KR100452313B1 - Nonvolatile Memory Device and Manufacturing Method - Google Patents

Nonvolatile Memory Device and Manufacturing Method Download PDF

Info

Publication number
KR100452313B1
KR100452313B1 KR1019970031000A KR19970031000A KR100452313B1 KR 100452313 B1 KR100452313 B1 KR 100452313B1 KR 1019970031000 A KR1019970031000 A KR 1019970031000A KR 19970031000 A KR19970031000 A KR 19970031000A KR 100452313 B1 KR100452313 B1 KR 100452313B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
spacer
stacked gate
layer
gate
buffer layer
Prior art date
Application number
KR1019970031000A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR19990008860A (en
Inventor
이용규
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1019970031000A priority Critical patent/KR100452313B1/en
Publication of KR19990008860A publication Critical patent/KR19990008860A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100452313B1 publication Critical patent/KR100452313B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02587Structure
    • H01L21/0259Microstructure
    • H01L21/02595Microstructure polycrystalline
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26Bombardment with radiation
    • H01L21/263Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/265Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8232Field-effect technology
    • H01L21/8234MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
    • H01L21/823468MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type with a particular manufacturing method of the gate sidewall spacers, e.g. double spacers, particular spacer material or shape

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

본 발명의 비휘발성 메모리 소자는, SAS 식각공정을 이용하여 컨트롤 게이트를 포함하는 적층형 게이트에 정합하여 소스라인을 형성하는 비휘발성 메모리 소자에 있어서, 상기 적층형 게이트 상부에 제 1 버퍼층을 형성하고, 상기 적층형 게이트의 측벽 또는 측벽과 상부에 제 2 버퍼층을 형성하여, 상기 SAS 식각시 상게 제 1 버퍼층으로 상기 제 2 도전층을 보호하고, 또한 스택형 게이트와 필드산화막의 상대적인 두께를 고려하여 상기 제 1 버퍼층의 두께를 조절함으로써 상기 스택형 게이트의 높이와 소스라인측의 식각될 필드산화막의 두께가 차이가 나더라도 상기 제 2 버퍼층이 남아있는 스택형 게이트 측벽 높이가 상기 제 1 버퍼 층의 두께만큼 식각마진이 있기 때문에 SAS 식각시 소스측 스택형 게이트의 가장자리에 인접한 게이트 산화막 및 하단의 반도체 기판의 손상을 줄일 수 있다.The nonvolatile memory device of the present invention is a nonvolatile memory device that forms a source line by matching a stacked gate including a control gate using a SAS etching process to form a first buffer layer on the stacked gate. A second buffer layer is formed on the sidewalls or sidewalls and the upper side of the stacked gate to protect the second conductive layer with the first buffer layer at the time of etching the SAS, and also considering the relative thicknesses of the stacked gate and the field oxide layer. By adjusting the thickness of the buffer layer, the height of the stacked gate sidewalls in which the second buffer layer remains is etched by the thickness of the first buffer layer even if the height of the stacked gate and the thickness of the field oxide layer to be etched on the source line are different. Due to the margin, the gate oxide and the bottom of the gate oxide adjacent to the edge of the source side stacked gate Damage to the semiconductor substrate can be reduced.

Description

비휘발성 메모리 소자 및 그 제조방법Nonvolatile Memory Device and Manufacturing Method Thereof

본 발명은 비휘발성 메모리 소자에 관한 것으로서, 특히 SAS(Self Aligned Source) 식각공정을 이용하는 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nonvolatile memory device, and more particularly, to a nonvolatile memory device using a SAS (Self Aligned Source) etching process and a method of manufacturing the same.

SAS 식각공정은 컨트롤 게이트(control gate)와 소스라인(source) 라인의 미스얼라인(misaligned)으로 인해 짝수행과 홀수행간에 소스와의 중첩영역이 달라짐으로써 발생하는 셀의 소거 문턱전압의 불균일 해소하기 위해 상기 컨트롤 게이트에 정합하여 소스라인을 형성하는 방법으로서, 상기 플래시 메모리에 있어서 상기 미스얼라인 문제를 해결할 수 있는 장점 외에 메모리 밀도(density)를 증가시킬 수 있는 장점으로 인해 그 사용이 급격히 증가하고 있다.The SAS etching process eliminates non-uniformity in the erase threshold voltage of the cell caused by the misalignment of the control gate and the source line, resulting in the overlap of the source between the even and odd rows. In order to form a source line by matching to the control gate to achieve the use of the flash memory due to the advantage that can increase the memory density (density) in addition to the advantage of solving the misalignment problem in the flash memory Doing.

도 1 은 이러한 SAS 식각공정을 이용한 일반적인 비휘발성 메모리 소자의 레이아웃을 도시한 것이고, 도 2 는 도 1 의 등가회로를 도시한 것으로, 4개의 트랜지스터가 각각 활성영역(1)과, 상기 활성영역(1)을 가로지르는 컨트롤 게이트(3)와, 상기 컨트롤 게이트(3)로부터 일부영역( = 플로팅 게이트 식각영역)(4)을 식각한 영역에 해당하는 플로팅 게이트(2)와, 상기 활성영역(1) 상에 형성된 접촉창(5)과, 소스라인 및 드레인 영역을 구비하며, 상기 소스라인에 모두 공통으로 연결되어 있다.FIG. 1 illustrates a layout of a general nonvolatile memory device using the SAS etching process, and FIG. 2 illustrates an equivalent circuit of FIG. 1, in which four transistors each include an active region 1 and the active region ( 1, a floating gate 2 corresponding to a region in which a partial region (= floating gate etching region) 4 is etched from the control gate 3, and the active region 1 And a contact window 5 formed on the N, and a source line and a drain region, all of which are commonly connected to the source line.

