JP4768913B2 - フラッシュメモリ素子の製造方法 - Google Patents

フラッシュメモリ素子の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4768913B2
JP4768913B2 JP2000373149A JP2000373149A JP4768913B2 JP 4768913 B2 JP4768913 B2 JP 4768913B2 JP 2000373149 A JP2000373149 A JP 2000373149A JP 2000373149 A JP2000373149 A JP 2000373149A JP 4768913 B2 JP4768913 B2 JP 4768913B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
well region
region
semiconductor substrate
well
memory device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000373149A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2001210732A (ja
Inventor
炳 ▲煕▼ 趙
魯 烈 郭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SK Hynix Inc
Original Assignee
Hynix Semiconductor Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hynix Semiconductor Inc filed Critical Hynix Semiconductor Inc
Publication of JP2001210732A publication Critical patent/JP2001210732A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4768913B2 publication Critical patent/JP4768913B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B69/00Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/30Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the memory core region

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はフラッシュメモリ素子の製造方法に係り、特にトリプルウェル(Triple Well)構造を有するフラッシュメモリ素子において基板とウェル間の障壁特性を改善するためのフラッシュメモリ素子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、フラッシュメモリ素子のウェル領域は半導体基板にイオン注入を施し熱処理によって拡散させることにより形成され、主にトリプルウェル構造を使用する。次に、従来のフラッシュメモリ素子の製造方法を図1に基づいて説明する。
【0003】
図1a乃至図1dは従来のフラッシュメモリ素子の製造方法を説明するために順次示した素子の断面図である。
【0004】
図1aに示すように、素子分離工程によって半導体基板11にフィールド酸化膜12を形成する。半導体基板11は例えばP型基板を用いる。
【0005】
図1bに示すように、Nウェル領域が形成されるべき部分のP型半導体基板11が露出されるように第1フォトレジストパターン13を形成し、リンPのようなN型不純物を注入してNウェル領域14を形成する。
【0006】
図1cに示すように、第1フォトレジストパターン13を除去した後、Pウェル領域が形成されるべき部分のP型半導体基板11が露出されるように第2フォトレジストパターン15を形成し、硼素BのようなP型不純物を注入してPウェル領域16を形成する。
【0007】
図1dはNウェル領域14及びPウェル領域16のそれぞれのドーパントが電気的な特性を有するようにし、イオン注入によって非晶質化された領域を結晶化させるために熱処理を行った状態を示す。
【0008】
このような方法で形成されたトリプルウェル構造を図2に示す。
【0009】
図2は従来のフラッシュメモリ素子のウェル構造を説明するための図であり、Nウェル領域14とPウェル領域16との間に空乏領域17が存在することを示す。
【0010】
このようなトリプルウェル構造ではPウェル領域形成のためのドーパントとして用いられる硼素BのマイグレーションがNウェル領域形成のためのドーパントとして用いられるリンPより大きいため、後続の熱処理工程時に共存する硼素とリンとの補償(Compensation)による濃度減少を考慮して、Pウェルイオン注入時に硼素の濃度が高くなければならない。ところで、後続の熱工程時に発生する硼素とリンとのカウントドーピング(Count doping)現象によってNウェルのドーパント濃度が減少するので、P型半導体基板とPウェル領域間でNウェル領域の障壁の役割が脆弱になるので、Nウェルの濃度を増加させなければならない。しかし、このようにすると、Pウェル及びNウェル領域の濃度が減少してウェル間ブレークダウン(Break down)電圧が減少し、ウェル間絶縁特性が低下するなど素子の電気的特性が劣悪になるという問題点がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、ウェル領域間に拡散防止領域を形成することにより、基板とウェル領域間の障壁特性を改善することができるフラッシュメモリ素子の製造方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係るフラッシュメモリ素子の製造方法は、フィールド酸化膜の設けられた半導体基板が提供される段階と、前記半導体基板上に、第1ウェル領域が形成されるべき部分の前記半導体基板が露出される第1フォトレジストパターンを形成し、前記半導体基板と反対タイプの不純物イオンを注入して第1ウェル領域を形成する段階と、前記第1フォトレジストパターンを除去した後、前記半導体基板上に、第2ウェル領域が形成されるべき部分の前記半導体基板が露出される第2フォトレジストパターンを形成し、イオン注入工程を行って前記第1ウェル領域内に拡散防止領域を形成する段階と、前記第2フォトレジストパターンの設けられた半導体基板に前記半導体基板と同じタイプの不純物イオンを注入して前記拡散防止領域内に第2ウェル領域を形成して前記第1ウェル領域と前記拡散防止領域と該第2ウェル領域とが深さ方向に重なったトリプルウェル構造を形成する段階と、前記第1ウェル領域、拡散防止領域及び第2ウェル領域の不純物を活性化するための熱処理工程を行う段階とを含んでなることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、添付図に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。
【0014】
図3a乃至図3eは本発明に係るフラッシュメモリ素子の製造方法を説明するために順次示した素子の断面図である。
【0015】
図3aに示すように、素子分離工程によって半導体基板31にフィールド酸化膜32を形成する。半導体基板31は例えばP型基板を用いる。
【0016】
図3bに示すように、半導体基板31と反対のタイプでドープされる第1ウェル領域、即ちNウェル領域が形成されるべき部分のP型半導体基板11が露出される第1フォトレジストパターン33を形成し、リンP、ヒ素AsのようなN型不純物イオンを注入してNウェル領域34を形成する。Nウェル領域34形成のためのイオン注入工程時、イオン注入エネルギーは1乃至3MeVとし、イオンの濃度は1E13乃至5E13dyne/cm2として、半導体基板11に垂直となるようにイオンを注入する。
【0017】
図3cに示すように、第1フォトレジストパターン33を除去し、拡散防止領域が形成されるべき部分のP型半導体基板31が露出される第2フォトレジストパターン35を形成する。その後、0.5乃至1.4MeVのイオン注入エネルギーで5E12乃至3E13dyne/cm2の濃度で窒素イオンを注入して拡散防止領域36を形成する。
【0018】
拡散防止領域36形成用として窒素を用いると、ウェルの電気的特性に影響を与えず、Pウェル領域34と後続の工程で形成されるNウェル領域との間で拡散防止層の役割を効果的に果たすことができる。これにより、硼素とリンの後続熱処理の際、ドーパントの拡散によるカウントドーピングによる中性化によるPウェル及びNウェル領域のネット(net)濃度の減少を防止することができる。
【0019】
また、窒素イオンが注入されながら半導体基板31内のシリコン結晶によるイオン注入損傷によって欠陥が発生し、これにより多くの非晶質層(Amorphous layer)が形成される。これは後続のイオン注入工程時に発生するチャネリング効果を防止し、同一のイオン注入エネルギーでゲッタ効果(Gettering Effect)の増加によって更に薄いPウェル領域の形成を可能とする。
【0020】
図3dに示すように、半導体基板31と同じタイプ、例えばP型でドーピングされた第2ウェル領域、即ちPウェル領域を形成するために、第2フォトレジストパターン35を除去していない状態で、硼素BのようなP型不純物イオンを注入する。Pウェル領域37形成のためのイオン注入工程時、イオン注入エネルギーは0.3乃至1MeVとし、イオン注入濃度は1E13乃至5E13dyne/cm2とする。
【0021】
図3eはNウェル領域34、拡散防止領域36及びPウェル領域37の各ドーパントが電気的特性を有するようにし、イオン注入工程によって非晶質化された領域を結晶化するために熱処理工程を施した状態を示す。ここで、熱処理工程は850乃至1050℃の温度で10分乃至1時間ファーネスアニーリング工程で行う。
【0022】
図4は本発明に係るフラッシュメモリ素子のウェル構造を説明するための図である。
【0023】
同図に示すように、Nウェル領域34とPウェル領域37との間には第1空乏領域38、拡散防止領域36及び第2空乏領域39が存在する。
【0024】
このようにPウェル領域とNウェル領域との間に拡散防止領域36を挿入し、空乏領域の幅を増加させることにより、ウェル間のブレークダウン電圧が増加する。また、Pウェル領域及びNウェル領域間に挿入された拡散防止領域36によってPウェル領域及びNウェル領域間に流れる漏れ電流が減少する。
【0025】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、トリプルNウェル領域とPウェル領域との間に形成された拡散防止領域によってカウントドーピング現象が防止されることにより、それぞれのウェルに残留されたイオンのドーピング濃度が減少することを抑制することができる。また、拡散防止領域形成のためのイオン注入工程時に形成されたシリコン結晶の欠陥によってPウェルイオン注入時に存在するチャネル効果を減少させることができ、後続の熱処理工程時にゲッタ効果によって既存の方法に比べてさらに効果的に薄くなったウェル領域を形成することができる。そして、拡散防止領域の電気的に中性化された性質によってウェル間空乏領域が増加し、ブレークダウン電圧を増加させることができ、中性化された層がPウェル領域とNウェル領域との間には存在するため漏れ電流を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1a乃至図1dは従来のフラッシュメモリ素子の製造方法を説明するために順次示した素子の断面図である。
【図2】 従来のフラッシュメモリ素子のウェル構造を説明するための図である。
【図3】 図3a乃至図3eは本発明に係るフラッシュメモリ素子の製造方法を説明するために順次示した素子の断面図である。
【図4】 本発明に係るフラッシュメモリ素子のウェル構造を説明するための図である。
【符号の説明】
11 半導体基板
12 フィールド酸化膜
13 第1フォトレジストパターン
14 Nウェル領域
15 第2フォトレジストパターン
16 Pウェル領域
17 空乏領域
31 半導体基板
32 フィールド酸化膜
33 第1フォトレジストパターン
34 Nウェル領域
35 第2フォトレジストパターン
36 拡散防止領域
37 Pウェル領域
38,39 第1及び第2空乏領域

Claims (9)

  1. フィールド酸化膜の設けられた半導体基板が提供される段階と、
    前記半導体基板上に、第1ウェル領域が形成されるべき部分の前記半導体基板が露出される第1フォトレジストパターンを形成し、前記半導体基板と反対タイプの不純物イオンを注入して第1ウェル領域を形成する段階と、
    前記第1フォトレジストパターンを除去した後、前記半導体基板上に、第2ウェル領域が形成されるべき部分の前記半導体基板が露出される第2フォトレジストパターンを形成し、イオン注入工程を行って前記第1ウェル領域内に拡散防止領域を形成する段階と、
    前記第2フォトレジストパターンの設けられた半導体基板に前記半導体基板と同じタイプの不純物イオンを注入して前記拡散防止領域内に第2ウェル領域を形成して前記第1ウェル領域と前記拡散防止領域と該第2ウェル領域とが深さ方向に重なったトリプルウェル構造を形成する段階と、
    前記第1ウェル領域、拡散防止領域及び第2ウェル領域の不純物を活性化するための熱処理工程を行う段階とを含んでなることを特徴とするフラッシュメモリ素子の製造方法。
  2. 前記半導体基板はP型であることを特徴とする請求項1記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
  3. 前記第1ウェル領域はリン、ヒ素のようなN型不純物イオンが注入されたNウェル領域であることを特徴とする請求項1記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
  4. 前記第1ウェル領域を形成するためのイオン注入工程は、イオン注入エネルギーを1乃至3MeVとし、半導体基板に垂直に注入されるように行うことを特徴とする請求項1記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
  5. 前記拡散防止領域は窒素イオンを注入して形成することを特徴とする請求項1記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
  6. 前記拡散防止領域は0.5乃至1.4MeVのイオン注入エネルギーで窒素イオンを注入して形成することを特徴とする請求項1記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
  7. 前記第2ウェル領域は硼素のようなP型不純物イオンを注入して形成するPウェル領域であることを特徴とする請求項1記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
  8. 前記第2ウェル領域はイオン注入エネルギーを0.3乃至1MeVにして形成することを特徴とする請求項1記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
  9. 前記熱処理工程は850乃至1050℃の温度で10分乃至1時間ファーネスアニーリング工程により行うことを特徴とする請求項1記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
JP2000373149A 1999-12-28 2000-12-07 フラッシュメモリ素子の製造方法 Expired - Fee Related JP4768913B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR99-63906 1999-12-28
KR1019990063906A KR100358067B1 (ko) 1999-12-28 1999-12-28 플래쉬 메모리 소자의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001210732A JP2001210732A (ja) 2001-08-03
JP4768913B2 true JP4768913B2 (ja) 2011-09-07

Family

ID=19631225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000373149A Expired - Fee Related JP4768913B2 (ja) 1999-12-28 2000-12-07 フラッシュメモリ素子の製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6444522B1 (ja)
JP (1) JP4768913B2 (ja)
KR (1) KR100358067B1 (ja)
TW (1) TW469602B (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100893054B1 (ko) * 2002-07-05 2009-04-15 매그나칩 반도체 유한회사 크로스토크를 방지할 수 있는 이미지센서 및 그 제조 방법
KR100466193B1 (ko) * 2002-07-18 2005-01-13 주식회사 하이닉스반도체 반도체 메모리 소자의 제조 방법
KR100641954B1 (ko) * 2004-07-12 2006-11-06 주식회사 하이닉스반도체 웰 접합 래치 업 현상을 방지하는 메모리 장치
KR100739960B1 (ko) * 2004-11-01 2007-07-16 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 제조방법
KR100870297B1 (ko) * 2007-04-27 2008-11-25 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 제조 방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0467667A (ja) * 1990-07-09 1992-03-03 Matsushita Electron Corp 相補型mos半導体装置およびその製造方法
KR960008735B1 (en) * 1993-04-29 1996-06-29 Samsung Electronics Co Ltd Mos transistor and the manufacturing method thereof
JP3442154B2 (ja) * 1993-09-16 2003-09-02 三菱電機株式会社 半導体装置の製造方法
US5654210A (en) * 1994-09-13 1997-08-05 Lsi Logic Corporation Process for making group IV semiconductor substrate treated with one or more group IV elements to form one or more barrier regions capable of inhibiting migration of dopant materials in substrate
SG70594A1 (en) * 1996-05-30 2000-02-22 Hyundai Electronics America Triple well flash memory cell and fabrication process
US5963801A (en) * 1996-12-19 1999-10-05 Lsi Logic Corporation Method of forming retrograde well structures and punch-through barriers using low energy implants
US6225151B1 (en) * 1997-06-09 2001-05-01 Advanced Micro Devices, Inc. Nitrogen liner beneath transistor source/drain regions to retard dopant diffusion
US6025238A (en) * 1997-12-18 2000-02-15 Advanced Micro Devices Semiconductor device having an nitrogen-rich punchthrough region and fabrication thereof
JPH11261022A (ja) * 1998-03-16 1999-09-24 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
US6221724B1 (en) * 1998-11-06 2001-04-24 Advanced Micro Devices, Inc. Method of fabricating an integrated circuit having punch-through suppression

Also Published As

Publication number Publication date
US6444522B1 (en) 2002-09-03
KR100358067B1 (ko) 2002-10-25
KR20010061412A (ko) 2001-07-07
JP2001210732A (ja) 2001-08-03
TW469602B (en) 2001-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6372611B1 (en) Semiconductor manufacturing method including gettering of metal impurities
KR20030003690A (ko) 반도체 장치 및 그 제조 방법
JP2802263B2 (ja) 半導体素子の製造方法
JP4768913B2 (ja) フラッシュメモリ素子の製造方法
JP3165071B2 (ja) 半導体基板及びその製造方法
US20060223292A1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
KR100435805B1 (ko) 모스 트랜지스터의 제조 방법
KR100897821B1 (ko) 반도체 소자 제조 방법
KR100422326B1 (ko) 반도체 소자의 제조방법
JPH1041240A (ja) 半導体装置およびその製造方法
KR100732774B1 (ko) 반도체소자의 듀얼게이트 형성방법
KR0126116B1 (ko) 에스램 소자 제조 방법
KR100325596B1 (ko) 비소이온주입후실리콘웨이퍼의결정결함형성억제방법
KR100290876B1 (ko) 반도체 소자의 제조방법
KR100434638B1 (ko) 반도체 소자의 제조 방법
KR100671595B1 (ko) 반도체 소자의 삼중웰 형성 방법
KR100313941B1 (ko) 반도체 소자의 제조방법
KR100313090B1 (ko) 반도체장치의 소오스/드레인 형성방법
JP2948892B2 (ja) Mos電界効果トランジスタおよびその製造方法
KR970005147B1 (ko) 반도체 장치의 얕은 접합 형성 방법
JP2925936B2 (ja) 半導体記憶装置の製造方法
JP2926817B2 (ja) 半導体装置の製造方法
KR100331853B1 (ko) 반도체 소자의 제조방법
KR100835432B1 (ko) 반도체 제조 장치에서의 소자 분리 방법
TWI270164B (en) Method of manufacturing semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080626

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091020

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100120

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100615

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100910

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110531

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110617

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140624

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees