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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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Aus den Druckschriften
US 2005/0 009 293 A1 ,
US 2006/0 246 657 A1 ,
US 2005/0 287 731 A1 ,
US 7 163 869 B2 ,
US 6 727 159 B2 ,
US 6 576 530 B1 und
US 2002/0 053 715 A1 sind verschiedene Verfahren zur Ausbildung von Graben-Isolationsstrukturen bekannt.
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Die nachfolgende Beschreibung betrifft eine Isolationsanordnung sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer nichtflüchtigen Speichervorrichtung, eine nichtflüchtige Speichervorrichtung, eine Speicherkarte sowie ein verbessertes elektrisches Gerät bereitzustellen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe durch den Gegenstand der nebengeordneten Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einer Ausführungsform wird ein Substrat mit Gräben und Mesagebieten und Hilfsstrukturen auf den Mesagebieten bereitgestellt. 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 chemischmechanischen 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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Ein weiteres Beispiel 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 wenigstens 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 einem Beispiel zur Erläuterung 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 Gräben 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 Floating 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 einem Beispiel zur Erläuterung 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 gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist.
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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.
