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Bei
der Entwicklung integrierter Halbleiterschaltkreise stellt die Verkleinerung
von Bauelementabmessungen ein wichtiges Entwicklungsziel dar, um
die Anzahl integrierter Schaltkreise auf einer Halbleiterscheibe
zu erhöhen
und damit die Herstellungskosten pro integriertem Schaltkreis zu
reduzieren. Beispielsweise ermöglicht
eine Verkleinerung einer Belichtungswellenlänge der in einen Prozessablauf
integrierten Photolithographie eine Verkleinerung einer minimalen
Strukturgröße wie z.
B. einer Gatelänge
oder einer Breite von Leiterbahnen. Somit können die Abmessungen einer
einzelnen Speicherzelle in einem Speicherzellenfeld reduziert werden,
was mit einer Erhöhung
der Speicherdichte und einer Senkung der Herstellungskosten pro
Speicherbit verknüpft
ist.
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Mit
der zunehmenden Strukturverkleinerung werden an Isolationsanordnungen
wie z. B. STI (Shallow Trench Isolation, Grabenisolation) und Spacer
hohe Anforderungen gestellt, da die Isolationsanordnungen bei einer
Strukturverkleinerung zunehmend dünner werden und dennoch eine
elektrische Isolation zwischen Halbleitergebieten unterschiedlichen
Potentials sicherstellen sollen.
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Die
nachfolgende Beschreibung betrifft eine Isolationsanordnung sowie
ein Verfahren zur Herstellung derselben.
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Eine
Ausführungsform
betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Isolationsanordnung
durch Bereitstellen eines Substrats mit Gräben und Mesagebieten und Hilfsstrukturen
auf den Mesagebieten. Hieran schließt sich ein Vorsehen einer
ersten Isolationsstruktur an, welche Seitenwände und einen Bodenbereich der
Gräben
und wenigstens teilweise Seitenwände
der Hilfsstrukturen bedeckt. Das Verfahren beinhaltet zudem ein
Vorsehen eines Liners auf der ersten Isolationsstruktur sowie ein
Füllen
der Gräben
und von Lücken
zwischen den Hilfsstrukturen mit einer zweiten Isolationsstruktur,
wonach die zweite Isolationsstruktur rückgebildet wird und obere Abschnitte
des Liners freigelegt werden.
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Das
Substrat kann beispielsweise als Halbleitersubstrat in Form einer
Siliziumscheibe ausgebildet sein. Ebenso kann das Substrat in beliebiger
Weise vorprozessiert sein. In diesem Zusammenhang können etwa
Halbleiterzonen innerhalb der Mesagebiete ausgebildet sein. Die
Gräben
erstrecken sich von einer Oberfläche
in das Substrat hinein und können
in geeigneter Weise dimensioniert sein, um darin eine Grabenisolation
wie STI auszubilden. Die Mesagebiete können streifenförmig verlaufen
und durch ebenso streifenförmig
verlaufende Gräben
voneinander getrennt sein. Die erste Isolationsstruktur kann sich
etwa von den Seitenwänden
innerhalb der Gräben
entlang der Seitenwände
der Hilfsstruktur erstrecken. Ein Höhenniveau, bis zu dem die Seitenwände der
Hilfsstruktur von der ersten Isolationsstruktur bedeckt werden,
kann dadurch festgelegt werden, indem die erste Isolationsstruktur
zunächst
die Hilfsstruktur vollständig
bedeckt und daraufhin bis zum gewünschten Höhenniveau rückgebildet wird, z. B. unter
Zuhilfenahme einer Opferfüllung,
welche die Gräben
und eine Lücke
zwischen den Hilfsstrukturen bis zum gewünschten Höhenniveau füllt.
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Die
Hilfsstruktur kann beispielsweise aus mehreren Lagen bestehen, die
sich hinsichtlich ihrer Materialzusammensetzung unterscheiden können. Einige
oder alle Lagen der Hilfsstruktur können in späteren Prozessschritten wieder
entfernt werden. Der Liner bedeckt die erste Isolationsstruktur
in Form eines Films oder einer Abdeckungsschicht. Das Füllen der
Gräben
und der Lücke
zwischen den Hilfsstrukturen mit der zweiten Isolationsstruktur
kann beispielsweise in zwei Stufen erfolgen, nämlich über ein Abscheiden eines die
zweite Isolationsstruktur ausbildenden Materials gefolgt von z.
B. einem chemisch-mechanischen
Polierschritt (CMP-Schritt), wodurch das Material bis zu einer Oberseite
der Hilfsstrukturen oder aber auch bis zu einer Oberseite von einer
der Lagen der Hilfsstrukturen zurückgebildet wird. Eine Änderung
im polierten Material während des
CMP-Schritts kann beispielsweise als Endpunkt für den Poliervorgang herangezogen
werden. Ein derartiger Endpunkt könnte etwa dann erreicht sein, falls
nach dem Polieren einer Lage aus Siliziumoxid eine Lage aus Siliziumnitrid
freigelegt ist. Als Materialien für die erste und zweite Isolationsstruktur
eignen sich beispielsweise isolierende Materialien, die an Seitenwänden und
in einem Bodenbereich von Gräben
erzeugt werden können.
Hierbei kann es sich um Oxide handeln, die mit HDP (High Density
Plasma), HARP (High Aspect Ratio Process) oder auch LPCVD (Low Pressure
Chemical Vapor Deposition) erzeugt werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform werden
die freigelegten oberen Abschnitte des Liners entfernt. Ein Entfernen
des Liners kann sich beispielsweise bis zu einem Höhenniveau
erstrecken, bis zu dem die zweite Isolationsstruktur entfernt wurde.
In diesem Fall weisen der Liner sowie die zweite Isolationsstruktur
eine gemeinsame Oberseite auf.
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Die
zweite Isolationsstruktur kann sowohl bis maximal zu einer Oberseite
der Mesagebiete rückgebildet
werden oder auch Darunter.
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Die
erste Isolationsstruktur kann zudem einen unteren Bereich des Grabens
füllen.
Ein derartiges Füllen
des unteren Bereichs des Grabens kann beispielsweise prozesstechnisch
bedingt sein, etwa falls eine Aufwachsrate der ersten Isolationsstruktur an
den Seitenwänden
kleiner ist als eine Aufwachsrate beim Füllen des Grabens vom Bodenbereich
her.
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Beispielsweise
kann die erste Isolationsstruktur in einem Bodenbereich der Gräben rückgebildet
werden. Somit bedeckt die erste Isolationsstruktur lediglich die
Seitenwände
der Gräben.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform werden
die Hilfsstrukturen vor dem Freilegen der Linerabschnitte teilweise
entfernt und zu Nutzstrukturen verstärkt. Hierbei können die
Hilfsstrukturen etwa im Zusammenhang mit dem Vorsehen der zweiten Isolationsstruktur
rückgebildet
werden, z. B. über
einen CMP-Prozess
oder einen Ätzprozess,
der bestimmte Lagen der Hilfsstrukturen angreift. Als Hilfsstrukturen
werden hierin Strukturen bezeichnet, die während der Fertigung einer Halbleitervorrichtung teilweise
oder auch vollständig
entfernt werden. Als Nutzstrukturen werden hierin Strukturen bezeichnet, die
strukturelle Bestandteile der fertig gestellten Halbleitervorrichtung
ausbilden. Derartige strukturelle Bestandteile der Halbleitervorrichtung
können
beispielsweise Gateelektroden, Isolationsschichten oder Halbleiterschichten
sein.
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Bei
einer Ausführungsform
sind die Nutzstrukturen als Floating-Gates vorgesehen. Die Floating-Gates
sind beispielsweise struktureller Bestandteil einer nichtflüchtigen
Floating-Gate Speichervorrichtung wie einer Floating-Gate NAND Flash-Speichervorrichtung.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
wird ein Material des Liners aus einer Gruppe bestehend aus Siliziumnitrid,
Polysilizium und Hafniumoxid ausgewählt.
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Die
Materialien des Liners und der zweiten Isolationsstruktur werden
beispielsweise derart gewählt,
dass die zweite Isolationsstruktur selektiv zum Liner geätzt werden
kann. Werden die Isolationsstrukturen beispielsweise aus Siliziumoxid
gebildet, so kann der Liner aus Siliziumnitrid gebildet sein. Eine
Auswahl von Materialien für
den Liner kann beispielsweise im Hinblick auf eine möglichst
niedrige Dielektrizitätskonstante
und/oder geringe Elektronenhaftstellenkonzentration erfolgen. Eine
Dicke des Liners kann etwa unter Berücksichtigung der im Verfahrensablauf
erzielbaren Ätzselektivitäten, z.
B. der Ätzselektivität zwischen
der zweiten Isolationsstruktur und dem Liner oder auch unter Berücksichtigung weiterer Ätzschritte
im Prozessablauf, z. B. zum Rückbilden
der Hilfsstrukturen, geeignet gewählt werden. Bei einem Liner
aus Siliziumnitrid kann die Dicke beispielsweise im Bereich von
0.1 nm bis 5 nm gewählt
werden.
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Eine
weitere Ausführungsform
gibt ein Verfahren zum Herstellen einer nichtflüchtigen Speichervorrichtung
an durch Bereitstellen eines Substrats mit Gräben und Mesagebieten und Hilfsstrukturen auf
den Mesagebieten. Als weitere Verfahrensschritte schließen sich
ein Vorsehen einer ersten Isolationsstruktur, welche Seitenwände und
einen Bodenbereich der Gräben
und wenigstens teilweise Seitenwände
der Hilfsstrukturen bedeckt sowie ein Vorsehen eines Liners auf
der ersten Isolationsstruktur an. Ebenso werden die Gräben und
Lücken
zwischen den Hilfsstrukturen mit einer zweiten Isolationsstruktur
gefüllt,
wonach die zweite Isolationsstruktur rückgebildet wird und obere Abschnitte
des Liners freigelegt werden. Zusätzlich werden Floating-Gates
mindestens teilweise anstelle der Hilfsstrukturen ausgebildet. Verbleibende
Teile der Hilfsstrukturen können Bestandteile
der Floating-Gates bilden.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
bilden untere Abschnitte der Hilfsstrukturen jeweils einen Teil
des jeweiligen Floating-Gates aus und jeweils ein oberer Abschnitt
der Hilfsstrukturen oberhalb des jeweiligen unteren Abschnitts wird
entfernt und vor dem wenigstens teilweisen Freilegen des Liners
wird jeweils ein zweiter Teil des Floating-Gates ausgebildet. Die
Materialien des ersten und zweiten Teils des Floating-Gates können übereinstimmen. Die
ersten und zweiten Teile des Floating-Gates bilden gemeinsam das
Floating-Gate als Nutzstruktur aus. Entlang der Mesagebiete können sich
beispielsweise NAND Strings einer Floating-Gate NAND Flash-Speichervorrichtung
erstrecken. Ein Steuergate kann die Lücken zwischen benachbarten
Floating-Gates mit einer zwischen liegenden dielektrischen Schicht
wie z. B. einer ONO-(Oxid-Nitrid-Oxid-)Schicht
füllen.
Ein die Lücken
zwischen benachbarten Floating-Gates füllender Teil des Steuergates
ermöglicht
eine Potential-Entkopplung zwischen benachbarten Floating-Gates
als auch eine vorteilhafte elektrische Kopplung des Steuergates zum
Floating-Gate.
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Eine
weitere Ausführungsform
betrifft eine Isolationsanordnung mit einer ersten Isolationsstruktur,
welche wenigstens Seitenwände
eines in einem Substrat ausgebildeten Grabens bedeckt und sich oberhalb
einer Substratoberfläche
als Spacer erstreckt. Die Isolationsanordnung weist ebenso einen die
erste Isolationsstruktur wenigstens innerhalb des Grabens bedeckenden
Liner auf, als auch eine den Graben wenigstens teilweise füllende zweite
Isolationsstruktur. Die Isolationsanordnung eignet sich somit zur
Isolation von Strukturen innerhalb oder oberhalb der Gräben von
weiteren Strukturen innerhalb oder oberhalb von benachbarten Mesagebieten.
Somit lässt
sich beispielsweise eine vorteilhafte elektrische Isolation zwischen
einer zur Substratoberfläche reichenden
Steuerelektrode eines NAND Flash-Speichers zum Halbleitersubstrat
erzielen.
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Der
Spacer kann beispielsweise vom Liner bedeckt sein.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
endet die zweite Isolationsstruktur auf Höhe oder über der Substratoberfläche. Wird
hierbei auf der zweiten Isolationsstruktur eine leitfähige Struktur
erzeugt, so liegt deren Unterseite über der Substratoberfläche. Eine
direkte laterale Verbindung zwischen der leitfähigen Struktur und dem Substrat
und hiermit möglicherweise
verbundene Einbußen
in der Durchbruchsfeldstärke
können
dadurch vermieden werden. Eine kürzeste
Verbindung zwischen dem Substrat, das z. B. eine Halbleiterzone
von Speicherzellentransistoren beinhalten kann, sowie der leitfähigen Struktur,
die z. B. als Steuerelektrode einer nichtflüchtigen Speicherzelle ausgebildet
sein kann, erfolgt quer durch den Spacer hindurch. Durch geeignete
Dimensionierung des Spacers lässt
sich eine gewünschte
Spannungsfestigkeit zwischen dem Substrat und der leitfähigen Struktur
erzielen. Wird der Spacer zusätzlich
vom Liner bedeckt, so trägt
der Liner, sofern dieser aus einem isolierenden Material besteht,
zusätzlich
zur Spannungsfestigkeit zwischen dem Substrat und der leitfähigen Struktur
bei.
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Ebenso
kann die zweite Isolationsstruktur jedoch auch unterhalb der Substratoberfläche des
Mesagebiets enden.
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Eine
weitere Ausführungsform
betrifft eine nichtflüchtige
Speichervorrichtung mit einer ersten Isolationsstruktur, welche
wenigstens Seitenwände eines
in einem Substrat ausgebildeten Grabens bedeckt und sich oberhalb
einer Substratoberfläche
als Spacer entlang einer Seitenwand eines Floating-Gates erstreckt.
Die nichtflüchtige
Speichervorrichtung weist zudem einen die erste Isolationsstruktur
wenigstens innerhalb des Grabens bedeckenden Liner auf als auch
eine den Graben wenigs tens teilweise füllende zweite Isolationsstruktur.
Der Graben kann als Shallow-Trench-Isolation ausgebildet sein, um
benachbarte Streifen aktiver Gebiete mit Speicherzellen, z. B. NAND
Strings, elektrisch voneinander zu isolieren. Der Spacer ermöglicht eine
Erhöhung
der Spannungsfestigkeit zwischen dem Substrat und einer an den Spacer
angrenzenden leitfähigen
Struktur wie etwa einer Steuerelektrode.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
wird der Spacer vom Liner bedeckt. Wird der Liner aus einem dielektrischen
Material ausgebildet, so kann dieser auch zur Erhöhung der
Spannungsfestigkeit zwischen dem Substrat und der leitfähigen Struktur
beitragen.
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Eine
weitere Ausführungsform
betrifft eine Speicherkarte mit einer nichtflüchtigen Speichervorrichtung,
welche oben beschriebene Merkmale aufweist.
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Eine
weitere Ausführungsform
gibt ein elektrisches Gerät
an mit einer Speicherkartenschnittstelle, einem mit der Speicherkartenschnittstelle
verbundenen Speicherkartensteckplatz und einer auf den Speicherkartensteckplatz
steckbaren Speicherkarte, wobei die Speicherkarte oben beschriebene
Merkmale aufweist. Bei dem elektrischen Gerät kann es sich um einen Personalcomputer
(PC), eine digitale Bildkamera, eine digitale Videokamera, ein Mobiltelefon,
ein tragbares Medienabspielgerät
wie ein MP3-Abspielgerät
oder auch um einen PDA (Personal Digital Assistant) handeln.
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Nachfolgend
werden Ausführungsformen der
Erfindung beispielhaft mit Bezug auf begleitende Abbildungen beschrieben.
Es zeigen:
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1A bis 1K schematische
Querschnittsansichten eines Substratausschnitts während verschiedener
Prozessstadien zur Ausbildung einer Isolationsanordnung für eine nichtflüchtige Speichervorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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2A bis 2I schematische
Querschnittsansichten eines Substratausschnitts während verschiedener
Prozessstadien zur Herstellung einer Isolationsanordnung für eine nichtflüchtige Speichervorrichtung
gemäß einer
weiteren Ausführungsform der
Erfindung;
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3 eine
schematische Prozessabfolge zur Herstellung einer Isolationsanordnung
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung;
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4 eine
schematische Ansicht einer Speicherkarte gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung; und
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5 eine
schematische Ansicht eines elektrischen Geräts gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
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In 1A ist
eine schematische Querschnittsansicht eines Substratausschnitts
während eines
Verfahrens zur Ausbildung einer Isolationsanordnung für eine nichtflüchtige Speichervorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung gezeigt. In ein Halbleitersubstrat 1, z.
B. eine Halbleiterscheibe aus Silizium, ragen von einer Oberfläche 2 Graben 3 hinein,
zwischen denen Mesagebiete 4 ausgebildet sind. Auf den
Mesagebieten 4 sind Hilfsstrukturen 5 ausgebildet,
die aus mehreren Lagen wie z. B. einer Tunnelisolationsschicht 6,
einem ersten Teil eines Floating Gates 7, einer Hilfsschicht 8 als
auch einer weiteren Hilfsschicht 9 aufgebaut sein kann.
Beispielhaft können
die Tunnelisolationsschicht 6 aus Siliziumoxid, der erste
Teil des Floating Gates 7 aus Polysilizium, die Hilfsschicht 8 aus
Siliziumnitrid und die weitere Hilfsschicht 9 aus Siliziumoxid
bestehen. Die angegebenen Materialien für die Lagen der Hilfsstruktur 5 als
auch die Abfolge der Lagen dienen lediglich als Beispiel und sind
in keiner Weise beschränkend.
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Zur
Ausbildung einer ersten Isolationsstruktur wird ein isolierendes
Material auf Seitenwände und
einen Bodenbereich der Gräben 3 sowie
auf einer Oberfläche
der Hilfsstruktur 5 erzeugt. Das isolierende Material kann
beispielsweise eine Abfolge mehrerer isolierender Materialienkomponenten
umfassen, z. B. einer ersten isolierenden Materialkomponente, welche
an den Seitenwänden
und dem Bodenbereich der Gräben
anliegt sowie einer weiteren isolierenden Materialkomponente, welche
die Gräben 3 als
auch die Hilfsstruktur 5 umgibt. Die erste isolierende
Materialkomponente kann beispielsweise eine thermische Isolationsschicht 10 sein,
mit Hilfe derer sich prozesstechnisch bedingte strukturelle Schädigungen
der Gräben
im Seitenwand- und Bodenbereich reduzieren lassen. Die weitere isolierende
Materialkomponente in Form einer weiteren Isolationsschicht 11 kann
beispielsweise mit Hilfe von Verfahren erzeugt werden, die sich
zum Auffüllen
und Auskleiden von Gräben
mit hohem Aspektverhältnis eignen.
Beispielhaft kann die thermische Isolationsschicht 10 als
thermisches Oxid ausgebildet sein, wobei strukturelle Schädigungen
nach dem Ausbilden der Gräben
im Seitenwand- und Bodenbereich aufoxidiert werden können. Die über der
thermischen Isolationsschicht 10 ausgebildete weitere Isolationsschicht 11 kann
beispielsweise als HDP-Oxid
ausgebildet sein.
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Bei
der in 1B gezeigten schematischen Querschnittsansicht
des Substratausschnitts sind die Gräben 3 sowie ein Teil
einer Lücke
zwischen benachbarten Hilfsstrukturen 5 mit einer Opferfüllung 12 gefüllt. Die
Opferfüllung 12 kann
beispielsweise als Fotolack ausgebildet werden. Hierbei kann der Fotolack
zunächst
aufgeschleudert werden und in einem späteren Schritt bis zu einem
gewünschten
Höhenniveau
zurückgeätzt werden.
Lässt sich
das Material der Opferfüllung 12 selektiv
zur weiteren Isolationsschicht 11 ätzen, so kann die Opferfüllung rückgebildet
werden, ohne die weitere Isolationsschicht 11 zu entfernen.
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Mit
Bezug auf die schematische Querschnittsansicht des in 1C gezeigten
Substratausschnitts wird die Definition einer ersten Isolationsstruktur 13 erläutert. Nachdem
die weitere Isolationsschicht 11 im Seitenwandbereich der
Hilfsschichten 8 und 9 bis auf ein Höhenniveau
der Opferfüllung 12 entfernt
wurde, verbleibt ein oberer Rest 112 der weiteren Isolationsschicht,
der zusammen mit der Tunnelisolationsschicht 6, dem ersten
Teil des Floating Gates 7 sowie den Hilfsschichten 8 und 9 die
Hilfsstruktur 51 ausbildet. Ein unterer Rest 112 der
weiteren Isolationsschicht bedeckt zusammen mit der thermischen
Isolationsschicht 10 die Seitenwände und den Bodenbereich der
Gräben 3 und
erstreckt sich entlang einer Seitenwand der Hilfsstruktur 51 bis zur
Oberseite der Opferfüllung 12.
Der untere Rest 112 der weiteren Isolationsschicht bildet
zusammen mit der thermischen Isolationsschicht 10 die erste Isolationsstruktur 13 aus.
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Nach
dem Entfernen der Opferfüllung 12 wird
ein Linermaterial 14 auf die erste Isolationsstruktur 13 sowie
die Hilfsstruktur 51 aufgebracht, was der schematischen
Querschnittsansicht des Substratausschnitts in 1D entnommen
werden kann. Das Linermaterial kann beispielsweise Siliziumnitrid
sein.
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Wie
in der schematischen Querschnittsansicht des Substratausschnitts
in 1E gezeigt ist, wird das Linermaterial 14 rückgebildet,
wobei dieses weiterhin die erste Isolationsstruktur 13 in
Form eines Liners 15 bedeckt. Das Rückbilden des Linermaterials 14 kann
beispielsweise auf eine im Zusammenhang mit der Ausbildung der ersten
Isolationsstruktur 13 in 1B und 1C erläuterte Weise
unter Zuhilfenahme einer Opferfüllung
erfolgen.
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Mit
Bezug auf die in 1F gezeigte schematische Querschnittsansicht
des Substratausschnitts wird eine nächste isolierende Materialkomponente 16 zur
Füllung
der Gräben 3 und
der Lücken zwischen
der Hilfsstruktur 51 aufgebracht. Die nächste isolierende Materialkomponente 16 kann beispielsweise
als Siliziumoxid gewählt
sein.
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Nach
dem Auftragen der nächsten
isolierenden Materialkomponente 16 wird diese als auch
ein Teil der Hilfsstruktur 51 rückgebildet, z. B. mit Hilfe
eines chemisch-mechanischen Polierschritts (siehe schematische Querschnittsansicht
des Substratausschnitts von 1G). Nach
dem Rückbilden
von Teilen der nächsten
isolierenden Materialkomponente 16 als auch der Hilfsstruktur 51 verbleibt
ein unterer Rest 17 der nächsten isolierenden Materialkomponente
als auch die Hilfsstruktur 52, welche nunmehr aus der Tunnelisolationsschicht 6,
dem ersten Teil des Floating Gates 7 und der Hilfsschicht 8 besteht. Ein
Rückbilden
der Hilfsstruktur 51 und der nächsten isolierenden Materialkomponente 16 kann
beispielsweise bei Erreichen der als Endpunkt dienenden Hilfsschicht 8 gestoppt
werden.
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Wie
in der schematischen Querschnittsansicht des Substratausschnitts
in 1H gezeigt ist, verbleibt nach dem Entfernen der
Hilfsschicht 8 eine aus der Tunnelisolationsschicht 6 und
dem ersten Teil des Floating Gates 7 aufgebaute Hilfsstruktur 53. Wie
der 1G entnommen werden kann, wird die Hilfsschicht 8 selektiv
zum unteren Rest 17 der nächsten isolierenden Materialkomponente
entfernt. Beim Entfernen der Hilfsschicht 8 ist darauf
zu achten, dass der Liner 15 hierbei nicht in unangemessener
Weise mit entfernt wird. Stimmen beispielsweise die Materialien
der Hilfsschicht 8 und des Liners 15 überein,
so kann einer Beeinträchtigung
des Liners 15 beim Entfernen der Hilfsschicht 8 durch
eine geeignete Wahl einer Linerdicke entgegengewirkt werden.
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Mit
Bezug auf die schematische Querschnittsansicht des Substratausschnitts
in 1I wird die Hilfsstruktur 53 mit einem
zweiten Teil 18 eines Floating Gates verstärkt. Der
erste Teil 7 und der zweite Teil 18 des Floating
Gates bilden das Floating Gate 19 aus. Die ersten und zweiten
Teile 7, 18 des Floating Gates 19 können aus
demselben Material sein, z. B. aus Polysilizium. Ebenso ist es möglich, verschiedene
Materialien für
den ersten Teil 7 und den zweiten Teil 18 des
Floating Gates 19 zu verwenden. Der zweite Teil 18 des
Floating Gates 19 kann beispielsweise in einem Zweistufenprozess
ausgebildet werden, wobei zunächst
ein Material des zweiten Teils 18 bis über den unteren Rest 17 der
nächsten isolierenden
Materialkomponente abgeschieden wird, gefolgt von einem Rückbilden
dieses Materials bis zur Oberseite des unteren Restes 17,
z. B. mittels chemisch-mechanischem Polieren.
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In
der schematischen Querschnittsansicht des Substratausschnitts von 1J wird
der untere Rest 17 der nächsten isolierenden Materialkomponente
teilweise entfernt, z. B. bis zur Oberfläche 2 und bildet eine
zweite Isolationsstruktur 20 aus. Der Teil der ersten Isolationsstruktur 13 im
Seitenwandbereich des Floating Gates 19 bildet einen Spacer 21 aus,
der vom Liner 15 bedeckt ist. Wird in nachfolgenden Prozessschritten
beispielsweise eine Steuerelektrode zwischen benachbarte Floa ting
Gates 19 mit dazwischen liegender dielektrischer Schicht
wie z. B. einer ONO-(Oxid-Nitrid-Oxid-)Schicht aufgefüllt, so
gewährleisten
der Spacer 21 sowie der Liner 15 (sofern dieser
aus einem isolierenden Material besteht) eine Spannungsfestigkeit
der Steuerelektrode zum Mesagebiet 4. Durch geeignete Festlegung
der Dicken des Spacers 21 als auch des Liners 15 lässt sich
eine gewünschte
Spannungsfestigkeit erzielen.
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Optional
zum in 1J gezeigten Prozessstadium
lässt sich
der Liner 15 an der Seitenwand des Spacers 21 entfernen,
was der schematischen Querschnittsansicht des Substratausschnitts
in 1K entnommen werden kann.
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In 2A ist
eine schematische Querschnittsansicht eines Substratausschnitts
während eines
Verfahrens zur Ausbildung einer Isolationsanordnung für eine nichtflüchtige Speichervorrichtung gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung gezeigt. Das in 2A gezeigte
Prozessstadium stimmt im Wesentlichen mit dem Prozessstadium in 1B der
vorherigen Ausführungsform überein, abgesehen
davon, dass die Opferfüllung 12 noch nicht
rückgebildet
wurde. Übereinstimmende
oder ähnliche
Elemente in den Figuren werden mit denselben Bezugskennzeichen versehen.
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Wie
in der schematischen Querschnittsansicht des Substratausschnitts
in 2B gezeigt ist, erfolgt ein Rückbilden der Opferfüllung 12 nicht
selektiv zu den Materialien der weiteren Isolationsschicht 11 sowie
der weiteren Hilfsschicht 9, die etwa beide aus Oxid gebildet
sein können.
Jedoch besteht eine Selektivität
zum Material der Hilfsschicht 8, welche beispielsweise
aus Siliziumnitrid gebildet sein kann. Somit werden beim Rückbilden
der Opferfüllung 12 auch
Teile der weiteren Isolationsschicht 11 sowie die weitere
Hilfsschicht 9 entfernt. Eine verbleibende Hilfsstruktur 54 ist
nunmehr aus der Tunnelisolationsschicht 6, dem ersten Teil
des Floating Gates 7 und der Hilfsschicht 8 aufgebaut.
Der untere Rest 112 der weiteren Isolationsschicht bildet
gemeinsam mit der thermischen Isolationsschicht 10 die
erste Isolationsstruktur 13 aus.
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Nach
dem Entfernen der Opferfüllung 12 wird
der Liner 15 auf der ersten Isolationsstruktur 13 ausgebildet,
was in der schematischen Querschnittsansicht des Substratausschnitts
in 2C gezeigt ist.
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Dem
Ausbilden des Liners 15 schließt sich ein Füllen des
Grabens 13 als auch der Lücke zwischen benachbarten Hilfsstrukturen 54 mit
der nächsten
isolierenden Materialkomponente 16 an, was in der schematischen
Querschnittsansicht des Substratausschnitts in 2D gezeigt
ist.
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Wie
der schematischen Querschnittsansicht des Substratausschnitts in 2E zu
entnehmen ist, wird die nächste
isolierende Materialkomponente bis zur Oberseite der Hilfsstruktur 54 entfernt
und verbleibt als unterer Rest 17.
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Weitere
Verfahrensmerkmale, die zu den in Form schematischer Querschnittsansichten
in 2F–2I gezeigten
Prozessstadien führen, stimmen
mit den Verfahrensmerkmalen der vorherigen Ausführungsform bezüglich der 1H–1K überein,
weshalb an dieser Stelle auf eine Wiederholung der Beschreibung
verzichtet und statt dessen auf die Figurenbeschreibung der 1H–1K verwiesen
wird.
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In 3 ist
ein schematischer Verfahrensablaufplan zur Ausbildung einer Isolationsanordnung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung gezeigt. Zunächst
wird in einem Schritt S10 ein Substrat bereitgestellt mit Gräben und
Mesagebieten sowie Hilfsstrukturen auf den Mesagebieten. Dann erfolgt
in Schritt S11 ein Vorsehen einer ersten Isolationsstruktur, welche
Seitenwände
und einen Bodenbereich der Gräben
und wenigstens teilweise Seitenwände der
Hilfsstrukturen bedeckt. Danach wird in Schritt S12 ein Liner auf
der erste Isolationsstruktur vorgesehen, wonach die Gräben und
Lücken
zwischen den Hilfsstrukturen in Schritt S13 mit einer zweiten Isolationsstruktur
gefüllt
werden. In Schritt S14 wird die zweite Isolationsstruktur rückgebildet,
wobei obere Abschnitte des Liners freigelegt werden.
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In 4 ist
eine schematische Ansicht einer Speicherkarte 22 gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung gezeigt. Die Speicherkarte weist innerhalb eines mit
einer Pinanordnung 23 versehenen Gehäuses 24 eine nichtflüchtige Speichervorrichtung 25 auf,
wobei die nichtflüchtige
Speichervorrichtung 25 eine Isolationsanordnung gemäß einer
der oben beschriebenen Ausführungsformen
beinhaltet.
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In 5 ist
eine schematische Ansicht eines elektrischen Geräts skizziert. Das elektrische
Gerät kann
beispielsweise als PC, digitale Bildkamera, digitale Videokamera,
PDA, Mobiltelefon oder auch Medienabspielgerät ausgeführt sein. Das elektrische Gerät 26 verfügt über einen
Speicherkartensteckplatz 27, in den eine wie im Zusammenhang
mit der 4 erläuterte Speicherkarte 22 gesteckt
werden kann. Die Speicherkarte ist über ihre Pinanordnung 23 und
Leitungen 28 mit einer Speicherkartenschnittstelle 29 des
elektrischen Geräts 26 verbunden.