KR100219534B1 - Flash memory device & fabricating method for the same - Google Patents
Flash memory device & fabricating method for the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR100219534B1 KR100219534B1 KR1019970002976A KR19970002976A KR100219534B1 KR 100219534 B1 KR100219534 B1 KR 100219534B1 KR 1019970002976 A KR1019970002976 A KR 1019970002976A KR 19970002976 A KR19970002976 A KR 19970002976A KR 100219534 B1 KR100219534 B1 KR 100219534B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- conductive layer
- flash memory
- semiconductor substrate
- memory device
- insulating film
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims abstract description 33
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical group [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 14
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 85
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000002784 hot electron Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
- H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
- H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
- H01L29/4232—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
- H01L29/42324—Gate electrodes for transistors with a floating gate
Abstract
셀의 면적을 증가시키지 않고 과도 소거(over erase)에 의하여 판독시에 오동작(read-disturbance)이 발생하는 문제를 해결할 수 있는 플래시 메모리 장치 및 그 제조 방법에 관하여 개시되어 있다. 이를 위하여 본 발명은, 제1 도전형 불순물을 갖는 반도체 기판의 소정 영역에 각각 분리되어 형성된 제2 도전형 불순물을 갖는 소오스 및 드레인 영역과, 상기 반도체 기판 상의 소오스 및 드레인 영역 사이에서 각각의 이격 거리를 두고 일정한 두께를 갖도록 형성된 제1 절연막과, 상기 제1 절연막의 상부에 형성된 워드 라인(word line)용 제1 도전층과, 상기 제1 도전층의 상부 및 양측벽을 감싸고 제1 절연막의 측벽을 감싸고 반도체 기판의 상부 및 소오스 및 드레인 영역 소정 부위 상에 형성된 제2 절연막과, 상기 제2 절연막의 상부에 형성된 부유 게이트(Floating gate)용 제2 도전층을 구비하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 소자 및 그 제조 방법을 제공한다. 따라서, 플래시 메모리 에 있어서, 메모리 셀의 데이터를 판독시에 오동작(read-disturbance)을 예방하고, 공정의 시간과 비용을 절감하면서 셀의 면적을 최소화할 수 있다,Disclosed are a flash memory device and a method of manufacturing the same, which can solve a problem in which a read-disturbance occurs during readout due to over erase without increasing an area of a cell. To this end, the present invention provides a separation distance between a source and a drain region having a second conductivity type impurity formed separately in a predetermined region of the semiconductor substrate having the first conductivity type impurity, and a source and drain region on the semiconductor substrate. A first insulating layer formed to have a predetermined thickness, a first conductive layer for word lines formed on the first insulating layer, and upper and side walls of the first conductive layer and surrounding sidewalls of the first insulating layer. And a second insulating film formed over the semiconductor substrate and on predetermined portions of the source and drain regions of the semiconductor substrate, and a second conductive layer for floating gate formed on the second insulating film. And a method for producing the same. Therefore, in the flash memory, it is possible to prevent read-disturbance when reading data of the memory cell, and to minimize the area of the cell while reducing the time and cost of the process.
Description
본 발명은 반도체 장치의 플래시 메모리 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 셀의 면적을 증가시키지 않고 과도 소거(over erase)에 의하여 판독시에 오동작(read-disturbance)이 발생하는 문제를 해결할 수 있는 플래시 메모리 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
반도체 장치의 플래시(Flash) 메모리는, 그 셀(Cell) 어레이(array) 구조에 따라서 노아(NOR)형과 낸드(NAND)형 두 가지로 분류한다. 낸드형 플래시 메모리가 1개의 비트 라인에 8개 또는 16개의 셀 트랜지스터가 직렬로 연결되어 있는 것과는 달리, 노아형 플래시 메모리는 한 개의 비트 라인에 8개 혹은 16개의 트랜지스터가 병렬로 연결된다. 또한, 낸드형 플래시 메모리는 1개의 비트 라인에 1개의 셀 정보만을 보존할 수 있는 반면, 노아형 플래시 메모리는 1개의 비트 라인에 병렬로 접속된 8개 또는 16개의 셀에 각각 정보를 저장하고 읽을 수 있기 때문에, 셀 이용 효율을 높일 수 있다. 따라서, 노아형 플래시 메모리는 마이콤(MICOM) 제품 및 고속 랜덤 억세스 디램 인터페이스(High speed random access DRAM interface)용으로 플래시 메모리 제품이 널리 이용되고 있다.Flash memories of semiconductor devices are classified into two types, NOR and NAND, according to the cell array structure. Unlike NAND flash memory where 8 or 16 cell transistors are connected in series on one bit line, NOR flash memory has 8 or 16 transistors connected in parallel on one bit line. In addition, NAND flash memory can store only one cell information in one bit line, whereas NOR flash memory stores and reads information in eight or sixteen cells connected in parallel to one bit line, respectively. In this way, the cell utilization efficiency can be improved. Therefore, a flash memory product is widely used for a MICOM product and a high speed random access DRAM interface.
이러한 플래시 메모리는, 일반적으로 소오스, 드레인 및 부유 게이트(Floating gate)와 컨트롤 게이트(control gate)로 이루어진 게이트 전극으로 구성된 하나의 트랜지스터가 단위 메모리 셀(Bit)을 구성한다. 여기서, 부유 게이트는 데이터를 저장하는 역할을 수행하고, 컨트롤 게이트는 부유 게이트를 제어하는 역할을 수행하며, 고압의 신호를 컨트롤 게이트 및 드레인 영역과 연결된 비트 라인에 인가함으로써 데이터의 프로그램밍(programming) 및 소거(erasing)를 하는 특징을 가지고 있다.In such a flash memory, one transistor including a source electrode, a drain, and a gate electrode composed of a floating gate and a control gate forms a unit memory cell Bit. Here, the floating gate serves to store data, the control gate serves to control the floating gate, and programming and data of the data by applying a high voltage signal to a bit line connected to the control gate and the drain region. It has the characteristic of erasing.
이하, 종래 기술에 의한 플래시 메모리 소자 및 문제점에 대하여 첨부된 도1 내지 도2의 도면을 참조하면서 설명한다.Hereinafter, a flash memory device and a problem according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings of FIGS. 1 to 2.
도 1은 노아(NOR)형의 플래시 메모리의 등가 회로를 도시한 도면이다. 하나의 비트 라인(bit line)에 복수의 트랜지스터가 병렬로 연결되어 수직 방향으로 소정의 갯수로 구성되어 있고, 수평 방향으로는 워드 라인(word line)이 소정의 개수로 비트 라인을 교차하면서 구성되어 있다.1 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a NOR flash memory. A plurality of transistors are connected in parallel to one bit line to form a predetermined number in the vertical direction, and in the horizontal direction, word lines are formed while crossing the bit lines in a predetermined number. have.
여기서, 어느 하나의 특정셀(1)을 판독할 때, 노아형 플래시 메모리의 구조가 1개의 비트 라인에 복수개의 트랜지스터가 병렬로 연결되었기 때문에, 특정셀(1)에서 공통 비트 라인에 인접한 셀(3)이 과잉 소거(over erase) 되어 있을 경우에, 오동작(read-disturbance)을 일으키는 문제점이 있다. 이러한 오동작(read-disturbance) 문제를 구조적으로 해결하기 위해서는 한 개의 트랜지스터가 추가로 요구되는데, 2개의 트랜지스터로 1개의 셀을 구성한다면 셀의 면적이 상당히 증가하게 된다. 따라서 셀 면적의 증가를 최대로 억제하면서 상술한 오동작(read-disturbance) 문제를 해결할 수 있는 플래시 메모리에 사용되는 메모리 셀 용도의 트랜지스터의 구조가 개발되었다.Here, when reading any one of the
도 2는 상술한 종래기술에 의한 셀 면적의 증가를 최대로 억제하면서 판독시 오동작(read-disturbance) 문제를 해결할 수 있는 플래시 메모리 소자의 메모리 셀로 사용되는 트랜지스터의 구조를 나타낸 단면도이다. 상세히 설명하면, 반도체 기판(10) 상에 소자 분리 공정에 의하여 형성된 필드 산화막(12)이 있고 필드 산화막(12)과 필드 산화막(12)의 사이인 활성 영역의 소정 부위에 게이트 산화막(14), 제1 도전층인 부유 게이트(16), 층간 절연막(18), 제2 도전층인 컨트롤 게이트(20)가 순차적으로 형성되어 있다. 참조 부호 22는 상술한 플래시 메모리 셀의 데이터를 판독시에 과잉 소거된 셀로부터의 전류를 차단하여 오동작(read-disturbance)을 방지하는 기능을 수행하는 제3 도전층으로 형성된 패스(Pass) 트랜지스터가 구성되는 영역이다. 또한, 상기 제2 도전층 및 제3 도전층을 이온 주입 마스크로 사용하여 반도체 기판(10)에 이온 주입 공정을 수행하여 형성된 소오스 및 드레인 영역(24, 26)이 각각 구성되어 있다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a structure of a transistor used as a memory cell of a flash memory device capable of resolving a problem of read-disturbance while maximally suppressing an increase in the cell area according to the related art. In detail, there is a
하지만, 상술한 셀을 제조하려면 3개의 도전층이 요구되며, 이에 따라 제조 공정이 복잡하여지고 제조 시간 및 비용이 올라가는 문제점이 있다.However, three conductive layers are required to manufacture the above-described cell, and thus, the manufacturing process is complicated, and manufacturing time and cost increase.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 2개의 도전층만을 사용하여 셀의 데이터를 판독시에 오동작을 예방하고 셀의 면적을 최소화할 수 있는 플래시 메모리 소자를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a flash memory device capable of minimizing a malfunction and minimizing a cell area when reading data of a cell using only two conductive layers.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 플래시 메모리의 제조 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the flash memory.
도 1 내지 도 2는 종래기술에 의한 플래시 메모리 소자 및 그 문제점을 설명하기 위하여 도시한 도면들이다.1 to 2 are diagrams for explaining a flash memory device and a problem thereof according to the prior art.
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 플래시 메모리 소자의 구조 및 특성을 설명하기 위하여 도시한 도면들이다.3 and 4 are diagrams for explaining the structure and characteristics of the flash memory device according to the present invention.
도 5 내지 도 12는 본 발명에 의한 플래시 메모리의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정의 순서에 따라 도시한 단면도들이다.5 to 12 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flash memory according to the present invention in order of a process.
도면의 주요 부호에 대한 설명Description of the main symbols in the drawings
100: 반도체 기판,102: 필드 산화막,100: semiconductor substrate, 102: field oxide film,
104: 제1 절연막(게이트 산화막),106: 제1 도전층(워드 라인),104: first insulating film (gate oxide film) 106: first conductive layer (word line),
108: 제2 절연막(층간 절연막),110: 제2 도전층(부유 게이트),108: second insulating film (interlayer insulating film) 110: second conductive layer (floating gate),
112: 소오스 영역,114: 드레인 영역(비트 라인)112: source region, 114: drain region (bit line)
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 제1 도전형 불순물을 갖는 반도체 기판의 소정 영역에 각각 분리되어 형성된 제2 도전형 불순물을 갖는 소오스 및 드레인 영역과, 상기 반도체 기판 상의 소오스 및 드레인 영역 사이에서 각각의 이격 거리를 두고 일정한 두께를 갖도록 형성된 제1 절연막과, 상기 제1 절연막의 상부에 형성된 워드 라인(word line)용 제1 도전층과, 상기 제1 도전층의 상부 및 양측벽을 감싸고, 상기 제1 절연막의 측벽을 감싸고, 반도체 기판의 상부 및 소오스 및 드레인 영역 소정 부위 상에 형성된 제2 절연막과, 상기 제2 절연막의 상부에 형성된 부유 게이트(Floating gate)용 제2 도전층을 구비하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 소자를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a source and a drain region having a second conductivity type impurity separately formed in a predetermined region of the semiconductor substrate having a first conductivity type impurity, and a source and drain region on the semiconductor substrate. A first insulating layer formed to have a predetermined thickness with a distance therebetween, a first conductive layer for word lines formed on the first insulating layer, and upper and side walls of the first conductive layer A second insulating film formed on an upper portion of the semiconductor substrate and on a predetermined portion of the source and drain regions, and a second conductive layer for floating gate formed on the second insulating film. Provided is a flash memory device comprising:
바람직하게는, 상기 제1 절연막은 산화막(oxide) 또는 산질화막(Oxynitride)으로 구성된 것이 적합하며, 상기 제1 도전층은 폴리실리콘막인 것이 적합하다.Preferably, the first insulating film is composed of an oxide or an oxynitride, and the first conductive layer is preferably a polysilicon film.
상기 제2 도전층은 다층 구조로 형성된 폴리실리콘막과 금속 폴리사이드인 것이 바람직하다.It is preferable that the said 2nd conductive layer is a polysilicon film and metal polyside formed in a multilayered structure.
또한, 상기 금속 폴리사이드는 텅스텐 폴리사이드인 것이 바람직하다.In addition, the metal polyside is preferably tungsten polyside.
상기 제1 절연층의 중앙은 소오스, 드레인 영역과의 이격 거리를 비교할 때 비대칭으로 드레인 영역에서의 길이가 더 긴 것이 바람직하다.The center of the first insulating layer is preferably asymmetrically longer in the drain region when comparing the separation distance between the source and the drain region.
상기 제2 절연막은 두께 및 재질이 제1 도전층 상부에서와, 제1 도전층 및 제1 절연막의 양측벽에서와, 반도체 기판의 상부에서 모두 동일한 것이 바람직하다.Preferably, the second insulating film has the same thickness and material on the first conductive layer, on both side walls of the first conductive layer and the first insulating film, and on the semiconductor substrate.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 제1 도전형 불순물의 반도체 기판에 소자 분리 공정을 진행하여 필드 산화막과 활성 영역을 정의하는 단계와, 상기 활성 영역의 상부에 제1 절연막과 제1 도전층을 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 제1 절연막과 제1 도전층에 선택 식각하여 워드 라인(word line) 패턴인 제1 도전층 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제1 도전층 패턴이 형성된 반도체 기판의 상부에 제2 절연막과 제2 도전층을 형성하는 단계와, 상기 제2 절연막과 제2 도전층을 선택 식각하여 부유 게이트 패턴인 제2 도전층 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제2 도전층 패턴이 형성된 반도체 기판의 전면에 제2 도전형 불순물을 이온 주입하여 부유 게이트의 양측면에 소오스, 드레인 영역을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 제조 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a device isolation process on a semiconductor substrate of a first conductivity type impurity to define a field oxide film and an active region, and a first insulating film and a first insulating layer on the active region. Forming a first conductive layer sequentially, selectively etching the first insulating layer and the first conductive layer to form a first conductive layer pattern as a word line pattern, and the first conductive layer pattern Forming a second insulating layer and a second conductive layer on the formed semiconductor substrate, selectively etching the second insulating layer and the second conductive layer to form a second conductive layer pattern as a floating gate pattern, and And forming source and drain regions on both sides of the floating gate by ion implanting a second conductivity type impurity onto the entire surface of the semiconductor substrate having the second conductive layer pattern formed thereon. It provides a flash memory production process.
바람직하게는, 상기 제2 도전층을 형성하는 단계는, 폴리실리콘막과 금속 폴리사이드를 이용하여 다층으로 형성하는 것이 적합하다.Preferably, the forming of the second conductive layer is preferably formed in a multilayer using a polysilicon film and a metal polyside.
본 발명에 따르면, 플래시 메모리에 있어서, 셀의 데이터를 판독시 오동작을 예방하고 셀의 면적을 최소화할 수 있다,According to the present invention, in the flash memory, it is possible to prevent a malfunction when reading the data of the cell and to minimize the area of the cell.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
구조 및 특징Structure and features
먼저, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 플래시 메모리 소자의 구조 및 특성을 설명하기로 한다.First, the structure and characteristics of a flash memory device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
도 3은 본 발명에 따른 플래시 메모리 소자를 설명하기 위하여 한 개의 메모리 셀을 절단하여 도시한 단면도이다. 상세히 설명하면, 제1 도전형 불순물의 반도체 기판(100)에 활성 영역과 비활성 영역을 분리하기 위한 필드 산화막(102)이 있고, 필드 산화막(102)에 의하여 생성된 활성 영역의 소정 영역에 게이트 산화막의 역할을 하고 재질이 산화막(oxide layer) 또는 산질화막(oxynitride layer)으로 구성된 제1 절연막(104)이 위치한다. 상기 제1 절연막(104)의 상부에는 워드 라인(word line)의 기능을 수행하면서, 종래기술에 있어서의 패스 트랜지스터의 기능을 동시에 수행하는 폴리실리콘으로 된 제1 도전층(106)이 구성되어 있다. 또한, 층간 절연막 또는 부유게이트의 터널층의 기능을 수행하는 제2 절연막(108)은 상기 제1 도전층(106)의 상부 및 양측벽과, 제1 절연막(104)의 양측벽을 감싸면서, 반도체 기판(100)의 상부 및 소오스, 드레인 영역(112, 114)의 소정부위의 상부에 동일한 재질과 일정한 두께로 형성되어 있다. 상기 제2 절연막(108)의 상부에는 부유게이트, 즉 제2 도전층(110)이 폴리실리콘막과 금속 폴리사이드(금속과 폴리사이드의 반응물)가 다층구조로 형성되어서 데이터의 내용을 저장하는 기능을 수행한다. 또한, 상기 제2 도전층(110)을 마스크로 이온주입을 수행하여 형성된 공통 소오스 영역(112) 및 비트라인으로 사용되는 드레인 영역(114)이 제2 도전층(110)의 양옆 하단에 형성되어 있다. 여기서 상기 소오스 및 드레인 영역(112, 114)이 제2 도전층(110)이 위치한 하부까지 들어가는 것은, 상기 이온주입이 끝난 후에, 확산(diffusion) 공정에서의 열확산 때문이다.3 is a cross-sectional view of a single memory cell to illustrate a flash memory device according to the present invention. In detail, the
여기서, 부유 게이트의 역할을 수행하는 제2 도전층(110)의 위치는 소오스 영역(112)과 드레인 영역에서 볼 때, 드레인 영역이 더 길도록 비대칭으로 형성하였다. 이것은 플래시 메모리 셀에 데이터를 프로그램밍(programming)하거나 소거(erasing)시 드레인 영역인 비트 라인에 높은 전압(12V)이 인가될 때, 이로 인하여 주변의 회로 영역이 영향을 받는 것을 최소화하기 위해서 이다.Here, the position of the second
또한, 워드 라인(word line) 및 패스(pass) 트랜지스터의 기능을 수행하는 제1 도전층(104)을 부유 게이트인 제2 도전층(110)에 의하여 감싸도록 구성함으로써, 데이터의 판독시(read)에 제1 도전층(104)이 일정한 문턱전압(0.7V)를 유지하여서 오동작(read-disturbance) 문제를 해결할 수 있다. 더우기, 상술한 구조를 채택함으로써, 3개의 도전층으로 구성하는 메모리 셀을 2개의 도전층으로 구성하여 공정의 단순화 및 비용의 절감효과를 얻을 수 있다.In addition, the first
도 4를 참조하면, 상술한 본 발명의 실시예에 따른 플래시 메모리 셀의 평면도이다. 여기서, 참조 부호 116은 활성 영역을 나타내며, 104는 워드 라인인 제1 도전층을, 118은 부유 게이트인 제2 도전층을, 118은 드레인 영역과 비트라인을 접속시키는 콘택홀을 각각 나타낸다.4, a plan view of a flash memory cell according to an embodiment of the present invention described above. Here,
제조 방법Manufacturing method
도 5 내지 도 12는 본 발명에 의한 플래시 메모리의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정의 순서에 따라 도시한 단면도들이다.5 to 12 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flash memory according to the present invention in order of a process.
도 5를 참조하면, 제1 도전형 불순물의 반도체 기판(100)에 국부적 산화에 의한 소자 분리 공정(LOCOS: local oxidation of silicon) 또는 선택적 산화에 의한 소자 분리 공정(SEPOX: Selective polysilicon oxidation)을 진행하여 활성 영역과 비활성 영역을 구분하는 필드 산화막(102)을 형성한다.Referring to FIG. 5, a local oxidation of silicon (LOCOS) process or a selective isolation polysilicon oxidation (SEPOX) process is performed on a
도 6을 참조하면, 상기 소자 분리 공정이 완료된 반도체 기판의 전면에 열산화(thermal oxidation) 공정을 수행하여 워드 라인용 트랜지스터의 게이트 산화막으로 사용될 제1 절연막(104)을 산화막(oxide layer) 또는 산질화막(oxynitride layer)의 재질로 형성한다.Referring to FIG. 6, an oxide layer or an acid is formed on a first
도 7을 참조하면, 상기 제1 절연막(104)이 형성되어 있는 반도체 기판(100)에 순차적으로 컨트롤 게이트(Control gate) 및 워드 라인(word line)으로 사용되는 제1 도전층(106)을 폴리실리콘과 금속 실리사이드로 구성된 폴리사이드로 적층한다.Referring to FIG. 7, the first
도 8을 참조하면, 상기 제1 절연막(104) 및 제1 도전층(106)의 상부에 포토레지스트를 도포하고 건식 식각을 통한 사진 및 식각 공정을 진행하여 제1 절연막(104) 및 제1 도전층(106)을 이방성으로 식각하여, 워드 라인용 트랜지스터 패턴인 제1 도전층(106)의 패턴을 완성한다.Referring to FIG. 8, a photoresist is applied on the first insulating
도 9를 참조하면, 상기 제1 도전층(106) 패턴이 형성된 반도체 기판 상에 부유 게이트의 터널층으로 사용될 제2 절연막(108)을 100Å 미만의 일정한 두께를 갖도록 형성한다.Referring to FIG. 9, a second insulating
도 10을 참조하면, 상기 제2 절연막(108)의 상부에 부유 게이트로 사용될 폴리실리콘막을 증착하고, 연속하여 폴리사이드를 형성하기 위하여, 예컨대, 텅스턴을 폴리실리콘막의 상부에 증착하여 고온에서 열처리를 수행하여 폴리실리콘막과 금속 실리사이드로 구성되는 제2 도전층(110)의 다층 구조를 형성한다.Referring to FIG. 10, in order to deposit a polysilicon film to be used as a floating gate on the second
도 11을 참조하면, 상기 제2 절연막(108) 및 제2 도전층(110)에 포토레지스트를 도포하고 패턴닝 공정을 진행하여 제2 절연막(108) 및 제2 도전층(110)의 소정 영역을 이방성으로 식각하여 부유 게이트 패턴, 즉, 제2 도전층(110) 패턴을 형성한다. 여기서 이방성 식각시에 제1 도전층(104)을 중심으로 제2 도전층(110)의 패턴이 드레인 영역이 형성될 방향을 향하여 더 길도록 비대칭이 되도록 한다.Referring to FIG. 11, a photoresist is applied to the second insulating
도 12를 참조하면, 상기 제2 도전층 패턴이 형성된 결과물 상에 제2 도전형 불순물인 N형 불순물을 이온주입하고 열처리를 통한 확산(drive-in) 공정을 진행함으로써 상기 부유 게이트 패턴의 양측면 하단에 있는 반도체 기판에 그라운드(ground)로 사용되는 공통 소오스(112) 및 비트 라인으로 사용되는 드레인 영역(114)을 각각 형성한다.Referring to FIG. 12, an ion implantation of an N-type impurity, which is a second conductivity type impurity, is performed on the resultant on which the second conductive layer pattern is formed, and a drive-in process is performed through heat treatment, thereby lowering both sides of the floating gate pattern. A
상술한 본 발명의 실시예에 의하여 플래시 메모리를 제조하면, 3개의 도전층을 형성하지 않고 기존의 2개의 도전층을 사용하는 공정에서 부유 게이트, 즉 제2 도전층의 패턴을 제조하는 마스크만을 추가함으로 공정의 큰 변화가 없이 플래시 메모리를 제조할 수 있다.When the flash memory is manufactured according to the embodiment of the present invention described above, only a mask for manufacturing a pattern of a floating gate, that is, a pattern of the second conductive layer is added in a process of using two existing conductive layers without forming three conductive layers. This allows the manufacture of flash memory without significant process changes.
동작 원리Principle of operation
도 12를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 플래시 메모리의 동작 원리를 설명한다.12, the operation principle of the flash memory according to the preferred embodiment of the present invention will be described.
먼저, 프로그램밍(programming) 동작 원리에 대하여 설명하기로 한다. 도 12에서 드레인 영역(14)인 비트 라인에 Vcc 전압으로 5∼7V를 인가하고, 소오스 영역(12)을 접지(ground)와 연결한다. 이어서 프로그램밍을 시행할 셀의 워드 라인, 즉, 도면에서 제1 도전층(104)에 프로그램밍 전압(Vpp)인 12∼13V의 고전압을 인가하면. 터널층인 100Å 미만으로 얇게 형성된 제2 절연층으로 열 전자를 주입(Channel Hot Electron Injection)함으로써, 상기 고에너지를 갖는 열 전자는 부유 게이트인 제2 도전층(110)에 축적되어 문턱 전압이 증가되어서 메모리 셀은 '로우(low)' 상태인 off-state로 만든다.First, a programming operation principle will be described. In FIG. 12, 5 to 7 V is applied to the bit line, which is the
다음으로, 소거(erasing)의 동작 원리를 설명하면, 도 12에서 제1 도전층(104)인 워드 라인에 Vcc 전압으로 5∼7V의 전압을 인가하고, 이어서, 접지 단자로 사용되는 소오스 영역(112)을 개방(floating or open) 상태로 놓는다. 이어서, 소거할 셀의 드레인 영역(114)에 높은 전압인 12∼13V를 인가하면, 제2 절연층(108), 즉, 터널층에서 밴드-투-밴드(Band-To-Band) 전류가 발생하게 된다. 이때, 발생된 정공이 12∼13V에 의한 높은 전계에 의하여 부유 게이트인 제2 도전층(110)으로 축적(band to band hot hole injection)되어서 메모리 셀은 '하이(high)' 상태인 on-state가 된다.Next, an operation principle of erasing will be described. In FIG. 12, a voltage of 5 to 7 V is applied to the word line of the first
마지막으로, 판독(read)의 동작 원리는, 도 12에서, 워드 라인인 제1 도전층(104)에 Vcc 전압을 인가하고, 소오스 영역을 접지(ground)와 연결하고, 판독하고자 하는 셀의 비트 라인에 1.5∼5V의 전압을 인가한다. 그러면, 소오스에서 드레인 방향으로 채널이 형성되어 전류의 흐름이 발생되는데 이러한 전류의 양은 부유 게이트인 제2 도전층(110)에 축적된 전하의 상태(on/off)의 상태를 나타낸다.Finally, the operating principle of the read is, in FIG. 12, the Vcc voltage is applied to the first
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속한 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is apparent that many modifications are possible by those skilled in the art within the technical spirit to which the present invention belongs.
따라서, 상술한 본 발명에 따르면, 플래시 메모리에 있어서, 메모리 셀의 데이터를 판독시 오동작(read-disturbance)을 예방하고, 공정의 시간과 비용을 절감하면서 셀의 면적을 최소화할 수 있다,Therefore, according to the present invention described above, in the flash memory, it is possible to prevent the read-disturbance when reading the data of the memory cell, and to minimize the area of the cell while reducing the time and cost of the process,
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970002976A KR100219534B1 (en) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Flash memory device & fabricating method for the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970002976A KR100219534B1 (en) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Flash memory device & fabricating method for the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR19980067104A KR19980067104A (en) | 1998-10-15 |
KR100219534B1 true KR100219534B1 (en) | 1999-09-01 |
Family
ID=19496093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019970002976A KR100219534B1 (en) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Flash memory device & fabricating method for the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100219534B1 (en) |
-
1997
- 1997-01-31 KR KR1019970002976A patent/KR100219534B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR19980067104A (en) | 1998-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20050162926A1 (en) | Split-gate type nonvolatile memory devices and methods for fabricating the same | |
US6784476B2 (en) | Semiconductor device having a flash memory cell and fabrication method thereof | |
US5821143A (en) | Fabrication methods for nonvolatile memory devices including extended sidewall electrode | |
GB2235088A (en) | Nonvolatile semiconductor memory device | |
KR100364040B1 (en) | A semiconductor memory device and a method of making thereof | |
US7183157B2 (en) | Nonvolatile memory devices | |
KR100606536B1 (en) | Non-volatile memory device and fabricating method thereof | |
US7408220B2 (en) | Non-volatile memory and fabricating method thereof | |
KR100219534B1 (en) | Flash memory device & fabricating method for the same | |
US7638833B2 (en) | Nonvolatile memory device and method for fabricating the same | |
US5936889A (en) | Array of nonvolatile memory device and method for fabricating the same | |
JP3558580B2 (en) | Cell array, its operation method and its manufacturing method | |
KR0152496B1 (en) | Flash eeprom | |
JP4420478B2 (en) | Method for manufacturing nonvolatile semiconductor memory device | |
KR0151050B1 (en) | Nonvolatile memory device | |
KR100261184B1 (en) | Nonvolatile memory device and method for manufacturing the same | |
KR100294099B1 (en) | Nonvolatile semiconductor device and method of manufacturing same | |
KR100277886B1 (en) | Nonvolatile memory device of method for manufacturing | |
KR100301804B1 (en) | Nonvolatile memory cell and method for manufacturing the same | |
KR100287883B1 (en) | Array of Devices of Nonvolatile Memory and Manufacturing Method Thereof | |
JP3630484B2 (en) | Method for manufacturing nonvolatile memory | |
KR19990015597A (en) | Nonvolatile Memory Device and Manufacturing Method | |
JPH06244431A (en) | Semiconductor memory | |
KR19980084529A (en) | Manufacturing method of nonvolatile memory device | |
KR19980026425A (en) | Structure of nonvolatile semiconductor memory cell and manufacturing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20080602 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |