KR100493004B1 - Non volatile memory device having improved program and erase effeciency and fabricating method therefor - Google Patents

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Abstract

프로그램 및 소거 효율이 개선된 불휘발성 메모리 장치 및 그 제조방법에 관하여 개시한다. 본 발명에 따른 불휘발성 메모리 장치는, 활성영역과 소자분리영역으로 구분되고, 활성영역 중 소오스 및 드레인이 형성될 영역의 표면에 소정 각도의 경사면을 갖는 리세스가 형성된 반도체 기판과, 이웃한 리세스 사이에 위치한 반도체 기판 표면에 형성되고, 게이트 절연막, 플로팅 게이트, 층간절연막 및 컨트롤 게이트가 적층된 메모리 셀의 게이트 전극 패턴과, 상기 게이트 전극 패턴 양쪽에 위치한 리세스 아래에 형성된 소오스 및 드레인을 구비하고, 상기 리세스의 경사면을 통해 상기 소오스 및 드레인과 상기 플로팅 게이트 일부가 오버-랩된다.Disclosed are a nonvolatile memory device having improved program and erase efficiency and a method of manufacturing the same. A nonvolatile memory device according to the present invention includes a semiconductor substrate which is divided into an active region and an isolation region, and has a recess having an inclined surface having a predetermined angle on a surface of a region in which a source and a drain are to be formed in the active region, and a neighboring recess. A gate electrode pattern of a memory cell formed on a surface of a semiconductor substrate disposed between the recesses and having a gate insulating film, a floating gate, an interlayer insulating film, and a control gate stacked thereon, and a source and a drain formed under the recesses disposed on both sides of the gate electrode pattern; The source and drain and the floating gate portion overlap with each other through the inclined surface of the recess.

Description

프로그램 및 소거 효율이 개선된 불휘발성 메모리 장치 및 그 제조방법{Non volatile memory device having improved program and erase effeciency and fabricating method therefor}Non volatile memory device having improved program and erase effeciency and fabricating method therefor}

본 발명은 불휘발성 메모리 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 전기장 증가를 통해 프로그램(program) 및 소거(erase) 효율이 개선된 불휘발성 메모리 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a nonvolatile memory device and a method of manufacturing the same having improved program and erase efficiency through an increase in electric field.

불휘발성 메모리 장치(nonvolatile memory device), 예컨대 플래쉬 메모리 (flash memory) 장치는 일반적으로, 노아(NOR)형과 낸드(NAND)형으로 구분된다. 낸드형 플래쉬 메모리 장치가 1개의 비트라인에 8개 또는 16개의 셀 트랜지스터가 직렬로 연결되어 있는 것과는 달리 노아형 플래쉬 메모리 장치는 1개의 비트라인에 다수의 셀 트랜지스터가 병렬로 연결된다. 따라서, 셀 사이즈가 작아 고집적화에 유리한 낸드형 플래쉬 메모리는 대용량의 메모리 장치에 주로 사용되고, 1개의 비트라인에 병렬로 접속된 다수의 셀에 각각 정보를 저장하고 읽을 수 있어 셀 이용 효율이 높은 노아형 플래쉬 메모리는 컴퓨터나 통신기기 등에 널리 사용된다.Nonvolatile memory devices, such as flash memory devices, are generally divided into NOR and NAND types. Unlike NAND flash memory devices having 8 or 16 cell transistors connected in series on one bit line, NOR flash memory devices have multiple cell transistors connected in parallel on one bit line. Therefore, the NAND flash memory, which is advantageous for high integration due to its small cell size, is mainly used for a large-capacity memory device and can store and read information in a plurality of cells connected in parallel to one bit line. Flash memory is widely used in computers and communication devices.

그러나, 노아형 플래쉬 메모리는 채널 핫 일렉트론(channel hot electron)을 이용한 플로그램 방식과 파울러-노드하임(Fowler-Nordheim, 이하 F-N) 터널링을 이용한 소오스 소거 방식을 사용한다. 따라서, 충분한 소오스 오버랩 영역을 확보하여야 하며, F-N 터널링을 위한 10V 정도의 고전압이 필요하고 핫 일렉트론 주입 효율에 따른 프로그램 및 소거 시간을 필요로 하는 단점이 있다. However, Noah type flash memory uses a flow diagram method using channel hot electrons and a source erasing method using Fowler-Nordheim (F-N) tunneling. Therefore, a sufficient source overlap region must be secured, a high voltage of about 10V is required for F-N tunneling, and a program and erase time according to hot electron injection efficiency is required.

한편, 반도체 메모리 장치의 고집적화 및 고속화가 가속되면서 작은 면적에 보다 많은 정보를 저장하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 고속화 경향은 메모리 장치의 전력 소모를 증가시키는 요인이 된다. 특히, 최근들어 노트북(note book) 이나 휴대용 통신기기와 같이 배터리(battery)를 전원으로 사용하는 제품들의 수요가 증대됨에 따라, 메모리 장치의 소모 전력을 최소하는 방법에 대한 다각적인 연구가 진행되고 있다. Meanwhile, as the integration and speed of semiconductor memory devices are accelerated, efforts have been made to store more information in a smaller area. This tendency to speed up is a factor that increases the power consumption of the memory device. In particular, as the demand for products using a battery as a power source, such as a notebook or a portable communication device, has increased recently, various studies on how to minimize the power consumption of a memory device have been conducted. .

따라서, 불휘발성 메모리 장치에 있어서도 저전압·저소비전력을 달성하기 위해 핫 일렉트론 주입 효율을 높이거나, 프로그램 및 소거 전압을 낯출것이 요구되고 있다. Therefore, even in a nonvolatile memory device, in order to achieve low voltage and low power consumption, it is required to increase the hot electron injection efficiency or to reduce the program and erase voltages.

따라서, 본 발명의 과제는 핫 일렉트론 주입 효율을 높이고, 프로그램 및 소거 전압을 낮출 수 있는 불휘발성 메모리 장치를 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a nonvolatile memory device capable of increasing hot electron injection efficiency and lowering program and erase voltages.

본 발명의 다른 과제는 상기 불휘발성 메모리 장치 제조에 적합한 제조방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a manufacturing method suitable for manufacturing the nonvolatile memory device.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 불휘발성 메모리 장치는, 활성영역과 소자분리영역으로 구분되고, 활성영역 중 소오스 및 드레인이 형성될 영역의 표면에 소정 각도의 경사면을 갖는 리세스가 형성된 반도체 기판과, 이웃한 리세스 사이에 위치한 반도체 기판 표면에 형성되고, 게이트 절연막, 플로팅 게이트, 층간절연막 및 컨트롤 게이트가 적층된 메모리 셀의 게이트 전극 패턴과, 상기 게이트 전극 패턴 양쪽에 위치한 리세스 아래에 형성된 소오스 및 드레인을 구비하고, 상기 리세스의 경사면을 통해 상기 소오스 및 드레인과 상기 플로팅 게이트 일부가 오버-랩된다.A nonvolatile memory device according to the present invention for achieving the above object is divided into an active region and a device isolation region, the semiconductor is formed with a recess having an inclined surface of a predetermined angle on the surface of the region in which the source and drain will be formed A gate electrode pattern of a memory cell formed on a surface of a semiconductor substrate positioned between a substrate and a neighboring recess, and having a gate insulating film, a floating gate, an interlayer insulating film, and a control gate stacked thereon, and under a recess located on both sides of the gate electrode pattern. A source and a drain are formed, and the source and drain and the floating gate portion overlap with each other through the inclined surface of the recess.

상기 경사면 아래에 형성된 소오스 및 드레인은 리세스 중심부에서보다 저농도로 형성된다.The source and drain formed below the inclined surface are formed at a lower concentration than at the center of the recess.

상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 불휘발성 메모리 장치 제조방법은, 활성 영역과 소자분리 영역으로 구분된 제1 도전형의 반도체 기판 일 표면에, 소오스 및 드레인이 형성될 부분을 노출시키는 제1 마스크 패턴을 형성하고, 상기 제1 마스크 패턴을 식각 마스크로 적용하고 상기 기판을 일정깊이 식각하여, 소오스 및 드레인이 형성될 활성영역 표면에 경사면을 갖는 리세스를 형성한다. 상기 제1 마스크 패턴을 제거한 후, 결과물 전면에 게이트 절연막, 플로팅 게이트, 층간절연막 및 컨트롤 게이트로 구성된 게이트 전극 패턴을 형성한다. 상기 리세스는 기판을 20nm∼100nm 정도의 깊이로 이방성 식각하는 단계로 이루어지며, 이방성 식각 후, 전계의 급격한 증가로 인한 필드 누설전류나 직접 터널링을 방지하기 위해 소정량의 기판을 산화 후 등방성 식각할 수도 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a nonvolatile memory device, the method including exposing a portion where a source and a drain are to be formed on one surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type divided into an active region and an isolation region. A mask pattern is formed, the first mask pattern is applied as an etch mask, and the substrate is etched to a predetermined depth to form a recess having an inclined surface on the surface of the active region in which the source and the drain are to be formed. After removing the first mask pattern, a gate electrode pattern including a gate insulating film, a floating gate, an interlayer insulating film, and a control gate is formed on the entire surface of the resultant product. The recess consists of anisotropic etching of the substrate to a depth of about 20 nm to 100 nm. After anisotropic etching, anisotropic etching is performed after oxidation of a predetermined amount of substrate to prevent field leakage current or direct tunneling due to a sudden increase in the electric field. You may.

리세스 형성 후, 제1 마스크 패턴을 이온주입 마스크로 사용하여 제2 도전형의 불순물을 저농도로 이온주입하고, 게이트 전극 패턴 형성 후, 메모리 셀의 소오스 및 드레인을 형성하기 위한 불순물을 고농도로 이온주입하여, 기판 내에 소오스 및 드레인을 형성한다.After the recess is formed, the first mask pattern is used as an ion implantation mask, and the second conductivity type impurities are implanted at low concentration, and after forming the gate electrode pattern, impurities for forming the source and drain of the memory cell are ionized at a high concentration. It is implanted to form a source and a drain in the substrate.

그 결과 본 발명에 의하면, 플로팅 게이트와 기판 사이의 전기장이 증대되어 채널 핫 전자의 플로팅 게이트로의 주입 효율이 향상되어, 불휘발성 메모리 장치의 프로그램 효율이 개선된다. 또한, 모서리 부분에 전계가 집중되어 전기장의 세기가 증가므로, 플로팅 게이트와 소오스 및 드레인 사이에서의 터널링 전류가 증가되어 소거 효율이 개선된다. As a result, according to the present invention, the electric field between the floating gate and the substrate is increased to improve the injection efficiency of the channel hot electrons into the floating gate, thereby improving the program efficiency of the nonvolatile memory device. In addition, since the electric field is concentrated in the corner portion, the electric field intensity increases, so that the tunneling current between the floating gate and the source and drain is increased, thereby improving the erase efficiency.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록함과 동시에, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 이하에서 개시되는 실시예에서 어느 한 막이 다른 막 또는 기판위에 존재하는 것으로 지칭될 때, 다른 막 또는 기판 바로 위에 있을 수도 있고, 층간막이 존재할 수도 있음을 밝혀둔다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be embodied in various forms, and only the embodiments of the present invention may be completed by the present invention to those skilled in the art. It is provided to fully inform the category. In the embodiments disclosed below, when either film is referred to as being on another film or substrate, it is noted that it may be directly over the other film or substrate and an interlayer film may be present.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 불휘발성 메모리 셀의 단면도로서, 도면 참조부호 "100"은 제1 도전형 예컨대, P형의 반도체기판을, "110"은 게이트 절연막을, "120"은 플로팅 게이트를, "130"은 층간 절연막을, "140"은 컨트롤 게이트를, "150 및 160"은 소오스 및 드레인을 각각 나타낸다.1 is a cross-sectional view of a nonvolatile memory cell according to a preferred embodiment of the present invention, wherein reference numeral 100 denotes a first conductive type semiconductor substrate, for example, a p-type semiconductor substrate, and 110 a gate insulating film. Denotes a floating gate, “130” denotes an interlayer insulating film, “140” denotes a control gate, and “150 and 160” denotes a source and a drain, respectively.

상기 단면도에 의하면, 반도체기판(100) 상에, 전자를 주입할 수 있는 플로팅 게이트(120)와, 소정 두께의 층간절연막(130)을 사이에 두고 컨트롤 게이트(140)가 적층되어 있다. 플로팅 게이트(120)와 반도체 기판(100) 사이에는 채널 핫 일렉트론의 터널링이 발생될 게이트 절연막(110)이 형성되어 있다. According to the cross-sectional view, the control gate 140 is stacked on the semiconductor substrate 100 with the floating gate 120 through which electrons can be injected and the interlayer insulating film 130 having a predetermined thickness interposed therebetween. A gate insulating layer 110 is formed between the floating gate 120 and the semiconductor substrate 100 to tunnel the channel hot electrons.

