DE10164049A1 - Passive Bauelementstruktur und zugehöriges integriertes Schaltkreisbauelement und Halbleiterbauelement - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine passive Bauelementstruktur, wie eine Schmelzsicherung, sowie auf ein zugehöriges integriertes Schaltkreisbauelement und ein zugehöriges Halbleiterbauelement. DOLLAR A Erfindungsgemäß sind im Bereich (110) des passiven Bauelements erhabene Schulterbereiche (44a, 44b) als Dummy-Strukturen vorgesehen, um in diesem Bereich Anschlusselektroden (155a) durch Kontaktlöcher (105a) hindurch für das passive Bauelement in etwa derselben Höhe einbringen zu können wie Anschlusselektroden (155b) von Anschlussstrukturen in anderen Bereichen, wie einem Speicherzellenfeldbereich (114) und einem peripheren Schaltkreisbereich (112), so dass eine zuverlässige Kontaktierung des integrierten passiven Bauelements (111) erzielt wird. DOLLAR A Verwendung z. B. in Halbleiterspeicherchips.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine passive Bauelementstruktur nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein zugehöriges integriertes Schaltkreisbauelement und ein zugehöriges Halbleiterbauelement.

Nichtflüchtige Speicherbauelemente beinhalten im allgemeinen einen Speicherzellentransistor mit einer gestapelten Gate-Elektrode, einer Source- und einer Drain-Elektrode sowie in einem peripheren Schalt­ kreisbereich einen peripheren Schaltkreistransistor mit einlagiger Gate- Elektrode, einer Source- und einer Drain-Elektrode zum Ansteuern des Speicherzellentransistors. Die gestapelte Gate-Elektrode des Speicher­ zellentransistors umfasst eine floatende, d. h. potentialschwebende Ga­ te-Elektrode zur Datenspeicherung, eine Steuergate-Elektrode zur Steu­ erung der floatenden Gatelektrode und eine dazwischen gebildete di­ elektrische Zwischenschicht. Die einlagige Gate-Elektrode ist aus einer einlagigen leitfähigen Schicht gebildet. In jüngerer Zeit wurde vorge­ schlagen, auch für den peripheren Schaltkreistransistor im peripheren Schaltkreisbereich ebenso wie für den Speicherzellentransistor eine ge­ stapelte Gatestruktur vorzusehen, siehe beispielsweise Y. Takeuchi et al., Symposium on VLSI technology Digest of Technical papers, 1998, S. 102 bis 103 mit dem Titel "A Self-Aligned STI Process Integration for Low Cost and Highly Reliable 1 Gbit Flash Memories".

Diese bekannte Technik sieht vor, dass ein erster Teil der Gate- Elektrode des peripheren Schaltkreistransistors und die floatende Gate- Elektrode des Speicherzellentransistors aus einer ersten leitfähigen Schicht und ein zweiter Teil der Gate-Elektrode des peripheren Schalt­ kreistransistors und die Steuergate-Elektrode des Speicherzellentransis­ tors aus einer zweiten leitfähigen Schicht gebildet sind. Der erste Teil und der zweite Teil der Gate-Elektrode des peripheren Schaltkreistran­ sistors sind miteinander über einen Anstosskontakt miteinander verbun­ den. Das nichtflüchtige Speicherbauelement benutzt ein passives Bau­ teil, z. B. eine Schmelzsicherung, zum Reparieren einer defekten Spei­ cherzelle. Die Schmelzsicherung ist nur aus der zweiten leitfähigen Schicht gebildet, ohne die darunter liegende erste leitfähige Schicht zu beeinflussen, um einen Kurzschluss der zweiten leitfähigen Schicht mit der ersten leitfähigen Schicht nach Durchtrennen der Schmelzsicherung z. B. mittels Durchbrennen, d. h. Öffnen durch einen Laser, zu verhindern.

Passive Bauelemente, die Widerstände, Induktivitäten und Kapazitäten umfassen, sind in jüngerer Zeit in halbleiterbasierte integrierte Schalt­ kreise (ICs) integriert worden, siehe Arbuckle et al. in "Processing tech­ nology for integrated passive devices", Solid State Technology, Novem­ ber 2000.

Ein solches herkömmliches nichtflüchtiges Speicherbauelement mit ei­ ner aus einer zweiten leitfähigen Schicht gebildeten Schmelzsicherung ist zusammen mit einem diesbezüglichen Herstellungsverfahren in Fig. 1 als Entwurf-Draufsicht und in den Fig. 2 bis 5 in Querschnittsansichten veranschaulicht.

Die Entwurfsansicht von Fig. 1 zeigt einen passiven Bauelementbereich 10 mit einer Schmelzsicherung 11, einen peripheren Schaltkreistransis­ torbereich 12 mit einem peripheren Transistor 18 und einen Speicherzel­ lenfeldbereich 14 mit einer oder mehreren Speicherzellen 16. Außerdem sind in Fig. 1 mehrere Metallkontakte 5a, 5b, 5c für elektrische Zwi­ schenverbindungen gezeigt. Der periphere Schaltkreistransistorbereich 12 kann, wie gezeigt, den peripheren Schaltkreistransistor 18 mit einer Gate-Elektrode enthalten, die aus einer zweiten leitfähigen Schicht 22a und einer ersten leitfähigen Schicht 20a gebildet ist, während der Zellen­ feldbereich 14, wie gezeigt, die eine oder mehreren Speicherzellen 16 mit einer Steuergate-Elektrode 22b und einer floatenden Gate-Elektrode 20b enthält.

Die Fig. 2 bis 5 zeigen diese herkömmliche Bauelementstruktur in auf­ einander folgenden Fertigungsschritten in Querschnittsansichten allge­ mein längs der Linie X-X' von Fig. 1. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird die erste leitfähige Schicht aus einer ersten Polysiliziumschicht 24 gebildet, die über einer Feldoxidschicht 26 liegen kann, wie gezeigt, welche ihrer­ seits über einem Substrat 1 liegt.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, wird eine zwischenliegende Isolationsschicht 28 typischerweise über der Feldoxidschicht 26 aus einer ONO-Schicht gebildet, d. h. einer Schicht aus einem ersten Oxidfilm, einem Siliziumnit­ ridfilm und einem zweiten Oxidfilm. Eine zweite leitfähige Schicht wird als gestapelte Schicht aus einer zweiten Polysiliziumschicht 30a und ei­ ner Wolframsilizidschicht 30b auf der zwischenliegenden Isolations­ schicht 28 gebildet. Über der zweiten leitfähigen Schicht wird eine Mas­ kenoxidschicht 32 gebildet. Die Speicherzellen-Gatelektrode 20b, 22b und die Gate-Elektrode 20a, 22a der peripheren Schaltkreistransistoren werden durch Strukturierung der Maskenoxidschicht 32 sowie der zwei­ ten und der ersten leitfähigen Schicht gebildet. Source-/Draingebiete 70, 80 des Speicherzellentransistors 16 werden benachbart zur Speicherzel­ len-Gateelektrode 20b, 22b gebildet. Nicht gezeigte Source-/Drain­ gebiete des peripheren Schaltkreistransistors 18 werden auf dem Substrat 1 gebildet.

Ein Anstoss- oder Kuppenkontakt wird typischerweise als nächstes als Teil eines in Fig. 4 veranschaulichten Strukturierungsschrittes gebildet. Der Anstosskontakt ermöglicht ein direktes Anlegen von Spannung an die erste leitfähige Schicht, speziell an deren ersten Teil 20a der Gate- Elektrode 20a, 22a des peripheren Schaltkreistransistors.

Fig. 4 veranschaulicht einen ersten Schritt zur Bildung der Anstosskon­ taktzone 34 im peripheren Schaltkreistransistorbereich 12 des Speicher­ bauelementes, wobei ein vorbestimmter Teil der Maskenoxidschicht 32, der Wolframsilizidschicht 30b und der Polysiliziumschicht 30a selektiv entfernt werden. Gleichzeitig, d. h. während der Bildung des Anstosskon­ taktes des peripheren Schaltkreistransistorbereiches 12, wird die Schmelzsicherung 11 des passiven Bauelementbereichs 10 durch Struk­ turierung der zweiten leitfähigen Schicht gebildet.

Aus Fig. 5 ist ersichtlich, dass eine erste Siliziumnitridschicht 36, eine erste zwischenliegende dielektrische (ILD1-)Schicht 38, eine zweite Sili­ ziumnitridschicht 40, die als Ätzstoppschicht fungiert, und eine zweite zwischenliegende dielektrische (ILD2-)Schicht 42 nacheinander über den passiven Bauelementbereich 10, den peripheren Schaftkreistransis­ torbereich 12 und den Zellenfeldbereich 14 des Speicherbauelementes aufgebracht werden. Ein oder mehrere Kontaktlöcher werden zwecks Bereitstellung einer elektrischen Verbindung zur Gate-Elektrode und zur Schmelzsicherung durch Ätzen der ILD1- und der ILD2-Schicht 38, 42, der ersten und der zweiten Siliziumnitridschicht 36, 40 und wenigstens teilweise der Maskenoxidschicht 32 erzeugt.

Während des Ätzens der ILD1- und ILD2-Schicht 38, 42 und der Silizi­ umnitridschichten 36, 40 zur Kontaktlochbildung kann es nun passieren, dass sich die Oberfläche der Schmelzsicherung 11 nicht ganz öffnet. Dies liegt am Stufenunterschied zwischen der Schmelzsicherung 11 ei­ nerseits und den Gate-Elektroden 22a, 22b andererseits, die in zwei pa­ rallelen Ebenen auf unterschiedlicher Höhe über dem Substrat liegen. Dieser Stufenunterschied ist am deutlichsten nahe der Mitte der Struktur von Fig. 3 zu erkennen. Die Oberfläche der Wolframsilizidschicht der Gate-Elektrode 22a, die sich auf einer größeren Höhe als diejenige der Schmelzsicherung 11 befindet, wird vor der Freilegung der Oberfläche der Wolframsilizidschicht geöffnet, welche die Schmelzsicherung 11 bil­ det. Daher kann es passieren, dass das Kontaktloch 5a für die Schmelz­ sicherung 11 nicht vollständig geöffnet wird. Als Folge davon kann es sein, dass die Elektrode bzw. der leitfähige Pfad 55a, der als Metall im Kontaktloch 5a gebildet wird, keine Verbindung zur Schmelzsicherung 11 herstellt, wie im passiven Bauelementbereich 10 von Fig. 5 veran­ schaulicht. Dies setzt die Zuverlässigkeit des Speicherbauelements her­ ab, wie weiter unten detaillierter erläutert.

Des weiteren veranschaulicht Fig. 5 die abschließenden Schritte der Bil­ dung weiterer leitfähiger Pfade 55b und 55c bei der herkömmlichen Technik. Diese Schritte können das Abscheiden der ersten Siliziumnit­ ridschicht 36, der ILD1-Schicht 38, der zweiten Siliziumnitridschicht 40, die als Ätzstopp dient, und der ILD2-Schicht 42 ganzflächig auf der Speicherbauelementstruktur mit dem passiven Bauelementbereich 10, dem peripheren Schaltkreistransistorbereich 12 und dem Zellenfeldbe­ reich 14 und das anschließende Füllen von hindurchgeätzten, struktu­ rierten Kontaktlöchern 5b, 5c mit leitfähigem Material umfassen, um die mehreren leitfähigen Pfade 55b, 55c zu erzeugen.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, kann der Fall auftreten, dass die leitfähigen Pfade 55a im passiven Bauelementbereich 10, in welchem die Schmelz­ sicherung 11 gebildet ist, nicht bis zur Wolframsilizidschicht 30b reichen. Dies liegt daran, dass eine dünne zwischenliegende Oxidschicht zwi­ schen den leitfähigen Pfaden 55a und der Wolframsilizidschicht 30b verbleibt, welche die Wolframsilizidschicht 30b abdeckt und daher deren vollständiges Öffnen in einem in Fig. 5 mit "C" markierten Gebiet verhin­ dert, und zwar wie oben erläutert aufgrund des Stufenunterschieds zwi­ schen der Schmelzsicherung 11 und der Gate-Elektrode 22a.

Dementsprechend ist dieser elektrische Kontakt bei den erwähnten her­ kömmlichen Prozessen und Strukturen häufig gestört und oftmals ganz verhindert. Dies stellt die oben erwähnte Ursache von entsprechenden Zuverlässigkeitsproblemen in solchen Speicherbauelementen und ande­ ren Halbleiterbauelementen dar.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer passiven Bauelementstruktur sowie eines zugehörigen integrierten Schaltkreisbauelementes und Halbleiterbauelementes der eingangs ge­ nannten Art zugrunde, bei denen der besagte Kontakt im passiven Bau­ elementbereich vergleichsweise zuverlässig hergestellt ist.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Bau­ elementstruktur mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eines integrierten Schaltkreisbauelementes mit den Merkmalen des Anspruchs 7 und ei­ nes Halbleiterbauelementes mit den Merkmalen des Anspruchs 17.

Erfindungsgemäß werden in den Abschnitten des passiven Bauele­ ments, über denen ein jeweiliges Kontaktloch gebildet wird, benachbar­ te, beabstandete und erhöhte Struktur-/Schulterbereiche als "Dummy"- Bereiche gebildet, vorzugsweise aus demselben Material wie die erste leitfähige Schicht der Gate-Elektrode des peripheren Transistors. Als Folge dieser Maßnahme können Kontaktlöcher so erzeugt werden, dass sie sich zuverlässig durch zwischenliegende dielektrische Schichten, die sich über dem passiven Bauelement erstrecken, hindurch zum integrier­ ten passiven Bauelement erstrecken. Folglich können Elektroden, die durch diese Kontaktlöcher hindurch gebildet sind, einen zuverlässigen Kontakt zum integrierten passiven Bauelement herstellen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Vorteilhafte, nachfolgend beschriebene Ausführungsformen der Erfin­ dung sowie das zu deren besserem Verständnis oben erläuterte, her­ kömmliche Ausführungsbeispiel sind in den Zeichnungen dargestellt, in denen zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Entwurfsstruktur eines herkömmlichen nichtflüchtigen Speicherbauelementes,

Fig. 2 bis 5 Querschnittansichten entlang allgemein der Linie X-X' von Fig. 1 zur Veranschaulichung aufeinanderfolgender Prozess­ schritte der Herstellung dieses Bauelements,

Fig. 6 eine Entwurfs-Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes nichtflüch­ tiges Speicherbauelement mit einem passiven Bauelementbe­ reich und

Fig. 7 bis 11 Querschnittansichten allgemein längs der Linie Y-Y' von Fig. 6 zur Veranschaulichung aufeinanderfolgender Prozess­ schritte bei der Herstellung dieses erfindungsgemäßen Bau­ elements.

Das erfindungsgemäße nichtflüchtige Speicherbauelement ist in einen Speicherzellenbereich mit einer Mehrzahl von Speicherzellen, einen pe­ ripheren Schaltkreisbereich mit einem peripheren Schaltkreistransistor­ bereich und einen passiven Bauelementbereich aufgeteilt. Der periphere Schaltkreistransistorbereich umfasst einen peripheren Schaltkreistran­ sistor zum Ansteuern der Speicherzellen. Dieser Transistor beinhaltet eine gestapelte Gatestruktur. Der passive Bauelementbereich beinhaltet einen Widerstand, eine Induktivität und/oder eine Schmelzsicherung von charakteristischer Struktur und Gestalt.

