DE102005037986A1 - Nichtflüchtiges Speicherelement und Herstellungsverfahren dafür - Google Patents

Nichtflüchtiges Speicherelement und Herstellungsverfahren dafür Download PDF

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Abstract

Ein nicht-flüchtiger Speicherbaustein und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen nicht-flüchtigen Speicherbausteins senkt den Stromverbrauch und verhindert eine Kontaminierung einer Isolierschicht. Der nicht-flüchtige Speicherbaustein enthält ein Halbleitersubstrat; eine auf einem zuvor festgelegten Abschnitt des Halbleitersubstrats ausgebildete Durchtunnelungsoxidschicht; ein auf der Durchtunnelungsoxidschicht ausgebildetes floatendes Gate, wobei das floatende Gate eine Grabenstruktur aufweist; ein Steuer-Gate, das im Inneren der Grabenstruktur des floatenden Gates ausgebildet ist; und eine Gate-Isolierschicht, die zwischen dem floatenden Gate und dem Steuer-Gate angeordnet ist.

Description

  • Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der koreanischen Anmeldung Nr. P2004-63869, eingereicht am 13. August 2004, die hiermit durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen wird, so als sei sie in vollem Umfang im vorliegenden Text enthalten.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen nicht-flüchtigen Speicherbaustein und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines nicht-flüchtigen Speicherbausteins, der den Stromverbrauch senkt und eine Kontaminierung einer Isolationsschicht verhindert.
  • Nicht-flüchtige Speicherbausteine haben den Vorteil, dass auch im Fall einer Stromunterbrechung keine Daten verloren gehen. Das hat zu ihrem weit verbreiteten Gebrauch zur Datenspeicherung in BIOS-Chips von Computern, in Set-Top-Boxen, Druckern, Netzwerkservern, Digitalkameras und Mobiltelefonen geführt. Unter den nicht-flüchtigen Speicherbausteinen ermöglicht ein elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicherbaustein (EEPROM) Datenlöschoperationen aus einzelnen Speicherzellen oder nach Sektoren. Ein Zellentransistor einer EEPROM-Bausteins wird in der Weise programmiert, dass die Schwellenspannung des Transistors erhöht wird, indem heiße Kanalelektronen auf der Abzugsseite erzeugt werden, die dann in einem floatenden Gate gespeichert werden, und wird in der Weise gelöscht, dass die Schwellenspannung gesenkt wird, indem ein Hochspannungspotenzial zwischen dem floatenden Gate und der Quelle/dem Substrat erzeugt wird, um dadurch die gespeicherten heißen Kanalelektronen zu entladen.
  • Inzwischen ist der Flash-Speicher eine spezifische Form eines nicht-flüchtigen Speichers, mit dem Datenbits in Einheiten des Speichers oder Speicherzellen gespeichert werden. Eine Gruppierung von Speicherzellen kann man als ein "Wort" bezeichnen; eine Gruppierung von Wörtern kann man als eine "Seite" bezeichnen; und eine Gruppierung von Seiten kann man als einen "Sektor" bezeichnen. Auf Daten kann zum Lesen und Programmieren nach Wort oder Seite zugegriffen werden, während auf einen ganzen Sektor in der Regel zum Löschen, wie bei einem "Flash", zugegriffen wird.
  • 1A und 1B veranschaulichen einen Prozess zum Herstellen eines Flash-Speicherbausteins nach dem Stand der Technik, der eine übereinander angeordnete Gate-Struktur aufweist, die ein floatendes Gate und ein Steuer-Gate umfasst. Das floatende Gate speichert elektrische Ladungen für das Gate, und das Steuer-Gate erhält eine Steuerspannung.
  • Wie in 1A zu sehen, ist auf einem zuvor festgelegten Abschnitt eines Halbleitersubstrats 11 eine Durchtunnelungsoxidschicht 11a ausgebildet, und auf der Durchtunnelungsoxidschicht ist mittels einer Reihe von Abscheidungsschritten ein gestapeltes Gate 12 ausgebildet, dergestalt, dass Schichten einer gestapelten Gate-Struktur entstehen. Das gestapelte Gate 12 umfasst eine Polysiliciumschicht für die Ausbildung eines floatenden Gates 12a, eine Gate-Isolierschicht 12b mit einer Oxid-Nitrid-Oxid-Struktur und eine Polysiliciumschicht für die Ausbildung eines Steuer-Gates 12c, die nacheinander auf der Durchtunnelungsoxidschicht 11a ausgebildet sind. Die Polysiliciumschicht für die Ausbildung eines floatenden Gate hat eine Dicke von 800 bis 1200 Å und ist durch chemisch-mechanische Niederdruckabscheidung gebildet, und die Polysiliciumschicht für die Ausbildung eines Steuer-Gates hat eine Dicke von 2000 bis 2200 Å und ist ebenfalls durch chemisch-mechanische Niederdruckabscheidung gebildet.
  • Anschließend wird ein photolithografisches Verfahren angewendet, um die Struktur des gestapelten Gates 12, die aus dem Steuer-Gate 12c, der Gate-Isolierschicht 12b und dem floatenden Gate 12a besteht, mittels Ätzen der Struktur, die durch die vorangegangenen Abscheidungsschritte erhalten wurde, auszubilden. Das heißt, das photolithografische Verfahren wird dafür verwendet, um Abschnitte der Polysiliciumschicht für die Ausbildung eines Steuer-Gates, der Gate-Isolierschicht 12b und der Polysiliciumschicht für die Ausbildung eines floatenden Gates selektiv zu entfernen (d. h. zu ätzen), wodurch das gestapelte Gate 12 entsteht. Dann werden Verkleidungsschichten (Oxid-Seitenwände) 13 an Seiten der gestapelten Struktur, d. h. am Steuer-Gate 12c, an der Gate-Isolierschicht 12b und an dem floatenden Gate 12a, ausgebildet.
  • Wenden wir uns 1B zu, wo isolierende Seitenwände 14 auf der Außenseite neben den Verkleidungsschichten 13 ausgebildet sind. Dann werden Störionen implantiert, wobei das gestapelte Gate 12 und die isolierenden Seitenwände 14 als Maske benutzt werden, wodurch die Quellen- und die Abzugsregion 15 bzw. 16 gebildet werden. Anschließend wird eine Silizidschicht 17 auf freiliegenden Flächen der Quellen- und der Abzugsregion 15 bzw. 16 und des Steuer-Gates 12c ausgebildet. Auf der gesamten Fläche der resultierenden Struktur wird eine isolierende Zwischenschicht 19 ausgebildet, und es werden mehrere Kontaktlöcher in der isolierenden Schicht ausgebildet, um die Silizidschicht 17 oberhalb der Quellen- und der Abzugsregion 15 bzw. 16 und des Steuer-Gates 12c freizulegen. Durch Ausfüllen der Kontaktlöcher werden mehrere Stopfen 18 ausgebildet.
  • In dem oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Flash-Speicherbausteins nach dem Stand der Technik beinhaltet das Ätzen des photolithografischen Verfahrens zur Bildung der gestapelten Gate-Struktur zwei Schritte, und zwar Nassätzen und Trockenätzen, was ein komplexes Verfahren ist. Dieser zweistufige Prozess wird ausgeführt, um Plasmaschäden während der Photolithografie zu minimieren. Die Gate-Isolierschicht kann trotzdem infolge einer Plasmaschädigung oder infolge der mehrstufigen Ätzbedingungen selbst kontaminiert werden.
  • Um den oben beschriebenen Flash-Speicherbaustein nach dem Stand der Technik zu programmieren, wird eine Programmierspannung durch eine Wortzeile an das Steuer-Gate 12c und durch eine Bit-Zeile an den Abzug 16 angelegt. Somit werden Elektronen des Abzugs 16 mittels eines Heiße-Ladungsträger-Verfahrens in Richtung des floatenden Gates 12a durch die Durchtunnelungsoxidschicht 11a hindurch injiziert. Beim Löschen von Daten wird über eine Quellenleitung eine Löschspannung an die Quelle 15 angelegt. Somit werden Elektronen, die zu dem floatenden Gate 12a injiziert wurden, über die Durchtunnelungsoxidschicht 11a zu dem Kanal entladen.
  • Die oben beschriebene Operation wird entsprechend einer Kopplung unter Elementen des gestapelten Gates erreicht, insbesondere zwischen Schnittstellen des Steuer-Gates und des floatenden Gates und zwischen Schnittstellen des floatenden Gates und des Abzugs, und das Kopplungsverhältnis sollte maximiert werden, um den Stromverbrauch zu senken. Darum ist eine Verbesserung des Kopplungsverhältnisses erforderlich, um den Stromverbrauch des Bausteins zu senken, damit ein Flash-Speicherbaustein mit niedrigem Stromverbrauch für mobile Produkte, die einen geringen Stromverbrauch erfordern, bereitgestellt werden kann.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung einen nicht-flüchtigen Speicherbaustein und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen nicht-flüchtigen Speicherbausteins, das ein oder mehrere Probleme, die durch Einschränkungen und Nachteile des Standes der Technik entstehen, im Wesentlichen beseitigt.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen nicht-flüchtigen Speicherbaustein zum Senken des Stromverbrauchs sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen nicht-flüchtigen Speicherbausteins bereitzustellen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen nicht-flüchtigen Speicherbaustein, bei dem die Kontaminierung einer Isolierschicht infolge von Plasmaschäden verhindert wird, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen nicht-flüchtigen Speicherbausteins bereitzustellen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines nicht-flüchtigen Speicherbausteins, das einen vereinfachten photolithografischen Prozess zur Bildung eines gestapelten Gates ermöglicht, sowie einen dafür geeigneten nicht-flüchtigen Speicherbaustein bereitzustellen.
  • Weitere Vorteile, Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden zum Teil in der folgenden Beschreibung dargelegt, und zum Teil gehen sie für den Durchschnittsfachmann aus dem Studium des Folgenden hervor oder werden aus der praktischen Umsetzung der Erfindung offenbar. Die Aufgaben und weiteren Vorteile der Erfindung können mittels der Struktur realisiert und erreicht werden, die ausdrücklich in der schriftlichen Beschreibung und den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung sowie in den angehängten Zeichnungen dargelegt ist.
  • Um diese Aufgaben und weiteren Vorteile gemäß dem Zweck der Erfindung, wie er im vorliegenden Text verkörpert und im weiten Sinne beschrieben ist, zu erreichen, wird ein nicht-flüchtiger Speicherbaustein bereitgestellt, der Folgendes umfasst: ein Halbleitersubstrat; eine auf einem zuvor festgelegten Abschnitt des Halbleitersubstrats ausgebildete Durchtunnelungsoxidschicht; ein auf der Durchtunnelungsoxidschicht ausgebildetes floatendes Gate, wobei das floatende Gate eine Grabenstruktur aufweist; ein Steuer-Gate, das im Inneren der Grabenstruktur des floatenden Gates ausgebildet ist; und eine Gate-Isolierschicht, die zwischen dem floatenden Gate und dem Steuer-Gate angeordnet ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung eines nicht-flüchtigen Speicherbausteins bereitgestellt, das Folgendes umfasst: Ausbilden einer Durchtunnelungsoxidschicht auf einem zuvor festgelegten Abschnitt eines Halbleitersubstrats; Ausbilden einer ersten Polysiliciumschicht für die Ausbildung eines floatenden Gates auf der Durchtunnelungsoxidschicht; Ausbilden eines Grabens in der ersten Polysiliciumschicht für die Ausbildung eines floatenden Gates, wobei der Graben eine zuvor festgelegte Tiefe aufweist; Ausbilden einer Gate-Isolierschicht in dem Graben, der in der ersten Polysiliciumschicht für die Ausbildung eines floatenden Gates ausgebildet ist; Ausbilden – auf der Gate-Isolierschicht – einer zweiten Polysiliciumschicht für die Ausbildung eines Steuer-Gates; Ausführen eines chemisch-mechanischen Polierens bezüglich der zweiten Polysiliciumschicht für die Ausbildung eines Steuer-Gates; Ausbilden – über dem floatenden Gate, der Gate-Isolierschicht und dem Steuer-Gate – einer Photoresist-Struktur für die Ausbildung des floatenden Gates; und Ätzen der ersten Polysiliciumschicht für die Ausbildung eines floatenden Gates unter Verwendung der Photoresist-Struktur.
  • Es versteht sich, dass sowohl die obige allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung nur beispielhaft und erklärend sind und dafür vorgesehen sind, eine weitere Erläuterung der beanspruchten Erfindung zu geben.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die begleitenden Zeichnungen, die hier enthalten sind, um das Verständnis der Erfindung zu vertiefen, und die in diese Anmeldung aufgenommen sind und einen Teil von ihr bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.
  • 1A und 1B sind Querschnittsansichten, die ein Verfahren zur Herstellung eines nicht-flüchtigen Speicherbausteins nach dem Stand der Technik veranschaulichen.
  • 2A-2E sind Querschnittsansichten, die ein Verfahren zur Herstellung eines nicht-flüchtigen Speicherbausteins gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Es wird nun näher auf die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingegangen, wovon Beispiele in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht sind. Wo immer möglich, werden in allen Zeichnungen gleiche Bezugszahlen verwendet, um gleiche oder ähnliche Teile zu bezeichnen.
  • 2A-2E veranschaulichen ein Verfahren zur Herstellung eines nicht-flüchtigen Speicherbausteins gemäß der vorliegenden Erfindung. Als ein erster Schritt in dem Verfahren wird ein (nicht gezeigter) Opfer-Oxidfilm auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet und wird durch Nassätzen entfernt, nachdem eine Mulde und eine Kanalschicht durch jeweilige Ionenimplantationsverfahren ausgebildet wurden.
  • Wie in 2A veranschaulicht, wird eine Durchtunnelungsoxidschicht 22 auf einem Halbleitersubstrat 21 auf eine Dicke von 90-100 Å ausgebildet, wofür ein thermisches Ofenverfahren zum Einsatz kommt, das bei einer Temperatur von 700-800 °C durchgeführt wird. Mittels chemischer Niederdruckaufdampfung wird dann eine erste Polysiliciumschicht 23 mit einer Dicke von 4500-5500 Å auf der Durchtunnelungsoxidschicht 22 ausgebildet. Die auf diese Weise ausgebildete erste Polysiliciumschicht 23 dient später nach dem Ätzen als das floatende Gate des nicht-flüchtigen Speicherbausteins. In der ersten Polysiliciumschicht 23 für die Ausbildung eines floatenden Gates wird durch Entfernen – unter Verwendung eines Chlorgasätzverfahrens (Cl2) – eines zuvor festgelegten inneren Abschnitts der ersten Polysiliciumschicht ein Graben 24 ausgebildet, der später als ein Gehäuse für das Steuer-Gate des nicht-flüchtigen Speicherbausteins dient. Der Graben 24 hat nach dem Ätzen vorzugsweise eine Tiefe von 2500-3500 Å, dergestalt, dass – unter der Annahme einer ursprünglichen Ausbildungsdicke von 4500-5500 Å für die erste Polysiliciumschicht 23 – etwa 1000-3000 Å seiner Dicke übrig bleibt, um die Unterseite des Grabens zu bilden.
  • Wie in 2B dargestellt, wird auf der Oberfläche der ersten Polysiliciumschicht 23 eine Gate-Isolierschicht 25 dergestalt ausgebildet, dass die Innenwände des Grabens 24 mit einer Oxid-Nitrid-Oxid-Struktur bedeckt werden, die das aufeinanderfolgende Ausbilden einer Oxidschicht, einer Nitridschicht und einer weiteren (d. h. oberen) Oxidschicht beispielsweise mittels eines bekannten Verfahrens beinhaltet. Die untere Oxidschicht der Gate-Isolierschicht 25 wird mittels chemischer Niederdruckaufdampfung bei einer Temperatur von etwa 700-800 °C auf eine Dicke von 50-70 Å ausgebildet; die Nitridschicht der Gate-Isolierschicht wird ebenfalls mittels chemischer Niederdruckaufdampfung, allerdings bei einer Temperatur von etwa 650-750 °C, auf eine Dicke von 60-80 Å ausgebildet; und die weitere Oxidschicht wird mittels eines thermischen Ofenverfahrens bei einer Temperatur von etwa 800-900 °C ausgebildet. Mittels chemischer Niederdruckaufdampfung wird eine zweite Polysiliciumschicht 26 für die Ausbildung eines Steuer-Gates auf der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur ausgebildet. Die zweite Polysiliciumschicht 26 kann eine Dicke von 3500-4500 Å aufweisen, was wesentlich dicker ist als die Tiefe des Grabens 24.
  • Wie in 2C gezeigt, wird die dick ausgebildete zweite Polysiliciumschicht 26 mittels chemischmechanischen Polierens planarisiert, um ein Steuer-Gate 26a zu bilden, das mit der Oberfläche der ersten Polysiliciumschicht 23 bündig ist und von der ersten Polysiliciumschicht durch die Gate-Isolierschicht 25 getrennt ist. Damit bleiben die jeweiligen Materialien der zweiten Polysiliciumschicht 26 und der Gate-Isolierschicht 25 in dem Graben 24, und das Steuer-Gate 26a ist so angeordnet, dass es in der ersten Polysiliciumschicht 23 eingeschlossen ist, wobei sich die Gate-Isolierschicht 25 zwischen beiden befindet. Dabei wird die gegenüberliegende Oberfläche der Schnittstelle zwischen dem Steuer-Gate 26a und dem Material der ersten Polysiliciumschicht 23 für die Ausbildung eines floatenden Gates vergrößert, wodurch das Kopplungsverhältnis des Bausteins entsprechend vergrößert und der Stromverbrauch des Bausteins entsprechend gesenkt wird.
  • Wie in 2D dargestellt, wird ein (nicht gezeigter) Photoresist auf der gesamten Fläche der resultierenden Struktur von 2C ausgebildet, einschließlich der freiliegenden Oberseiten des Steuer-Gates 26a, der Gate-Isolierschicht 25 und der ersten Polysiliciumschicht 23. Dann wird ein Belichtungs- und Entwicklungsprozess (d. h. Photolithografie) ausgeführt, um eine Maskenstruktur auszubilden, die zum Ätzen der ersten Polysiliciumschicht 23 verwendet wird, um ein floatendes Gate 23a auszubilden, dem dadurch eine Grabenstruktur verliehen wird, deren Inneres mit der Gate-Isolierschicht 25 und dem Steuer-Gate 26a ausgefüllt wird. Somit wird eine Photoresist-Struktur für die Ausbildung des floatenden Gates 23a über dem floatenden Gate, der Gate-Isolierschicht 25 und dem Steuer-Gate 26a angeordnet, und die erste Polysiliciumschicht 23 für die Ausbildung eines floatenden Gates wird unter Verwendung der Photoresist-Struktur isotropisch geätzt. Damit wird – im Gegensatz zur Verfahrensweise nach dem Stand der Technik – das Gate des nicht-flüchtigen Speicherbausteins durch Ätzen einer Polysiliciumschicht für die Ausbildung eines floatenden Gates unter Verwendung eines einstufigen Ätzprozesses ausgebildet, wodurch das Risiko einer Kontaminierung der Gate-Isolierschicht vermieden wird, wozu es infolge einer Plasmaschädigung während des Ätzprozesses, der zur Herstellung des Bausteins nach dem Stand der Technik verwendet wird, kommen kann.
  • Wenden wir uns 2E zu, wo eine (nicht gezeigte) Isolierschicht abgeschieden und dann zurückgeätzt wird, so dass isolierende Seitenwände 27 an den Seiten des floatenden Gates 23a entstehen, und Störionen implantiert werden, wobei das floatende Gate und die isolierenden Seitenwände als Maske verwendet werden, wodurch eine Quellen- und eine Abzugsregion 28 bzw. 29 in dem Halbleitersubstrat 21 auf beiden Seiten des floatenden Gates ausgebildet werden. Anschließend wird das Substrat einem Salizidprozess unterzogen, wodurch auf Oberseiten des floatenden Gates 23a und des Steuer-Gates 26a und dem Halbleitersubstrat 21 in Kongruenz mit der Quellen- und der Abzugsregion 28 bzw. 29 eine Silizidschicht 30 gebildet wird. Auf der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur wird eine isolierende Zwischenschicht 39 ausgebildet, und es werden mehrere Kontaktlöcher in der isolierenden Schicht ausgebildet, um die Silizidschicht 30 oberhalb der Quellen- und der Abzugsregion 28 bzw. 29 und des Steuer-Gates 26a freizulegen. Durch Ausfüllen der Kontaktlöcher werden mehrere leitfähige Stopfen 31 ausgebildet.
  • Dementsprechend ist in 2E ein nicht-flüchtiger Speicherbaustein gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der nicht-flüchtige Speicherbaustein gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das Halbleitersubstrat 21; die in einem zuvor festgelegten Abschnitt der Oberseite des Halbleitersubstrats ausgebildete Durchtunnelungsoxidschicht 22; das floatende Gate 23a, das als eine Grabenstruktur mit einem Innenraum ausgebildet ist, wobei die Grabenstruktur auf der Durchtunnelungsoxidschicht ausgebildet ist; das Steuer-Gate 26a, das im Inneren der Grabenstruktur des floatenden Gates ausgebildet ist; und die Gate-Isolierschicht 25 mit einer Oxid-Nitrid-Oxid-Struktur, die zwischen dem floatenden Gate und dem Steuer-Gate angeordnet ist. Somit sind sowohl die Gate-Isolierschicht 25 als auch das Steuer-Gate 26a im Inneren des Grabens dergestalt angeordnet, dass sie im Wesentlichen durch das floatende Gate 23a selbst, d. h. die Grabenstruktur, umschlossen werden. Die isolierenden Seitenwände 27 sind an den Seiten des floatenden Gates 23a, d. h. außerhalb des Grabens, ausgebildet, und die Quellen- und die Abzugsregion 28 bzw. 29 sind in dem Halbleitersubstrat 21 in Kongruenz mit den Außenseiten des floatenden Gates ausgebildet. Die Silizidschicht 30 ist auf den oberen (freiliegenden) Flächen des Steuer-Gates 26a und des floatenden Gates 23a ausgebildet, dergestalt, dass sie auf den Oberseiten der Grabenstruktur des floatenden Gates angeordnet ist, und ist außerdem sowohl über der Quellen- als auch über der Abzugsregion 28 bzw. 29, das heißt, in der Fläche des Halbleitersubstrats 21 in Kongruenz mit der Quellen- und der Abzugsregion, angeordnet. Die isolierende Zwischenschicht 39 ist auf der gesamten resultierenden Fläche des Halbleitersubstrats 21 ausgebildet. Die mehreren leitfähigen Stopfen 31 sind durch die isolierende Zwischenschicht 39 hindurch jeweils mit dem Steuer-Gate 26a und der Quellen- und der Abzugsregion 28 bzw. 29 verbunden, um einen elektrischen Kontakt mit externen Schaltungen, wie beispielsweise einer Wortzeile, einer Bitzeile oder einer Quellenzeile (nicht gezeigt), herzustellen.
  • Wie oben beschrieben, ist es mittels des nicht-flüchtigen Speicherbausteins und dem Verfahren zur Herstellung eines solchen nicht-flüchtigen Speicherbausteins gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Schnittstelle, d. h. die gegenüberliegende Fläche, zwischen dem Steuer-Gate 26a und dem floatenden Gate 23a zu vergrößern, wodurch dank des verbesserten Kopplungsverhältnisses der Stromverbrauch sinkt. Außerdem wird die erste Polysiliciumschicht 23 für die Ausbildung eines floatenden Gates mittels eines einstufigen Ätzprozesses geätzt, um das Gate des Bausteins auszubilden, wodurch es möglich wird, eine Kontaminierung der Gate-Isolierschicht 25 infolge einer Plasmaschädigung während eines Ätzprozesses für die Ausbildung eines herkömmlichen gestapelten Gates für einen nicht- flüchtigen Speicherbaustein, wie beispielsweise einen Flash-Speicherbaustein, zu vermeiden.
  • Dem Fachmann ist klar, dass verschiedene Modifikationen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Geist oder Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen. Es ist daher beabsichtigt, dass derartige Modifikationen von der vorliegenden Erfindung erfasst werden, sofern sie in den Geltungsbereich der angehängten Ansprüche und ihrer Äquivalente fallen.

Claims (13)

  1. Nicht-flüchtiger Speicherbaustein, der Folgendes umfasst ein Halbleitersubstrat; eine auf einem zuvor festgelegten Abschnitt des Halbleitersubstrats ausgebildete Durchtunnelungsoxidschicht; ein auf der Durchtunnelungsoxidschicht ausgebildetes floatendes Gate, wobei das floatende Gate eine Grabenstruktur aufweist; ein Steuer-Gate, das im Inneren der Grabenstruktur des floatenden Gates ausgebildet ist; und eine Gate-Isolierschicht, die zwischen dem floatenden Gate und dem Steuer-Gate angeordnet ist.
  2. Nicht-flüchtiger Speicherbaustein nach Anspruch 1, der des Weiteren Folgendes umfasst: eine Quellen(„Source")- und eine Abzugs(„Drain")region, die in dem Halbleitersubstrat auf beiden Seiten des floatenden Gates ausgebildet sind; und isolierende Seitenwände, die an Seiten des floatenden Gates ausgebildet sind.
  3. Nicht-flüchtiger Speicherbaustein nach Anspruch 1, wobei die Gate-Isolierschicht eine Oxid-Nitrid-Oxid-Struktur aufweist.
  4. Nicht-flüchtiger Speicherbaustein nach Anspruch 1, der des Weiteren eine Silizidschicht umfasst, die in Oberseiten des Steuer-Gates und der Grabenstruktur des floatenden Gates ausgebildet ist.
  5. Nicht-flüchtiger Speicherbaustein nach Anspruch 2, der des Weiteren eine Silizidschicht umfasst, die in Oberseiten der Quellen- und der Abzugsregion ausgebildet ist.
  6. Verfahren zur Herstellung eines nicht-flüchtigen Speicherbausteins, das Folgendes umfasst: Ausbilden einer Durchtunnelungsoxidschicht auf einem zuvor festgelegten Abschnitt eines Halbleitersubstrats; Ausbilden einer ersten Polysiliciumschicht für die Ausbildung eines floatenden Gates auf der Durchtunnelungsoxidschicht; Ausbilden eines Grabens in der ersten Polysiliciumschicht, wobei der Graben eine zuvor festgelegte Tiefe aufweist; Ausbilden einer Gate-Isolierschicht in dem Graben, der in der ersten Polysiliciumschicht ausgebildet ist; Ausbilden – auf der Gate-Isolierschicht – einer zweiten Polysiliciumschicht für die Ausbildung eines Steuer-Gates; Ausführen eines chemisch-mechanischen Polierens bezüglich der zweiten Polysiliciumschicht und der Gate-Isolierschicht; Ausbilden – auf dem floatenden Gate, der Gate-Isolierschicht und dem Steuer-Gate – einer Photoresist-Struktur; und Ätzen der ersten Polysiliciumschicht unter Verwendung der Photoresist-Struktur.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die erste Polysiliciumschicht eine Dicke von 4500-5500 Ä aufweist.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die erste Polysiliciumschicht mittels chemischer Niederdruckaufdampfung ausgebildet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Graben, der in der ersten Polysiliciumschicht ausgebildet wird, mittels eines Ätzverfahrens ausgebildet wird, bei dem Chlorgas (Cl2) verwendet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Graben, der in der ersten Polysiliciumschicht ausgebildet wird, eine Tiefe von 2500-3500 Å aufweist.
  11. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die zweite Polysiliciumschicht eine Dicke von 3500-4500 Å aufweist.
  12. Verfahren nach Anspruch 6, wobei es sich bei dem Ätzen um isotropes Ätzen handelt.
  13. Verfahren nach Anspruch 6, das des Weiteren Folgendes umfasst: Ausbilden – nach dem Ausbilden des Steuer-Gates – von isolierenden Seitenwänden an Seiten des floatenden Gates; Ausbilden einer Quellen- und einer Abzugsregion in dem Halbleitersubstrat auf beiden Seiten des floatenden Gates; und Ausbilden einer Silizidschicht auf Oberseiten des floatenden Gates und des Steuer-Gates und auf dem Halbleitersubstrat in Kongruenz mit der Quellen- und der Abzugsregion.
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