KR100519790B1 - a split gate flash memory cell and method of fabricating the same - Google Patents

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Abstract

스플릿 게이트형 플래쉬 메모리(split gate flash memory) 셀 및 그의 제조방법을 제시한다. 이 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리 셀은 반도체기판에 형성되어 활성영역을 한정하는 소자분리막을 갖는다. 상기 활성영역 상부에 수직한 측벽 및 경사진 측벽을 갖는 스페이서 형태의 부유게이트가 배치된다. 적어도 상기 수직한 측벽과 중첩되고 상기 활성영역을 가로지르는 워드라인이 배치된다. 상기 수직한 측벽 및 상기 워드라인 사이에 절연막 스페이서가 개재된다. 상기 경사진 측벽에 인접한 상기 활성영역에 형성되고 상기 워드라인의 반대편에 위치하는 소오스 영역 및 상기 워드라인에 인접한 상기 활성영역에 형성되고 상기 소오스 영역의 반대편에 위치하는 드레인 영역이 배치된다. 상기 부유게이트는 상기 수직한 측벽의 하부영역으로부터 돌출되고 상기 절연막 스페이서의 하부면 및 상기 활성영역 사이에 개재된 수평 연장부를 갖는다. 상기 부유게이트를 스페이서 형태로 형성함에 따라 사진공정설비 의존성을 줄일 수 있다. 따라서 미세 패턴 부유게이트 형성이 용이하며, 이로 인해 고집적 플래쉬 메모리 소자의 구현이 가능하다.A split gate flash memory cell and a method of manufacturing the same are provided. This split gate type flash memory cell has a device isolation film formed on a semiconductor substrate to define an active region. A floating gate in the form of a spacer having a sidewall and an inclined sidewall perpendicular to the active region is disposed. A word line overlapping at least the vertical sidewall and crossing the active area is disposed. An insulating film spacer is interposed between the vertical sidewall and the word line. A source region formed in the active region adjacent to the inclined sidewall and positioned opposite the word line and a drain region formed in the active region adjacent to the word line and positioned opposite the source region are disposed. The floating gate protrudes from a lower region of the vertical sidewall and has a horizontal extension interposed between the lower surface of the insulating layer spacer and the active region. By forming the floating gate in the form of a spacer, it is possible to reduce the dependency on the photo process equipment. Therefore, it is easy to form a fine pattern floating gate, thereby enabling the implementation of a highly integrated flash memory device.

Description

스플릿 게이트형 플래쉬 메모리 셀 및 그 제조방법 {a split gate flash memory cell and method of fabricating the same}Split gate flash memory cell and method of fabricating the same

본 발명은 비휘발성 메모리 셀 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리(split gate flash memory) 셀 및 그 제조방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nonvolatile memory cell and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a split gate flash memory cell and a method of manufacturing the same.

전원이 차단되는 경우라도 저장된 데이터를 유지하는 특성을 가진 비휘발성 메모리는 마스크 롬(Mask Rom), 피롬(PROM), 이피롬(EPROM), 이이피롬(EEPROM), 플래쉬 메모리(Flash Memory)등으로 나누어지며, 이 중 플래쉬 메모리는 이피롬와 이이피롬의 장점을 조합하여 개발된, 데이터의 소거 및 프로그램이 전기적으로 가능한 고집적 비휘발성 메모리이다.Non-volatile memory that retains stored data even when the power is cut off includes mask ROM, PROM, EPROM, EEPROM, Flash Memory, etc. Among them, the flash memory is a highly integrated non-volatile memory which is capable of erasing data and electrically programming, developed by combining the advantages of Ipyrom and Ipyrom.

이러한 플래쉬 메모리는 그 셀 구조에 있어, 적층 게이트(stacted gate)구조, 별도의 선택 트랜지스터를 형성한 구조, 스플릿 게이트구조를 가지는 것으로 나뉘어 진다. 적층 게이트 구조를 가지는 플래쉬 메모리의 경우 과소거(over erase)에 따른 비트라인 누설전류가 증가하는 문제점이 발생되어, 이를 해결하기 위해 별도의 선택 트랜지스터를 형성한 구조를 사용하기도 하나, 이는 집적도 증가에 불리하게 작용한다. 따라서, 현재는 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리가 널리 사용된다.Such a flash memory is divided into a cell having a stacked gate structure, a structure in which a separate selection transistor is formed, and a split gate structure. In the case of a flash memory having a stacked gate structure, a bit line leakage current increases due to over erase, and thus a structure in which a separate selection transistor is formed is used to solve this problem. It works against you. Therefore, the split gate type flash memory is widely used at present.

도 1 은 종래의 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리 셀 어레이 영역의 일 부분을 나타내는 평면도이다.1 is a plan view showing a portion of a conventional split gate type flash memory cell array region.

도 1을 참조하면, 반도체기판의 소정영역에 활성영역(15)이 배치된다. 상기 활성영역(15)은 서로 평행한 복수개의 공통 소스라인 활성영역(13)들 및 상기 공통 소스라인 활성영역(13)들을 가로지르도록 배치된 복수개의 셀 활성영역(14)들을 포함한다. 상기 각 셀 활성영역(14)들의 상부에 서로 이격된 한 쌍의 부유게이트(35)들이 배치된다. 상기 부유게이트(35)들은 상기 공통 소스 라인(13)들에 인접하도록 배치된다. 상기 공통 소스 라인(13)들사이에 한 쌍의 평행한 워드라인(95)들이 배치된다. 상기 워드라인(95)들은 상기 셀 활성영역(14)들 및 상기 부유게이트(35)들의 상부를 가로지른다.Referring to FIG. 1, an active region 15 is disposed in a predetermined region of a semiconductor substrate. The active region 15 includes a plurality of common source line active regions 13 parallel to each other and a plurality of cell active regions 14 disposed to cross the common source line active regions 13. A pair of floating gates 35 spaced apart from each other are disposed on the cell active regions 14. The floating gates 35 are disposed to be adjacent to the common source lines 13. A pair of parallel word lines 95 are disposed between the common source lines 13. The word lines 95 cross the upper portions of the cell active regions 14 and the floating gates 35.

도 2a 내지 도 2c는 도 1의 절단선 Ⅰ-Ⅰ를 따라 취해진 종래의 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리 셀들의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.2A through 2C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a conventional split gate type flash memory cell taken along the cutting line I-I of FIG. 1.

도 2a를 참조하면, 반도체기판(10)의 소정영역에 셀 활성영역(14)들 및 공통 소스라인 활성영역(13)들을 한정한다. 상기 활성영역들 상에 게이트 절연막(20)을 형성한다. 상기 게이트 절연막(20)을 포함하는 반도체기판의 전면에 부유게이트 폴리 실리콘막(30)과 질화막(40)을 차례로 형성한다. Referring to FIG. 2A, the cell active regions 14 and the common source line active regions 13 are defined in a predetermined region of the semiconductor substrate 10. A gate insulating film 20 is formed on the active regions. The floating gate polysilicon film 30 and the nitride film 40 are sequentially formed on the entire surface of the semiconductor substrate including the gate insulating film 20.

이어서, 상기 질화막(40) 상에 상기 질화막(40)의 소정영역을 노출시키는 포토레지스트 개구부(50a)들을 갖는 포토레지스트막(50)을 형성한다. 상기 포토레지스트 개구부(50a)들은 도 1의 부유게이트(35)들이 형성될 영역에 위치한다.Subsequently, a photoresist film 50 having photoresist openings 50a exposing a predetermined region of the nitride film 40 is formed on the nitride film 40. The photoresist openings 50a are located in a region where the floating gates 35 of FIG. 1 are to be formed.

이 때, 사진공정의 해상 한계도(resolution limit)에 대한 마진 부족으로 인해 상기 반도체기판(10)의 일부영역들 상에서는 포토레지스트 개구부들의 모퉁이가 둥글게 되는 현상(corner rounding)이 나타난다. 이로 인해 포토레지스트 막의 개구가 충분하지 않는 영역 즉, 포토레지스트 불충분 개구영역(50b) 내지는 포토레지스트 막의 개구가 되지 않은 영역 즉, 포토레지스트 미개구영역(50c)이 형성되게 된다. In this case, corner rounding of photoresist openings may occur on some regions of the semiconductor substrate 10 due to a lack of a margin for a resolution limit of the photolithography process. As a result, a region in which the opening of the photoresist film is not sufficient, that is, a photoresist-incomplete opening region 50b or a region in which the opening of the photoresist film is not opened, that is, the photoresist unopened region 50c is formed.

도 2b를 참조하면, 상기 포토레지스트막(50)을 식각 마스크로 하여 상기 질화막(40)을 식각함으로써, 상기 부유게이트 폴리 실리콘막(30)의 일부를 노출시키는 질화막 개구부(40a)들을 형성한다. 상기 질화막 개구부(40a)들을 갖는 반도체기판을 열산화시키어 상기 질화막 개구부(40a)들내 부유게이트 폴리 산화막(floating gate poly oxide; 33)들을 형성한다.Referring to FIG. 2B, the nitride film 40 is etched using the photoresist film 50 as an etching mask, thereby forming nitride film openings 40a exposing a portion of the floating gate polysilicon film 30. The semiconductor substrate having the nitride openings 40a is thermally oxidized to form floating gate poly oxides 33 in the nitride openings 40a.

이 때, 상기 포토레지스트 불충분 개구영역(50b)은 상기 질화막(40)의 개구 또한 불충분하게 형성되어 질화막 불충분 개구영역(40b)이 되며, 상기 포토레지스트 미개구영역(50c)은 상기 질화막(40)의 개구 또한 되지 않아 질화막 미개구영역(40c)이 된다.At this time, the photoresist insufficient opening region 50b is also insufficiently formed in the opening of the nitride film 40 to become the nitride film insufficient opening region 40b, and the photoresist unopened region 50c is the nitride film 40. Is not opened, resulting in the nitride film unopened region 40c.

도 2c를 참조하면, 상기 질화막(40)을 제거한 후, 상기 부유게이트 폴리 산화막(33)들을 식각 마스크로 사용하여 상기 부유게이트 폴리 실리콘막(30)을 식각한다. 이로써, 상기 부유게이트 폴리 산화막(33)들 하부에 부유게이트(35)들이 형성된다. 상기 부유게이트(35)들을 갖는 반도체기판 전면 상에 터널 절연막(80)을 형성한다. 상기 터널 절연막(80) 상에 상기 셀 활성영역들(14) 및 상기 부유게이트들(35)의 상부를 가로지르는 워드라인(95)을 형성한다.Referring to FIG. 2C, after the nitride layer 40 is removed, the floating gate polysilicon layer 30 is etched using the floating gate poly oxide layer 33 as an etching mask. As a result, the floating gates 35 are formed under the floating gate poly oxide layers 33. The tunnel insulating layer 80 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate having the floating gates 35. A word line 95 is formed on the tunnel insulating layer 80 to cross the cell active regions 14 and the floating gates 35.

이 때, 상기 질화막 불충분 개구영역(40b)에서는 부유게이트가 제대로 형성되지 않은 불완전 부유게이트(35b)가 형성되며, 상기 질화막 미개구영역(40c)에서는 전혀 부유게이트가 형성되지 않는다.In this case, an incomplete floating gate 35b in which the floating gate is not formed properly is formed in the nitride film insufficient opening region 40b, and no floating gate is formed in the nitride film non-opening region 40c.

고집적 플래쉬 메모리 소자 구현을 위해서는 미세한 부유게이트(35)를 형성하여야 하고, 이를 위해서는 미세한 포토레지스트 개구부(50a)를 형성하여야 한다. 그러나 상술한 바와 같이, 미세한 포토레지스트 개구부(50a) 형성은 사진공정의 해상 한계도(resolution limit)에 대한 마진이 부족한 경우 상기 문제점(50b, 50c)들이 발생한다. 따라서, 종래의 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리 셀 제조방법으로는 미세한 부유게이트를 형성하기가 용이하지 않으므로 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리 소자의 집적도를 증가시키는 데 한계가 있다.In order to implement a highly integrated flash memory device, a fine floating gate 35 should be formed. For this purpose, a fine photoresist opening 50a should be formed. However, as described above, the formation of the fine photoresist opening 50a causes the problems 50b and 50c when the margin for the resolution limit of the photographing process is insufficient. Therefore, since the conventional floating gate flash memory cell manufacturing method is not easy to form a fine floating gate, there is a limit in increasing the integration degree of the split gate flash memory device.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사진공정의 해상 한계도(resolution limit)보다 작은 폭을 갖는 적어도 스페이서 형태의 부유게이트를 포함하는 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리 셀 및 그의 제조방법을 제시하여 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리 소자의 집적도 증가를 용이하게 하고자 한다.The technical problem to be solved by the present invention is to solve the above problems of the prior art, a split gate type flash memory cell including a floating gate in the form of at least a spacer having a width smaller than the resolution limit of the photographic process (resolution limit) And a fabrication method thereof to facilitate an increase in the degree of integration of a split gate type flash memory device.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리 셀 및 그의 제조 방법을 제공한다. In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a split gate type flash memory cell and a method of manufacturing the same.

본 발명에 따른 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리 셀은 반도체기판에 형성되어 활성영역을 한정하는 소자분리막을 포함한다. 상기 활성영역 상부에 수직한 측벽 및 경사진 측벽을 갖는 스페이서 형태의 부유게이트가 배치된다. 적어도 상기 수직한 측벽과 중첩되고 상기 활성영역을 가로지르는 워드라인이 배치된다. 상기 경사진 측벽에 인접한 상기 활성영역에 형성되고 상기 워드라인의 반대편에 위치하는 소오스 영역 및 상기 워드라인에 인접한 상기 활성영역에 형성되고 상기 소오스 영역의 반대편에 위치하는 드레인 영역이 배치된다.The split gate type flash memory cell according to the present invention includes an isolation layer formed on a semiconductor substrate to define an active region. A floating gate in the form of a spacer having a sidewall and an inclined sidewall perpendicular to the active region is disposed. A word line overlapping at least the vertical sidewall and crossing the active area is disposed. A source region formed in the active region adjacent to the inclined sidewall and positioned opposite the word line and a drain region formed in the active region adjacent to the word line and positioned opposite the source region are disposed.

상기 수직한 측벽 및 상기 워드라인 사이에 개재된 절연막 스페이서를 더 포함할 수 있다. 이 경우에 상기 부유게이트는 상기 수직한 측벽의 하부영역으로부터 돌출되고 상기 절연막 스페이서의 하부면 및 상기 활성영역 사이에 개재된 수평 연장부를 갖는다.The semiconductor device may further include an insulation layer spacer interposed between the vertical sidewall and the word line. In this case, the floating gate protrudes from the lower region of the vertical sidewall and has a horizontal extension interposed between the lower surface of the insulating film spacer and the active region.

상기 부유게이트 및 상기 활성영역 사이에 게이트 절연막이 개재되고, 상기 부유게이트 및 상기 워드라인 사이와 상기 워드라인 및 상기 활성영역 사이에 터널 절연막이 개재될 수 있다.A gate insulating layer may be interposed between the floating gate and the active region, and a tunnel insulating layer may be interposed between the floating gate and the word line and between the word line and the active region.

상기 절연막 스페이서는 산화막일 수 있다.The insulating layer spacer may be an oxide layer.

본 발명에 따른 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리 셀의 제조방법은 반도체기판에 소자분리막을 형성하여 활성영역을 한정하는 것을 포함한다. 상기 활성영역을 포함하는 반도체기판의 전면 상에 게이트 절연막을 형성한다. 상기 게이트 절연막 상에 상기 활성영역과 중첩된 부유게이트를 형성하되, 상기 부유게이트는 수직한 측벽 및 경사진 측벽을 갖는 적어도 스페이서 형태의(spacer-shaped) 부유게이트를 구비한다. 상기 부유게이트를 포함하는 기판의 전면 상에 터널 절연막을 형성한다. 상기 터널 절연막 상에 적어도 상기 수직한 측벽과 중첩되고, 상기 활성영역을 가로지르는 워드라인을 형성한다.A method of manufacturing a split gate type flash memory cell according to the present invention includes forming an isolation layer on a semiconductor substrate to define an active region. A gate insulating film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate including the active region. A floating gate overlapping the active region is formed on the gate insulating layer, and the floating gate includes at least a spacer-shaped floating gate having a vertical sidewall and an inclined sidewall. A tunnel insulating film is formed on the entire surface of the substrate including the floating gate. A word line overlapping the at least one vertical sidewall and crossing the active region is formed on the tunnel insulating layer.

상기 부유게이트를 형성하는 것은 상기 게이트 절연막 상에 상기 활성영역을 가로지르는 희생막 패턴을 형성하고, 상기 희생막 패턴의 측벽 상에 스페이서 형태의 예비 부유게이트를 형성한 후, 상기 희생막 패턴을 제거하여 상기 예비 부유게이트의 수직한 측벽을 노출시키는 것을 포함하는 것이 바람직하다.The forming of the floating gate may include forming a sacrificial layer pattern crossing the active region on the gate insulating layer, forming a preliminary floating gate having a spacer shape on a sidewall of the sacrificial layer pattern, and then removing the sacrificial layer pattern. Preferably exposing the vertical sidewalls of the preliminary floating gate.

상기 부유게이트를 형성하는 것은 상기 게이트 절연막을 갖는 반도체기판의 전면 상에 하부 부유게이트막을 형성하는 것을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 하부 부유게이트막 상에 상기 활성영역을 가로지르는 희생막 패턴을 형성한다. 상기 희생막 패턴을 갖는 반도체기판의 전면 상에 상부 부유게이트막을 형성한다. 상기 상부 및 하부 부유게이트막들을 이방성 식각하여 상기 희생막 패턴의 측벽을 덮는 상부 예비 부유게이트와 아울러서 상기 상부 예비 부유게이트 하부 및 상기 희생막 패턴 하부에 잔존하는 하부 예비 부유게이트 패턴을 형성한다. 상기 희생막 패턴을 제거하여 상기 상부 예비 부유게이트의 수직한 측벽 및 상기 하부 예비 부유게이트의 상부면을 노출시킨다. 상기 수직한 측벽 상에 절연막 스페이서를 형성하고, 상기 절연막 스페이서를 식각마스크로 사용하여 상기 하부 예비 부유게이트를 식각하여 상기 상부 예비 부유게이트 하부 및 상기 절연막 스페이서 하부에 잔존하는 하부 부유게이트를 형성한다.Forming the floating gate preferably includes forming a lower floating gate film on the entire surface of the semiconductor substrate having the gate insulating film. A sacrificial layer pattern is formed on the lower floating gate layer to cross the active region. An upper floating gate layer is formed on the entire surface of the semiconductor substrate having the sacrificial layer pattern. The upper and lower floating gate layers are anisotropically etched to form a lower preliminary floating gate pattern remaining below the upper preliminary floating gate and the lower portion of the sacrificial layer pattern together with the upper preliminary floating gate covering the sidewalls of the sacrificial layer pattern. The sacrificial layer pattern is removed to expose the vertical sidewall of the upper preliminary floating gate and the upper surface of the lower preliminary floating gate. An insulating layer spacer is formed on the vertical sidewall, and the lower preliminary floating gate is etched using the insulating layer spacer as an etch mask to form a lower floating gate remaining under the upper preliminary floating gate and under the insulating layer spacer.

상기 희생막 패턴은 질화막으로 형성할 수 있다.The sacrificial layer pattern may be formed of a nitride layer.

상기 절연막 스페이서는 산화막으로 형성할 수 있다.The insulating layer spacer may be formed of an oxide layer.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to describe the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms.

도면들에 있어서, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소를 나타낸다.In the figures, where a layer is said to be "on" another layer or substrate, it may be formed directly on the other layer or substrate, or a third layer may be interposed therebetween. Like numbers refer to like elements throughout the specification.

도 3a, 도 4a, 도 5a, 도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리 셀들의 제조방법을 공정단계별로 설명하기 위한 평면도들이고, 도 3b, 도 4b, 도 5b, 도 6b는 각각 도 3a, 도 4a, 도 5a, 도 6a의 절단선 Ⅰ-Ⅰ를 따라 취해진 단면도들이다.3A, 4A, 5A, and 6A are plan views illustrating a method of manufacturing split gate type flash memory cells according to process steps, according to an exemplary embodiment. FIGS. 3B, 4B, 5B, and 6B are FIGS. Are cross-sectional views taken along the cutting line I-I of FIGS. 3A, 4A, 5A, and 6A, respectively.

도 3a와 도 3b를 참조하면, 반도체기판(100)에 소자분리막(150a)들을 형성하여 활성영역(150)을 한정한다. 상기 소자분리막(150a)들은 통상의 트렌치 소자 분리기술을 이용하여 형성할 수 있다. 상기 활성영역(150)은 공통 소스라인 활성영역(130)들 및 셀 활성영역(140)들을 포함한다. 상기 셀 활성영역(140)들은 상기 공통 소오스 라인 활성영역(130)들을 가로지르도록 배치된다. 3A and 3B, device isolation layers 150a are formed on the semiconductor substrate 100 to define the active region 150. The device isolation layers 150a may be formed using a conventional trench device isolation technique. The active region 150 includes common source line active regions 130 and cell active regions 140. The cell active regions 140 are disposed to cross the common source line active regions 130.

상기 활성영역(150) 상에 게이트 절연막(200)을 형성한다. 상기 게이트 절연막(200)은 열산화막이거나 CVD 산화막일 수 있다. 그 두께는 50 내지 100Å정도가 바람직하다.A gate insulating layer 200 is formed on the active region 150. The gate insulating layer 200 may be a thermal oxide film or a CVD oxide film. The thickness is preferably about 50 to 100 mm 3.

상기 게이트 절연막(200)상에 희생막 패턴(400)을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 희생막 패턴(400)은 상기 셀 활성영역(140)들을 가로질러 공통 소오스 라인 활성영역(130)들과 평행하게 라인형태로 형성할 수 있다.It is preferable to form a sacrificial layer pattern 400 on the gate insulating layer 200. The sacrificial layer pattern 400 may be formed in a line shape in parallel with the common source line active regions 130 across the cell active regions 140.

상기 희생막 패턴은 질화막으로 형성할 수 있다.The sacrificial layer pattern may be formed of a nitride layer.

도 4a와 도 4b를 참조하면, 상기 희생막 패턴(400)을 포함한 반도체기판 전면 상에 부유게이트막을 적층한 후, 상기 부유게이트막을 선택적으로 이방성 식각하여, 상기 희생막 패턴(400)의 측벽을 덮는 스페이서 형태의 예비 부유게이트(610)들을 형성한다. 상기 예비 부유게이트(610)들은 상기 희생막 패턴(400)의 측벽을 따라 형성되므로 상기 공통 소오스 라인 활성영역(130)들과 평행하게 라인형태로 형성된다.Referring to FIGS. 4A and 4B, after the floating gate layer is stacked on the entire surface of the semiconductor substrate including the sacrificial layer pattern 400, the floating gate layer is selectively anisotropically etched to form sidewalls of the sacrificial layer pattern 400. Preliminary floating gates 610 in the form of covering spacers are formed. Since the preliminary floating gates 610 are formed along sidewalls of the sacrificial layer pattern 400, the preliminary floating gates 610 are formed in a line shape in parallel with the common source line active regions 130.

상기 부유게이트막은 폴리 실리콘인 것이 바람직하다. 또한, 상기 이방성 식각은 RIE(Reactive Ion Etching)에 의한 건식식각인 것이 바람직하다.The floating gate film is preferably polysilicon. In addition, the anisotropic etching is preferably dry etching by RIE (Reactive Ion Etching).

이어서, 공통 소오스 라인 활성영역(130)들을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 노출된 공통 소오스 라인 활성영역(130)들에 소정 불순물을 주입하여 공통 소오스 영역(135)들을 형성한다.Subsequently, after the photoresist pattern exposing the common source line active regions 130 is formed, predetermined impurities are implanted into the exposed common source line active regions 130 to form common source regions 135.

도 5a와 도 5b를 참조하면, 상기 희생막 패턴(400)을 제거하여 상기 셀 활성영역(140)들을 노출시키고, 상기 예비 부유게이트(610)들을 식각하여 각 셀 활성영역(140)별로 격리된 부유게이트(650)들을 형성한다.5A and 5B, the sacrificial layer pattern 400 is removed to expose the cell active regions 140, and the preliminary floating gates 610 are etched to isolate the cell active regions 140. The floating gates 650 are formed.

상기 부유게이트(650)들은 스페이서 형태를 갖는다. 다시 말해서, 상기 부유게이트(650)들 각각은 수직 측벽(650a) 및 경사진 측벽(650b)을 갖는다. 상기 경사진 측벽(650b)들은 상기 공통 소오스 영역(135)들에 인접하고. 상기 수직 측벽들(650a)은 상기 공통 소오스 영역(135)들의 반대편에 위치한다. 또한, 상기 각 부유게이트(650)는 그 상부에 상기 수직한 측벽(650a)과 경사진 측벽(650a)이 서로 만나 형성되는 뾰족한 돌기부(650c)를 갖는다. The floating gates 650 have a spacer shape. In other words, each of the floating gates 650 has a vertical sidewall 650a and an inclined sidewall 650b. The inclined sidewalls 650b are adjacent to the common source regions 135. The vertical sidewalls 650a are opposite to the common source region 135. In addition, each of the floating gates 650 has a sharp protrusion 650c formed on the upper side of the vertical sidewall 650a and the inclined sidewall 650a.

상기 희생막 패턴(400)은 습식식각에 의해 제거되는 것이 바람직하다.The sacrificial layer pattern 400 is preferably removed by wet etching.

도 6a와 도 6b를 참조하면, 상기 부유게이트(650)들을 포함하는 반도체기판 전면 상에 터널 절연막(800)을 형성한다. 상기 터널 절연막(800)은 열산화막이거나 CVD 산화막일 수 있으며, 그 두께는 100 내지 300Å이 바람직하다. 6A and 6B, a tunnel insulating layer 800 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate including the floating gates 650. The tunnel insulating film 800 may be a thermal oxide film or a CVD oxide film, and the thickness thereof is preferably 100 to 300 kPa.

상기 터널 절연막(800)상에 적어도 상기 부유게이트(650)들의 상기 수직한 측벽(650a)들과 중첩되고, 상기 셀 활성영역(140)들을 가로지르는 워드라인(950)들을 형성한다. 상기 워드라인(950)들은 상기 부유게이트(650)들 상부의 뾰족한 돌기부(650c)들을 덮는 것이 바람직하다.Word lines 950 are formed on the tunnel insulating layer 800 to overlap at least the vertical sidewalls 650a of the floating gates 650 and cross the cell active regions 140. The word lines 950 may cover the pointed protrusions 650c on the floating gates 650.

이어서, 상기 워드라인(950)들 사이의 상기 셀 활성영역(140)들을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 노출된 셀 활성영역(140)들에 소정 불순물을 주입하여 드레인영역(145)들을 형성한다.Subsequently, after forming a photoresist pattern exposing the cell active regions 140 between the word lines 950, a predetermined impurity is injected into the exposed cell active regions 140 to drain the region 145. Form them.

도 6a와 도 6b를 다시 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리 셀들을 설명한다.Referring back to Figures 6A and 6B, split gate type flash memory cells according to one embodiment of the present invention are described.

상기 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리 셀들은 반도체기판(100)의 소정영역에 한정된 활성영역(150)을 포함한다. 상기 활성영역(150)은 복수개의 공통 소스라인 활성영역(130)들 및 상기 공통 소스라인 활성영역(130)들을 가로지르는 복수개의 셀 활성영역(140)들을 포함한다. 상기 공통 소스라인 활성영역(130)들의 표면들에 소정 불순물로 도우핑된 라인 형태의 공통 소오스 영역(135)들이 위치한다.The split gate type flash memory cells include an active region 150 defined in a predetermined region of the semiconductor substrate 100. The active region 150 includes a plurality of common source line active regions 130 and a plurality of cell active regions 140 crossing the common source line active regions 130. Common source regions 135 having a line shape doped with a predetermined impurity are positioned on surfaces of the common source line active regions 130.

상기 셀 활성영역(140)들 상에 서로 이격된 한 쌍의 부유게이트(650)들이 배치된다. 상기 부유게이트(650)들은 스페이서 형태를 갖는다. 다시 말해서, 상기 부유게이트(650)들 각각은 수직 측벽(650a) 및 경사진 측벽(650b)을 갖는다. 상기 경사진 측벽(650b)들은 상기 공통 소오스 영역(135)들에 인접하고. 상기 수직 측벽들(650a)은 상기 공통 소오스 영역(135)들의 반대편에 위치한다. 또한, 상기 각 부유게이트(650)는 그 상부에 상기 수직한 측벽(650a)과 경사진 측벽(650b)이 서로 만나 형성되는 뾰족한 돌기부(650c)를 갖는다. A pair of floating gates 650 spaced apart from each other are disposed on the cell active regions 140. The floating gates 650 have a spacer shape. In other words, each of the floating gates 650 has a vertical sidewall 650a and an inclined sidewall 650b. The inclined sidewalls 650b are adjacent to the common source regions 135. The vertical sidewalls 650a are opposite to the common source region 135. In addition, each of the floating gates 650 has a pointed protrusion 650c on which the vertical sidewall 650a and the inclined sidewall 650b meet each other.

상기 부유게이트(650)들과 상기 셀 활성영역(140)사이에 게이트 절연막(200)이 개재된다. 상기 게이트 절연막(200)은 열산화막이거나 CVD 산화막일 수 있으며, 그 두께는 50 내지 100Å이 바람직하다.A gate insulating layer 200 is interposed between the floating gates 650 and the cell active region 140. The gate insulating film 200 may be a thermal oxide film or a CVD oxide film, and the thickness thereof is preferably 50 to 100 GPa.

적어도 상기 수직 측벽(650a)들은 워드라인(950)들로 덮여진다. 상기 워드라인(950)들은 연장되어 상기 셀 활성영역(140)들 상부를 가로지른다. 결과적으로, 서로 이웃하는 상기 공통 소오스라인 활성영역(130)들 사이에 한 쌍의 평행한 워드라인(950)들이 배치된다.At least the vertical sidewalls 650a are covered with word lines 950. The word lines 950 extend to cross the cell active regions 140. As a result, a pair of parallel word lines 950 are disposed between the common source line active regions 130 adjacent to each other.

상기 워드라인(950)들과 상기 부유게이트(650)들 사이에 터널 절연막(800)이 개재된다. 또한, 상기 터널 절연막(800)은 상기 워드라인(950)들 및 상기 셀 활성영역(140)들 사이에 개재된다. 상기 터널 절연막(800)은 열산화막 또는 CVD 산화막일 수 있으며, 그 두께는 100 내지 300Å이 바람직하다.A tunnel insulating layer 800 is interposed between the word lines 950 and the floating gates 650. In addition, the tunnel insulating layer 800 is interposed between the word lines 950 and the cell active regions 140. The tunnel insulating film 800 may be a thermal oxide film or a CVD oxide film, the thickness is preferably 100 to 300 내지.

상기 워드라인(950)들 사이의 셀 활성영역(140)들 표면들에 소정 불순물로 도우핑된 드레인 영역(145)들이 위치한다. Drain regions 145 doped with a predetermined impurity are positioned on surfaces of the cell active regions 140 between the word lines 950.

상기 워드라인(950)들은 상기 뾰족한 돌기부(650c)들을 덮을 수 있다. 이 경우 상기 워드라인(950)들에 양의 소거전압(positive erase voltage)을 인가하고 상기 공통 소오스 영역(135)들 및 상기 드레인 영역(145)들을 접지시키면, 상기 돌기부(650c)들에 전계가 집중된다. 그 결과, 상기 부유게이트(650)들 내의 전자들이 상기 워드라인(950)들로 주입되는 효율을 현저히 증가시킬 수 있다. 다시 말해서, 상기 돌기부들(650c)이 상기 워드라인(950)들과 중첩되는 경우에, 플래쉬 메모리 셀의 소거효율이 현저히 개선된다. The word lines 950 may cover the pointed protrusions 650c. In this case, when a positive erase voltage is applied to the word lines 950 and the common source region 135 and the drain region 145 are grounded, an electric field is applied to the protrusions 650c. Are concentrated. As a result, the efficiency of injecting electrons in the floating gates 650 into the wordlines 950 may be significantly increased. In other words, when the protrusions 650c overlap with the word lines 950, the erase efficiency of the flash memory cell is remarkably improved.

도 7a, 도 8a, 도 9a, 도 10a, 도 11a, 도 12a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리 셀들의 제조방법을 공정단계별로 설명하기 위한 평면도들이고, 도 7b, 도 8b, 도 9b, 도 10b, 도 11b, 도 12b는 각각 도 7a, 도 8a, 도 9a, 도 10a, 도 11a, 도 12a의 절단선 Ⅰ-Ⅰ를 따라 취해진 단면도들이다.7A, 8A, 9A, 10A, 11A, and 12A are plan views illustrating a method of manufacturing split gate type flash memory cells according to a process step, according to another embodiment of the present invention, and FIGS. 7B and 8B. 9B, 10B, 11B, and 12B are cross-sectional views taken along the cutting line I-I of FIGS. 7A, 8A, 9A, 10A, 11A, and 12A, respectively.

도 7a와 도 7b를 참조하면, 반도체기판(100)에 소자분리막(150a)들을 형성하여 활성영역(150)을 한정한다. 상기 소자분리막(150a)들은 통상의 트렌치 소자 분리기술을 이용하여 형성할 수 있다. 상기 활성영역(150)은 공통 소스라인 활성영역(130)들 및 셀 활성영역(140)들을 포함한다. 상기 셀 활성영역(140)들은 상기 공통 소오스 라인 활성영역(130)들을 가로지르도록 배치된다.7A and 7B, device isolation layers 150a are formed on the semiconductor substrate 100 to define the active region 150. The device isolation layers 150a may be formed using a conventional trench device isolation technique. The active region 150 includes common source line active regions 130 and cell active regions 140. The cell active regions 140 are disposed to cross the common source line active regions 130.

상기 활성영역 상에 게이트 절연막(200)을 형성한다. 상기 게이트 절연막(200)은 열산화막이거나 CVD 산화막일 수 있다. 그 두께는 50 내지 100Å정도가 바람직하다.A gate insulating layer 200 is formed on the active region. The gate insulating layer 200 may be a thermal oxide film or a CVD oxide film. The thickness is preferably about 50 to 100 mm 3.

상기 게이트 절연막(200) 상에 하부 부유게이트막(300)을 형성한다. 상기 하부 부유게이트막(300)은 폴리 실리콘인 것이 바람직하며, 그 두께는 300 내지 1000Å정도가 바람직하다.The lower floating gate layer 300 is formed on the gate insulating layer 200. Preferably, the lower floating gate layer 300 is made of polysilicon, and its thickness is preferably about 300 to 1000 mm.

상기 하부 부유게이트막(300) 상에 희생막 패턴(400)을 형성한다. 상기 희생막 패턴(400)은 상기 셀 활성영역(140)들을 가로질러 상기 공통 소오스 라인 활성영역(130)들과 평행하게 라인형태로 형성되는 것이 바람직하다.A sacrificial layer pattern 400 is formed on the lower floating gate layer 300. The sacrificial layer pattern 400 may be formed in a line shape in parallel with the common source line active regions 130 across the cell active regions 140.

상기 희생막 패턴은 질화막으로 형성할 수 있다.The sacrificial layer pattern may be formed of a nitride layer.

도 8a와 도 8b를 참조하면, 상기 희생막 패턴(400)을 갖는 반도체기판(100)의 전면 상에 상부 부유게이트막을 적층한 후, 상기 상부 부유게이트막과 그 하부의 하부 부유게이트막을 선택적으로 이방성식각한다. 이 때 상기 희생막 패턴(400)의 측벽을 덮는 상부 예비 부유게이트(620)들와 아울러서 상기 상부 예비 부유게이트(620)들 하부 및 상기 희생막 패턴(400) 하부에 잔존하는 하부 예비 부유게이트(320)이 형성된다. 상기 상부 예비 부유게이트(620)들은 각각 수직한 측벽(620a)과 경사진 측벽(620b)을 가지는 스페이서 형태이다. 또한 상기 상부 예비 부유게이트(620)들은 상기 희생막 패턴(400)의 측벽을 따라 형성되므로, 상기 공통 소오스 라인 활성영역(130)들과 평행하게 라인형태이다.Referring to FIGS. 8A and 8B, after the upper floating gate layer is stacked on the entire surface of the semiconductor substrate 100 having the sacrificial layer pattern 400, the upper floating gate layer and the lower floating gate layer underneath are selectively formed. Anisotropically etch. In this case, the lower preliminary floating gate 320 remaining below the upper preliminary floating gates 620 and the lower portion of the sacrificial layer pattern 400 together with the upper preliminary floating gates 620 covering the sidewalls of the sacrificial layer pattern 400. ) Is formed. The upper preliminary floating gates 620 are in the form of spacers having vertical sidewalls 620a and inclined sidewalls 620b, respectively. In addition, since the upper preliminary floating gates 620 are formed along the sidewall of the sacrificial layer pattern 400, the upper preliminary floating gates 620 are lined in parallel with the common source line active regions 130.

상기 상부 부유게이트막은 하부 부유게이트막(300)과 같은 물질인 것이 바람직하다. 따라서, 상기 상부 부유게이트막 또한 폴리실리콘인 것이 바람직하며, 그 두께는1000 내지 2000Å인 것이 바람직하다. 상기 이방성 식각은 RIE(Reactive Ion Etching)에 의한 건식식각인 것이 바람직하다.The upper floating gate layer is preferably made of the same material as the lower floating gate layer 300. Therefore, it is preferable that the upper floating gate film is also polysilicon, and the thickness thereof is preferably 1000 to 2000 GPa. The anisotropic etching is preferably dry etching by reactive ion etching (RIE).

이어서, 공통 소오스 라인 활성영역(130)들을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 노출된 공통 소오스 라인 활성영역(130)들에 소정 불순물을 주입하여 공통 소오스 영역(135)들을 형성한다.Subsequently, after the photoresist pattern exposing the common source line active regions 130 is formed, predetermined impurities are implanted into the exposed common source line active regions 130 to form common source regions 135.

도 9a와 도 9b를 참조하면, 상기 희생막 패턴(400)을 제거하여 상기 수직한 측벽(620a)들과 상기 하부 예비 부유게이트(320) 상부면을 노출시킨다. 이어서, 상기 상부 및 하부 예비 부유게이트들을 식각하여 상기 셀 활성영역(140)별로 격리된 상부 예비 부유게이트(630)들과 하부 예비 부유게이트(330)들을 형성한다.9A and 9B, the sacrificial layer pattern 400 is removed to expose the vertical sidewalls 620a and the upper surface of the lower preliminary floating gate 320. Subsequently, the upper and lower preliminary floating gates are etched to form upper preliminary floating gates 630 and lower preliminary floating gates 330 isolated by the cell active regions 140.

상기 희생막 패턴(400)은 습식식각을 통해 제거될 수 있다.The sacrificial layer pattern 400 may be removed by wet etching.

도 10a와 도 10b를 참조하면, 상기 상부 예비 부유게이트(630)들의 수직한 측벽(630a)들 상에 절연막 스페이서(750a)들은 형성한다. 이 때 상기 상부 예비 부유게이트(630)들의 수직한 측벽(630a)들 뿐 아니라, 경사진 측벽(630b)들 상에도 절연막 스페이서(750b)들이 형성될 수 있다. 상기 절연막 스페이서(750a, 750b)들은 산화막일 수 있다.10A and 10B, insulating layer spacers 750a are formed on vertical sidewalls 630a of the upper preliminary floating gates 630. In this case, the insulating layer spacers 750b may be formed on the inclined sidewalls 630b as well as the vertical sidewalls 630a of the upper preliminary floating gates 630. The insulating layer spacers 750a and 750b may be oxide layers.

도 11a와 도 11b를 참조하면, 상기 절연막 스페이서(750a)들을 식각 마스크로 하여 상기 하부 예비 부유게이트(330)들을 식각함으로써 상기 상부 예비 부유게이트(630)들 하부 및 상기 절연막 스페이서(750a)들 하부에 잔존하는 하부 부유게이트(340)들을 형성한다. 상기 하부 부유게이트(340)와 그 상부의 상기 상부 예비 부유게이트(630)는 부유게이트(650)를 구성한다. 결과적으로, 상기 각 셀 활성영역(140) 상에 서로 이격된 한 쌍의 부유게이트(650)들이 형성된다. 11A and 11B, the lower preliminary floating gates 330 are etched using the insulating layer spacers 750a as etch masks, thereby lowering the upper preliminary floating gates 630 and lower portions of the insulating layer spacers 750a. Lower floating gates 340 remaining in the formation are formed. The lower floating gate 340 and the upper preliminary floating gate 630 thereon constitute a floating gate 650. As a result, a pair of floating gates 650 spaced apart from each other are formed on each cell active region 140.

상기 부유게이트(650)들은 스페이서 형태를 갖는다. 다시 말해서, 상기 각 부유게이트(650)는 수직 측벽(650a) 및 경사진 측벽(650b)을 갖는다. 상기 경사진 측벽(650b)들은 상기 공통 소오스 영역(135)들에 인접하고. 상기 수직 측벽들(650a)은 상기 공통 소오스 영역(135)들의 반대편에 위치한다. 또한 상기 각 부유게이트(650)는 그 상부에 상기 수직한 측벽(650a)과 경사진 측벽(650b)이 서로 만나 형성되는 뾰족한 돌기부(650c)를 갖는다. 또한, 상기 부유게이트(650)들은 상기 절연막 스페이서(750a)들 하부의 상기 하부 부유게이트(340)들에 기인한 수평 연장부(p)들을 갖는다.The floating gates 650 have a spacer shape. In other words, each floating gate 650 has a vertical sidewall 650a and an inclined sidewall 650b. The inclined sidewalls 650b are adjacent to the common source regions 135. The vertical sidewalls 650a are opposite to the common source region 135. In addition, each of the floating gates 650 has a sharp protrusion 650c formed on the upper side of the vertical sidewall 650a and the inclined sidewall 650b meet each other. In addition, the floating gates 650 may have horizontal extensions p due to the lower floating gates 340 under the insulating layer spacers 750a.

도 12a와 도 12b를 참조하면, 상기 부유게이트(650)들을 포함하는 반도체기판 전면에 터널 절연막(800)을 형성한다. 상기 터널 절연막(800)은 열산화막이거나 CVD 산화막일 수 있으며, 그 두께는 100 내지 300Å이 바람직하다. 12A and 12B, a tunnel insulating film 800 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate including the floating gates 650. The tunnel insulating film 800 may be a thermal oxide film or a CVD oxide film, and the thickness thereof is preferably 100 to 300 kPa.

상기 터널 절연막(800)상에 적어도 상기 수직한 측벽(650a)들과 중첩되고, 상기 셀 활성영역(140)들을 가로지르는 워드라인(950)들을 형성한다. 상기 워드라인(950)들은 상기 부유게이트(650)들 상부의 뾰족한 돌기부(650c)들을 덮는 것이 바람직하다.Word lines 950 are formed on the tunnel insulating layer 800 to overlap at least the vertical sidewalls 650a and cross the cell active regions 140. The word lines 950 may cover the pointed protrusions 650c on the floating gates 650.

이어서, 상기 워드라인(950)들 사이의 상기 셀 활성영역(140)들을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 노출된 셀 활성영역(140)들에 소정 불순물을 주입하여 드레인영역(145)들을 형성한다.Subsequently, after forming a photoresist pattern exposing the cell active regions 140 between the word lines 950, a predetermined impurity is injected into the exposed cell active regions 140 to drain the region 145. Form them.

도 12a와 도 12b를 다시 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리 셀들을 설명한다.Referring back to FIGS. 12A and 12B, split gate type flash memory cells according to another embodiment of the present invention will be described.

상기 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리 셀들은 반도체기판(100)의 소정영역에 한정된 활성영역(150)을 포함한다. 상기 활성영역(150)은 복수개의 공통 소스라인 활성영역(130)들 및 상기 공통 소스라인 활성영역(130)들을 가로지르는 복수개의 셀 활성영역(140)들을 포함한다. 상기 공통 소스라인 활성영역(130)들의 표면들에 소정 불순물로 도우핑된 라인 형태의 공통 소오스 영역(135)들이 위치한다.The split gate type flash memory cells include an active region 150 defined in a predetermined region of the semiconductor substrate 100. The active region 150 includes a plurality of common source line active regions 130 and a plurality of cell active regions 140 crossing the common source line active regions 130. Common source regions 135 having a line shape doped with a predetermined impurity are positioned on surfaces of the common source line active regions 130.

상기 셀 활성영역(140)들 상에 서로 이격된 한 쌍의 부유게이트(650)들이 배치된다. 상기 부유게이트(650)들은 스페이서 형태를 갖는다. 다시 말해서, 상기 부유게이트(650)들 각각은 수직한 측벽(650a) 및 경사진 측벽(650b)을 갖는다. 상기 경사진 측벽(650b)들은 상기 공통 소오스 영역(135)들에 인접하고. 상기 수직한 측벽들(650a)은 상기 공통 소오스 영역(135)들의 반대편에 위치한다. 또한, 상기 각 부유게이트(650)들 그 상부에 상기 수직한 측벽(650a)과 경사진 측벽(650a)이 서로 만나 형성되는 뾰족한 돌기부(650c)를 갖는다. A pair of floating gates 650 spaced apart from each other are disposed on the cell active regions 140. The floating gates 650 have a spacer shape. In other words, each of the floating gates 650 has a vertical sidewall 650a and an inclined sidewall 650b. The inclined sidewalls 650b are adjacent to the common source regions 135. The vertical sidewalls 650a are located opposite the common source regions 135. In addition, each of the floating gates 650 has a pointed protrusion 650c on which the vertical sidewall 650a and the inclined sidewall 650a meet each other.

상기 부유게이트(650)들의 수직한 측벽(650a)들에 절연막 스페이서(750a)가 배치된다. 또한, 상기 부유게이트(650)들의 나머지 측벽들에도 절연막 스페이서(750b)가 배치된다.The insulating layer spacer 750a is disposed on the vertical sidewalls 650a of the floating gates 650. In addition, the insulating layer spacer 750b is disposed on the remaining sidewalls of the floating gates 650.

또한, 상기 부유게이트(650)들은 수평 연장부(p)들을 갖는다. 상기 수평 연장부(p)들은 상기 수직한 측벽(650a)들의 하부 영역들로부터 돌출되고, 상기 수직한 측벽(650a)들에 형성된 절연막 스페이서(750a)들의 하부면 및 상기 셀 활성영역(140)의 사이에 개재된다.In addition, the floating gates 650 have horizontal extensions p. The horizontal extensions p protrude from lower regions of the vertical sidewalls 650a, and lower surfaces of the insulating layer spacers 750a formed on the vertical sidewalls 650a and the cell active regions 140. It is interposed in between.

상기 부유게이트(650)들과 상기 셀 활성영역(140)사이에 게이트 절연막(200)이 개재된다. 상기 게이트 절연막(200)은 열산화막이거나 CVD 산화막일 수 있으며, 그 두께는 50 내지 100Å이 바람직하다.A gate insulating layer 200 is interposed between the floating gates 650 and the cell active region 140. The gate insulating film 200 may be a thermal oxide film or a CVD oxide film, and the thickness thereof is preferably 50 to 100 GPa.

적어도 상기 수직한 측벽(650a)들은 워드라인(950)들로 덮여진다. 상기 워드라인(950)들은 연장되어 상기 셀 활성영역(140)들 상부를 가로지른다. 결과적으로, 서로 이웃하는 상기 공통 소오스라인 활성영역(130)들 사이에 한 쌍의 평행한 워드라인(950)들이 배치된다.At least the vertical sidewalls 650a are covered with word lines 950. The word lines 950 extend to cross the cell active regions 140. As a result, a pair of parallel word lines 950 are disposed between the common source line active regions 130 adjacent to each other.

상기 워드라인(950)들과 상기 부유게이트(650)들 사이에 터널 절연막(800)이 개재된다. 또한, 상기 터널 절연막(800)은 상기 워드라인(950)들 및 상기 셀 활성영역(140)들 사이에 개재된다. 상기 터널 절연막(800)은 열산화막 또는 CVD 산화막일 수 있으며, 그 두께는 100 내지 300Å이 바람직하다.A tunnel insulating layer 800 is interposed between the word lines 950 and the floating gates 650. In addition, the tunnel insulating layer 800 is interposed between the word lines 950 and the cell active regions 140. The tunnel insulating film 800 may be a thermal oxide film or a CVD oxide film, the thickness is preferably 100 to 300 내지.

상기 워드라인(950)들 사이의 셀 활성영역(140)들 표면들에 소정 불순물로 도우핑된 드레인 영역(145)들이 위치한다.Drain regions 145 doped with a predetermined impurity are positioned on surfaces of the cell active regions 140 between the word lines 950.

상기 워드라인(950)들은 상기 뾰족한 돌기부(650c)들을 덮을 수 있다. 이 경우 상기 워드라인(950)들에 양의 소거전압(positive erase voltage)을 인가하고 상기 공통 소오스 영역(135)들 및 상기 드레인 영역(145)들을 접지시키면, 상기 돌기부(650c)들에 전계가 집중된다. 그 결과, 상기 부유게이트(650)들 내의 전자들이 상기 워드라인(950)들로 주입되는 효율을 현저히 증가시킬 수 있다. 다시 말해서, 상기 돌기부들(650c)이 상기 워드라인(950)들과 중첩되는 경우에, 플래쉬 메모리 셀의 소거효율이 현저히 개선된다.The word lines 950 may cover the pointed protrusions 650c. In this case, when a positive erase voltage is applied to the word lines 950 and the common source region 135 and the drain region 145 are grounded, an electric field is applied to the protrusions 650c. Are concentrated. As a result, the efficiency of injecting electrons in the floating gates 650 into the wordlines 950 may be significantly increased. In other words, when the protrusions 650c overlap with the word lines 950, the erase efficiency of the flash memory cell is remarkably improved.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 부유게이트를 형성함에 있어 그에 대응하는 포토레지스트 개구부를 형성하지 않고 희생막 패턴을 이용한 스페이서 형태로 형성함에 따라, 사진공정의 해상 한계도(resolution limit)에 대한 마진 부족으로 발생하는 포토레지스트 개구부의 모퉁이가 둥글게 되는 현상(corner rounding)과 같은 사진공정설비 의존성을 줄일 수 있다. 따라서 상기 사진공정의 해상 한계도(resolution limit)보다 작은 폭을 갖는 부유게이트의 형성이 용이하며, 이로 인해 고집적 플래쉬 메모리 소자의 구현이 가능하다.As described above, according to the present invention, a margin for a resolution limit of a photo process is formed by forming a floating gate in the form of a spacer using a sacrificial layer pattern without forming a corresponding photoresist opening. It is possible to reduce the dependency of photo processing equipment such as corner rounding caused by the lack of photoresist openings. Therefore, it is easy to form a floating gate having a width smaller than the resolution limit of the photolithography process, thereby enabling the implementation of a highly integrated flash memory device.

도 1 은 종래의 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리 셀 어레이 영역의 일 부분을 나타내는 평면도이다.1 is a plan view showing a portion of a conventional split gate type flash memory cell array region.

도 2a 내지 도 2c는 도 1의 절단선 Ⅰ-Ⅰ를 따라 취해진 종래의 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리 셀들의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.2A through 2C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a conventional split gate type flash memory cell taken along the cutting line I-I of FIG. 1.

도 3a, 도 4a, 도 5a, 도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리 셀들의 제조방법을 공정단계별로 설명하기 위한 평면도들이다.3A, 4A, 5A, and 6A are plan views illustrating a method of manufacturing split gate type flash memory cells according to process steps, according to an exemplary embodiment.

