KR20080051793A - Dual-bit memory device and method manufacturing the same - Google Patents

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KR20080051793A
KR20080051793A KR1020060123460A KR20060123460A KR20080051793A KR 20080051793 A KR20080051793 A KR 20080051793A KR 1020060123460 A KR1020060123460 A KR 1020060123460A KR 20060123460 A KR20060123460 A KR 20060123460A KR 20080051793 A KR20080051793 A KR 20080051793A
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word line
write word
electrode
interlayer insulating
film
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KR1020060123460A
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이성영
김동원
김민상
윤은정
박동건
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삼성전자주식회사
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B43/00EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators
    • H10B43/20EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators characterised by three-dimensional arrangements, e.g. with cells on different height levels

Abstract

A dual bit memory device and a manufacturing method thereof are provided to reduce a standby power to be applied to store certain information by using a trap site that tunnels charge to be applied to a write word line. A bit line(20) having a desired thickness is formed in a first direction on a substrate(10) having a desired flat surface. A write word line(30) is extended in a second direction perpendicular to the bit line, and is isolated from the bit line. An electrode is electrically connected to the bit line on the write word line, and is bent towards the write word line. A read word line(40) is formed over the electrode, and is extended in the second direction in parallel with the write word line. A trap site(80) is independently formed at a portion in which the write word line crosses the read word line.

Description

듀얼 비트 메모리 소자 및 그의 제조방법{Dual-bit memory device and method manufacturing the same}Dual bit memory device and method for manufacturing same

도 1은 종래 기술에 따른 메모리 소자를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing a memory device according to the prior art.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 비트 메모리 소자를 나타내는 사시도.2 is a perspective view illustrating a dual bit memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 Ⅰ∼Ⅰ' 선상을 취하여 나타낸 단면도.FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 2. FIG.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 비트 메모리 소자의 비트 라인 및 기록 워드 라인을 통해 인가되는 전압과 플립 전극의 굴절 거리간의 관계를 나타낸 그래프.4 is a graph showing a relationship between a voltage applied through a bit line and a write word line and a refractive distance of a flip electrode of a dual bit memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5 내지 도 16은 도 2의 듀얼 비트 메모리 소자의 제조방법을 설명하기 위해 나타낸 공정 사시도들.5 through 16 are process perspective views illustrating a method of manufacturing the dual bit memory device of FIG. 2.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 기판 20 : 비트 라인10 substrate 20 bit line

30 : 기록 워드 라인 40 : 독출 워드 라인30: write word line 40: read word line

50 : 플립 전극 60 : 제 1 희생막50: flip electrode 60: first sacrificial film

70 : 제 2 희생막 80 : 트랩 사이트70: Second Sacrifice 80: Trap Site

100 : 트렌치100: trench

본 발명은 메모리 소자 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 트렌치(trench)를 중심으로 대칭적으로 형성된 복수개의 플립 전극의 스위칭 동작만으로도 데이터를 기록(write) 및 독출(read)토록 형성된 듀얼 비트 메모리 소자 및 그의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a memory device and a method of manufacturing the same, and in particular, a dual bit formed to write and read data only by switching operations of a plurality of flip electrodes symmetrically formed around a trench. A memory device and a method of manufacturing the same.

일반적으로, 데이터를 저장하기 위해 사용되는 메모리 소자들은 휘발성 메모리 소자와 비휘발성 메모리 소자로 구분될 수 있다. 메모리 소자에 있어서, 먼저 DRAM(Dynamic Random Access Memory)이나 SRAM(Static Random Access Memory)등으로 대표되는 휘발성 메모리 소자는 데이터의 입출력 동작은 빠르지만 전원 공급이 중단됨에 따라 저장된 데이터를 소실하는 특성이 있는 반면에, EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)이나 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)등으로 대표되는 비휘발성 메모리 반도체소자는 데이터의 입출력 동작은 느리지만 전원 공급이 중단되더라도 저장된 데이터가 그대로 유지되는 특성이 있다. In general, memory devices used to store data may be classified into volatile memory devices and nonvolatile memory devices. In the memory device, first, a volatile memory device represented by DRAM (Dynamic Random Access Memory) or SRAM (Static Random Access Memory) has a characteristic of fast data input / output operation but loss of stored data when power supply is interrupted. On the other hand, nonvolatile memory semiconductor devices represented by EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) or EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) are slow in input / output operation of data but retain stored data even when power supply is interrupted. There is this.

한편, 이와 같은 종래 기술에 따른 메모리 소자는 MOS(Metal Oxide Semiconductor)기술을 근간으로 하는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)를 기본적으로 채용하여 이루어져 왔다. 예컨대, 실리콘 재질의 반도체 기판 상에서 적층되는 구조를 갖는 스택 게이트형 트랜지스터 메모리 소자 와, 상기 반도체 기판의 내부로 매립되는 구조를 갖는 트렌치 게이트형 트렌지스터 메모리 소자가 개발되고 있다. 그러나, 상기 MOSFET은 단채널 효과를 방지토록 하기 위해 채널의 폭과 길이를 일정 이상 길이 이상으로 가져가야만 하고, 상기 채널 상단의 게이트 전극과 상기 반도체 기판사이에 형성되는 게이트 절연막의 두께가 극도로 얇아져야 하는 근본적인 문제점 때문에 나노급 초미세 구조의 메모리 소자 구현이 어려운 점이 있다.On the other hand, such a conventional memory device has been made by adopting a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) based on the metal oxide semiconductor (MOS) technology. For example, a stacked gate transistor memory device having a structure stacked on a semiconductor substrate made of silicon and a trench gate transistor memory device having a structure embedded in the semiconductor substrate have been developed. However, in order to prevent the short channel effect, the MOSFET must have a channel width and length of more than a predetermined length, and the thickness of the gate insulating film formed between the gate electrode on the upper end of the channel and the semiconductor substrate is extremely thin. Due to the fundamental problem to be solved, it is difficult to implement a nanoscale ultra-fine memory device.

이러한 이유로 MOSFET를 대체할 만한 구조를 갖는 메모리 소자의 연구가 활발히 이루어지고 있다. 최근 반도체 기술이 응용되어 발전되고 있는 마이크로 전기 기계 시스템(Micro Electro-Mechanical System : MEMS) 기술 및 나노 전기 기계 시스템(Nano Electro-Mechanical System : NEMS) 기술이 대두되고 있다. 이중에서 탄소 나노튜브가 채용되는 메모리 소자가 미국공개특허 제2004/0181630호에서 수평으로 배열된 나노조직물을 갖는 소자 및 그의 제조방법(Devices having horizontally-disposed nanofabric articles and methods of making)이란 이름으로 개시되어 있다. For this reason, researches on memory devices having structures capable of replacing MOSFETs have been actively conducted. Recently, micro electro-mechanical system (MEMS) technology and nano electro-mechanical system (NEMS) technology, which are being developed by applying semiconductor technology, are emerging. Among them, a memory device employing carbon nanotubes is a device having horizontally-arranged nanostructures in US Patent Application Publication No. 2004/0181630, and its manufacturing method (Devices having horizontally-disposed nanofabric articles and methods of making). Is disclosed.

이하, 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 메모리 소자를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a memory device according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래 기술에 따른 메모리 소자를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a memory device according to the prior art.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 메모리 소자는 소정의 간격을 갖고 일방향으로 평행하게 형성된 하부 전극(112) 및 상부 전극(168)과, 상기 하부 전극(112) 및 상부 전극(168)사이에서 각각 이격하여 통과되며, 상기 하부 전극(112) 또는 상 부 전극(168)에서 떨어지거나 접촉되면서 소정의 데이터를 저장토록 형성된 나노튜브 조각(154)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, a conventional memory device includes a lower electrode 112 and an upper electrode 168 formed at a predetermined interval in parallel to each other, and between the lower electrode 112 and the upper electrode 168. Passed apart from each other, it is configured to include a nanotube piece 154 formed to store predetermined data while falling or contacting the lower electrode 112 or the upper electrode 168.

여기서, 상기 하부 전극(112)은 반도체 기판 상의 제 1 층간 절연막에 형성된 공동(cavity)에 매립되어 형성된다. 예컨대, 상기 하부 전극(112)은 도전성 금속 또는 반도체 재질로 이루어진다. The lower electrode 112 is embedded in a cavity formed in the first interlayer insulating layer on the semiconductor substrate. For example, the lower electrode 112 is made of a conductive metal or a semiconductor material.

상기 상부 전극(168)은 상기 하부 전극(112)의 상에서 상기 하부 전극(112)과 일정한 공극(vacant space, 174)을 갖도록 설계된다. 이때, 상기 상부 전극(168)은 상기 제 1 층간 절연막(176) 상에 형성된 제 2 층간 절연막(도시되지 않음)에 의해 지지되도록 형성되어 있다.The upper electrode 168 is designed to have a constant vacant space 174 with the lower electrode 112 on the lower electrode 112. In this case, the upper electrode 168 is formed to be supported by a second interlayer insulating layer (not shown) formed on the first interlayer insulating layer 176.

상기 나노튜브 조각(154)은 상기 하부 전극(112)과 상기 상부 전극(168) 사이에 형성된 상기 공극(174)의 중심을 통과하며 소정의 조건에서 상기 하부 전극(112) 또는 상기 상부 전극(168)으로 접촉되도록 형성되어 있다. 예컨대, 상기 나노튜브 조각(154)은 상기 하부 전극(112) 양측 가장자리의 상기 제 1 층간 절연막(176) 상에 형성되는 질화막 상부에서 거치되어 상기 하부 전극(112)으로부터 소정의 높이를 갖고 부양되도록 형성된다. 또한, 상기 나노튜브 조각(154)에 인가되는 전하와 반대되는 전하가 인가되는 상기 하부 전극(112) 또는 상기 상부 전극(168)의 방향으로 굴절되어 접촉된다. 상기 나노튜브 조각(154)을 상기 하부 전극(112)으로 접촉되게 할 경우, 상기 하부 전극(112)에 대향하는 상기 상부 전극(168)에는 상기 나노튜브 조각(154)에 인가되는 전하와 동일한 전하가 인가된다. 이후, 상기 나노튜브 조각(154)이 상기 하부 전극(112)에 계속하여 접촉되어 있기 위해서는 상기 하부 전극(112)에 소정의 전하가 인가되어 있어야만 한다. 물론, 상기 나노튜브 조각(154)은 상기 상부 전극(168)에 접촉될 경우, 상기 나노튜브 조각(154)에 인가되는 전하와 반대되는 전하가 상기 상부 전극(168)에 인가되고, 상기 나노튜브 조각(154)에 인가되는 전하와 동일한 전하가 상기 하부 전극(112)에 인가된다.The nanotube piece 154 passes through the center of the pore 174 formed between the lower electrode 112 and the upper electrode 168 and under the predetermined conditions, the lower electrode 112 or the upper electrode 168. It is formed to contact with). For example, the nanotube pieces 154 may be mounted on the nitride film formed on the first interlayer insulating layer 176 at both edges of the lower electrode 112 to be supported at a predetermined height from the lower electrode 112. Is formed. In addition, a charge opposite to the charge applied to the nanotube piece 154 is refracted and in contact with the lower electrode 112 or the upper electrode 168 to be applied. When the nanotube piece 154 is brought into contact with the lower electrode 112, the upper electrode 168 opposite to the lower electrode 112 has the same charge as that applied to the nanotube piece 154. Is applied. Thereafter, in order for the nanotube piece 154 to continuously contact the lower electrode 112, a predetermined charge must be applied to the lower electrode 112. Of course, when the nanotube piece 154 is in contact with the upper electrode 168, a charge opposite to the charge applied to the nanotube piece 154 is applied to the upper electrode 168, the nanotube A charge equal to the charge applied to the piece 154 is applied to the lower electrode 112.

따라서, 종래 기술에 따른 메모리 소자는 나노튜브 조각(154)이 하부 전극(112)과 상부 전극(168) 사이에 부유되어 있는 상태와, 상기 하부 전극(112) 또는 상기 상부 전극(168)에 접촉된 상태 각각에 대응되는 1 비트에 해당되는 데이터가 저장되도록 할 수 있다.Accordingly, the memory device according to the related art has a state in which the nanotube piece 154 is suspended between the lower electrode 112 and the upper electrode 168, and contacts the lower electrode 112 or the upper electrode 168. Data corresponding to one bit corresponding to each of the states may be stored.

하지만, 종래 기술에 따른 메모리 소자는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the memory device according to the prior art has the following problems.

첫째, 종래의 메모리 소자는, 하부 전극(112) 또는 상부 전극(168)에 나노튜브 조각(154)이 접촉된 상태를 유지시키기 위해 상기 나노튜브 조각(154)과 접촉되는 상기 하부 전극(112) 또는 상기 상부 전극(168)과 상기 나노튜브 조각(154)에 소정의 전하가 연속적으로 공급되어야만 함으로 대기 전력의 소모가 증가하고, 상기 전하의 공급이 중단 될 경우, 상기 나노튜브 조각(154)의 접촉 여부에 대응되는 소정의 정보가 기록된 상태를 유지시킬 수 없기 때문에 비 휘발성 메모리 소자를 구현할 수 없다.First, in the conventional memory device, the lower electrode 112 in contact with the nanotube fragment 154 to maintain the state in which the nanotube fragment 154 is in contact with the lower electrode 112 or the upper electrode 168. Alternatively, when a predetermined charge must be continuously supplied to the upper electrode 168 and the nanotube piece 154, the consumption of standby power increases and when the supply of the charge is stopped, the nanotube piece 154 Since a predetermined information corresponding to whether or not a contact can not be maintained, a nonvolatile memory device cannot be implemented.

둘째, 종래의 메모리 소자는 하부 전극(112) 또는 상부 전극(168)과 교차되면서 소정의 전류가 인가되어 스위칭 동작되는 나노튜브 조각(154)이 수직으로 이동되면서 1비트의 데이터만 입출력토록 할 수 있기 때문에 소자의 집적도가 떨어지 는 단점이 있다.Second, in the conventional memory device, when a predetermined current is applied while crossing the lower electrode 112 or the upper electrode 168, the nanotube piece 154, which is switched, is vertically moved to input and output only one bit of data. Because of this, there is a disadvantage that the integration of the device is reduced.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 소정의 기록된 정보를 유지시키기 위한 대기 전력 소모를 감소시키고, 외부에서 공급되는 전하가 없이도 소정의 정보가 손실되지 않도록 하여 비 휘발성을 갖는 듀얼 비트 메모리 소자 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the above problems is to reduce standby power consumption for maintaining predetermined recorded information, and to ensure that certain information is not lost even without an externally supplied charge, thereby having dual A bit memory device and a method of manufacturing the same are provided.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 2비트 이상의 데이터를 입출력토록 하여 소자의 집적도를 증대 또는 극대화할 수 있는 듀얼 비트 메모리 소자 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a dual bit memory device capable of increasing or maximizing device integration by inputting and outputting two or more bits of data, and a method of manufacturing the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양태에 따른 듀얼 비트 메모리 소자는, 소정의 평탄면을 갖는 기판; 상기 기판 상에서 소정의 두께를 갖고 제 1 방향으로 형성된 비트 라인; 상기 비트 라인의 상부에서 절연되어 상기 제 1 방향으로 트렌치에 의해 분리되며 상기 비트 라인과 교차되는 제 2 방향으로 형성된 제 1 및 제 2기록 워드 라인; 상기 제 1 및 제 2 기록 워드 라인의 상부에서 각각의 양측으로 상기 비트 라인에 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 및 제 2 기록 워드 라인의 상부에서 각각 소정의 제 1 및 제 2 하부 공극을 갖고 부양되면서 상기 트렌치에 의해 상기 제 1 방향으로 분리되어 소정의 조건에서 상기 제 1 및 제 2 기록 워드 라인의 방향으로 굴절되도록 형성된 제 1 및 제 2 전극; 상기 제 1 및 제 2 전극의 상부에서 상기 트렌치에 의해 상기 제 1 방향으로 분리되어 각각 제 1 및 제 2 상부 공극을 갖고 부양되며, 상기 제 1 및 제 2 기록 워드 라인과 평행한 제 2 방향으로 형성된 제 1 및 제 2 독출 워드 라인; 및 상기 제 1 및 제 2 하부 공극 각각의 하부 상기 제 1 및 제 2 기록 워드 라인 상에서 상기 트랜치에 의해 상기 제 1 방향으로 서로 분리되어 상기 제 1 및 제 2 기록 워드 라인과 상기 제 1 및 제 2 독출 워드 라인이 교차되는 부분에 독립적으로 형성되며, 상기 제 1 및 제 2 기록 워드 라인 방향으로 굴절되는 상기 제 1 및 제 2 전극을 정전기적으로 고정시킬 수 있도록 상기 제 1 및 제 2 기록 워드 라인 또는 외부에서 인가되는 소정의 전하를 트랩핑시키는 제 1 및 제 2 트랩 사이트를 포함함을 특징으로 한다.A dual bit memory device according to an aspect of the present invention for achieving the above object includes a substrate having a predetermined flat surface; A bit line formed on the substrate in a first direction and having a predetermined thickness; First and second write word lines insulated from the top of the bit lines, separated by trenches in the first direction, and formed in a second direction crossing the bit lines; Electrically connected to the bit line from both top of the first and second write word lines to respective sides, and having predetermined first and second lower voids on top of the first and second write word lines, respectively; First and second electrodes separated by the trench in the first direction and refracted in the direction of the first and second write word lines under a predetermined condition; The first and second electrodes are separated in the first direction by the trench and floated with first and second upper voids, respectively, in a second direction parallel to the first and second write word lines. First and second read word lines formed; And the first and second write word lines and the first and second separated from each other in the first direction by the trenches on the first and second write word lines below each of the first and second lower voids. The first and second write word lines may be formed independently of intersecting read word lines and may electrostatically fix the first and second electrodes refracted in the first and second write word lines. Or first and second trap sites for trapping a predetermined charge applied externally.

또한, 본 발명의 다른 양태는, 소정의 평탄면을 갖는 기판; 상기 기판 상에서 소정의 두께를 갖고 제 1 방향으로 형성된 비트 라인; 상기 비트 라인의 상부에서 절연되어 상기 비트 라인과 교차되는 제2방향으로 형성된 기록 워드 라인; 상기 기록 워드 라인의 상부에서 비트 라인에 전기적으로 연결되고, 상기 기록 워드 라인의 상부에서 소정의 하부 공극을 갖고 부양되면서 소정의 조건에서 상기 기록 워드 라인의 방향으로 굴절되도록 형성된 전극; 상기 전극의 상부에서 상부 공극을 갖고 부양되며 상기 기록 워드 라인과 평행한 제 2 방향으로 형성된 독출 워드 라인; 및 상기 하부 공극의 하부 상기 기록 워드 라인 상에서 상기 기록 워드 라인과 상기 독출 워드 라인이 교차되는 부분에 독립적으로 형성되어 상기 기록 워드 라인 방향으로 굴절되는 상기 전극을 정전기적으로 고정시킬 수 있도록 상기 기록 워드 라인 또는 외부에서 인가되는 소정의 전하를 트랩핑시키는 트랩 사이트를 포함하는 메모리 소자이다.In addition, another aspect of the present invention, the substrate having a predetermined flat surface; A bit line formed on the substrate in a first direction and having a predetermined thickness; A write word line insulated from an upper portion of the bit line and formed in a second direction crossing the bit line; An electrode electrically connected to a bit line at an upper portion of the write word line, and formed to be refracted in a direction of the write word line under a predetermined condition while being supported with a predetermined lower void at an upper portion of the write word line; A read word line formed in a second direction parallel to the write word line, lifted with an upper gap at the top of the electrode; And the write word formed independently at a portion where the write word line and the read word line intersect on the write word line under the lower gap so as to electrostatically fix the electrode refracted in the write word line direction. A memory device comprising a trap site for trapping a predetermined charge applied from a line or external.

그리고, 본 발명의 또 다른 양태는, 소정의 평탄면을 갖는 기판 상에 일방향의 비트 라인을 형성하는 단계; 상기 비트 라인이 형성된 기판 상에서 상기 비트 라인과 교차되는 방향으로 제 1 층간 절연막, 기록 워드 라인을 형성하는 단계; 상기 기록 워드 라인과 상기 비트 라인이 교차되는 상기 기록 워드 라인 상에 트랩 사이트를 형성하는 단계; 상기 트랩 사이트 및 상기 기록 워드 라인 상에 제 1 희생막을 형성하는 단계; 상기 제 1 층간 절연막, 상기 기록 워드 라인, 상기 트랩 사이트, 및 상기 제 1 희생막으로 이루어지는 스택의 측벽에 스페이서를 형성하는 단계; 상기 스페이서에 인접하는 상기 비트 라인에 전기적으로 연결되고, 상기 스페이서의 외주면을 따라 우회하도록 전극을 형성하는 단계; 상기 전극이 형성된 상기 기판 및 상기 비트 라인의 전면을 덮고, 상기 스택 상부의 상기 전극을 노출시키는 제 2 층간 절연막을 형성하는 단계; 상기 스택에 대응되는 상기 전극의 상부에 제 2 희생막, 및 독출 워드 라인을 형성하는 단계; 상기 제 2 희생막, 및 상기 독출 워드 라인이 형성된 상기 기판의 전면을 덮고, 상기 독출 워드 라인의 길이 방향 중심 상부를 일부 개구시키는 제 3 층간 절연막을 형성하는 단계; 상기 제 3 층간 절연막을 식각 마스크로 사용하여 상기 독출 워드 라인, 상기 제 2 희생막, 상기 전극, 상기 제 1 희생막, 및 상기 기록 워드 라인을 순차적으로 제거하여 소정 깊이의 트렌치를 형성하는 단계; 및 상기 트렌치 내에서 측벽이 노출되는 상기 제 1 희생막 및 제 2 희생막을 제거하여 상기 제 1 워드 라인 및 상기 제 2 워드 라인 사이에 공극을 형성하고, 상기 공극 내에서 상기 전극을 부양시키는 단계를 포함하는 듀얼 비트 메모리 소자의 제조방법이다.Further, another aspect of the present invention, forming a bit line in one direction on a substrate having a predetermined flat surface; Forming a first interlayer insulating film and a write word line in a direction crossing the bit line on the substrate on which the bit line is formed; Forming a trap site on the write word line where the write word line and the bit line intersect; Forming a first sacrificial layer on the trap site and the write word line; Forming a spacer on a sidewall of the stack comprising the first interlayer insulating film, the write word line, the trap site, and the first sacrificial film; Forming an electrode electrically connected to the bit line adjacent to the spacer and bypassing the outer peripheral surface of the spacer; Forming a second interlayer insulating layer covering an entire surface of the substrate and the bit line on which the electrode is formed and exposing the electrode on the stack; Forming a second sacrificial layer and a read word line on the electrode corresponding to the stack; Forming a third interlayer insulating layer covering the entire surface of the second sacrificial layer and the substrate on which the read word lines are formed and partially opening an upper portion of the center in the longitudinal direction of the read word lines; Forming a trench having a predetermined depth by sequentially removing the read word line, the second sacrificial layer, the electrode, the first sacrificial layer, and the write word line using the third interlayer insulating layer as an etching mask; And removing the first sacrificial layer and the second sacrificial layer through which sidewalls are exposed in the trench to form a gap between the first word line and the second word line, and supporting the electrode in the gap. A method of manufacturing a dual bit memory device is included.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 비트 메모리 소자 및 그의 제조방법을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 여러 막과 영역들의 두께는 명료성을 위해서 강조되었으며, 어떤 층이 다른 층이나 기판 '상'에 존재한다고 기술될 때 다른 층이나 기판과 직접 접하면서 존재할 수도 있고 그 사이에 제 3의 층이 존재할 수 있다. Hereinafter, a dual bit memory device and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, only this embodiment to make the disclosure of the present invention complete, the scope of the invention to those skilled in the art It is provided to inform you. In the accompanying drawings, the thicknesses of the various films and regions have been emphasized for clarity, and may be present in direct contact with another layer or substrate when a layer is described as being on another layer or substrate, or between a third Layers may be present.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 비트 메모리 소자를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 Ⅰ∼Ⅰ' 선상을 취하여 나타낸 단면도이다.2 is a perspective view illustrating a dual bit memory device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 2.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 소정의 평탄면을 갖는 기판(10) 상에 제 1 방향으로 복수개의 비트 라인(20)이 형성되어 있다. 또한, 상기 복수개의 비트 라인(20) 상에서 상기 복수개의 비트 라인(20)과 수직하여 교차되는 제 2 방향으로 제 1 층간 절연막(22)이 형성되어 있다. 상기 제 1 층간 절연막(22) 상에서 상기 제 2 방향으로 트렌치(100)에 의해 분리되어 서로 평행한 제 1 기록 워드 라인(30A)과 제 2 기록 워드 라인(30B)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 제 1 기록 워드 라인(30A) 및 상기 제 2 기록 워드 라인(30B) 각각의 상부에서 상기 제 2 방향으로 상기 트렌치(100)에 의해 분리되어 서로 평행한 제 1 트랩 사이트(80A) 및 제 2 트랩 사이트(80B)가 형성되어 있다. 여기서, 상기 제 1 트랩 사이트(80A) 및 제 2 트랩 사이트(80B)는 상기 비트 라인(20)과 교차되는 상기 제 1 기록 워드 라인(30A) 및 상기 제 2 기록 워드 라인(30B)의 상부에만 독립적으로 형성되어 있다.As illustrated in FIGS. 2 and 3, a plurality of bit lines 20 are formed in a first direction on a substrate 10 having a predetermined flat surface. In addition, a first interlayer insulating layer 22 is formed on the plurality of bit lines 20 in a second direction perpendicular to the plurality of bit lines 20. A first write word line 30A and a second write word line 30B which are separated by the trench 100 in the second direction and parallel to each other are formed on the first interlayer insulating film 22. And a first trap site 80A separated by the trench 100 in the second direction on top of each of the first write word line 30A and the second write word line 30B and parallel to each other; The second trap site 80B is formed. Here, the first trap site 80A and the second trap site 80B are only on the upper portion of the first write word line 30A and the second write word line 30B that cross the bit line 20. It is formed independently.

상기 제 1 트랩 사이트(80A) 및 제 2 트랩 사이트(80B) 각각의 상부에서 지지되면서 제 1 하부 공극(90A) 및 제 2 하부 공극(90B)에 의해 상기 제 1 트랩 사이트(80A) 및 제 2 트랩 사이트(80B)로부터 소정의 높이로 부양 제 1 전극(50A) 및 제 2 전극(50B)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 제 1 전극(50A) 및 제 2 전극(50B)은 각각 상기 기판의 표면에 평행한 수평방향으로 확장되어 형성되는 제 1 굴곡 부분 및 제 2 굴곡 부분을 포함한다. 또한, 수직 방향으로 확장되는 상기 제 1 전극(50A) 및 제 2 전극(50B)의 제 1 고정부분(51A) 및 제 2 고정부분(51B)을 통하여 상기 비트 라인(20)에 전기적으로 연결되어 있다. 상기 제 1 전극(50A) 및 제 2 전극(50B)의 말단은 트렌치(100)에 의해 서로 분리되어 있다.The first trap site 80A and the second are supported by the first lower void 90A and the second lower void 90B while being supported on top of each of the first trap site 80A and the second trap site 80B. The floating first electrode 50A and the second electrode 50B are formed at a predetermined height from the trap site 80B. Here, the first electrode 50A and the second electrode 50B each include a first curved portion and a second curved portion that extend in a horizontal direction parallel to the surface of the substrate. In addition, the first and second electrodes 50A and 50B extending in the vertical direction may be electrically connected to the bit line 20 through the first fixing part 51A and the second fixing part 51B. have. The ends of the first electrode 50A and the second electrode 50B are separated from each other by the trench 100.

