JP2008109042A - 半導体記憶装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】セルアレイ部の占有率が異なっても素子分離絶縁膜のエッチング時間を統一できる半導体記憶装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】メモリセルアレイ領域の面積が占めるセルアレイ比率が異なる複数種類の半導体装置について、メモリセルアレイ領域の比率が大きな半導体装置用のエッチングマスクのメモリセルアレイ領域の開口率に合わせて、メモリセルアレイ領域の比率が小さな半導体装置用のエッチングマスクの開口をメモリセルアレイ領域に加えて周辺回路領域にも形成し、素子分離絶縁膜を複数種類の半導体装置について同じ条件でRIE法によりエッチング処理する。
【選択図】図10
【解決手段】メモリセルアレイ領域の面積が占めるセルアレイ比率が異なる複数種類の半導体装置について、メモリセルアレイ領域の比率が大きな半導体装置用のエッチングマスクのメモリセルアレイ領域の開口率に合わせて、メモリセルアレイ領域の比率が小さな半導体装置用のエッチングマスクの開口をメモリセルアレイ領域に加えて周辺回路領域にも形成し、素子分離絶縁膜を複数種類の半導体装置について同じ条件でRIE法によりエッチング処理する。
【選択図】図10
Description
本発明は、半導体記憶装置及びその製造方法に関するものである。
不揮発性半導体記憶装置において、例えばフラッシュメモリは、半導体基板上にゲート酸化膜が形成され、その上にフローティングゲート電極として多結晶シリコン膜が形成された構造を有する。半導体基板には素子分離用の溝(トレンチ)が形成されており、メモリセルのフローティングゲート電極を分離している。溝には素子分離絶縁膜が埋め込まれており、半導体基板の表面より高くかつフローティングゲート電極の上面より低くなるようエッチングされる。フローティングゲート電極及び素子分離絶縁膜を被覆する絶縁膜が形成され、さらにその上にコントロールゲート電極を構成する多結晶シリコン膜が形成される。素子分離絶縁膜の上面はフローティングゲート電極の上面より低いため、絶縁膜は下層のフローティングゲート電極及び素子分離絶縁膜の表面形状に応じた凹凸のある形状になっている。また、コントロール電極の下面は下層の絶縁膜の表面形状に応じた凹凸のある形状になっている。
このような構造にすることにより、フローティングゲート電極の側部にもコントロールゲート電極との間に形成される絶縁膜との表面積を確保することができ、カップリング容量やカップリング比を増大させることができる(例えば特許文献1参照)。
半導体記憶装置のチップはメモリセルアレイ部と周辺部を有する。上記の素子分離絶縁膜のエッチングはカップリング容量やカップリング比を増大させるために行うものであるため、メモリセルアレイ部内のみエッチングを行い、カップリング容量を増大させる必要のない周辺部にはエッチングを行っていない。つまり、素子分離絶縁膜のエッチング時は、周辺部はレジストによりマスクされている。
しかし、チップにおけるメモリセルアレイ部の占有率が異なる製品を製造する場合、同じ条件(時間)で素子分離絶縁膜のエッチングを行うと、製品毎にエッチングマスクの開口率が異なるため、製品毎に素子分離絶縁膜の除去される量が異なる。従って、素子分離絶縁膜の半導体基板表面からの高さが異なってしまう。この高さが異なるとカップリング比が変わるため、書き込み電圧が異なるものになる。そのため、メモリセルアレイ部の占有率が異なる製品毎に書き込み電圧にばらつきが生じ、製品の信頼性を低下させる虞がある。
特開2005−236037号公報
本発明はメモリセルアレイ部の占有率が異なっても素子分離絶縁膜の半導体基板表面からの高さが変わらず、書き込み電圧にばらつきが生じることを抑制することができる半導体記憶装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様による半導体記憶装置は、メモリセル領域および周辺回路領域を有する半導体基板と、前記メモリセル領域に形成された第1の溝部であって、前記半導体基板の表面部分においてそれぞれ所定の間隔を空けて第1の方向に沿って帯状に形成された複数の第1の溝部と、前記第1の溝部にそれぞれ埋め込まれ、上面が前記半導体基板の上面より高く形成された第1の素子分離絶縁膜と、前記第1の溝部間の前記半導体基板の表面上にゲート絶縁膜を介して、上面が前記第1の素子分離絶縁膜の上面より高く、前記第1の方向に沿って所定間隔を空けて形成された複数のフローティングゲート電極と、前記フローティングゲート電極上方に電極間絶縁膜を介して、前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って所定間隔を空けて帯状に複数形成されたコントロールゲート電極と、前記周辺回路領域の前記半導体基板の表面部分に形成された第2の溝部と、前記第2の溝部に埋め込まれ、上