도 3b, 도 4b, 도 5b, 도 6b는 각각 도 3a, 도 4a, 도 5a, 도 6a의 절단선 Ⅰ-Ⅰ를 따라 취해진 단면도들이다.3B, 4B, 5B, and 6B are cross-sectional views taken along the cutting line I-I of FIGS. 3A, 4A, 5A, and 6A, respectively.

도 7a, 도 8a, 도 9a, 도 10a, 도 11a, 도 12a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스플릿 게이트형 플래쉬 메모리 셀들의 제조방법을 공정단계별로 설명하기 위한 평면도들이다.7A, 8A, 9A, 10A, 11A, and 12A are plan views illustrating a method of manufacturing split gate type flash memory cells according to process steps, according to another exemplary embodiment.

도 7b, 도 8b, 도 9b, 도 10b, 도 11b, 도 12b는 각각 도 7a, 도 8a, 도 9a, 도 10a, 도 11a, 도 12a의 절단선 Ⅰ-Ⅰ를 따라 취해진 단면도들이다.7B, 8B, 9B, 10B, 11B, and 12B are cross-sectional views taken along the cutting line I-I of FIGS. 7A, 8A, 9A, 10A, 11A, and 12A, respectively.

(도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for main parts of drawing)

100 : 반도체기판 130 : 공통 소스라인 활성영역100: semiconductor substrate 130: common source line active region

140 : 셀 활성영역 150 : 활성영역140: cell active area 150: active area

200 : 게이트 절연막 650 : 부유게이트(floating gate) 200: gate insulating film 650: floating gate

750a, 750b: 절연막 스페이서 800 : 터널 절연막 750a and 750b insulating film spacer 800 tunnel insulating film

950 : 워드라인950: wordline

Claims (9)

반도체기판에 형성되어 활성영역을 한정하는 소자분리막;An isolation layer formed on the semiconductor substrate to define an active region; 상기 활성영역 상부에 배치되고 수직한 측벽 및 경사진 측벽을 갖는 스페이서 형태의 부유게이트;A floating gate in the form of a spacer disposed on the active region and having a vertical sidewall and an inclined sidewall; 적어도 상기 수직한 측벽과 중첩되고 상기 활성영역을 가로지르는 워드라인;A word line overlapping at least the vertical sidewall and crossing the active area; 상기 수직한 측벽 및 상기 워드라인 사이에 개재된 절연막 스페이서;An insulating film spacer interposed between the vertical sidewall and the word line; 상기 경사진 측벽에 인접한 상기 활성영역에 형성되고 상기 워드라인의 반대편에 위치하는 소오스 영역; 및A source region formed in the active region adjacent to the inclined sidewall and positioned opposite the word line; And 상기 워드라인에 인접한 상기 활성영역에 형성되고 상기 소오스 영역의 반대편에 위치하는 드레인 영역을 포함하되, 상기 부유게이트는 상기 수직한 측벽의 하부영역으로부터 돌출되고 상기 절연막 스페이서의 하부면 및 상기 활성영역 사이에 개재된 수평 연장부를 갖는 플래쉬 메모리 셀.And a drain region formed in the active region adjacent to the word line and positioned opposite to the source region, wherein the floating gate protrudes from a lower region of the vertical sidewall and between the lower surface of the insulating layer spacer and the active region. A flash memory cell having a horizontal extension interposed therein. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 부유게이트 및 상기 활성영역 사이에 개재된 게이트 절연막; 및A gate insulating layer interposed between the floating gate and the active region; And 상기 부유게이트 및 상기 워드라인 사이와 상기 워드라인 및 상기 활성영역 사이에 개재된 터널 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플래쉬 메모리 셀.And a tunnel insulating layer interposed between the floating gate and the word line and between the word line and the active region. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 절연막 스페이서는 산화막인 것을 특징으로 하는 플래쉬 메모리 셀. And the insulating film spacer is an oxide film. 반도체기판에 소자분리막을 형성하여 활성영역을 한정하고,Forming an isolation layer on a semiconductor substrate to define an active region, 상기 활성영역을 포함하는 반도체기판의 전면 상에 게이트 절연막을 형성하고,Forming a gate insulating film on the entire surface of the semiconductor substrate including the active region; 상기 게이트 절연막 상에 상기 활성영역과 중첩된 부유게이트를 형성하되, 상기 부유게이트는 수직한 측벽 및 경사진 측벽을 갖는 적어도 스페이서 형태의(spacer-shaped) 부유게이트를 구비하고,Forming a floating gate overlapping the active region on the gate insulating layer, wherein the floating gate includes at least a spacer-shaped floating gate having a vertical sidewall and an inclined sidewall, 상기 부유게이트를 포함하는 기판의 전면 상에 터널 절연막을 형성하고,Forming a tunnel insulating film on the entire surface of the substrate including the floating gate; 상기 터널 절연막 상에 적어도 상기 수직한 측벽과 중첩되고, 상기 활성영역을 가로지르는 워드라인을 형성하는 것을 포함하되,Forming a word line overlapping at least the vertical sidewall on the tunnel insulating layer and crossing the active region; 상기 부유게이트를 형성하는 것은 상기 게이트 절연막을 갖는 반도체기판의 전면 상에 하부 부유게이트막을 형성하고, 상기 하부 부유게이트막 상에 상기 활성영역을 가로지르는 희생막 패턴을 형성하고, 상기 희생막 패턴을 갖는 반도체기판의 전면 상에 상부 부유게이트막을 형성하고, 상기 상부 및 하부 부유게이트막들을 이방성 식각하여 상기 희생막 패턴의 측벽을 덮는 상부 예비 부유게이트와 아울러서 상기 상부 예비 부유게이트 하부 및 상기 희생막 패턴 하부에 잔존하는 하부 예비 부유게이트를 형성하고, 상기 희생막 패턴을 제거하여 상기 상부 예비 부유게이트의 수직한 측벽 및 상기 하부 예비 부유게이트의 상부면을 노출시키고, 상기 수직한 측벽 상에 절연막 스페이서를 형성하고, 상기 절연막 스페이서를 식각마스크로 사용하여 상기 하부 예비 부유게이트를 식각하여 상기 상부 예비 부유게이트 하부 및 상기 절연막 스페이서 하부에 잔존하는 하부 부유게이트를 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 플래쉬 메모리 셀 제조방법.The floating gate may be formed by forming a lower floating gate layer on an entire surface of the semiconductor substrate having the gate insulating layer, forming a sacrificial layer pattern crossing the active region on the lower floating gate layer, and forming the sacrificial layer pattern. An upper floating gate layer is formed on the entire surface of the semiconductor substrate, and the upper and lower floating gate layers are anisotropically etched to cover the sidewalls of the sacrificial layer pattern. A lower preliminary floating gate remaining on the lower portion is formed, and the sacrificial layer pattern is removed to expose a vertical sidewall of the upper preliminary floating gate and an upper surface of the lower preliminary floating gate, and an insulating layer spacer is disposed on the vertical sidewall. And using the insulating film spacer as an etching mask. And etching the lower preliminary floating gate to form a lower floating gate remaining under the upper preliminary floating gate and under the insulating layer spacer. 삭제delete 삭제delete 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 희생막 패턴은 질화막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 플래쉬 메모리 셀 제조방법.And the sacrificial layer pattern is formed of a nitride layer. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 절연막 스페이서는 산화막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 플래쉬 메모리 셀 제조방법. And the insulating film spacer is formed of an oxide film.
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