JP2004529500A - メモリセルアレイ内のビットラインコンタクト - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明は、複数のビットラインが第一の方向に配列され、前記ビットラインは、二酸化ケイ素層によって覆われ、複数のワードラインは、前記第一の方向の上記ビットラインに直交する第二の方向に配列されるメモリセルアレイ内のビットラインコンタクトであって、メモリセルは、前記ビットラインおよびワードラインが互いに交差するポイントに配置される、ビットラインコンタクトを提供するための方法に関する。
【背景技術】
【0002】
本発明は、US−A−5,168,334により公知であり、NROMTM(nitride read only memory)セル(これは、US−A−5,966,603、US−A−5,768,192、US−A−6,133,095、およびUS−A−5,963,465にさらに記載される)としても呼ばれるEEPROMメモリセルに非常に有利に適用され得る。
【0003】
このようなNROMTMセルは、電荷捕捉メモリデバイスであり、図1により示され得るようにゲート酸化物が薄い酸化物−窒化物−酸化物(ONO)多層スタックで置き換えられる簡単なサブミクロンMOSトランジスタとして示され得る。図1では、参照符号1は、例えば、p−ドープシリコンからなる基板を示す。N+−ドープビットライン2は、第一の方向に配列され、それらは、約50nmの厚さを有する厚い二酸化ケイ素層(ビットライン酸化物3とも呼ばれる)によって覆われる。ポリサイドであるタングステンシリサイドおよびポリシリコンのデュアル層構造から作製されるワードライン4が、第一の方向と交差する第二の方向に配置される。第二の方向は、好適には、第一の方向に直交する。二酸化ケイ素層5、窒化ケイ素層6および二酸化ケイ素層7を含むONO多層が、ワードライン4とシリコン基板1との間に配置される。チャネル13を有するトランジスタが、ソースおよびドレイン電極として機能する2つの隣接するビットライン2、ゲート電極として機能するワードライン4、およびゲート分離体として機能するONO多層間に形成される。ONO多層スタックは、トランジスタのチャネル領域13を覆う。
【0004】
ONO多層の中間層、すなわち、窒化物層6は、ビットライン2の交差端に近接する、1または2の区別可能な電子ポケットの保持材料である。
【0005】
簡略化のために、NROMTMセルの概念は、1電子の格納に対して記載される。しかしながら、現在、NROMTMセルはまた、2電子の格納のために適用される。
【0006】
図2は、n+−ドープビットライン2およびワードライン4の交差から作製されたNROMTMセルの2次元アレイの平面図を示す。捕捉された電子の位置は、図1に示されるようにビットライン交差端に近い。さらに示されるのは、図1に詳細が示される断面におけるメモリセル11である。NROMTMセルのプログラミング動作は、チャネルホットエレクトロン注入によってなされる。このチャネルホットエレクトロン注入は、名目上1000未満の電子を、セルのドレイン側に近接するひと塊のポケットに格納する。これらの電子は、局在化された状態で窒化物層に位置付けられる。
【0007】
例えば、電子8は、プログラミング方向10によって示されるように、第二のビットライン2bより高電位を第一のビットライン2aに印加することによって注入され捕捉される。さらに、ワードライン4に十分な電圧が印加される。電子を読み出すために、読み出し方向9によって示されるように、第一のビットライン2aより高電位が第二のビットライン2bに印加される。さらに、ワードライン4に低電圧が印加される。
【0008】
明らかであるように、読み出しのために印加された電位差は、プログラミングのために印加された電位差より低い。プログラミングのために比較的高い電圧がワードラインに印加されるので、ワードラインを覆うスペーサの厚さは、隣接ワードライン間またはワードラインとビットラインコンタクトとの間のブレイクスルーを回避するために、DRAM(ダイナミックランダムアクセスメモリ)等の他の既知のメモリデバイスにおけるより厚くなければならない。特に、NROMTMセルのワードラインに印加される典型的な電圧は、約12ボルトであり、これに対して、DRAMセルのワードラインに印加される典型的な電圧は、3〜5ボルトである。
【0009】
n+−ドープビットライン2は、標準セルアーキテクチャにしたがってかなりの抵抗をを示すので、所定の大きさを有するアレイ内のメモリセルアレイの最上部上に金属ラインが配置される。これらの金属ラインはまた、上記ビットライン2の第一の方向に配列され、コンタクトを介して下に存在するビットラインに周期的に接続される。例えば、8番目または16番目のメモリセルは全て、ビットラインの抵抗を低減するために金属ラインへのコンタクトを有する。これらの金属ラインは、通常、非常に厚いので、それらは、メモリセルサイズの縮小に関してさらなる制限を置く。
【0010】
従来、ビットラインと金属ラインとの間のコンタクトは、ワードラインの形成後にメモリセルアレイ全体がリンホウ素シリケード(boron phosphorous silicate)ガラスおよび二酸化ケイ素層によって覆われる方法によって提供され得る。次いで、二酸化ケイ素層、リンホウ素シリケードガラス、並びに、下にあるビットライン酸化物は、例えば、コンタクトホールを提供するためにホールパターンを有するマスクを用いてフォトリソグラフィによって規定される所定の位置でエッチングされる。その後、コンタクトホールは、ワードライン、特に、ゲート電極の窒化物スペーサおよび窒化物キャップに対して選択的にエッチングされる。したがって、コンタクトホールの側方の拡張は、隣接するワードライン間の間隔によって基本的に規定される。この理由のため、このコンタクトは、自己整合コンタクト(SAC)と呼ばれる。
【0011】
このプロセスは、2つの主要な不利な点を含む。一方では、上記に説明されたように、NROMTMセルのワードラインに印加される電圧は、DRAM(ダイナミックランダムアクセスメモリ)セル等の他の既知のメモリセルのワードラインに印加される電圧よりはるかに高い。したがって、窒化物スペーサおよびキャップ窒化物は、はるかに高い電圧に耐えなければならず、このため、より厚くなる。結果として、隣接するワードライン間のスペースは低減され、コンタクトホールのアスペクト比が大きく増加される。より詳細には、二酸化ケイ素層は、通常、500nmの厚さを有するので、10〜15の非常に高いアスペクト比を有するコンタクトホールがエッチングされなければならない。このため、二酸化ケイ素層、リンホウ素シリケートガラス、および下にあるビットライン酸化物を全体的にエッチングすること、続いて、隣接するワードライン間のスペースを満たすが、非常に困難になる。
【0012】
他方、窒化物スペーサが過度にエッチングされることを回避するために、エッチング時間が適切に調整されなければならない。したがって、NROMTM製造の間のビットライン酸化物をエッチングするプロセスが非常に重大である。不十分なエッチング時間は、ビットラインとビットラインコンタクトとの間に不十分なコンタクトを生じる結果となる。しかしながら、より良好なデバイス性能のために、ビットラインコンタクトの低いRC定数がより高い飽和電流およびより良好な信号検出を達成するために必要である。さらに、過度のエッチング時間は、メモリセルアレイの製造における主要な問題である、ビットラインコンタクトとワードラインとの間の短絡を生じる結果となる。
【0013】
窒化ケイ素に対して、TEOSプロセスによって堆積された二酸化ケイ素をエッチングするより高い選択性を有する新しいエッチングガス、特に、C5F8を導入することによって、または、エッチングされなければならないスタックが低減された高さを想定する低減された厚さを有するリンホウ素シリコンガラスを堆積することによって、得られる結果は、依然として全体的には満足ではない。
【0014】
別の欠点は、隣接するビットラインが互いに不十分に分離されることにより生じる。したがって、突抜け現象またはリークの顕著な危険がある。これは、さらなるSFT(Shallow trench isolation;シャロートレンチ分離)を製造プロセスに導入することによって軽減され得る。しかしながら、NROMTMセルアレイを製造するこれまでに知られたプロセスへの従来のSTIプロセスの導入は、オーバーレイ要求に起因して増加されたセルサイズにつながる。
【0015】
T.H.YoonらのSymp.on VLSI Tech.Dig.(1999年),p.37によって、ドープされたシリコンが全体的に堆積され、DRAMセル内にセルプラグを提供するようにパターニングされるいわゆるPre Poly PlugプロセスによってSACプロセスを置換することが公知である。しかしながら、明らかであるように、DRAMセルは、NROMTMセルの構造とは完全に異なる構造を有し、特に、ビットラインコンタクトを提供するためにエッチングされなければならないビットライン酸化物がない。
【0016】
US−A−5,915,203は、深いサブミクロンバイアスを生成する方法であって、ブランケット層が誘電体層上に形成され、フォトリソグラフィーによりパターニングされる、方法を開示する。続いて、別の誘電層が堆積されて平坦化され、別のブランケット層が堆積され、そして、ビアコンタクトを形成するようにフォトリソグラフィによりパターニングされる。
【0017】
さらに、US−A−5,815,433は、EEPROMとして機能するNMOS構造から作製される冗長回路部分を有するマスクROMデバイスを開示する。
【0018】
本発明の目的は、NROMTMチップ等のメモリセルアレイ内にビットラインコンタクトを提供するための向上された方法を提供することである。さらに、本発明の目的は、向上されたメモリセルアレイおよび向上されたNROMTMチップを提供することである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0019】
本発明の第一の局面によると、第一の方向に配列された複数のビットラインであって、該ビットラインは、分離層によって覆われる、複数のビットラインと、該ビットライン上方で該第一の方向と交差する第二の方向に配列された複数のワードラインと、該ビットラインおよびワードラインが互いに交差する場所に配置されたメモリセルとを含むメモリセルアレイ内にビットラインコンタクトを提供するための方法であって、該方法は、該ワードラインによって覆われていない位置において該ビットラインから該分離層を除去する工程であって、該ビットライン間の領域は、影響されないまま残る、工程と、該ビットラインの露出された部分上に導電材料を提供する工程とを包含する、方法によって上記目的が達成される。
【0020】
本発明の第二の局面によると、基板上に第一の方向に配列された複数のビットラインと、該基板上の該ビットライン上方に該第一の方向に交差する第二の方向に配列された複数のワードラインと、該ビットラインおよびワードラインが互いに交差する場所に配置されたメモリセルとを含むメモリセルアレイ内にビットラインコンタクトを提供するための方法であって、該ビットラインは、分離層によって覆われ、該ワードラインによって覆われていない該ビットライン間の該メモリセルアレイの全部分は、少なくとも一つの分離層によって覆われ、該方法は、該少なくとも一つの分離層の上部も、該ワードラインによって覆わていない部分にあるメモリセルアレイから取り除かれる工程によって該ビットラインから該分離層を取り除く工程と、該ビットラインの露出された部分上に導電物質を提供する工程とを含む、方法によって上記目的は達成される。
【0021】
さらに、本発明は、窒化物リードオンリーメモリ(NROM)チップを製造する方法であって、分離層によって覆われ、第一の方向に配列された複数のビットラインと、該第一の方向に直交する第二の方向に配列された複数のワードラインとが互いに交差するポイントに複数のメモリセルが配置されるメモリセルアレイを提供する工程であって、該メモリセルのそれぞれは、金属−絶縁体−半導体電解効果型トランジスタから構成され、該絶縁体は、1以上の注入された電子を格納するための酸化物−窒化物−酸化物の多層スタックである、工程と、論理コンポーネントを含む周辺部分を提供する工程と、該ビットラインと、以下のステップにおいて形成される金属ラインとの間に電気コンタクトを達成するために、上記に規定された方法によってビットラインコンタクトを提供する工程と、上記ビットラインの第一の方向に配列された金属ラインを提供する工程と、を含む方法を提供する。
【0022】
さらに、本発明は、それぞれ上記に規定されるような方法によって生成されるビットラインコンタクトを有するメモリセルアレイおよび窒化物リードオンリーメモリ(NROMTM)チップを提供する。
【0023】
本発明の第一の局面によると、分離層は、ワードラインによって覆われていない部分におけるビットラインから完全に除去され、これに対して、ビットライン間のエリアは、影響されないまま残る。これは、分離層のみが、ホールマスクによってフォトリソグラフィを用いて規定される部分において部分的に除去される既知の方法と対照的である。
【0024】
したがって、本発明の好適な実施形態によると、ストライプパターンを有するマスクおよび、特に、ビットラインを規定するためのビットラインマスクは、メモリセルアレイ上にコーティングされたフォトレジスト材料をパターニングするために用いられ得る。しかしながら、ストライプパターンを有するマスクのアライメントは、ホールパターンを有するマスクのアライメントよりはるかに容易である。結果として、本発明は、ミスアライメントが回避され、ビットライン酸化物がビットラインから正確に除去される方法を提供する。
【0025】
本発明の第二の局面によると、分離層は、ワードラインによって覆われていない部分におけるメモリセルアレイから完全に除去される。これは、分離層がホールマスクによってフォトリソグラフィを用いて規定される部分において部分的にのみ除去される既知の方法に対して対照的である。
【0026】
結果として、フォトリソグラフィーは、メモリチップの周辺部分内の論理コンポーネントをマスキングするためにのみ必要であり、その結果、それらは、エッチングされない。この目的のために、メモリセルアレイを規定するためのマスクは、リソグラフィーのために用いられ得る。しかしながら、明らかであるように、このようなマスクは、ホールまたはストライプパターンを有するマスクよりも操作することおよび調整することがはるかに容易である。したがって、ビットライン酸化物の除去は、もはや、重大な工程ではない。
【0027】
本発明の第二の局面の好適な実施形態によると、ビットライン酸化物を除去する工程は、下にあるビットラインがこの工程によって攻撃されないように時間制御で行われる。
【0028】
さらに、本発明の両局面に関連する好適な実施形態によると、導電物質が、逆ポリエッチングプロセスによってビットラインの露出された部分上に提供される。このプロセスでは、最初に、セルアレイ全体にわたってドープされ、次いで、堆積されたポリシリコンがビットライン間のエリアから除去される。この目的のために、ドープされるポリシリコンは、フォトレジスト材料によって有利なように覆われ、このフォトレジスト材料は、ストライプパターンを有するマスクを用いてパターニングされる。
【0029】
この逆ポリエッチングプロセスは、コンタクトホールが分離物質にエッチングされる既知の方法に対して対照的に、ポリシリコンが、ビットライン間のエリアにおいてのみ除去されるので特に利点がある。したがって、本発明のこの実施形態によると、自己整合コンタクトエッチングが行われず、ゲート電極上のスペーサおよびキャップ窒化物は攻撃されず、これにより、ビットラインとワードラインとの間の短絡が回避される。さらに、ビットラインコンタクトのアスペクト比が、増加され得る。結果として、ワードライン上のスペーサの厚さが増加され得る。
【0030】
特に、本発明が窒化物リードオンリーメモリセルアレイに適用される場合、スペーサの増加された厚さは、これらのセルアレイにおけるゲート電極は、例えば、DRAMセルアレイにおけるよりもはるかにより高い電圧に耐えなければならないので、大いに有利であり得る。
【0031】
ドープされたポリシリコンを除去するために、ストライプパターンを有するマスクが用いられる。しかしながら、このようなマスクのアライメントは、ホールパターンを有するマスクのアライメントよりはるかに容易である。結果として、マスクのミスアライメントが大きく回避され得、オーバーレイの間違いが起こらない。
【0032】
本発明の第二の局面の好適な実施形態によると、露出された領域における導電材料をエッチングする工程は、オーバーエッチング工程として行われ、その結果、導電材料の下の基板の部分も除去される。リンホウ素シリケートガラス等の分離材料を満たす工程を続けることよって、隣接のビットラインは、互いに電気的に分離される。このため、従来のSTI手順に対して要求されるより小さいセルサイズに起因して大いに有利である自己整合シャロートレンチ分離(STI)が行われる。
【0033】
本発明の第一の局面のメモリセルアレイおよび窒化物リードオンリーメモリセルアレイが、それぞれ、既知のメモリセルアレイ窒化物リードオンリーメモリセルアレイとは異なるのは、ビットラインがメモリセルのそれぞれにおいて伝導ビットラインを介してオーバーレイする金属ラインに電気的に接続されるからである。本発明の逆ポリエッチングプロセスを含む特別な製造方法に起因して、ビットラインコンタクトは、コンタクトホールマスクを用いる従来のSACプロセスが適用される場合のように、3番目または4番目ごとのメモリセルにおいて形成されないが、ビットラインコンタクトは、全メモリセルにおいて形成される。
【0034】
本発明の第二の局面のメモリセルアレイおよび窒化物リードオンリーメモリセルアレイが、それぞれ、既知のメモリセルアレイおよび窒化物リードオンリーメモリセルアレイとは異なるのは、ビットライン酸化物が、ワードラインによって覆われない部分におけるビットラインから完全に除去されるからである。対照的に、既知のメモリセルアレイでは、ビットライン酸化物は、コンタクトホールマスクを用いる従来のSACプロセスによって、コンタクトホールが規定される部分で、3番目または4番目ごとのセルアレイが除去される。
【0035】
本発明のメモリセルアレイおよび窒化物リードオンリーメモリセルアレイが、既知のものに対して特に有利であるのは、それらがそれらの向上されたスペーサの厚さに起因するワードラインとビットラインとの間の短絡に対して向上された抵抗性を示すからである。
【0036】
メモリセルアレイ内のビットラインコンタクトを提供するための方法は、ビットラインがビットライン酸化物等の分離層によって覆われる任意のセルタイプに適用され得る。本発明が適用され得る典型的なセルタイプは、ROMおよびEPROMセルを含む。
【0037】
以下において、本発明は、添付の図面を参照してより詳細に記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0038】
本発明の好適な実施形態の以下の説明は、主として、NROMTMメモリセルアレイを製造するプロセス上に焦点を合わせる。この製造プロセスでは、基本的には、メモリセルコンポーネントを生成する工程が記載され、これに対して、論理コンポーネントを含むメモリセルアレイの特定部分の規定は、概略的にのみ概要が説明される。明瞭に理解されるように、メモリセルアレイの周辺部分は、一般的な既知の方法によって製造される。
【0039】
最初に、標準的なシャロートレンチ分離(STI)のためのアイソレーショントレンチ21が、例えば、p−ドープシリコンからなる基板1内でエッチングされ、続いて、二酸化ケイ素等の分離材料で満たされる。これらのアイソレーショントレンチは、後に規定されることになる約64ビットの距離に対応する距離において提供され、これらは、より大きいセルエリアを分離するために用いられる。
【0040】
次いで、5nm〜15nmのSiO2層5、2〜15nmのSi3N4層6および5〜15nmのSiO2層7を含むONO多層が従来のプロセスによって、例えば、p−ドープシリコンからなる半導体基板1上に堆積され、この結果、基板全体が、図3に示されるように、ONO多層で覆われる。
【0041】
その後、典型的には周知の態様でフォトレジストでパターニングされたビットラインマスクが、ソース電極のラインおよびドレイン電極のラインを形成するビットラインを生成するために基板上に堆積される。チップのメモリセルアレイ部分内のビットラインマスクのレイアウトは、図4Aに示される。図4Bに示されるように、フォトレジスト列12は、ビットライン2がインプラントされないエリアを規定する。したがって、それらは、図1に示されるように、トランジスタのチャネル領域13に堆積される。図4Cは、インプラントされたビットラインを有するメモリセルの断面図を示す。
【0042】
次に、上部酸化物7および窒化物層6が、典型的には、ドライエッチングプロセスによって、フォトレジスト列12間の領域からエッチングされる。その後、ビットライン2は、n−ドーパントによりフォトレジスト列12間のエリアにインプラントされる。このプロセスによって、ビットライン2は、フォトレジスト列12に対して自己整合態様でインプラントされる。
【0043】
次いで、フォトレジスト列12は除去され、ONO多層がチップの周辺部分から除去され、熱酸化プロセスが行われる。これにより、ビットライン酸化物3は、ビットライン2上で熱的に成長される。成長速度は、窒化物および酸化層6、7、8上より高度にドープされたビットライン上ではるかに高いので、二酸化ケイ素の厚い層は、ビットライン上で成長され、これに対して、二酸化ケイ素の薄い層が窒化物層6の側部に沿って成長され、二酸化ケイ素の薄い層は、酸化物層7上で成長される。さらに、ゲート分離層として機能する二酸化ケイ素層は、チップの周辺部分において成長される。
【0044】
20〜70nmのビットライン酸化物の厚さは、おおよそであると考えられる。図4Cは、結果として得られる構造の断面図を示す。
【0045】
次いで、メモリセルアレイ部分のワードラインを生成し、周辺のトランジスタゲートを生成するポリシリコン層が、チップ上に固着される。次の工程では、低抵抗シリサイド、例えば、タングステンシリサイドが、低減された抵抗性を有するポリサイド層を形成するようにポリシリコン層上に堆積される。ポリサイド層の典型的な総厚は、100〜200nmに達する。図2に示されるように、ポリサイド層は、次いで、マスクを用いてエッチングされる。これにより、ワードライン4がメモリセルアレイ内に規定され、これに対して、ゲート電極が周辺部分に規定される。
【0046】
このエッチング工程は、少なくとも上部酸化物層7および窒化物層6でもワードライン4間からエッチングされるように行われ得る。結果として、下部酸化物層5のみがこれらのエリアに残る。本発明の第二の局面を実施する場合、下部酸化物層5は、後に行われることになるビットライン酸化物をエッチングする工程においてエッチングされる。これは、逆ポリエッチング(inverse poly etch)プロセスの間に自己整合シャロートレンチ分離が提供される場合に特に有用である。
【0047】
代替として、ワードラインをエッチングする工程も、上部酸化物層7および窒化物層6が攻撃されないように行われ得る。この場合には、本発明の第二の局面を実施するときに、上部酸化物層7は、後に行われることになるビットライン酸化物をエッチングする工程においてエッチングされ、窒化物層6は、逆ポリエッチングプロセスにおいてエッチングストップとして機能する。したがって、このワードラインエッチング工程により、自己整合シャロートレンチ分離は、後に説明されるように、可能ではない。
【0048】
結果として起こるメモリセル構造は、図1に示される。ポリサイド層4は、ONO多層の最上部上にあり、これにより、NROMTMセルのゲートを形成する。ビットライン酸化物3は、隣接のONO多層を分離するために十分に厚い。
【0049】
その後、ワードライン4に対する側壁酸化工程、CMOS周辺のみへの軽いドープドレイン(LDD)インプラント手順およびスペーサ15の堆積が行われる。LDDは、典型的には、nチャネルおよびpチャネル周辺トランジスタのための分離マスクを必要とする。
【0050】
NROMTMセルでは、ゲート電極上の窒化物スペーサは、DRAMまたは埋め込まれたDRAMセルの窒化物スペーサの厚さより薄くあるべきである。なぜならば、それらは、ゲート電極に印加されるより高い電圧に起因するより高い電圧に耐えなければならないからである。スペーサの厚さは、40nmを超えるべきであると推定される。
【0051】
このスペーサを形成した後、窒化物ライナ(liner)および厚い二酸化ケイ素スペーサが全体的なチップエリア上に堆積される。テトラエチルオルトシリケート(TEOS)を用いる化学蒸着プロセスによって形成される厚い二酸化ケイ素スペーサは、周辺部分に構築されたトランジスタのために用いられる。その後、厚い二酸化ケイ素スペーサは、チップのメモリセル部分から除去される。
【0052】
次の工程では、本発明のプロセスが、ビットラインを、後に形成されることになる金属ラインに接触させるためのビットラインコンタクトを規定するために行われる。
【0053】
図5Aは、図2に規定される方向Aに沿うメモリセルアレイの断面図を示し、図5Bは、図2に規定される方向Bに沿うメモリセルアレイの断面図を示す。参照符号14は、メモリセルアレイの活性領域を示し、参照符号21は、より大きいセル領域を分離するために用いられる二酸化ケイ素で満たされたアイソレーショントレンチを示す。64ビットラインごとに配列されたこれらのアイソレーショントレンチ21は、上記に説明されたシャロートレンチ分離の間に製造される。簡略のために、アイソレーショントレンチ21は、以下の図から省略される。図5Cは、チップの周辺部分に配列された論理デバイスの断面図を示す。
【0054】
窒化物スペーサを形成した後に堆積される窒化物ライナは、完全にまたは部分的に、ビットライン酸化物がエッチングされる位置において除去され得る。
【0055】
本発明の第一の局面を実行するために、まず、約10〜25nmの厚さを有する薄い二酸化ケイ素層16が全体的なチップ上に堆積される(図6B)。代替として、窒化物ライナが部分的にのみ除去された場合、薄い二酸化ケイ素層を堆積する工程も省略され得る。
【0056】
次いで、フォトレジスト材料17(図6C)が全体的なチップ上にコーティングされ、図4Aに示されるようなビットラインインプランテーションマスクを用いてパターニングされる。結果として、フォトレジストは、元々ビットラインが規定された部分において除去され、ビットライン2の間の残りの領域では、フォトレジスト材料は残る。図2に規定される方向Aに沿う結果として生じるメモリセルアレイの断面図を示す図6Aから見られ得るように、フォトレジスト材料が除去される部分は、ビットライン2より狭い幅を有する。これは、以前に行われる熱工程の間の不純物拡散に起因する。したがって、ビットラインマスクをフォトレジスト層上に層形成する場合に発生するミスアライメントは、不純物拡散のためにビットラインの広幅化より小さい。結果として、フォトレジスト材料が除去される部分は、正確にビットライン酸化物が次の工程において除去されることを保証するために、ビットライン上方に正確に存在し、それらの間にはない。
【0057】
図2に規定される方向Bに沿う結果として生じるメモリセルアレイの断面図を示す図6Bから見られ得るように、フォトレジスト材料は、ビットライン領域においてワードライン4から完全に除去される。チップの周辺部分に配列された論理デバイスの断面図を示す図6Cに示されるように、周辺部分は、フォトレジスト材料によって完全に保護される。
【0058】
次の工程では、二酸化ケイ素が、シリコンに対して選択的にエッチングされる。ゲート電極の窒化物スペーサが攻撃されることを回避するために、二酸化ケイ素が窒化ケイ素に対して選択的にエッチングされることは重要である。二酸化ケイ素は、シリコンに対して選択的にエッチングされるので、インプラントされたビットラインは、このエッチングプロセスによって実質的に攻撃されない。その後、フォトレジスト材料は、完全に除去される。
【0059】
結果として、二酸化ケイ素は、元々ビットライン2が規定された部分において除去され、ビットライン2間の領域は、影響されないまま残る。図2に規定される方向Aに沿う結果として生じるメモリセルアレイの断面図を示す図7Aから見られ得るように、図6Aにおいてフォトレジスト材料が除去される部分において、ここで、二酸化ケイ素は除去され、このため、ビットラインコンタクトのためのコンタクトホールを生成する。
【0060】
図2に規定される方向Bに沿う結果として生じるメモリセルアレイの断面図を示す図7Bに示されるように、隣接ワードライン間のビットライン酸化物3がビットライン領域においてここで完全に除去される。ビットライン酸化物は、窒化ケイ素に対して選択的にエッチングされ、加えて、ワードラインは、フォトレジスト材料を堆積する前に二酸化ケイ素から作製される等の分離層によって覆われるので、ワードライン上のスペーサは、このエッチング工程によって攻撃されない。
【0061】
チップの周辺部分に配列された論理デバイスの断面図を示す図7Cに示されるように、二酸化ケイ素層は、この領域におけるワードライン上に残る。
【0062】
記載された工程のさらなる改変として、ゲート電極のスペーサは、その後に堆積される窒化ケイ素ライナがこれらの領域から除去されない場合に二酸化ケイ素から同様に形成され得る。したがって、窒化ケイ素ライナは、下にある二酸化ケイ素スペーサをエッチングから保護する。二酸化ケイ素は、現状打破に対してより高い抵抗性を有するので、二酸化ケイ素スペーサの使用は、大いに利点がある。
【0063】
次の工程では、導電材料がビットラインの露出された部分上に提供される。これは、上記に概要が説明された自己整合コンタクトを提供する従来のプロセスによって、または、本発明の好適な実施形態による、後に説明される、いわゆる、逆ポリエッチングによってなされ得る。
【0064】
従来のプロセスによってコンタクトホールに導電材料を提供するために、まず、リンホウ素シリケートガラス(BPSG)によって続けられる酸化窒化ケイ素ライナがチップ領域全体上に堆積される。その後、二酸化ケイ素層が、TEOS(テトラエチルオルトシリケート)を用いる化学蒸着プロセスによって堆積される。この層のスタックでは、コンタクトホールがエッチングされる。
【0065】
次いで、フォトレジスト材料がコーティングされ、ビットラインを接触させるためのコンタクトホールがコンタクトホールマスクを用いてリソグラフィーにより規定される。コンタクトホールマスクは、3番目または4番目ごとのメモリセルが後に形成されることになる金属ラインに接続されるように設計される。フォトレジスト層内にコンタクトホールを規定した後、二酸化ケイ素層およびBPSG材料が、例えば、C4F5またはC5F8を用いるドライエッチングによって選択的にエッチングされる。
【0066】
以下の工程では、フォトレジスト材料が、セル領域から除去され、任意的に、ヒ素イオンを用いるイオンインプラント工程がコンタクト抵抗を低減するために行われる。
【0067】
次の工程では、n+−ドープポリシリコン等の導電材料が、コンタクトホールを満たすように堆積される。次いで、チップ表面上のポリシリコンに、例えば、エッチングストップ層としてBPSG層を用いるウェットエッチングまたはプラズマエッチングによって凹部が形成される。その後、金属ラインが後に記載される態様で形成される。
【0068】
本発明の好適な実施形態によると、導電材料はまた、ドープされたポリシリコン層が全体的なチップ領域上に堆積され、このポリシリコン層は、コンタクトが形成されていない部分から除去される、いわゆる逆ポリエッチングプロセスによって、コンタクトホールに満たされ得る。
【0069】
まず、ウェット洗浄プロセスが二酸化ケイ素の残渣および自生の酸化物をシリコン表面から除去するために行われ、その結果、ドープされたポリシリコン層が、シリコン表面上に直接堆積される。その後、高度にn−ドープされたポリシリコン層18が全体のチップ領域を覆うために堆積される。次に、約100nmの上記窒化物のワードラインキャップのターゲットを用いる化学的機械研磨工程が行われる。結果として得られる構造は、図8A〜8Cに示される。ここで、図8Aは、図2に規定された方向Aに沿うメモリセルアレイの断面図を示し、図8Bは、図2に規定された方向Bに沿うメモリセルアレイの断面図を示し、図8Cは、チップの周辺部分に配列された論理デバイスの断面図を示す。
【0070】
その後、約200nmの厚さを有する窒化ケイ素のハードマスク層19が堆積され、フォトレジスト材料(図示せず)がコーティングされる。ストライプパターンを有するマスク、例えば、図4aに示されるものに類似するマスクを用いて、フォトレジスト材料は、結果として得られるフォトレジストパターンにおいて、ビットライン2間の領域が露出されるようにパターニングされる。ストライプパターンを有するマスクは、例えば、ビットラインマスクを用いて生成され得る。次いで、エッチングによって、ビットライン2間の露出された領域において、ハードマスク層19が除去され、n+−ドープされたポリシリコン18が除去される。以下の工程では、フォトレジスト材料が除去される。
【0071】
フォトレジスト材料を除去した後、図9A〜9Cに示されるような構造が得られる。ここで、図9Aは、図2に規定された方向Aに沿うメモリセルアレイの断面図を示し、図9Bは、図2に規定された方向Bに沿うメモリセルアレイの断面図を示し、図9Cは、チップの周辺部分に配列された論理デバイスの断面図を示す。図9Aおよび9Bから明瞭に見られ得るように、ポリシリコン18は、上記ビットライン2の部分にのみ残り、図9Cにおける論理コンポーネント上で完全に除去される。ビットライン酸化物を除去する前に二酸化ケイ素層16が堆積されたので、周辺部分は、エッチングから保護される。
【0072】
その後、リンホウ素ドープシリケートガラス(BPSG)層20がチップ全体の領域上に堆積され、研磨ストップとして窒化ケイ素ハードマスクを用いる化学機械的研磨を用いて平坦化される。結果として得られる構造が、図10A〜10Cに示される。ここで、図10Aは、図2に規定される方向Aに沿うメモリセルアレイの断面図を示し、図10Bは、図2に規定される方向Bに沿うメモリセルアレイの断面図を示し、図10Cは、チップの周辺部分に配列された論理デバイスの断面図を示す。
【0073】
したがって、ビットラインコンタクトは、最初に、材料が全体的なチップ領域上に堆積され、次に、コンタクトが形成されていない領域から除去される方法によって導電材料を提供することによって完成される。結果として、ワードラインがエッチングマスクとして機能し、このため、攻撃され得ない自己整合エッチング工程が発生しない。エッチング工程は、自己整合ではないので、ワードライン間の幅は、ゲート電極上のスペーサの厚さが増加され得るようにさらに低減され得る。結果として、ワードラインとビットラインコンタクトとの間の短絡が、大きく回避され得、これにより、デバイス性能は大きく向上される。
【0074】
窒化ケイ素ハードマスクを除去した後、金属ラインが形成される。金属ラインは、いわゆるダマシン技術または任意の他の任意的プロセスを用いて形成され得る。いわゆるダマシン技術を用いて金属ラインを生成するために、最初に、テトラエチルオルトシリケートを用いる化学蒸着プロセスによって二酸化ケイ素層がチップ領域全体上に堆積される。その後、トレンチが、ストライプパターンを有するマスク、例えば、ビットラインコンタクトを規定するために用いられたようなマスクまたは類似のマスクを用いて二酸化ケイ素層にエッチングされる。
【0075】
次いで、チタンライナ(liner)およびタングステンの層が堆積され、トレンチがこれらの金属で満たされる。最後に、化学機械的研磨または金属のエッチングバックを用いて表面が平坦化され、この結果、トレンチは、完全に充填され、トレンチ間のスペースに金属は残されず、この結果、トレンチは、互いに電気的に分離される。
【0076】
異なるプロセスによると、最初にチタンライナおよびタングステン材料を堆積し、フォトレジスト材料を堆積し、ストライプパターンを有するマスク、例えば、ビットラインマスクを用いて金属ラインリソグラフィにより規定し、金属層をエッチングし、そして、互いに電気的に分離するために二酸化ケイ素を堆積することも可能である。
【0077】
その後、従来の態様でメモリチップが完成される。
【0078】
本発明の第二の局面によると、ビットラインコンタクトが、ビットラインからおよび、ワードラインによって覆われていない部分におけるメモリセルアレイから分離層を完全にエッチングすることによって、および、ビットラインの露出された部分上に導電材料を提供することによって形成される。
【0079】
図5A〜5Cに示されるようなメモリセルアレイから始めて、最初に、薄い二酸化ケイ素層16および薄い窒化ケイ素層22がチップ全体上に堆積される。両層の厚さは、以下のエッチング工程の間に実質的に攻撃されないように選択される。代替として、窒化物ライナは除去されず、さらに、薄い窒化ケイ素層および薄い二酸化ケイ素層が堆積される。
【0080】
次いで、フォトレジスト材料17(図11C)が、全体のチップ上にコーティングされ、チップの周辺部分をマスクするためにフォトグラフィーによりパターニングされる。結果として、フォトレジストは、チップの全体のメモリセルアレイ部分から除去され、フォトレジスト材料は、周辺部分に残る。
【0081】
図2に規定される方向Aに沿うメモリセルアレイの断面図を示す図11Aからおよび図2規定される方向Bに沿う結果として得られるメモリセルアレイの断面図を示す図11Bから見られ得るように、フォトレジスト材料は、メモリセルアレイ部分から完全に除去される。チップの周辺部分に配列される論理デバイスの断面図を示す図11Cに示されるように、周辺部分は、フォトレジスト材料によって完全に保護される。
【0082】
次の工程では、窒化ケイ素は、下にある二酸化ケイ素層に対して選択的にエッチングされ(図12A〜12C)、フォトレジスト材料は、表面全体から除去される。結果として、周辺部分は、図13A〜13Cから見られ得るように、薄い窒化ケイ素層によって覆われ、メモリセルアレイは、薄い二酸化ケイ素層によって覆われる。
【0083】
次の工程では、二酸化ケイ素は、シリコンに対して選択的にエッチングされる。ゲート電極の窒化物スペーサが攻撃されることを回避するために、二酸化ケイ素が窒化ケイ素に対して選択的にエッチングされることもまた重要である。このエッチングプロセスは、時間制御されるので、アイソレーショントレンチ21において満たされた二酸化ケイ素は、実質的に攻撃されない。さらに、高度にドープされたシリコンから形成されたビットラインは、エッチングされない。したがって、図14A〜14Cから見られ得るように窒化ケイ素層22によって保護されるので、二酸化ケイ素は、セルアレイ全体から除去され、周辺部分は、影響されないまま残る。ここで、図14Aおよび14Bは、図2規定された方向AまたはBにそれぞれ沿う結果として得られたメモリセルアレイの断面図を示し、図14Cは、チップの周辺部分の断面図を示す。
【0084】
ビットライン酸化物は、窒化ケイ素に対して選択的にエッチングされ、さらに、ワードラインは、フォトレジスト材料を堆積する前に二酸化ケイ素から作製される等の分離層によって覆われるので、ワードライン上のスペーサは、このエッチング工程によって攻撃されない。
【0085】
二酸化ケイ素層をエッチングするこの工程は、二酸化ケイ素層をメモリセルアレイの全体から除去する。詳細には、ビットライン酸化物は、ワードラインによって覆われていない部分においてビットラインからエッチングされ、さらに、二酸化ケイ素層は、ワードライン4によって覆われていないビットライン2間の部分からエッチングされる。特に、ワードラインをエッチングする工程において、ONO多層スタックが攻撃されない場合、ここで、上部酸化物層7がエッチングされる。他方、ワードラインをエッチングする工程において、上部酸化物層7および窒化物層6がエッチングされる場合、ここで、下部酸化物層5がエッチングされる。
【0086】
記載されたプロセス工程のさらなる改変として、ゲート電極のスペーサは、二酸化ケイ素から同様に形成され得る。したがって、スペーサ形成後に堆積された窒化ケイ素ライナは、下にある二酸化ケイ素スペーサをエッチングから保護する。二酸化ケイ素は現状打破に対してより高い抵抗性を有するので、二酸化ケイ素スペーサの使用は、大いに利点がある。
【0087】
次の工程では、導電材料がビットラインの露出された部分上に提供される。これは、上記に概要が説明されたような自己整合コンタクトを提供する従来のプロセスによって、または、本発明の好適な実施形態にしたがう、後に説明される、いわゆる逆ポリエッチによってなされ得る。
【0088】
従来のプロセスによってコンタクトホールに導電材料を提供するために、最初に、酸化窒化ケイ素ライナに続いて、リンホウ素シリケートガラス(BPSG)がチップ領域全体上に堆積される。その後、二酸化ケイ素層がTEOS(テトラエチルオルトシリケート)を用いる化学蒸着堆積プロセスによって堆積される。この層スタックにおいて、コンタクトホールがエッチングされる。
【0089】
次いで、フォトレジスト材料がコーティングされ、ビットラインを接触させるためのコンタクトホールが、コンタクトホールマスクを用いてリソグラフィーにより規定される。コンタクトホールマスクは、3番目または4番目ごとのメモリセルが、後に形成される金属ラインに接続されるように規定される。フォトレジスト層にコンタクトホールを規定した後、二酸化ケイ素層およびBPSG材料が、例えば、C4F8またはC5F8を用いたドライエッチングによって選択的にエッチングされる。
【0090】
以下の工程では、フォトレジスト材料は、セル領域から除去され、任意に、ヒ素イオンを用いるインプラント工程がコンタクト抵抗を低減するように行われる。
【0091】
次の工程では、n+−ドープポリシリコン等の導電材料が、コンタクトホールを満たすように堆積される。次いで、チップ表面上のポリシリコンに、例えば、エッチングストップ層としてBPSG層を用いるウェットエッチングまたはプラズマエッチングによって凹部が形成される。その後、金属ラインが後に記載される態様で形成される。
【0092】
本発明の好適な実施形態によると、n+−ドープポリシリコン等の導電材料は、ドープされたポリシリコン層がチップ領域全体上に堆積され、このポリシリコン層がコンタクトが形成されていない部分から除去される、いわゆる逆ポリエッチングプロセスによって提供される。
【0093】
まず、シリコン表面から二酸化ケイ素残渣および自生の酸化物を除去するためにウェット洗浄プロセスが行われ、その結果、ドープされたポリシリコン層がシリコン表面上に直接堆積される。その後、高度にn−ドープされたポリシリコン層18が、チップ領域全体を覆うように堆積される。次に、ワードラインの約100nmの上記窒化物キャップのターゲットを用いる化学機械的研磨工程が行われる。結果として得られる構造が図15A〜15Cに示される。ここで、図15Aは、図2に規定される方向Aに沿うメモリセルアレイの断面図を示し、図15Bは、図2に規定される方向Bに沿うメモリセルアレイの断面図を示し、図15Cは、チップの周辺部分に配列された論理デバイスの断面図を示す。
【0094】
その後、約200nmの厚さを有する窒化ケイ素のハードマスク層19が堆積され、フォトレジスト材料(図示せず)がコーティングされる。ストライプパターンを有するマスク、例えば、図4A示されるものに類似するマスクを用いて、フォトレジスト材料は、結果として得られるフォトレジストパターンにおいて、ビットライン2間の領域が露出されるようにパターニングされる。ストライプパターンを有するマスクは、例えば、ビットラインマスクを用いて生成され得る。
【0095】
次いで、ビットライン2間の露出された領域において、ハードマスク19が除去され、n+−ドープポリシリコン18が、窒化ケイ素に対して選択的にエッチングすることによって除去される。ワードライン4をパターニングする工程の間に上部酸化物層7および窒化物層6がワードライン4間から除去されない場合、このエッチング工程は、窒化物層6上でストップする。
【0096】
本発明の特に好適な実施形態によると、上部酸化物層7および窒化物層6は、ワードライン4をパターニングする工程の間にワードライン4間から除去され、その結果、ここで、エッチングストップは、存在せず、シリコン基板1がビットライン間のセル領域においてわずかにエッチングされる。オーバーエッチングが時間制御されて好適に行われ、その結果、ビットラインのインプラントの深さより大きい基板の深さがエッチングされる。
【0097】
これにより、アイソレーショントレンチが自己整合態様でメモリセルアレイに形成される。したがって、アイソレーショントレンチに分離材料を提供することによって、隣接するビットラインは、電気的に分離され得る。このため、本発明の手順では、アイソレーショントレンチを提供するためにセルサイズを増加させる必要性がないので、従来のシャロートレンチ分離手順に対して利点がある、さらなる自己整合シャロートレンチ分離手順が行われ得る。
【0098】
以下の工程では、フォトレジスト材料が除去される。フォトレジスト材料を除去した後、図16A〜16Cに示される構造が得られる。ここで、図16Aは、図2に規定される方向Aに沿うメモリセルアレイの断面図を示し、図16Bは、図2に規定される方向Bに沿うメモリセルアレイの断面図を示し、図16Cは、チップの周辺部分に配列された論理デバイスの断面図を示す。図16Aおよび16Bから明瞭に見られ得るように、ポリシリコン18は、上記のビットライン2の部分にのみ残り、これに対して、図16Cにおける論理コンポーネント上で完全に除去される。薄い二酸化ケイ素層16および薄い窒化ケイ素層2がビットライン酸化物を除去する前に堆積されるので、周辺部分は、エッチングから保護される。
【0099】
その後、リンホウ素ドープシリケートガラス(BPSG)層20がチップ領域全体上に堆積され、ストップとして窒化ケイ素ハードマスクを用いる化学機械的研磨を用いて平坦化される。結果として得られる構造が図17A〜17Cに示される。ここで、図17Aは、図2に規定される方向Aに沿うメモリセルアレイの断面図を示し、図17Bは、図2に規定される方向Bに沿うメモリセルアレイの断面図を示し、図17Cは、チップの周辺部分に配列された論理デバイスの断面図を示す。
【0100】
したがって、ビットラインコンタクトは、最初に、材料がチップ領域全体上に堆積され、次いで、コンタクトが形成されない領域から除去される方法によって導電材料を提供することによって完成される。結果として、ワードラインがエッチングマスクとして機能し、このため、攻撃され得る自己整合エッチング工程が、発生しない。エッチング工程は、自己整合ではないので、ワードライン間の幅は、ゲート電極上のスペーサの厚さが増加され得るようにさらに低減され得る。結果として、ワードラインとビットラインコンタクトとの間の短絡が、大きく回避され得、これにより、デバイス性能は、大きく向上される。
【0101】
デバイス性能は、自己整合シャロートレンチ分離が提供された場合、著しく向上され得る。図17Aから明瞭に見られ得るように、リンホウ素ガラスで充填されたアイソレーショントレンチが、電気分離を提供するようにビットライン間に形成される。
【0102】
窒化ケイ素ハードマスクを除去した後、金属ラインが形成される。金属ラインは、いわゆるダマシン技術または任意の他の任意的プロセスを用いて形成され得る。いわゆるダマシン技術を用いて金属ラインを作製するために、まず、テトラエチルオルトシリケートを用いる化学蒸着堆積プロセスによって二酸化ケイ素層がチップ領域全体上に堆積される。その後、ストライプパターンを有するマスク、例えば、ビットラインコンタクトを規定するために用いられるようなマスクまたは類似のマスクを用いてトレンチが二酸化ケイ素層にエッチングされる。
【0103】
その後、チタンライナおよびタングステンの層が堆積され、トレンチがこれらの金属で満たされる。最後に、化学機械的研磨または金属のエッチングバックを用いて表面が平坦化され、その結果、トレンチが完全に充填され、トレンチ間のスペースに金属が残らず、その結果、トレンチは、互いに電気的に分離される。
【0104】
異なるプロセスによると、最初に、チタンライナおよびタングステン材料を堆積し、フォトレジスト材料を堆積し、ストライプパターンを有するマスク、例えば、ビットラインマスクを用いて金属ラインをリソグラフィーにより規定し、金属層をエッチングし、そして、互いに金属ラインを電気的に分離するために二酸化ケイ素を堆積することも可能である。
【0105】
その後、メモリチップは、従来の態様で完成される。
【0106】
本発明の第二の局面のさらなる改変(図示せず)によると、図5A〜5Cに示される構造上で、上記のように規定される適切な厚さを有する薄い二酸化ケイ素層16のみが堆積され、薄い窒化ケイ素層22は省略される。
【0107】
次の工程では、チップの周辺部分がフォトレジスト材料によってマスクされ、二酸化ケイ素がチップのメモリ部分においてエッチングされる。次いで、導電材料がビットラインの露出された部分上に提供される。この目的のため、上記に説明されたような自己整合コンタクトを提供するための従来のプロセスが、行われ得る。上記に説明されたような逆ポリエッチングプロセスを行うことも可能である。しかしながら、この場合、チップの周辺部分は、窒化ケイ素層22によって保護されないので、論理コンポーネントが攻撃されることを回避するためにドープされたポリシリコンが二酸化ケイ素に対して選択的にエッチングされることが必要である。その後、メモリチップは、上記に記載された態様で完成される。
【図面の簡単な説明】
【0108】
【図1】図1は、NROMTMメモリセルの断面図を示す。
【図2】図2は、本発明が適用され得る例示のメモリセルアレイを示す。
【図3】図3は、既知の方法にしたがうNPROMTMメモリセルアレイを作成する工程を示す。
【図4A】図4Aは、既知の方法にしたがうNPROMTMメモリセルアレイを作成する工程を示す。
【図4B】図4Bは、既知の方法にしたがうNPROMTMメモリセルアレイを作成する工程を示す。
【図4C】図4Cは、既知の方法にしたがうNPROMTMメモリセルアレイを作成する工程を示す。
【図5A】図5Aは、本発明の方法を実行する前のメモリセルアレイの断面図を示す。
【0109】
【図5B】図5Bは、本発明の方法を実行する前のメモリセルアレイの断面図を示す。
【0110】
【図5C】図5Cは、本発明の方法を実行する前のメモリセルアレイの断面図を示す。
【0111】
【図6】図6は、本発明の第一の局面にしたがうビットラインコンタクトを提供するための方法におけるビットライン酸化物を除去する工程を示す。
【図7】図7は、本発明の第一の局面にしたがうビットラインコンタクトを提供するための方法におけるビットライン酸化物を除去する工程を示す。
【図8】図8は、本発明の第一の局面にしたがうビットラインコンタクトを提供するための方法における導電物質を提供する工程を示す。
【図9】図9は、本発明の第一の局面にしたがうビットラインコンタクトを提供するための方法における導電物質を提供する工程を示す。
【図10】図10は、本発明の第一の局面にしたがうビットラインコンタクトを提供するための方法における導電物質を提供する工程を示す。
【図11】図11は、本発明の第二の局面にしたがうビットラインコンタクトを提供するための方法におけるビットライン酸化物を除去する工程を示す。
【図12】図12は、本発明の第二の局面にしたがうビットラインコンタクトを提供するための方法におけるビットライン酸化物を除去する工程を示す。
【図13】図13は、本発明の第二の局面にしたがうビットラインコンタクトを提供するための方法におけるビットライン酸化物を除去する工程を示す。
【図14】図14は、本発明の第二の局面にしたがうビットラインコンタクトを提供するための方法におけるビットライン酸化物を除去する工程を示す。
【図15】図15は、本発明の第二の局面にしたがうビットラインコンタクトを提供するための方法における導電物質を提供する工程を示す。
【図16】図16は、本発明の第二の局面にしたがうビットラインコンタクトを提供するための方法における導電物質を提供する工程を示す。
【図17】図17は、本発明の第二の局面にしたがうビットラインコンタクトを提供するための方法における導電物質を提供する工程を示す。
【符号の説明】
【0112】
1 基板
2a 第一のビットライン
2b 第二のビットライン
2 ビットライン
3 ビットライン酸化物
4 ゲート電極
5 二酸化ケイ素下部層
6 窒化ケイ素層
7 二酸化ケイ素上部層
8 狭く捕捉された電子分布
9 読み込み方向
10 プログラミング方向
11 6F2交差点セル
12 フォトレジスト列
13 トランジスタチャネル
14 活性領域
15 スペーサ
16 二酸化ケイ素層
17 フォトレジスト層
18 ポリシリコン層
19 ハードマスク層
20 BPSG層
21 分離トレンチ
22 窒化ケイ素層
Claims (16)
- メモリセルアレイ内にビットラインコンタクトを提供するための方法であって、第一の方向に配列された複数のビットライン(2)であって、該ビットライン(2)は、分離層(3)によって覆われる複数のビットラインと、該第一の方向の該ビットライン(2)上部の第1の方向で交差する第二の方向に配列された複数のワードライン(4)と、該ビットラインおよびワードラインが互いに交差する場所に配置されるメモリセルとを含み、
該方法は、
該ワードライン(4)によって覆われていない部分で該分離層(3)を該ビットライン(2)から除去する工程であって、該ビットライン(2)間の領域は、影響されないままに残る、工程と、
該ビットラインの露出された部分上に導電材料(18)を提供する工程と
を包含する、方法。 - 前記分離層(3)を前記ビットライン(2)から除去する工程は、
フォトレジスト材料(17)を堆積する工程と、
ストライプパターンを有するマスクを用いて該フォトレジスト材料(17)をパターニングする工程と、
前記ワードライン(4)に対して前記分離層(3)を選択的にエッチングする工程と
を包含する、請求項1に記載のメモリセルアレイ内にビットラインコンタクトを提供するための方法。 - ストライプパターンを有する前記マスクは、前記ビットライン(2)が以前に規定されたビットラインマスクである、請求項2に記載のメモリセルアレイ内にビットラインコンタクトを提供するための方法。
- メモリセルアレイ内にビットラインコンタクトを提供するための方法であって、基板(1)上に第一の方向に配列された複数のビットライン(2)と、該基板(1)上で該第一の方向の該ビットライン(2)上方で交差する第二の方向に配列された複数のワードライン(4)と、該ビットラインとワードラインとが互いに交差する場所に配置されるメモリセルとを含み、該ビットラインは、分離層(3)によって覆われ、該ワードラインによって覆われていない該ビットライン間の該メモリセルアレイの全部分は、少なくとも一つの分離層(5、6、7)によって覆われ、該方法は、
該ワードライン(4)によって覆われていない部分において該少なくとも一つの分離層の上部(5、7)が該メモリセルアレイから除去される工程によって該分離層(3)を該ビットラインから除去する工程と、
該ビットラインの露出された部分上に導電材料(18)を提供する工程と
を包含する、方法。 - 前記分離層(3)を前記ビットライン(2)から除去する工程は、前記ワードライン(4)に対して選択的に該分離層(3)を時間制御してエッチングする工程を含む、請求項4に記載のメモリセルアレイ内にビットラインコンタクトを提供するための方法。
- 前記ビットラインの露出された部分上に導電材料(18)を提供する工程は、
前記メモリセルアレイ上に分離材料を堆積する工程と、
フォトレジスト材料をコーティングし、該フォトレジスト材料内にコンタクトホールをリソグラフィにより規定する工程と、
該コンタクトホールを生成するように該分離材料をエッチングする工程と、
導電材料で該コンタクトホールを満たすように導電材料を堆積する工程と
を包含する、請求項1〜5のいずれか1つに記載のメモリセルアレイ内にビットラインコンタクトを提供するための方法。 - 前記ビットラインの露出された部分上に導電材料(18)を提供する工程は、
前記メモリセルアレイ上に該導電材料(18)を堆積する工程と、
該導電材料(18)を該ビットライン間の領域から除去する工程と、
該ビットライン間の領域内に分離材料(20)を堆積する工程と
を包含する、請求項1〜3のいずれか1つに記載のメモリセルアレイ内にビットラインコンタクトを提供するための方法。 - 前記導電材料(18)を前記ビットライン(2)間の領域から除去する工程は、
該導電材料上にフォトレジスト材料をコーティングし、ストライプパターンを有するマスクを用いて該導電材料が除去されることになる領域をリソグラフィにより規定する工程と、
露出された領域内の該導電材料(18)を除去する工程と
を包含する、、請求項7に記載のメモリセルアレイ内にビットラインコンタクトを提供するための方法。 - 前記ビットラインの露出された部分上に導電材料(18)を提供する工程は、
前記メモリセルアレイ上に該導電材料(18)を堆積する工程と、
該導電材料(18)を該ビットライン間の領域から除去する工程と、
該ビットライン間の領域内に分離材料(18)を堆積する工程と
を包含する、請求項4または5に記載のメモリセルアレイ内にビットラインコンタクトを提供するための方法。 - 前記導電材料(18)を前記ビットライン(2)間の領域から除去する工程は、
該導電材料上にフォトレジスト材料をコーティングし、ストライプパターンを有するマスクを用いて該導電材料が除去されることになる領域をリソグラフィーにより規定する工程と、
露出された領域内の該導電材料(18)を除去する工程と
を包含する、請求項9に記載のメモリセルアレイ内にビットラインコンタクトを提供するための方法。 - 前記分離層(3)を前記ビットラインから除去する工程によって、前記基板(1)は、前記ワードラインによって覆われていないビットライン間の部分において露出され、前記導電材料(18)をエッチングする工程は、該導電材料の下の該基板(1)の部分が除去されるようにオーバーエッチング工程として行われる、請求項10に記載のメモリセルアレイ内のビットラインコンタクトを提供するための方法。
- 前記分離材料(20)は、ホウ素および/またはリンでドープされたシリケートガラスである、請求項6〜11のいずれか1つに記載のメモリセルアレイ内にビットラインコンタクトを提供するための方法。
- 前記導電材料(18)は、ドープされたポリシリコンである、請求項1〜12のいずれか1つに記載のメモリセルアレイ内にビットラインコンタクトを提供するための方法。
- 窒化物リードオンリーメモリ(NROM)チップを製造する方法であって、
分離層(3)によって覆われ、第一の方向に配列された複数のビットライン(2)と、該第一の方向に直交する第二の方向に配列された複数のワードライン(4)とが互いに交差する点に複数のメモリセルが配置されたメモリセルアレイであって、該メモリセルのそれぞれは、金属−絶縁体−半導体電界効果型トランジスタからなり、該絶縁体は、1以上の注入された電子を格納するための酸化物−窒化物−酸化物多層スタックである、メモリセルアレイを提供する工程と、
論理コンポーネントを含む周辺部分を提供する工程と、
該ビットライン(2)と続く工程において形成される金属ラインとの間に電気的コンタクトを達成するために、請求項1〜13の任意において規定される方法によりビットラインコンタクトを提供する工程と、
該ビットライン上方に第一の方向に配列された金属ラインを提供する工程と
を包含する、方法。 - 請求項1〜13のいずれか1つの方法によって作製されるビットラインコンタクトを有するメモリセルアレイ。
- 請求項14の方法によって製造された窒化物リードオンリーメモリ(NROM)チップ。
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