面が前記第1の素子分離絶縁膜の高さと同じ高さに形成された第2の素子分離領絶縁膜と、上面の高さが前記第1のフローティングゲート電極の高さと同じ高さに形成され、前記第2の溝部により区画された前記半導体基板の表面上にゲート絶縁膜を介して形成された第1の下層導電層と、前記第1の下層導電層の上方に形成された第1の上層導電層と、前記周辺回路領域の前記半導体基板の表面部分に形成された第3の溝部と、上面の高さが前記フローティングゲート電極の高さと同じ高さに形成され、前記第3の溝部により区画された前記半導体基板の表面上にゲート絶縁膜を介して形成された第2の下層導電層と、前記第3の溝部に埋め込まれ、上面が前記第2の下層導電層の高さと同じ高さに形成された第3の素子分離絶縁膜と、前記第1の下層導電層と導通するように前記第2の下層導電層の上方に形成された第2の上層導電層と、を備えるものである。
本発明の一態様による半導体記憶装置の製造方法は、半導体基板全体の表面積に対してメモリセルアレイ領域の面積が占めるセルアレイ比率が所定の比率である第1の半導体装置と、前記セルアレイ比率が前記所定の比率より小さな比率である第2の半導体装置とを製造する半導体記憶装置の製造方法であって、半導体基板からの高さが第1の高さである第1の電極層および第1の素子分離絶縁膜がそれぞれ形成された前記半導体装置の第1のメモリセルアレイ領域全体に対して、前記第1のメモリセルアレイ領域全体を露出する第1の開口を有し、半導体基板全体の表面積に対する前記第1の開口の面積が占める比率が所定の開口率である第1のエッチングマスクを用い、所定の条件で反応性イオンエッチング法によりエッチング処理を行い、前記第1の素子分離絶縁膜の高さを前記所定の高さより低い第2の高さに形成し、半導体基板からの高さが前記第1の高さと同じ高さである第2の電極層および第2の素子分離絶縁膜がそれぞれ形成された前記第2の半導体装置の第2のメモリセルアレイ領域および周辺回路領域に対して、前記第2のメモリセルアレイ領域全体を露出する第2の開口と前記周辺回路領域の一部を露出する第3の開口を有し、前記第2の半導体基板全体の表面積に対する前記第2の開口と第3の開口の合計の面積が占める比率が前記所定の開口率と同じ開口率である第2エッチングマスクを用い、前記所定の条件と同じ条件で反応性イオンエッチング法によりエッチング処理を行い、前記第2のメモリセルアレイ領域および前記周辺回路領域の前記第2の素子分離絶縁膜の高さを前記第2の高さと同じ高さに形成するものである。
本発明によれば、メモリセルアレイ部の占有率が異なっても素子分離絶縁膜のエッチング時間を統一できる。
以下、本発明にかかる半導体記憶装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1に本発明の実施形態に係る半導体記憶装置のチップ概略構成を示す。チップ1はメモリセルトランジスタが形成されたメモリセルアレイ領域であるセルアレイ部2及びメモリセルトランジスタを駆動するための高耐圧トランジスタや低耐圧トランジスタが形成された周辺回路領域である周辺部3を有する。同一サイズの半導体装置において、メモリセル容量が異なると、チップ1に対するセルアレイ部2の占有率は異なる。ここでは、セルアレイ部2のチップ占有率が小さい半導体装置について説明する。
セルアレイ部2の上面図を図2(a)に示す。メモリセルは第1の方向(図中左右方向)に沿って所定間隔をもって形成された複数のコントロールゲート電極21、第1の方向に直交する第2の方向(図中上下方向)に沿って所定間隔をもって形成された複数の素子領域22、素子領域22上に設けられたコンタクト部23を有する。各コントロールゲート電極21と素子領域22とが交差する半導体基板上にフローティングゲート電極が形成されている。
周辺部3の上面図を図2(b)に示す。周辺部3はメモリセルトランジスタを駆動するための高耐圧トランジスタや低耐圧トランジスタが形成される素子領域24と、ダミーパターン26と、素子領域24及びダミーパターン26を区画する素子分離領域25とを有する。素子領域24には図中左右方向に沿って帯状の上層導電層27が形成され、この上層導電層27の上下方向にコンタクトが形成されている。ダミーパターン26はディッシング(配線をCMP(Chemical Mechanical Polishing)法で研磨し平坦化する際に配線に皿のような凹部が出来る現象)防止のために、メモリセルトランジスタのゲート電極と同一膜厚で形成されたパターンで、電気的には他の回路素子と孤立している。
次に、図2(a)におけるA−B線での縦断面の一部を図3(a)に示し、メモリセルトランジスタの断面構成を説明する。半導体基板31の図2(a)中上下方向に沿って帯状に複数形成された素子領域上にはゲート絶縁膜33が形成され、このゲート絶縁膜33の上にはフローティングゲート電極34が形成されている。ゲート絶縁膜33及びフローティングゲート電極34は素子分離領域32によって複数の領域に分割されている。この素子分離領域32は図2(a)中上下方向に沿って帯状に複数形成された溝内に素子分離絶縁膜が埋め込まれて形成されている。素子分離領域(素子分離絶縁膜)32上面の位置は半導体基板31の表面より高く、かつフローティングゲート電極34の上面の位置より低く形成されている。フローティングゲート電極34及び素子分離領域32の上に電極間絶縁膜である、例えばONO膜(シリコン酸化膜、シリコン窒化膜及びシリコン酸化膜の積層構造膜)等からなる電極間絶縁膜35が形成されている。絶縁膜35は下層のフローティングゲート電極34及び素子分離領域32の表面形状に応じた凹凸のある形状になっている。この絶縁膜35の上には図2(a)中左右方向に延びるコントロールゲート電極21が形成されている。このコントロールゲート電極21の下面は下層の絶縁膜35の表面形状に応じた凹凸のある形状になっている。フローティングゲート電極34及びコントロールゲート電極21は例えばポリシリコン層で構成される。
図3(a)に示すように、絶縁膜35及びコントロールゲート電極21はフローティングゲート電極34の上側部にも位置している。これにより、フローティングゲート電極34とコントロールゲート電極21との間に形成される絶縁膜35との表面積を確保することができ、カップリング容量やカップリング比を増大させることができる。
次に、図2(b)におけるC−D線での縦断面の一部を図3(b)に示し、ダミーセルの断面構成を説明する。半導体基板31の上にはゲート絶縁膜33の膜厚と同じ膜厚のゲート絶縁膜41が形成されている。このゲート絶縁膜41の上にはフローティングゲート電極34の膜厚と同じ膜圧のポリシリコン層からなる第1の下層導電層42が形成されている。下層導電層42及びゲート絶縁膜41は周辺部の素子領域24を区画する素子分離領域(素子分離絶縁膜)25により複数に分割されている。素子分離領域25の上面位置は素子分離領域32の上面の高さと同じ高さに形成されており、下層導電層42の上面位置より低い。下層導電層42及び素子分離領域25の上には絶縁膜35の膜厚と同じ膜厚の例えばONO膜からなる絶縁膜43が形成されている。絶縁膜43は下層導電層42及び素子分離領域25の表面形状に応じた凹凸のある形状になっている。下層導電層42上の絶縁膜43の上にはコントロールゲート電極21の膜厚と同じ膜厚のポリシリコン層からなる第1の上層導電層45が形成されている。素子分離領域25上の絶縁膜43の上には層間絶縁膜47が形成されており、上層導電層45は下層導電層42上で矩形状に形成されている。
次に、図2(b)におけるE−F線での断面の一部を図3(c)に示し、周辺部3に配置された回路素子のひとつである低耐圧トランジスタの断面構成を説明する。半導体基板31の上にゲート絶縁膜33の膜厚と同じ膜厚のゲート絶縁膜51が形成されている。このゲート絶縁膜51の上にはフローティングゲート電極34の膜厚と同じ膜厚のポリシリコン層からなる第2の下層導電層52が形成されている。下層導電層52及びゲート絶縁膜51は周辺部の素子領域24を区画する素子分離領域25で囲まれている。下層導電層52及び素子分離領域25の上には絶縁膜35の膜厚と同じ膜厚の例えばONO膜からなる絶縁膜53が形成されている。下層導電層52及び素子分離領域25の半導体基板31からの高さは等しく、図3(a)のフローティングゲート電極34の高さと同じ高さに形成されている。絶縁膜の上には例えばポリシリコン層からなる第2の上層導電層27がコントロールゲート電極21の膜厚と同じ膜厚で形成されている。
なお、絶縁膜53は下層導電層52上で一部除去され、下層導電層52と上層導電層27とは除去部分を介して電気的に接続している。
図4に示すように、上記のようなセルアレイ部の占有面積が小さいチップ(チップC1)の素子分離領域のエッチング(落とし込み)を行う際は、セルアレイ部だけでなく、周辺部のダミーパターンにおける素子分離領域もエッチングを行う。これはエッチングマスクの開口率をセルアレイ部の占有面積が大きいチップ(チップC2)の素子分離領域のエッチングを行うときと合わせるためである。同一サイズの半導体基板でセルアレイ部の占有率が異なる複数種の半導体基板に対して、エッチングマスクの開口率を合わせることにより、チップにおけるセルアレイ部の占有率によらず同じエッチング時間(条件)でセルアレイ部における素子分離領域の半導体基板からの高さを一定にすることが可能になり、カップリング比が製品毎に変わることなく、高品質の製品を製造することができる。
本実施形態における半導体記憶装置の製造方法をセルアレイ部、周辺部のダミーパターン領域、周辺部の素子領域とで対比させながら図5乃至図8を用いて説明する。なお、各図の(a)、(b)、(c)は図3(a)、(b)、(c)にそれぞれ対応している。また、図面は模式的なものであり、寸法や各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。