Fig. 6 veranschaulicht in der Draufsicht die Entwurfsauslegung eines erfindungsgemäßen nichtflüchtigen Speicherbauelementes, wobei die Linie Y-Y' eine Querschnittlinie zur Darstellung eines passiven Bauele­ mentes, beispielsweise einer Schmelzsicherung, sowie eines peripheren Transistors und einer Speicherzellenstruktur ist. Fig. 6 ist analog zu Fig. 1, wobei eine etwas breitere Schmelzsicherung 111 vorgesehen ist, da sie ein charakteristisches Merkmal der Erfindung in einer bevorzugten Realisierung beinhaltet. Unter einem Metallkontakt 105a für die Schmelz­ sicherung 111 sind zwei rechteckförmige, erhabene Schulterbereiche 44 als "Dummy"-Strukturen ausgebildet, d. h. als Attrappen- oder Hilfsstruk­ turen ohne eigentliche Schaltkreisfunktion. Sie dienen zur Bereitstellung einer Erhöhung dieser Bereiche durch Erzeugung der angehobenen Schultergebiete 44 unter dem jeweiligen Metallkontakt 105a, was einen großen Vorteil gegenüber dem Stand der Technik darstellt, wie im weite­ ren ersichtlich wird.

Aus Fig. 10, die eine Ansicht der fertiggestellten Struktur des nichtflüch­ tigen Speicherbauelementes der Erfindung entlang der Linie Y-Y' von Fig. 6 zeigt, ist erkennbar, dass auf einem Halbleitersubstrat 101 eine Feldoxidschicht 126 gebildet ist, um die Substratfläche in einen aktiven Bereich und einen Isolationsbereich aufzuteilen. Die Feldoxidschicht 126 ist in der Oberseite des Substrats 101 mittels eines flachen Grabens ge­ bildet, der mit einem dielektrischen Material oder durch eine Isolation vom LOCOS-Typ gefüllt ist.

In einem Zellenfeldgebiet 114 sind eine oder mehrere Speicherzellen 116 vorgesehen, von denen jede eine Source-Elektrode 170 und eine Drain-Elektrode 180, die im Substrat 101 gebildet sind, sowie eine floa­ tende Gate-Elektrode 120b aus einer ersten Polysiliziumschicht beinhal­ tet. Des weiteren sind, wie aus Fig. 10 zu erkennen, eine zwischenlie­ gende Isolationsschicht (ONO-Schicht) 128, eine Steuergate-Elektrode 122b aus einer zweiten Polysiliziumschicht 130a und einer Wolframsili­ zidschicht 130b, eine Maskenoxidschicht 132, eine erste Siliziumnitrid­ schicht 136, eine erste zwischenliegende dielektrische (ILD1-)Schicht 138, eine zweite Siliziumnitridschicht 140, die als Ätzstoppschicht ver­ wendet wird, und eine zweite zwischenliegende dielektrische (ILD2)- Schicht 142 gebildet. Außerdem ist eine Bitleitungselektrode 155c in gezeigter Weise mit der Drain-Elektrode 180 verbunden.

In einem peripheren Schaltkreistransistorbereich 112 beinhaltet ein peri­ pherer Schaltkreistransistor 118 Source-/Drainbereiche im Substrat 101 sowie eine Gate-Elektrode aus einer ersten leitfähigen Schicht als einem ersten Teil 120a, wobei die zwischenliegende ONO-Schicht 128 auf der ersten leitfähigen Schicht 120a gebildet ist, und aus einer zweiten leitfä­ higen Schicht als einem zweiten Teil 122a auf der zwischenliegenden ONO-Schicht 128 gebildet ist. Die Gate-Elektrode erstreckt sich entlang der Feldoxidschicht 126, um die Bildung eines anstoßenden leitfähigen Pfades 155b zu ermöglichen, der die zweite leitfähige Schicht 122a mit der ersten leitfähigen Schicht 120a wie gezeigt verbindet. Ein Teil der zweiten leitfähigen Schicht 122a liegt durch eine Struktur für den An­ stoss- oder Kuppenkontakt frei, um leicht die Erzeugung des Kontaktes zwischen der ersten leitfähigen Schicht 120a und der zweiten leitfähigen Schicht 122a durch den leitfähigen Pfad 155b in einem zugehörigen Kontaktloch 105b zu ermöglichen.

Im passiven Bauelementbereich 110 sind über der Feldoxidschicht 126 eine erste und eine davon lateral beabstandete zweite Dummy-Struktur in Form entsprechender Schulterbereiche 44a, 44b, zusammengefasst mit dem Bezugszeichen 44 bezeichnet, aus der ersten leitfähigen Schicht gebildet. Jede dieser Dummy-Strukturen 44 kann aus einer Mehrzahl kleiner Dummy-Strukturen gebildet sein. Die Dummy-Struk­ turen 44 weisen eine Dicke auf, die eine vertikale Höhe derselben auf der Feldoxidschicht 126 definiert. Dazwischen ist durch die Dummy- Strukturen 44a, 44b eine laterale Erstreckung geringerer Höhe eines freigelegten Bereichs der Feldoxidschicht 126 definiert. Die Schmelzsi­ cherung 111 ist aus der zweiten leitfähigen Schicht gebildet, welche die zweite Polysiliziumschicht 130a und die Wolframsilizidschicht 130b um­ fasst, wobei sie über den Dummy-Strukturen 44 und der lateralen Erstreckung des freiliegenden Bereichs der Feldoxidschicht 126 liegt. Die Schmelzsicherung 111 umfaßt einen ersten Teil, der über der latera­ len Erstreckung des freigelegten Bereichs der Feldoxidschicht 126 liegt, und einen zweiten Teil, der über der ersten Dummy-Struktur 44a liegt, sowie einen dritten Teil, der über der zweiten Dummy-Struktur 44b liegt. Von den Dummy-Strukturen 44 ist die Schmelzsicherung 111 durch die zwischenliegende Isolationsschicht (ONO-Schicht) 128 isoliert. Die Mas­ kenoxidschicht 132 ist als Schutzschicht über der zweiten leitfähigen Schicht gebildet. Über den Dummy-Strukturen 44 sind Kontaktlöcher 105a für leitfähige Pfade 155a durch die ILD2-Schicht 142, die zweite Siliziumnitridschicht 140, die ILD1-Schicht 138, die erste Siliziumnitrid­ schicht 136 und die Maskenoxidschicht 132 hindurch erzeugt.