상기 층간 절연막(130)은 예를 들어 산화막/ 질화막/ 산화막으로 적층된 ONO 구조로, 상기 게이트 절연막(110)은 산화막 또는 산질화막(oxynitride)으로 구성될 수 있으며, 상기 플로팅 게이트(120)와 컨트롤 게이트(140)는 일반적인 경우와 마찬가지로 불순물이 도우프된 폴리실리콘으로 구성될 수 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소오스 및 드레인(150 및 160)은 채널과 인접한 부분에 저농도영역(150' 및 160')을 구비한 LDD 구조로 형성될 수 있다.The interlayer insulating layer 130 may be, for example, an ONO structure in which an oxide layer, a nitride layer, and an oxide layer are stacked. The gate insulating layer 110 may be formed of an oxide layer or an oxynitride layer, and the floating gate 120 may be controlled. The gate 140 may be formed of polysilicon doped with impurities as in the general case. In addition, the source and drain 150 and 160 according to the preferred embodiment of the present invention may be formed of an LDD structure having low concentration regions 150 ′ and 160 ′ in a portion adjacent to the channel.

본 발명에 따른 메모리 셀은 도시된 바와 같이, 소오스 및 드레인(150 및 160) 기판 레벨이 채널영역보다 낮으며, 소오스 및 드레인(150 및 160)이 형성될 활성영역 표면에는 소정 각도의 경사면을 갖는 리세스가 형성되어 있다. 즉, 채널영역과 이웃한 소오스 및 드레인(120) 에지부 표면에 경사면이 형성되고, 경사면과 플로팅 게이트(140)가 충분히 오버-랩되는 구조를 갖는다. 소오스 및 드레인 에지부의 이러한 경사면은, 소오스 및 드레인(150 및 160)과 플로팅 게이트(120) 사이의 전기장을 증대시켜 프로그램 효율이나 소거 효율을 향상시키게 된다. 이를 계속되는 도면 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한다.As shown, the memory cell according to the present invention has a source and drain 150 and 160 substrate level lower than a channel region, and has an inclined surface at an angle on the surface of the active region where the source and drain 150 and 160 are to be formed. A recess is formed. That is, an inclined surface is formed on the surface of the source and drain 120 edge portions adjacent to the channel region, and the inclined surface and the floating gate 140 sufficiently overlap with each other. Such inclined surfaces of the source and drain edge portions increase the electric field between the source and drain 150 and 160 and the floating gate 120 to improve program efficiency or erase efficiency. This will be described with reference to FIGS. 2A and 2B.

도 2a는 본 발명에 따른 불휘발성 메모리 셀의 프로그램 효율 개선을, 도 2b는 소거 효율 개선을 설명하기 위해 도시한 단면도들로서, 도 1에서와 동일한 도면 참조부호는 동일 부재를 나타낸다.2A is a cross-sectional view illustrating the program efficiency improvement of the nonvolatile memory cell according to the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view for explaining the improvement of the erase efficiency, and the same reference numerals as in FIG. 1 denote the same members.

도 2a를 참조하면, 불휘발성 메모리 셀의 프로그램 동작은 소오스 전위(Vs)보다 높은 게이트 전위(+Vg)와 드레인 전위(+Vd)를 이용하여 채널 핫 전자를 플로팅 게이트(120)에 주입함으로써 셀의 문턱전압을 증가시키는 것에 의해 이루어진다. 이때, 기판(100)에는 기판 전압(-Vbb) 또는 접지 전압(Vss)이 인가되고, 플로팅 게이트(120)와 기판 사이의 전기장의 세기는, 채널 핫 전자의 플로팅 게이트(120) 주입 효율에 직접적인 영향을 미친다. 즉, 경사면에 형성된 수직 전기장의 강화로 인해 전기장의 세기가 크므로, 채널 핫 전자의 주입 효율은 상당히 커지게 된다. Referring to FIG. 2A, a program operation of a nonvolatile memory cell is performed by injecting channel hot electrons into the floating gate 120 using a gate potential (+ Vg) and a drain potential (+ Vd) higher than the source potential Vs. By increasing the threshold voltage. At this time, the substrate voltage (-Vbb) or the ground voltage (Vss) is applied to the substrate 100, and the intensity of the electric field between the floating gate 120 and the substrate is directly related to the implantation efficiency of the floating gate 120 of the channel hot electrons. Affect That is, since the strength of the electric field is large due to the strengthening of the vertical electric field formed on the inclined surface, the injection efficiency of the channel hot electrons becomes considerably large.

도 2a에 도시된 바와 같이 구성된 불휘발성 메모리 셀에서는, 채널과 인접한 소오스 및 드레인 표면이 경사지도록 구성되므로, 플로팅 게이트와 기판 사이에는 평평한(flat) 면 뿐만 아니라 경사면이 포함된다. 따라서, 본 발명에서 제안된 셀에서 플로팅 게이트(120)와 기판(100) 사이에는, 기판에 대해 수직한 방향의 제1 전기장(f1)과 기판에 대해 일정 각 예컨대, 90도 이하의 각도를 갖는 제2 전기장(f2)이 존재하게 된다. 그 결과 유효 전기장(s)은, 도시된 바와 같이, 제1 전기장(f1)과 제2 전기장(f2)의 벡터(vector) 합으로 표시될 수 있으며, 제1 전기장(f1)과 제2 전기장(f2)을 각 변으로하는 평행사변형의 대각선으로 나타난다.In the nonvolatile memory cell configured as shown in FIG. 2A, since the source and drain surfaces adjacent to the channel are configured to be inclined, the flat gate as well as the inclined surface are included between the floating gate and the substrate. Therefore, in the cell proposed in the present invention, between the floating gate 120 and the substrate 100, the first electric field f1 in a direction perpendicular to the substrate and an angle of about 90 degrees or less with respect to the substrate are provided. The second electric field f2 is present. As a result, the effective electric field s may be expressed as a vector sum of the first electric field f1 and the second electric field f2, as shown, and the first electric field f 1 and the second electric field are shown. It appears as a diagonal of a parallelogram with (f 2 ) on each side.

즉, 본 발명에 따르면, 유효 전기장(s)이 증대되어 채널 핫 전자의 플로팅 게이트로의 주입 효율이 향상되고, 결과적으로 불휘발성 메모리 장치의 프로그램 효율이 개선된다. 바꾸어 말하면, 낮은 게이트 및 드레인 전압하에서도 게이트 전류가 증가되므로, 프로그램을 위해 소자에 인가되는 전압, 특히 컨트롤 게이트 전압을 감소시킬 수 있다. 이처럼 프로그램 효율이 개선되어 컨트롤 게이트에 인가되는 전압을 낮출 수 있게 되면, 승압 전압 레벨이 감소될 뿐만 아니라, 메모리 셀을 구성하는 개별 트랜지스터가 견뎌야 하는 내압도 감소되어 불휘발성 메모리 장치의 신뢰성이 개선되는 효과가 있다.That is, according to the present invention, the effective electric field s is increased to improve the injection efficiency of the channel hot electrons into the floating gate, and as a result, the program efficiency of the nonvolatile memory device is improved. In other words, the gate current increases even under low gate and drain voltages, thereby reducing the voltage applied to the device for programming, in particular the control gate voltage. This improved program efficiency allows the voltage applied to the control gate to be lowered, which not only reduces the boost voltage level, but also reduces the breakdown voltage that the individual transistors constituting the memory cell must withstand, thereby improving reliability of the nonvolatile memory device. It works.

도 2b를 참조하면, 불휘발성 메모리 셀의 소거 동작은, 게이트 전위(-Vg)를 기판에 인가된 기판 전압(-Vbb) 또는 접지 전압(Vss) 보다 낮게 유지함으로써, 플로우팅 게이트(120)로부터 소오스 및 드레인(150 및 160), 벌크(채널)로 전자를 빼내어 셀의 문턱전압을 저하시키는 것에 의해 이루어진다. 이때, 소오스 및 드레인(150 및 160)은 도시된 바와 같이, 터널링이 이루어지는 게이트 절연막(110)의 열화가 감소되는 균일 소거(uniform erase)를 위해 플로팅(floating)시킨다. 프로그램 동작시와 마찬가지로, 소거 효율은 플로팅 게이트(120)와 기판 사이의 전기장의 세기에 의해 영향을 받게 된다.Referring to FIG. 2B, the erase operation of the nonvolatile memory cell is controlled from the floating gate 120 by keeping the gate potential (-Vg) lower than the substrate voltage (-Vbb) or the ground voltage (Vss) applied to the substrate. This is achieved by drawing electrons into the source and drain 150 and 160 and bulk (channel) to lower the threshold voltage of the cell. In this case, as illustrated, the source and drain 150 and 160 are floated for uniform erase in which degradation of the gate insulating layer 110 where tunneling is performed is reduced. As in the program operation, the erase efficiency is affected by the strength of the electric field between the floating gate 120 and the substrate.

채널과 인접한 소오스 및 드레인 표면이 경사지도록 구성된 본 발명에 따르면, 모서리 부분에 전계가 집중되어 전기장의 세기가 증가므로, 플로팅 게이트(120)와 소오스 및 드레인(150 및 160) 사이에 위치한 터널링 산화막의 에너지 밴드 기울기가 커지게 된다. 그 결과 불휘발성 메모리 셀의 소거 동작을 위한 F-N 터널링시, 플로팅 게이트의 전도대(conduction band)로부터 소오스 및 드레인의 전도대로 흐르는 터널링 전류가 증가되므로, 소거 효율이 개선된다. According to the present invention configured so that the source and drain surfaces adjacent to the channel are inclined, the electric field is concentrated at the corner portion, thereby increasing the strength of the electric field, and thus, the tunneling oxide layer between the floating gate 120 and the source and drain 150 and 160 is formed. The energy band slope becomes large. As a result, in the F-N tunneling for the erase operation of the nonvolatile memory cell, the tunneling current flowing from the conduction band of the floating gate to the conduction band of the source and the drain is increased, thereby improving the erase efficiency.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다. 계속되는 도면들에 있어서, 셀 어레이부 내의 "CELL-X"는 메모리 셀을 컨트롤 게이트와 평행한 방향으로, "CELL-Y"는 컨트롤 게이트와 수직한 방향으로 잘라본 단면도이다.3 to 6 are cross-sectional views illustrating a manufacturing method of a nonvolatile memory device in accordance with a preferred embodiment of the present invention in order of processing. In the following figures, "CELL-X" in the cell array section is a cross-sectional view taken in a direction parallel to the control gate and "CELL-Y" in a direction perpendicular to the control gate.

도 3은 소자분리막을 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a step of forming an isolation layer.

도 3을 참조하면, 제1 도전형의 반도체 기판(100), 예컨대 P형의 실리콘 기판 표면에, 예컨대 국부적 산화(LOCOS) 공정을 이용한 소자분리막(102)을 형성함으로써 소자분리영역과 활성영역을 한정한다. Referring to FIG. 3, a device isolation layer 102 is formed on a surface of a first conductive semiconductor substrate 100, for example, a P-type silicon substrate, for example, by using a local oxidation (LOCOS) process. It is limited.

여기서 도시되지는 않았지만, 상기 소자분리막(102)을 형성하기 전 제1 도전형의 반도체 기판(100) 내에, 주변회로부의 소자가 형성될 제2 도전형 예컨대 N형의 웰과 제1 도전형의 웰을 형성하고, 메모리 셀이 형성될 제1 도전형의 웰을 형성할 수 있다. 이러한 웰 형성 공정은 통상의 공정 수순에 따라 진행된다.Although not shown here, in the semiconductor substrate 100 of the first conductivity type before forming the device isolation layer 102, the wells of the second conductivity type such as the N type and the first conductivity type, in which the elements of the peripheral circuit part are to be formed, are formed. A well may be formed, and a well of a first conductivity type in which a memory cell is to be formed may be formed. This well forming process proceeds according to a conventional process procedure.

상기 소자분리막(102)은, 전형적인 국부적 산화법 이외에도 개선된 방법 예를 들면, 폴리실리콘 스페이서를 이용한 로코스(Poly Spacer LOCOS)법 또는 폴리실리콘 버퍼 로코스(Poly Buffered LOCOS)법, 트랜치 소자분리법을 이용하여 형성할 수 있다.In addition to the typical local oxidation method, the device isolation layer 102 may use an improved method, for example, a polyspacer LOCOS method, a polysilicon buffered LOCOS method, or a trench device isolation method using a polysilicon spacer. Can be formed.

