KR100224762B1 - A non-volatile semiconductor memory device having improved field-isolation property and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

낸드형 불휘발성 반도체 메모리 장치의 제조방법이 개시된다. 개시된 방법은 플레이트의 절연을 위한 절연막과 플레이트 전극으로서 기능하는 폴리실리콘 층이 워드라인 상에 형성되고 난 후에, 스트링 선택 트랜지스터 사이의 비트라인 콘택 영역과 그라운드 선택트랜지스터 사이의 소오스 라인 영역을 개방하는 감광막 패턴을 형성한 다음 노출된 상기 폴리실리콘 층을 식각하고, 상기 비트라인 콘택 영역의 전기적 절연특성을 높이기 위하여 상기 폴리실리콘 층의 일부 식각을 통해 나타나는 상기 절연막의 일부를 통해 채널 스톱이온을 주입하는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a NAND nonvolatile semiconductor memory device is disclosed. The disclosed method is a photoresist film that opens a source line region between a bit line contact region between a string select transistor and a ground select transistor after an insulating film for insulating the plate and a polysilicon layer serving as the plate electrode are formed on the word line. Forming a pattern and then etching the exposed polysilicon layer and injecting channel stop ions through a portion of the insulating layer which appears through some etching of the polysilicon layer to enhance the electrical insulating properties of the bitline contact region. It features.

Description

소자분리특성이 개선된 불휘발성 반도체 메모리 장치의 제조방법Manufacturing method of nonvolatile semiconductor memory device with improved device isolation

본 발명은 불휘발성 반도체 메모리 장치의 제조방법에 관한 것으로, 특히 낸드형 플래쉬 불휘발성 반도체 메모리 장치의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly, to a method for manufacturing a NAND flash nonvolatile semiconductor memory device.

일반적으로, 불휘발성 반도체 메모리는 본 분야에서 마스크 롬(Mask ROM), 이피롬(EPROM), 이이피롬(EEPROM), 및 플래쉬 이이피롬(FLASH-EEPROM)등으로 크게 구분되는데, 이 가운데 특히 전기적으로 정보를 변경하는 것이 가능하고 저전력 소비특성 및 저장된 데이타를 플래쉬 소거할 수 있는 특징을 지닌 플래쉬 이이피롬은 최근에 개인용 노트북 컴퓨터의 영구 메모리뿐 만 아니라 디지탈 카메라, 메모리 카드 등과 같은 휴대용단말기의 정보저장 매체로서 각광을 받고 있는 추세이다.In general, the nonvolatile semiconductor memory is divided into mask ROM, EPROM, EEPROM, and FLASH-EEPROM, among which, in particular, electrically With the ability to change information, low power consumption and the ability to flash erase stored data, Flash Epirom has recently been used not only for permanent memory in personal notebook computers but also for information storage media in portable terminals such as digital cameras and memory cards. As a result, the trend is in the spotlight.

플래쉬 이이피롬의 셀은 통상적으로 두가지의 저장상태들 즉, 온 또는 오프상태중의 하나만을 가질 수 있는 단일비트 메모리 셀이며, 여기에 저장되어 있는 정보는 메모리 셀이 프로그램(메모리 셀에 원하는 정보를 입력 시키는 것)되어진 상태에 따라 정해진다. 그러한 프로그램은 셀 트랜지스터의 문턱전압(Threshold Voltage; 셀 트랜지스터가 온 상태로 도통되기 위해 트랜지스터의 게이트 단자와 소스단자 사이에 가해져야 하는 최소 전압)을 변경시킴으로써 달성된다. 즉, 메모리 셀 트랜지스터내의 플로팅 게이트 (Floating Gate; 보통 하나의 메모리 셀 트랜지스터에는 두 개의 게이트가 드레인소오스 채널영역상에 상하층을 이루고 있는데, 이 중에서 보다 상층부에 있는 것을 콘트롤 게이트라 하고, 콘트롤 게이트와 채널영역간에서 절연재질에 의해 둘러쌓여진 전하축적부를 콘트롤 게이트라 함)에 저장되는 전하량을 차등화시켜주는 것에 의해, 각 메모리 셀의 문턱전압은 달라지며, 그에 따라 저장된 정보상태는 두가지로 구별된다. 그러한 메모리 소자내의 각 메모리 셀들에 저장되어 있는 정보를 읽어내기 위해서는 프로그램 된 메모리셀들의 저장상태를 점검하는 것이 필요하게 된다. 이를 위해서는 디코더 회로(Decoder Circuit)를 이용하여 원하는 메모리 셀을 선택하고 읽는데 필요한 신호들을 상기 메모리 셀과 관련된 회로등에 가해준다. 그 결과로써 메모리 셀의 저장 상태정보에 따른 전류 또는 전압의 신호를 비트라인상에서 얻게된다. 이렇게 얻어진 전류 또는 전압신호를 측정하면 메모리 셀에 저장되어 있는 상태정보를 구별 할 수 있다. 플래쉬 이이피롬의 메모리 셀 어레이(Array)의 구조는 셀들이 비트라인(bit line)에 어떠한 형태로 연결되어 있는가에 따라 크게 NOR-형태(NOR-Type)와 NAND-형태(NAND-Type)로 구별된다. NOR-형태의 경우는 각각의 메모리 셀들이 비트라인과 접지라인(Ground Line) 사이에 연결되어 있는데 비해, NAND-형태의 경우는 다수의 메모리 셀들이 비트라인과 접지라인사이에서 선택트랜지스터를 통하여 직렬로 연결되어 있다. 이러한 낸드형 플래쉬 이이피롬에서, 상기 비트라인에 직렬로 연결된 메모리 셀들과 이들을 선택하는데 필요한 선택 트랜지스터들(직렬로 연결된 메모리 셀들과 비트라인 사이에 있는 스트링 선택 트랜지스터들, 그리고 직렬로 연결된 메모리셀들 접지라인 사이에 있는 그라운드 트랜지스터들)는 함께 스트링(String)이라고 자주 통칭된다.Flash Ipyrom cells are typically single-bit memory cells that can have only one of two storage states: on or off. The information stored therein is stored in the memory cell. Input) is determined according to the state. Such a program is accomplished by changing the threshold voltage of the cell transistor (the minimum voltage that must be applied between the gate terminal and the source terminal of the transistor in order for the cell transistor to be turned on). In other words, a floating gate in a memory cell transistor (or two gates in a single memory cell transistor) forms an upper layer and a lower layer on the drain source channel region, and the upper portion of the memory cell transistor is called a control gate. By differentiating the amount of charge stored in the charge accumulation portion surrounded by the insulating material between the channel regions (control gate), the threshold voltage of each memory cell is changed, and thus the stored information state is divided into two. In order to read the information stored in each memory cell in such a memory device, it is necessary to check the storage state of the programmed memory cells. To this end, signals necessary to select and read a desired memory cell using a decoder circuit are applied to a circuit related to the memory cell. As a result, a signal of current or voltage according to the storage state information of the memory cell is obtained on the bit line. By measuring the current or voltage signal thus obtained, it is possible to distinguish the state information stored in the memory cell. The structure of the flash Y pyrom memory cell array is divided into NOR-type and NAND-type according to how the cells are connected to the bit line. do. In the case of the NOR-type, each memory cell is connected between the bit line and the ground line, whereas in the case of the NAND-type, many memory cells are connected in series through a select transistor between the bit line and the ground line. Is connected. In such a NAND flash Y pyrom, memory cells connected in series to the bit line and select transistors (string select transistors between the serially connected memory cells and the bit line, and the memory cells connected in series) are grounded. Ground transistors between lines) are often collectively referred to as strings.