まず、図5(a)、(b)及び(c)に示すように、半導体基板31上にシリコン酸化膜等からなるゲート絶縁膜33、41、51及びポリシリコン等からなる電極層34、42、52を化学気相成長(CVD法)により順次積層する。
次に、図6(a)、(b)及び(c)に示すように、マスク材(図示せず)を用いて反応性イオンエッチング(RIE)等の異方性エッチングにより溝部37、44、54を形成する。なお、溝部37は帯状に形成され、溝部44及び溝部54はそれぞれ半導体基板31の表面を矩形状に残すように形成される。
次に、図7(a)、(b)及び(c)に示すように、CVD法により溝部37、44、54にシリコン酸化膜等からなる素子分離絶縁膜を堆積させ、素子分離領域32、25を形成する。このとき電極層34、42、52の上表面と素子分離領域32、25の上表面はエッチバックにより同じ高さに形成される。
次に、セルアレイ部及び周辺部のダミーパターン領域においては、図8(a)、(b)に示すように、素子分離絶縁膜のRIE等のエッチングを行い、素子分離領域32、25を落とし込む。
周辺部の素子領域においては、図8(c)に示すように、マスク材(図示せず)を用いて素子分離絶縁膜のエッチングを行わない。従って、素子分離領域25の高さは変わらない。
図9(a)に示すようなチップの場合、素子分離絶縁膜の異方性エッチングを行う際のエッチングマスクは図9(b)に示すように、セルアレイ部及び周辺部のダミーパターン領域のみ開口しているものである。
続いて、素子分離領域32、25及び電極層34、42、52の上にONO膜等の絶縁膜35、43、53を形成し、さらにこの絶縁膜35、43、53の上にポリシリコン等からなる電極層21、45、55をCVD法により堆積する。セルアレイ部及び周辺部の素子領域では、不純物拡散層上の電極層34、21、52、55、絶縁膜33、35、51、53をRIE等のエッチングにより除去し、半導体基板31の表面まで達する溝を形成し、不純物注入、熱処理を行い拡散層形成が行われるが図示は省略する。このような工程を経て、図3(a)、(b)、(c)に示すような構造となる。
図10に示すように、セルアレイ部の占有面積が小さいチップC1ではセルアレイ部の素子分離領域のエッチングを行う際のエッチングマスクはセルアレイ部と周辺部のダミーパターン領域とが開口している。セルアレイ部の占有面積が大きいチップC2ではセルアレイ部の素子分離領域のエッチングを行う際にエッチングマスクはセルアレイ部のみ開口している。従って、これによりセルアレイ部の占有面積が小さいチップC1と大きいチップC2とでエッチングマスクの開口率を合わせることができ、同じエッチング条件でセルアレイ部の素子分離領域の半導体基板表面からの上面の高さがチップC1とC2とで一定になり、カップリング比が異なることを防ぐことができる。
なお、エッチングマスクを周辺部のダミーパターン領域も開口するのはセルアレイ部の占有面積が大きいチップとのエッチングマスク開口率を合わせるためであるので、周辺部のダミーパターン領域の一部分のエッチングマスクを開口すれば良い場合もある。
また、周辺部のダミーパターン領域を開口するだけでは開口率が合わない場合も考えられる。その場合は、開口率が合うように周辺部の素子領域も開口する。
素子領域は、図11に示すように、高耐圧のMOSトランジスタが形成される領域HVと高耐圧が要求されない低耐圧MOSトランジスタが形成される領域LVとを有する場合がある。高耐圧のMOSトランジスタのゲート絶縁膜51は高耐圧が要求されない低耐圧MOSトランジスタよりも厚く形成される。例えば、領域HVにおける素子分離領域のエッチングを行っても素子特性に影響が無い場合、ダミーパターン領域に加えて領域HVを開口して開口率を合わせる。また、領域LVにおける素子分離領域のエッチングを行っても素子特性に影響が無い場合は、ダミーパターン領域に加えて領域LVを開口して開口率を合わせるようにする。
ダミーパターン領域は開口せず、領域HVを開口するようにしてもよい。また、ダミーパターン領域は開口せず、領域LVを開口するようにしてもよい。また、周辺部すべてを開口、つまりチップ全面の素子分離絶縁膜をエッチングするようにしてもよい。
上記実施形態ではセルアレイ部の素子分離領域のエッチングを行う際に、エッチングマスクをセルアレイ部のみならず周辺部のダミーパターン領域や素子領域も開口することで、セルアレイ部の専有面積の異なるチップのエッチングマスク開口率を合わせている。これによりセルアレイ部の専有面積の異なるチップに対し同じエッチング条件(時間)で一定の素子分離領域の高さを得ることができ、製品の信頼性を高めることができる。
上述した実施の形態はいずれも一例であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 チップ
2 セルアレイ部
3 周辺部
25、32 素子分離領域(絶縁膜)
2 セルアレイ部
3 周辺部
25、32 素子分離領域(絶縁膜)
Claims (5)
- メモリセル領域および周辺回路領域を有する半導体基板と、
前記メモリセル領域に形成された第1の溝部であって、前記半導体基板の表面部分においてそれぞれ所定の間隔を空けて第1の方向に沿って帯状に形成された複数の第1の溝部と、
前記第1の溝部にそれぞれ埋め込まれ、上面が前記半導体基板の上面より高く形成された第1の素子分離絶縁膜と、
前記第1の溝部間の前記半導体基板の表面上にゲート絶縁膜を介して、上面が前記第1の素子分離絶縁膜の上面より高く、前記第1の方向に沿って所定間隔を空けて形成された複数のフローティングゲート電極と、
前記フローティングゲート電極上方に電極間絶縁膜を介して、前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って所定間隔を空けて帯状に複数形成されたコントロールゲート電極と、
前記周辺回路領域の前記半導体基板の表面部分に形成された第2の溝部と、
前記第2の溝部に埋め込まれ、上面が前記第1の素子分離絶縁膜の高さと同じ高さに形成された第2の素子分離領絶縁膜と、
上面の高さが前記第1のフローティングゲート電極の高さと同じ高さに形成され、前記第2の溝部により区画された前記半導体基板の表面上にゲート絶縁膜を介して形成された第1の下層導電層と、
前記第1の下層導電層の上方に形成された第1の上層導電層と、
前記周辺回路領域の前記半導体基板の表面部分に形成された第3の溝部と、
上面の高さが前記フローティングゲート電極の高さと同じ高さに形成され、前記第3の溝部により区画された前記半導体基板の表面上にゲート絶縁膜を介して形成された第2の下層導電層と、
前記第3の溝部に埋め込まれ、上面が前記第2の下層導電層の高さと同じ高さに形成された第3の素子分離絶縁膜と、
前記第1の下層導電層と導通するように前記第2の下層導電層の上方に形成された第2の上層導電層と、
を備えることを特徴とする半導体記憶装置。 - 前記第1の下層導電層及び前記第1の上層導電層はダミーパターンであり、前記第2の下層導電層及び前記第2の上層導電層は低耐圧トランジスタ又は高耐圧トランジスタのいずれか一方であることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
- 前記第1の下層導電層及び前記第1の上層導電層は低耐圧トランジスタ又は高耐圧トランジスタのいずれか一方であり、前記第2の下層導電層及び前記第2の上層導電層は前記低耐圧トランジスタ又は前記高耐圧トランジスタの他方であることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
- 前記第1の下層導電層及び前記第1の上層導電層は低耐圧トランジスタ又は高耐圧トランジスタのいずれか一方であり、前記第2の下層導電層及び前記第2の上層導電層はダミーパターンであることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
- 半導体基板全体の表面積に対してメモリセルアレイ領域の面積が占めるセルアレイ比率が所定の比率である第1の半導体装置と、前記セルアレイ比率が前記所定の比率より小さな比率である第2の半導体装置とを製造する半導体記憶装置の製造方法であって、
半導体基板からの高さが第1の高さである第1の電極層および第1の素子分離絶縁膜がそれぞれ形成された前記半導体装置の第1のメモリセルアレイ領域全体に対して、前記第1のメモリセルアレイ領域全体を露出する第1の開口を有し、半導体基板全体の表面積に対する前記第1の開口の面積が占める比率が所定の開口率である第1のエッチングマスクを用い、所定の条件で反応性イオンエッチング法によりエッチング処理を行い、前記第1の素子分離絶縁膜の高さを前記所定の高さより低い第2の高さに形成し、
半導体基板からの高さが前記第1の高さと同じ高さである第2の電極層および第2の素子分離絶縁膜がそれぞれ形成された前記第2の半導体装置の第2のメモリセルアレイ領域および周辺回路領域に対して、前記第2のメモリセルアレイ領域全体を露出する第2の開口と前記周辺回路領域の一部を露出する第3の開口を有し、前記第2の半導体基板全体の表面積に対する前記第2の開口と第3の開口の合計の面積が占める比率が前記所定の開口率と同じ開口率である第2エッチングマスクを用い、前記所定の条件と同じ条件で反応性イオンエッチング法によりエッチング処理を行い、前記第2のメモリセルアレイ領域および前記周辺回路領域の前記第2の素子分離絶縁膜の高さを前記第2の高さと同じ高さに形成することを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010050208A (ja) * | 2008-08-20 | 2010-03-04 | Renesas Technology Corp | 半導体記憶装置 |
JP2011029576A (ja) * | 2009-06-23 | 2011-02-10 | Toshiba Corp | 不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007250705A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Nec Electronics Corp | 半導体集積回路装置及びダミーパターンの配置方法 |
JP4792096B2 (ja) * | 2009-03-19 | 2011-10-12 | 株式会社東芝 | テンプレートパターンの設計方法、テンプレートの製造方法及び半導体装置の製造方法。 |
KR101804420B1 (ko) * | 2010-06-14 | 2018-01-11 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자 및 그 제조 방법 |
US11031509B1 (en) * | 2020-04-08 | 2021-06-08 | Macronix International Co., Ltd. | Memory device and manufacturing method thereof |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1092921A (ja) * | 1996-08-21 | 1998-04-10 | Motorola Inc | ダミー構造体を有する集積回路およびその形成方法 |
JPH10173035A (ja) * | 1996-12-10 | 1998-06-26 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置およびその設計方法 |
JP2002176114A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-06-21 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2003289114A (ja) * | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Toshiba Corp | 半導体記憶装置及びその製造方法 |
JP2003347406A (ja) * | 2002-05-30 | 2003-12-05 | Fujitsu Ltd | 電子装置の設計方法および製造方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4276510B2 (ja) * | 2003-10-02 | 2009-06-10 | 株式会社東芝 | 半導体記憶装置とその製造方法 |
KR100520684B1 (ko) * | 2003-11-19 | 2005-10-11 | 주식회사 하이닉스반도체 | 플래쉬 메모리 소자의 제조 방법 |
KR100539449B1 (ko) * | 2004-07-12 | 2005-12-27 | 주식회사 하이닉스반도체 | 플래시 메모리 소자의 제조 방법 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1092921A (ja) * | 1996-08-21 | 1998-04-10 | Motorola Inc | ダミー構造体を有する集積回路およびその形成方法 |
JPH10173035A (ja) * | 1996-12-10 | 1998-06-26 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置およびその設計方法 |
JP2002176114A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-06-21 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2003289114A (ja) * | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Toshiba Corp | 半導体記憶装置及びその製造方法 |
JP2003347406A (ja) * | 2002-05-30 | 2003-12-05 | Fujitsu Ltd | 電子装置の設計方法および製造方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010050208A (ja) * | 2008-08-20 | 2010-03-04 | Renesas Technology Corp | 半導体記憶装置 |
JP2011029576A (ja) * | 2009-06-23 | 2011-02-10 | Toshiba Corp | 不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法 |
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