Ausführungsform
3, sind Unterschiede zwischen diesen vorhanden, und zwar dahingehend,
daß eine Dreifachschicht
und eine zweite Polysiliziumschicht übereinander gestapelt sind
und in einer Widerstandszone beseitigt sind und eine Metallsilizidschicht
in allen Zonen eines Widerstandsmusters entfernt werden muß, da die
Dreifachschicht in dem Widerstandsmuster nicht vorhanden ist.
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Es
werden die gleichen Prozeßschritte,
wie sie in Verbindung mit 2 bis 4 der
Ausführungsform 1 beschrieben
wurden, durchgeführt. Dann
wird gemäß 33 eine
ONO-Dreifachschicht 19 auf einem Substrat 10 einer
Zellenarrayzone ausgebildet und auch auf den ersten Polysiliziumschichten 17 der
anderen Zonen, und zwar mit Hilfe einer thermischen Oxidation und
mit Hilfe der CVD-Technik. Es wird eine zweite Polysiliziumschicht 21 auf
der ONO-Dreifachschicht 19 ausgebildet. Es wird dann ein Ätzmaskenmuster 117 über dem
Substrat ausgebildet, um die Zellenarrayzone zu überdecken.
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Gemäß 34 werden
die zweite Polysiliziumschicht 21 und die Dreifachschicht 19 mit
Hilfe eines Ätzvorganges
beseitigt. Es wird dann das Ätzmaskenmuster 117 entfernt.
Ferner wird eine Metallsilizidschicht 28 über im wesentlichen
der gesamten Oberfläche
des Substrats aufgebracht, so daß die Metallsilizidschicht 23 an
der ersten Polysiliziumschicht 17 in der Widerstandszone
und in den peripheren Hochspannungs- und Niedrigspannungszonen angeordnet
wird.
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Gemäß 35 wird
die gesamte Oberfläche des
Substrats in ein Muster geformt, um dabei Gatemuster 305, 405 und 505 zu
bilden und um ein Widerstandsmuster 605 in den jeweiligen
Zonen auszubilden. Es wird ein isolierender Abstandshalter 33 an den
Seitenwänden
der Gatemuster 305, 405 und 505 und an
einer Seitenwand des Widerstandsmusters 605 ausgebildet.
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Gemäß 35 und 36 wird
ein Fotoresistmuster (nicht gezeigt) hergestellt, um eine Gesamtzone
freizulegen, wo das Widerstandsmuster 605 ausgebildet ist.
Eine freigelegte Metallsilizidschicht 23d wird geätzt, um
eine erste Polysiliziumschicht 17d in einer Kontaktzone 61 freizulegen
und auch eine Leitungszone 63 des Widerstandsmusters. Es
wird dann das Fotoresistmuster (nicht gezeigt) entfernt.
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Gemäß 37 wird
eine isolierende Zwischenschicht 355 über im wesentlichen der gesamten
Oberfläche
des Substrats aufgebracht. Die isolierende Zwischenschicht 355 wird
in ein Muster gebracht, um ein Kontaktloch auszubilden, wobei eine Kontaktzone
freigelegt wird, die einen Teil von jedem Gatemuster oder dem Widerstandsmuster
bildet. Eine leitende Schicht wird dann zum Füllen des Kontaktloches aufgestapelt.
Es wird ein CMP-Prozeß durchgeführt, um
die obere Oberfläche
der isolierenden Zwischenschicht 355 freizulegen. Das heißt, lediglich
die Kontaktpfropfen 37a, 37b, 37c und 37d, die
aus einem Leitermaterial hergestellt sind, verbleiben. Alternativ
kann ohne den CMP-Prozeß die
leitende Schicht in ein Muster gebracht werden, um eine obere Anschlußverbindung
auszubilden, die an einem Kontaktpfropfen gekoppelt ist.
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Ausführungsform
6 (nicht zur Erfindung gehörig)
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Obwohl
diese Ausführungsform ähnlich ist der
Ausführungsform
4, bestehen Unterschiede zwischen diesen dahingehend, daß eine Dreifachschicht und
eine zweite Polysiliziumschicht aufgestapelt sind und in einer Widerstandszone
beseitigt werden, und daß eine
Metallsilizidschicht in allen Zonen eines Widerstandsmusters beseitigt
werden muß,
da die Dreifachschicht in dem Widerstandsmuster nicht vorhanden
ist.
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Gemäß 38 wird
eine Vorrichtungsisolierschicht 38 an einem Substrat 10 hergestellt.
Obwohl die Vorrichtungsisolierschicht 38 aus einer Grabenisolierschicht
der Vorrichtung besteht, kann sie auch aus einer LOCOS-Isolierschicht
der Vorrichtung bestehen. In diesem Fall wird die Grabenisolierschicht 11d der
Vorrichtung über
der gesamten Widerstandszone ausgebildet.
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Gemäß 39 werden
Gateisolierschichten 13 und 15, von denen jede
eine erforderliche Dicke besitzt, in jeder Zone eines Substrats
ausgebildet, wo die Vorrichtungsisolierschicht 11 gebildet
ist. Das heißt,
eine dicke Gateisolierschicht 13 wird in einer peripheren
Hochspannungsvorrichtungszone ausgebildet und es wird eine dünne Gateisolierschicht 15 in einer
peripheren Niedrigspannungsvorrichtungszone ausgebildet. Die Gateisolierschicht
wird nicht in der Widerstandszone gebildet, wo die Vorrichtungsisolierschicht 11d ausgebildet
ist.
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Gemäß 39 und 40 wird
eine erste Polysiliziumschicht 17 auf dem Substrat 10 gebildet, wo
die Vorrichtungsisolierschicht 11 und die Gateisolierschichten 13 und 15 ausgebildet
sind. Es wird ein Mustergestaltungsprozeß durchgeführt, um eine erste Polysiliziumschicht 17 und
eine Gateisolierschicht 15 in einer Zellenarrayzone zu
beseitigen. Die bei dem Mustergestaltungsprozeß verwendete Ätzmaske
wird dann entfernt.
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Gemäß 41 werden
eine ONO-Dreifachschicht 19 und eine zweite Polysiliziumschicht 21 auf dem
Substrat 10 von 40 aufgestapelt.
Es wird ein Ätzmaskenmuster
(nicht gezeigt) gebildet, so daß es
die Zellenarrayzone bedeckt. Es wird dann ein Ätzprozeß durchgeführt, um die zweite Polysiliziumschicht 21 und
die Dreifachschicht 19 auf dem Substrat an Stellen zu beseitigen,
die verschieden sind von der Zellenarrayzone. Es wird dann das Ätzmaskenmuster
beseitigt. Es wird eine Metallsilizidschicht 23 über im wesentlichen
der gesamten Oberfläche
des Substrats aufgebracht, so daß die Metallsilizidschicht 23 an
der ersten Polysiliziumschicht 17 in der peripheren Hochspannungs-
und Niedrigspannungsvorrichtungszone angeordnet wird.
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Es
sei darauf hingewiesen, daß gemäß 42 bis 44 die
Prozeßschritte ähnliche
den Prozeßschritten
der 35 bis 37 der
Ausführungsform
5 durchgeführt
werden, und zwar in Verbindung mit dem Substrat 10 von 41.
Da jedoch keine Gateisolierschicht existiert, wenn ein Widerstandsmuster 606 in
der Widerstandszone ausgebildet wird, wird diese auch nicht in ein
Muster gebracht. In bevorzugter Weise wird ein Überätzen der Vorrichtungsisolierschicht 11d während der
Ausbildung des Widerstandsmusters unterdrückt.
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45 zeigt
eine Querschnittsansicht entlang der Ebene des Widerstandsmusters 606 von 44.
Bei dem Widerstandsmuster 606 ist lediglich eine erste
Polysiliziumschicht 17d sowohl in der Kontaktzone als auch
der Leitungszone 61 bzw. 63 ausgebildet, wo ein
Kontaktpfropfen 37d ausgebildet ist.
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Ausführungsform
7 (nicht zur Erfindung gehörig)
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Diese
Ausführungsform
beschreibt ein Beispiel zur Herstellung einer nichtflüchtigen
Halbleitervorrichtung ohne eine Dreifachschicht und einen stumpf
gestoßenen
Kontakt in den Gatemustern der peripheren Hochspannungs- und Niedrigspannungsvorrichtungen
in einer selbstausrichtenden Weise.
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Gemäß 46 ist
eine dicke Gateisolierschicht 13 zur Bildung eines Hochspannungstransistors
und eine dünne
Gateisolierschicht 15 zur Bildung eines Niedrigspannungstransistors
auf einem Substrat 10 ausgebildet.
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Gemäß 46 und 47 wird
eine erste Polysiliziumschicht 17 über im wesentlichen die gesamte
Oberfläche
des Substrats 10 ausgebildet, wo die dicke Gateisolierschicht 13 und
die dünne
Gateisolierschicht 15 ausgebildet sind. Für einen
Mustergestaltungsprozeß wird
eine Ätzmaskenmuster
(nicht gezeigt) auf der ersten Polysiliziumschicht 17 gebildet,
um eine Zellenarrayzone freizulegen. Ein Ätzprozeß wird dann zu dem Zweck durchgeführt, um
die erste Polysiliziumschicht 17 und die dünne Gateisolierschicht 15 zu
beseitigen.
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Gemäß 48 wird
eine ONO-Dreifachschicht 19 auf einem Substrat der Zellenarrayzone und
eine erste Polysiliziumschicht 17 auf den anderen Zonen
ausgebildet. Auf der ONO-Dreifachschicht 19 wird eine zweite
Polysiliziumschicht 21 hergestellt.
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Gemäß 49 wird
ein Ätzmaskenmuster 115,
welches die Zellenarrayzone und die Widerstandszone bedeckt, auf
einem Substrat 10 ausgebildet, wo die zweite Polysiliziumschicht 21 gebildet
ist. Es wird dann ein Ätzprozeß durchgeführt, um
die zweite Polysiliziumschicht 21 und die ONO-Dreifachschicht 19 in
der peripheren Hochspannungs- und Niedrigspannungsvorrichtungszone
zu entfernen.
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Gemäß 50 wird
dann das Ätzmaskenmuster 115 beseitigt.
Eine Grabenätzmaske 113 wird hergestellt
und es wird eine Grabenisolierschicht 111 der Vorrichtung
ausgebildet. Es wird dann eine isotrope Ätztechnik dazu verwendet, um
die Grabenätzmaske 113 zu
entfernen.
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Gemäß 51 werden
eine dritte Polysiliziumschicht und eine Metallsilizidschicht über der
Grabenisolierschicht 111 der Vorrichtung ausgebildet. Das
Substrat 10 wird in ein Muster gebracht, um die Gatemuster 307, 407 und 507 zu
bilden und um ein Widerstandsmuster 607 in den jeweiligen
Zonen zu bilden. An den Seitenwänden
von all den Mustern 307, 407, 507 und 607 werden
isolierende Abstandshalter 33 ausgebildet.
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Gemäß 51 und 52 wird
ein Ätzmaskenmuster
(nicht gezeigt), welches die Kontaktzone des Widerstandsmusters 607 freilegt, über dem
Substrat 10 ausgebildet, wo die Gatemuster 307, 407 und 507 und
das Widerstandsmuster 607 gebildet sind. Es werden eine
Metallsilizidschicht 23d, eine dritte Polysiliziumschicht 21d,
eine dritte Polysiliziumschicht 31d, eine zweite Polysiliziumschicht 21d und eine
Dreifachschicht 19d aufeinanderfolgend geätzt, um
die erste Polysiliziumschicht 17d freizulegen.
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Gemäß 53 wird
eine isolierende Zwischenschicht 357 über im wesentlichen der gesamten
Oberfläche
des Substrats 10 von 52 ausgebildet.
Die isolierende Zwi schenschicht 357 wird in ein Muster
gebracht, um ein Kontaktloch zu bilden, wobei ein Teil der Gatemuster 307, 407 und 507 und der
Kontaktzone 61 des Widerstandsmusters 607 freigelegt
wird. Es wird eine leitende Schicht aufgebracht, um ein Kontaktloch
zu füllen.
Es wird dabei eine CMP-Technik verwendet, um die leitende Schicht
mit Ausnahme der Kontaktpfropfen 37a, 37b, 37c und 37d zu
beseitigen.
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Bei
einem nachfolgenden Prozeß kann
eine obere Verbindung über
eine Zwischenisolierschicht gebildet werden, wo der Kontaktpfropfen
ausgebildet ist.
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Ausführungsform
8 (nicht zur Erfindung gehörig)
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Obwohl
diese Ausführungsform ähnlich der Ausführungsform
7 ist, gibt es Unterschiede zwischen diesen, und zwar dahingehend,
daß ein Ätzmaskenmuster
lediglich eine Zellenarrayzone während
des Schrittes der Beseitigung einer zweiten Polysiliziumschicht
und einer Dreifachschicht bedeckt, so daß die Dreifachschicht nicht
zwischen den Widerstandsmusterschichten einer Widerstandszone vorhanden
ist.
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Es
werden die gleichen Prozeßschritte,
wie sie in Verbindung mit 46 bis 48 der
Ausführungsform
7 beschrieben wurden, durchgeführt.
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Gemäß 54 wird
ein Ätzmaskenmuster 115 über die
Gesamtheit der Zellenarrayzone von 48 ausgebildet.
Es werden eine zweite Polysiliziumschicht 21 und eine Dreifachschicht 19 geätzt. In allen
Zonen, ausgenommen der Zellenarrayzone, wird eine erste Polysiliziumschicht 17 auf
den Gateisolierschichten 13 und 15 aufgebracht.
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Gemäß 54 und 55 wird
nachfolgend auf die Beseitigung des Ätzmaskenmusters 115 ein
Grabenätzmaskenmuster 115 über dem
Substrat 10 ausgebildet. Auch wird eine Grabenisolierschicht 111 der
Vorrichtung ausgebildet.
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Gemäß 56 wird
eine Feuchtätztechnik dazu
verwendet, um das Ätzmaskenmuster 115 zu beseitigen.
Es werden ferner eine dritte Polysiliziumschicht und eine Metallsilizidschicht
auf der Grabenisolierschicht 111 der Vorrichtung übereinadergestapelt
angeordnet. Ein Mustergestaltungsprozeß wird dann zur Ausbildung
von Gatemustern 308, 408 und 508 und
eines Widerstandsmusters 608 in der peripheren Hochspannungs-
und Niedrigspannungsvorrichtungszone und einer Widerstandszone durchgeführt.
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Gemäß 56 und 57 wird
ein isolierender Abstandshalter 33 an jeder Musterseitenwand ausgebildet.
Es wird eine Ätzmaske
(nicht gezeigt) über
dem Substrat dort ausgebildet, wo ein Muster gebildet wurde, wobei
ein Kontakt 61 und Leitungszonen 63 des Widerstandsmusters 608 freigelegt
werden und wobei die Metallsilizidschicht 23d entfernt wird,
welche die oberste Schicht des Widerstandsmusters 608 bildet.
In dem Widerstandsmuster 608 verbleiben eine dritte Polysiliziumschicht 31d und eine
erste Polysiliziumschicht 17d als eine Widerstandsschicht,
die von dem Substrat 10 durch eine dicke Gateisolierschicht 13d isoliert
ist.
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Gemäß 58 wird
eine isolierende Zwischenschicht 358 über im wesentlichen der gesamten
Oberfläche
des Substrats 10 von 57 ausgebildet.
Die isolierende Zwischenschicht 358 wird in ein Muster
gebracht, um ein Kontaktloch zu bilden, wobei die Gatemusterteile 31, 41 und 51 und
eine Kontaktzone 61 eines Widerstandsmusters freigelegt werden.
Es wird eine leitende Schicht aufgetragen und es wird eine CMP-Technik
dazu verwendet, um die Kontaktpfropfen 37a, 37b, 37c und 37d zu
bilden.
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Ausführungsform
9 (nicht zur Erfindung gehörig)
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Obwohl
diese Ausführungsform ähnlich der Ausführungsform
8 ist, sind Unterschiede zwischen diesen vorhanden, und zwar dahingehend,
daß bei einem
Schritt der Ausbildung der Grabenisolierschicht der Vorrichtung
eine Vorrichtungsisolierschicht ausgebildet wird und dann ein Widerstandsmuster
aus lediglich einer dritten Polysiliziumschicht gebildet wird.
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Es
werden die gleichen Prozeßschritte,
wie sie in Verbindung mit 46 bis 48 der
Ausführungsform 7 beschrieben
wurden, durchgeführt.
Danach wird der gleiche Prozeßschritt,
wie er in Verbindung mit 54 der
Ausführungsform 8 beschrieben wurde,
durchgeführt.
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Gemäß 59 wird
eine Grabenätzmaske 113 über einem
Substrat 10 ausgebildet. Nach einer Reihe von Ätzprozessen
wird eine isolierende Schicht mit Hilfe einer CVD-Technik aufgebracht
und wird mit Hilfe einer CMP-Technik planiert, um eine Grabenisolierschicht 111 der
Vorrichtung herzustellen. In einer Widerstandszone wird eine breite
Grabenisolierschicht 111d der Vorrichtung hergestellt,
um die Schichten 13 und 15 zu entfernen.
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Gemäß 60 wird
eine dritte Polysiliziumschicht und eine Metallsilizidschicht über die
gesamte obere Fläche
des Substrats ausgebildet, wobei die Grabenisolierschicht 111 der
Vorrichtung hergestellt wird. Bei einem Mustergestaltungsprozeß werden
die Gatemuster 309, 409 und 509 und ein
Widerstandsmuster 609 gebildet. Das Widerstandsmuster 609 wird
auf einer Isolierschicht 111d der Vorrichtung gebildet
und besteht aus einer dritten Polysiliziumschicht 31d und
einer Metallsilizidschicht 23d. Auch wird ein isolierendes
Schichtmuster 33 an einer Musterseitenwand ausgebildet.
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Gemäß 60 und 61 wird
ein Ätzmaskenmuster
(nicht gezeigt) ausgebildet, um einen Kontakt und die Leitungszonen 61 und 63 des
Widerstandsmusters 609 freizulegen. Es wird ein Ätzprozeß angewendet,
um die Metallsilizidschicht 23d des Widerstandsmusters 609 zu
beseitigen.
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Gemäß 62 wird
eine isolierende Zwischenschicht 359 auf der gesamten Oberfläche des Substrats 10 in
dem Zustand von 61 ausgebildet. Die isolierende
Zwischenschicht 359 wird in ein Muster gebracht, um ein
Kontaktloch zu bilden, welches die Gatemusterteile 31, 41 und 51 und
die Kontaktzone 61 eines Widerstandsmusters freilegt. Es wird
eine leitende Schicht aufgebracht und wird dann mit Hilfe einer
CMP-Technik planiert,
um dabei Kontaktpfropfen 37a, 37b, 37c und 37d auszubilden.
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Nach
der Ausbildung einer ONO-Dreifachschicht in der Zellenarrayzone
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung eine zweite Polysiliziumschicht direkt aufgestapelt bzw.
aufgetragen, um eine Beschädigung
bei einem nachfolgenden Prozeß minimal
zu halten. Es werden daher die Schichten, die die Dreifachschicht
bilden, als eine Tunnelisolierschicht, eine Ladungsspeicherschicht
und eine blockierende Isolierschicht mit einer hohen Zuverlässigkeit
verwendet. Ferner wird in einer Widerstandszone eine Polysiliziumschicht
der ONO-Schicht als Widerstandsschicht verwendet, um die Prozeßschritte
zu vereinfachen.