도 4는 소오스 및 드레인이 형성될 메모리 셀의 표면을 식각하여 경사면을 갖는 리세스(r)를 형성하는 단계를 도시한 단면도이다. 4 is a cross-sectional view illustrating a step of forming a recess r having an inclined surface by etching a surface of a memory cell in which a source and a drain are to be formed.

도 4를 참조하면, 소자분리막(102)이 형성된 결과물 상에, 메모리 셀 어레이 내의 소오스 및 드레인이 형성될 부분을 노출시키는 마스크 패턴 예컨대, 제1 포토레지스트 패턴(104)을 형성한다. 상기 제1 포토레지스트 패턴(104)을 식각마스크로 적용하고 실리콘 기판을 식각대상물로 한 이방성 식각공정을 수행하여, 소오스 및 드레인이 형성될 메모리 셀 어레이 내의 기판 표면을 일정깊이 예컨대 20∼100nm 정도의 깊이 식각함으로써 경사면을 갖는 리세스(r)를 형성한다.Referring to FIG. 4, a mask pattern, for example, a first photoresist pattern 104 is formed on a resultant device isolation layer 102 to expose a portion where a source and a drain are to be formed in the memory cell array. By applying the first photoresist pattern 104 as an etching mask and performing an anisotropic etching process using a silicon substrate as an etching target, the surface of the substrate in the memory cell array in which the source and the drain are to be formed has a predetermined depth, for example, about 20 to 100 nm. By etching deeply, a recess r having an inclined surface is formed.

여기서, 채널과 인접한 소오스 및 드레인 영역 표면에 경사면이 형성되도록 상기 이방성 식각을 수행하는 것이 바람직하다. 상기 이방성 식각에 의해 형성되는 경사면의 경사각에 따라 터널링 전류가 영향을 받게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 소오스와 드레인을 통한 터널링 전류의 양 조절이 가능하도록, 상기 소오스와 드레인에 형성되는 리세스의 경사면을 비대칭적으로 형성할 수 있다.Here, it is preferable to perform the anisotropic etching so that the inclined surface is formed on the surface of the source and drain regions adjacent to the channel. Tunneling current is affected by the inclination angle of the inclined surface formed by the anisotropic etching. According to an embodiment of the present invention, the inclined surfaces of the recesses formed in the source and the drain may be asymmetrically formed so that the amount of tunneling current through the source and the drain may be adjusted.

한편, 이방성 식각시 나타날 수 있는 경사의 변화를 감안하고 뾰족한 에지(abrupt edge)에서 발생될 수 있는 전계의 급격한 증가로 인한 필드 누설전류나 직접 터널링을 방지하기 위해, 이방성 식각 후 실리콘 에쳔트를 사용하여 소정량의 등방성 식각을 행하거나, 소정량을 산화시킨 후 산화물을 등방성 식각으로 식각하고 후속 터널산화막을 성장시키는 것이 바람직하다. 이에 의해, 이방성 식각에 의해 초래될 수 있는 불균일적인 계단 구조의 각을 완화시켜 라운드 에지가 형성될 수 있다.On the other hand, in order to prevent the field leakage current or direct tunneling due to the sudden increase of the electric field that may occur at the sharp edge and to consider the change of the slope that may occur during the anisotropic etching, the silicon etchant is used after the anisotropic etching. It is preferable to perform a predetermined amount of isotropic etching, or to oxidize the predetermined amount, and then to etch the oxide by isotropic etching and to grow a subsequent tunnel oxide film. Thereby, rounded edges can be formed by relieving the angle of the non-uniform staircase structure that may be caused by anisotropic etching.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 리세스가 형성된 상기 결과물 전면에, 제2 도전형의 불순물 예컨대, 비소(As) 또는 인(P) 등과 같은 N형 불순물을 저농도로 이온주입한다. 이는, 고농도 소오스 및 드레인 에지 부위즉, 채널과 인접한 소오스 및 드레인 부위를 저농도로 형성하기 위한 것으로서, 급속열처리공정(RTP;Rapid Thermal Processing)이나 후속의 열처리 공정들에 의해 확산되어 고농도 소오스 및 드레인과 연결될 정도의 에너지와 도우즈량을 갖도록 이온주입한다. 이때, 소오스 및 드레인 에지부위와 불순물 접합 부위의 오버-랩 부위를 증가시키기 위해, 도시된 바와 같이 별도의 마스크 공정 없이, 기판(100) 식각에 사용된 제1 포토레지스트 패턴(104)을 이온주입 마스크로 사용할 수 있다. 이에 의해, 플로팅 게이트와 소오스 및 드레인 간의 오버-랩을 조절할 수 있으며, 커플링 조절도 가능하다. 또한, 후속 열처리 정도에 따라 게이트를 형성한 후 저농도 이온주입을 다시 실시할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, ion-implanted low concentrations of impurities of a second conductivity type, for example, N-type impurities such as arsenic (As) or phosphorus (P), are formed on the entire surface of the resultant recess. This is to form a high concentration source and drain edge portions, i.e., source and drain portions adjacent to the channel at low concentration, and is diffused by Rapid Thermal Processing (RTP) or subsequent heat treatment processes to form a high concentration source and drain region. Ion implantation so that it has sufficient energy and dose amount to be connected. In this case, in order to increase the over-lap region of the source and drain edge portions and the impurity junction region, ion implantation of the first photoresist pattern 104 used for etching the substrate 100 is performed without a separate mask process as shown. Can be used as a mask. Thereby, the over-lap between the floating gate and the source and drain can be adjusted, and the coupling can be adjusted. In addition, after forming the gate according to the degree of subsequent heat treatment, low concentration ion implantation may be performed again.

도 5는 게이트 절연막(110) 및 플로팅 게이트(120)를 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a process of forming the gate insulating layer 110 and the floating gate 120.

도 5를 참조하면, 상기 제1 포토레지스트 패턴(104)을 제거하고, 리세스가 형성된 활성영역 표면에, 예컨대 열산화 공정에 의해 얻어지는 게이트 절연막(110)을 형성한 다음, 그 결과물 전면에 도전물 예컨대 불순물이 도우프된 폴리실리콘을 약 1000Å∼2000Å의 두께로 증착하여 도전층을 형성한다. 상기 도전층 상에 제2 포토레지스트 패턴(122)을 형성하고, 이를 식각 마스크로 적용하여 도전층을 일방향으로 패터닝함으로써 불휘발성 메모리 장치의 플로팅 게이트(120)를 형성한다. 이후, 소자분리 강화를 위해 예컨대 붕소(B)와 같은 P형의 불순물을 소자분리막(102) 아래에 주입한다. Referring to FIG. 5, the first photoresist pattern 104 is removed, a gate insulating film 110 obtained by, for example, a thermal oxidation process is formed on the surface of the active region where the recess is formed, and then the entire surface of the resultant is electrically conductive. Polysilicon doped with water such as impurities is deposited to a thickness of about 1000 kPa to 2000 kPa to form a conductive layer. The second photoresist pattern 122 is formed on the conductive layer, and the conductive layer is patterned in one direction by applying the second photoresist pattern 122 as an etching mask to form the floating gate 120 of the nonvolatile memory device. Thereafter, a P-type impurity such as, for example, boron (B) is implanted under the device isolation layer 102 to enhance device isolation.

예를 들어, 기판 표면이 우퉁불퉁하거나 식각으로 인한 결함이 표면에 발생된 채 게이트 절연막이 형성되는 경우 터널링시 게이트 절연막을 통한 누설전류가 발생하여 불휘발성 메모리 셀의 전하 보유 성질이 저하된다. 이를 방지하기 위해 상기 게이트 절연막(110)을 형성하기 전, 터널링이 발생될 반도체 기판 표면 결함을 제거하고, 양질의 게이트 절연막이 형성될 수 있도록 기판 표면에 소정 두께로 희생산화막을 형성한 후 이를 제거하는 과정을 거치는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하기로는, 게이트 절연막(110) 형성 전, 질소나 소량의 산소 분위기에서 어닐링 공정을 약 10∼60분 정도 실시하는 결함 치유(damage curing) 공정을 진행한다. For example, when the gate insulating film is formed while the substrate surface is uneven or the defect due to etching is formed on the surface, leakage current is generated through the gate insulating film during tunneling, thereby degrading the charge retention property of the nonvolatile memory cell. To prevent this, before the gate insulating layer 110 is formed, the semiconductor substrate surface defects in which the tunneling is to be removed are removed, and after the sacrificial oxide film is formed on the substrate surface with a predetermined thickness so that a high quality gate insulating layer can be formed, it is removed. It is desirable to go through the process. More preferably, before the gate insulating film 110 is formed, a defect curing process is performed in which an annealing process is performed for about 10 to 60 minutes in nitrogen or a small amount of oxygen.

상기 게이트 절연막(110)은 70Å∼100Å 정도의 두께로 형성되며, 열산화 공정에 의해 얻어지는 열산화막 이외에도 전하의 트랩핑이 적은 막 예컨대, N2O, NH3, NO 분위기에서 성장된 산질화막(oxynitride)으로 형성될 수 있다. 상기 게이트 절연막(110)은 또한, 통상의 저항열식 로(furnace) 또는 RTP 챔버에서 길러질수 있다.The gate insulating film 110 is formed to a thickness of about 70 Pa to 100 Pa, and in addition to the thermal oxide film obtained by the thermal oxidation process, a film having little charge trapping, for example, an oxynitride film grown in an N 2 O, NH 3 , NO atmosphere ( oxynitride). The gate insulating film 110 may also be grown in a conventional resistive furnace or RTP chamber.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 열처리 공정들에 의해 셀 어레이부 기판 표면에는 저농도 소오스 및 드레인(150' 및 160')이 형성된다.As shown in FIG. 5, low concentration sources and drains 150 ′ and 160 ′ are formed on the surface of the cell array substrate by the heat treatment processes.

도 6은 층간절연막(130) 및 컨트롤 게이트(140)를 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a step of forming the interlayer insulating film 130 and the control gate 140.

도 6을 참조하면, 상기 제2 포토레지스트 패턴(도 5의 122)을 제거한 후, 플로팅 게이트(120)가 형성된 상기 결과물 전면에 예를 들면, 산화막/질화막/산화막을 차례로 적층하여 ONO 구조의 층간 절연막(130)을 형성한다. 계속해서, 상기 층간 절연막(130) 상에, 도전층을 형성한 다음 패터닝하여 컨트롤 게이트(140)을 형성한다. 상기 컨트롤 게이트(140) 패터닝시, 워드라인 방향의 층간절연막 및 플로팅 게이트도 동시에 패터닝된다. 계속해서, 컨트롤 게이트(140) 형성 후, 메모리 셀의 소오스 및 드레인을 형성하기 위한 이온주입 예컨대 고농도 N 형의 불순물을 주입하여 기판 내에 고농도 소오스 및 드레인(150 및 160)을 형성한다. 이때 상기 이온주입은 산화막 또는 질화막으로 스페이서를 형성한 후 실시할 수도 있다.Referring to FIG. 6, after removing the second photoresist pattern 122 (refer to FIG. 5), for example, an oxide film / nitride film / oxide film is sequentially stacked on the entire surface of the resultant surface on which the floating gate 120 is formed, to form an interlayer of an ONO structure. The insulating film 130 is formed. Subsequently, a conductive layer is formed on the interlayer insulating layer 130 and then patterned to form a control gate 140. When the control gate 140 is patterned, the interlayer insulating film and the floating gate in the word line direction are also patterned at the same time. Subsequently, after the control gate 140 is formed, ion implantation, for example, a high concentration of N-type impurities, is implanted to form a source and a drain of the memory cell, thereby forming a high concentration source and drain 150 and 160 in the substrate. In this case, the ion implantation may be performed after forming a spacer with an oxide film or a nitride film.

이때, 기 주입된 저농도 소오스 및 드레인(150' 및 160')은 플로팅 게이트(120)와 충분히 오버-랩 되어 있다. At this time, the pre-injected low concentration source and drain 150 'and 160' are sufficiently overlapped with the floating gate 120.

상기 층간 절연막(130)은 ONO 구조 이외에도, 탈륨 산화물(Ta oxide)이나 알루미늄 산화물(Al oxide) 또는 산질화물(oxynitride) 등과 같은 고유전율을 갖는 단일 물질로도 형성할 수 있다. In addition to the ONO structure, the interlayer insulating layer 130 may be formed of a single material having a high dielectric constant such as thallium oxide, aluminum oxide, or oxynitride.

상기 컨트롤 게이트(140)는 예를 들어, 약 500Å∼2000Å 두께의 불순물이 도우프된 폴리실리콘층과 약 500Å∼2000Å 두께의 실리사이드층을 적층한 폴리사이드 구조로 형성될 수 있다. 이때, 불순물이 도우프된 폴리실리콘층으로는 예컨대 폴리실리콘을 증착한 후 인(P)을 함유한 포클(POCl3)을 침적시키거나, 불순물을 직접 이온주입하여 도전성을 갖게 한 폴리실리콘층이 사용될 수 있다.For example, the control gate 140 may have a polyside structure in which a polysilicon layer doped with impurities of about 500 GPa to 2000 GPa and a silicide layer of about 500 GPa to 2000 GPa are stacked. At this time, as the polysilicon layer doped with impurities, for example, a polysilicon layer deposited by depositing polysilicon and then depositing a phosphorus (POCl 3 ) containing phosphorus (PCl) or by directly ion implantation of impurities to become conductive Can be used.

상기 층간 절연막(130)을 형성한 후, 도시되지는 않았지만, 주변회로부에 형성될 트랜지스터들의 문턱전압 조절을 위한 이온주입을 실시하고, 주변회로부 트랜지스터들의 게이트 산화막을 형성한다. After the interlayer insulating layer 130 is formed, ion implantation is performed to control threshold voltages of the transistors to be formed in the peripheral circuit unit, although not shown, and gate oxide layers of the peripheral circuit unit transistors are formed.

또한, 컨트롤 게이트(170) 형성을 위한 상기 도전층은 도시되지는 않았지만, 주변회로부 트랜지스터들의 게이트 도전층 형성에 사용된다. 예를 들어, 소오스 드레인(150 및 160) 형성을 위한 이온 주입 후, 메모리 셀 어레이부를 가리고, 주변회로부의 상기 도전층을 패터닝함으로써 주변회로부 내의 트랜지스터들을 위한 게이트를 형성한다. 이러한 주변회로부 트랜지스터 형성 공정이나 단위 셀 형성을 위한 이후의 공정들은 통상의 불휘발성 메모리 장치 형성 공정에 준한다.In addition, although not shown, the conductive layer for forming the control gate 170 is used to form the gate conductive layer of the peripheral circuit transistors. For example, after ion implantation to form the source drains 150 and 160, the memory cell array unit is covered and the conductive layer of the peripheral circuit portion is patterned to form gates for the transistors in the peripheral circuit portion. The process of forming the peripheral circuit portion transistor or the subsequent processes for forming the unit cell are similar to those of forming a nonvolatile memory device.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다. The present invention has been described in detail with reference to specific embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. It is possible.

상기한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 불휘발성 메모리 셀은, 플로팅 게이트와 오버-랩되는 소오스 및 드레인 에지부 표면에 경사면이 형성되어 있다. 즉, 채널영역과 이웃한 소오스 및 드레인 에지부 표면에 경사진 스텝이 형성되고, 경사면과 플로팅 게이트가 오버-랩되는 구조를 갖는다. As described above, in the nonvolatile memory cell according to the preferred embodiment of the present invention, an inclined surface is formed on the surface of the source and drain edge portions overlapping the floating gate. That is, an inclined step is formed on the surface of the source and drain edge portions adjacent to the channel region, and the inclined surface and the floating gate overlap with each other.

따라서, 플로팅 게이트와 기판 사이의 전기장이 증대되어 채널 핫 전자의 플로팅 게이트로의 주입 효율이 향상되고, 결과적으로 불휘발성 메모리 장치의 프로그램 효율이 개선된다. 그 결과, 컨트롤 게이트에 인가되는 전압을 낮출 수 있게 되어, 승압 전압 레벨이 감소되고, 메모리 셀을 구성하는 개별 트랜지스터가 견뎌야 하는 내압이 감소되어 불휘발성 메모리 장치의 신뢰성이 개선된다. 또한, 모서리 부분에 전계가 집중되어 전기장의 세기가 증가되어, 플로팅 게이트와 소오스 및 드레인 사이에서의 터널링 전류가 증가되므로, 소거 효율이 개선된다. Therefore, the electric field between the floating gate and the substrate is increased, thereby improving the injection efficiency of the channel hot electrons into the floating gate, and consequently, the program efficiency of the nonvolatile memory device. As a result, it is possible to lower the voltage applied to the control gate, thereby reducing the boost voltage level and reducing the breakdown voltage that the individual transistors constituting the memory cell must withstand, thereby improving reliability of the nonvolatile memory device. In addition, since the electric field is concentrated at the corner portion, the intensity of the electric field is increased, so that the tunneling current between the floating gate and the source and the drain is increased, so that the erase efficiency is improved.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 불휘발성 메모리 셀의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a nonvolatile memory cell according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2a는 본 발명에 따른 불휘발성 메모리 셀의 프로그램 효율 개선을, 도 2b는 소거 효율 개선을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.2A is a cross-sectional view illustrating the program efficiency improvement of a nonvolatile memory cell according to the present invention, and FIG.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다.3 to 6 are cross-sectional views illustrating a manufacturing method of a nonvolatile memory device in accordance with a preferred embodiment of the present invention in order of processing.

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

100 : 반도체 기판, 110 : 게이트 절연막100: semiconductor substrate, 110: gate insulating film

120 : 플로팅 게이트, 130 : 층간 절연막120: floating gate, 130: interlayer insulating film

140 : 컨트롤 게이트, 150,150',160,160' : 소오스, 드레인140: control gate, 150,150 ', 160,160': source, drain

Claims (12)

전기적으로 데이터의 소거와 저장이 가능한 불휘발성 메모리 장치에 있어서,In a nonvolatile memory device capable of electrically erasing and storing data, 활성영역과 소자분리영역으로 구분되고, 활성영역 중 소오스 및 드레인이 형성될 영역의 표면에 소정 각도의 경사면을 갖고, 상기 소오스와 드레인에 대하여 비대칭(asymmetric)인 경사를 갖는 리세스가 형성된 반도체 기판;A semiconductor substrate which is divided into an active region and a device isolation region, and has a recessed surface having a predetermined angle on a surface of a region where a source and a drain are to be formed, and a recess having an asymmetric slope with respect to the source and the drain. ; 이웃한 리세스 사이에 위치한 반도체 기판 표면에 형성되고, 게이트 절연막, 플로팅 게이트, 층간절연막 및 컨트롤 게이트가 적층된 메모리 셀의 게이트 전극 패턴; 및 A gate electrode pattern of a memory cell formed on a surface of a semiconductor substrate located between neighboring recesses and having a gate insulating film, a floating gate, an interlayer insulating film, and a control gate stacked thereon; And 상기 게이트 전극 패턴 양쪽에 위치한 리세스 아래에 형성된 소오스 및 드레인을 구비하고, 상기 리세스의 경사면을 통해 상기 소오스 및 드레인과 상기 플로팅 게이트 일부가 오버-랩되는 것을 특징으로 하는 불휘발성 메모리 장치. And a source and a drain formed under the recesses disposed at both sides of the gate electrode pattern, and the source and drain and the part of the floating gate overlap with each other through an inclined surface of the recess. 제1항에 있어서, 상기 경사면 아래에 형성된 소오스 및 드레인은 리세스 중심부에서보다 저농도로 형성된 것을 특징으로 하는 불휘발성 메모리 장치. The nonvolatile memory device of claim 1, wherein the source and the drain formed below the inclined surface are formed at a lower concentration than the center of the recess. 제1항에 있어서, 상기 게이트 절연막은 산화막 또는 산질화막(oxynitride)로 형성된 것을 특징으로 하는 불휘발성 메모리 장치.The nonvolatile memory device of claim 1, wherein the gate insulating layer is formed of an oxide layer or an oxynitride layer. 전기적으로 데이터의 소거와 저장이 가능한 불휘발성 메모리 장치의 제조방법에 있어서,In the method of manufacturing a nonvolatile memory device capable of electrically erasing and storing data, 활성 영역과 소자분리 영역으로 구분된 제1 도전형의 반도체 기판 일 표면에, 소오스 및 드레인이 형성될 부분을 노출시키는 제1 마스크 패턴을 형성하는 제1 단계;Forming a first mask pattern on one surface of the first conductive semiconductor substrate, which is divided into an active region and an isolation region, to expose a portion where a source and a drain are to be formed; 상기 제1 마스크 패턴을 식각 마스크로 적용하고 상기 기판을 일정깊이 식각하여, 소오스 및 드레인이 형성될 활성영역 표면에 경사면을 갖고, 상기 소오스와 드레인에 대하여 비대칭(asymmetric)인 경사를 갖는 리세스를 형성하는 제2 단계;By applying the first mask pattern as an etch mask and etching the substrate to a predetermined depth, a recess having an inclined surface on the surface of the active region in which the source and the drain are to be formed and having an asymmetric inclination with respect to the source and the drain is formed. Forming a second step; 상기 제1 마스크 패턴을 제거하는 제3 단계; 및A third step of removing the first mask pattern; And 상기 결과물 전면에 게이트 절연막, 플로팅 게이트, 층간절연막 및 컨트롤 게이트로 구성된 게이트 전극 패턴을 형성하는 제4 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 불휘발성 메모리 장치 제조방법.And forming a gate electrode pattern including a gate insulating film, a floating gate, an interlayer insulating film, and a control gate on the entire surface of the resultant material. 제4항에 있어서, 상기 제2 단계는 상기 기판을 20nm∼100nm 정도의 깊이로 이방성 식각하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 불휘발성 메모리 장치 제조방법.The method of claim 4, wherein the second step comprises anisotropically etching the substrate to a depth of about 20 nm to about 100 nm. 제5항에 있어서, 상기 이방성 식각 단계 후, The method of claim 5, wherein after the anisotropic etching step, 전계의 급격한 증가로 인한 필드 누설전류나 직접 터널링을 방지하기 위해 소정량의 기판을 등방성 식각하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 불휘발성 메모리 장치 제조방법.And isotropically etching a predetermined amount of substrate to prevent field leakage current or direct tunneling due to a sudden increase in electric field. 제4항에 있어서, 상기 제2 단계 후,The method of claim 4, wherein after the second step, 상기 제1 마스크 패턴을 이온주입 마스크로 사용하여 상기 리세스 기판 표면에 제2 도전형의 불순물을 저농도로 이온주입하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 불휘발성 메모리 장치 제조방법.And implanting impurities of a second conductivity type on the surface of the recess substrate at a low concentration by using the first mask pattern as an ion implantation mask. 제4항에 있어서, 상기 제4 단계 전, The method of claim 4, wherein before the fourth step, 터널링이 발생될 반도체 기판 표면 결함을 제거하고 양질의 게이트 절연막이 형성될 수 있도록, 기판 표면에 소정 두께의 희생산화막을 형성하는 단계와 이를 제거하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 불휘발성 메모리 장치의 제조방법.And forming a sacrificial oxide film having a predetermined thickness on the surface of the substrate and removing the semiconductor substrate surface defect to be tunneled and forming a high-quality gate insulating film. Manufacturing method. 제4항에 있어서, 상기 제4 단계 전, The method of claim 4, wherein before the fourth step, 질소 또는 소량의 산소 분위기에서 어닐링 공정을 약 10∼60분 정도 실시하는 결함 치유(damage curing) 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 불휘발성 메모리 장치의 제조방법.A method of manufacturing a nonvolatile memory device, characterized by further comprising a defect curing step of performing an annealing process in nitrogen or a small amount of oxygen for about 10 to 60 minutes. 제4항에 있어서, 제4 단계에서 상기 게이트 절연막은, N2O, NH3, NO 분위기에서 성장된 산질화막(oxynitride)으로 형성하는 것을 특징으로 하는 불휘발성 메모리 장치의 제조 방법.The method of claim 4, wherein in the fourth step, the gate insulating layer is formed of an oxynitride grown in N 2 O, NH 3 , or NO atmosphere. 제4항에 있어서, 제4 단계에서 상기 층간 절연막은, ONO, 탈륨 산화물(Ta oxide), 알루미늄 산화물(Al oxide) 및 산질화물(oxynitride) 중에서 선택된 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 불휘발성 메모리 장치의 제조 방법.The nonvolatile memory device of claim 4, wherein the interlayer insulating layer is formed of any one selected from ONO, thallium oxide, aluminum oxide, and oxynitride. Method of preparation. 제4항에 있어서, 상기 제4 단계 후, The method of claim 4, wherein after the fourth step: 메모리 셀의 소오스 및 드레인을 형성하기 위한 불순물을 이온주입하여 기판 내에 고농도 소오스 및 드레인을 형성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 불휘발성 메모리 장치의 제조 방법.And implanting impurities for forming the source and the drain of the memory cell to form a high concentration source and the drain in the substrate.
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