KR0155827B1 - Isolation method of nonvolatile semiconductor device - Google Patents

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KR0155827B1 KR1019950015593A KR19950015593A KR0155827B1 KR 0155827 B1 KR0155827 B1 KR 0155827B1 KR 1019950015593 A KR1019950015593 A KR 1019950015593A KR 19950015593 A KR19950015593 A KR 19950015593A KR 0155827 B1 KR0155827 B1 KR 0155827B1
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Abstract

필드 절연막의 하부에 국부적으로 챈널 스톱 불순물 영역이 형성되는 불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법에 관하여 개시한다. 본 발명의 불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법은 메모리 셀어레이부와 이를 구동하기 위한 제1 도전형 챈널 및 상기 제1 도전형 챈널과 반대의 제2 도전형 챈널을 갖는 주변 회로부로 구성되는 불휘발성 반도체 장치에 있어서, 제1 도전형 반도체 기판 상에 절연막, 실리콘막 및 산화 방지막을 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 산화 방지막을 패터닝하여 산화 방지막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 결과물을 상기 산화 방지막 패턴을 마스크로 하여 산화시켜 필드 산화막을 형성하는 단계와, 상기 산화 방지막 패턴, 실리콘막 및 절연막을 제거하는 단계와, 상기 필드 산화막이 형성된 기판의 전면에 턴널링 산화막과 도전막을 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 메모리 셀어레이부 및 제2 도전형 챈널의 주변회로부에 형성된 상기 도전막을 식각하여 상기 필드 산화막을 노출시키는 도전막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 도전막 패턴을 마스크로 하여 상기 기판의 전면에 챈널 스톱용 불순물을 주입하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 챈널 스톱 용 불순물을 필드 산화막의 하부의 일부 영역에 주입하므로 후속의 고온 공정에 의한 불순물의 측면 확산이 줄어들게 되어 접합 파괴 전압을 증가시킬 수 있다.A device isolation method of a nonvolatile semiconductor device in which a channel stop impurity region is locally formed below a field insulating film is disclosed. A device isolation method of a nonvolatile semiconductor device of the present invention is a nonvolatile memory including a memory cell array unit and a peripheral circuit having a first conductive channel for driving the same and a second conductive channel opposite to the first conductive channel. A semiconductor device, comprising: sequentially forming an insulating film, a silicon film, and an antioxidant film on a first conductivity type semiconductor substrate; patterning the antioxidant film to form an antioxidant film pattern; and forming the resultant into the antioxidant film pattern. Forming a field oxide film by oxidizing with a mask, removing the antioxidant pattern, the silicon film, and the insulating film, and sequentially forming a tunneling oxide film and a conductive film on the entire surface of the substrate on which the field oxide film is formed; Etching the conductive layer formed on the memory cell array unit and the peripheral circuit unit of the second conductive channel. It includes forming a conductive layer pattern exposing the group field oxide film, comprising the conductive film pattern as a mask, implanting impurities chaenneol stop for a front surface of the substrate. According to the present invention, since the impurity for channel stop is injected into a part of the lower portion of the field oxide film, the side diffusion of the impurity due to the subsequent high temperature process is reduced to increase the junction breakdown voltage.

Description

불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법.A device isolation method for a nonvolatile semiconductor device.

제1도(a) 내지 제1도(e)는 종래의 기술에 의한 불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법을 나타낸 단면도들이다.1A to 1E are cross-sectional views illustrating a device isolation method of a nonvolatile semiconductor device according to the related art.

제2도(a) 내지 제2도(e)는 본 발명의 제1 실시예에 의한 불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법을 나타낸 단면도들이다.2A to 2E are cross-sectional views illustrating a device isolation method of a nonvolatile semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

제3도는 본 발명의 제2 실시예에 의한 불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법에 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a device isolation method of a nonvolatile semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

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

21 : 반도체 기판 22 : 챈널 스톱 불순물 영역21 semiconductor substrate 22 channel stop impurity region

25 : 절연막 26 : 턴널링 산화막25 insulating film 26 tunneling oxide film

30 : 실리콘막 31 : 필드 산화막30 silicon film 31 field oxide film

32 : 도전막 35 : 산화 방지막32: conductive film 35: antioxidant film

37 : 포토 레지스트 패턴37: photoresist pattern

본 발명은 불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법에 관한 것으로, 특히 필드 절연막의 하부에 국부적으로 챈널 스톱 불순물 영역이 형성되는 불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device isolation method of a nonvolatile semiconductor device, and more particularly, to a device isolation method of a nonvolatile semiconductor device in which a channel stop impurity region is locally formed under a field insulating film.

최근에 메모리 셀어레이부 및 주변 회로부에 형성되는 단위 소자의 크기가 점점 작아지고 있다. 이에 따라, 고집적을 이룩하기 위해서는 소자와 소자를 분리하는 분리 영역이 점점 작아져야 하고, 소자간의 격리 효과는 그대로 유지해야 한다. 그런데, 소자의 축소로 인해 야기되는 단챈널 효과(short channel effet) 또는 좁은 폭 효과(narrow width effect)에 의해 트랜지스트의 문턱 전압(threshold voltage)이 변하기 때문에 소자의 크기 축소(scale down)가 제한되고 있다. 특히, 불휘발성 반도체에서의 메모리 셀어레이부의 구동은 Vcc 이상의 높은 전압(약 20V)에서 이루어지므로 소자 간의 격리 효과가 확실히 유지되도록 소자 분리 영역을 형성할 필요가 있다.Recently, the size of unit elements formed in the memory cell array portion and the peripheral circuit portion is becoming smaller. Accordingly, in order to achieve high integration, the isolation region separating the device and the device must be smaller and smaller, and the isolation effect between the devices must be maintained. However, the scale down of the device is limited because the threshold voltage of the transistor is changed by a short channel effect or a narrow width effect caused by the shrinking of the device. It is becoming. In particular, since the driving of the memory cell array portion in the nonvolatile semiconductor is performed at a high voltage (about 20 V) of Vcc or more, it is necessary to form the device isolation region so that the isolation effect between the devices is maintained.

여기서, 종래의 반도체 장치의 소자 분리 방법을 살펴보면 다음과 같다. 반도체 기판 위에 통상의 방법에 의해 필드 산화막을 성장시켜 활성 영역과 불활성 영역(또는 필드 영역)을 구분되도록 형성하고 소자 간 격리 효과를 증대시키기 위해 필드 산화막 영역 아래에 챈널 스톱 불순물 영역을 형성시킨다. 상기 챈널 스톱 불순물 영역은 필드 산화막 형성 이전에 반도체 기판에 선택적으로 불순물을 이온 주입하여 형성한다.Here, the device isolation method of the conventional semiconductor device will be described. A field oxide film is grown on a semiconductor substrate by a conventional method to form an active region and an inactive region (or field region) so as to be separated, and a channel stop impurity region is formed below the field oxide layer region to increase the isolation effect between devices. The channel stop impurity region is formed by selectively implanting impurities into the semiconductor substrate before forming the field oxide layer.

상기 필드 산화막의 형성 이전에 챈널 스톱 불순물 영역을 형성하는 방법은 후속의 고온 공정인 필드 산화막 형성시에 다량의 불순물이 외부 확산(outdiffusion)되어 불순물 농도가 감소되어 챈널 스톱 효과가 줄거나, 기판 내에서의 측면 확산(lateral diffusion)으로 챈널 스톱 불순물이 챈널 영역과 접촉하여 챈널 영역의 폭이 감소되는 좁은 폭 효과(narrow width effect)를 야기하거나, 후속 공정에 의해 형성되는 소오스/드레인 영역과 접촉하여 접합 파괴 전압(junction breakdown voltage) 강하를 야기한다. 여기서, 종래의 불휘발성 반도체 장치의 필드 산화막의 형성 방법을 설명한다.In the method of forming a channel stop impurity region prior to the formation of the field oxide film, a large amount of impurities are outdiffused during the formation of a field oxide film, which is a subsequent high temperature process, to reduce the concentration of impurities, thereby reducing the channel stop effect or in the substrate. The lateral diffusion at causes the channel stop impurities to contact the channel region resulting in a narrow width effect that reduces the width of the channel region or in contact with the source / drain regions formed by subsequent processes. Causes a junction breakdown voltage drop. Here, a method of forming a field oxide film of a conventional nonvolatile semiconductor device will be described.

제1도(a) 내지 제1도(e)도는 종래의 기술에 의한 불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법을 나타낸 단면도들이다.1 (a) to 1 (e) are cross-sectional views illustrating a device isolation method of a nonvolatile semiconductor device according to the prior art.

제1도(a)는 반도체 기판 상에 절연막(5), 실리콘막(10) 및 산화 방지막(15)을 형성하는 단계를 나타낸다. 구체적으로, 제1 도전형의 반도체 기판(1) 상에 절연막(5) 및 실리콘막(10)을 순차적으로 적층한다. 이어서, 상기 실리콘막(10) 상에 산화 방지막용으로 예컨대 실리콘 질화막을 형성한 후 통상의 사진 식각 공정을 이용하여 메모리 셀 영역(C)과 제1 도전형 챈널(P챈널 : A부분) 주변 소자 영역 및 제2 도전형 챈널(N챈널 : B 부분) 주변 소자 영역의 필드 영역이 형성될 부분이 노출되도록 상기 실리콘 질화막을 식각하여 산화 방지막(15)을 패턴닝한다.FIG. 1A shows the steps of forming the insulating film 5, the silicon film 10 and the antioxidant film 15 on a semiconductor substrate. Specifically, the insulating film 5 and the silicon film 10 are sequentially stacked on the first conductive semiconductor substrate 1. Subsequently, a silicon nitride film is formed on the silicon film 10 as an anti-oxidation film, for example, and then a peripheral device of the memory cell region C and the first conductivity type channel (P channel A) using a conventional photolithography process. The silicon nitride layer is etched to pattern the oxide layer 15 so that the portion where the field region of the region around the region and the second conductivity type channel (N channel: B portion) is to be formed is exposed.

상기 절연막(5)은 200 내지 300Å의 두께로 실리콘 열 산화막을 이용하여 형성한다. 상기 실리콘막(10)은 800 내지 1200Å의 두께로 다결정질 실리콘 또는 비결정질 실리콘 중의 어느 하나를 이용하여 형성한다. 상기 산화 방지막(15)은 1300 내지 1700Å의 두께로 형성한다.The insulating film 5 is formed using a silicon thermal oxide film with a thickness of 200 to 300 Å. The silicon film 10 is formed using one of polycrystalline silicon and amorphous silicon in a thickness of 800 to 1200 Å. The antioxidant film 15 is formed to a thickness of 1300 ~ 1700Å.

제1도(b)는 필드 산화막(11)을 형성하는 단계를 나타낸다. 먼저, 기판의 전면에 포토 레지스트 도포한 후 통상의 사진 공정에 의해 셀어레이부(제1도(a)의 C부분) 및 주변 회로부의 N 챈널 영역(제1도(a)의 B부분)을 노출시키는 포토 레지스트 패턴(도시 안함)을 형성한다. 다음에, 상기 포토 레지스트 패턴을 이온 주입 마스크로 기판의 전면에 불순물을 이온 주입하여 채널 스톱 불순물 영역(2)을 형성한다. 다음에, 상기 산화 방지막(15)을 마스크로 산화 공정을 이용하여 필드 산화막(11)을 형성한다.FIG. 1B shows a step of forming the field oxide film 11. First, after photoresist is applied to the entire surface of the substrate, the cell array portion (C portion of FIG. 1 (a)) and the N channel region (part B of FIG. 1 (a)) of the peripheral circuit portion are formed by a normal photographing process. A photoresist pattern (not shown) to be exposed is formed. Next, an impurity is implanted into the entire surface of the substrate using the photoresist pattern as an ion implantation mask to form the channel stop impurity region 2. Next, the field oxide film 11 is formed using an oxidation process using the antioxidant film 15 as a mask.

제1도(c)는 턴널 산화막(6)과 도전막(12)을 순차적으로 적층하는 단계를 나타낸다. 상기 포토 레지스트 패턴 및 상기 절연막(5)을 제거한 후 턴널 산화막(6)과 도전막(12)을 순차적으로 적층한다. 턴널 산화막(6)은 통상 산화 공정에 의해 80 내지 110Å의 두께로 형성하며 도전막(12)은 고농도의 불순물을 함유하는 다결정 실리콘을 1400 내지 1600Å의 두께로 통상의 CVD 방법을 이용하여 형성한다.FIG. 1C illustrates a step of sequentially stacking the tunnel oxide film 6 and the conductive film 12. After removing the photoresist pattern and the insulating film 5, the tunnel oxide film 6 and the conductive film 12 are sequentially stacked. The tunnel oxide film 6 is usually formed to a thickness of 80 to 110 kPa by an oxidation process, and the conductive film 12 is formed of polycrystalline silicon containing a high concentration of impurities to a thickness of 1400 to 1600 kPa using a conventional CVD method.

제1도(d)는 제2 포토 레지스트 패턴(17)을 형성하는 단계를 나타낸다. 구체적으로, 상기 도전막(12) 상에 포토 레지스트를 도포한 후 사진 공정을 이용하여 플로우팅 게이트용 도전막(12)를 패턴닝하기 위한 제2 포토 레지스트 패턴(17)을 형성한다. 상기 포토 레지스트 패턴(17)은 플로우팅 게이트가 형성되는 메모리 셀어레이부에 형성하고 나머지 영역은 노출시킨다.FIG. 1D illustrates a step of forming the second photoresist pattern 17. Specifically, after the photoresist is applied on the conductive film 12, a second photoresist pattern 17 for patterning the conductive film 12 for the floating gate is formed by using a photolithography process. The photoresist pattern 17 is formed in the memory cell array in which the floating gate is formed and exposes the remaining region.

제1도(e)는 플로우팅 게이트용 도전막(12)을 패턴닝하는 단계를 나타낸다. 상기의 포토 레지스트 패턴(17)을 식각 마스크로 건식 식각 공정을 이용하여 메모리 셀 내의 상기 도전막(12)을 패턴닝하여 도전막 패턴(12a)을 형성하고 너머지 영역의 도전막(12)은 제거한다. 다음에, 상기 제2 포토 레지스트 패턴(17)을 제거한 후 주변 소자 및 메모리 셀을 형성하여 불휘발성 반도체 메모리 장치를 완성한다.FIG. 1E shows a step of patterning the conductive film 12 for the floating gate. The photoresist pattern 17 is used as an etching mask to pattern the conductive layer 12 in the memory cell using a dry etching process to form a conductive layer pattern 12a, and the conductive layer 12 in the remaining region Remove Next, after removing the second photoresist pattern 17, peripheral devices and memory cells are formed to complete the nonvolatile semiconductor memory device.

상술한 바와 같은 종래 기술에 의한 소자 분리 영역의 형성 방법은 제1도(c)에도시한 바와 같이 P 챈널 스톱용 불순물의 주입을 위한 추가의 사진 공정이 요구되므로 공정 비용이 상승하는 문제점이 있다.The method of forming a device isolation region according to the prior art as described above has a problem in that the process cost increases because an additional photographic process for implanting impurities for the P channel stop is required as shown in FIG. .

또한 필드 산화막 아래에 형성된 챈널 스톱 불순물 영역이 후속의 고온 공정시 측면 확산되어 후속되는 공정에서 형성되는 소오스/드레인 영역과 오버랩(overlap)되어 접합 파괴 접압을 향상시킬 수 없는 문제점이 있다.In addition, a channel stop impurity region formed under the field oxide layer is laterally diffused in a subsequent high temperature process and overlaps with a source / drain region formed in a subsequent process, thereby preventing improvement in junction breakdown pressure.

따라서, 본 발명의 목적은 챈널 스톱 불순물 영역을 필드 산화막 아래의 일부 영역에 한정하여 후속 공정에서 형성되는 소오스/드레인 영역과의 이격거리를 증가시킴으로서 소자 격리 효과를 향상시키는 불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to limit the channel stop impurity region to a portion below the field oxide film, thereby increasing the separation distance from the source / drain region formed in a subsequent process, thereby improving the device isolation effect. To provide a way.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 메모리 셀어레이부와 이를 구동하기 위한 제1 도전형 챈널 및 상기 제1 도전형 채널과 반대의 제2 도전형 챈널을 갖는 주변 회로부로 구성되는 불휘발성 반도체 장치에 있어서, 제1 도전형의 반도체 기판 상에 절연막, 실리콘막 및 산화 방지막을 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 산화 방지막을 패터닝하여 산화 방지막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 결과물을 상기 산화 방지막 패턴을 마스크로 하여 산화시켜 필드 산화막을 형성하는 단계와, 상기 산화방지막 패턴, 실리콘막 및 절연막을 제거하는 단계와, 상기 필드 산화막이 형성된 기판의 전면에 턴널링 산화막과 도전막을 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 도전막 상에 형성되고, 상기 메모리 셀어레이부 및 제2 도전형 챈널의 주변 회로부에 개구부를 갖는 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 포토 레지스트 패턴을 마스크로, 상기 메모리 셀어레이부 및 제2 도전형 챈널의 주변 회로부에 형성된 상기 도전막을 식각하여 상기 필드 산화막을 노출시키는 도전막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 포토 레지스트 패턴과 상기 도전막 패턴을 마스크로 하여 상기 기판의 전면에 챈널 스톱용 불순물을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a nonvolatile semiconductor device comprising a memory cell array unit, a peripheral circuit portion having a first conductive channel for driving the same, and a second conductive channel opposite to the first conductive channel. The method of claim 1, further comprising: sequentially forming an insulating film, a silicon film, and an anti-oxidation film on the first conductive semiconductor substrate, patterning the anti-oxidation film to form an anti-oxidation film pattern, and forming the resultant into the anti-oxidation film pattern. Oxidizing as a mask to form a field oxide film, removing the antioxidant pattern, silicon film, and insulating film, and sequentially forming a tunneling oxide film and a conductive film on the entire surface of the substrate on which the field oxide film is formed; It is formed on the conductive film, and has an opening in the peripheral circuit portion of the memory cell array portion and the second conductivity type channel. Forming a photoresist pattern; and forming a conductive layer pattern exposing the field oxide layer by etching the conductive layer formed on the memory cell array unit and the peripheral circuit portion of the second conductive channel using the photoresist pattern as a mask. And injecting an impurity for channel stop into the entire surface of the substrate using the photoresist pattern and the conductive layer pattern as a mask.

상기 절연막은 실리콘 열산화막으로 형성하며, 상기 실리콘막은 다결정 실리콘 또는 비결정질 실리콘막 중 어느 하나로 형성한다. 또한, 상기 산화 방지막은 실리콘 질화막으로 형성하며, 상기 도전막은 고농도의 불순물을 함유하는 다결정 실리콘막으로 형성하며, 상기 턴널링 산화막은 실리콘 열산화막으로 형성하며 상기 챈널 스톱용 불순물은 제1 도전형의 불순물을 이용한다.The insulating film is formed of a silicon thermal oxide film, and the silicon film is formed of any one of polycrystalline silicon and amorphous silicon film. In addition, the anti-oxidation film is formed of a silicon nitride film, the conductive film is formed of a polycrystalline silicon film containing a high concentration of impurities, the tunneling oxide film is formed of a silicon thermal oxide film, and the channel stop impurities are formed of a first conductivity type. Use impurities.

본 발명은 상기 챈널 스톱용 불순물을 주입하는 단계 후에 상기 포토 레지스트 패턴을 제거하는 단계와, 상기 제1 도전형 챈널의 주변 회로부에 형성된 도전막 패턴 상에 개구부를 갖는 제2 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제2 포토 레지스트 패턴을 식각 마스크로 상기 도전막 패턴을 식각하는 단계와, 상기 제2 포토레지스트패턴 및 식각된 도전막 패턴을 마스크로 챈널 스톱용 불순물을 주입하는 단계를 더 구비할 수 있다.The present invention provides a method for removing the photoresist pattern after the step of injecting impurities for the channel stop, and forming a second photoresist pattern having an opening on the conductive layer pattern formed in the peripheral circuit portion of the first conductivity type channel. And etching the conductive layer pattern using the second photoresist pattern as an etch mask, and implanting channel stop impurities using the second photoresist pattern and the etched conductive layer pattern as a mask. Can be.

상기 챈널 스톱용 불순물은 제2 도전형의 불순물을 이용한다.The channel stop impurities use impurities of the second conductivity type.

본 발명은 상기 절연막을 형성하는 단계 전에 상기 메모리 셀어레이부가 형성되는 기판에 제2 도전형의 불순물 웰 영역과 제1 도전형의 제1 불순물 웰 영역을 형성하는 단계와, 상기 제1 도전형 챈널을 갖는 주변 소자부가 형성될 기판에 제2 도전형의 제2 불순물 웰 영역을 형성하는 단계와, 상기 제2 도전형 챈널을 갖는 주변 회로부가 형성될 기판에 제1 도전형의 제2 불순물 웰 영역의 형성하는 단계를 더 구비할 수도 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of forming a second conductive impurity well region and a first conductive first impurity well region on a substrate on which the memory cell array unit is formed before forming the insulating layer. Forming a second impurity well region of a second conductivity type in the substrate on which the peripheral element portion having the second conductive type is formed, and a second impurity well region of the first conductivity type on the substrate on which the peripheral circuit portion having the second conductivity type channel is to be formed It may further comprise the step of forming.

본 발명에 의하면, 챈널 스톱용 불순물을 필드 산화막의 하부의 일부 영역에 주입하므로 후속의 고온 공정에 의한 불순물의 측면 확산이 줄어들게 되어 접합 파괴 전압을 증가시킬 수 있다.According to the present invention, since the impurity for channel stop is injected into a portion of the lower portion of the field oxide film, the lateral diffusion of the impurity due to the subsequent high temperature process is reduced, thereby increasing the junction breakdown voltage.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제2도(a) 내지 제2도(e)는 본 발명의 제1 실시예에 의한 불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법을 나타낸 단면도들이다.2A to 2E are cross-sectional views illustrating a device isolation method of a nonvolatile semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

제2도(a)는 절연막(25), 실리콘막(30) 및 산화 방지막(35)을 형성하는 단계를 나타낸다. 구체적으로, 제1 도전형의 반도체 기판(21) 상에 절연막(25) 및 실리콘막(30)을 순차적으로 적층한다. 이어서, 상기 실리콘막(30) 상에 산화 방지용으로 예컨대 실리콘 질화막을 형성한 후 사진 식각 공정을 이용하여 메모리 셀어레이부(F부분), 제1 도전형 챈널(P챈널)의 주변 회로부(D부분) 및 제2 도전형 챈널(N챈널)의 주변 회로부(E부분)의 필드 영역이 형성될 부분이 노출되도록 상기 실리콘 질화막을 식각하여 산화 방지막(35)을 형성한다.FIG. 2A shows the steps of forming the insulating film 25, the silicon film 30, and the antioxidant film 35. Specifically, the insulating film 25 and the silicon film 30 are sequentially stacked on the first conductive semiconductor substrate 21. Subsequently, a silicon nitride film is formed on the silicon film 30 to prevent oxidation, and then a peripheral circuit part (D part) of the memory cell array part (F part) and the first conductivity type channel (P channel) using a photolithography process. ) And the silicon nitride film is etched to expose the portion where the field region of the peripheral circuit portion (part E) of the second conductivity type channel (N channel) is formed.

본 실시예에서, 상기 절연막(25)은 200 내지 300Å의 두께로 실리콘 열산화막을 이용하여 형성한다. 상기 실리콘막(30)은 800 내지 1200Å의 두께로 다결정질 실리콘 또는 비결정질 실리콘 중의 어느 하나를 이용하여 형성한다. 상기 산화 방지막(35)은 1300 내지 1700Å의 두께로 형성한다.In this embodiment, the insulating film 25 is formed using a silicon thermal oxide film with a thickness of 200 to 300 Å. The silicon film 30 is formed using either polycrystalline silicon or amorphous silicon with a thickness of 800 to 1200 Å. The antioxidant film 35 is formed to a thickness of 1300 ~ 1700Å.

제2도(b)는 필드 산화막을 형성하는 단계를 나타낸다. 구체적으로, 상기 산화 방지막(35)을 마스크로 산화 공정을 이용하여 필드 산화막(31)을 형성한다.FIG. 2B shows a step of forming a field oxide film. Specifically, the field oxide film 31 is formed using an oxidation process using the antioxidant film 35 as a mask.

제2도(c)는 턴널링 산화막(26)과 도전막(32)을 순차적으로 형성하는 단계를 나타낸다. 우선, 상기 필드 산화막 형성 후 상기 산화 방지막(35), 상기 실리콘막(30) 및 상기 절연막(25)을 순차적으로 식각 공정을 사용하여 제거한다. 이어서, 산화 공정을 이용하여 80 내지 110Å의 두께의 턴널 산화막(26)과 1400 내지 1600Å의 두께의 도전막(32)을 순차적으로 적층한다. 상기 턴널 산화막(26)은 실리콘 열산화막을 이용하며, 상기 도전막(32)은 고농도의 불순물을 함유하는 다결정 실리콘막을 CVD 방법으로 형성한다.FIG. 2C illustrates a step of sequentially forming the tunneling oxide layer 26 and the conductive layer 32. First, after the field oxide film is formed, the antioxidant film 35, the silicon film 30, and the insulating film 25 are sequentially removed using an etching process. Subsequently, a tunnel oxide film 26 having a thickness of 80 to 110 kPa and a conductive film 32 having a thickness of 1400 to 1600 kPa are sequentially stacked using an oxidation process. The tunnel oxide film 26 uses a silicon thermal oxide film, and the conductive film 32 forms a polycrystalline silicon film containing a high concentration of impurities by a CVD method.

제2도(d)는 상기 도전막(32) 상의 N챈널 영역(메모리 셀어레이부 및 제2 도전형 챈널의 주변 회로부)에 개구부를 갖는 제1 포토 레지스트 패턴(17)을 형성하는 단계를 나타낸다. 구체적으로, 상기 도전막(32) 상에 포토 레지스트를 도포한 후, 사진 공정을 이용하여 N챈널 영역[메모리 셀어레이부(제2도(a)의 F 부분) 및 제2 도전형 챈널의 주변 회로부(제2도(a)의 E 부분)]의 필드 영역이 노출되도록 패턴닝하여 제1 포토 레지스트 패턴(37)을 형성한다. 이 때 P 챈널 영역 (제2도(a)의 D 부분)은 상기 포토 레지스트가 전면 도포된 형태가 된다.FIG. 2D illustrates a step of forming a first photoresist pattern 17 having an opening in an N channel region (a memory cell array portion and a peripheral circuit portion of a second conductivity type channel) on the conductive layer 32. . Specifically, after applying the photoresist on the conductive film 32, the N-channel region (memory cell array portion (F portion of Fig. 2 (a)) and the periphery of the second conductivity type channel using a photographic process) The first photoresist pattern 37 is formed by patterning the field region of the circuit portion (part E of FIG. 2A) to be exposed. At this time, the P channel region (part D of FIG. 2A) is in a form in which the photoresist is entirely coated.

제2도(e)는 도전막(32)을 식각한 후 채널 스톱용 불순물을 이온 주입하는 단계를 나타낸다. 구체적으로, 상기 제1 포토 레지스트 패턴(37)을 마스크로 상기 도전막(31)을 건식 식각하여 상기 N 챈널 영역[메모리 셀어레이부(제2도(a)의 F 부분) 및 제2 도전형 챈널의 주변 회로부(제2도(a)의 E 부분)]의 필드 산화막을 노출시키는 플로우팅 게이트용 도전막 패턴(32a)을 형성한다. 이어서, 상기 제1 포토 레지스트 패턴(37) 및 도전막 패턴(32a)을 이온 주입 마스크로 하여 불순물을 이온 주입하여 챈널 스톱 불순물 영역(22)를 형성한다. 이 때 본 발명은 종래 기술과 다르게 제2 도전형 챈널의 주변 회로부에 플로우팅 게이트용 도전막 패턴(32a)이 형성된다. 상기 챈널 스톱용 불순물은 제1 도전형의 불순물을 이용하며 100keV 내지 300 keV의 에너지로 이온 주입하여 필드 산화막 아래의 일부 영역에 챈널 스톱 불순물 영역(22)이 형성된다. 다음에, 상기 메모리 셀 영역을 제외한 나머지 영역에 형성된 도전막 패턴(32a)은 후속되는 공정에서 제거된다.FIG. 2E illustrates a step of ion implanting impurities for channel stop after etching the conductive layer 32. Specifically, dry etching the conductive layer 31 using the first photoresist pattern 37 as a mask to dry the N channel region (memory cell array portion (F portion of FIG. 2A) and the second conductive type). A floating gate conductive film pattern 32a exposing the field oxide film of the peripheral circuit portion of the channel (part E in FIG. 2A) is formed. Subsequently, an impurity is ion implanted using the first photoresist pattern 37 and the conductive layer pattern 32a as an ion implantation mask to form a channel stop impurity region 22. At this time, in the present invention, unlike the prior art, a floating gate conductive film pattern 32a is formed in the peripheral circuit portion of the second conductive channel. The channel stop impurity uses an impurity of a first conductivity type and is ion implanted at an energy of 100 keV to 300 keV to form a channel stop impurity region 22 in a portion below the field oxide layer. Next, the conductive film pattern 32a formed in the remaining regions except for the memory cell region is removed in a subsequent process.

계속하여, 상기 제1 포토 레지스트 패턴(37)을 제거한 후 주변 소자 및 메모리 셀을 형성하여 불휘발성 반도체 메모리 장치를 완성한다.Subsequently, after removing the first photoresist pattern 37, peripheral devices and memory cells are formed to complete the nonvolatile semiconductor memory device.

제3도는 본 발명의 제2 실시예에 의한 불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법을 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a device isolation method of a nonvolatile semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제2 실시예는 상기 제1 실시예의 제2도(a) 내지 제2도(e)의 단계와 동일하게 수행한다.The second embodiment of the present invention is performed in the same manner as the steps of FIGS. 2A to 2E of the first embodiment.

다음에, 상기 제1 포토 레지스트 패턴(37)을 제거한 후 기판의 전면에 포토 레지스트를 도포한 후 사진 공정을 이용하여 P 챈널 영역 [제1 도전형 챈널의 주변 회로부(제2도(a)의 D 부분)]의 필드 영역이 노출되도록 패턴닝하여 제2 포토 레지스트 패턴(38)을 형성한다. 이 때 N 챈널 영역[메모리 셀어레이부(제2도(a)의 F 부분) 및 제2 도전형 챈널의 주변 회로부(제2도(a)의 E 부분)]은 상기 포토 레지스트가 전면 도포된 형태가 된다.Next, the first photoresist pattern 37 is removed, and then the photoresist is applied to the entire surface of the substrate, and then the P channel region [a peripheral circuit portion of the first conductivity type channel (see FIG. And the second region of the photoresist pattern 38 to form the second region of the photoresist pattern 38. At this time, the N channel region (memory cell array portion (F portion of FIG. 2 (a)) and the peripheral circuit portion of the second conductivity type channel (E portion of FIG. 2 (a)) is coated with the photoresist. Form.

이어서, 상기 제2 포토 레지스트 패턴(38)을 마스크로 하여 상기 도전막 패턴(32a)을 식각하여 필드 산화막(31)을 노출시키는 식각된 도전막 패턴(32b)을 형성한다. 다음에, 상기 식각된 도전막 패턴(32b) 및 제2 포토 레지스트 패턴(38)을 마스크로 하여 불순물을 이온 주입하여 채널 스톱 불순물 영역(22a)을 형성한다. 이 때 챈널 스톱용 불순물은 제2 도전형의 불순물을 이용한다.Subsequently, the conductive layer pattern 32a is etched using the second photoresist pattern 38 as a mask to form an etched conductive layer pattern 32b exposing the field oxide layer 31. Next, an impurity is ion implanted using the etched conductive film pattern 32b and the second photoresist pattern 38 as a mask to form a channel stop impurity region 22a. At this time, the impurity for channel stop uses impurities of the second conductivity type.

계속하여, 상기 제2 포토 레지스트 패턴(38)을 제거한 후 주변 소자 및 메모리 셀을 형성하여 불휘발성 반도체 메모리 장치를 완성한다.Subsequently, after removing the second photoresist pattern 38, peripheral devices and memory cells are formed to complete the nonvolatile semiconductor memory device.

상술한 본 발명에 의한 불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법에 의한 효과는 다음과 같다.The effects of the device isolation method of the nonvolatile semiconductor device according to the present invention described above are as follows.

첫째, 챈널 스톱용 불순물 주입을 위한 추가의 사진 공정을 줄일 수 있기 때문에 공정이 단순해지고 생산이 cost를 줄일 수 있다. 둘째, 필드 산화막 아래의 일부 영역에만 챈널 스톱 불순물을 주입하므로 후속의 고온 공정에 의한 불순물의 측면 확산이 줄어들게 되어 접합 파괴 전압을 증가시킬 수 있다. 셋째, 주변 회로부에도 필드 산화막 아래의 일부 영역에만 챈널 스톱용 불순물을 주입할 수 있기 때문에 소자 특성을 향상시킬 수 있다.First, the additional photo process for channel stop impurity injection can be reduced, which simplifies the process and reduces production costs. Second, since the channel stop impurity is implanted into only a portion of the field oxide layer, the side diffusion of the impurity may be reduced by a subsequent high temperature process, thereby increasing the junction breakdown voltage. Third, the channel stop impurity can be injected only into a portion of the peripheral circuit portion below the field oxide film, thereby improving device characteristics.

이상, 본 발명을 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 당업자의 통상적인 지식의 범위에서 그 변형이나 개량이 가능하다.As mentioned above, although this invention was demonstrated concretely, this invention is not limited to this, A deformation | transformation and improvement are possible in the range of the common knowledge of a person skilled in the art.

Claims (9)

메모리 셀어레이부와 이를 구동하기 위한 제1 도전형 챈널 및 상기 제1 도전형 챈널과 반대의 제2 도전형 챈널을 갖는 주변 회로부로 구성되는 불휘발성 반도체 장치에 있어서, 제1 도전형의 반도체 기판 상에 절연막, 실리콘막 및 산화 방지막을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 산화 방지막을 패터닝하여 산화 방지막 패턴을 형성하는 단계; 상기 결과물을 상기 산화 방지막 패턴을 마스크로 하여 산화시켜 필드 산화막을 형성하는 단계; 상기 산화 방지막 패턴, 실리콘막 및 절연막을 제거하는 단계; 상기 필드 산화막이 형성된 기판의 전면에 턴널링 산화막과 도전막을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 도전막 상에 형성되고, 상기 메모리 셀어레이부 및 제2 도전형 챈널의 주변 회로부에 개구부를 갖는 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토 레지스트 패턴을 마스크로, 상기 메모리 셀어레이부 및 제2 도전형 챈널의 주변 회로부에 형성된 상기 도전막을 식각하여 상기 필드 산화막을 노출시키는 도전막 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 포토 레지스트 패턴과 상기 도전막 패턴을 마스크로 하여 상기 기판의 전면에 챈널 스톱용 불순물을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법.A nonvolatile semiconductor device comprising a memory cell array portion and a peripheral circuit portion having a first conductivity type channel for driving the same and a second conductivity type channel opposite to the first conductivity type channel, the semiconductor substrate of the first conductivity type Sequentially forming an insulating film, a silicon film, and an antioxidant film on the substrate; Patterning the antioxidant film to form an antioxidant film pattern; Oxidizing the resultant using the anti-oxidation pattern as a mask to form a field oxide film; Removing the antioxidant pattern, the silicon film, and the insulating film; Sequentially forming a tunneling oxide film and a conductive film on an entire surface of the substrate on which the field oxide film is formed; Forming a photoresist pattern formed on the conductive film and having openings in peripheral circuits of the memory cell array unit and the second conductive channel; Forming a conductive layer pattern exposing the field oxide layer by etching the conductive layer formed in the peripheral portion of the memory cell array unit and the second conductive channel using the photoresist pattern as a mask; And implanting a channel stop impurity into the entire surface of the substrate using the photoresist pattern and the conductive layer pattern as masks. 제1항에 있어서, 상기 절연막 및 상기 산화 방지막은 각각 실리콘 열산화막임 및 실리콘 질화막임을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법.2. The method of claim 1, wherein the insulating film and the anti-oxidation film are silicon thermal oxide films and silicon nitride films, respectively. 제1항에 있어서, 상기 실리콘 막은 다결정 실리콘 또는 비결정질 실리콘막 중 어느 하나임을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법.The method of claim 1, wherein the silicon film is any one of a polycrystalline silicon and an amorphous silicon film. 제1항에 있어서, 상기 도전막은 고농도의 불순물을 함유하는 다결정 실리콘막임을 특징으로 하는 반도체 장치의 소자 분리 방법.The method of claim 1, wherein the conductive film is a polycrystalline silicon film containing a high concentration of impurities. 제1항에 있어서, 상기 턴널링 산화막은 실리콘 열산화막임을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법.The method of claim 1, wherein the tunneling oxide film is a silicon thermal oxide film. 제1항에 있어서, 상기 챈널 스톱 용 불순물은 제1 도전형의 불순물임을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법.The method of claim 1, wherein the channel stop impurities are impurities of a first conductivity type. 제1항에 있어서, 상기 챈널 스톱용 불순물은 주입하는 단계 후에 상기 포토 레지스트 패턴을 제거하는 단계와, 상기 제1 도전형 챈널의 주변 회로부에 형성된 도전막 패턴 상에 개구부를 가는 제2 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제2 포토 레지스트 패턴을 식각 마스크로 상기 도전막 패턴을 식각하는 단계와, 상기 제2 포토 레지스트 패턴 및 식각된 도전막 패턴을 마스크로 챈널 스톱용 불순물을 주입하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법.2. The method of claim 1, further comprising removing the photoresist pattern after implanting the channel stop impurity, and forming a second photoresist pattern on the conductive layer pattern formed in the peripheral circuit portion of the first conductivity type channel. Forming an oxide layer, etching the conductive layer pattern using the second photoresist pattern as an etch mask, and implanting a channel stop impurity using the second photoresist pattern and the etched conductive layer pattern as a mask A device isolation method for a nonvolatile semiconductor device, characterized by further comprising. 제7항에 있어서, 상기 챈널 스톱 용 불순물은 제2 도전형의 불순물임을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법.8. The method of claim 7, wherein the channel stop impurity is a second conductivity type impurity. 제1항에 있어서, 상기 절연막을 형성하는 단계 전에 상기 메모리 셀어레이부가 형성되는 기판에 제2 도전형의 불순물 웰 영역과 제1 도전형의 제1 불순물 웰영역을 형성하는 단계와, 상기 제1 도전형 챈널을 갖는 주변 소자부가 형성될 기판에 제2 도전형의 제2 불순물 웰 영역을 형성하는 단계와, 상기 제2 도전형 챈널을 갖는 주변 회로부가 형성될 기판에 제1 도전형의 제2 불순물 웰영역의 형성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 장치의 소자 분리 방법.The method of claim 1, further comprising: forming a second conductivity type impurity well region and a first conductivity type first impurity well region on the substrate on which the memory cell array unit is formed before forming the insulating layer; Forming a second impurity well region of a second conductivity type on a substrate on which the peripheral element portion having the conductive channel is to be formed, and a second conductivity type on the substrate on which the peripheral circuit portion having the second conductivity type channel is to be formed The method of claim 1, further comprising forming an impurity well region.
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