NOR-형태에 비해 집적도가 우수한 상기 낸드형 플래쉬 이이피롬의 메모리 셀에 저장되어 있는 정보를 읽기 위해서는 선택된 스트링내의 선택 트랜지스터들을 온상태로 하여야 한다, 또한, 스트링내에서 선택되지 않은 메모리 셀들의 콘트롤 게이트단자에는 선택된 메모리 셀의 콘트롤 게이트단자에 인가되는 전압보다 높은 전압이 제공되어진다. 이에 따라 선택되지 않은 메모리 셀들은 선택된 메모리 셀에 비하여 낮은 등가 저항값을 갖게 되고, 해당 비트라인에서 스트링으로 흐르는 전류는 스트링내의 선택된 메모리 셀에 저장되어 있는 정보의 상태에 의존하게 된다. 선택된 메모리 셀에 저장된 정보상태에 따라 비트라인상에 나타나는 전압 또는 전류는 센스앰프(Sense Amplifier)라 불리우는 감지회로에 의해 감지된다.In order to read the information stored in the memory cell of the NAND flash Y pyrom which is more dense than the NOR-type, the select transistors in the selected string must be turned on. Also, the control gates of the unselected memory cells in the string must be turned on. The terminal is provided with a voltage higher than the voltage applied to the control gate terminal of the selected memory cell. Accordingly, the unselected memory cells have a lower equivalent resistance value than the selected memory cell, and the current flowing from the corresponding bit line to the string depends on the state of information stored in the selected memory cell in the string. According to the information state stored in the selected memory cell, the voltage or current appearing on the bit line is sensed by a sensing circuit called a sense amplifier.

상기한 바와 같은 낸드형 플래쉬 이이피롬의 경우에 있어서, 각각의 스트링내의 셀 트랜지스터를 서로간의 동작에 방해없이 보다 안정적으로 동작시키기 위해서는, 제조시 트랜지스터 소자간 또는 주변영역과 셀영역에 위치될 소자들간에 충분한 절연특성을 보장하는 소자분리가 실현되어야 한다. 메모리의 고집적화에 기인하여 소자들간의 거리는 더욱 더 축소되므로, 그러한 소자분리는 매우 중요하게 된다.In the case of the NAND flash Y pyrom as described above, in order to operate the cell transistors in each string more stably without disturbing the operation of each other, between transistor elements during manufacturing or between elements to be located in the peripheral region and the cell region. Device isolation that ensures sufficient insulating characteristics should be realized. Due to the high integration of the memory, the distance between the elements is further reduced, so such device isolation becomes very important.

반도체 메모리의 제조분야에서, 통상적인 소자분리는 실리콘 기판에 로코스(LOCOS)공정을 수행하여 국부산화막을 성장시키는 방법이다. 소자분리 특성을 좋게 하기 위해서는 국부산화막의 두께를 보다 두껍게 하여야 한다. 보다 두꺼운 국부산화막의 생성은 산화막들간의 이격거리를 그에 비례하여 넓혀야만 가능하다. 그러나, 이격거리의 충분한 확보는 메모리 소자의 고집적화에 역행된다. 즉, 낸드형 플래쉬 이이피롬의 제조시에 고집적화를 달성하기 위해서는 이격거리를 축소하여야 하는 것이다. 이격거리의 축소시 소자분리가 가장 취약한 부분은 도 1에서 보여지는 바와 같이 콘택을 각기 가지는 비트라인들간의 갭부분 A이다. 상기 도 1의 구조는 1988년 심포지움 VLSI 테크놀로지 33-34페이지(Symposium VLSI Technology pp33-34)에 발표된 제목A NEW NAND CELL FOR ULTRA HIGH DENSITY 5V-ONLY EEPROMs하에 개시되어 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION In the field of manufacturing semiconductor memories, conventional device isolation is a method of growing a local oxide film by performing a LOCOS process on a silicon substrate. In order to improve device isolation characteristics, the thickness of the local oxide layer must be thicker. The generation of thicker local oxides is possible only by increasing the separation distance between the oxides in proportion. However, sufficient securing of the separation distance is contrary to the high integration of the memory element. That is, in order to achieve high integration in the manufacture of NAND flash Y pyrom, the separation distance should be reduced. As shown in FIG. 1, the most vulnerable element isolation when the separation distance is reduced is a gap A between bit lines having contacts. The structure of FIG. 1 is disclosed under the title A NEW NAND CELL FOR ULTRA HIGH DENSITY 5V-ONLY EEPROMs, published on Symposium VLSI Technology pp33-34, 1988, pages 33-34.

통상적인 낸드형 플래쉬 이이피롬의 평면도를 도시한 도 1을 참조하면, 점선내에 보여지는 갭부분 A는 비트라인 콘택의 폭 C에 기인하여, 워드라인의 방향과 같은 길이 방향의 트랜지스터 소자들의 이격거리보다 항상 짧음을 알 수 있다. 따라서, 이격거리의 축소시 소자분리가 가장 취약한 부분은 상기 갭부분 A가 되는 것이다. 비트라인들간의 이격거리가 되는 상기 갭 부분 A는 트랜지스터 소자의 셀 피치 F에서 콘택 폭 C와. 비트라인 콘택의 액티브 오버랩 마진 B를 2배한 거리 2B를 모두 뺀 거리이다. 따라서, 고집적화를 위해 상기 비트라인들간의 이격거리를 넓히지 않으면서도 소자분리의 절연특성을 높이는 제조기술이 절실히 요구된다.Referring to FIG. 1, which shows a plan view of a typical NAND flash Y pyrom, the gap A shown in the dotted line is due to the width C of the bit line contact, and thus the separation distance of the transistor elements in the same length direction as the direction of the word line. It is always shorter. Therefore, the portion where device isolation is most vulnerable when the separation distance is reduced becomes the gap portion A. The gap portion A, which is the distance between the bit lines, is equal to the contact width C at the cell pitch F of the transistor element. This is the distance minus 2B, which is twice the active overlap margin B of the bitline contact. Therefore, for high integration, a manufacturing technique for increasing the insulation characteristics of device isolation without increasing the separation distance between the bit lines is urgently required.

따라서, 본 발명의 목적은 불휘발성 반도체 메모리 장치의 개선된 소자분리 방법을 제공함에 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved device isolation method for a nonvolatile semiconductor memory device.

본 발명의 다른 목적은 비트라인간의 절연특성을 강화시킬 수 있는 불휘발성 반도체 메모리 장치의 제조방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device capable of enhancing the insulating property between bit lines.

본 발명의 다른 목적은 고집적화에 유리하면서도 소자들간의 전기적 절연이 개선되는 불휘발성 반도체 메모리 장치의 소자분리 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a device isolation method of a nonvolatile semiconductor memory device, which is advantageous for high integration and improves electrical isolation between devices.

도 1은 통상적인 불휘발성 반도체 메모리 장치의 셀 어레이 배치를 보여주는 평면도.1 is a plan view showing a cell array arrangement of a conventional nonvolatile semiconductor memory device.

도 2는 본 발명에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치의 셀 스트링을 보여주는 평면도.2 is a plan view showing a cell string of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;

도 3 내지 도 7은 도 2의 셀 스트링 구조를 제조하는 제조공정의 순서를 설명하기 위해 도시된 수직 단면도들.3 to 7 are vertical cross-sectional views shown for explaining the sequence of the manufacturing process for manufacturing the cell string structure of FIG.

상기의 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 제조 방법은, 반도체 기판에 활성영역들을 서로 격리시키기 위한 필드 산화막을 다수로 형성하고 사진식각공정을 실시하여 셀 영역과 주변영역에 형성될 소자들 간의 소자분리를 위해 불순물 이온을 상기 필드 산화막을 통하여 주입하는 단계와; 상기 활성영역상에 게이트 산화막, 플로팅 게이트, 유전체막, 및 콘트롤 게이트로서 기능하는 워드라인을 차례로 형성하는 단계와; 플레이트의 절연을 위한 절연막을 전체적으로 도포하고 그 상부에 플레이트 전극으로서 기능하는 폴리실리콘 층을 형성하는 단계와; 스트링 선택 트랜지스터 사이의 비트라인 콘택 영역과 그라운드 선택트랜지스터 사이의 소오스 라인 영역을 개방하는 감광막 패턴을 형성한 후 노출된 상기 폴리실리콘 층을 식각하는 단계와, 상기 비트라인 콘택 영역의 전기적 절연특성을 높이기 위하여 상기 폴리실리콘 층의 일부 식각을 통해 나타나는 상기 절연막의 일부를 통해 채널 스톱이온을 주입하는 단계를 가짐을 특징으로 한다.A manufacturing method according to the present invention for achieving the above object, the device between the elements to be formed in the cell region and the peripheral region by forming a plurality of field oxide film to isolate the active regions from each other on the semiconductor substrate and performing a photolithography process Implanting impurity ions through the field oxide film for separation; Sequentially forming a word line functioning as a gate oxide film, a floating gate, a dielectric film, and a control gate on the active region; Applying an insulating film for insulation of the plate as a whole and forming a polysilicon layer thereon that functions as a plate electrode; Forming a photoresist pattern that opens the source line region between the bit line contact region and the ground select transistor between the string select transistors, and then etching the exposed polysilicon layer, and enhancing the electrical insulation characteristics of the bit line contact region. In order to inject a channel stop ion through a portion of the insulating film that appears through a portion of the etching of the polysilicon layer.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 설명이 첨부한 도면을 참조하여 설명될 것이다. 도면들중 동일한 참조번호들은 가능한 한 어느곳에서든지 동일한 소자 또는 동일층을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, description of preferred embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that like reference numerals in the drawings indicate the same element or same layer wherever possible.

도 2는 본 발명에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치의 셀 스트링을 보여주는 평면도이다. 도 2는 하나의 스트링이 액티브 영역상에 형성되는 셀 어레이 영역만을 평면적으로 보여주며, 주변회로 영역은 나타나 있지 않다. 도 2에서, T는 비트라인 10의 길이방향의 비트라인 콘택 영역을 가리키며, BC는 비트라인 콘택을 지칭한다. 또한, BLM은 비트라인 금속층을 가리킨다. 다수의 워드라인 WL1-WLn은 상기 비트라인 10과 직각방향으로 배치되며 셀 트랜지스터의 콘트롤 게이트로서 기능한다. 상기 다수의 워드라인 WL1-WLn의 하부는 플로팅 게이트로서 기능하는 폴리 실리콘 층이 각기 배치된다. SSL은 스트링 선택 트랜지스터의 게이트가 되는 부분이며, GSL은 그라운드 선택 트랜지스터의 게이트가 되는 부분이다.2 is a plan view illustrating a cell string of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention. 2 shows a planar view of only a cell array region in which one string is formed on an active region, and no peripheral circuit region is shown. In FIG. 2, T refers to the longitudinal bitline contact region of bitline 10, and BC refers to the bitline contact. In addition, BLM refers to the bit line metal layer. The plurality of word lines WL1-WLn are disposed perpendicular to the bit line 10 and serve as control gates of cell transistors. Lower portions of the plurality of word lines WL1-WLn are each disposed with a polysilicon layer serving as a floating gate. SSL is a portion that becomes the gate of the string select transistor, and GSL is a portion that becomes the gate of the ground select transistor.

도 3 내지 도 7은 도 2의 셀 스트링 구조를 제조하는 제조공정의 순서를 설명하기 위해 도시된 수직 단면도들이다. 도 3을 참조하면, 반도체 기판 101의 상부에서 소정깊이로 형성된 필드 산화막 201과 액티브 영역(활성영역) 151이 나타나 있다. 상기 도 3의 수직 단면구조는 도 2의 평면도를 절단선 A-A'를 기준으로 잘라 본 초기의 순서공정에 대한 단면임을 이해하여야 한다. 상기 산화막 201은 소자분리막으로서 작용하는 산화막으로서 이는 통상의 로코스 공정의 수행으로써 형성된다. 상기 산화막 201은 반도체 기판에 형성될 활성영역들간을 서로 전기적으로 격리시키기 위한 막으로서, 약 3000~6000Å의 두께를 가지며, 이는 일정한 간격으로 다수로 형성된다. 여기서, 도 2의 구간 T에 상응하는 필드 산화막의 두께는 비트라인들간의 절연특성을 후술되는 공정에서 높이기 위해 셀 스트링이 위치될 영역의 두께보다 얇음을 알 수 있다. 따라서, 이를 별도의 참조부호 211로서 도시하였다. 상기 막 211의 형성은 국부산화시 질화막의 두께를 적절히 조정하는 것에 의해 실현할 수 있다.3 to 7 are vertical cross-sectional views illustrating the sequence of the manufacturing process for manufacturing the cell string structure of FIG. Referring to FIG. 3, a field oxide film 201 and an active region (active region) 151 formed at a predetermined depth on the semiconductor substrate 101 are shown. It is to be understood that the vertical cross-sectional structure of FIG. 3 is a cross section of an initial sequence process of cutting the plan view of FIG. 2 based on the cutting line A-A '. The oxide film 201 is an oxide film serving as an element isolation film, which is formed by performing a conventional LOCOS process. The oxide film 201 is a film for electrically isolating the active regions to be formed in the semiconductor substrate from each other, and has a thickness of about 3000 to 6000 microns, and is formed in plural at regular intervals. Here, it can be seen that the thickness of the field oxide film corresponding to the section T of FIG. 2 is thinner than the thickness of the region where the cell string is to be positioned in order to increase the insulating property between the bit lines in the process described below. Therefore, this is shown as a separate reference numeral 211. Formation of the film 211 can be realized by appropriately adjusting the thickness of the nitride film during local oxidation.

도 4에는 상기한 필드 산화막을 다수로 형성하고 사진식각공정을 실시한 후, 셀 영역과 주변영역에 형성될 소자들 간의 소자분리를 위해 불순물 이온 예컨태 보론이온을 상기 필드 산화막 201을 통하여 주입하는 것이 나타난다. 이 경우에 주입 에너지는 약 130~180KeV정도이며, 도오즈는 1.0E 13~2.0E13 #/cm2 정도이다. 이에 따라, 도 4에서의 이온 주입영역 301이 얻어진다. 상기 이온 주입영역 301의 두께를 보면, 상기 필드 산화막 201의 하부는 대체로 일정하게 얇은 반면에 상기 필드 산화막 211의 하부 및 상기 활성영역 151의 하부는 상기 산화막 201의 하부보다 더 두꺼움을 알 수 있다.In FIG. 4, after forming a plurality of field oxide films and performing a photolithography process, impurity ions such as boron ions are implanted through the field oxide film 201 for device isolation between devices to be formed in a cell region and a peripheral region. appear. In this case, the injection energy is about 130 ~ 180KeV and the dose is about 1.0E 13 ~ 2.0E13 # / cm2. As a result, the ion implantation region 301 in FIG. 4 is obtained. In view of the thickness of the ion implantation region 301, the lower portion of the field oxide layer 201 is generally thin, while the lower portion of the field oxide layer 211 and the lower portion of the active region 151 are thicker than the lower portion of the oxide layer 201.

도 5는 활성영역상에 게이트 산화막을 형성한 후, 플로팅 게이트 501, 유전체막 601, 및 콘트롤 게이트로서 기능하는 워드라인 701을 차례로 형성하기 위한 해, 폴리실리콘, 오엔오(ONO), 및 폴리실리콘을 각기 차례로 도포하는 공정을 보인 것이다. 상기 워드라인 층 701의 상부에는 게이트 층들의 패터닝을 위해 감광막으로서의 포토레지스트 961가 선택적으로 덮여있다. 도 5의 결과물에 사진식각공정을 수행하고 상기 포토레지스트 961를 제거하면, 도 6의 구조가 나타난다.FIG. 5 shows a solution for forming a floating gate 501, a dielectric film 601, and a word line 701 functioning as a control gate after forming a gate oxide film on the active region, polysilicon, ONO, and polysilicon. It shows the process of applying each in turn. The word line layer 701 is optionally covered with a photoresist 961 as a photoresist for patterning the gate layers. When the photolithography process is performed on the resultant of FIG. 5 and the photoresist 961 is removed, the structure of FIG. 6 appears.

도 6에서, 차례로 식각된 플로팅 게이트 501, 유전체막 601, 및 콘트롤 게이트 701가 보여진다. 상기 플로팅 게이트 601들은 필드 산화막 201상에 있는 것으로 나타나지만, 도 2의 절단선을 참작할 때 액티브 영역 151상에 형성되어 상기 산화막 201까지 연장되어 형상된 것을 이해하여야 한다. 한편, 도 6의 가장 좌측에 형성되어질 트랜지스터와 가장 우측에 형성되어질 트랜지스터는 각기 스트링 선택 트랜지스터와 그라운드 선택 트랜지스터가 되어야 하므로, 메모리 셀 트랜지스터와 같이 플로팅 게이트를 가지지 않아야 한다. 따라서, 도 6의 가장 좌측과 우측에 형성된 층 701은 층 501과 도전층 602를 통해 각기 콘택되어 있다. 상기 도전층 602는 도 5의 폴리실리콘 층 701을 도포전에 해당 위치에 콘택홀을 만든 후 상기 층 701을 전체적으로 도포함에 의해 형성할 수 있다. 그럼에 의해 가장 좌측과 우측에 형성된 층 701은 층 501과 일체로 되어 하나의 게이트를 이룬다.In FIG. 6, a floating gate 501, a dielectric film 601, and a control gate 701 which are sequentially etched are shown. Although the floating gates 601 appear to be on the field oxide film 201, it is to be understood that the floating gates 601 are formed on the active region 151 and extend to the oxide film 201 in consideration of the cut line of FIG. 2. Meanwhile, since the transistor to be formed on the leftmost side and the transistor to be formed on the right side of FIG. 6 should be string select transistors and ground select transistors, they should not have floating gates like memory cell transistors. Accordingly, the layers 701 formed on the left and right sides of FIG. 6 are respectively contacted through the layer 501 and the conductive layer 602. The conductive layer 602 may be formed by making a contact hole at a corresponding position before applying the polysilicon layer 701 of FIG. 5 and then applying the layer 701 as a whole. Thus, the leftmost and rightmost layer 701 is integrated with the layer 501 to form one gate.

공정의 수행에 의해 도 6의 구조를 형성한 후, 도 7에서는 플레이트의 절연을 위한 절연막 801을 전체적으로 도포하고 그 상부에 플레이트 전극으로서 기능하는 폴리실리콘 층 901을 전체적으로 도포한다. 이 후, 스트링 선택 트랜지스터 사이의 비트라인 콘택 영역과 그라운드 선택트랜지스터 사이의 소오스 라인 영역을 개방하는 감광막 패턴 970을 형성한 후, 노출된 상기 폴리실리콘 층 901을 식각한다. 여기서, 상기 절연막 801은 CVD산화막이며, 약 300~500Å정도의 두께를 가진다. 또한, 상기 폴리실리콘 층 901은 약 1000~1500Å정도의 두께이다. 여기서, 상기 층 901은 도전성이 좋은 금속을 폴리실리콘과 함께 도포하여 폴리사이드로 형성할 수도 있다. 중요하게도, 상기 필드 산화막 211하부의 이온주입 영역 301에 비트라인 콘택 영역의 전기적 절연특성을 더욱 높이기 위하여 상기 폴리실리콘 층의 일부 식각을 통해 나타나는 상기 절연막 801의 일부를 통해 채널 스톱이온을 주입하는 공정이 실시된다. 한편, 활성영역 151의 하부에 대해서도 상기 절연막 801까지 식각한 후 상기와 동일하게 채널 스톱이온을 주입하는 공정이 실시될 수 있다. 상기 비트라인 콘택 영역의 소자 절연력을 강화하기 위해 주입되는 이온은 예컨대. 피형이온인 보론을 사용할 수 있다. 상기 이온의 주입시 상기 막 211의 두께가 약 3000Å정도이므로 별도의 마스크 없이 소자분리를 최적으로 할 수 있다. 또한, 막의 두께와 소자의 이격거리에 따라 이온 주입되는 도우즈와 에너지를 선택적으로 조절할 수 있다. 영역 952와 유사하게, 영역 950의 농도를 선택적으로 조절하여 소자분리에 필요한 이격거리를 더욱 축소하여 고집적화를 도모할 수 있다.After forming the structure of FIG. 6 by performing the process, in FIG. 7, the insulating film 801 for insulating the plate is applied as a whole, and the polysilicon layer 901 serving as the plate electrode is applied as a whole. Thereafter, a photoresist pattern 970 is formed to open a bit line contact region between a string select transistor and a source line region between a ground select transistor, and then the exposed polysilicon layer 901 is etched. Here, the insulating film 801 is a CVD oxide film, and has a thickness of about 300 to 500 kPa. In addition, the polysilicon layer 901 has a thickness of about 1000 to 1500 kPa. Here, the layer 901 may be formed of polyside by applying a metal having high conductivity together with polysilicon. Importantly, a channel stop ion is implanted into the ion implantation region 301 under the field oxide layer 211 through a portion of the insulating layer 801 which appears through partial etching of the polysilicon layer in order to further enhance the electrical insulation characteristics of the bit line contact region. This is carried out. On the other hand, the lower portion of the active region 151 may be etched to the insulating film 801 and the channel stop ion may be implanted in the same manner as described above. Ions implanted to enhance device insulation in the bitline contact region are, for example. Boron, a type of ion, can be used. When the ion is implanted, the thickness of the membrane 211 is about 3000 mm 3, so that device isolation may be optimal without a separate mask. In addition, the dose and energy to be ion implanted can be selectively adjusted according to the thickness of the membrane and the separation distance of the device. Similar to the region 952, the concentration of the region 950 can be selectively adjusted to further reduce the separation distance required for device isolation, thereby achieving high integration.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 폴리실리콘 층의 일부 식각을 통해 나타나는 절연막의 일부를 통해 채널 스톱이온을 주입하는 것에 의해 비트라인 콘택 영역의 전기적 절연특성을 개선하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the channel stop ion is implanted through a portion of the insulating layer that appears through partial etching of the polysilicon layer, thereby improving the electrical insulation characteristics of the bit line contact region.

Claims (4)

불휘발성 반도체 메모리 장치의 소자분리 방법에 있어서, 플레이트의 절연을 위한 절연막과 플레이트 전극으로서 기능하는 폴리실리콘 층이 워드라인 상에 형성되고 난 후에, 스트링 선택 트랜지스터 사이의 비트라인 콘택 영역과 그라운드 선택트랜지스터 사이의 소오스 라인 영역을 개방하는 감광막 패턴을 형성한 다음 노출된 상기 폴리실리콘 층을 식각하고, 상기 비트라인 콘택 영역의 전기적 절연특성을 높이기 위하여 상기 폴리실리콘 층의 일부 식각을 통해 나타나는 상기 절연막의 일부를 통해 채널 스톱이온을 주입하는 것을 특징으로 하는 방법.In a device isolation method of a nonvolatile semiconductor memory device, an insulating film for insulating a plate and a polysilicon layer serving as a plate electrode are formed on a word line, and then a bit line contact region and a ground select transistor between the string select transistors. A portion of the insulating film formed by etching a portion of the polysilicon layer to form a photoresist pattern opening the source line region therebetween, and then etching the exposed polysilicon layer and increasing the electrical insulating properties of the bitline contact region. Injecting the channel stop ion through. 불휘발성 반도체 메모리 장치의 제조방법에 있어서:In the method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device: 반도체 기판에 활성영역들을 서로 격리시키기 위한 필드 산화막을 다수로 형성하고 사진식각공정을 실시하여 셀 영역과 주변영역에 형성될 소자들 간의 소자분리를 위해 불순물 이온을 상기 필드 산화막을 통하여 주입하는 단계와;Implanting impurity ions through the field oxide layer to form a plurality of field oxide layers on the semiconductor substrate to isolate the active regions from each other, and performing a photolithography process for device isolation between devices to be formed in a cell region and a peripheral region; ; 상기 활성영역상에 게이트 산화막, 플로팅 게이트, 유전체막, 및 콘트롤 게이트로서 기능하는 워드라인을 차례로 형성하는 단계와; 플레이트의 절연을 위한 절연막을 전체적으로 도포하고 그 상부에 플레이트 전극으로서 기능하는 폴리실리콘 층을 형성하는 단계와;Sequentially forming a word line functioning as a gate oxide film, a floating gate, a dielectric film, and a control gate on the active region; Applying an insulating film for insulation of the plate as a whole and forming a polysilicon layer thereon that functions as a plate electrode; 스트링 선택 트랜지스터 사이의 비트라인 콘택 영역과 그라운드 선택트랜지스터 사이의 소오스 라인 영역을 개방하는 감광막 패턴을 형성한 후 노출된 상기 폴리실리콘 층을 식각하는 단계와;Etching the exposed polysilicon layer after forming a photoresist pattern that opens a source line region between a bit line contact region and a ground select transistor between a string select transistor; 상기 비트라인 콘택 영역의 전기적 절연특성을 높이기 위하여 상기 폴리실리콘 층의 일부 식각을 통해 나타나는 상기 절연막의 일부를 통해 채널 스톱이온을 주입하는 단계를 가짐을 특징으로 하는 방법.And implanting channel stop ions through a portion of the insulating film that appears through partial etching of the polysilicon layer to enhance electrical insulation of the bit line contact region. 제2항에 있어서, 상기 플레이트의 절연을 위한 절연막은 산화막임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 2, wherein the insulating film for insulating the plate is an oxide film. 제2항에 있어서, 상기 채널 스톱이온은 보론 이온임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 2, wherein the channel stop ions are boron ions.
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