상기 제 1 전극(50A) 및 제 2 전극(50B)의 상부에서 제 1 상부 공극(92A) 및 제 2 상부 공극(92B)에 의해 상기 제 1 전극(50A) 및 제 2 전극(50B)으로부터 소정의 높이로 부양되는 제 1 독출 워드 라인(40A) 및 제 2 독출 워드 라인(40B)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 제 1 독출 워드 라인(40A) 및 제 2 독출 워드 라인(40B)은 상기 트렌치(100)에 의해 서로 분리되어 있으며, 상기 제 1 트랩 사이트(80A) 및 제 2 트랩 사이트(80B)의 상부에서 제 2 방향으로 형성되어 있다.Predetermined from the first electrode 50A and the second electrode 50B by the first upper void 92A and the second upper void 92B on the first electrode 50A and the second electrode 50B. The first read word line 40A and the second read word line 40B are formed to be raised at the height of. Here, the first read word line 40A and the second read word line 40B are separated from each other by the trench 100 and are separated from each other by the first trap site 80A and the second trap site 80B. It is formed in a 2nd direction from the top.

상기 제 1 전극(50A) 및 제 2 전극(50B)의 제 1 고정부분 및 제 2 고정부분은 절연재질의 제 1 스페이서(24A) 및 제 2 스페이서(24B)에 의해 상기 제 1 기록 워드 라인(30A) 및 제 2 기록 워드 라인(30B)의 외측벽과 상기 제 1 트랩 사이트(80A) 및 제 2 트랩 사이트(80B)의 외측벽으로부터 분리되어 있다. 인접하는 메모리 소자와 절연되면서 상기 제 1 전극(50A) 및 제 2 전극(50B)의 외측벽을 절연시키도록 상기 비트 라인(20)의 상부에서 상기 제 1 전극(50A) 및 제 2 전극(50B)과 동일 또는 유사한 높이를 갖는 2 층간 절연막(26)이 형성되어 있다. 또한, 상기 제 2 층간 절연막(26)의 상부에서 상기 제 1 독출 워드 라인(40A) 및 제 2 독출 워드 라인(40B)의 외측벽을 절연시키는 제 3 층간 절연막(28)이 형성되어 있다.The first fixing part and the second fixing part of the first electrode 50A and the second electrode 50B may be formed by the first spacer 24A and the second spacer 24B of an insulating material. 30A) and the outer wall of the second write word line 30B and the outer wall of the first trap site 80A and the second trap site 80B. The first electrode 50A and the second electrode 50B at the upper portion of the bit line 20 to insulate the outer walls of the first electrode 50A and the second electrode 50B while being insulated from adjacent memory elements. A two-layered insulating film 26 having the same or similar height as that of is formed. A third interlayer insulating film 28 is formed on the second interlayer insulating film 26 to insulate the outer walls of the first read word line 40A and the second read word line 40B.

본 발명의 실시예에 따른 듀얼 비트 메모리 소자의 단위 셀(104)은 트렌치(100)를 중심으로 제 1 메모리 유닛(102A)과 제 2 메모리 유닛(102B)으로 구분될 수 있다. 제 1 방향으로 서로 이웃하는 제 1 메모리 유닛(102A)과 제 2 메모리 유닛(102B)은 하나의 비트 라인(20)을 전기적으로 서로 공유한다. 제 2 방향으로 서로 이웃하는 단위 셀(104) 각각의 제 1 메모리 유닛(102A)과 제 2 메모리 유닛(102B)은 각기 제 1 기록 워드 라인(30A) 또는 제 2 기록 워드 라인(30B)을 전기적으로 공유하고, 제 1 독출 워드 라인(40A) 또는 제 2 독출 워드 라인(40B)을 전기적으로 공유할 수 있다. 제 1 트랩 사이트(80A) 및 제 2 트랩 사이트(80B)는 상기 제 1 기록 워드 라인(30A) 및 제 2 기록 워드 라인(30B)에 대응되어 상기 제 1 기록 워드 라인(30A) 및 제 2 기록 워드 라인(30B) 상에 형성된다. 이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 비트 메모리 소자의 동작방법은 이하에서 설명될 것이다.The unit cell 104 of the dual bit memory device according to the exemplary embodiment of the present invention may be divided into a first memory unit 102A and a second memory unit 102B around the trench 100. The first memory unit 102A and the second memory unit 102B, which neighbor each other in the first direction, electrically share one bit line 20 with each other. The first memory unit 102A and the second memory unit 102B of each of the unit cells 104 neighboring each other in the second direction electrically connect the first write word line 30A or the second write word line 30B, respectively. The first read word line 40A or the second read word line 40B may be electrically shared. The first trap site 80A and the second trap site 80B correspond to the first write word line 30A and the second write word line 30B, so that the first write word line 30A and the second write. It is formed on the word line 30B. The operation method of the dual bit memory device according to the exemplary embodiment of the present invention configured as described above will be described below.

제 1 전극(50A) 및 제 2 전극(50B) 각각의 수직 말단은 제 2 층간 절연 막(26) 및 제 3 층간 절연막(28)에 의해 묻혀 지지되어 있고, 수평 말단은 기록 워드 라인(30)과 독출 워드 라인(40) 사이에 형성된 제 1 하부 공극(90A)과 제 1 상부 공극(92A), 및 제 2 하부 공극(90B)과 제 2 상부 공극(92B) 사이에서 각각 자유롭게 이동될 수 있다. 이러한 방법으로 제 1 전극(50A) 및 제 2 전극(50B)은 각각 제 1 전극(50A)의 수직 말단이 고정되고 수평 말단이 자유롭게 이동될 수 있기 때문에 기록 워드 라인(30) 및 독출 워드 라인(40)에 형성된 공극(84) 내에서 플립 전극(50)와 같이 스위칭 동작될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 전극(50A) 및 제 2 전극(50B)은 외팔보 전극 또는 플립 전극(50)이라 칭한다. 공극 내에서 외팔보 전극(50)의 위치를 제어함에 의해 상기 플립 전극(50)은 상기 트랩 사이트(80A) 또는 상기 독출 워드 라인(40)에 접촉을 만드는 원인이되거나, 상기 트랩 사이트(80A)와 독출 워드 라인(40) 사이에서 지지되어질 수 있다. 상기 비트 라인, 상기 기록 워드 라인(30), 및 상기 독출 워드 라인(40)에 인가되는 전압차을 제어함에 의해 단위셀을 구성하는 제 1 메모리 유닛(102A) 및 제 2 메모리 유닛(102B)의 프로그램, 삭제, 기록, 및 독출이 실행될 수 있다.The vertical ends of each of the first electrode 50A and the second electrode 50B are buried and supported by the second interlayer insulating film 26 and the third interlayer insulating film 28, and the horizontal ends thereof are the write word lines 30. Can be freely moved between the first lower gap 90A and the first upper gap 92A and the second lower gap 90B and the second upper gap 92B respectively formed between the first and second word lines 40. . In this way, since the vertical ends of the first electrodes 50A and the second electrodes 50B are fixed and the horizontal ends can be freely moved, the write word line 30 and the read word line ( The switching operation may be performed like the flip electrode 50 in the gap 84 formed in the 40. Accordingly, the first electrode 50A and the second electrode 50B are called cantilevered electrodes or flip electrodes 50. By controlling the position of the cantilever electrode 50 within the void, the flip electrode 50 causes contact with the trap site 80A or the read word line 40 or with the trap site 80A. It may be supported between the read word lines 40. Programs of the first memory unit 102A and the second memory unit 102B constituting the unit cell by controlling the voltage difference applied to the bit line, the write word line 30, and the read word line 40. , Deletion, writing, and reading can be performed.

듀얼 비트 동작 방법에 있어 단위 셀(104)은 각각 동시에 프로그램되는 제 1 메모리 유닛(102A)과, 제 2 메모리 유닛(102B)을 포함한다. 예컨대, 제 1 기록 워드 라인(30A) 및 제 2 기록 워드 라인(30B)에 독립적으로 소정의 전압이 인가되고, 상기 제 1 독출 워드 라인(40A) 및 제 2 독출 워드 라인(40B)에 각각 독립적으로 소정의 전압이 인가됨에 의해 제 1 메모리 유닛(102A)과 제 2 메모리 유닛(102B)의 상태는 동일한 시간에 각각 "1" 또는 "0"으로 서로 동일하게 프로그램될 수 있고, "1" 상태와 "0"으로 각각 서로 다르게 프로그램될 수 있다. 제 1 메모리 유닛(102A) 및 제 2 메모리 유닛(102B)은 하나의 비트 라인(20)을 전기적으로 공유하고 있기 때문에 각각의 상태의 기록 동작과 독출 동작은 동시에 수행할 수 없으며, 상기 제 1 메모리 유닛(102A) 및 제 2 메모리 유닛(102B) 중 어느 하나는 주어진 시간에 전기적으로 비트 라인(20)을 점유해야만 한다. 듀얼 비트 메모리 소자는 단위 셀(104) 내에서 프로그램이 실행되어야만 한다. In the dual bit operating method, each unit cell 104 includes a first memory unit 102A and a second memory unit 102B, each of which is simultaneously programmed. For example, a predetermined voltage is applied independently to the first write word line 30A and the second write word line 30B, and independently of the first read word line 40A and the second read word line 40B, respectively. By applying a predetermined voltage, the states of the first memory unit 102A and the second memory unit 102B can be programmed to be equal to each other to "1" or "0" at the same time, respectively, and the "1" state. And "0" can be programmed differently. Since the first memory unit 102A and the second memory unit 102B share one bit line 20 electrically, the write operation and the read operation of each state cannot be performed at the same time. Either of unit 102A and second memory unit 102B must occupy bit line 20 electrically at a given time. In the dual bit memory device, a program must be executed in the unit cell 104.

따라서, 본원 발명의 듀얼 비트 메모리 소자는 트렌치(100)를 중심으로 양측에 대칭적으로 각각 서로 동일한 상태 또는 서로 다른 상태를 갖도록 프로그램되는 가 제 1 메모리 유닛(102A) 및 제 2 메모리 유닛(102B)으로 이루어진 단일 셀을 구비하여 2비트의 데이터를 입출력토록 할 수 있기 때문에 소자의 집적도를 증대 또는 극대화할 수 있다.Accordingly, the dual bit memory device of the present invention is programmed to have the same state or the different state symmetrically on both sides about the trench 100, respectively, the first memory unit 102A and the second memory unit 102B. It is possible to increase or maximize the integration of the device because it is possible to input and output two bits of data with a single cell consisting of.

상술한 바와 같이, 상기 트랩 사이트(80)는 상기 기록 워드 라인(30) 상에 적층되어 서로 동일 또는 유사한 방향으로 형성되고, 상기 기록 워드 라인(30)과 동일 또는 유사한 선폭을 갖도록 형성되어 있다. 예컨대, 상기 트랩 사이트(80)는 상기 제 1 층간 절연막(22) 상에 형성되는 트렌치(100)에 의해 상기 기록 워드 라인(30)과 마찬가지로 복수개가 서로 평행하게 분리되도록 형성되어 있다. 또한, 상기 트랩 사이트(80)는 상기 기록 워드 라인(30)을 통해 인가되는 전하를 소정 박막의 내부로 터널링시켜 트랩되도록 하고, 외부에서 공급되는 전하가 없을 경우에도 트랩된 전하를 항시 구속(속박)시킬 수 있도록 형성된다. 예컨대, 상기 트랩 사이트(80)는 상기 기록 워드 라인(30) 상에 형성된 제 1 실리콘 산화막(82), 실리콘 질화막(84), 및 제 2 실리콘 산화막(86)이 적층된 'ONO(Oxide-Nitride-Oxide)'구조를 갖는 박막을 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 제 1 실리콘 산화막(82)과 상기 제 2 실리콘 산화막(86)은 상기 기록 워드 라인(30)과 상기 플립 전극(50) 사이에서 상기 실리콘 질화막(84)을 전기적으로 절연시키는 절연막이다. 특히, 상기 제 1 실리콘 산화막(82)은 상기 실리콘 질화막(84)과, 상기 기록 워드 라인(30)사이에서 인가되는 전기장의 방향과 크기에 따라 선택적으로 전하를 터널링시키도록 형성된 터널 절연막이다. As described above, the trap sites 80 are stacked on the write word lines 30 and formed in the same or similar directions to each other, and have the same or similar line widths as the write word lines 30. For example, the trap sites 80 are formed such that a plurality of the trap sites 80 are separated in parallel with each other by the trench 100 formed on the first interlayer insulating film 22, similarly to the write word lines 30. In addition, the trap site 80 tunnels the charge applied through the write word line 30 into the inside of the predetermined thin film so that the trap is trapped, and always traps the trapped charge even when no charge is supplied from the outside. It is formed to be able to. For example, the trap site 80 may be formed of 'Oxide-Nitride (ONO) in which a first silicon oxide layer 82, a silicon nitride layer 84, and a second silicon oxide layer 86 formed on the write word line 30 are stacked. -Oxide) 'including a thin film having a structure. In this case, the first silicon oxide film 82 and the second silicon oxide film 86 are insulating films electrically insulating the silicon nitride film 84 between the write word line 30 and the flip electrode 50. In particular, the first silicon oxide film 82 is a tunnel insulating film formed to selectively tunnel electric charges according to the direction and magnitude of an electric field applied between the silicon nitride film 84 and the write word line 30.

예컨대, 상기 실리콘 질화막(84)은 상기 제 1 실리콘 산화막(82) 및 상기 제 2 실리콘 산화막(86)에 의해 전기적으로 분리된 상태를 갖고 특정 전압 이상의 조건에서 상기 1 실리콘 산화막(82)을 통해 전하를 유출입시키도록 형성된 플로팅 전극으로 칭하여 질 수 있다.For example, the silicon nitride film 84 may be electrically separated by the first silicon oxide film 82 and the second silicon oxide film 86, and may be charged through the first silicon oxide film 82 under a specific voltage or more. May be referred to as a floating electrode formed to flow in and out.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 비트 메모리 소자는 기록 워드 라인(30)을 통해 인가되는 전하를 터널링시켜 트랩하고, 상기 기록 워드 라인(30)에서 인가되는 전하가 제거되어도 트랩된 전하를 구속(속박)시키는 트랩 사이트(80)를 구비하여 상기 기록 워드 라인(30)에 대응되는 상기 트랩 사이트(80) 상부에 형성된 상기 플립 전극(50)의 굴절 방향을 전기적으로 유지시키도록 할 수 있기 때문에 비 휘발성 메모리 설계가 가능하다.Accordingly, the dual bit memory device according to the embodiment of the present invention tunnels and charges the charge applied through the write word line 30, and confines the trapped charge even when the charge applied from the write word line 30 is removed. Since it is possible to equip the trap site 80 (bound) to electrically maintain the refractive direction of the flip electrode 50 formed on the trap site 80 corresponding to the write word line 30. Non-volatile memory designs are possible.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 비트 메모리 소자의 비트 라인(20) 및 기록 워드 라인(30)을 통해 인가되는 전압과 플립 전극(50)의 굴절 거리간의 관계를 나타낸 그래프로서, 상기 비트 라인(20)과 상기 기록 워드 라인(30)간에 양의 값을 갖는 "Vpull-in" 의 전압이 인가되면 상기 플립 전극(50)과 상기 트랩 사이트(80)가 근접하게 되어 "0"에 대응되는 정보가 기록되고, 상기 비트 라인(20)과 상기 기록 워드 라인(30)간에 음의 값을 갖는 "Vpull-out"의 전압이 인가되면 상기 플립 전극(50)과 상기 트랩 사이트(80)가 서로 멀어져 "1"에 대응되는 정보가 기록될 수 있다.4 is a graph illustrating a relationship between a voltage applied through a bit line 20 and a write word line 30 and a refractive distance of a flip electrode 50 of a dual bit memory device according to an exemplary embodiment of the present invention. When a positive voltage of " V pull-in " is applied between the line 20 and the write word line 30, the flip electrode 50 and the trap site 80 are brought closer to " 0 ". When the corresponding information is written and a voltage of "V pull-out " having a negative value is applied between the bit line 20 and the write word line 30, the flip electrode 50 and the trap site 80 are applied. ) Are separated from each other and information corresponding to "1" may be recorded.

여기서, 가로축은 전압의 크기를 나타내고, 세로축은 상기 트랩 사이트(80)의 표면으로부터 독출 워드 라인(40)까지 플립 전극(50)이 이동된 거리(Tgap)를 나타낸다. 따라서, 상기 비트 라인(20)에 연결되는 플립 전극(50)과 기록 워드 라인(30)에 양의 값을 갖는 "Vpull-in"의 전압이 인가되거나, 음의 값을 갖는 "Vpull-out"의 전압이 인가되면 상기 플립 전극(50)이 상기 기록 워드 라인(30) 상의 트랩 사이트(80)에 접촉되거나 이격되어 "0" 또는 "1"의 값을 갖는 1비트(bit)에 대응되는 디지털 정보가 기록될 수 있다.Here, the horizontal axis represents the magnitude of the voltage, and the vertical axis represents the distance Taggap that the flip electrode 50 is moved from the surface of the trap site 80 to the read word line 40. Accordingly, a positive voltage "V pull-in " is applied to the flip electrode 50 and the write word line 30 connected to the bit line 20, or a "V pull- " having a negative value. When a voltage of " out " is applied, the flip electrode 50 contacts or is spaced apart from the trap site 80 on the write word line 30 to correspond to one bit having a value of "0" or "1". Digital information may be recorded.

이때, 상기 "Vpull-in"의 전압과 상기 "Vpull-out"의 전압은 다음 수식 2에 의해 결정될 수 있다.In this case, the voltage of the "V pull-in " and the voltage of the "V pull-out " may be determined by the following equation (2).

(수식 2)(Formula 2)

V = VB/L - VWWL V = V B / L -V WWL

여기서, 상기 "V"는 "Vpull-in"의 전압 또는 "Vpull-out"의 전압을 나타내며, "VB/L"은 상기 비트 라인(20)에 인가되는 전압이고, "VWWL"은 상기 기록 워드 라 인(30)에 인가되는 전압이다. 이때, 상기 "Vpull-in"의 전압은 양의 값을 갖고, 상기 "Vpull-out"의 전압은 음의 값을 갖는다. 예컨대, 상기 "Vpull-in"의 전압과 "Vpull-out"의 전압 절대값이 서로 동일 또는 유사하면, "0"의 값에 대응되는 정보를 기록하고자 할 경우, 1/2"Vpull-in"의 전압을 상기 비트 라인(20)에 인가하고, 1/2"Vpull-out"의 전압을 기록 워드 라인(30)에 인가하여 플립 전극(50)과 트랩 사이트(80)를 접촉시킬 수 있다. Here, "V" represents a voltage of "V pull-in " or "V pull-out ", "V B / L " is a voltage applied to the bit line 20, and "V WWL " Is the voltage applied to the write word line 30. At this time, the voltage of the "V pull-in " has a positive value, the voltage of the "V pull-out " has a negative value. For example, when the voltage of the "V pull-in " and the absolute value of the voltage of "V pull-out " are the same or similar to each other, when the information corresponding to the value of "0" is to be recorded, 1/2 "V pull a voltage of -in " is applied to the bit line 20 and a voltage of 1/2 " V pull-out " is applied to the write word line 30 to contact the flip electrode 50 and the trap site 80. You can.

또한, "1"에 대응되는 정보를 기록하고자 할 경우, 1/2"Vpull-out"의 전압을 비트 라인(20)에 인가하고 1/2"Vpull-in"의 전압을 인가하여 상기 플립 전극(50)과 상기 트랩 사이트(80)를 이격토록 할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 "Vpull-in"의 전압 또는 "Vpull-out"의 전압이 인가되지 않는 비트 라인(20), 기록 워드 라인(30), 독출 워드 라인(40)은 접지된 상태를 갖도록 설정될 수 있다.In addition, when information corresponding to "1" is to be recorded, the voltage of 1/2 "V pull-out " is applied to the bit line 20 and the voltage of 1/2 "V pull-in " is applied. The flip electrode 50 may be spaced apart from the trap site 80. Although not shown, the bit line 20, the write word line 30, and the read word line 40 to which the voltage of “V pull-in ” or the voltage of “V pull-out ” are not applied are grounded. It can be set to have.

이와 같이 구성된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 메모리 소자의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing a memory device according to the second exemplary embodiment of the present invention configured as described above is as follows.

도 5 내지 도 16은 도 2의 듀얼 비트 메모리 소자의 제조방법을 설명하기 위해 나타낸 공정 사시도들이다.5 to 16 are process perspective views illustrating a method of manufacturing the dual bit memory device of FIG. 2.

도 5에 도시된 바와 같이, 먼저, 수평 상태의 기판(10) 상에 소정 두께를 갖는 비트 라인(20)을 형성한다. 여기서, 상기 비트 라인(20)은 상기 기판(10)상에서 복수개가 일방향으로 평행하게 형성된다. 예컨대, 상기 비트 라인(20)은 물리기상 증착방법, 화학기상증착방법으로 형성된 금, 은, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 텅스텐 실리사이드, 티타늄, 질화 티타늄, 탄탈륨, 탄탈륨 실리사이드와 같은 도전성 금속막, 또는 도전성 불순물이 도핑된 폴리 실리콘막을 포함하여 이루어진다. 도시되지는 않았지만, 상기 비트 라인(20)은 상기 기판(10)의 전면에 소정 두께를 갖도록 형성되는 상기 도전성 금속층, 또는 폴리 실리콘막 상에서 소정의 선폭을 갖도록 차폐시키는 포토레지스트 패턴 또는 제 1 하드 마스크막을 식각 마스크막으로 이용하는 건식식각방법에 의해 비등방적으로 식각되어 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 도전성 금속막 또는 폴리 실리콘막의 상기 건식식각방법에 사용되는 반응 가스는 황산 및 질산이 혼합된 강산 가스를 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 비트 라인(20)은 약 500Å정도의 두께와, 약 30Å 내지 약 500Å정도의 선폭을 갖도록 형성된다.As shown in FIG. 5, first, a bit line 20 having a predetermined thickness is formed on the substrate 10 in a horizontal state. Here, the bit lines 20 are formed on the substrate 10 in parallel in one direction. For example, the bit line 20 may be a conductive metal film such as gold, silver, copper, aluminum, tungsten, tungsten silicide, titanium, titanium nitride, tantalum, or tantalum silicide formed by physical vapor deposition or chemical vapor deposition. It comprises a polysilicon film doped with an impurity. Although not shown, the bit line 20 may be formed on the entire surface of the substrate 10, or the photoresist pattern or the first hard mask may be shielded to have a predetermined line width on the polysilicon film. The film may be anisotropically etched by a dry etching method using the film as an etching mask film. For example, the reaction gas used in the dry etching method of the conductive metal film or the polysilicon film includes a strong acid gas in which sulfuric acid and nitric acid are mixed. In addition, the bit line 20 is formed to have a thickness of about 500 GPa and a line width of about 30 GPa to about 500 GPa.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 비트 라인(20)이 교차되는 방향으로 소정의 선폭을 갖는 제 1 층간 절연막(22)과, 기록 워드 라인(30)을 형성한다. 예컨대, 상기 제 1 층간 절연막(22)은 화학기상증착방법으로 약 200Å 내지 약 850Å 정도의 두께를 갖도록 형성된 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막을 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 제 1 층간 절연막(22)과 상기 기록 워드 라인(30)은 후속의 제 1 희생막 패터닝시 소정의 선폭을 갖도록 형성되어도 무방하다. 또한, 상기 제 1 층간 절연막(22)은 후속에서 상기 기록 워드 라인(30)을 길이 방향으로 분리시키는 트렌치(100)의 형성공정에서 식각 정지막으로서의 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 상기 기록 워드 라인(30)은 도전성이 우수한 물리기상증착방법 또는 화학기상증착방 법으로 약 500Å정도의 두께를 갖도록 형성된 금, 은, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 텅스텐 실리사이드, 티타늄, 질화 티타늄, 탄탈륨, 탄탈륨 실리사이드와 같은 도전성 금속막을 포함하여 이루어진다. As shown in FIG. 6, a first interlayer insulating film 22 having a predetermined line width and a write word line 30 are formed in the direction in which the bit lines 20 intersect. For example, the first interlayer insulating film 22 includes a silicon oxide film or a silicon nitride film formed to have a thickness of about 200 kPa to about 850 kPa by chemical vapor deposition. In this case, the first interlayer insulating film 22 and the write word line 30 may be formed to have a predetermined line width during subsequent first sacrificial film patterning. In addition, the first interlayer insulating layer 22 may function as an etch stop layer in a process of forming the trench 100 that subsequently separates the write word line 30 in the longitudinal direction. In addition, the write word line 30 is formed of gold, silver, copper, aluminum, tungsten, tungsten silicide, titanium, titanium nitride, And conductive metal films such as tantalum and tantalum silicide.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 비트 라인(20)과 교체되는 상기 기록 워드 라인(30) 상에 트랩 사이트(80)를 형성한다. 여기서, 상기 트랩 사이트(80)는 급속 열처리방법, 원자층증착방법 또는 화학기상증착방법 으로 각각 약 30Å 내지 약 200Å정도의 두께를 갖고 적층되는 제 1 실리콘 산화막(82), 실리콘 질화막(84), 제 2 실리콘 산화막(86)의 'ONO' 구조를 갖도록 형성된다. 또한, 상기 트랩 사이트(80)는 후속에서 상기 기록 워드 라인(30)과 교차되도록 상기 트랩 사이트(80)의 상부에 형성되는 전극을 정전기력으로 구속(속박)시키기 위해 상기 기록 워드 라인(30)의 방향으로 노드가 분리되도록 형성되어야만 한다. 따라서, 상기 트랩 사이트(80)는 상기 기록 워드 라인(30)과 상기 비트 라인(20)이 교차되는 상기 기록 워드 라인(30)의 상부에서 독립적으로 형성된다.As shown in FIG. 7, a trap site 80 is formed on the write word line 30 which is replaced with the bit line 20. Here, the trap site 80 is a first silicon oxide film 82, a silicon nitride film 84, laminated with a thickness of about 30 kPa to about 200 kPa, respectively, by rapid heat treatment, atomic layer deposition, or chemical vapor deposition. The second silicon oxide film 86 is formed to have an 'ONO' structure. In addition, the trap site 80 of the write word line 30 to constrain (constrain) the electrode formed on the upper portion of the trap site 80 with an electrostatic force so as to intersect the write word line 30 later. The nodes must be formed in such a way that they are separated. Thus, the trap site 80 is formed independently on top of the write word line 30 where the write word line 30 and the bit line 20 intersect.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 트랩 사이트(80) 및 상기 기록 워드 라인(30)의 상부에 제 1 희생막을 형성한다. 예컨대, 상기 제 1 희생막(60)은 원자층증착방법 또는 화학기상증착방법으로 약 50Å 내지 약 150Å정도의 두께를 갖도록 형성된 폴리 실리콘막을 포함하여 이루어진다. 상기 제 1 희생막(60), 상기 트랩 사이트(80), 상기 기록 워드 라인(30), 및 상기 제 1 층간 절연막(22)은 약 30Å 내지 약 1000Å정도의 선폭을 갖도록 형성될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 제 1 희생막의 형성 시 상기 제 1 층간 절연막(22) 및 상기 기록 워드 라인(30)을 소정의 선폭으로 패턴닝시킬 수 있다. 즉, 상기 비트 라인(20) 상에 제 1 층간 절연막(22) 및 도전성 박막을 형성하고, 상기 트랩 사이트(80)를 패터닝 한 후에 상기 폴리 실리콘막을 형성하고, 상기 폴리 실리콘막을 소정의 선폭을 갖도록 패터닝하여 제 1 희생막을 형성하고, 상기 제 1 희생막과 함께 상기 제 1 층간 절연막(22) 및 기록 워드 라인(30)이 소정의 선폭을 갖는 스택으로 형성할 수 있다.As shown in FIG. 8, a first sacrificial layer is formed on the trap site 80 and the write word line 30. For example, the first sacrificial film 60 may include a polysilicon film formed to have a thickness of about 50 kPa to about 150 kPa by atomic layer deposition or chemical vapor deposition. The first sacrificial layer 60, the trap site 80, the write word line 30, and the first interlayer insulating layer 22 may be formed to have a line width of about 30 μs to about 1000 μs. Although not shown, the first interlayer insulating layer 22 and the write word line 30 may be patterned to a predetermined line width when the first sacrificial layer is formed. That is, a first interlayer insulating film 22 and a conductive thin film are formed on the bit line 20, the polysilicon film is formed after the trap site 80 is patterned, and the polysilicon film has a predetermined line width. The first sacrificial layer may be patterned to form the first sacrificial layer, and the first interlayer insulating layer 22 and the write word line 30 may be formed in a stack having a predetermined line width together with the first sacrificial layer.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 층간 절연막(22), 기록 워드 라인(30), 트랩 사이트(80) 및 제 1 희생막(60)을 포함하여 이루어지는 스택의 측벽에 스페이서(24)를 형성한다. 여기서, 상기 스페이서(24)는 상기 기판(10) 상에서 소정의 단차를 갖도록 형성된 상기 제 1 층간 절연막(22), 상기 기록 워드 라인(30), 상기 트랩 사이트(80) 및 상기 제 1 희생막(60)으로 이루어지는 스택의 측벽에 선택적으로 형성되어 후속에서 형성되는 플립 전극(50)이 상기 기록 워드 라인(30)과 절연되도록 할 수 있다. 예컨대, 상기 스페이서(24)는 화학기상증착방법으로 형성된 실리콘 질화막 또는 폴리 실리콘막으로 이루어진다. 이때, 상기 스페이서(24)는 상기 스택을 포함하는 기판(10)의 전면에 균일한 두께를 갖는 실리콘 질화막 또는 폴리 실리콘막이 형성되고, 수직 식각특성이 우수한 건식식각방법으로 상기 실리콘 질화막을 비등방성 식각하여 상기 스택의 측벽에서 자기정렬(self align)되도록 형성되어질 수 있다. 여기서, 상기 스페이서(24)가 상기 실리콘 질화막으로 이루어질 경우, 상기 기록 워드 라인(30) 및 상기 트랩 사이트(80)의 측벽과 후속에서 플립 전극(50)이 일정 거리를 유지토록 할 수 있다. 반면, 상기 스페이서(24)가 폴리 실리콘막을 이루어질 경우, 후속에서 제 1 희생막(60)과 함께 제거되어 공극이 형성되 도록 할 수 있다. 이때, 상기 스페이서(24)가 상기 폴리 실리콘막으로 이루어질 경우, 상기 제 1 층간 절연막(22), 상기 기록 워드 라인(30), 및 트랩 사이트(80)의 형성공정 이후, 상기 제 1 희생막(60)과 동일한 공정으로 형성될 수도 있다. 예컨대, 상기 스페이서(24)는 상기 비트 라인(20) 상에서 상기 비트 라인(20)과 교차되는 상기 제 1 층간 절연막(22), 상기 기록 워드 라인(30), 및 상기 트랩 사이트(80)를 형성하고, 상기 제 1 층간 절연막(22), 상기 기록 워드 라인(30), 및 상기 트랩 사이트(80)가 형성된 상기 기판(10)의 전면에 폴리 실리콘막을 형성하고, 상기 제 1 층간 절연막(22), 상기 기록 워드 라인(30), 및 상기 트랩 사이트(80)의 상부에서 형성되는 상기 폴리 실리콘막으로 이루어지는 상기 제 1 희생막(60)과 연결되면서 상기 제 1 층간 절연막(22), 상기 기록 워드 라인(30), 및 상기 트랩 사이트(80)의 측벽을 둘러싸도록 상기 폴리 실리콘막을 패터닝하여 형성할 수 있다.As shown in FIG. 9, spacers 24 are disposed on sidewalls of the stack including the first interlayer insulating layer 22, the write word line 30, the trap site 80, and the first sacrificial layer 60. Form. Here, the spacer 24 is formed on the substrate 10 to have a predetermined step, the first interlayer insulating layer 22, the write word line 30, the trap site 80, and the first sacrificial layer ( A flip electrode 50 formed subsequently on the sidewall of the stack of 60 may be insulated from the write word line 30. For example, the spacer 24 is formed of a silicon nitride film or a polysilicon film formed by a chemical vapor deposition method. In this case, the spacer 24 is anisotropically etched the silicon nitride film by a dry etching method having a silicon nitride film or a polysilicon film having a uniform thickness on the entire surface of the substrate 10 including the stack and excellent in vertical etching characteristics. Thereby self-aligning on the sidewalls of the stack. Here, when the spacer 24 is made of the silicon nitride film, the flip electrode 50 may be maintained at a predetermined distance from the sidewalls of the write word line 30 and the trap site 80. On the other hand, when the spacer 24 is formed of a polysilicon film, the spacer 24 may be subsequently removed together with the first sacrificial layer 60 to form voids. In this case, when the spacer 24 is made of the polysilicon film, the first sacrificial film (after the formation of the first interlayer insulating film 22, the write word line 30, and the trap site 80) may be formed. It may be formed by the same process as 60). For example, the spacer 24 forms the first interlayer insulating layer 22, the write word line 30, and the trap site 80 that intersect the bit line 20 on the bit line 20. A polysilicon film is formed on the entire surface of the substrate 10 on which the first interlayer insulating film 22, the write word line 30, and the trap site 80 are formed, and the first interlayer insulating film 22 is formed. And the first interlayer insulating layer 22 and the write word connected to the first sacrificial layer 60 formed of the write word line 30 and the polysilicon layer formed on the trap site 80. The polysilicon layer may be patterned to surround the line 30 and sidewalls of the trap site 80.

도시되지는 않았지만, 상기 비트 라인(20)의 형성 시 상기 비트 라인(20) 상에서 형성된 제 1 하드 마스크막은 상기 스페이서(24)의 형성 시 건식식각방법에 사용되는 반응가스에 의해 제거될 수도 있다. 따라서, 상기 비트 라인(20)은 상기 스페이서(24)의 형성 시 노출될 수 있다.Although not shown, the first hard mask layer formed on the bit line 20 when the bit line 20 is formed may be removed by the reaction gas used in the dry etching method when the spacer 24 is formed. Thus, the bit line 20 may be exposed when the spacer 24 is formed.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 희생막(60), 기록 워드 라인(30), 및, 제 1 층간 절연막(22)을 포함하여 이루어지는 스택의 상부를 가로지르며, 상기 스택 측면의 스페이서(24)에 인접하는 비트 라인(20)에 전기적으로 연결되는 플립 전극(50)을 형성한다. 여기서, 상기 플립 전극(50)은 상기 스택의 하부에 형성된 상기 비트 라인(20)에 대응하여 상기 스택을 중심에 두고 상기 스택의 상부로 우회하 여 상기 스택의 양측에 형성된 상기 비트 라인(20)에 전기적으로 연결되도록 형성된다. 이때, 상기 플립 전극(50)은 상기 비트 라인(20)과 동일 또는 유사한 선폭을 갖고, 상기 스택의 양측 상기 스페이서(24) 외곽에서 상기 비트 라인(20) 상에 적층되도록 형성된다. 예컨대, 상기 플립 전극(50)은 상기 스택 및 스페이서(24)가 형성된 기판(10)의 전면에 티타늄, 티타늄 실리사이드와 같은 도전성 금속막, 또는 탄소 나노 튜브가 소정의 두께를 갖고 형성된 후, 상기 비트 라인(20) 상부의 상기 도전성 금속막 또는 탄소 나노 튜브를 차폐하는 포토레지스트 패턴 또는 제 2 하드 마스크막이 형성되고, 상기 포토레지스트 패턴 또는 제 2 하드 마스크막을 식각 마스크로 사용한 건식식각방법으로 상기 도전성 금속막, 또는 탄소 나노튜브를 비등방성 식각되어 형성된다. 이때, 상기 도전성 금속막은 물리기상증착방법 또는 화학기상증착방법으로 형성되며, 상기 탄소 나노 튜브는 전기방전방법으로 형성된다. 또한, 상기 제 2 하드 마스크막은 상기 플립 전극(50)의 패터닝 시 제거되거나, 상기 플립 전극(50) 상에 잔류하여 형성되어도 무방하다. As shown in FIG. 10, the spacer includes the first sacrificial layer 60, the write word line 30, and the first interlayer insulating layer 22. A flip electrode 50 is formed which is electrically connected to the bit line 20 adjacent to 24. Here, the flip electrode 50 bypasses the top of the stack with the center at the center corresponding to the bit line 20 formed at the bottom of the stack, so that the bit lines 20 are formed at both sides of the stack. It is formed to be electrically connected to. In this case, the flip electrode 50 has a line width that is the same as or similar to that of the bit line 20, and is formed to be stacked on the bit line 20 around the spacers 24 on both sides of the stack. For example, the flip electrode 50 may be formed on the front surface of the substrate 10 on which the stack and the spacers 24 are formed. A photoresist pattern or a second hard mask layer is formed on the line 20 to shield the conductive metal layer or the carbon nanotube. The conductive metal layer is a dry etching method using the photoresist pattern or the second hard mask layer as an etching mask. The film, or carbon nanotubes, is formed by anisotropic etching. In this case, the conductive metal film is formed by a physical vapor deposition method or a chemical vapor deposition method, the carbon nanotubes are formed by an electrical discharge method. In addition, the second hard mask layer may be removed when the flip electrode 50 is patterned, or may remain on the flip electrode 50.

도 11에 도시된 바와 같이, 상기 플립 전극(50)이 형성된 기판(10)의 전면 소정의 두께를 갖는 제 2 층간 절연막(26)을 형성하고, 상기 스택 상부의 상기 플립 전극(50)이 노출되도록 상기 제 2 층간 절연막(26)을 제거하여 평탄화한다. 여기서, 상기 제 2 층간 절연막(26)은 기판(10)으로부터 소정의 단차를 갖는 상기 기록 워드 라인(30), 상기 트랩 사이트(80), 및 상기 제 1 희생막(60)의 스택 상부로 교차되어 형성되는 플립 전극(50)의 상부에 상기 스택과 평행한 방향으로 후속에서 제 2 희생막(70) 및 독출 워드 라인(40)이 형성될 수 있도록 평탄면을 제공한다. 또한, 상기 제 2 층간 절연막(26)은 하부의 상기 플립 전극(50)과, 상부의 독출 워드 라인(40)의 패터닝 공정을 분리시켜 진행토록 할 수 있다. 왜냐하면, 상기 플립 전극(50)과 상기 독출 워드 라인(40)은 도전성이 우수한 도전성 금속막으로 이루어지며, 상기 도전성 금속막을 패턴닝하기 위해 사용되는 대부분의 식각 용액 또는 반응 가스의 선택 식각비가 낮기 때문이다. 따라서, 상기 제 2 층간 절연막(26)은 도전성 금속막으로 이루어진 두 개의 적층되는 라인 또는 패턴을 분리하여 형성하는 공정에서 필수적으로 사용된다. 예컨대, 상기 제 2 층간 절연막(26)은 플라즈마 화학기상증착방법으로 형성된 실리콘 산화막으로 이루어진다. 이때, 상기 제 2 층간 절연막(26)은 상기 플립 전극(50) 및 상기 제 2 하드 마스크막이 형성된 상기 기판(10)의 전면에 상기 플립 전극(50) 이상의 높이를 갖도록 형성된다. 또한, 상기 제 1 희생막(60) 상의 상기 플립 전극(50)이 노출되도록 상기 제 2 층간 절연막(26)을 화학적 기계적 연마방법으로 제거하여 평탄화할 수 있다.As shown in FIG. 11, a second interlayer insulating layer 26 having a predetermined thickness is formed on the front surface of the substrate 10 on which the flip electrode 50 is formed, and the flip electrode 50 on the stack is exposed. The second interlayer insulating layer 26 is removed and planarized to be possible. Here, the second interlayer insulating layer 26 crosses the stack 10 of the write word line 30, the trap site 80, and the first sacrificial layer 60 having a predetermined step from the substrate 10. And the second sacrificial layer 70 and the read word line 40 are formed on the flip electrode 50 to be formed in the direction parallel to the stack. In addition, the second interlayer insulating layer 26 may be formed by separating the patterning process of the flip electrode 50 and the upper read word line 40. This is because the flip electrode 50 and the read word line 40 are made of a conductive metal film having excellent conductivity, and a select etch ratio of most etching solutions or reaction gases used for patterning the conductive metal film is low. to be. Accordingly, the second interlayer insulating layer 26 is essentially used in a process of separating and forming two stacked lines or patterns made of a conductive metal film. For example, the second interlayer insulating film 26 is formed of a silicon oxide film formed by a plasma chemical vapor deposition method. In this case, the second interlayer insulating layer 26 is formed to have a height greater than or equal to the flip electrode 50 on the entire surface of the substrate 10 on which the flip electrode 50 and the second hard mask layer are formed. In addition, the second interlayer insulating layer 26 may be removed and planarized by chemical mechanical polishing to expose the flip electrode 50 on the first sacrificial layer 60.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 비트 메모리 소자의 제조방법은 플립 전극(50)이 형성된 전면에 제 2 층간 절연막(26)을 형성하고, 기록 워드 라인(30) 및 제 1 희생막(60)의 상부에 형성된 상기 플립 전극(50)이 노출되도록 상기 제 2 층간 절연막(26)을 평탄화하여 후속의 제 2 희생막(70) 및 독출 워드 라인(40)이 패터닝되도록 할 수 있다. Accordingly, in the method of manufacturing the dual bit memory device according to the embodiment of the present invention, the second interlayer insulating layer 26 is formed on the entire surface where the flip electrode 50 is formed, and the write word line 30 and the first sacrificial layer 60 are formed. The second interlayer insulating layer 26 may be planarized to expose the flip electrode 50 formed on the upper surface of the substrate 100 so that the subsequent second sacrificial layer 70 and the read word line 40 may be patterned.

도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 층간 절연막(26)에 의해 노출되는 상기 플립 전극(50)의 상부에서 상기 제 1 희생막(60), 상기 트랩 사이트(80), 및 상기 기록 워드 라인(30)과 평행한 방향으로 제 2 희생막(70), 및 독출 워드 라 인(40)을 형성한다. 여기서, 상기 제 2 희생막(70) 및 독출 워드 라인(40)은 상기 플립 전극(50)을 중심으로 상기 제 1 희생막(60), 상기 트랩 사이트(80), 및 상기 기록 워드 라인(30)에 대칭적으로 형성된다. 예컨대, 상기 제 2 희생막(70)은 상기 제 1 희생막(60)과 마찬가지로 원자층증착방법 또는 화학기상증착방법으로 형성된 폴리 실리콘재질로 이루어지며, 약 50Å 내지 약 150Å정도의 두께를 갖도록 형성된다. 또한, 상기 독출 워드 라인(40)은 약 200Å정도의 두께를 갖고, 약 30Å 내지 약 1000Å 정도의 선폭을 갖도록 형성된다. 이때, 상기 제 2 희생막(70) 및 독출 워드 라인(40)은 다음과 같이 형성될 수 있다. 먼저, 상기 제 2 층간 절연막(26) 상에서 화학기상증착방법으로 소정의 두께를 갖는 폴리 실리콘막, 도전성 금속막, 및 제 3 하드 마스크막(42)을 적층시킨다. 다음, 상기 제 1 희생막(60) 및 상기 기록 워드 라인(30) 상부의 상기 제 3 하드 마스크막(42)을 차폐하는 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하는 건식식각방법 또는 습식식각방법으로 상기 제 3 하드 마스크막(42)을 제거한 후, 상기 포토레지스트 패턴을 에싱공정으로 제거한다. 마지막으로, 제 3 하드 마스크막(42)을 식각 마스크로 사용되는 건식식각방법 또는 습식식각방법으로 상기 폴리 실리콘막, 도전성 금속막을 비등방석 식각시켜 상기 제 2 희생막(70), 및 독출 워드 라인(40)을 형성할 수 있다.As shown in FIG. 12, the first sacrificial layer 60, the trap site 80, and the write word line are disposed on the flip electrode 50 exposed by the second interlayer insulating layer 26. The second sacrificial film 70 and the read word line 40 are formed in a direction parallel to the reference numeral 30. Here, the second sacrificial layer 70 and the read word line 40 may be formed around the flip electrode 50, the first sacrificial layer 60, the trap site 80, and the write word line 30. Is formed symmetrically. For example, the second sacrificial layer 70 is made of a polysilicon material formed by an atomic layer deposition method or a chemical vapor deposition method similarly to the first sacrificial layer 60, and is formed to have a thickness of about 50 GPa to about 150 GPa. do. In addition, the read word line 40 is formed to have a thickness of about 200 mW and a line width of about 30 mW to about 1000 mW. In this case, the second sacrificial layer 70 and the read word line 40 may be formed as follows. First, a polysilicon film, a conductive metal film, and a third hard mask film 42 having a predetermined thickness are laminated on the second interlayer insulating film 26 by a chemical vapor deposition method. Next, a photoresist pattern is formed to shield the first sacrificial layer 60 and the third hard mask layer 42 on the write word line 30, and the photoresist pattern is used as an etching mask. After removing the third hard mask layer 42 by an etching method or a wet etching method, the photoresist pattern is removed by an ashing process. Lastly, the polysilicon film and the conductive metal film are anisotropically etched by a dry etching method or a wet etching method using the third hard mask layer 42 as an etching mask, and the second sacrificial layer 70 and the read word line. 40 may be formed.

도 13에 도시된 바와 같이, 상기 독출 워드 라인(40) 상에 형성된 제 3 하드 마스크막(42)을 소정의 선폭으로 축소 패터닝한다. 여기서, 패터닝된 상기 제 3 하드 마스크막(42)은 후속에서 트렌치(100)의 선폭을 정의한다. 예컨대, 상기 제 3 하드 마스크막(42)은 일방향으로 형성된 상기 독출 워드 라인(40)의 길이 방향의 중심을 차폐하도록 형성된 포토레지스트 패턴을 식각 마스크를 사용한 건식식각방법 또는 습식식각방법에 의해 비등방적으로 식각되어 선폭이 축소되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 3 하드 마스크막(42)은 평면 방향보다 측면 방향의 식각특성이 우수한 건식식각방법 또는 습식식각방법에 의해 등방적으로 식각되어 선폭이 축소되도록 형성될 수 있다. 이때, 등방적 건식식각방법 또는 습식식각방법 시 사용되는 반응 가스 또는 식각 용액은 상기 기판(10)과 평행한 방향으로 유동되면서 상기 제 3 하드 마스크막(42)의 측면을 선택적으로 식각할 수 있다.As shown in FIG. 13, the third hard mask layer 42 formed on the read word line 40 is reduced and patterned to a predetermined line width. Here, the patterned third hard mask layer 42 subsequently defines the line width of the trench 100. For example, the third hard mask layer 42 may be anisotropically formed by a dry etching method or a wet etching method using an etching mask on a photoresist pattern formed to shield a center in the longitudinal direction of the read word line 40 formed in one direction. May be etched to reduce the line width. In addition, the third hard mask layer 42 may be formed to be isotropically etched by a dry etching method or a wet etching method which has better etching characteristics in the lateral direction than in the planar direction to reduce the line width. In this case, the reaction gas or the etching solution used in the isotropic dry etching method or the wet etching method may selectively etch the side surface of the third hard mask layer 42 while flowing in a direction parallel to the substrate 10. .

도 14에 도시된 바와 같이, 선폭이 줄어든 제 3 하드 마스크막(42) 상에 소정 두께의 제 3 층간 절연막(28)을 형성하고, 상기 제 3 하드 마스크막(42)이 노출되도록 상기 제 3 층간 절연막(28)을 평탄화한다. 여기서, 상기 제 3 층간 절연막(28)은 상기 제 2 희생막(70) 및 상기 독출 워드 라인(40)이상의 두께를 갖도록 형성된다. 따라서, 상기 제 3 층간 절연막(28)은 후속에서 상기 제 2 희생막(70)이 제거되면 상기 독출 워드 라인(40)의 측면을 지지하여 상기 플립 전극(50)으로부터 상기 독출 워드 라인(40)을 부양시키도록 할 수 있다. 예컨대, 상기 제 3 층간 절연막(28)은 플라즈마 화학기상증착방법으로 형성된 실리콘 산화막을 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 제 3 층간 절연막(28)은 화학적 기계적 연마방법에 의해 평탄화될 수 있다. 이때, 상기 독출 워드 라인(40)을 식각 정지막으로 사용하여 상기 제 3 층간 절연막(28)을 평탄화할 경우, 도전성 금속막으로 이루어진 상기 독출 워드 라인(40)이 손상될 수 있기 때문에 상기 제 3 하드 마스크막(42)을 식각 정지막 으로 사용하여야만 한다.As shown in FIG. 14, a third interlayer insulating film 28 having a predetermined thickness is formed on the third hard mask film 42 having a reduced line width, and the third hard mask film 42 is exposed. The interlayer insulating film 28 is planarized. The third interlayer insulating layer 28 may be formed to have a thickness greater than or equal to the second sacrificial layer 70 and the read word line 40. Therefore, when the second sacrificial layer 70 is subsequently removed, the third interlayer insulating layer 28 supports the side surface of the read word line 40 to support the read word line 40 from the flip electrode 50. Can be raised to support. For example, the third interlayer insulating film 28 includes a silicon oxide film formed by a plasma chemical vapor deposition method. In addition, the third interlayer insulating film 28 may be planarized by a chemical mechanical polishing method. In this case, when the third interlayer insulating layer 28 is planarized by using the read word line 40 as an etch stop layer, the read word line 40 made of a conductive metal film may be damaged. The hard mask film 42 should be used as an etch stop film.

도 15에 도시된 바와 같이, 제 3 층간 절연막(28)을 식각 마스크로 사용하는 건식식각방법을 이용하여 상기 제 3 하드 마스크막(42), 상기 독출 워드 라인(40), 상기 제 2 희생막(70), 상기 플립 전극(50), 상기 제 1 희생막(60), 상기 트랩 사이트(80), 및 상기 기록 워드 라인(30)을 순차적으로 비등방적으로 식각하여 상기 제 1 층간 절연막(22)이 바닥에서 노출되는 트렌치(100)를 형성한다. 여기서, 상기 트렌치(100)는 상기 독출 워드 라인(40), 상기 제 2 희생막(70), 상기 플립 전극(50), 상기 제 1 희생막(60), 및 상기 기록 워드 라인(30)이 대칭적으로 복수개로 분리되도록 형성된다. 상기 트렌치(100)는 실리콘 산화막으로 이루어진 상기 제 3 층간 절연막(28), 및 상기 제 1 층간 절연막(22)에 대응하여 폴리 실리콘 및 도전성 금속막의 선택 식각비가 높은 반응 가스를 사용하는 건식식각방법에 의해 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 건식식각방법에 사용되는 반응 가스는 CxFy계 가스나 CaHbFc계 등과 같은 불화 탄소계 가스를 사용할 수 있다. 상기 불화 탄소계 가스는, CF4, CHF3, C2F6, C4F8, CH2F2, CH3F, CH4,C2H2, C4F6 등과 같은 가스 또는 이들의 혼합 가스들로 이루어진다. 상기 트렌치(100)의 폭이 줄어들 경우, 이웃하는 상기 기록 워드 라인(30), 상기 독출 워드 라인(40), 및 상기 플립 전극(50)간의 간섭이 일어날 수 있다. 또한, 상기 트렌치(100)를 통해 후속에서 상기 제 1 희생막(60)과 상기 제 2 희생막(70)을 식각하는 식각 용액 또는 반응 가스가 정상적으로 유동되지 못할 수도 있다. 반면, 상기 트렌치(100)의 폭이 넓어질 경우, 단위 소자의 집적도가 줄어들 수 있지만, 상기 제 1 희생막(60)과 상기 제 2 희생 막(70)을 식각하는 식각 용액 또는 반응가스가 우수하게 유동되도록 할 수 있다. 따라서, 상기 트렌치(100)는 기록 워드 라인(30), 플립 전극(50), 및 독출 워드 라인(40)을 대칭적으로 분리시키고, 상기 기록 워드 라인(30) 및 상기 플립 전극(50)사이의 제 1 희생막(60)과, 상기 플립 전극(50) 및 상기 독출 워드 라인(40) 사이의 제 2 희생막(70)을 제거하는 식각 용액 또는 반응 가스가 정상적으로 유동될 수 있는 선폭을 갖도록 형성된다. 예컨대, 상기 트렌치(100)는 약 30Å 내지 800Å정도의 선폭을 갖도록 형성된다. As illustrated in FIG. 15, the third hard mask layer 42, the read word line 40, and the second sacrificial layer may be formed using a dry etching method using a third interlayer insulating layer 28 as an etching mask. 70, the flip electrode 50, the first sacrificial layer 60, the trap site 80, and the write word line 30 are sequentially anisotropically etched to form the first interlayer insulating layer 22. ) Forms a trench 100 that is exposed at the bottom. The trench 100 may include the read word line 40, the second sacrificial layer 70, the flip electrode 50, the first sacrificial layer 60, and the write word line 30. It is formed to be symmetrically separated into a plurality. The trench 100 is a dry etching method using a reaction gas having a high selectivity of polysilicon and a conductive metal film corresponding to the third interlayer insulating film 28 and the first interlayer insulating film 22 formed of a silicon oxide film. It can be formed by. For example, the reactive gas used in the dry etching method may be a fluorinated carbon-based gas such as a CxFy-based gas or a CaHbFc-based gas. The fluorinated carbonaceous gas includes a gas such as CF4, CHF3, C2F6, C4F8, CH2F2, CH3F, CH4, C2H2, C4F6, or a mixture thereof. When the width of the trench 100 is reduced, interference between the neighboring write word line 30, the read word line 40, and the flip electrode 50 may occur. In addition, an etching solution or a reaction gas for etching the first sacrificial layer 60 and the second sacrificial layer 70 may not normally flow through the trench 100. On the other hand, when the width of the trench 100 is wider, the degree of integration of the unit device may be reduced, but the etching solution or reaction gas for etching the first sacrificial layer 60 and the second sacrificial layer 70 is excellent. Can be flowed. Accordingly, the trench 100 symmetrically separates the write word line 30, the flip electrode 50, and the read word line 40, and between the write word line 30 and the flip electrode 50. An etchant or reaction gas for removing the first sacrificial layer 60 and the second sacrificial layer 70 between the flip electrode 50 and the read word line 40 may have a line width through which a normal flow may be performed. Is formed. For example, the trench 100 is formed to have a line width of about 30 kPa to about 800 kPa.

도시되지는 않았지만, 상기 제 3 하드 마스크막(42)의 선폭이 줄어드는 공정이 생략될 경우, 상기 독출 워드 라인(40) 및 상기 기록 워드 라인(30)의 길이 방향 중심에 형성된 제 3 층간 절연막(28)을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하는 건식식각방법에 의해 상기 제 3 하드 마스크막(42), 상기 독출 워드 라인(40), 상기 제 2 희생막(70), 상기 플립 전극(50), 상기 제 1 희생막(60), 상기 트랩 사이트(80), 및 상기 기록 워드 라인(30)이 순차적으로 비등방성 식각되어 상기 트렌치(100)가 형성될 수도 있다.Although not shown, when the process of reducing the line width of the third hard mask layer 42 is omitted, a third interlayer insulating layer formed in the center of the longitudinal direction of the read word line 40 and the write word line 30 ( 28, the third hard mask layer 42, the read word line 40, the second sacrificial layer 70, and the flip electrode may be formed by a dry etching method using a photoresist pattern exposing the photoresist pattern as an etching mask. 50, the first sacrificial layer 60, the trap site 80, and the write word line 30 may be sequentially anisotropically etched to form the trench 100.

도 16에 도시된 바와 같이, 상기 트렌치(100)에 의해 노출되는 상기 제 1 희생막(60), 및 상기 제 2 희생막(70)을 제거하여 상기 기록 워드 라인(30)과 상기 독출 워드 라인(40) 사이에서 상기 플립 전극(50)이 부양되는 소정의 공극을 형성한다. 예컨대, 상기 제 1 희생막(60)과 상기 제 2 희생막(70)은 습식식각방법 또는 건식식각방법에 의해 상기 트렌치(100)(82)의 측벽에서 노출된 면에서부터 측면으로 등방성 식각되어 제거될 수 있다. 폴리 실리콘 재질로 이루어진 상기 제 1 희 생막(60)과, 상기 제 2 희생막(70)의 습식식각방법에 사용되는 식각 용액은 상기 질산, 불산, 및 초산과 같은 강산에 탈이온수가 소정의 농도로 혼합된 혼합 용액으로 이루어진다. 상기 습식식각방법 또는 건식식각방법에서 사용되는 식각 용액 또는 반응 가스는 상기 트렌치(100)의 측벽에서 노출되는 상기 제 1 희생막(60)과 상기 제 2 희생막(70)을 수평방향으로 제거시키면서 상기 독출 워드 라인(40)과 상기 기록 워드 라인(30) 사이에 상기 공극을 형성토록 할 수 있다. 상기 스페이서(24)가 폴리 실리콘 재질로 형성될 경우, 상기 스페이서(24) 또한 상기 식각 용액 또는 상기 반응 가스에 의해 식각되어 공극으로 형성되어도 무방하다. 이때, 상기 스페이서(24)가 제거되어 형성되는 공극의 거리가 상기 기록 워드 라인(30)과 상기 플립 전극(50)간의 공극 거리에 비해 현저하게 작을 경우, 상기 플립 전극(50)이 상기 기록 워드 라인(30)의 상부에서 전기적으로 접촉되는 것이 아니라, 상기 기록 워드 라인(30)의 측면에서 전기적으로 접촉되어 정보의 기록 및 독출 불량이 발생될 수 있다. 따라서, 상기 스페이서(24)가 제거될 경우, 기록 워드 라인(30)의 상부와 플립 전극(50) 사이의 거리가 상기 기록 워드 라인(30)의 측면과 상기 플립 전극(50) 사이의 거리에 비해 크게 형성된다. As illustrated in FIG. 16, the write word line 30 and the read word line are removed by removing the first sacrificial layer 60 and the second sacrificial layer 70 exposed by the trench 100. The gaps 40 form a predetermined gap in which the flip electrode 50 is supported. For example, the first sacrificial layer 60 and the second sacrificial layer 70 are isotropically etched and removed from the side exposed from the sidewalls of the trenches 100 and 82 by a wet etching method or a dry etching method. Can be. The etching solution used in the wet etching method of the first thin film 60 and the second sacrificial layer 70 made of polysilicon is made of deionized water in a strong concentration such as nitric acid, hydrofluoric acid, and acetic acid. It consists of a mixed solution mixed. The etching solution or reaction gas used in the wet etching method or the dry etching method removes the first sacrificial layer 60 and the second sacrificial layer 70 exposed from the sidewall of the trench 100 in a horizontal direction. The gap may be formed between the read word line 40 and the write word line 30. When the spacer 24 is formed of a polysilicon material, the spacer 24 may also be etched by the etching solution or the reaction gas to form voids. At this time, when the distance of the gap formed by removing the spacer 24 is significantly smaller than the gap distance between the write word line 30 and the flip electrode 50, the flip electrode 50 is the write word. Rather than being in electrical contact at the top of the line 30, it is in electrical contact at the side of the write word line 30, resulting in poor writing and reading of information. Therefore, when the spacer 24 is removed, the distance between the top of the write word line 30 and the flip electrode 50 is equal to the distance between the side of the write word line 30 and the flip electrode 50. It is largely formed.

도시되지는 않았지만, 상기 트렌치(100)의 상단을 덮는 제 4 층간 절연막을 형성하여 상기 트렌치(100) 내부를 밀봉시킨다. 이때, 상기 트렌치(100) 내부의 공극은 대기중의 질소 또는 아르곤과 비 반응성 가스로 충만될 수 있으며, 상기 플립 전극(50)의 굴절 속도를 증가시기 위해 진공 상태를 갖도록 설정되어 있어도 무방하다. 또한, 상기 제 4 층간 절연막이 형성된 상기 기판(10)의 상단에 또 다른 비 트 라인(20), 기록 워드 라인(30), 플립 전극(50), 및 독출 워드 라인(40)을 순차적으로 형성하여 다층 구조를 갖는 메모리 소자를 제작할 수 있다. Although not shown, a fourth interlayer insulating layer covering the upper end of the trench 100 is formed to seal the inside of the trench 100. In this case, the voids in the trench 100 may be filled with nitrogen or argon in the atmosphere and a non-reactive gas, and may be set to have a vacuum state to increase the refractive rate of the flip electrode 50. In addition, another bit line 20, a write word line 30, a flip electrode 50, and a read word line 40 are sequentially formed on an upper portion of the substrate 10 on which the fourth interlayer insulating layer is formed. Thus, a memory device having a multilayer structure can be manufactured.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 비트 메모리 소자의 제조방법은 기판(10) 상에 일방향으로 형성된 비트 라인(20)의 상부에서 교차되는 방향으로 형성된 트렌치(100)를 이용하여 복수개의 기록 워드 라인(30), 플립 전극(50), 및 독출 워드 라인(40)을 대칭적으로 형성할 수 있기 때문에 소자의 집적도를 향상시킬 수 있다.Accordingly, in the method of manufacturing a dual bit memory device according to an exemplary embodiment of the present invention, a plurality of write words are formed by using trenches 100 formed in an intersecting direction on top of the bit lines 20 formed in one direction on the substrate 10. Since the line 30, the flip electrode 50, and the read word line 40 can be formed symmetrically, the integration degree of the device can be improved.

또한, 상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 제공하기 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 그리고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론이다. In addition, the description of the above embodiment is merely given by way of example with reference to the drawings in order to provide a more thorough understanding of the present invention, it should not be construed as limiting the present invention. In addition, for those skilled in the art, various changes and modifications may be made without departing from the basic principles of the present invention.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 기록 워드 라인으로 인가되는 전하를 터널링시켜 트랩되도록하고, 트랩된 상기 전하를 이용하여 플립 전극의 굴곡된 상태를 지속시키는 트랩 사이트를 구비하여 소정의 정보를 저장하기 위해 인가되어야 할 대기 전력의 소모를 줄이고, 상기 기록 워드 라인을 통해 공급되는 전하가 없이도 소정의 정보가 손실되지 않도록 할 수 있기 때문에 비 휘발성 메모리 소자의 구현이 가능한 효과가 있다. As described above, according to the present invention, there is provided a trap site for tunneling charge applied to a write word line so as to trap, and for maintaining a curved state of a flip electrode using the trapped charge to store predetermined information. Since it is possible to reduce the consumption of standby power to be applied in order to prevent the loss of predetermined information without the charge supplied through the write word line, it is possible to implement a nonvolatile memory device.

또한, 트렌치를 중심으로 양측에 대칭적으로 각각 서로 동일한 상태 또는 서로 다른 상태를 갖도록 프로그램되는 가 제 1 메모리 유닛 및 제 2 메모리 유닛으로 이루어진 단일 셀을 구비하여 2비트의 데이터를 입출력토록 할 수 있기 때문에 소자의 집적도를 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.In addition, a single cell consisting of a first memory unit and a second memory unit programmed to have the same or different states symmetrically on both sides with respect to the trench can input and output two bits of data. Therefore, there is an effect that can increase or maximize the degree of integration of the device.

Claims (17)

소정의 평탄면을 갖는 기판;A substrate having a predetermined flat surface; 상기 기판 상에서 소정의 두께를 갖고 제 1 방향으로 형성된 비트 라인;A bit line formed on the substrate in a first direction and having a predetermined thickness; 상기 비트 라인의 상부에서 절연되어 상기 비트 라인과 교차되는 제2방향으로 형성된 기록 워드 라인;A write word line insulated from an upper portion of the bit line and formed in a second direction crossing the bit line; 상기 기록 워드 라인의 상부에서 비트 라인에 전기적으로 연결되고, 상기 기록 워드 라인의 상부에서 소정의 하부 공극을 갖고 부양되면서 소정의 조건에서 상기 기록 워드 라인의 방향으로 굴절되도록 형성된 전극;An electrode electrically connected to a bit line at an upper portion of the write word line, and formed to be refracted in a direction of the write word line under a predetermined condition while being supported with a predetermined lower void at an upper portion of the write word line; 상기 전극의 상부에서 상부 공극을 갖고 부양되며 상기 기록 워드 라인과 평행한 제 2 방향으로 형성된 독출 워드 라인; 및A read word line formed in a second direction parallel to the write word line, lifted with an upper gap at the top of the electrode; And 상기 하부 공극의 하부 상기 기록 워드 라인 상에서 상기 기록 워드 라인과 상기 독출 워드 라인이 교차되는 부분에 독립적으로 형성되어 상기 기록 워드 라인 방향으로 굴절되는 상기 전극을 정전기적으로 고정시킬 수 있도록 상기 기록 워드 라인 또는 외부에서 인가되는 소정의 전하를 트랩핑시키는 트랩 사이트를 포함함을 특징으로 하는 메모리 소자.The write word line is formed independently of a portion where the write word line and the read word line intersect on the write word line below the lower gap so as to electrostatically fix the electrode refracted in the write word line direction. Or a trap site for trapping a predetermined charge applied from the outside. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 트랩 사이트는 제 1 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 및 제 2 실리콘 산 화막이 적층된 것을 포함함을 특징으로 하는 메모리 소자.The trap site may include a stack of a first silicon oxide film, a silicon nitride film, and a second silicon oxide film. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비트 라인과 상기 기록 워드 라인 사이에 형성된 제 1 층간 절연막과, 상기 전극의 외측을 절연시키고, 상기 트랩 사이트의 상부에 상기 하부 공극으로 상기 전극이 부양되도록 상기 전극을 고정시키는 제 2 층간 절연막과, 상기 제 2 층간 절연막의 상부에 형성되고, 상기 전극 상부의 상부 공극 상부에서 상기 독출 워드 라인을 지지하는 제 3 층간 절연막을 더 포함함을 특징으로 하는 메모리 소자.A first interlayer insulating film formed between the bit line and the write word line, a second interlayer insulating film insulating the outer side of the electrode, and fixing the electrode to support the lower void in the upper portion of the trap site; And a third interlayer insulating layer formed on the second interlayer insulating layer, the third interlayer insulating layer supporting the read word line above the upper gap of the electrode. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 제 1 층간 절연막, 상기 기록 워드 라인, 상기 트랩 사이트, 및 상기 하부 공극의 측벽에서 상기 전극을 절연시키는 스페이서를 포함함을 특징으로 하는 메모리 소자.And a spacer insulating said electrode from sidewalls of said first interlayer insulating film, said write word line, said trap site, and said lower void. 소정의 평탄면을 갖는 기판;A substrate having a predetermined flat surface; 상기 기판 상에서 소정의 두께를 갖고 제 1 방향으로 형성된 비트 라인;A bit line formed on the substrate in a first direction and having a predetermined thickness; 상기 비트 라인의 상부에서 절연되어 상기 제 1 방향으로 트렌치에 의해 분리되며 상기 비트 라인과 교차되는 제 2 방향으로 형성된 제 1 및 제 2기록 워드 라인;First and second write word lines insulated from the top of the bit lines, separated by trenches in the first direction, and formed in a second direction crossing the bit lines; 상기 제 1 및 제 2 기록 워드 라인의 상부에서 각각의 양측으로 상기 비트 라인에 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 및 제 2 기록 워드 라인의 상부에서 각각 소정의 제 1 및 제 2 하부 공극을 갖고 부양되면서 상기 트렌치에 의해 상기 제 1 방향으로 분리되어 소정의 조건에서 상기 제 1 및 제 2 기록 워드 라인의 방향으로 굴절되도록 형성된 제 1 및 제 2 전극;Electrically connected to the bit line from both top of the first and second write word lines to respective sides, and having predetermined first and second lower voids on top of the first and second write word lines, respectively; First and second electrodes separated by the trench in the first direction and refracted in the direction of the first and second write word lines under a predetermined condition; 상기 제 1 및 제 2 전극의 상부에서 상기 트렌치에 의해 상기 제 1 방향으로 분리되어 각각 제 1 및 제 2 상부 공극을 갖고 부양되며, 상기 제 1 및 제 2 기록 워드 라인과 평행한 제 2 방향으로 형성된 제 1 및 제 2 독출 워드 라인; 및The first and second electrodes are separated in the first direction by the trench and floated with first and second upper voids, respectively, in a second direction parallel to the first and second write word lines. First and second read word lines formed; And 상기 제 1 및 제 2 하부 공극 각각의 하부 상기 제 1 및 제 2 기록 워드 라인 상에서 상기 트랜치에 의해 상기 제 1 방향으로 서로 분리되어 상기 제 1 및 제 2 기록 워드 라인과 상기 제 1 및 제 2 독출 워드 라인이 교차되는 부분에 독립적으로 형성되며, 상기 제 1 및 제 2 기록 워드 라인 방향으로 굴절되는 상기 제 1 및 제 2 전극을 정전기적으로 고정시킬 수 있도록 상기 제 1 및 제 2 기록 워드 라인 또는 외부에서 인가되는 소정의 전하를 트랩핑시키는 제 1 및 제 2 트랩 사이트를 포함함을 특징으로 하는 듀얼 비트 메모리 소자.The first and second write word lines and the first and second readouts being separated from each other in the first direction by the trenches on the first and second write word lines below each of the first and second lower voids. The first and second write word lines may be formed independently at portions where word lines cross each other, and may be used to electrostatically fix the first and second electrodes refracted in the first and second write word lines. And a first and second trap site for trapping a predetermined charge applied from the outside. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 제 1 및 제 2 트랩 사이트는 각각 제 1 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 및 제 2 실리콘 산화막이 적층된 것을 포함함을 특징으로 하는 듀얼 비트 메모리 소자.And the first and second trap sites each include a first silicon oxide film, a silicon nitride film, and a second silicon oxide film stacked thereon. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 비트 라인과 상기 제 1 및 제 2 기록 워드 라인 사이에 형성된 제 1 층간 절연막과, 상기 제 1 및 제 2 전극의 외측을 절연시키고, 상기 제 1 및 제 2 하부 공극으로 상기 제 1 및 제 2 전극이 부양되도록 상기 제 1 및 제 2 전극을 고정시키는 제 2 층간 절연막과, 상기 제 2 층간 절연막의 상부에 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 전극 상부의 제 1 및 제 2 상부 공극 상부에서 상기 제 1 및 제 2 독출 워드 라인을 지지하는 제 3 층간 절연막을 더 포함함을 특징으로 하는 듀얼 비트 메모리 소자.A first interlayer insulating film formed between the bit line and the first and second write word lines, and an outer side of the first and second electrodes, and the first and second lower voids. A second interlayer insulating film which fixes the first and second electrodes so that the electrode is supported, and an upper portion of the second interlayer insulating film, the upper part of the first and second upper voids above the first and second electrodes And a third interlayer insulating film supporting the first and second read word lines. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,The method according to claim 6 or 7, 상기 제 1 층간 절연막과, 상기 제 1 및 제 2 기록 워드 라인과, 상기 제 1 및 제 2 트랩 사이트과, 상기 제 1 및 제 2 하부 공극의 외측벽에서 상기 제 1 및 제 2 전극을 절연시키는 스페이서를 포함함을 특징으로 하는 듀얼 비트 메모리 소 자.A spacer for insulating the first and second electrodes from the first interlayer insulating film, the first and second write word lines, the first and second trap sites, and the outer walls of the first and second lower voids. Dual bit memory element characterized by containing. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 제 1 및 제 2 기록 워드 라인과, 상기 제 1 및 제 2 독출 워드 라인 사이에서 상기 제 1 및 제 2 하부 공극과, 상기 제 2 및 제 2 상부 공극을 형성하기 위해 적층되어 형성된 후, 상기 트렌치에 의해 노출되는 측벽이 식각 용액 또는 반응 가스에 의해 제거되는 제 1 희생막 및 제 2 희생막을 포함함을 특징으로 듀얼 비트 메모리 소자.The stack is formed between the first and second write word lines and the first and second read word lines to form the first and second lower voids and the second and second upper voids, and then And a first sacrificial layer and a second sacrificial layer, wherein the sidewalls exposed by the trench are removed by an etching solution or a reaction gas. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 제 1 희생막 및 제 2 희생막은 폴리 실리콘막을 포함함을 특징으로 하는 듀얼 비트 메모리 소자.And the first and second sacrificial layers include a polysilicon layer. 소정의 평탄면을 갖는 기판 상에 일방향의 비트 라인을 형성하는 단계;Forming a bit line in one direction on a substrate having a predetermined flat surface; 상기 비트 라인이 형성된 기판 상에서 상기 비트 라인과 교차되는 방향으로 제 1 층간 절연막, 기록 워드 라인을 형성하는 단계;Forming a first interlayer insulating film and a write word line in a direction crossing the bit line on the substrate on which the bit line is formed; 상기 기록 워드 라인과 상기 비트 라인이 교차되는 상기 기록 워드 라인 상 에 트랩 사이트를 형성하는 단계;Forming a trap site on the write word line where the write word line and the bit line intersect; 상기 트랩 사이트 및 상기 기록 워드 라인 상에 제 1 희생막을 형성하는 단계;Forming a first sacrificial layer on the trap site and the write word line; 상기 제 1 층간 절연막, 상기 기록 워드 라인, 상기 트랩 사이트, 및 상기 제 1 희생막으로 이루어지는 스택의 측벽에 스페이서를 형성하는 단계;Forming a spacer on a sidewall of the stack comprising the first interlayer insulating film, the write word line, the trap site, and the first sacrificial film; 상기 스페이서에 인접하는 상기 비트 라인에 전기적으로 연결되고, 상기 스페이서의 외주면을 따라 우회하도록 전극을 형성하는 단계;Forming an electrode electrically connected to the bit line adjacent to the spacer and bypassing the outer peripheral surface of the spacer; 상기 전극이 형성된 상기 기판 및 상기 비트 라인의 전면을 덮고, 상기 스택 상부의 상기 전극을 노출시키는 제 2 층간 절연막을 형성하는 단계;Forming a second interlayer insulating layer covering an entire surface of the substrate and the bit line on which the electrode is formed and exposing the electrode on the stack; 상기 스택에 대응되는 상기 전극의 상부에 제 2 희생막, 및 독출 워드 라인을 형성하는 단계;Forming a second sacrificial layer and a read word line on the electrode corresponding to the stack; 상기 제 2 희생막, 및 상기 독출 워드 라인이 형성된 상기 기판의 전면을 덮고, 상기 독출 워드 라인의 길이 방향 중심 상부를 일부 개구시키는 제 3 층간 절연막을 형성하는 단계; Forming a third interlayer insulating layer covering the entire surface of the second sacrificial layer and the substrate on which the read word lines are formed and partially opening an upper portion of the center in the longitudinal direction of the read word lines; 상기 제 3 층간 절연막을 식각 마스크로 사용하여 상기 독출 워드 라인, 상기 제 2 희생막, 상기 전극, 상기 제 1 희생막, 및 상기 기록 워드 라인을 순차적으로 제거하여 소정 깊이의 트렌치를 형성하는 단계; 및 Forming a trench having a predetermined depth by sequentially removing the read word line, the second sacrificial layer, the electrode, the first sacrificial layer, and the write word line using the third interlayer insulating layer as an etching mask; And 상기 트렌치 내에서 측벽이 노출되는 상기 제 1 희생막 및 제 2 희생막을 제거하여 상기 제 1 워드 라인 및 상기 제 2 워드 라인 사이에 공극을 형성하고, 상기 공극 내에서 상기 전극을 부양시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 듀얼 비트 메모리 소자의 제조방법.Removing the first sacrificial layer and the second sacrificial layer through which sidewalls are exposed in the trench to form a gap between the first word line and the second word line, and supporting the electrode in the gap. A method of manufacturing a dual bit memory device, characterized in that. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, wherein 상기 기판 상에 상기 제 1 층간 절연막, 상기 기록 워드 라인, 상기 트랩 사이트를 형성하고, 상기 비트 라인 상부의 상기 기록 워드 라인 상에 선택적으로 트랩 사이트를 패터닝하고, 상기 트랩 사이트 및 상기 기록 워드 라인 상에 제 1 희생막을 형성하고, 상기 비트 라인에 교차되는 방향으로 소정의 선폭을 갖는 제 1 희생막, 상기 트랩 사이트, 및 상기 기록 워드 라인으로 이루어지는 상기 스택을 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 듀얼 비트 메모리 소자의 제조방법.Forming the first interlayer insulating film, the write word line, and the trap site on the substrate, selectively patterning the trap site on the write word line above the bit line, and on the trap site and the write word line. Forming a stack of the first sacrificial layer, the trap site, and the write word line having a predetermined line width in a direction crossing the bit line; Method of manufacturing a dual bit memory device. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, wherein 상기 제 2 희생막, 및 상기 독출 워드 라인은 상기 플립 전극 및 상기 제 2 층간 절연막이 형성된 반도체 기판의 전면에 소정의 두께를 갖는 폴리 실리콘막, 도전성 금속막을 형성하고, 상기 제 1 희생막 및 상기 기록 워드 라인에 대응되는 상기 도전성 금속막을 차폐하는 하드 마스크막을 형성하고, 상기 하드 마스크막을 식각 마스크로 사용하는 건식식각방법 또는 습식식각방법으로 상기 폴리 실리콘막, 도전성 금속막을 비등방석 식각하여 형성함을 특징으로 하는 듀얼 비트 메모리 소자의 제조방법.The second sacrificial film and the read word line form a polysilicon film and a conductive metal film having a predetermined thickness on an entire surface of the semiconductor substrate on which the flip electrode and the second interlayer insulating film are formed, and the first sacrificial film and the Forming a hard mask film that shields the conductive metal film corresponding to the write word line, and performing anisotropically etching the polysilicon film and the conductive metal film by a dry etching method or a wet etching method using the hard mask film as an etching mask. A method of manufacturing a dual bit memory device, characterized in that. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 하드 마스크막을 상기 독출 워드 라인보다 작은 선폭을 갖도록 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 듀얼 비트 메모리 소자의 제조방법.And forming the hard mask layer to have a line width smaller than that of the read word line. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 제 3 층간 절연막은 상기 기판의 전면에서 상기 하드 마스크막을 메몰시키는 실리콘 산화막을 형성하고, 상기 하드 마스크막이 노출되는 평탄면을 갖도록 상기 실리콘 산화막을 제거하여 형성함을 특징으로 하는 듀얼 비트 메모리 소자의 제조방법.The third interlayer insulating film is formed by forming a silicon oxide film to bury the hard mask film on the entire surface of the substrate, and removing the silicon oxide film so as to have a flat surface to which the hard mask film is exposed. Manufacturing method. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 트렌치는 상기 제 3 층간 절연막을 식각 마스크막을 사용하고, 상기 제 1 층간 절연막을 식각 정지막을 사용하여 상기 하드 마스크막, 제 2 워드 라인, 상기 제 2 희생막, 상기 플립 전극, 상기 제 1 희생막, 상기 제 1 워드 라인을 순차적으로 비등방성 식각하여 형성함을 특징으로 하는 듀얼 비트 메모리 소자의 제조방법.The trench may include the hard mask layer, the second word line, the second sacrificial layer, the flip electrode, and the first sacrificial layer using the etch mask layer as the third interlayer insulating layer and the etch stop layer as the first interlayer insulating layer. And forming the first word line sequentially anisotropically etched. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, wherein 상기 제 1 희생막과, 상기 제 2 희생막은 상기 질산, 불산, 및 초산과 같은 강산에 탈이온수가 소정의 농도로 혼합된 혼합 용액을 식각 용액으로 사용하여 습식식각함을 특징으로 하는 듀얼 비트 메모리 소자의 제조방법.And the first and second sacrificial layers are wet-etched using a mixed solution in which deionized water is mixed with a strong acid such as nitric acid, hydrofluoric acid, and acetic acid at a predetermined concentration as an etching solution. Manufacturing method.
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