도 3 은 상기 비휘발성 메모리 소자를 상기 도 1 의 a-a'선을 기준으로 잘라 그 단면을 도시한 것으로서, 반도체 기판 위에 형성된 게이트 산화막(12)과, 상기 게이트 산화막(12) 위에 순차적층된 제 1 도전층(14), 제 1 산화막 (14) 및 제 2 도전층(18)의 패터닝한 적층형 게이트 전극과, DDI(Double Diffused Implant) 마스크를 적용하여 상기 반도체 기판에 불순물 이온을 이온주입시켜 형성된 제 1 불순물 확산 영역(22)과, MDD(Modified Drain Diffused) 마스크를 적용하여 상기 반도체 기판 상에 불순물 이온을 이온주입시켜 형성된 제 2 불순물 확산 영역(24)과, 상기 적층형 게이트 전극의 일부영역으로부터 상기 일측 제 2 불순물 확산 영역(24)에 형성된 SAS 포토 레지스트 패턴(20)을 포함하여 구성되며, SAS 식각방법을 이용하면 상기한 바와 같이 메모리 밀도를 증가시킬 수 있다.3 is a cross-sectional view of the nonvolatile memory device taken along line a-a 'of FIG. 1, and is sequentially stacked on the gate oxide film 12 and the gate oxide film 12. Impurity ions are implanted into the semiconductor substrate by applying a patterned stacked gate electrode of the first conductive layer 14, the first oxide layer 14, and the second conductive layer 18, and a double diffused implant (DDI) mask. A first impurity diffusion region 22 formed, a second impurity diffusion region 24 formed by ion implanting impurity ions onto the semiconductor substrate by applying a modified drain mask (MDD) mask, and a partial region of the stacked gate electrode And a SAS photoresist pattern 20 formed in the second impurity diffusion region 24 on one side thereof, and using the SAS etching method, the memory density can be increased as described above.

그러나 상기 도 3 의 비휘발성 메모리 소자의 경우, 상기 SAS 식각시 적층형 게이트 전극의 측면, 즉 소스 활성영역이 노출되어 게이트 산화막 및 하부의 반도체 기판이 손상되고, 불순물 확산 프로파일(profile)이 불균일하게 되어 신뢰성이 감소하기 때문에 도 4 와 같이 SAS 공정 전에 스페이서(21)를 형성하는 방법이 개발되었다.However, in the non-volatile memory device of FIG. 3, the side surface of the stacked gate electrode, that is, the source active region, is exposed when the SAS is etched, thereby damaging the gate oxide layer and the semiconductor substrate below, and the impurity diffusion profile is uneven. Since the reliability is reduced, a method of forming the spacer 21 before the SAS process has been developed as shown in FIG. 4.

이에 대한 구조 및 제조방법을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.The structure and manufacturing method thereof will be described as follows.

먼저 반도체 기판(10)에 게이트 산화막(12)을 형성하고, 상기 게이트 산화막(12) 위에 플로팅 게이트로 제공될 제 1 도전층(14), 상기 플로팅 게이트와 후속공정의 컨트롤 게이트를 절연시키기 위한 제 1 산화막(16) 및 상기 컨트롤 게이트로 제공될 제 2 도전층(18)을 적층시킨 후 사진 및 식각하여 적층형 게이트를 형성한다.First, a gate oxide film 12 is formed on the semiconductor substrate 10, and a first conductive layer 14 to be provided as a floating gate on the gate oxide film 12, and a material for insulating the floating gate from a control gate of a subsequent process. The first oxide layer 16 and the second conductive layer 18 to be provided as the control gate are stacked and photographed and etched to form a stacked gate.

이어서 상기 결과물의 표면에 포토레지스트로 DDI마스크를 형성하고 이를 적용하여 상기 반도체 기판 내에 불순물 이온을 저농도로 이온주입함으로써 제 1 불순물 확산 영역(22)을 형성한 후 상기 DDI마스크를 제거하고, 상기 결과물의 표면에 산화막을 성장시킨 후 에치백하여 상기 적층형 게이트의 측벽에 스페이서(21)를 형성한다.Subsequently, a DDI mask is formed on the surface of the resultant with photoresist and applied thereto to form a first impurity diffusion region 22 by ion implantation of impurity ions into the semiconductor substrate at low concentration, and then the DDI mask is removed. After the oxide film is grown on the surface of the semiconductor substrate, the spacer 21 is formed on the sidewall of the stacked gate.

이어서 소스라인을 연결시키기 위해 소스 영역의 필드산화막을 제거할 수 있도록 SAS 마스크를 적용하여 SAS식각공정을 실시하고, 소스/드레인 영역으로 제공될 제 2 불순물 확산 영역(24)을 형성하기 위해 이온주입마스크를 형성한 후 이를 적용하여 상기 반도체 기판(10)에 불순물 이온을 이온주입한다.Subsequently, a SAS etching process is performed by applying a SAS mask to remove the field oxide film of the source region to connect the source lines, and ion implantation is performed to form a second impurity diffusion region 24 to be provided as a source / drain region. After the mask is formed, impurity ions are implanted into the semiconductor substrate 10 by applying the mask.

그러나 상기와 같이 상기 적층형 게이트 측벽을 보호하기 위해 스페이서를 형성하는 경우에도 도 5 에 도시한 바와 같이 소스 영역의 식각하려는 필드산화막(11)의 두께(d)가 상기 적층형 게이트의 두께(d')보다 상대적으로 두꺼운 경우 상기 스페이서를 형성한다 하더라고 필드산화막 식각시 상기 스페이서가 모두 식각되어 적층형 게이트의 가장자리와 접하는 게이트 산화막이 드러나기 때문에 손상을 입게 되며(도 6 의 B), 또한 상기 SAS 선택시 산화막과 도전층의 식각선택비를 높이더라도 상기 제 2 도전층의 상부영역이 노출되기 때문에 도 6 의 A 와 같이 식각되어 상기 컨트롤 게이트의 저항성분이 증가함과 아울러 부가적으로 후속공정에 악영향을 미치게 되는 문제점이 있다.However, even when the spacer is formed to protect the stacked gate sidewalls as described above, as shown in FIG. 5, the thickness d of the field oxide layer 11 to be etched in the source region is the thickness d ′ of the stacked gate. In the case of relatively thicker spacers, the spacers are formed. However, when the field oxide is etched, all of the spacers are etched to damage the exposed gate oxides in contact with the edges of the stacked gates (FIG. 6B). Even if the etching selectivity of the conductive layer is increased, the upper region of the second conductive layer is exposed, so as to be etched as shown in FIG. 6A, the resistance component of the control gate increases and additionally adversely affects subsequent processes. There is this.

따라서 본 발명의 목적은 이와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 상기 적층형 게이트 상부에는 제 1 버퍼층을 형성하고, 상기 적층형 게이트의 측벽 일부에는 제 2 버퍼층을 형성하여 상기 SAS 식각공정에 의한 적층형 게이트 측면 및 상기 적층형 게이트 가장자리와 인접한 게이트 산화막, 반도체 기판의 손상을 방지할 수 있는 비휘발성 메모리 소자를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to form a first buffer layer on the stacked gate and a second buffer layer on a portion of sidewalls of the stacked gate to solve the problems of the related art. A nonvolatile memory device capable of preventing damage to a side surface, a gate oxide film adjacent to a stacked gate edge, and a semiconductor substrate is provided.

본 발명의 다른 목적은 상기 비휘발성 메모리 소자를 효율적으로 구현하기 위한 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a manufacturing method for efficiently implementing the nonvolatile memory device.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비휘발성 메모리소자는, 반도체 기판 위에 형성된 게이트 산화막과, 상기 게이트 산화막 위에 형성된 다층의 적층형 게이트와, 상기 적층형 게이트의 일측 가장자리 상부에 형성된 제 1 버퍼층과, 상기 적층형 게이트의 측벽에 형성된 다중막 스페이서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.A nonvolatile memory device of the present invention for achieving the above object is a gate oxide film formed on a semiconductor substrate, a multilayer stacked gate formed on the gate oxide film, a first buffer layer formed on one side edge of the stacked gate, and the stacked type And a multi-layer spacer formed on sidewalls of the gate.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비휘발성 메모리 소자 제조방법은, 제 1 도전형의 반도체 기판에 게이트 산화막과 적층형 게이트를 순차적으로 형성하는 단계와, 소스/드레인 영역을 형성하기 위해 상기 적층형 게이트를 마스크로 하여 상기 반도체 기판에 일차로 제 2 도전형의 불순물이온을 이온주입하는 단계와, 상기 결과물의 표면에 제 2 버퍼층을 형성하는 단계와, 상기 제 2 버퍼층 위에 포토레지스터로 SAS 마스크를 형성한 후 이를 이용하여 상기의 결과물을 반도체 기판 표면이 노출되도록 식각하는 단계와, 상기 노출된 반도체 기판에 이차로 제 2 도전형의 불순물 이온을 이온주입하는 단계와, 상기 결과물의 전면에 산화막을 성장시킨 후 에치백하여 스페이서를 형성하는 단계와, 상기 결과물의 전면에 3차로 제 2 도전형의 불순물 이온을 이온주입하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a nonvolatile memory device, including sequentially forming a gate oxide layer and a stacked gate on a first conductive semiconductor substrate, and forming the source / drain region. Implanting impurity ions of a second conductivity type into the semiconductor substrate as a mask, forming a second buffer layer on the surface of the resultant, and forming a SAS mask using a photoresist on the second buffer layer. And then etching the resultant to expose the surface of the semiconductor substrate using the same, ion implanting impurity ions of a second conductivity type into the exposed semiconductor substrate, and growing an oxide film over the entire surface of the resultant. Forming a spacer by etching back and forming a spacer; It characterized in that it comprises a step of ion implantation.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의한 비휘발성 메모리소자는, 먼저 도 7 에 도시한 바와 같이 제 1 도전형의 반도체 기판(50) 기판 위에 게이트 산화막(52)을 형성하고, 상기 게이트 산화막(52) 위에 다결정 실리콘과 같은 도전물질로 제 1 도전층(54)을 형성하며, 상기 제 1 도전층(54) 위에 제 1 도전층과 제 2 도전층간을 절연시키기 위한 제 1 산화막(56)을 형성하며, 상기 제 1 산화막(56) 위에 다결정 실리콘 또는 폴리사이드와 같은 도전물질로 제 2 도전층(58)을 형성한 후 상기 제 2 도전층(58) 위에는 절연물질로 제 1 버퍼층(60)을 형성한다. 여기서 상기 제 1 버퍼층(60)의 경우 스택형 게이트와 필드산화막의 상대적인 두께를 고려하여 두께를 조절하도록 한다.In the nonvolatile memory device according to the present invention, first, as shown in FIG. 7, a gate oxide film 52 is formed on a substrate of a first conductivity type semiconductor substrate 50, and a polycrystalline silicon layer is formed on the gate oxide film 52. A first conductive layer 54 is formed of a conductive material, and a first oxide layer 56 is formed on the first conductive layer 54 to insulate the first conductive layer from the second conductive layer. After the second conductive layer 58 is formed of a conductive material such as polycrystalline silicon or polyside on the 56, the first buffer layer 60 is formed of an insulating material on the second conductive layer 58. In the case of the first buffer layer 60, the thickness is adjusted in consideration of the relative thicknesses of the stacked gate and the field oxide layer.

이어서 도 8 에서는 상기 제 1 버퍼층(60) 위에 제 1 포토레지스트(62)를 코팅한 후 사진공정에 따라 식각마스크를 형성하며, 계속하여 적층형 게이트를 형성하기 위해 상기 식각마스크를 적용하여 상기 반도체 기판 표면이 노출되도록 상기 제 1 버퍼층(60), 제 2 도전층(58), 제 1 산화막(56), 제 1 도전층(54) 및 게이트 산화막(52)을 식각한 후 상기 반도체 기판 내에 제 2 도전형의 불순물이온(64)을 주입하여 소스/드레인 영역으로 제공될 제 1 불순물 확산영역(66,67,68)을 형성한다. 이때 상기 제 1 포토레지스트는 상기 제 1 불순물 확산영역을 형성하기 전에 먼저 제거하여도 된다.Subsequently, in FIG. 8, after the first photoresist 62 is coated on the first buffer layer 60, an etch mask is formed according to a photographic process, and subsequently, the etch mask is applied to form a stacked gate. The first buffer layer 60, the second conductive layer 58, the first oxide layer 56, the first conductive layer 54, and the gate oxide layer 52 are etched to expose a surface thereof, and then a second layer is formed in the semiconductor substrate. The conductive impurity ions 64 are implanted to form first impurity diffusion regions 66, 67, and 68 to be provided as source / drain regions. In this case, the first photoresist may be removed before forming the first impurity diffusion region.

이어서 도 9 및 도 10 에서는 상기 결과물의 표면에 절연물질을 수백 Å 정도의 두께로 침적하여 제 2 버퍼층(70)을 형성한 후 상기 제 2 버퍼층(70) 위에 제 2 포토레지스트(72)를 코팅하고 사진공정에 따라 SAS 식각 마스크를 형성하고, 이를 적용하여 상기 결과물을 식각하여 소스 영역을 오픈(open) 시키며, 계속하여 소스 소거 방식의 소자를 위해 선택적으로 제 2 도전형의 불순물 이온(75)을 소정각도로 이온주입시켜 제 2 불순물 확산영역(76)을 형성하는데 이 과정은 상기 SAS 식각마스크 형성 후 식각공정전에 실시하여도 된다.9 and 10, a second buffer layer 70 is formed by depositing an insulating material on the surface of the resultant to a thickness of about several hundred micrometers and then coating a second photoresist 72 on the second buffer layer 70. And forming a SAS etching mask according to the photolithography process, and applying the same to the resultant to etch the resultant to open the source region, and subsequently to form a second erase type impurity ion (75). Is implanted at a predetermined angle to form the second impurity diffusion region 76. This process may be performed before the etching process after forming the SAS etching mask.

상기 도 10 의 결과에 의하면, 상기 제 2 버퍼층(73)과 제 1 버퍼층(60)은 부분식각되며, 상기 제 2 버퍼층(73)의 경우 적층형 게이트의 일측벽 및 이와 동일 수직선상에 있는 게이트 산화막 일측벽에 부분적으로 남아서 적층형 게이트와 게이트 산화막을 보호하며, 또한 상기 적층형 게이트의 타측벽 및 이와 동일 수직선상에 있는 제 1 버퍼층(60)의 일측벽 및 상기 제 1 버퍼층(60)의 상부전면과 상기 제 2 포토레지스트(72) 하부에 남게 된다.According to the result of FIG. 10, the second buffer layer 73 and the first buffer layer 60 are partially etched, and in the case of the second buffer layer 73, one side wall of the stacked gate and the gate oxide layer on the same vertical line. It partially remains on one side wall to protect the stacked gate and the gate oxide layer, and the other side wall of the stacked gate and one side wall of the first buffer layer 60 on the same vertical line and the upper front surface of the first buffer layer 60. The lower portion of the second photoresist 72 remains.

이어서 도시하지는 않았으나 셀부 외의 논리회로 영역에서는 다결정실리콘과 같은 도전물질을 침적한 후 패터닝하여 게이트를 형성하고, 포토레지스트로 이온주입마스크를 형성하고 이를 적용하여 반도체 기판 내에 불순물 이온을 이온주입함으로써 n-LDD 및 p-LDD 영역을 형성하며, 계속하여 펀치쓰루(punch-through)를 방지하기 위한 불순물 이온주입을 실시한다.Subsequently, although not shown, in the logic circuit region other than the cell portion, a conductive material such as polysilicon is deposited and then patterned to form a gate, and an ion implantation mask is formed with a photoresist and applied thereto to implant n-ion impurities into the semiconductor substrate. LDD and p-LDD regions are formed, and impurity ion implantation is subsequently performed to prevent punch-through.

계속하여 도 11 에서는 상기 결과물의 표면에 스페이서를 형성하기 위한 제 2 산화막(78)을 성장시킨다.Subsequently, in FIG. 11, a second oxide film 78 is formed to form a spacer on the surface of the resultant product.

이어서 상기 제 2 산화막을 전면 에치백하되 도 12 에 도시한 바와 같이 상기 제 1 버퍼층(60)이 노출되도록 식각함으로써 상기 적층형 게이트의 일측벽 및 상기 적층형 게이트의 일측벽과 동일 수직선상에 있는 상기 제 1 버퍼층 일측벽에 인접하고, 상기 적층형 게이트의 타측벽 일부와 인접하는 식각된 상기 제 2 버퍼층(74)과 식각된 제 2 산화막(80)으로 다중막 스페이서를 형성한 후 상기 반도체 기판 내에 불순물 이온(82)을 주입시켜 제 3 불순물 확산영역(84)을 형성한다.Subsequently, the second oxide film is etched back on the entire surface, and as shown in FIG. 12, the first buffer layer 60 is etched to expose the first oxide layer, thereby etching the first buffer layer 60 to be on the same vertical line as one side wall of the stacked gate and one side wall of the stacked gate. 1. A multi-layer spacer is formed of the etched second buffer layer 74 and the etched second oxide layer 80 adjacent to one side of the buffer layer and adjacent to a portion of the other side wall of the stacked gate, and then impurity ions in the semiconductor substrate. 82 is implanted to form a third impurity diffusion region 84.

또한 상기 제 2 산화막을 전면 에치백하되 도 13 에 도시한 바와 같이 상기 제 2 버퍼층(73)이 노출되도록 식각함으로써 상기 적층형 게이트의 일측벽 및 상기 제 1 버퍼층의 상부전면과 상기 적층형 게이트의 일측벽과 동일 수직선상에 있는 상기 제 1 버퍼층 일측벽에 인접하고, 상기 적층형 게이트의 타측벽의 일부와 인접하는 제 2 버퍼층(73)과, 상기 적층형 게이트의 양측벽 및 상기 제 2 버퍼층의 일측벽을 덮는 식각된 상기 제 2 산화막(80)으로 다중막 스페이서를 형성한 후 상기 반도체 기판 내에 제 3 불순물 이온(82)을 주입시켜 제 3 불순물 확산영역(84)을 형성한다.In addition, the second oxide layer is etched back to the entire surface, and as shown in FIG. 13, the second buffer layer 73 is exposed to be etched to expose the one side wall of the stacked gate, the upper front surface of the first buffer layer, and the one side wall of the stacked gate. A second buffer layer 73 adjacent to one side wall of the first buffer layer on the same vertical line as the first buffer layer and adjacent to a part of the other side wall of the stacked gate, and both side walls of the stacked gate and one side wall of the second buffer layer. After forming a multi-layer spacer with the etched second oxide layer 80, third impurity ions 82 are implanted into the semiconductor substrate to form a third impurity diffusion region 84.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 첫째 부가적인 사진식각공정없이 스택형 게이트 형성 후 불순물 이온을 이온주입시켜 소스/드레인 영역을 형성함으로써 상기 SAS 식각 후에도 상기 적층형 게이트과의 오버랩(overlap) 영역이 일정하게 됨과 아울러 상기 소스 영역의 농도 프로파일이 상기 SAS 식각에 영향을 받지 않고, 둘째 상기 SAS 식각시 상게 제 1 버퍼층으로 상기 제 2 도전층을 보호하고 또한 스택형 게이트와 필드산화막의 상대적인 두께를 고려하여 상기 제 1 버퍼층의 두께를 조절하면 상기 스택형 게이트의 높이와 소스라인측의 식각될 필드산화막의 두께가 차이가 나더라도 상기 제 2 버퍼층이 남아있는 스택형 게이트 측벽 높이가 상기 제 1 버퍼 층의 두께만큼 식각마진이 있기 때문에 SAS 식각시 소스측 스택형 게이트의 가장자리에 인접한 게이트 산화막 및 하단의 반도체 기판의 손상을 줄일 수 있으며, 세째 상기 SAS 식각시 상기 제 1 및 제 2 버퍼층에 의해 상기 제 2 도전층의 부분적 식각이나 플라즈마 식각에 의한 손상을 감소시킬 수 있으며, 네째 별도의 사진공정없이 소거 방식으로 소스 소거방식을 채택하고 있는 소자에 대해 SAS 식각 후 불순물 영역을 형성하기 위한 불순물 이온주입을 선택적으로 추가할 수 있는 등 많은 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the source / drain region is formed by ion implantation of impurity ions after the formation of the stacked gate without an additional photolithography process, so that the overlap region with the stacked gate is constant even after the SAS etching. In addition, the concentration profile of the source region is not affected by the SAS etching, and secondly, the second conductive layer is protected by the first buffer layer during SAS etching, and the thickness of the stacked gate and the field oxide layer is considered in consideration of the relative thickness of the stacked gate and the field oxide layer. When the thickness of the first buffer layer is adjusted, even if the height of the stacked gate is different from the thickness of the field oxide layer to be etched on the source line side, the height of the stacked gate sidewall in which the second buffer layer remains is the thickness of the first buffer layer. Since there is an etch margin, the edges of the source-side stacked gates during SAS etching Damage to the oxide film and the lower semiconductor substrate can be reduced, and damage caused by partial etching or plasma etching of the second conductive layer can be reduced by the first and second buffer layers during the third SAS etching. It is possible to selectively add impurity ion implantation to form impurity regions after SAS etching for devices adopting the source erasing method as the erasing method without the photo process.

도 1 은 일반적인 비휘발성 메모리 셀의 레이아웃(layout)을 도시한 것이고,1 illustrates a layout of a typical nonvolatile memory cell.

도 2 는 도 1 의 등가회로를 도시한 것이며,2 shows the equivalent circuit of FIG. 1,

도 3 은 종래의 SAS(Self Aligned Source) 식각공정을 이용한 비휘발성 메모리 소자의 단면을 도시한 것이며,3 is a cross-sectional view of a nonvolatile memory device using a conventional SAS (Self Aligned Source) etching process.

도 4 는 스페이서를 이용한 종래의 SAS 식각공정을 이용한 비휘발성 메모리 소자의 단면을 도시한 것이며,4 is a cross-sectional view of a nonvolatile memory device using a conventional SAS etching process using a spacer.

도 5 및 도 6 은 도 4 의 비휘발성 메모리 소자 제조시 결함이 발생되는 원인 및 결함을 도시한 것이며,5 and 6 illustrate causes and defects of defects in manufacturing the nonvolatile memory device of FIG. 4.

도 7 내지 도 13 은 본 발명에 의한 비휘발성 메모리 소자의 제조방법을 순서대로 도시한 것이다.7 to 13 illustrate a method of manufacturing a nonvolatile memory device according to the present invention in order.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

50: 반도체 기판 52 : 게이트 산화막50: semiconductor substrate 52: gate oxide film

54 : 제 1 도전층 56 : 제 1 산화막54: first conductive layer 56: first oxide film

58 : 제 2 도전층 60 : 제 1 버퍼층58: second conductive layer 60: first buffer layer

62 : 제 1 포토레지스트 64,82 : 불순물 이온62: first photoresist 64,82: impurity ions

66, 67, 68 : 제 1 불순물 확산영역 70 : 제 2 버퍼층66, 67, 68: first impurity diffusion region 70: second buffer layer

72 : 제 2 포토레지스트 76 : 제 2 불순물 확산영역72 second photoresist 76 second impurity diffusion region

78 : 제 2 산화막 84 : 제 3 불순물 확산영역78: second oxide film 84: third impurity diffusion region

Claims (17)

