DE102005042331B3 - Verfahren zur Herstellung von Halbleiterspeicherbauelementen - Google Patents

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Abstract

Dielektrische Gitter (17) werden zwischen den Wortleitungsstapeln gebildet. Spacer werden an den Seitenwänden der Wortleitungsstapel und der dielektrischen Gitter angebracht. In den Öffnungen zwischen den Spacern wird auf den Oberseiten der Source-/Drain-Bereiche (8), die selbstjustiert zu den Wortleitungsstapeln implantiert werden, Silizium epitaktisch gewachsen. Ein Silizid wird auf dem gewachsenen Silizium gebildet, und eine Metallschicht (20) wird aufgebracht und zu lokalen Zwischenverbindungen strukturiert, die die Source-/Drain-Bereiche mit oberen Bitleitungen verbinden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterspeicherbauelementen, die Bitleitungskontakte zu Source-/Drain-Bereichen aufweisen, die zwischen den Wortleitungen angeordnet sind.
  • In der WO 2004/053982 ist eine Speicherzellenanordnung beschrieben, die Wortleitungen und Bitleitungen aufweist, die über einer Hauptseite eines Halbleitersubstrates angeordnet sind. Die Richtung der Kanäle der Transistorstrukturen, die die Speicherzellen bilden, verläuft quer zu der Richtung der Wortleitungen. Die zugehörigen Source-/Drain-Bereiche sind über lokale Zwischenverbindungen, die in den Zwischenräumen zwischen benachbarten Wortleitungen angeordnet sind, elektrisch angeschlossen. Die Bitleitungen sind mit den lokalen Zwischenverbindungen entsprechend einem Muster verbunden, das durch die betreffende Speicherarchitektur vorgegeben ist.
  • Speicherbauelemente mit Charge-Trapping-Schichten, insbesondere SONOS-Speicherzellen mit einer Oxid-Nitrid-Oxid-Speicherschichtfolge als Speichermedium, können durch Injektion heißer Elektronen aus dem Kanal (CHE) programmiert werden. Die US 5768192 und US 6011725 beschreiben Charge-Trapping-Speicherzellen einer besonderen Art so genannter NROM-Zellen, die zum Speichern von Informationsbits sowohl an Source als auch an Drain unterhalb der jeweiligen Gatekante verwendet werden können. Die programmierte Zelle wird in Gegenrichtung gelesen (reverse read), womit eine ausreichende Trennung der beiden Bits erreicht wird. Löschen erfolgt mittels Injektion heißer Löcher.
  • In der US 2005/0009272 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterspeicherbauelementen mit Bitleitungskontakten an Source-/Drain-Bereiche beschrieben, bei dem ein Gate-Dielektrikum mit einer Speicherschicht gebildet wird, eine elektrisch leitfähige Wortleitungsschicht darauf aufgebracht wird, elektrisch isolierendes Material auf der Wortleitungsschicht aufgebracht wird, das elektrisch isolierende Material und die Wortleitungsschicht zu parallel im Abstand zueinander verlaufenden Wortleitungsstapeln strukturiert werden, eine Implantation von Dotierstoffatomen selbstjustiert zu den Wortleitungsstapeln eingebracht wird, um die Source-/Drain-Bereiche zu bilden, eine seitliche Wortleitungsisolation auf den Seitenwänden der Wortleitungsstapel angebracht wird und ein dielektrisches Material in die Zwischenräume zwischen den Wortleitungsstapeln eingefüllt wird.
  • Die 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Halbleiterspeicherbauelement gemäß dem genannten Stand der Technik, bei dem die Kanalbereiche quer zu der betreffenden Wortleitung ausgerichtet sind und die Bitleitungen über den Wortleitungen elektrisch von den Wortleitungen isoliert angeordnet sind. Flache Grabenisolationen 1 (STI) stehen stellvertretend für eine Vielzahl von Isolationsgräben, die parallel im Abstand zueinander angeordnet sind und mit dielektrischem Material, vorzugsweise mit einem Oxid des Halbleitermateriales gefüllt sind. Die Kanalbereiche der Speichertransistoren verlaufen parallel zu den Isolationsgräben unterhalb der Wortleitungen 2 und sind zwischen zwei benachbarten flachen Grabenisolationen 1 angeordnet. Auf diese Weise sind die Wortleitungen quer zu der Längserstreckung der Kanalbereiche angeordnet. Elektrisch leitfähige Zwischenverbindungen 6 befinden sich in Zwischenräumen zwischen den Wortleitungen 2 und sind von den Wortleitungen mittels lateraler Wortleitungsisolationen 3 und voneinander durch ein dielektrisches Material, das in die Zwischenräume eingefüllt ist, elektrisch isoliert. Die lokalen Zwischenverbindungen sind an die Bitleitungen angeschlossen, die über den Wortleitungen angeordnet sind und elektrisch von den Wortleitungen isoliert sind.
  • Die Source-/Drain-Bereiche der Speichertransistoren sind jeweils auf eine Weise seitlich angrenzend an die Wortleitungen vorhanden. Benachbarte Source-/Drain-Bereiche sind elektrisch leitfähig miteinander verbunden in den Bereichen, die in der 1 durch die Schraffuren hervorgehoben sind, wobei jeweils ein kurzer Abschnitt einer Grabenisolation überbrückt ist.
  • Entsprechend einer aufeinanderfolgenden Nummerierung der Speichertransistoren entlang einer betreffenden Wortleitung verbinden die Zwischenverbindungen 6 elektrisch leitfähig auf einer Seite der Wortleitung jeweils einen Source-/Drain-Bereich eines geradzahligen Speichertransistors mit einem Source-/Drain-Bereich des nachfolgenden ungeradzahligen Speichertransistors entsprechend dieser Nummerierung und auf der anderen Seite dieser Wortleitung jeweils einen Source-/Drain-Bereich eines ungeradzahligen Speichertransistors mit einem Source-/Drain-Bereich des nachfolgenden geradzahligen Speichertransistors entsprechend dieser Nummerierung.
  • Die 2 zeigt eine Draufsicht auf diese Anordnung einschließlich der Bitleitungen 4, die über den Wortleitungen parallel zu den flachen Grabenisolationen aufgebracht sind. Die lokalen Zwischenverbindungen 6, die sich in den Bereichen befinden, die den schraffierten Bereichen der 1 entsprechen, sind in der 2 mit Kleinbuchstaben bezeichnet. Die Zwischenverbindungen 6 sind mit den Bitleitungen 4 kontaktiert. Die Bitleitungskontakte 5 sind mit gestrichelten Linien als verdeckten Konturen in der 2 dargestellt und durch ein eingezeichnetes Kreuz bezeichnet. Die Bitleitungskontakte 5 sind darüber hinaus jeweils mit einem Großbuchstaben bezeichnet, der dem Kleinbuchstaben der zugehörigen Zwischenverbindung 6 entspricht.
  • In 2 ist erkennbar, dass die Bitleitungen 4 jeweils mit denjenigen Zwischenverbindungen 6 elektrisch verbunden sind, die in der Richtung der Bitleitungen aufeinanderfolgend in übernächsten Zwischenräumen zwischen den Wortleitungen 2 angeordnet sind. Die Zwischenverbindungen 6 überbrücken eine flache Grabenisolation 1 und verbinden jeweils einen Source/Drain-Bereich mit einem nachfolgenden Source-/Drain-Bereich desselben Zwischenraumes zwischen den benachbarten Wortleitungen. Sie sind voneinander elektrisch isoliert und daher in Abschnitten ausgebildet und voneinander durch ein dielektrisches Material isoliert.
  • Die lokalen Zwischenverbindungen zwischen den oberen Bitleitungen und den Source-/Drain-Bereichen in dem Siliziumsubstrat können aus Metall gebildet werden. Vorzugsweise erfolgt ein Salizidierungsprozess, durch den ein Metallsilizid in selbstjustierter Weise auf den Source-/Drain-Bereichen zwischen den Wortleitungsstapeln gebildet wird. Das Metallsilizid verringert den Kontaktwiderstand zwischen den lokalen Zwischenverbindungen und dem Silizium des Substrates. Da die pn-Übergänge der Source-/Drain-Bereiche in unmittelbarer Nähe der Silizidkontakte angeordnet sind, kann ein Kurzschluss der Übergänge durch Silizidkörner auftreten. Daher wird die Anwendung des Salizidierungsprozesses zur Verbesserung der Kontaktwiderstände für flachere pn-Übergänge immer schwieriger.
  • Dieses Problem kann vermieden werden, wenn zunächst eine Siliziumschicht auf die Oberseiten der Source-/Drain-Bereiche aufgebracht wird. Die Siliziumschicht kann mittels eines Prozesses hergestellt werden, in dem kristallines Silizium epitaktisch auf der Oberfläche des Siliziumsubstrates gewachsen wird. Auf diese Weise kann der Abstand zwischen der Kontaktfläche des silizidierten Metalles und dem pn-Übergang vergrößert werden, sodass keine Gefahr mehr besteht, dass Silizidkörner den pn-Übergang kurzschließen. Aber das epitaktische Wachstum setzt einen Vorreinigungsschritt voraus, der möglicherweise auch das Oxid der flachen Grabenisolationen angreift. Dadurch ändert sich die Stufenhöhe zwischen den Oberseiten der flachen Grabenisolationen und der aktiven Bereiche, die für die Betriebseigenschaften der Speicherzellen kritisch ist. Wenn ein dielektrisches Material wie Borphosphorsilikatglas (BPSG) in die Zwischenräume zwischen den Wortleitungsstapeln eingefüllt wird und Kontaktlöcher über den Source-/Drain-Bereichen, die angeschlossen werden sollen, in dem dielektrischen Material gebildet werden, treten Schwierigkeiten infolge der extrem kleinen lateralen Abmessungen und des entsprechenden Aspektverhältnisses auf, wenn die Kontaktlöcher mittels eines epitaktischen Wachstums von Silizium gefüllt werden sollen. Das BPSG ist anfällig für die Ausbildung von Hohlräumen, die Kurzschlüsse der Kontakte verursachen können. Eine Alternative hierzu ist, epitaktisches Silizium vor der BPSG-Isolation einzufüllen mit einem anschließenden komplementären Ätzschritt der Kontakte, in dem Inseln aus Fotolack über den Kontakten statt über den Kontaktlöchern verwendet werden. Die Bildung von Fotolackinseln innerhalb der schmalen Spalte zwischen den Wortleitungsstapeln ist jedoch in den gewünschten Abmessungen nicht möglich.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Speicherzellenanordnungen mit lokalen Zwischenverbindungen anzugeben, das die Herstellung niedriger Kontaktwiderstände der Bitleitungen ermöglicht ohne eine Gefahr von Kurzschlüssen durch Silizidkörner.
  • Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung von Halbleiterspeicherbauelementen werden vorzugsweise die folgenden Schritte durchgeführt. Eine Oberseite eines Siliziumsubstrates wird mit parallel im Abstand zueinander angeordneten flachen Grabenisolationen versehen. Ein Gate-Dielektrikum mit einer Speicher schicht wird auf der Hauptseite des Substrates gebildet. Zumindest eine elektrisch leitfähige Wortleitungsschicht wird auf das Gate-Dielektrikum aufgebracht. Zumindest ein elektrisch isolierendes Material wird auf die Wortleitungsschicht aufgebracht. Das elektrisch isolierende Material und die Wortleitungsschicht werden strukturiert, um Wortleitungsstapel zu bilden, die parallel im Abstand zueinander quer zu den flachen Grabenisolationen verlaufen und Seitenwände sowie Zwischenräume zwischen ihnen aufweisen. Dotierstoffatome werden in selbstjustierter Weise zu den Wortleitungsstapeln implantiert, um Source-/Drain-Bereiche zu bilden. Eine laterale Wortleitungsisolation wird auf die Seitenwände der Wortleitungsstapel aufgebracht. In die Zwischenräume zwischen den Wortleitungsstapeln wird ein dielektrisches Material eingefüllt. Eine Maske mit streifenartigen Anteilen über den flachen Grabenisolationen und Öffnungen zwischen den Streifen wird aufgebracht. Die Maske wird verwendet, um das dielektrische Material in Bereichen zwischen den Wortleitungsstapeln und zwischen den flachen Grabenisolationen bis hinunter auf die Oberfläche des Substrates in Bereichen der Source-/Drain-Bereiche zu entfernen, wobei restliche Anteile des dielektrischen Materiales stehen bleiben, um dielektrische Gitter zwischen den Wortleitungsstapeln zu bilden. Spacer aus dielektrischem Material werden auf Seitenwänden der Wortleitungsstapel und der dielektrischen Gitter gebildet, wobei Bereiche der Hauptseite über den Source-/Drain-Bereichen frei bleiben. Eine Siliziumschicht wird epitaktisch auf der Hauptseite zwischen den Spacern aufgewachsen. Für die Bitleitungen vorgesehene Kontakte werden auf die Siliziumschicht aufgebracht.
  • Weitere Verfahrensschritte können die Ausbildung einer Silizidschicht auf der Siliziumschicht umfassen sowie das Aufbringen einer Metallschicht auf die Silizidschicht. Die Me tallschicht wird gegebenenfalls zu den lokalen Zwischenverbindungen strukturiert. Bitleitungen werden quer zu den Wortleitungsstapeln verlaufend aufgebracht, sodass sie die lokalen Zwischenverbindungen kontaktieren.
  • Die lokalen Zwischenverbindungen, die in der Metallschicht ausgebildet werden, können ähnlich zum oben beschriebenen Stand der Technik so angeordnet werden, dass in einem ersten Quadrupel von Speicherzellen mit einer ersten Speicherzelle, einer Speicherzelle, die in der Richtung der Wortleitungen zu der ersten Speicherzelle benachbart ist, sowie einer dritten Speicherzelle und einer vierten Speicherzelle, die in einer Richtung der Bitleitungen jeweils zu der ersten und zweiten Speicherzelle benachbart sind, und mit einem ersten Source/Drain-Bereich der ersten Speicherzelle, einem ersten Source/Drain-Bereich der zweiten Speicherzelle, einem ersten Source-/Drain-Bereich der dritten Speicherzelle und einem ersten Source-/Drain-Bereich der vierten Speicherzelle, wobei die ersten Source-/Drain-Bereiche elektrisch über eine erste der lokalen Zwischenverbindungen angeschlossen sind und wobei die Speicherzellen des Quadrupels erste Speicherzellen eines zweiten, dritten, vierten und fünften Quadrupels von Speicherzellen, die entsprechend dem ersten Quadrupel angeordnet sind, bilden, ein zweiter Source-/Drain-Bereich jeder der Speicherzellen des ersten Quadrupels elektrisch verbunden ist mit ersten Source-/Drain-Bereichen einer zweiten, dritten und vierten Speicherzelle des jeweiligen zweiten, dritten, vierten oder fünften Quadrupels von Speicherzellen mittels einer zweiten, dritten, vierten und fünften lokalen Zwischenverbindung.
  • Dieses Verfahren hat u. a. die Vorteile, dass das schwierige Aufbringen der Maske aus Fotolackinseln für einen LOCHIS- Kontaktprozess und die Kurzschlüsse infolge von Hohlräumen in der BPSG-Schicht vermieden werden mittels eines in dem Kontaktloch angebrachten Spacers, der in dem Kontaktloch eine Siliziumfläche für ein selektives Wachstum epitaktischen Siliziums genau festlegt. Der Vorreinigungsschritt hierfür erschwerte die Integration dieses Prozesses in bisherige Herstellungstechnologien, da die Stufenhöhe der flachen Grabenisolationen kritisch für die Betriebseigenschaften der NROM-Zellen ist. Darüber hinaus ermöglicht die erhöhte Siliziumfläche eine vereinfachte Integration des Salizid-Prozesses, um den Kontaktwiderstand deutlich zu reduzieren, ohne dass die flachen pn-Übergänge durch Silizidkörner im Substrat kurzgeschlossen werden. Damit kann ein 70-nm-Prozess für NROM-Zellen realisiert werden.
  • Es folgt eine genauere Beschreibung von Beispielen des Verfahrens anhand der beigefügten Figuren.
  • Die 1 zeigt einen Querschnitt einer Draufsicht auf das Speicherbauelement mit lokalen Zwischenverbindungen zu oberen Bitleitungen.
  • Die 2 zeigt eine Draufsicht auf das Bauelement gemäß 1 einschließlich der Anordnung der Bitleitungen.
  • Die 3 zeigt einen Querschnitt eines ersten Zwischenproduktes quer zur Richtung der Wortleitungen.
  • Die 4 zeigt eine Draufsicht gemäß den 1 und 2 nach dem Aufbringen einer Maske.
  • Die 5 zeigt den Querschnitt gemäß der 3, der in der 4 markiert ist, eines weiteren Zwischenproduktes nach der Bildung von Seitenwandspacern.
  • Die 6 zeigt den Querschnitt des Zwischenproduktes gemäß der 5 zwischen zwei benachbarten Wortleitungen.
  • Die 7 zeigt die Draufsicht gemäß der 4 nach dem Aufbringen von Seitenwandspacern und dem Entfernen der Maske.
  • Die 8 zeigt den Querschnitt gemäß der 5 nach einem epitaktischen Wachstumsprozess.
  • Die 9 zeigt den Querschnitt gemäß der 6 eines Zwischenproduktes gemäß der 8.
  • Die 10 zeigt den Querschnitt gemäß der 8 nach dem Aufbringen lokaler Zwischenverbindungen.
  • Die 11 zeigt den Querschnitt gemäß der 9 nach dem Aufbringen lokaler Zwischenverbindungen.
  • Die 3 zeigt einen Querschnitt senkrecht zu den Wortleitungsstapeln des Bauelementes. In dem Siliziumsubstrat 7 werden Source-/Drain-Bereiche 8 durch eine Implantation von Dotierstoffatomen selbstjustiert zu den Wortleitungsstapeln ausgebildet. Die Wortleitungsstapel umfassen ein Gate-Dielektrikum 9, das eine Speicherschicht enthalten kann, insbesondere eine Speicherschichtfolge aus dielektrischen Materialien, die für Charge-Trapping geeignet sind. Eine erste Wortleitungsschicht 10 wird vorzugsweise aus Polysilizium gebildet, das elektrisch leitfähig dotiert wird. Eine zweite Wortleitungsschicht 11 kann vorgesehen werden, um den Bahnwi derstand zu verringern. Diese zweite Wortleitungsschicht 11 kann Metall oder Metallsilizid sein. Eine obere Wortleitungsisolation 12 kann aus Siliziumnitrid oder einem anderen dielektrischen Material gebildet werden. Dieses Material kann insbesondere so ausgewählt werden, dass es für eine Hardmaske geeignet ist, die zur Bildung der Wortleitungsstapel verwendet wird. Die seitliche Wortleitungsisolation 3 wird vorzugsweise in der Form von Seitenwandspacern angebracht und kann als Maske verwendet werden, falls eine zweite Implantation für die Source-/Drain-Bereiche vorgenommen wird. Die Wortleitungsstapel und die dazwischen vorhandenen Zwischenräume werden mit einem dielektrischen Material 13 bedeckt bzw. gefüllt. Das dielektrische Material 13 kann z. B. Borphosphorsilikatglas oder ein aus einem Phosphor-Hochdichteplasma (PHDP) abgeschiedenes Material sein.
  • Die 4 zeigt eine Draufsicht auf eine oberseitige Struktur des Zwischenproduktes gemäß der 3 nach dem Aufbringen einer Maske 14 und einem nachfolgenden Ätzschritt. Die Maske weist Öffnungen 15 zwischen streifenförmigen Anteilen auf, die über den flachen Grabenisolationen 1 verlaufen. Vorzugsweise besitzen die Öffnungen 15 laterale Abmessungen quer zu ihrer streifenförmigen Ausdehnung, die geringfügig größer sind als die seitlichen Abmessungen der aktiven Bereiche, die sich zwischen den flachen Grabenisolationen 1 befinden. Das bedeutet, dass Randbereiche der flachen Grabenisolationen 1 nicht von den Streifen der Maske 14 bedeckt werden. Die Querschnitte, die in der 4 markiert sind, sind in den 5 und 6 dargestellt.
  • Die 5 zeigt den Querschnitt quer zu den Wortleitungen nach dem Ätzschritt, mit dem Öffnungen in das dielektrische Material 13 geätzt werden. In dem in der 5 dargestell ten Beispiel ist das dielektrische Material 13 von der oberen Wortleitungsisolation 12 vollständig entfernt worden. Statt dessen kann das dielektrische Material 13 auf der oberen Wortleitungsisolation 12 verbleiben, um die Isolation zu verstärken. Die 5 zeigt den Querschnitt in dem Bereich der Öffnung 15 der Maske 14, nachdem die Maske entfernt worden ist. Hier wurde das dielektrische Material 13 über den Source-/Drain-Bereichen 8 vollständig entfernt. In den Öffnungen zwischen den Wortleitungsstapeln und den restlichen Anteilen des dielektrischen Materiales werden Seitenwand-Spacer 16 aus dielektrischem Material durch eine konforme Abscheidung des Spacermaterials und nachfolgendes anisotropes Ätzen gebildet.
  • Die 6 zeigt einen Querschnitt des Zwischenproduktes gemäß der 5 in einer Richtung senkrecht zum Querschnitt der 5 zwischen zwei benachbarten Wortleitungsstapeln. Die 6 zeigt die periodische Abfolge der flachen Grabenisolationen 1, der Source-/Drain-Bereiche 8 dazwischen und der restlichen Anteile des dielektrischen Materiales, die jetzt ein dielektrisches Gitter 17 bilden. Die Seitenwände des dielektrischen Gitters 17 sind auch mit den Seitenwand-Spacern 16 bedeckt. In einer bevorzugten Ausführungsform bedeckt das dielektrische Gitter 17 die flachen Grabenisolationen 1 nicht vollständig, sondern die einzelnen Elemente des Gitters sind geringfügig schmaler als die flachen Grabenisolationen. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Bildung der Spacer so erfolgt, dass die unteren Anteile der Spacer äußere Begrenzungen aufweisen, die sich genau an der Grenze zwischen den flachen Grabenisolationen 1 und den Source-/Drain-Bereichen 8 in den aktiven Bereichen befinden. Diese Anordnung ist zwar bevorzugt, aber die üblichen Prozesstoleranzen werden zugestanden. Es ist in jedem Fall bevorzugt, dass die flachen Grabenisolationen 1 vollständig von dem dielektri schen Gitter 17 einschließlich der Spacer 16 bedeckt werden. Die Spacer 16 sind vorzugsweise Nitrid. Die Spacer 16 stellen sicher, dass etwaige Hohlräume in dem Material des dielektrischen Gitters 17 bedeckt und verschlossen werden, sodass keine Kurzschlüsse zwischen zueinander benachbarten lokalen Zwischenverbindungen auftreten.
  • Die 7 zeigt die Draufsicht gemäß der 4 nach der Bildung der Spacer 16. Die 7 zeigt deutlich, dass die Spacer die Seitenwände der Öffnungen zwischen den benachbarten Wortleitungen 2 sowie die Elemente des dielektrischen Gitters 17 bedecken.
  • Die 8 zeigt den Querschnitt gemäß der 5 nach einem epitaktischen Wachstum einer Siliziumschicht 18 auf den freien Oberflächen der Source-/Drain-Bereiche 8 in den Öffnungen zwischen den Wortleitungsstapeln und den dielektrischen Gittern 17. Vorzugsweise wird die Siliziumschicht 18 bis auf eine Höhe gerade unterhalb der oberen Kanten der oberen Wortleitungsisolation 12 gewachsen.
  • Die 9 ist der Querschnitt gemäß der 6 des Zwischenproduktes gemäß der 8 und zeigt, dass die Siliziumschicht 18 unabhängige Teile aufweist, die voneinander getrennt und elektrisch durch das dielektrische Gitter 17 voneinander isoliert sind.
  • Wie in dem Querschnitt der 10 gezeigt ist, wird ein leitfähiges Kontaktmaterial, vorzugsweise ein Metall wie Ti, Co oder Ni, auf die Oberseite der Siliziumschicht 18 aufgebracht, um ein Metallsilizid mittels eines Salizidprozesses (self-aligned silicide) zu bilden. Die Silizidschicht 19 weist getrennte Anteile auf den getrennten Anteilen der Sili ziumschicht 18 auf, sodass die elektrischen Verbindungen zu den Source-/Drain-Bereichen 8 nach wie vor elektrisch voneinander isoliert sind. Eine Metallschicht 20 kann dann aufgebracht und strukturiert werden, um die lokalen Zwischenverbindungen auszubilden, auf denen die oberen Bitleitungen kontaktiert werden.
  • Die 11 zeigt den Querschnitt gemäß der 9 des Zwischenproduktes der 10 nach der Fertigstellung der lokalen Zwischenverbindungen. Aus der 11 ist erkennbar, dass die elektrischen Leiter in der Schichtebene der Metallschicht 20 über dem dielektrischen Gitter 17 jede zweite flache Grabenisolation überbrücken. Die Metallschicht 20 kann statt dessen in einer solchen Weise strukturiert werden, dass jeder Source-/Drain-Bereich einzeln kontaktiert wird. In weiteren Verfahrensschritten wird eine dielektrische Deckschicht oder Passivierung aufgebracht, in der die Bitleitungen strukturiert werden.
  • 1
    flache Grabenisolation
    2
    Wortleitung
    3
    laterale Wortleitungsisolation
    4
    Bitleitung
    5
    Bitleitungskontakt
    6
    lokale Zwischenverbindung
    7
    Substrat
    8
    Source-/Drain-Bereich
    9
    Gate-Dielektrikum
    10
    erste Wortleitungsschicht
    11
    zweite Wortleitungsschicht
    12
    obere Wortleitungsisolation
    13
    dielektrisches Material
    14
    Maske
    15
    Öffnung
    16
    Spacer
    17
    dielektrisches Gitter
    18
    Siliziumschicht
    19
    Silizidschicht
    20
    Metallschicht

Claims (6)

  1. Verfahren zur Herstellung von Halbleiterspeicherbauelementen mit Bitleitungskontakten an Source-/Drain-Bereiche, bei dem ein Substrat (7) aus Silizium mit einer Hauptseite mit parallel im Abstand zueinander angeordneten flachen Grabenisolationen (1) versehen wird, ein Gate-Dielektrikum (9) mit einer Speicherschicht auf der Hauptseite gebildet wird, zumindest eine elektrisch leitfähige Wortleitungsschicht (10, 11) auf dem Gate-Dielektrikum (9) aufgebracht wird, zumindest ein elektrisch isolierendes Material (12) auf der mindestens einen Wortleitungsschicht (10, 11) aufgebracht wird, das elektrisch isolierende Material (12) und die mindestens eine Wortleitungsschicht (10, 11) strukturiert werden, um parallel im Abstand zueinander quer zu den flachen Grabenisolationen (1) verlaufende Wortleitungsstapel zu bilden, die Seitenwände aufweisen und zwischen denen sich Zwischenräume befinden, eine Implantation von Dotierstoffatomen selbstjustiert zu den Wortleitungsstapeln eingebracht wird, um in dem Substrat (7) Source-/Drain-Bereiche (8) zu bilden, eine seitliche Wortleitungsisolation (3) auf den Seitenwänden der Wortleitungsstapel angebracht wird, ein dielektrisches Material (13) in die Zwischenräume zwischen den Wortleitungsstapeln eingefüllt wird, eine Maske (14) auf dem dielektrischen Material (13) aufgebracht wird, die Öffnungen (15) zwischen streifenförmigen Anteilen aufweist, die oberhalb der flachen Grabenisolationen (1) verlaufen, die Maske (14) verwendet wird, um das dielektrische Material (13) in Bereichen zwischen den Wortleitungsstapeln und zwischen den flachen Grabenisolationen (1) zu entfernen bis hinunter auf die Hauptseite des Substrates (7) im Bereich der Source-/Drain-Bereiche (8), wobei restliche Anteile des dielektrischen Materiales (13) als dielektrische Gitter (17) zwischen den Wortleitungsstapeln stehen bleiben, Spacer (16) aus dielektrischem Material auf den Seitenwänden der Wortleitungsstapel und des dielektrischen Gitters (17) gebildet werden, wobei Bereiche der Hauptseite über den Source-/Drain-Bereichen (8) frei bleiben, eine Siliziumschicht (18) auf der Hauptseite zwischen den Spacern (16) epitaktisch aufgewachsen wird und Bitleitungskontakte auf der Siliziumschicht (18) angebracht werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Silizidschicht (19) auf der Siliziumschicht (18) gebildet wird, eine Metallschicht (20) auf die Silizidschicht (19) aufgebracht wird, die Metallschicht (20) zu lokalen Zwischenverbindungen (6) strukturiert wird und Bitleitungen (4) quer zu den Wortleitungsstapeln aufgebracht und mit den lokalen Zwischenverbindungen (6) kontaktiert werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die lokalen Zwischenverbindungen (6) so angeordnet werden, dass in einem ersten Quadrupel von Speicherzellen mit einer ersten Speicherzelle, einer Speicherzelle, die in der Richtung der Wortleitungen (2) zu der ersten Speicherzelle benachbart ist, sowie einer dritten Speicherzelle und einer vierten Speicherzelle, die in einer Richtung der Bitleitungen (4) jeweils zu der ersten und zweiten Speicherzelle benachbart sind, und mit einem ersten Source-/Drain-Bereich (8) der ersten Speicherzelle, einem ersten Source-/Drain-Bereich (8) der zweiten Speicherzelle, einem ersten Source-/Drain-Bereich (8) der dritten Speicherzelle und einem ersten Source-/Drain-Bereich (8) der vierten Speicherzelle, wobei die ersten Source-/Drain-Bereiche (8) elektrisch über eine erste der lokalen Zwischenverbindungen (6) angeschlossen sind und wobei die Speicherzellen des Quadrupels erste Speicherzellen eines zweiten, dritten, vierten und fünften Quadrupels von Speicherzellen, die entsprechend dem ersten Quadrupel angeordnet sind, bilden, ein zweiter Source-/Drain-Bereich (8) jeder der Speicherzellen des ersten Quadrupels elektrisch verbunden ist mit ersten Source-/Drain-Bereichen (8) einer zweiten, dritten und vierten Speicherzelle des jeweiligen zweiten, dritten, vierten oder fünften Quadrupels von Speicherzellen mittels einer zweiten, dritten, vierten und fünften lokalen Zwischenverbindung (6).
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem Borphosphorsilikatglas verwendet wird, um die Zwischenräume zwischen den Wortleitungsstapeln mit einem dielektrischen Material (13) zu füllen.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Spacer (16) so gebildet werden, dass der Bereich der Hauptseite, der sich über den Source-/Drain-Bereichen (8) befindet, frei bleibt und die flachen Grabenisolationen (1) von den Wortleitungsstapeln, den Spacern (16) und den dielektrischen Gittern (17) vollständig bedeckt sind.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Spacer (16) aus Siliziumnitrid gebildet werden.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5768192A (en) * 1996-07-23 1998-06-16 Saifun Semiconductors, Ltd. Non-volatile semiconductor memory cell utilizing asymmetrical charge trapping
US6011725A (en) * 1997-08-01 2000-01-04 Saifun Semiconductors, Ltd. Two bit non-volatile electrically erasable and programmable semiconductor memory cell utilizing asymmetrical charge trapping
WO2004053982A2 (en) * 2002-12-12 2004-06-24 Infineon Technologies Ag Semiconductor memory and fabrication method
US20050009272A1 (en) * 2003-06-24 2005-01-13 Chun Chen Self-aligned silicide for word lines and contacts

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5998822A (en) * 1996-11-28 1999-12-07 Nippon Steel Semiconductor Corp. Semiconductor integrated circuit and a method of manufacturing the same
KR100331848B1 (ko) * 1999-07-20 2002-04-09 박종섭 반도체 소자의 콘택 패드 형성 방법
US6469935B2 (en) * 1999-08-05 2002-10-22 Halo Lsi Design & Device Technology, Inc. Array architecture nonvolatile memory and its operation methods
US6689658B2 (en) * 2002-01-28 2004-02-10 Silicon Based Technology Corp. Methods of fabricating a stack-gate flash memory array
KR100443917B1 (ko) * 2002-07-12 2004-08-09 삼성전자주식회사 다마신 게이트 및 에피택셜공정을 이용한 반도체메모리장치 및 그의 제조방법
US6972226B2 (en) * 2004-03-31 2005-12-06 Infineon Technologies Ag Charge-trapping memory cell array and method for production
US7214983B2 (en) * 2004-11-24 2007-05-08 Macronix International Co., Ltd. Non-volatile memory and fabricating method thereof
US7320934B2 (en) * 2005-06-20 2008-01-22 Infineon Technologies Ag Method of forming a contact in a flash memory device
US7462534B2 (en) * 2005-08-02 2008-12-09 Micron Technology, Inc. Methods of forming memory circuitry

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5768192A (en) * 1996-07-23 1998-06-16 Saifun Semiconductors, Ltd. Non-volatile semiconductor memory cell utilizing asymmetrical charge trapping
US6011725A (en) * 1997-08-01 2000-01-04 Saifun Semiconductors, Ltd. Two bit non-volatile electrically erasable and programmable semiconductor memory cell utilizing asymmetrical charge trapping
WO2004053982A2 (en) * 2002-12-12 2004-06-24 Infineon Technologies Ag Semiconductor memory and fabrication method
US20050009272A1 (en) * 2003-06-24 2005-01-13 Chun Chen Self-aligned silicide for word lines and contacts

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