Daher sind die durch die Kontaktlöcher 105a hindurch gebildeten, leitfä­ higen Pfade 155a weitestgehend zu den Dummy-Strukturen 44 ausge­ richtet. Die Dummy-Strukturen 44 sind unter den Elektroden 55a der Schmelzsicherung 155 so gebildet, dass die Schmelzsicherung 111 und die zweite leitfähige Schicht 122a der Gate-Elektrode des peripheren Schaltkreistransistors 118 in etwa auf gleicher Höhe liegen. Dies ver­ meidet erfindungsgemäß die beim oben erläuterten Stand der Technik auftretende Schwierigkeit eines unvollständigen Freilegens der Oberflä­ che der Schmelzsicherung 111 während der Erzeugung der Kontaktlö­ cher 105a für selbige.

Ein vorteilhaftes Herstellungsverfahren für das erfindungsgemäße nicht­ flüchtige Speicherbauelement ist in den Fig. 7 bis 11 veranschaulicht. Dabei zeigt Fig. 7 einen Prozessschritt zur Erzeugung der Dummy- Strukturen 44. Dazu wird zunächst die Feldoxidschicht 126 zum Festle­ gen des aktiven Bereichs auf dem Halbleitersubstrat 101 erzeugt. Auf dem aktiven Bereich des Speicherzellenfeldbereichs 114 wird eine Tun­ neloxidschicht 106 gebildet, und auf dem aktiven Bereich des peripheren Schaltkreisbereichs 112 wird eine Gateoxidschicht 108 gebildet. Im pas­ siven Bauelementbereich 110 wird, wie aus Fig. 7 weiter ersichtlich, die erste Polysiliziumschicht 124 zur Bildung der Dummy-Strukturen 44 strukturiert.

Fig. 8 veranschaulicht einen Prozessschritt zur Bildung einer gestapel­ ten Gate-Elektrode der Speicherzelle 116 und einer gestapelten Gate- Elektrode des peripheren Schaltkreistransistors 118. Dazu werden nacheinander auf die resultierende Struktur des Substrats 101 die zwi­ schenliegende Isolationsschicht 128, die zweite Polysiliziumschicht 130a, die Wolframsilizidschicht 130b und die als Schutzschicht dienende Maskenoxidschicht 132 aufgebracht. Die Wolframsilizidschicht 130b ver­ ringert den elektrischen Widerstand der zweiten Polysiliziumschicht 130a. Die zwischenliegende Isolationsschicht 128 wird wie erwähnt vor­ zugsweise als ONO-Schicht aus einem ersten Oxidfilm, einem Silizium­ nitridfilm und einem zweiten Oxidfilm gebildet.

Die Maskenoxidschicht 132, die Wolframsilizidschicht 130b, die zweite Polysiliziumschicht 130a, die zwischenliegende Isolationsschicht 128 und die erste Polysiliziumschicht 124 werden im peripheren Schaltkreis­ transistorbereich 112 zur Erzeugung der Gate-Elektrode 120a, 122a des peripheren Schaltkreistransistors 118 strukturiert, und zwar derart, dass sich die Gateelektrode 120a, 122a bis über die Feldoxidschicht 126 er­ streckt. In das Substrat 101 werden dann durch einen herkömmlichen Ionenimplantationsprozess Störstellen zur Bildung der Source-/Drain­ bereiche 170, 180 der Speicherzelle 116 und der nicht gezeigten Sour­ ce-/Drainbereiche des peripheren Schaltkreistransistors 118 einge­ bracht.

Erfindungsgemäß sind die Dicken der verschiedenen Schichten der strukturierten Gategebiete z. B. wie folgt gewählt: etwa 200 nm für die erste Polysiliziumschicht, etwa 15,5 nm für die ONO-Schicht, jeweils et­ wa 100 nm für die zweite Polysiliziumschicht, die Wolframsilizidschicht und die Maskenoxidschicht, jeweils etwa 50 nm für die erste und zweite Ätzstopp-Siliziumnitridschicht, etwa 800 nm für die ILD1-Schicht und et­ wa 250 nm für die ILD2-Schicht. Es versteht sich jedoch, dass die Erfin­ dung nicht auf diese angegebenen Werte festgelegt ist, sondern je nach Anwendungsfall und Bedarf die Wahl anderer Dicken für die jeweiligen Schichten möglich ist.

Fig. 9 veranschaulicht einen Prozessschritt zur Bildung eines Anstoß­ kontaktgebietes 134 und der Schmelzsicherung 111. Dazu wird der ers­ te Teil 120a der Gate-Elektrode des peripheren Schaltkreistransistors durch Strukturieren der Maskenoxidschicht 132 und des zweiten Teils 122a der Gate-Elektrode unter Verwendung einer Anstoßkontaktmaske strukturiert, um das Anstoßkontaktgebiet 134 so auszubilden, wie dies in Fig. 4 gezeigt und oben unter Bezugnahme auf selbige erläutert ist. Während der Bildung des Anstoßkontaktgebietes 134 wird im passiven Bauelementbereich 110 die Schmelzsicherung 111 durch Ätzen der Maskenoxidschicht 132, der zweiten Polysiliziumschicht 130a und der Wolframsilizidschicht 130b auf der Feldoxidschicht 126 gebildet. Bevor­ zugt überlappen Kantenbereiche der Schmelzsicherung 111 die Dum­ my-Strukturen 44 in der gezeigten Weise, d. h. sie decken diese ab bzw. umgeben selbige.

Fig. 10 veranschaulicht einen Prozessschritt zur Erzeugung der Kontakt­ löcher 105a, 105b und 105c. Dazu wird auf die Oberfläche der resultie­ renden Struktur des Substrats die erste Ätzstopp-Siliziumnitridschicht 136 aufgebracht, nachfolgend auch als Ätzstopp- oder einfach Stopp­ schicht bezeichnet. Dann werden nacheinander auf der ersten Ätzstopp- Siliziumnitridschicht 136 die ILD1-Schicht 138, die zweite Ätzstopp- Siliziumnitridschicht 140 und die zweite ILD2-Schicht 142 aufgebracht. Anschließend werden nacheinander die ILD2-Schicht 142, die zweite Ätzstopp-Siliziumnitridschicht 140, die ILD1-Schicht 138, die erste Ätz­ stopp-Siliziumnitridschicht 136 und die Maskenoxidschicht 132 geätzt, wobei eine nicht gezeigte Metallkontakt-Maskenstruktur verwendet wird, die als Ätzmaske für die Erzeugung der Kontaktlöcher 105a, 105b und 105c auf der ILD2-Schicht 142 gebildet wird. Die Kontaktlöcher 105a, 105b, 105c werden zur Bildung der leitfähigen Pfade 155a, 155b und 155c mit einem leitfähigen Material gefüllt.

Von Bedeutung ist, dass sich die Kontaktlöcher 105a und 105b erfin­ dungsgemäß durch alle genannten Schichten hindurch erstrecken und einen vollständigen elektrischen Kontakt mit der Wolframsilizidschicht 130b im Schmelzsicherungsgebiet des passiven Bauelementbereichs 110 bzw. mit der ersten leitfähigen Schicht 120a im Anstoßkontaktgebiet 134 des peripheren Schaltkreistransistorbereichs 112 ermöglichen. Au­ ßerdem ist anzumerken, dass sich das Kontaktloch 105c im Speicher­ zellenfeldbereich 114 durch alle genannten Schichten hindurch bis zum Substrat 101 erstreckt, ohne eine unerwünschte Ausnehmung im aktiven Bereich zu verursachen.

Die Kontaktlöcher 105a, 105b und 105c legen die Drain-Elektrode 180 des Speicherzellentransistors 116, ein Oberflächengebiet der ersten leit­ fähigen Schicht als erstem Gate-Elektrodenteil 120a und der zweiten leitfähigen Schicht als zweiten Gate-Elektrodenteil 122a der Gate- Elektrode des peripheren Schaltkreistransistors 118 bzw. ein Oberflä­ chengebiet der Schmelzsicherung 111 frei. Es ist ersichtlich, dass die Kontaktlöcher 105a der Schmelzsicherung 111 in einem Gebiet gebildet werden, in welchem sich die Dummy-Struktur 44 befindet. Somit befin­ den sich die freigelegten Oberflächengebiete der Schmelzsicherung 111 und der Gate-Elektrode des peripheren Schaltkreistransistors bevorzugt in etwa derselben Ebene, wie in Fig. 10 dargestellt. Das beim oben ge­ nannten Stand der Technik auftretende Problem einer nicht vollständi­ gen Freilegung der Oberfläche der Schmelzsicherung 111 während des Ätzens des Kontaktlochs 105a wird somit vermieden. Durch Abscheiden eines leitfähigen Films auf der ILD2-Schicht 142 und Planarisieren der resultierenden Struktur unter Verwendung herkömmlicher Techniken werden die Elektroden, d. h. leitfähigen Pfade 155a, 155b und 155c ge­ bildet. Dies realisiert eine mit der Drain-Elektrode 180 des Speicherzel­ lentransistors 116 verbundene Bitleitungselektrode 155c, eine mit der Schmelzsicherung 111 verbundene Schmelzsicherungselektrode 155a und eine mit dem ersten Teil 120a und dem zweiten Teil 122a der Gate- Elektrode des peripheren Schaltkreistransistors 118 verbundene An­ schlusselektrode 155b.

Fig. 11 entspricht weitgehend der Fig. 10, wobei sie ein besonders nütz­ liches Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, bei dem das passive Bauelement eine Schmelzsicherung ist. Wie aus Fig. 11 ersichtlich, wird in diesem Beispiel durch gesteuerte Anwendung eines durchtrennenden Laserstrahls auf die Schmelzsicherung 111 innerhalb des passiven Bauelementbereichs 110 des Halbleiterbauelementes eine Öffnung 48 durch Laserbrennen in den relativ dünnen Schmelzsicherungsfilm 111 in einem etwa mittigen Abschnitt zwischen den Dummy-Strukturen 44 er­ zeugt. Der Fachmann erkennt den damit verbundenen wesentlichen strukturellen Vorteil gegenüber herkömmlichen dicken Schmelzsiche­ rungen, der darin liegt, dass nach einem Durchbrennen solcher her­ kömmlicher dicker Schmelzsicherungen mittels Laser ein unerwünschtes Wiederverbinden auftreten kann, typischerweise verursacht von zurück­ fallenden restlichen leitfähigen oder halbleitenden Bruchstücken, was wiederum zu Zuverlässigkeitsproblemen führen kann.

Claims (29)

1. Passive Bauelementstruktur mit
einer auf einem Halbleitersubstrat (101) gebildeten Isolationsschicht (126),
gekennzeichnet durch
benachbart mit lateralem Abstand auf der Isolationsschicht (126) gebildete Dummy-Strukturen (44a, 44b) aus einer ersten strukturier­ ten leitfähigen Schicht, wobei die Dummy-Strukturen eine Dicke aufweisen, die eine vertikale Höhe über der Isolationsschicht defi­ niert, und dazwischen eine laterale Erstreckung eines freiliegenden Bereichs niedrigerer Höhe der Isolationsschicht definieren,
eine zweite strukturierte leitfähige Schicht (130a, 130b) über den Dummy-Strukturen und der lateralen Erstreckung des freiliegenden Isolationsschichtbereiches, um ein passives Bauelement zu bilden, und
benachbarte, im wesentlichen zu den lateral beabstandeten Dum­ my-Strukturen ausgerichtete Elektroden (155a, 155b), die mit der zweiten strukturierten leitfähigen Schicht verbunden sind.

2. Bauelementstruktur nach Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch eine ONO-Schicht (128) aus einem ersten Oxidfilm, einem Silizium­ nitridfilm und einem zweiten Oxidfilm über den beabstandeten Dummy-Strukturen, wobei sich die ONO-Schicht auch zwischen den beabstandeten Dummy-Strukturen erstreckt und über der zweiten strukturierten leitfähigen Schicht liegt.

3. Bauelementstruktur nach Anspruch 1 oder 2, weiter gekennzeichnet durch ein oder mehrere Paare zusammengesetzter Schichten mit einer Ätzstoppschicht (136) über der zweiten strukturierten leitfähi­ gen Schicht und einer zwischenliegenden dielektrischen Schicht (138) über der Ätzstoppschicht.

4. Bauelementstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter da­ durch gekennzeichnet, dass das passive Bauelement ein Wider­ stand, eine Induktivität oder eine Schmelzsicherung ist.

5. Bauelementstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter da­ durch gekennzeichnet, dass die erste strukturierte leitfähige Schicht eine erste Polysiliziumschicht ist.

6. Bauelementstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter da­ durch gekennzeichnet, dass die zweite strukturierte leitfähige Schicht eine zusammengesetzte Schicht mit einer zweiten Polysili­ ziumschicht (130a) und einer über der zweiten Polysiliziumschicht liegenden Silizidschicht (130b) ist.

7. Integriertes, auf einem Halbleitersubstrat gebildetes Schaltkreis­ bauelement mit
einem auf dem Substrat (101) gebildeten Transistor mit einem Sourcebereich, einem Drainbereich, einem ersten Gate-Elektroden­ teil (120a), einem zweiten Gate-Elektrodenteil (122a) und einem zwischen dem ersten und zweiten Gate-Elektrodenteil liegenden ersten Isolator (128), dadurch gekennzeichnet, dass
ein erster und ein zweiter Schulterbereich (44a, 44b) mit vorgege­ bener vertikaler Höhe auf dem Substrat lateral voneinander beabstandet ausgebildet sind,
über dem Substrat eine erste strukturierte leitfähige Schicht gebildet ist, die einen über dem Substrat liegenden ersten Teil, einen über der ersten Schulter liegenden zweiten Teil und einen über der zwei­ ten Schulter liegenden dritten Teil beinhaltet,
zwischen der ersten und zweiten Schulter einerseits und der ersten strukturierten leitfähigen Schicht andererseits ein zweiter Isolator (128) eingebracht ist und
leitfähige Pfade (155a) ausgebildet sind, die mit dem zweiten und dritten Teil der über dem Substrat gebildeten ersten strukturierten leitfähigen Schicht verbunden sind.

8. Integriertes Schaltkreisbauelement nach Anspruch 7, weiter da­ durch gekennzeichnet, dass die erste strukturierte leitfähige Schicht ein passives Bauelement bildet.

9. Integriertes Schaltkreisbauelement nach Anspruch 8, weiter da­ durch gekennzeichnet, dass das passive Bauelement ein Wider­ stand, eine Induktivität oder eine Schmelzsicherung ist.

10. Integriertes Schaltkreisbauelement nach einem der Ansprüche 7 bis 9, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Schulterbereiche aus einem Polysiliziumfilm gebildet sind.

11. Integriertes Schaltkreisbauelement nach einem der Ansprüche 7 bis 10, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die erste strukturierte leit­ fähige Schicht aus einer zusammengesetzten leitfähigen Schicht mit einem Polysiliziumfilm (130a) und einem Silizidfilm (130b) gebil­ det ist.

12. Integriertes Schaltkreisbauelement nach einem der Ansprüche 7 bis 11, weiter gekennzeichnet durch eine zwischen den Schulterberei­ chen und den ersten Teil der ersten strukturierten leitfähigen Schicht einerseits und das Substrat andererseits eingefügte Isolati­ onsschicht (126).

13. Integriertes Schaltkreisbauelement nach einem der Ansprüche 7 bis 12, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Isolator aus einer ONO-Schicht mit einem ersten Oxidfilm, einem Si­ liziumnitridfilm und einem zweiten Oxidfilm gebildet sind.

14. Integriertes Schaltkreisbauelement nach einem der Ansprüche 7 bis 13, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil (120a) der Gate-Elektrode und die Schulterbereiche (44a, 44b) aus einem glei­ chen, ersten Materialfilm gebildet sind und der zweite Teil (122a) der Gate-Elektrode und die erste strukturierte leitfähige Schicht (111) aus einem gleichen zweiten Materialfilm gebildet sind.

15. Integriertes Schaltkreisbauelement nach Anspruch 14, weiter da­ durch gekennzeichnet, dass der gleiche erste Materialfilm ein Poly­ siliziumfilm ist.

16. Integriertes Schaltkreisbauelement nach Anspruch 14 oder 15, wei­ ter dadurch gekennzeichnet, dass der zweite gleiche Materialfilm ein zusammengesetzter leitfähiger Film mit einem Polysiliziumfilm (130a) und einem Silizidfilm (130b) ist.

17. Halbleiterbauelement mit
einem Speicherzellenfeldbereich (114) und einem peripheren Schaltkreisbereich (110, 112), die auf einem Halbleitersubstrat (101) gebildet sind,
einem Speicherzellentransistor mit Source-/Drainbereichen (170, 180), einer floatenden Gate-Elektrode (120b), einer Steuergate- Elektrode (122b) und einem zwischen der Steuergate-Elektrode und der floatenden Gate-Elektrode vorgesehenen ersten Isolator (128) auf dem Halbleitersubstrat im Speicherzellenfeldbereich und
einem peripheren Schaltkreistransistor mit Source-/Drainbereichen, einem ersten Teil (120a) einer Gate-Elektrode, einem zweiten Teil (122a) der Gate-Elektrode und einem auf dem ersten Teil gebilde­ ten zweiten Isolator auf dem Substrat im peripheren Schaltkreisbe­ reich, wobei der zweite Gate-Elektrodenteil auf dem zweiten Isolator gebildet ist, gekennzeichnet durch
einen ersten und zweiten Schulterbereich (44a, 44b), die lateral voneinander beabstandet aus einer ersten strukturierten leitfähigen Schicht mit einer vorgegebenen vertikalen Höhe über dem Substrat im peripheren Schaltkreisbereich (110, 112) gebildet sind,
ein passives Bauelement (111), das aus der zweiten strukturierten leitfähigen Schicht über dem Substrat im peripheren Schaltkreis­ bereich (110, 112) gebildet ist und einen ersten Teil über dem Sub­ strat, einen zweiten Teil über dem ersten Schulterbereich und einen dritten Teil über dem zweiten Schulterbereich umfasst,
einen zwischen den Schulterbereichen einerseits und dem passiven Bauelement andererseits angeordneten dritten Isolator (128) und
leitfähige Pfade (155a), die mit dem zweiten und dritten Teil der zweiten strukturierten leitfähigen Schicht im peripheren Schaltkreis­ bereich verbunden sind.

18. Halbleiterbauelement nach Anspruch 17, weiter dadurch gekenn­ zeichnet, dass die leitfähigen Pfade im wesentlichen zu den Schul­ terbereichen ausgerichtet sind.

19. Halbleiterbauelement nach Anspruch 17 oder 18, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil (120a) der Gate-Elektrode und die Schulterbereiche (44a, 44b) aus einem gleichen ersten Material­ film gebildet sind.

20. Halbleiterbauelement nach Anspruch 19, weiter dadurch gekenn­ zeichnet, dass der gleiche erste Materialfilm ein Polysiliziumfilm ist.

21. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 17 bis 20, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil (122a) der Gate- Elektrode und die zweite strukturierte leitfähige Schicht (111) aus einem gleichen zweiten Materialfilm gebildet sind.

22. Halbleiterbauelement nach Anspruch 21, weiter dadurch gekenn­ zeichnet, dass der gleiche zweite Materialfilm ein zusammengesetz­ ter leitfähiger Film mit einem Polysiliziumfilm (130a) und einem Sili­ zidfilm (130b) ist.

23. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 17 bis 22, weiter gekennzeichnet durch eine zwischen den Schulterbereichen und dem ersten Teil des passiven Bauelements einerseits sowie dem Substrat andererseits liegende Isolationsschicht (126).

24. Halbleiterbauelement nach Anspruch 23, weiter dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Isolationsschicht eine Feldoxidschicht ist.

25. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 17 bis 24, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der erste Isolator, der zweite Isolator und der dritte Isolator aus einer ONO-Schicht mit einem Oxidfilm, einem Siliziumnitridfilm und einem Oxidfilm gebildet sind.

26. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 17 bis 25, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das passive Bauelement ein Wider­ stand, eine Induktivität oder eine Schmelzsicherung ist.

27. Halbleiterbauelement nach Anspruch 26, weiter dadurch gekenn­ zeichnet, dass das passive Bauelement eine Schmelzsicherung ist und der erste Teil der Gate-Elektrode, die floatende Gate-Elektrode und die erste strukturierte leitfähige Schicht aus einem gleichen ers­ ten Material gebildet sind und der zweite Teil der Gate-Elektrode, die Steuergate-Elektrode und die zweite strukturierte leitfähige Schicht aus einem gleichen zweiten Material gebildet sind.

28. Halbleiterbauelement nach Anspruch 27, weiter dadurch gekenn­ zeichnet, dass das gleiche erste Material Polysilizium ist.

29. Halbleiterbauelement nach Anspruch 27 oder 28, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das zweite gleiche Material ein zusammen­ gesetztes leitfähiges Material mit einem Polysiliziumfilm und einem Silizidfilm ist.