DE102004031517A1 - Verfahren zur Herstellung eines Flash-Speicherbauelements - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Flash-Speicherbauelements, mit den Schritten: Bilden von Gate-Elektrodenmustern auf einem Halbleitersubstrat, auf welchem eine Hochspannungsregion und eine Niederspannungsregion definiert sind; Bilden eines ersten Maskenmusters zum gleichzeitigen Exponieren der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion und Bilden von Übergangsregionen in der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion zur gleichen Zeit durch Ausführen eines ersten Ionenimplantationsprozesses; Entfernen des ersten Maskenmusters zum gleichzeitigen Exponieren der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion und Bilden von Spacern auf jedem Gate-Elektrodenmuster; Bilden eines zweiten Maskenmusters zum gleichzeitigen Exponieren der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion und Bilden von LDD-Regionen in der Übergangsregion der Hochspannungsregion und der Übergangsregion der Niederspannungsregion zur gleichen Zeit durch Ausführen eines zweiten Ionenimplantationsprozesses.
Description
- HINTERGRUND
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Flash-Speicherbauelements, und weiter insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung eines Flash-Speicherbauelements einschließlich einer Niederspannungsregion und einer Hochspannungsregion.
-
1 bis4 sind Querschnitte, die sequenzielle Schritte eines herkömmlichen Verfahrens zur Herstellung eines Flash-Speicherbauelements darstellen. Das herkömmliche Verfahren zur Herstellung des Flash-Speicherbauelements wird nun mit Bezug auf die1 bis4 beschrieben. - Gemäß
1 werden eine Elementisolationsschicht12 und Gate-Elektrodenmuster14 auf einem Halbleitersubstrat10 gebildet. Eine Niederspannungsregion (LVR) und eine Hochspannungsregion (HVR) werden auf dem Halbleitersubstrat10 definiert. - Ein (nicht-dargestelltes) Fotolackmuster wird gebildet und in der LVR des Halbleitersubstrats
10 maskiert. Eine erste Übergangsregion16 wird in der exponierten HVR durch einen Ionenimplantationsprozess gebildet. - Gemäß
2 wird das in der LVR gebildete Fotolackmuster entfernt und ein (nicht-dargestelltes) Fotolackmuster wird gebildet und in der HVR maskiert. Anschließend wird eine zweite Übergangsregion18 in der exponierten LVR durch einen Ionenimplantationsprozess gebildet. Schließlich wird das in der HVR gebildete Fotolackmuster entfernt. - Wie in der
3 dargestellt ist, werden Spacer20 auf den Seitenwänden der Gate-Elektrodenmuster14 in der HVR und in der LVR gebildet. Ein Fotolackmuster wird gebildet und in der HVR maskiert, und es wird eine leicht dotierte Drain(LDD)-Region22 in der zweiten Übergangsregion18 der LVR durch einen Ionenimplantationsprozess unter Verwendung des exponierten Gate-Elektrodenmusters14 und des Spacers20 in der LVR als eine Ionenimplantationsmaske gebildet. - Wie in der
4 dargestellt ist, wird eine Zwischenschichtisolationsschicht24 auf der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur gebildet, und es werden Kontaktlöcher gebildet, um vorbestimmte Regionen jeder Übergangsregion16 und18 , die in der HVR und der LVR gebildet sind, zu exponieren. Eine Fotolackmuster wird gebildet, um das Kontaktloch zu exponieren, welches in der HVR gebildet ist. Wenn ein Ionenimplantationsprozess auf der resultierenden Struktur ausgeführt wird, werden Ionen lediglich in die exponierte erste Übergangsregion16 in der HVR implantiert. - Kontaktpfropfen
28 werden in der LVR bzw. in der HVR gebildet, indem ein Metallmaterial auf der resultierenden Struktur gebildet wird, wodurch der gesamte Prozess vervollständig wird. - Der herkömmliche Prozess zum Bilden der Übergangsregionen des Flash-Speicherbauelements bildet die Übergangsregionen in der HVR bzw. der LVR, und erhöht so die Anzahl von Maskierungsprozessen. Demnach wird die Anzahl der Prozessschritte erhöht.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung zielt auf ein Verfahren zur Herstellung eines Flash-Speicherbauelements, welches die Anzahl der Prozessschritte reduzieren kann.
- Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Flashspeicherbauelements zur Verfügung zu stellen, einschließlich den Schritten: Bilden von Gate-Elektrodenmustern auf einem Halbleitersubstrat, auf welchem eine Hochspannungsregion und eine Niederspannungsregion definiert sind; Bilden eines ersten Maskenmusters zum gleichzeitigen Exponieren der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion, und Bilden von Übergangsregionen in der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion zur gleichen Zeit durch Ausführen eines ersten Ionenimplantationsprozesses; Entfernen des ersten Maskenmusters zum gleichzeitigen Exponieren der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion, und Bilden von Spacern auf jedem Gate-Elektrodenmuster; Bilden eines zweiten Maskenmusters zum gleichzeitigen Exponieren der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion; und Bilden von LDD-Regionen in der Übergangsregion der Hochspannungsregion und der Übergangsregion der Niederspannungsregion zur gleichen Zeit durch Ausführen eines zweiten Ionenimplantationsprozesses.
- Vorzugsweise führt der erste Ionenimplantationsprozess einen P-Ionenimplantationsprozess bzw. einen As-Ionenimplantationsprozess durch.
- Vorzugsweise führt der zweite Ionenimplantationsprozess einen As-Ionenimplantationsprozess durch.
- Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Flash-Speicherbauelements zur Verfügung zu stellen mit den Schritten: Bilden von Gate-Elektrodenmustern auf einem Halbleitersubstrat, auf welchem eine Hochspannungsregion und eine Niederspannungsregion definiert sind; Bilden eines ersten Maskenmusters zum gleichzeitigen Exponieren der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion, und Bilden von Übergangsregionen in der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion zur gleichen Zeit durch Ausführen eines ersten Ionenimplantationsprozesses; Entfernen des ersten Maskenmusters zum gleichzeitigen Exponieren der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion, und Bilden von Spacern auf jedem Gate-Elektodenmuster; Bilden eines zweiten Maskenmusters zum gleichzeitigen Exponieren der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion; und Bilden von LDD-Regionen in der Übergangsregion der Hochspannungsregion und der Über gangsregion der Niederspannungsregion zur gleichen Zeit durch Ausführen eines zweiten Ionenimplantationsprozesses; Bilden einer Zwischenschichtisolationsschicht auf der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur; und Bilden von Kontaktpfropfen, die die LDD-Regionen der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion kontaktieren.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 bis4 sind Querschnitte, die sequenzielle Schritte eines herkömmlichen Verfahrens zur Herstellung eines Flash-Speicherbauelements darstellen; -
5 bis7 sind Querschnitte, die sequenzielle Schritte eines Verfahrens zur Herstellung eines Flash-Speicherbauelements in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellen; und -
8 ist eine Tabelle, die Eigenschaften von Übergangsregionen in dem Stand der Technik und in der vorliegenden Erfindung darstellt. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Ein Verfahren zur Herstellung eines Flash-Speicherbauelements in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun im Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Wo immer möglich werden die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen und der Beschreibung verwendet, um gleiche oder ähnliche Teile zu bezeichnen. In dem Fall, in dem beschrieben ist, dass sich eine Schicht auf einer anderen Schicht oder einem Halbleitersubstrat befindet oder eine andere Schicht oder ein Halbleitersubstrat kontaktiert, kann die eine Schicht die andere Schicht oder das Halbleitersubstrat direkt kontaktieren oder es kann eine dritte Schicht zwischen diesen positioniert sein.
-
5 bis7 sind Querschnitte, die sequenzielle Schritte des Verfahrens zur Herstellung des Flash-Speicherbauelements in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellen. - Wie in der
5 dargestellt ist, werden eine Elementisolationsschicht32 und Gate-Elektrodenmuster34 in vorbestimmten Regionen eines Halbleitersubstrats30 gebildet. - Die Elementisolationsschicht
32 kann durch einen STI-Prozess gebildet werden, und die Gate-Elektrodenmuster34 können durch sequenzielles Bilden und Mustern einer Gate-Oxidschicht und einer Polysiliziumschicht für eine Gate-Elektrode gebildet werden. - Eine Niederspannungsregion (LVR) und eine Hochspannungsregion (HVR) werden auf dem Halbleitersubstrat
30 definiert. - Ein (nicht-dargestelltes) Fotolackmuster wird gebildet, um gleichzeitig die HVR und die LVR des Halbleitersubstrats
30 zu exponieren. Eine Übergangsregion36b und eine Übergangsregion36a werden jeweils in der HVR und der LVR durch einen Ionenimplantationsprozess unter Verwendung der (nicht-dargestellten) Fotolackstruktur und der Gate-Elektrodenmuster34 als eine Ionenimplantationsmaske gebildet. - Die Übergangsregion
36b und die Übergangsregion36a werden in der HVR und der LVR zur gleichen Zeit durch einen Ionenimplantationsprozess gebildet. In dem Stand der Technik werden die Übergangsregionen in jeder Region durch eine Vielzahl von Prozessen gebildet, wie etwa Maskieren der HVR, Bilden der Übergangsregion nur in der LVR durch den Ionenimplantationsprozess, Maskieren der LVR und Bilden der Übergangsregion nur in der HVR durch den Ionenimplantationsprozess. Im Gegensatz dazu und in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden die Übergangsregionen in jeder Region durch einen Ionenimplantationsprozess gebildet, durch gleichzeitiges Exponieren der HVR und der LVR, wodurch sich die Anzahl der Prozessschritte reduziert. - Auf der anderen Seite sind Ionen, die während des Ionenimplantationsprozesses implantiert werden, P und As. Hier werden P und As durch jeden Ionenimplantationsprozess implantiert.
- Eine effektive Gate-Länge erhöht sich aufgrund der durch die beiden Ionenimplantationsprozesse gebildeten Übergangsregionen. Daher kann eine Länge der Gate-Elektrode reduziert werden.
- Gemäß
2 wird das die HVR und die LVR exponierende (nicht-dargestellte) Fotolackmuster der resultierenden Struktur entfernt, und es werden Spacer38 auf den Seitenwänden der Gate-Elektrodenmuster34 , die in der HVR und der LVR gebildet wurden, gebildet. - Eine LDD-Region
40b und eine LDD-Region40a werden in der Übergangsregion36b der HVR bzw. in der Übergangsregion36a der LVR zur gleichen Zeit durch einen Ionenimplantationsprozess unter Verwendung der Spacer38 und der Gate-Elektrodenmuster34 als eine Ionenimplantationsmaske gebildet. - Identisch zu der Übergangsregion
36b der HVR und der Übergangsregion36a der LVR, werden die LDD-Region46b und die LDD-Region40a in der HVR und der LVR zur gleichen Zeit gebildet. - Die während des Ionenimplantationsprozesses implantierten Ionen sind As-Ionen.
- Wie in
7 dargestellt ist, wird eine Zwischenschichtisolationsschicht42 auf der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur gebildet, wo die LDD-Region40b und die LDD-Region40a gebildet wurden, und strukturiert, um die LDD-Region40a und40b zu exponieren, um Kontaktlöcher zu bilden. Kontaktpfropfen44 werden durch Füllen eines leitenden Materials in die Kontaktlöcher gebildet, wodurch der gesamte Prozess vervollständigt wird. - Im Stand der Technik wird eine Verminderung der Konzentration der Übergangsregionen nach dem Bilden der Kontaktlöcher verhindert, indem das Kontaktloch in der HVR exponiert wird und Ionen in die erste Übergangsregion
16 implantiert werden. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird jedoch eine Verminderung der Konzentration der Übergangsregionen nach dem Bilden der Kontaktlöcher verhindert, indem gleichzeitig die HVR und die LVR exponiert werden und die LDD-Regionen in jeder Region ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Maskierungsprozesse gebildet werden. -
8 ist eine Tabelle, die Übergangsregioneneigenschaften in dem Stand der Technik und in der vorliegenden Erfindung darstellt. - Gemäß
8 bezeichnet EDR einen Eigenschaftsreferenzwert in der Übergangsregion, und ein Simulationsergebnis (SIM) bezeichnet einen gemessenen Wert in der Übergangsregion.8 zeigt auch verschiedene Unterschiede des EDR und von Simulationsergebnissen des Standes der Technik und der vorliegenden Erfindung. - Der Unterschiedsbereich des Standes der Technik und der Unterschiedsbereich der vorliegenden Erfindung sind nicht groß, und somit werden die Übergangsregioneneigenschaften der vorliegenden Erfindung als ähnlich zu denen des Standes der Technik angesehen. Das bedeutet, dass die Übergangsregionen der vorliegenden Erfindung durch eine kleinere Anzahl von Prozessschritten gebildet werden als jene des Standes der Technik und ähnliche Eigenschaften zu jenen der Übergangsregionen des Standes der Technik aufweisen.
- In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann die Anzahl der Prozessschritte reduziert werden durch gleichzeitiges Bilden der Übergangsregionen in der HVR und der LVR.
- Wie zuvor beschrieben, kann das Verfahren zur Herstellung des Flash-Speicherbauelements in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die Anzahl der Prozessschritte durch gleichzeitiges Bilden der Übergangsregionen in der HVR und der LVR reduzieren.
- Obwohl die vorliegende Erfindung beschrieben wurde in Verbindung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in den begleitenden Zeichnungen illustriert wurde, ist sie nicht darauf beschränkt. Es wird für den Durchschnittsfachmann klar sein, dass verschiedene Substitutionen, Modifikationen und Veränderungen daran durchgeführt werden können, ohne dass der Schutzbereich und der Geist der Erfindung verlassen wird.
Claims (7)
- Verfahren zur Herstellung eines Flash-Speicherbauelements, mit den Schritten: Bilden von Gate-Elektrodenmustern auf einem Halbleitersubstrat auf welchem eine Hochspannungsregion und eine Niederspannungsregion definiert sind; Bilden eines ersten Maskenmusters zum gleichzeitigen Exponieren der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion, und Bilden von Übergangsregionen in der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion zur gleichen Zeit durch Ausführen eines ersten Ionenimplantationsprozesses; Entfernen des ersten Maskenmusters zum gleichzeitigen Exponieren der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion, und Bilden von Spacern auf jedem Gate-Elektrodenmuster; Bilden eines zweiten Maskenmusters zum gleichzeitigen Exponieren der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion; und Bilden von LDD-Regionen in der Übergangsregion der Hochspannungsregion und der Übergangsregion der Niederspannungsregion zur gleichen Zeit durch Ausführen eines zweiten Ionenimplantationsprozesses.
- Verfahren nach Anspruch 1, nach dem Schritt des Bildens der LDD-Regionen weiterhin den Schritt aufweisend: Bilden einer Zwischenschichtisolationsschicht auf der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur; und Bilden von Kontaktpfropfen, die die LDD-Regionen der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion kontaktieren.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Ionenimplantationsprozess durch Implantieren von P-Ionen und As-Ionen ausgeführt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite Ionenimplantationsprozess durch Implantieren von As-Ionen ausgeführt wird.
- Verfahren zum Herstellen eines Flash-Speicherbauelements, mit den Schritten: Bilden von Gate-Elektrodenmustern auf einem Halbleitersubstrat, auf welchem eine Hochspannungsregion und eine Niederspannungsregion definiert sind; Bilden eines ersten Maskenmusters zum gleichzeitigen Exponieren der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion, und Bilden von Übergangsregionen in der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion zur gleichen Zeit durch Ausführen eines ersten Ionenimplantationsprozesses; Entfernen des ersten Maskenmusters zum gleichzeitigen Exponieren der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion, und Bilden von Spacern auf jedem Gate-Elektrodenmuster; Bilden eines zweiten Maskenmusters zum gleichzeitigen Exponieren der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion; Bilden von LDD-Regionen in der Übergangsregion, der Hochspannungsregion und der Übergangsregion der Niederspannungsregion zur gleichen Zeit durch Ausführen eines zweiten Ionenimplantationsprozesses; Bilden einer Zwischenschichtisolationsschicht auf der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur; und Bilden von Kontaktpfropfen, die die LDD-Regionen der Hochspannungsregion und der Niederspannungsregion kontaktieren.
- Verfahren nach Anspruch 5, wobei der erste Ionenimplantationsprozess durch Implantieren von P-Ionen und As-Ionen ausgeführt wird.
- Verfahren nach Anspruch 6, wobei der zweite Ionenimplantationsprozess durch Implantieren von As-Ionen ausgeführt wird.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MAGNACHIP SEMICONDUCTOR, LTD., CHEONGJU, KR |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: HYNIX SEMICONDUCTOR INC., ICHON, KYONGGI, KR |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |