JPH1032316A - 半導体記憶装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体記憶装置及びその製造方法Info
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- JPH1032316A JPH1032316A JP8186091A JP18609196A JPH1032316A JP H1032316 A JPH1032316 A JP H1032316A JP 8186091 A JP8186091 A JP 8186091A JP 18609196 A JP18609196 A JP 18609196A JP H1032316 A JPH1032316 A JP H1032316A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
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- H01L27/10—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
- H01L27/105—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration including field-effect components
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体記憶装置におけるメモリセル部と周辺
回路部との高低差を少なくして、コンタクトのアスペク
ト比を良好なものとする。 【解決手段】 P型シリコン基板1上に設けられたメモ
リセル部と周辺回路部より構成された半導体記憶装置に
おいて、メモリセル部のみに、容量絶縁膜10及び下部
容量電極9並びに上部容量電極11からなるスタック型
容量を有し、周辺回路領域のみに第2の配線層13を有
する。周辺回路領域のみに第2の配線層13があるた
め、平坦化したときに第2の配線層13上の第4の層間
絶縁膜14を十分に薄くすることができ、第2の配線層
13と第3の配線層15とのコンタクトのアスペクト比
を良好なものとすることができる。
回路部との高低差を少なくして、コンタクトのアスペク
ト比を良好なものとする。 【解決手段】 P型シリコン基板1上に設けられたメモ
リセル部と周辺回路部より構成された半導体記憶装置に
おいて、メモリセル部のみに、容量絶縁膜10及び下部
容量電極9並びに上部容量電極11からなるスタック型
容量を有し、周辺回路領域のみに第2の配線層13を有
する。周辺回路領域のみに第2の配線層13があるた
め、平坦化したときに第2の配線層13上の第4の層間
絶縁膜14を十分に薄くすることができ、第2の配線層
13と第3の配線層15とのコンタクトのアスペクト比
を良好なものとすることができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特にスタック型容量を有し、メモリセル部と周辺部
とで高低差を有する半導体記憶装置及びその製造方法に
関する。
し、特にスタック型容量を有し、メモリセル部と周辺部
とで高低差を有する半導体記憶装置及びその製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】半導体記憶装置は、年々高集積化が進ん
でいる。高集積化を実現するキャパシタ構造は、より小
さな面積でより大きな容量値を得るために、平面的な構
造から立体的な構造が使われるようになっており、キャ
パシタ構造の中には、スタック型容量と呼ばれるものが
ある。
でいる。高集積化を実現するキャパシタ構造は、より小
さな面積でより大きな容量値を得るために、平面的な構
造から立体的な構造が使われるようになっており、キャ
パシタ構造の中には、スタック型容量と呼ばれるものが
ある。
【0003】大容量化のためにキャパシタ構造の高さ
は、高くなる傾向にあり、そのため、キャパシタ構造を
持つメモリセル部と、キャパシタ構造を持たない、例え
ば記憶情報を増幅させるセンスアンプなどからなる周辺
回路部との境界での高低差(段差)は、大きくなる傾向
にある。また、ポリシリコンからなるワード線は、低抵
抗化するためにワード線と同じピッチでアルミ配線をメ
モリセル部に形成して、いくつかのビット間隔を置いた
コンタクトで接続されている(裏打ち)。
は、高くなる傾向にあり、そのため、キャパシタ構造を
持つメモリセル部と、キャパシタ構造を持たない、例え
ば記憶情報を増幅させるセンスアンプなどからなる周辺
回路部との境界での高低差(段差)は、大きくなる傾向
にある。また、ポリシリコンからなるワード線は、低抵
抗化するためにワード線と同じピッチでアルミ配線をメ
モリセル部に形成して、いくつかのビット間隔を置いた
コンタクトで接続されている(裏打ち)。
【0004】図9は、従来例を示す断面図である。図9
に示すように、P型シリコン基板1上に活性領域を分離
するフィールド酸化膜2があり、活性領域のP型シリコ
ン基板1上にゲート酸化膜3があり、メモリセル部に
は、メモリセルの記憶情報を読み書きするスイッチング
トランジスターのゲート電極(ワード線)4aと、記憶
情報の電位を伝達するビット線7aと、容量絶縁膜10
を下部容量電極9と上部容量電極11とで挾んで記憶容
量を蓄積するキャパシタ部とがある。また一方、周辺回
路部には、スイッチングトランジスターのゲート電極
(ワード線)4aと同層のトランジスターのゲート電極
4b及びゲート配線4cと、ビット線7aと同層の第1
の配線層7bとがあり、メモリセル部と周辺回路部にま
たがって第2の配線層13及び第3の配線層15があ
る。
に示すように、P型シリコン基板1上に活性領域を分離
するフィールド酸化膜2があり、活性領域のP型シリコ
ン基板1上にゲート酸化膜3があり、メモリセル部に
は、メモリセルの記憶情報を読み書きするスイッチング
トランジスターのゲート電極(ワード線)4aと、記憶
情報の電位を伝達するビット線7aと、容量絶縁膜10
を下部容量電極9と上部容量電極11とで挾んで記憶容
量を蓄積するキャパシタ部とがある。また一方、周辺回
路部には、スイッチングトランジスターのゲート電極
(ワード線)4aと同層のトランジスターのゲート電極
4b及びゲート配線4cと、ビット線7aと同層の第1
の配線層7bとがあり、メモリセル部と周辺回路部にま
たがって第2の配線層13及び第3の配線層15があ
る。
【0005】図9に示す半導体記憶装置を製造するにあ
たっては、まず、P型シリコン基板1上にフィールド酸
化膜2を形成し、ゲート酸化膜3を形成し、メモリセル
部のゲート電極(ワード線)4a,周辺回路部のゲート
電極4b及びゲート配線4cを形成し、ゲート電極4
a,4b及びフィールド酸化膜2をマスクにしてN型の
不純物イオン(例えば、Asなど)をイオン注入して拡
散層5を形成する。次に、基板全面に形成した第1の層
間絶縁膜6上にビット線7a及び第1の配線層7bを形
成し、基板全面に第2の層間絶縁膜8を形成し、メモリ
セル部のみにスイッチングトランジスターの一方の拡散
層5に対してコンタクトを開口して下部容量電極9を形
成し、下部容量電極9を覆うように容量絶縁膜10を形
成し、上部容量電極11を形成する。その後、基板全面
に形成した第3の層間絶縁膜12上に、第2の配線層1
3をパターン形成し、さらに基板全面に形成した第4の
層間絶縁膜14上、第3の配線層15をパターン形成
し、最後に、全面にカバー膜16を形成し、図9に示す
半導体記憶装置を完成させる。
たっては、まず、P型シリコン基板1上にフィールド酸
化膜2を形成し、ゲート酸化膜3を形成し、メモリセル
部のゲート電極(ワード線)4a,周辺回路部のゲート
電極4b及びゲート配線4cを形成し、ゲート電極4
a,4b及びフィールド酸化膜2をマスクにしてN型の
不純物イオン(例えば、Asなど)をイオン注入して拡
散層5を形成する。次に、基板全面に形成した第1の層
間絶縁膜6上にビット線7a及び第1の配線層7bを形
成し、基板全面に第2の層間絶縁膜8を形成し、メモリ
セル部のみにスイッチングトランジスターの一方の拡散
層5に対してコンタクトを開口して下部容量電極9を形
成し、下部容量電極9を覆うように容量絶縁膜10を形
成し、上部容量電極11を形成する。その後、基板全面
に形成した第3の層間絶縁膜12上に、第2の配線層1
3をパターン形成し、さらに基板全面に形成した第4の
層間絶縁膜14上、第3の配線層15をパターン形成
し、最後に、全面にカバー膜16を形成し、図9に示す
半導体記憶装置を完成させる。
【0006】また、特開平4−10651号公報に開示
された技術を図10に示す。図10に示す従来の構造の
ものは、周辺回路部にのみコンタクト層17を持つ構造
である。その製造方法は、メモリセル部にキャパシタ部
18を形成し、その後、基板全面に層間絶縁膜12を形
成し、次に周辺回路部にのみコンタクト層17を形成
し、その後、メモリセル部及び周辺回路部に配線層13
を形成していた。
された技術を図10に示す。図10に示す従来の構造の
ものは、周辺回路部にのみコンタクト層17を持つ構造
である。その製造方法は、メモリセル部にキャパシタ部
18を形成し、その後、基板全面に層間絶縁膜12を形
成し、次に周辺回路部にのみコンタクト層17を形成
し、その後、メモリセル部及び周辺回路部に配線層13
を形成していた。
【0007】さらに、特開平4−342166号公報に
開示された技術を図11に示す。図11に示す従来の構
造のものは、メモリセル部の高さと周辺回路部の高さと
の差分だけ基板領域を切り欠いて、アルミ配線13,1
5を形成するときの下地の高低差が少なくなるような構
造になっていた。その製造方法は、ワード線4a,キャ
パシタ部18,ビット線7aなどの素子をP型シリコン
基板1上に形成する前に、P型シリコン基板1表面を切
り欠いて掘り下げ、その後、ワード線4a,キャパシタ
部18,ビット線7aを順次形成するものであった。
開示された技術を図11に示す。図11に示す従来の構
造のものは、メモリセル部の高さと周辺回路部の高さと
の差分だけ基板領域を切り欠いて、アルミ配線13,1
5を形成するときの下地の高低差が少なくなるような構
造になっていた。その製造方法は、ワード線4a,キャ
パシタ部18,ビット線7aなどの素子をP型シリコン
基板1上に形成する前に、P型シリコン基板1表面を切
り欠いて掘り下げ、その後、ワード線4a,キャパシタ
部18,ビット線7aを順次形成するものであった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】第1の問題点は、図9
に示す従来の技術において、第2の配線層13をフォト
レジストを使ったリソグラフィー工程でパターン形成す
るときに、フォーカスずれを起こすことにある。その理
由は、メモリセル部と周辺回路部との境界にでききた高
低差(段差)によりフォーカスずれを起こすためであ
る。
に示す従来の技術において、第2の配線層13をフォト
レジストを使ったリソグラフィー工程でパターン形成す
るときに、フォーカスずれを起こすことにある。その理
由は、メモリセル部と周辺回路部との境界にでききた高
低差(段差)によりフォーカスずれを起こすためであ
る。
【0009】また、第2の問題点は、図9に示す従来の
技術において、層間絶縁膜14を平坦化しようとすると
き、周辺回路部の層間絶縁膜14をなるべく薄くして、
周辺回路部の第2の配線層13と第3の配線層15との
コンタクトのアスペクト比を良好なものにすることによ
り、メモリセル部の第2の配線層13が剥き出しになる
ことにある。その理由は、第1の問題点と同様にメモリ
セル部と周辺回路部との境界での高低差(段差)のため
である。
技術において、層間絶縁膜14を平坦化しようとすると
き、周辺回路部の層間絶縁膜14をなるべく薄くして、
周辺回路部の第2の配線層13と第3の配線層15との
コンタクトのアスペクト比を良好なものにすることによ
り、メモリセル部の第2の配線層13が剥き出しになる
ことにある。その理由は、第1の問題点と同様にメモリ
セル部と周辺回路部との境界での高低差(段差)のため
である。
【0010】第3の問題点は、図10に示す特開平4−
10651号公報に開示された技術において、コンタク
ト層17を埋込(プラグ)型にする必要があり、工程が
複雑になることにある。その理由は、キャパシタ18を
形成後、メモリセル部と周辺回路部とを全体的に平坦化
するように層間絶縁膜12を形成したとき、周辺回路部
での層間絶縁膜12の層間膜が厚くなるためである。
10651号公報に開示された技術において、コンタク
ト層17を埋込(プラグ)型にする必要があり、工程が
複雑になることにある。その理由は、キャパシタ18を
形成後、メモリセル部と周辺回路部とを全体的に平坦化
するように層間絶縁膜12を形成したとき、周辺回路部
での層間絶縁膜12の層間膜が厚くなるためである。
【0011】第4の問題点は、図11に示す特開平4−
342166号公報に開示された技術において、メモリ
セル部の高さと周辺回路部の高さとの差分だけ基板領域
を切り欠くため、工程が複雑になることにある。その理
由は、ワード線4a,キャパシタ部18,ビット線7a
などの素子をP型シリコン基板1上に形成する前に、P
型シリコン基板1表面を切り欠いて(掘り下げ)るため
に、フォトレジストを使ったリソグラフィー工程を追加
しなければならないためである。
342166号公報に開示された技術において、メモリ
セル部の高さと周辺回路部の高さとの差分だけ基板領域
を切り欠くため、工程が複雑になることにある。その理
由は、ワード線4a,キャパシタ部18,ビット線7a
などの素子をP型シリコン基板1上に形成する前に、P
型シリコン基板1表面を切り欠いて(掘り下げ)るため
に、フォトレジストを使ったリソグラフィー工程を追加
しなければならないためである。
【0012】本発明の目的は、配線層をパターン形成す
るときに、メモリセル部と周辺回路部との境界での高低
差(段差)による、フォトレジストを使ったリソグラフ
ィー工程でのフォーカスずれをなくし、また高低差(段
差)をなくすために、メモリセル部と周辺回路部とを全
体的に平坦化したとき、周辺回路部の層間膜が厚くなっ
てコンタクトのアスペクト比が厳しくなることを防止す
る半導体記憶装置及びその製造方法を提供することにあ
る。
るときに、メモリセル部と周辺回路部との境界での高低
差(段差)による、フォトレジストを使ったリソグラフ
ィー工程でのフォーカスずれをなくし、また高低差(段
差)をなくすために、メモリセル部と周辺回路部とを全
体的に平坦化したとき、周辺回路部の層間膜が厚くなっ
てコンタクトのアスペクト比が厳しくなることを防止す
る半導体記憶装置及びその製造方法を提供することにあ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体記憶装置は、半導体基板上に設
けられたメモリセル部と周辺回路部とにより構成された
半導体記憶装置であって、スタック型容量と導電層とを
有し、スタック型容量は、容量絶縁膜を下部容量電極と
上部容量電極とで挾んだ構造のものであって、前記メモ
リセル部のみに設けられ、導電層は、前記スタック型容
量を被覆し前記メモリセル部及び周辺回路部に跨る層間
絶縁層のうち周辺回路部の層間絶縁層上にのみ設けられ
たものである。
め、本発明に係る半導体記憶装置は、半導体基板上に設
けられたメモリセル部と周辺回路部とにより構成された
半導体記憶装置であって、スタック型容量と導電層とを
有し、スタック型容量は、容量絶縁膜を下部容量電極と
上部容量電極とで挾んだ構造のものであって、前記メモ
リセル部のみに設けられ、導電層は、前記スタック型容
量を被覆し前記メモリセル部及び周辺回路部に跨る層間
絶縁層のうち周辺回路部の層間絶縁層上にのみ設けられ
たものである。
【0014】また、前記導電層は、単層構造、または積
層構造である。
層構造である。
【0015】また、前記単層構造の導電層は、タングス
テンであり、前記積層構造の導電層は、タングステンと
バリアメタル、或いはタングステンとバリアメタルと高
融点金属である。
テンであり、前記積層構造の導電層は、タングステンと
バリアメタル、或いはタングステンとバリアメタルと高
融点金属である。
【0016】また、前記スタック型容量の前記半導体基
板からの高さaと、前記導電層の前記半導体基板からの
高さbとの関係は、b≧aである。
板からの高さaと、前記導電層の前記半導体基板からの
高さbとの関係は、b≧aである。
【0017】また、前記メモリセル部に設けられたゲー
ト電極は、ポリサイド、または高融点金属及びその化合
物である。
ト電極は、ポリサイド、または高融点金属及びその化合
物である。
【0018】また、本発明に係る半導体記憶装置の製造
方法は、領域形成工程と、ゲート・拡散層形成工程と、
第1配線層形成工程と、容量形成工程と、第2配線層形
成工程と、第3配線層形成工程とを有する半導体記憶装
置の製造方法であって、領域形成工程は、半導体基板上
にメモリセル部と周辺回路部をフィールド酸化膜により
隔離形成する処理であり、ゲート・拡散層形成工程は、
半導体基板上のメモリセル部に、ワード線となるゲート
電極と、拡散層とを形成する処理であり、第1配線層形
成工程は、基板全面に形成した第1の層間絶縁膜に第1
のコンタクトを形成し、ビット線となる第1の配線層を
メモリセル部に形成する処理であり、容量形成工程は、
前記メモリセル部の層間絶縁膜上に形成した第2の層間
絶縁膜に第2のコンタクトを形成し、下部容量電極及び
容量絶縁膜並びに上部容量電極からなるスタック型容量
を形成する処理であり、第2配線層形成工程は、メモリ
セル部及び周辺回路部に渡って形成した第3の層間絶縁
膜のうち周辺回路部のみに第2の配線層を形成する処理
であり、第3配線層形成工程は、メモリセル部及び周辺
回路部に渡って形成した第4の層間絶縁膜縁膜をのうち
周辺回路部のみに第3のコンタクトを形成し、第3の配
線層を形成する処理である。
方法は、領域形成工程と、ゲート・拡散層形成工程と、
第1配線層形成工程と、容量形成工程と、第2配線層形
成工程と、第3配線層形成工程とを有する半導体記憶装
置の製造方法であって、領域形成工程は、半導体基板上
にメモリセル部と周辺回路部をフィールド酸化膜により
隔離形成する処理であり、ゲート・拡散層形成工程は、
半導体基板上のメモリセル部に、ワード線となるゲート
電極と、拡散層とを形成する処理であり、第1配線層形
成工程は、基板全面に形成した第1の層間絶縁膜に第1
のコンタクトを形成し、ビット線となる第1の配線層を
メモリセル部に形成する処理であり、容量形成工程は、
前記メモリセル部の層間絶縁膜上に形成した第2の層間
絶縁膜に第2のコンタクトを形成し、下部容量電極及び
容量絶縁膜並びに上部容量電極からなるスタック型容量
を形成する処理であり、第2配線層形成工程は、メモリ
セル部及び周辺回路部に渡って形成した第3の層間絶縁
膜のうち周辺回路部のみに第2の配線層を形成する処理
であり、第3配線層形成工程は、メモリセル部及び周辺
回路部に渡って形成した第4の層間絶縁膜縁膜をのうち
周辺回路部のみに第3のコンタクトを形成し、第3の配
線層を形成する処理である。
【0019】また、前記第3の層間絶縁膜を形成すると
きに、TEOSBPSG膜を5000Å以上形成し、熱
処理でリフローした後、エッチバックして平坦化する。
きに、TEOSBPSG膜を5000Å以上形成し、熱
処理でリフローした後、エッチバックして平坦化する。
【0020】また、前記第3の層間絶縁膜を形成すると
きに、CMP(ChemicalMechanical
Polishing)により平坦化する。
きに、CMP(ChemicalMechanical
Polishing)により平坦化する。
【0021】
【作用】半導体記憶装置において、メモリセル部上のワ
ード線の裏打ち配線を廃止し、周辺回路部のみに配線層
を設け、メモリセル部から周辺回路部にかけて平坦化し
て、メモリセル部と周辺回路部との高低差をなくす。こ
れにより、フォトレジストを使ったリソグラフィー工程
でパターン形成するときのフォーカスずれをなくし、メ
モリセル部と周辺回路部とを全体的に平坦化したとき、
周辺回路部の層間膜を十分薄くできるものである。ここ
で、メモリセル部上に形成する配線層は、従来ポリシリ
コンからなるワード線を低抵抗化するためにワード線と
同じピッチで形成し、いくつかのビット間隔を置いたコ
ンタクトで接続されている(裏打ち)が、この配線層を
排除できるのは、近年エッチング技術の進歩により、ゲ
ート配線(電極)をポリシリコンとシリサイドとの積層
構造(ポリサイド)、または高融点金属及びその化合物
で形成することが可能になり、ゲート配線のみで十分低
抵抗化することができるようになったためである。
ード線の裏打ち配線を廃止し、周辺回路部のみに配線層
を設け、メモリセル部から周辺回路部にかけて平坦化し
て、メモリセル部と周辺回路部との高低差をなくす。こ
れにより、フォトレジストを使ったリソグラフィー工程
でパターン形成するときのフォーカスずれをなくし、メ
モリセル部と周辺回路部とを全体的に平坦化したとき、
周辺回路部の層間膜を十分薄くできるものである。ここ
で、メモリセル部上に形成する配線層は、従来ポリシリ
コンからなるワード線を低抵抗化するためにワード線と
同じピッチで形成し、いくつかのビット間隔を置いたコ
ンタクトで接続されている(裏打ち)が、この配線層を
排除できるのは、近年エッチング技術の進歩により、ゲ
ート配線(電極)をポリシリコンとシリサイドとの積層
構造(ポリサイド)、または高融点金属及びその化合物
で形成することが可能になり、ゲート配線のみで十分低
抵抗化することができるようになったためである。
【0022】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【0023】(実施形態1)図1〜図7は、本発明の実
施形態1に係る半導体記憶装置及びその製造方法を示す
断面図である。
施形態1に係る半導体記憶装置及びその製造方法を示す
断面図である。
【0024】図7に示すように、本発明の実施形態1に
かかる半導体記憶装置は、P型シリコン基板1上に設け
られたメモリセル部と周辺回路部とより構成されてお
り、容量絶縁膜10を下部容量電極9と上部容量電極1
1とで挾んでメモリセル部のみに設けられたスタック型
容量と、周辺回路部のみに設けられた第2の配線層(導
電層)13とを有し、第2の配線層13を被覆した層間
絶縁膜14を、メモリセル部と周辺回路部に跨って平坦
化し、第2の配線層13と第3の配線層15とのコンタ
クトのアスペクト比を小さい構造としたものである。
かかる半導体記憶装置は、P型シリコン基板1上に設け
られたメモリセル部と周辺回路部とより構成されてお
り、容量絶縁膜10を下部容量電極9と上部容量電極1
1とで挾んでメモリセル部のみに設けられたスタック型
容量と、周辺回路部のみに設けられた第2の配線層(導
電層)13とを有し、第2の配線層13を被覆した層間
絶縁膜14を、メモリセル部と周辺回路部に跨って平坦
化し、第2の配線層13と第3の配線層15とのコンタ
クトのアスペクト比を小さい構造としたものである。
【0025】また、導電層としての第2の配線層13
は、タングステン或いはアルミ層からなり、その構造
は、単層構造、または積層構造となっている。
は、タングステン或いはアルミ層からなり、その構造
は、単層構造、または積層構造となっている。
【0026】また、単層構造の導電層は、タングステ
ン、或いはアルミ層からなり、また積層構造の導電層
は、タングステンとバリアメタル、タングステンとバリ
アメタルと高融点金属、アルミ層とバリアメタル、或い
はアルミ層とバリアメタルと高融点金属からなってい
る。また積層構造の導電層は、タングステンとアルミ層
とバリアメタル、或いはタングステンとアルミ層とバリ
アメタルと高融点金属でもよく、上述したものに限定さ
れるものではない。また、バリアメタルは、窒化チタン
(TiN)等の金属からなり、また高融点金属は、チタ
ン(Ti)等の金属からなる。
ン、或いはアルミ層からなり、また積層構造の導電層
は、タングステンとバリアメタル、タングステンとバリ
アメタルと高融点金属、アルミ層とバリアメタル、或い
はアルミ層とバリアメタルと高融点金属からなってい
る。また積層構造の導電層は、タングステンとアルミ層
とバリアメタル、或いはタングステンとアルミ層とバリ
アメタルと高融点金属でもよく、上述したものに限定さ
れるものではない。また、バリアメタルは、窒化チタン
(TiN)等の金属からなり、また高融点金属は、チタ
ン(Ti)等の金属からなる。
【0027】また、スタック型容量の半導体基板1から
の高さaと、導電層としての第2の配線層13の半導体
基板1からの高さbとの関係は、b≧aになっている。
の高さaと、導電層としての第2の配線層13の半導体
基板1からの高さbとの関係は、b≧aになっている。
【0028】また、メモリセル部に設けられたゲート電
極(ワード線)4aは、ポリサイド、または高融点金属
及びその化合物から構成されている。
極(ワード線)4aは、ポリサイド、または高融点金属
及びその化合物から構成されている。
【0029】次に、本発明の実施形態1に係る半導体記
憶装置の製造方法について説明する。まず、図1に示す
ように、P型シリコン基板1上にフィールド酸化膜2を
4000〜5000Åの膜厚に形成し、ゲート酸化膜3
を100〜150Åの膜厚に形成する。
憶装置の製造方法について説明する。まず、図1に示す
ように、P型シリコン基板1上にフィールド酸化膜2を
4000〜5000Åの膜厚に形成し、ゲート酸化膜3
を100〜150Åの膜厚に形成する。
【0030】続いて、図2に示すように、ポリシリコン
を膜厚2000〜3000Åで基板全面に堆積させパタ
ーニングし、メモリセル部のゲート電極(ワード線)4
a,周辺回路部のゲート電極4b及びゲート配線4cを
形成し、ゲート電極4a,4b及びフィールド酸化膜2
をマスクにしてN型の不純物イオン(例えば、Asな
ど)をイオン注入してN+拡散層5を形成する。
を膜厚2000〜3000Åで基板全面に堆積させパタ
ーニングし、メモリセル部のゲート電極(ワード線)4
a,周辺回路部のゲート電極4b及びゲート配線4cを
形成し、ゲート電極4a,4b及びフィールド酸化膜2
をマスクにしてN型の不純物イオン(例えば、Asな
ど)をイオン注入してN+拡散層5を形成する。
【0031】次に、図3に示すように、基板全面に第1
の層間絶縁膜6を膜厚3000〜4000Åに形成し、
メモリセル部のスイッチングトランジスターの一方のN
+拡散層5に接続するビットコンタクトを形成し、その
後、基板全面にWSiを膜厚2000〜3000Åにス
パッタ堆積させてパターニングし、メモリセル部と周辺
回路部にビット線7aと第1の配線層7bを形成する。
の層間絶縁膜6を膜厚3000〜4000Åに形成し、
メモリセル部のスイッチングトランジスターの一方のN
+拡散層5に接続するビットコンタクトを形成し、その
後、基板全面にWSiを膜厚2000〜3000Åにス
パッタ堆積させてパターニングし、メモリセル部と周辺
回路部にビット線7aと第1の配線層7bを形成する。
【0032】引き続いて、図4に示すように、基板全面
に第2の層間絶縁膜8を膜厚4000〜5000Åに形
成し、メモリセル部のスイッチングトランジスターの他
方のN+拡散層5に対してコンタクトを開口して下部容
量電極9をポリシリコンで膜厚3000〜4000Åに
形成する。
に第2の層間絶縁膜8を膜厚4000〜5000Åに形
成し、メモリセル部のスイッチングトランジスターの他
方のN+拡散層5に対してコンタクトを開口して下部容
量電極9をポリシリコンで膜厚3000〜4000Åに
形成する。
【0033】次に、図5に示すように、下部容量電極9
を覆うように容量絶縁膜10を酸化膜換算で膜厚60〜
80Åに形成し、上部容量電極11をポリシリコンで膜
厚1000〜2000Åに形成し、全面に第3の層間絶
縁膜12を膜厚4000〜5000Åに形成する。
を覆うように容量絶縁膜10を酸化膜換算で膜厚60〜
80Åに形成し、上部容量電極11をポリシリコンで膜
厚1000〜2000Åに形成し、全面に第3の層間絶
縁膜12を膜厚4000〜5000Åに形成する。
【0034】さらに、図6に示すように、基板全面にア
ルミニウムを膜厚4000〜5000Åにスパッタ堆積
させパターニングし、第2の配線層13を周辺回路部の
みに形成する。このとき、第2の配線層13をパターニ
ングするときの、フォーカスマージンは、メモリセル部
と周辺回路部両方に配線層を持つ従来例に比べて、0.
8〜1.0μm改善する。
ルミニウムを膜厚4000〜5000Åにスパッタ堆積
させパターニングし、第2の配線層13を周辺回路部の
みに形成する。このとき、第2の配線層13をパターニ
ングするときの、フォーカスマージンは、メモリセル部
と周辺回路部両方に配線層を持つ従来例に比べて、0.
8〜1.0μm改善する。
【0035】これは、メモリセル部と周辺回路部に高低
差があり、従来例では、メモリセル部と周辺回路部の両
方にフォーカスを合わせる必要があったが、本実施形態
では、周辺回路部のみにフォーカス合わせを行えば良い
ためである。
差があり、従来例では、メモリセル部と周辺回路部の両
方にフォーカスを合わせる必要があったが、本実施形態
では、周辺回路部のみにフォーカス合わせを行えば良い
ためである。
【0036】続いて、図6に示すように、基板全面に第
4の層間絶縁膜14を膜厚8000〜10000Åに形
成し、層間絶縁膜14の全面をウェットエッチによるエ
ッチバックまたはCMP(Chemical Mech
anical Polishing)にて平坦化する。
このとき、第2の配線層13のP型シリコン基板1から
の高さをb、上部容量電極11のP型シリコン基板1か
らの高さをaとし、aに対するbの関係を、b≧aとす
ることにより、上部容量電極11を層間絶縁膜12から
むき出しにすることなく、第2の配線層13上の第4の
層間絶縁膜14の膜厚を十分薄くすることができる。
4の層間絶縁膜14を膜厚8000〜10000Åに形
成し、層間絶縁膜14の全面をウェットエッチによるエ
ッチバックまたはCMP(Chemical Mech
anical Polishing)にて平坦化する。
このとき、第2の配線層13のP型シリコン基板1から
の高さをb、上部容量電極11のP型シリコン基板1か
らの高さをaとし、aに対するbの関係を、b≧aとす
ることにより、上部容量電極11を層間絶縁膜12から
むき出しにすることなく、第2の配線層13上の第4の
層間絶縁膜14の膜厚を十分薄くすることができる。
【0037】最後に、図7に示すように、第2の配線層
13と接続するためのコンタクトを層間絶縁膜14に開
口し、基板全面にアルミニウムを膜厚8000〜100
00Åにスパッタ堆積させパターニングし、第3の配線
層15を形成し、その後、基板全面にカバー膜16を膜
厚000〜10000Åに形成することにより、本発明
の実施形態1に係る半導体記憶装置を完成する。
13と接続するためのコンタクトを層間絶縁膜14に開
口し、基板全面にアルミニウムを膜厚8000〜100
00Åにスパッタ堆積させパターニングし、第3の配線
層15を形成し、その後、基板全面にカバー膜16を膜
厚000〜10000Åに形成することにより、本発明
の実施形態1に係る半導体記憶装置を完成する。
【0038】このように、周辺回路部にのみ第2の配線
層13を形成することにより、メモリセル部及び周辺回
路部に渡って第4の層間絶縁膜14を平坦化した際に、
周辺回路部における第2の配線層13上に位置する第4
の層間絶縁膜14の膜厚を十分薄くすることができるた
め、第2の配線層13と第3の配線層15とを接続する
ためのコンタクトのアスペクト比は、良好なものとな
り、さらにコンタクトを覆う第3の配線層15のカバレ
ッジは、良好なものとなる。
層13を形成することにより、メモリセル部及び周辺回
路部に渡って第4の層間絶縁膜14を平坦化した際に、
周辺回路部における第2の配線層13上に位置する第4
の層間絶縁膜14の膜厚を十分薄くすることができるた
め、第2の配線層13と第3の配線層15とを接続する
ためのコンタクトのアスペクト比は、良好なものとな
り、さらにコンタクトを覆う第3の配線層15のカバレ
ッジは、良好なものとなる。
【0039】また、第4の層間絶縁膜14を平坦化する
ときに、上部容量電極11が剥出しになることがない。
また、上部容量電極11を形成した後に第2の配線層1
3を形成する際、フォトレジストを使ったリソグラフィ
ー工程におけるフォーカスずれを生じることがなく、さ
らに、第3の配線層15の形成時においても、第4の層
間絶縁膜14が十分に平坦化されているため、フォーカ
スずれを生じることがない。
ときに、上部容量電極11が剥出しになることがない。
また、上部容量電極11を形成した後に第2の配線層1
3を形成する際、フォトレジストを使ったリソグラフィ
ー工程におけるフォーカスずれを生じることがなく、さ
らに、第3の配線層15の形成時においても、第4の層
間絶縁膜14が十分に平坦化されているため、フォーカ
スずれを生じることがない。
【0040】(実施形態2)次に、本発明の実施形態2
について図8を参照して説明する。
について図8を参照して説明する。
【0041】図8は、本発明の実施形態2に係る半導体
記憶装置及びその製造方法を示す断面図である。
記憶装置及びその製造方法を示す断面図である。
【0042】図8に示すように、本発明の実施形態2に
係る半導体記憶装置は、P型シリコン基板1上に設けら
れたメモリセル部と周辺回路部より構成されており、メ
モリセル部のゲート電極(ワード線)4a,周辺回路部
のゲート電極4b及びゲート配線4cがポリシリコンと
シリサイドとの積層構造(ポリサイド、例えば、WSi
2/polySi,TiSi2/polySiなどWSi
2/polySiなど)、または高融点金属及びその化
合物(例えば、TiNなど)よりなり、容量絶縁膜10
を下部容量電極9と上部容量電極11とで挾んでメモリ
セル部のみに設けられたスタック型容量と、周辺回路部
のみに設けられた第2の配線層13とを有している。第
2の配線層13を被覆した第4の層間絶縁膜14は、メ
モリセル部及び周辺回路部にまたがって平坦化され、第
2の配線層13と第3の配線層15とのコンタクトのア
スペクト比を小さい構造としたものである。
係る半導体記憶装置は、P型シリコン基板1上に設けら
れたメモリセル部と周辺回路部より構成されており、メ
モリセル部のゲート電極(ワード線)4a,周辺回路部
のゲート電極4b及びゲート配線4cがポリシリコンと
シリサイドとの積層構造(ポリサイド、例えば、WSi
2/polySi,TiSi2/polySiなどWSi
2/polySiなど)、または高融点金属及びその化
合物(例えば、TiNなど)よりなり、容量絶縁膜10
を下部容量電極9と上部容量電極11とで挾んでメモリ
セル部のみに設けられたスタック型容量と、周辺回路部
のみに設けられた第2の配線層13とを有している。第
2の配線層13を被覆した第4の層間絶縁膜14は、メ
モリセル部及び周辺回路部にまたがって平坦化され、第
2の配線層13と第3の配線層15とのコンタクトのア
スペクト比を小さい構造としたものである。
【0043】次に、本発明の実施形態2に係る半導体記
憶装置の製造方法を説明する。図8に示すように、P型
シリコン基板1上にフィールド酸化膜2を4000〜5
000Åに形成し、ゲート酸化膜3を100〜150Å
に形成する。次にポリシリコンを膜厚1000〜200
0Åに基板全面に堆積させ、続いてWSiを膜厚100
0〜2000Åに基板全面にスパッタ堆積させパターニ
ングし、メモリセル部のゲート電極(ワード線)4a,
周辺回路部のゲート電極4b及びゲート配線4cを形成
する。ここに、ゲート電極(ワード線)4a,4b及び
ゲート配線4cは、膜厚1000〜2000Åのポリシ
リコンと、膜厚1000〜2000ÅのWSiとの積層
構造体から構成される。なお、その後の工程は、前記実
施形態1に係る半導体記憶装置の製造方法と同様に順次
処理され、図8に示す実施形態2に係る半導体記憶装置
を完成する。
憶装置の製造方法を説明する。図8に示すように、P型
シリコン基板1上にフィールド酸化膜2を4000〜5
000Åに形成し、ゲート酸化膜3を100〜150Å
に形成する。次にポリシリコンを膜厚1000〜200
0Åに基板全面に堆積させ、続いてWSiを膜厚100
0〜2000Åに基板全面にスパッタ堆積させパターニ
ングし、メモリセル部のゲート電極(ワード線)4a,
周辺回路部のゲート電極4b及びゲート配線4cを形成
する。ここに、ゲート電極(ワード線)4a,4b及び
ゲート配線4cは、膜厚1000〜2000Åのポリシ
リコンと、膜厚1000〜2000ÅのWSiとの積層
構造体から構成される。なお、その後の工程は、前記実
施形態1に係る半導体記憶装置の製造方法と同様に順次
処理され、図8に示す実施形態2に係る半導体記憶装置
を完成する。
【0044】実施形態2では、ゲート電極(ワード線)
4a,ゲート電極4b及びゲート配線4cが、ポリシリ
コンとシリサイドとの積層構造(ポリサイド)、または
高融点金属で形成することにより、ゲート電極4a,4
b及びゲート配線4cを低抵抗化することができ、ゲー
ト電極(ワード線)4aを低抵抗化するために裏打ち配
線として用いていた第2の配線層13を廃止して、抵抗
増加を防ぐことができる。
4a,ゲート電極4b及びゲート配線4cが、ポリシリ
コンとシリサイドとの積層構造(ポリサイド)、または
高融点金属で形成することにより、ゲート電極4a,4
b及びゲート配線4cを低抵抗化することができ、ゲー
ト電極(ワード線)4aを低抵抗化するために裏打ち配
線として用いていた第2の配線層13を廃止して、抵抗
増加を防ぐことができる。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、メ
モリセル部の第2の配線層13を廃止して、周辺回路部
にのみ第2の配線層13を形成することにより、第2の
配線層13を形成する時のフォトレジストを使ったリソ
グラフィー工程におけるフォーカスずれをなくすことが
でき、かつ第4の層間絶縁膜14を平坦化するときに第
2の配線層13または上部容量電極11が剥出しになる
ことがなく、平坦化した後の第2の配線層13上の第4
の層間絶縁膜14の膜厚を十分薄くできる。
モリセル部の第2の配線層13を廃止して、周辺回路部
にのみ第2の配線層13を形成することにより、第2の
配線層13を形成する時のフォトレジストを使ったリソ
グラフィー工程におけるフォーカスずれをなくすことが
でき、かつ第4の層間絶縁膜14を平坦化するときに第
2の配線層13または上部容量電極11が剥出しになる
ことがなく、平坦化した後の第2の配線層13上の第4
の層間絶縁膜14の膜厚を十分薄くできる。
【0046】したがって、新たにフォトレジストを使っ
たリソグラフィー工程を追加することなく、そして製造
工程を複雑にすることなく、第2の配線層13と第3の
配線層15とを接続するためのコンタクトのアスペクト
比は良好なものとなり、コンタクトを覆う第3の配線層
15のカバレッジは良好なものとなり、第3の配線層1
5を形成する時のフォトレジストを使ったリソグラフィ
ー工程におけるフォーカスずれを生じることもない。
たリソグラフィー工程を追加することなく、そして製造
工程を複雑にすることなく、第2の配線層13と第3の
配線層15とを接続するためのコンタクトのアスペクト
比は良好なものとなり、コンタクトを覆う第3の配線層
15のカバレッジは良好なものとなり、第3の配線層1
5を形成する時のフォトレジストを使ったリソグラフィ
ー工程におけるフォーカスずれを生じることもない。
【0047】また、導電層としてタングステンを用いる
ことにより、コンタクト内に導電層を効率よく埋込むこ
とができ、しかもタングステンとバリアメタル、或いは
タングステンとバリアメタルと高融点金属の積層構造を
用いることにより、低抵抗化を図ることができる。
ことにより、コンタクト内に導電層を効率よく埋込むこ
とができ、しかもタングステンとバリアメタル、或いは
タングステンとバリアメタルと高融点金属の積層構造を
用いることにより、低抵抗化を図ることができる。
【図1】本発明の実施形態1に係る半導体記憶装置を示
す断面図である。
す断面図である。
【図2】本発明の実施形態1に係る半導体記憶装置の製
造方法を工程順に示す断面図である。
造方法を工程順に示す断面図である。
【図3】本発明の実施形態1に係る半導体記憶装置の製
造方法を工程順に示す断面図である。
造方法を工程順に示す断面図である。
【図4】本発明の実施形態1に係る半導体記憶装置の製
造方法を工程順に示す断面図でである。
造方法を工程順に示す断面図でである。
【図5】本発明の実施形態1に係る半導体記憶装置の製
造方法を工程順に示す断面図でである。
造方法を工程順に示す断面図でである。
【図6】本発明の実施形態1に係る半導体記憶装置の製
造方法を工程順に示す断面図でである。
造方法を工程順に示す断面図でである。
【図7】本発明の実施形態1に係る半導体記憶装置の製
造方法を工程順に示す断面図でである。
造方法を工程順に示す断面図でである。
【図8】本発明の実施形態2に係る半導体記憶装置とそ
の製造方法を示す断面図である。
の製造方法を示す断面図である。
【図9】従来例に係る半導体記憶装置とその製造方法を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図10】特開平4−10651号公報に開示された半
導体記憶装置とその製造方法を示す断面図である。
導体記憶装置とその製造方法を示す断面図である。
【図11】特開平4−342166号公報に開示された
半導体記憶装置とその製造方法を示す断面図である。
半導体記憶装置とその製造方法を示す断面図である。
1 P型シリコン基板 2 フィールド酸化膜 3 ゲート酸化膜 4a ゲート電極(ワード線) 4b 周辺回路部のゲート電極 4c ゲート配線 5 N+型拡散層 6 層間絶縁膜 7a ビット線 7b 第1の配線層 8 第2の層間絶縁膜 9 下部容量電極 10 容量絶縁膜 11 上部容量電極 12 第3の層間絶縁膜 13 第2の配線層 14 第4の層間絶縁膜 15 第3の配線層 16 カバー膜 17 コンタクト層 18 キャパシタ部
Claims (9)
- 【請求項1】 半導体基板上に設けられたメモリセル部
と周辺回路部とにより構成された半導体記憶装置であっ
て、 スタック型容量と導電層とを有し、 スタック型容量は、容量絶縁膜を下部容量電極と上部容
量電極とで挾んだ構造のものであって、前記メモリセル
部のみに設けられ、 導電層は、前記スタック型容量を被覆し前記メモリセル
部及び周辺回路部に跨る層間絶縁層のうち周辺回路部の
層間絶縁層上にのみ設けられたものであることを特徴と
する半導体記憶装置。 - 【請求項2】 前記導電層は、単層構造、または積層構
造であることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶
装置。 - 【請求項3】 前記単層構造の導電層は、タングステン
であることを特徴とする請求項2に記載の半導体記憶装
置。 - 【請求項4】 前記積層構造の導電層は、タングステン
とバリアメタル、或いはタングステンとバリアメタルと
高融点金属であることを特徴とする請求項2に記載の半
導体記憶装置。 - 【請求項5】 前記スタック型容量の前記半導体基板か
らの高さaと、前記導電層の前記半導体基板からの高さ
bとの関係は、b≧aであることを特徴とする請求項1
に記載の記載の半導体記憶装置。 - 【請求項6】 前記メモリセル部に設けられたゲート電
極は、ポリサイド、または高融点金属及びその化合物で
あることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装
置。 - 【請求項7】 領域形成工程と、ゲート・拡散層形成工
程と、第1配線層形成工程と、容量形成工程と、第2配
線層形成工程と、第3配線層形成工程とを有する半導体
記憶装置の製造方法であって、 領域形成工程は、半導体基板上にメモリセル部と周辺回
路部をフィールド酸化膜により隔離形成する処理であ
り、 ゲート・拡散層形成工程は、半導体基板上のメモリセル
部に、ワード線となるゲート電極と、拡散層とを形成す
る処理であり、 第1配線層形成工程は、基板全面に形成した第1の層間
絶縁膜に第1のコンタクトを形成し、ビット線となる第
1の配線層をメモリセル部に形成する処理であり、 容量形成工程は、前記メモリセル部の層間絶縁膜上に形
成した第2の層間絶縁膜に第2のコンタクトを形成し、
下部容量電極及び容量絶縁膜並びに上部容量電極からな
るスタック型容量を形成する処理であり、 第2配線層形成工程は、メモリセル部及び周辺回路部に
渡って形成した第3の層間絶縁膜のうち周辺回路部のみ
に第2の配線層を形成する処理であり、 第3配線層形成工程は、メモリセル部及び周辺回路部に
渡って形成した第4の層間絶縁膜縁膜をのうち周辺回路
部のみに第3のコンタクトを形成し、第3の配線層を形
成する処理であることを特徴とする半導体記憶装置の製
造方法。 - 【請求項8】 前記第3の層間絶縁膜を形成するとき
に、TEOSBPSG膜を5000Å以上形成し、熱処
理でリフローした後、エッチバックして平坦化すること
を特徴とする請求項7に記載の半導体記憶装置の製造方
法。 - 【請求項9】 前記第3の層間絶縁膜を形成するとき
に、CMP(Chemical Mechanical
Polishing)により平坦化することを特徴と
する請求項7に記載の半導体記憶装置の製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8186091A JPH1032316A (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 半導体記憶装置及びその製造方法 |
KR1019970033018A KR100237130B1 (ko) | 1996-07-16 | 1997-07-16 | 반도체 기억 장치 및 그 제조 방법 |
EP97112177A EP0820101A3 (en) | 1996-07-16 | 1997-07-16 | Semiconductor memory device with peripheral region |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8186091A JPH1032316A (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 半導体記憶装置及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1032316A true JPH1032316A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16182217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8186091A Pending JPH1032316A (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 半導体記憶装置及びその製造方法 |
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Country | Link |
---|---|
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JP (1) | JPH1032316A (ja) |
KR (1) | KR100237130B1 (ja) |
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JP3086747B2 (ja) * | 1992-05-07 | 2000-09-11 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2786071B2 (ja) * | 1993-02-17 | 1998-08-13 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
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1996
- 1996-07-16 JP JP8186091A patent/JPH1032316A/ja active Pending
-
1997
- 1997-07-16 KR KR1019970033018A patent/KR100237130B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-07-16 EP EP97112177A patent/EP0820101A3/en not_active Withdrawn
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Publication number | Publication date |
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EP0820101A2 (en) | 1998-01-21 |
EP0820101A3 (en) | 2001-08-08 |
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