반도체 기판 위에 형성된 게이트 산화막과, 상기 게이트 산화막 위에 형성된 다층의 적층형 게이트와, 상기 적층형 게이트의 일측 가장자리 상부에 형성된 제 1 버퍼층과, 상기 적층형 게이트의 측벽에 형성된 다중막 스페이서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자.A gate oxide film formed on the semiconductor substrate, a multilayer stacked gate formed on the gate oxide film, a first buffer layer formed on one side edge of the stacked gate, and a multilayer spacer formed on sidewalls of the stacked gate. Nonvolatile memory device. 제 1 항에 있어서, 상기 적층형 게이트는 상기 게이트 산화막 위에 제 1 도전층 패턴과, 절연막 패턴 및 제 2 도전층 패턴이 순차적층되어 구성된 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리소자.The nonvolatile memory device of claim 1, wherein the stacked gate is formed by sequentially layering a first conductive layer pattern, an insulating layer pattern, and a second conductive layer pattern on the gate oxide layer. 제 1 항에 있어서, 상기 다중막 스페이서는 좌,우 비대칭형임을 특징으로 하는 비휘발성 메모리소자.The nonvolatile memory device of claim 1, wherein the multi-layer spacer is left and right asymmetrical. 제 1 항에 있어서, 상기 다중막 스페이서는 상기 적층형 게이트의 측벽으로부터 제 1 스페이서와, 제 2 스페이서 순으로 구성된 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자.The nonvolatile memory device of claim 1, wherein the multilayer spacer comprises a first spacer and a second spacer from sidewalls of the stacked gate. 제 1 항에 있어서, 상기 다중막 스페이서는 상기 적층형 게이트의 일측벽 및 상기 적층형 게이트의 일측벽과 동일 수직선상에 있는 상기 제 1 버퍼층 일측벽에 인접하고, 상기 적층형 게이트의 타측벽 일부와 인접하는 제 1 스페이서와, 상기 적층형 게이트의 양측벽 및 상기 제 1 스페이서를 덮는 제 2 스페이서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자.The multi-layer spacer of claim 1, wherein the multilayer spacer is adjacent to one side wall of the stacked gate and one side wall of the first buffer layer on the same vertical line as one side wall of the stacked gate, and adjacent to a portion of the other side wall of the stacked gate. And a second spacer covering both sidewalls of the stacked gate and the first spacer. 제 1 항에 있어서, 상기 다중막 스페이서는 상기 적층형 게이트의 일측벽 및 상기 제 1 버퍼층의 상부전면과 상기 적층형 게이트의 일측벽과 동일 수직선상에 있는 상기 제 1 버퍼층 일측벽에 인접하고, 상기 적층형 게이트의 타측벽의 일부와 인접하는 제 1 스페이서와, 상기 적층형 게이트의 양측벽 및 상기 제 1 스페이서의 일측벽을 덮는 제 2 스페이서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자.2. The multilayer structure of claim 1, wherein the multilayer spacer is adjacent to one side wall of the stacked gate, an upper front surface of the first buffer layer, and one side wall of the first buffer layer on the same vertical line as one side wall of the stacked gate. And a second spacer adjacent to a portion of the other sidewall of the gate, and a second spacer covering both sidewalls of the stacked gate and one sidewall of the first spacer. 제 4항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 스페이서는 절연층으로 구성된 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자.The nonvolatile memory device of claim 4, wherein the first spacer is formed of an insulating layer. 제 4 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 스페이서는 산화막으로 구성된 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자.The nonvolatile memory device of claim 4, wherein the second spacer is formed of an oxide film. 제 1 도전형의 반도체 기판에 게이트 산화막과 적층형 게이트를 순차적으로 형성하는 단계와, 소스/드레인 영역을 형성하기 위해 상기 적층형 게이트를 마스크로 하여 상기 반도체 기판에 일차로 제 2 도전형의 불순물 이온을 이온주입하는 단계와, 상기 결과물의 표면에 제 2 버퍼층을 형성하는 단계와, 상기 제 2 버퍼층 위에 포토레지스터로 SAS 마스크를 형성한 후 이를 이용하여 상기의 결과물을 반도체 기판 표면이 노출되도록 식각하는 단계와, 상기 노출된 반도체 기판에 이차로 제 2 도전형의 불순물 이온을 이온주입하는 단계와, 상기 결과물의 전면에 산화막을 성장시킨 후 에치백하여 스페이서를 형성하는 단계와, 상기 결과물의 전면에 3차로 제 2 도전형의 불순물 이온을 이온주입하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자 제조방법.Sequentially forming a gate oxide film and a stacked gate on a first conductive semiconductor substrate, and impurity ions of the second conductive type are first applied to the semiconductor substrate using the stacked gate as a mask to form a source / drain region. Implanting the ion, forming a second buffer layer on the surface of the resultant, forming a SAS mask with a photoresist on the second buffer layer, and then etching the resultant to expose the surface of the semiconductor substrate using the same; And ion implanting a second conductivity type impurity ion into the exposed semiconductor substrate, growing an oxide film on the entire surface of the resultant, and etching back to form a spacer; Non-volatile comprising the step of ion implanting impurity ions of the second conductivity type Memory devices how prepared. 제 9 항에 있어서, 상기 적층형 게이트를 형성하는 단계는 상기 게이트 산화막 위에 제 1 도전층과, 절연층 및 제 2 도전층을 순차적층시킨 후 사진 및 식각공정을 이용하여 식각함으로써 이루어진 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자 제조방법.The method of claim 9, wherein the forming of the stacked gate is performed by sequentially forming a first conductive layer, an insulating layer, and a second conductive layer on the gate oxide layer, and etching the same using a photo and an etching process. Method for manufacturing nonvolatile memory device. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 도전층과 제 2 도전층은 다결정실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자 제조방법.The method of claim 10, wherein the first conductive layer and the second conductive layer are made of polycrystalline silicon. 제 10 항에 있어서, 상기 2 도전층은 폴리사이드로 이루어진 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자 제조방법.The method of claim 10, wherein the second conductive layer is made of polyside. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 버퍼층은 수백 Å 정도의 두께로 이루어진 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자 제조방법.10. The method of claim 9, wherein the second buffer layer has a thickness of about several hundred microseconds. 제 9 항에 있어서, 상기 반도체 기판에 이차로 제 2 도전형의 불순물 이온을 이온주입하는 단계는 상기 제 2 도전형의 불순물 이온을 임의의 각도로 이온주입하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자 제조방법.10. The nonvolatile memory device of claim 9, wherein the ion implantation of the impurity ions of the second conductivity type into the semiconductor substrate is performed by ion implantation of the impurity ions of the second conductivity type at an arbitrary angle. Manufacturing method. 제 9 항에 있어서, 상기 반도체 기판에 이차로 제 2 도전형의 불순물 이온을 이온주입하는 단계는 상기 SAS 식각전에 실시하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자 제조방법.10. The method of claim 9, wherein the ion implantation of the second conductivity type impurity ions into the semiconductor substrate is performed before the SAS etching. 제 9 항에 있어서, 상기 스페이서를 형성하는 단계는 상기 산화막 형성 후 에치백시 상기 산화막만 식각하여 산화막 하부의 제 2 버퍼층이 노출되도록 하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자 제조방법.The method of claim 9, wherein the forming of the spacers comprises etching the oxide layer only to expose the second buffer layer under the oxide layer when the spacer is etched after forming the oxide layer. 제 9 항에 있어서, 상기 스페이서를 형성하는 단계는 상기 산화막 형성 후 에치백시 상기 산화막 및 제 2 버퍼층을 식각하여 상기 제 2 버퍼층 하부의 제 1 버퍼층 상부 전면과 적층형 게이트의 상부 일부면이 노출되도록 하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자 제조방법.The method of claim 9, wherein the forming of the spacer comprises etching the oxide layer and the second buffer layer during etching back after forming the oxide layer so that the upper surface of the upper surface of the first buffer layer below the second buffer layer and the upper partial surface of the stacked gate are exposed. Non-volatile memory device manufacturing method characterized in that.
KR1019970031000A 1997-07-04 1997-07-04 Nonvolatile Memory Device and Manufacturing Method KR100452313B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970031000A KR100452313B1 (en) 1997-07-04 1997-07-04 Nonvolatile Memory Device and Manufacturing Method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970031000A KR100452313B1 (en) 1997-07-04 1997-07-04 Nonvolatile Memory Device and Manufacturing Method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990008860A KR19990008860A (en) 1999-02-05
KR100452313B1 true KR100452313B1 (en) 2005-05-03

Family

ID=37302382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970031000A KR100452313B1 (en) 1997-07-04 1997-07-04 Nonvolatile Memory Device and Manufacturing Method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100452313B1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100356469B1 (en) * 1999-12-29 2002-10-18 주식회사 하이닉스반도체 Method of manufacturing a flash memory device
KR100466819B1 (en) * 2002-06-29 2005-01-24 주식회사 하이닉스반도체 Method for manufacturing semiconductor flash memory cell
KR100827490B1 (en) * 2007-05-18 2008-05-06 주식회사 동부하이텍 Method for forming semiconductor device
KR100861833B1 (en) * 2007-05-25 2008-10-07 주식회사 동부하이텍 Method for manufacturing semiconductor memory device
KR100936107B1 (en) * 2007-11-23 2010-01-11 주식회사 동부하이텍 Method for fabricating semiconductor device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950012738A (en) * 1993-10-15 1995-05-16 김주용 E.P.ROM and manufacturing method thereof
JPH08340087A (en) * 1995-06-12 1996-12-24 Sony Corp Ferroelectric nonvolatile memory
KR0151268B1 (en) * 1995-07-11 1998-10-01 문정환 Method of manufacturing semiconductor memory device
KR19990020387A (en) * 1997-08-30 1999-03-25 김영환 Cell spacer formation method of flash Y pyrom

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950012738A (en) * 1993-10-15 1995-05-16 김주용 E.P.ROM and manufacturing method thereof
JPH08340087A (en) * 1995-06-12 1996-12-24 Sony Corp Ferroelectric nonvolatile memory
KR0151268B1 (en) * 1995-07-11 1998-10-01 문정환 Method of manufacturing semiconductor memory device
KR19990020387A (en) * 1997-08-30 1999-03-25 김영환 Cell spacer formation method of flash Y pyrom

Also Published As

Publication number Publication date
KR19990008860A (en) 1999-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5470773A (en) Method protecting a stacked gate edge in a semiconductor device from self aligned source (SAS) etch
KR100418091B1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
KR100239459B1 (en) Semiconductor memory device and manufacturing method thereof
KR100661225B1 (en) Method for manufacturing flash eeprom device
JP2655124B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same
KR100201451B1 (en) Nonvolatile memory device
KR100487951B1 (en) A semiconductor device having self-aligned contact hole and fabrication method thereof
JP2002151610A (en) Nonvolatile memory element and its manufacturing method
US6110779A (en) Method and structure of etching a memory cell polysilicon gate layer using resist mask and etched silicon oxynitride
KR100452313B1 (en) Nonvolatile Memory Device and Manufacturing Method
US7041555B2 (en) Method for manufacturing flash memory device
JPH10229178A (en) Manufacture of semiconductor device
KR20040019191A (en) Manufacturing method for flash memory device
US6365449B1 (en) Process for making a non-volatile memory cell with a polysilicon spacer defined select gate
KR100187679B1 (en) Method of making flash memory cell
KR100339420B1 (en) Method for fabricating semiconductor memory device
KR100202115B1 (en) The method of starter for culturing mushroom
KR100734075B1 (en) Flash memory cell and method of making the same
KR100262002B1 (en) Method of fabricating a flash memory
JPH1022404A (en) Manufacture of split gate type semiconductor device
JP2005322927A (en) Flash memory element and its manufacturing method
KR100632657B1 (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR100267768B1 (en) Method for manufacturing nonvolatile memory device
KR100568856B1 (en) method for manufacturing nonvolatile semiconductor memory devices
KR100356480B1 (en) Method of manufacturing a flash memory cell

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee