KR100593154B1 - Cell of nonvolatile memory device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플로팅 게이트의 양측벽과 중첩되도록 컨트롤 게이트가 형성된 구조를 갖는 비휘발성 메모리 소자의 셀에 있어서, 플로팅 게이트와 컨트롤 게이트 간의 중첩면적을 증대시켜 커플링비를 증가시킬 수 있는 비휘발성 메모리 소자의 셀 및 그 제조방법에 관한 것으로, 이를 위해 본 발명에서는 기판과, 상기 기판 상에 형성된 터널 산화막과, 상기 터널 산화막 상에 형성된 플로팅 게이트와, 상기 플로팅 게이트 상에 형성된 제1 유전체막과, 상기 제1 유전체막 상에 형성된 제1 컨트롤 게이트와, 상기 제1 컨트롤 게이트, 상기 제1 유전체막 및 상기 플로팅 게이트의 양측벽에 형성된 제2 유전체막와, 상기 플로팅 게이트와 중첩되도록 상기 제2 유전체막의 양측벽에 형성된 제2 컨트롤 게이트와, 상기 제2 컨트롤 게이트의 양측으로 노출되는 상기 기판에 형성된 소오스/드레인 영역과, 상기 제1 및 제2 컨트롤 게이트를 전기적으로 접속시키도록 상기 제1 및 제2 컨트롤 게이트 상부와, 상기 소오스/드레인 영역 상에 각각 형성된 금속 실리사이드층을 포함하는 비휘발성 메모리 소자의 셀을 제공한다. According to the present invention, in a cell of a nonvolatile memory device having a structure in which a control gate is formed to overlap both sidewalls of the floating gate, the nonvolatile memory device can increase the coupling ratio by increasing the overlap area between the floating gate and the control gate. The present invention relates to a cell, and a method of manufacturing the same, which includes a substrate, a tunnel oxide film formed on the substrate, a floating gate formed on the tunnel oxide film, a first dielectric film formed on the floating gate, A first control gate formed on the first dielectric film, a second dielectric film formed on both sidewalls of the first control gate, the first dielectric film, and the floating gate, and both sidewalls of the second dielectric film so as to overlap the floating gate. A second control gate formed on the second control gate and exposed to both sides of the second control gate; A nonvolatile comprising a source / drain region formed in the first and second control gates and a metal silicide layer respectively formed on the source / drain region to electrically connect the first and second control gates. Provides a cell of a memory device.
비휘발성 메모리 소자, EEPROM, 커플링비, 프로그램Nonvolatile Memory Devices, EEPROMs, Coupling Ratios, Programs
Description
도 1은 종래기술에 따른 비휘발성 메모리 소자의 셀 제조방법을 통해 형성된 셀 어레이를 도시한 평면도.1 is a plan view illustrating a cell array formed through a cell manufacturing method of a nonvolatile memory device according to the prior art.
도 2는 도 1에 도시된 'A-A' 절단선을 따라 도시한 비휘발성 메모리 소자의 셀을 도시한 단면도. FIG. 2 is a cross-sectional view of a cell of a nonvolatile memory device taken along a cut line 'A-A' shown in FIG.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 셀을 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view illustrating a cell of a nonvolatile memory device according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4k는 도 3에 도시된 비휘발성 메모리 소자의 셀 제조방법을 도시한 단면도.4A to 4K are cross-sectional views illustrating a cell manufacturing method of the nonvolatile memory device shown in FIG. 3.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110 : 반도체 기판 111 : 터널 산화막110
112 : 플로팅 게이트 113 : 제1 유전체막112: floating gate 113: first dielectric film
114 : 제1 컨트롤 게이트 115 : 완충 산화막114: first control gate 115: buffer oxide film
116 : 하드 마스크 118 : 측벽 산화막116: hard mask 118: sidewall oxide film
119 : 측벽 질화막 121 : 게이트 산화막119
122 : 컨트롤 게이트 125a, 125b : DDD 영역122:
126 : 스페이서 128a, 128b : 소오스/드레인 영역126:
129 : 마스크 130 : 금속 실리사이드층 129
본 발명은 비휘발성 메모리 소자(NonVolatile Memory device, NVM)의 셀 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 플로팅 게이트(floating)의 양측벽과 중첩되도록 컨트롤 게이트(control gate)가 형성된 구조를 갖는 비휘발성 메모리 소자의 셀 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cell of a nonvolatile memory device (NVM) and a method of manufacturing the same. In particular, a nonvolatile memory having a structure in which a control gate is formed to overlap both sidewalls of a floating gate. A cell of a device and a method of manufacturing the same.
반도체 메모리 소자는 휘발성 메모리 소자 및 비휘발성 메모리 소자로 구분할 수 있다. 휘발성 메모리 소자는 전원공급이 차단되면, 메모리 소자의 데이타를 소실하는 메모리 소자로서, DRAM(Dynamic Random Access Memory) 소자 및 SRAM(Static RAM) 소자 등이 있다. 비휘발성 메모리 소자는 전원공급이 차단되더라도 메모리 소자의 데이타를 유지하는 기억소자, 예컨대 EEPROM 소자, 플래시(FLASH) 소자 등이 있다. The semiconductor memory device may be classified into a volatile memory device and a nonvolatile memory device. Volatile memory devices lose their data when their power supplies are interrupted, such as DRAM (Dynamic Random Access Memory) devices and static RAM (SRAM) devices. Nonvolatile memory devices include memory devices that retain data of the memory device even when a power supply is cut off, such as EEPROM devices and flash devices.
비휘발성 메모리 소자에서 프로그램(program) 동작은 F-N 터널링(Fowler- nordheim tunneling) 방식과 열전자 주입(hot electron injection) 방식에 의해 이루어진다. F-N 터널링 방식은 게이트 절연막으로 고전계를 인가하여 전자가 반도체 기판으로부터 플로팅 게이트로 주입됨으로써 프로그램 동작이 수행되도록 하는 방식이다. 열전자 주입방식은 드레인 부근의 채널영역에서 발생한 열전자(hot electron)가 플로팅 게이트에 주입됨으로써 프로그램 동작이 수행되도록 하는 방식이다. 한편, 비휘발성 메모리 소자의 소거(erase) 동작은 프로그램 동작을 통해 플로팅 게이트에 주입된 전자를 반도체 기판 또는 소오스로 방출시킴으로써 이루어진다. Program operation in a nonvolatile memory device is performed by F-N tunneling and hot electron injection. The F-N tunneling method is a method in which a program operation is performed by applying a high electric field to a gate insulating film to inject electrons into a floating gate from a semiconductor substrate. The hot electron injection method is a method in which a hot electron generated in a channel region near a drain is injected into a floating gate to perform a program operation. Meanwhile, an erase operation of the nonvolatile memory device is performed by releasing electrons injected into the floating gate into the semiconductor substrate or the source through a program operation.
구체적으로, 프로그램 동작은, 컨트롤 게이트에 고전압을 인가하면, 컨트롤 게이트와 플로팅 게이트 간의 캐패시턴스(capacitance)와, 플로팅 게이트와 기판 간의 캐패시턴스의 비(이하, 커플링비(coupling ratio)라 함)에 의해 플로팅 게이트에 소정의 전압이 유도된다. 이렇게 유도된 전압에 의해 기판으로부터 플로팅 게이트로 전자가 주입된다. 즉, F-N 터널링 방식으로 통해 플로팅 게이트로 전자가 주입된다. 결국, 플로팅 게이트에 주입된 전자에 의해 채널의 문턱전압이 높아지게 된다. 소거 동작은, 프로그램 동작과 반대로 이루어진다. 기판에 고전압을 인가하여 플로팅 게이트 내에 주입된 전자를 방출시킨다. 물론, 이 경우에도 F-N 터널링 방식을 이용한다. 결국, 플로팅 게이트에 주입된 전자가 모두 방출되어 채널의 문턱전압이 낮아지게 된다. 이러한 프로그램 및 소거 동작에 의해 변동하는 문턱전압을 통해 셀에 데이터를 저장하게 된다. Specifically, when a high voltage is applied to the control gate, the program operation may be floated by a capacitance ratio between the control gate and the floating gate and a capacitance ratio between the floating gate and the substrate (hereinafter referred to as a coupling ratio). A predetermined voltage is induced at the gate. Electrons are injected from the substrate into the floating gate by the induced voltage. That is, electrons are injected into the floating gate through the F-N tunneling method. As a result, the threshold voltage of the channel is increased by the electrons injected into the floating gate. The erase operation is reversed to the program operation. A high voltage is applied to the substrate to emit electrons injected into the floating gate. Of course, in this case also uses the F-N tunneling scheme. As a result, all of the electrons injected into the floating gate are emitted to lower the threshold voltage of the channel. The data is stored in the cell through the threshold voltage which is changed by the program and erase operations.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 종래기술에 따라 형성된 비휘발성 메모리 소 자의 셀 및 그에 따른 문제점을 설명하기로 한다. 여기서, 도 1은 비휘발성 메모리 소자의 셀 어레이 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 'A-A' 절단선을 따라 도시한 단면도이다. Hereinafter, a cell and a problem thereof of a nonvolatile memory device formed according to the prior art will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 1 is a plan view of a cell array of a nonvolatile memory device, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a cut line 'A-A' of FIG. 1.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 비휘발성 메모리 소자의 셀은 플로팅 게이트(12)의 양측벽에 컨트롤 게이트(18)가 형성된다. 또한, 컨트롤 게이트(18)의 상부와 소오스/드레인 영역(21a, 21b)의 상부에는 각각 금속 실리사이드층으로 TiSi2층(22)이 형성된다. 그리고, 플로팅 게이트(12)와 반도체 기판(10) 간에는 터널 산화막(11)이 개재되고, 플로팅 게이트(12)와 컨트롤 게이트(18) 간에는 ONO 구조를 갖는 스페이서(15, 16, 17)이 개재된다. 또한, 플로팅 게이트(12) 상부는 완충 산화막(13)과 질화막 계열의 하드 마스크(hard mask, 14)로 덮히게 된다. 한편, 도 1 및 도 2에 도시되고 미설명된, '19a', '19b'는 DDD(Doubled Diffused Drain) 영역이고, '20' DDD 스페이서이며, '30'은 액티브 영역이고, '40'은 콘택영역이다. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
그러나, 상기에서 설명한 바와 같이, 종래기술에 따른 비휘발성 메모리 소자의 셀 구조에서는 컨트롤 게이트(18)가 플로팅 게이트(12)의 양측벽에만 중첩되도록 형성되어 커플링비를 증가시키는데 한계가 있다. 커플링비는 전술한 바와 같이 프로그램 동작 특성과 밀접한 연관성을 갖고 있는 바, 커플링비를 높이면, 동일 전압을 인가해도 터널링되는 전자가 많아지게 되어 문턱전압을 보다 높게 가져갈 수 있다. 다른 측면에서 보면, 동일한 문턱전압을 얻기 위해 컨트롤 게이트에 인가되 는 바이어스 전압을 낮출 수 있게 된다. 인가전압을 낮추는 것은 셀 신뢰성 측면에서 많은 이득이 있다.However, as described above, in the cell structure of the nonvolatile memory device according to the related art, the
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 플로팅 게이트의 양측벽과 중첩되도록 컨트롤 게이트가 형성된 구조를 갖는 비휘발성 메모리 소자의 셀에 있어서, 플로팅 게이트와 컨트롤 게이트 간의 중첩면적을 증대시켜 커플링비를 증가시킬 수 있는 비휘발성 메모리 소자의 셀 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above-described problems of the prior art, and in a cell of a nonvolatile memory device having a structure in which a control gate is formed so as to overlap both side walls of the floating gate, an overlap between the floating gate and the control gate is provided. It is an object of the present invention to provide a cell of a nonvolatile memory device and a method of manufacturing the same that can increase the coupling ratio by increasing the area.
상기한 목적을 달성하기 위한 일측면에 따른 본 발명은, 기판와, 상기 기판 상에 형성된 터널 산화막과, 상기 터널 산화막 상에 형성된 플로팅 게이트와, 상기 플로팅 게이트 상에 형성된 제1 유전체막과, 상기 제1 유전체막 상에 형성된 제1 컨트롤 게이트와, 상기 제1 컨트롤 게이트, 상기 제1 유전체막 및 상기 플로팅 게이트의 양측벽에 형성된 제2 유전체막와, 상기 플로팅 게이트와 중첩되도록 상기 제2 유전체막의 양측벽에 형성된 제2 컨트롤 게이트와, 상기 제2 컨트롤 게이트의 양측으로 노출되는 상기 기판에 형성된 소오스/드레인 영역과, 상기 제1 및 제2 컨트롤 게이트를 전기적으로 접속시키도록 상기 제1 및 제2 컨트롤 게이트 상부와, 상기 소오스/드레인 영역 상에 각각 형성된 금속 실리사이드층을 포함하는 비휘발 성 메모리 소자의 셀을 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a substrate, a tunnel oxide film formed on the substrate, a floating gate formed on the tunnel oxide film, a first dielectric film formed on the floating gate, and the first material. A first control gate formed on the first dielectric film, a second dielectric film formed on both sidewalls of the first control gate, the first dielectric film, and the floating gate, and both sidewalls of the second dielectric film so as to overlap the floating gate. A second control gate formed at the gate, a source / drain region formed at the substrate exposed to both sides of the second control gate, and the first and second control gates to electrically connect the first and second control gates. A cell of a nonvolatile memory device comprising a top and a metal silicide layer formed on the source / drain regions, respectively. do.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은, 터널 산화막, 플로팅 게이트, 제1 유전체막, 제1 컨트롤 게이트, 완충 산화막 및 하드 마스크가 순차적으로 적층된 기판을 제공하는 단계와, 상기 기판 상의 단차를 따라 측벽 산화막과 측벽 질화막을 순차적으로 증착하는 단계와, 상기 측벽 질화막을 식각하여 상기 측벽 산화막의 양측벽에 상기 측벽 질화막을 잔류시키는 단계와, 잔류된 상기 측벽 질화막을 포함하는 전체 구조 상부의 단차를 따라 산화막을 증착하는 단계와, 상기 플로팅 게이트와 중첩되도록 상기 산화막의 양측벽에 제2 컨트롤 게이트를 형성하는 단계와, 상기 제2 컨트롤 게이트의 양측으로 노출되는 상기 기판에 소오스/드레인 영역을 형성하는 단계와, 상기 하드 마스크의 상부와 중첩되는 부위가 오픈된 식각 마스크를 이용한 식각공정을 실시하여 상기 제1 컨트롤 게이트의 상부를 노출시키는 단계와, 상기 제1 및 제2 컨트롤 게이트의 상부와, 상기 소오스/드레인 영역의 상부에 금속 실리사이드층을 형성하는 단계를 포함하는 비휘발성 메모리 소자의 셀 제조방법을 제공한다. In addition, according to another aspect of the present invention, there is provided a substrate in which a tunnel oxide film, a floating gate, a first dielectric film, a first control gate, a buffer oxide film, and a hard mask are sequentially stacked; Sequentially depositing a sidewall oxide film and a sidewall nitride film along a step on the substrate, etching the sidewall nitride film to leave the sidewall nitride film on both sidewalls of the sidewall oxide film, and the remaining sidewall nitride film Depositing an oxide film along a step on top of the structure, forming a second control gate on both sidewalls of the oxide film so as to overlap the floating gate, and source / exposed to the substrate exposed to both sides of the second control gate. Forming a drain region, and an etching mask having an open portion overlapping an upper portion of the hard mask; Exposing an upper portion of the first control gate by using an etching process, and forming a metal silicide layer on the upper portions of the first and second control gates and on the source / drain regions. A method of manufacturing a cell of a nonvolatile memory device is provided.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention.
실시예Example
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 셀을 도시한 단면도이다. 3 is a cross-sectional view illustrating a cell of a nonvolatile memory device according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 셀은 터널 산화막(111)을 통해 반도체 기판(110)과 분리된 플로팅 게이트(112)와, 유전체막(113)을 통해 플로팅 게이트(112) 상부와 중첩된 제1 컨트롤 게이트(114)와, ONO(Oxide/Nitride/Oxide) 구조를 이루는 절연막(118, 119, 121)을 통해 플로팅 게이트(112)의 양측벽과 중첩된 제2 컨트롤 게이트(122)와, 제2 컨트롤 게이트(122)의 양측으로 노출되는 기판(110) 상에 형성된 소오스/드레인 영역(128a, 128b)을 포함한다. 또한, 제1 및 제2 컨트롤 게이트(114, 122)의 상부와 소오스/드레인 영역(128a, 128b)의 상부에는 각각 금속 실리사이드층(130)이 형성된다. 이 금속 실리사이드층(130)에 의해 제1 및 제2 컨트롤 게이트(114, 122)가 서로 전기적으로 접속된다. Referring to FIG. 3, a cell of a nonvolatile memory device according to an exemplary embodiment of the present invention may include a
상기한 구조를 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 셀은 플로팅 게이트(112)의 양측벽 뿐만 아니라, 상부와 중첩되도록 제1 컨트롤 게이트(114)를 형성하고, 이 제1 컨트롤 게이트(114)와 플로팅 게이트(112) 사이에 유전체막(113)을 개재시킴으로써 도 2에 도시된 종래기술에 따른 셀 구조보다 제1 컨트롤 게이트(114)의 면적 만큼 플로팅 게이트 간의 중첩면적을 증대시킬 수 있다. The cell of the nonvolatile memory device according to the preferred embodiment of the present invention having the above-described structure forms the
이러한 구조를 통해, 프로그램 동작시 동시에 제1 및 제2 컨트롤 게이트(114, 122)에 바이어스 전압을 인가하는 경우 커플링비의 증대에 따라 플로팅 게이트(112)에 유기되는 전압이 그 만큼 증가하게 되어 프로그램 동작특성을 개선시킬 수 있다. With this structure, when the bias voltage is applied to the first and
이하, 도 4a 내지 도 4k를 참조하여 도 3에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 셀 제조방법을 설명하기로 한다. 여기서, 도 4a 내지 도 4k에 도시된 참조부호들 중 서로 동일한 참조부호는 동일한 기능을 수행하는 동일 요소이다. Hereinafter, a method of manufacturing a cell of a nonvolatile memory device according to an exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 3 will be described with reference to FIGS. 4A to 4K. Here, the same reference numerals among the reference numerals shown in FIGS. 4A to 4K are the same elements performing the same function.
도 4a에 도시된 바와 같이, STI(Shallow Trench Isolation) 공정을 통해 형성된 소자 분리막(또는, 필드 산화막)(미도시)에 의해 액티브 영역과 필드 영역이 정의되는 반도체 기판(110)을 제공한다. As shown in FIG. 4A, a
이어서, 웰 및 문턱전압 이온주입공정을 실시하여 반도체 기판(110)의 소정 영역에 웰 영역(미도시)을 형성한다. 이때, 웰 영역 형성공정은 소자 제조공정에 따라 소자 분리막 형성전에 형성할 수도 있다. 이러한 사항은 적절히 조정될 수 있다. Subsequently, a well region and a threshold voltage ion implantation process are performed to form a well region (not shown) in a predetermined region of the
이어서, 기판(110) 상에 산화(oxidation)공정을 실시하여 터널 산화막(111)을 형성한다. 이때, 산화공정은 건식 또는 습식산화공정으로 실시한다. 이후, 어닐공정을 실시할 수도 있다. Subsequently, an oxidation process is performed on the
이어서, 터널 산화막(111) 상에 플로팅 게이트용 폴리 실리콘막(112)을 증착한다. 이때, 폴리 실리콘막(112)은 언도프트(un-doped) 또는 도프트(doped) 실리콘막으로 형성한다. 예컨대, Si2H6 또는 Si2H6와 PH3 가스를 이용하여 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 방식으로 증착한다.Subsequently, a floating
이어서, 폴리 실리콘막(113) 상에 ONO 구조의 유전체막(113)을 형성한다. 이 때, 유전체막(113)의 하부층인 산화막(113a)은 열산화공정으로 형성하거나, CVD 방식으로 형성한다. 중간층인 질화막(113b)은 CVD, PECVD(Plasma Enhanced CVD) 또는 APCVD(Atmospheric Pressure CVD) 방식으로 증착한다. 상부층인 산화막(113c)은 CVD 방식으로 증착한다. Subsequently, an ONO
이어서, 유전체막(113) 상에 제1 컨트롤 게이트용 폴리 실리콘막(114)을 증착한다. 이때, 폴리 실리콘막(114)은 Si2H6 또는 Si2H6와 PH
3 가스를 이용하여 LPCVD 방식으로 증착한다.Next, the
이어서, 폴리 실리콘막(114) 상에 완충 산화막(115)을 증착한다. 이때, 완충 산화막(115)은 후속 공정을 통해 형성되는 하드 마스크(116) 증착공정시 가해지는 스트레스(stress)로부터 제1 컨트롤 게이트용 폴리 실리콘막(114)을 보호하는 기능을 수행한다.Next, a
이어서, 폴리 실리콘막(114) 상에 절연막 계열로 하드 마스크(116)를 형성한다.Next, a
이어서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 포토리소그래피 공정을 실시하여 하드 마스크(116)를 식각한다. Subsequently, as shown in FIG. 4B, the
이어서, 식각된 하드 마스크(116)를 이용한 식각공정(117)을 실시하여 완충 산화막(115), 폴리 실리콘막(114), 유전체막(113) 및 폴리 실리콘막(112)을 순차적으로 식각한다. 이로써, 제1 컨트롤 게이트(114)와 플로팅 게이트(112)의 프로파일(profile)이 정의된다. Subsequently, an
이어서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 플로팅 게이트(112)가 정의된 전체 구조 상부에 순차적으로 측벽 산화막(118)과 측벽 질화막(119)를 순차적으로 증착한다. 이때, 측벽 산화막(118)은 CVD 방식으로 증착하고, 측벽 질화막(119)은 LPCVD 방식으로 증착한다. Subsequently, as shown in FIG. 4C, the
이어서, 도 4d에 도시된 바와 같이, 에치백(etch back) 공정(120)을 실시하여 측벽 질화막(119)을 식각한다. 이로써, 측벽 질화막(119)은 패드 산화막(118)의 측벽에만 잔류된다. Next, as illustrated in FIG. 4D, an etch back
이어서, 도 4e에 도시된 바와 같이, 에치백 공정 후 전체 구조 상부의 단차를 따라 산화막(121)을 형성한다. 이때, 산화막(121)은 고전압 게이트용 게이트 절연막으로서, HLD(High Temperature Low Pressure Dielectric) 산화막으로 형성한다. 여기서, 고전압 게이트용 게이트 절연막은 EEPROM 셀을 로직 소자와 함께 칩 내에 구현하는 경우 EEPROM 셀을 구동시키기 위한 고전압 트랜지스터의 게이트 절연막이다. Subsequently, as illustrated in FIG. 4E, the
한편, 측벽 산화막(118), 측벽 질화막(119) 및 산화막(121)은 플로팅 게이트(112)와 제2 컨트롤 게이트(22) 사이에 개재되어 ONO 구조로 유전체막으로 기능한다. The
이어서, 산화막(121)을 덮도록 제2 컨트롤 게이트용 폴리 실리콘막(122)을 증착한다. 이때, 폴리 실리콘막(122)은 Si2H6 또는 Si2H6와 PH3 가스를 이용하여 LPCVD 방식으로 증착한다.Next, the
이어서, 도 4f에 도시된 바와 같이, 에치백 공정(123)을 실시하여 폴리 실리콘막(122)을 식각한다. 이로써, 액티브 영역의 일부가 노출되도록 일부가 액티브 영역과 중첩되고, 일부는 플로팅 게이트(112)의 양측벽과 중첩되는 제2 컨트롤 게이트(122)의 프로파일이 정의된다. Next, as illustrated in FIG. 4F, an etch back
이어서, 도 4g에 도시된 바와 같이, DDD 이온주입공정(124)을 실시하여 제2 컨트롤 게이트(122)의 양측으로 노출되는 기판(110) 상에 DDD 영역(125a, 125b)을 형성한다. 여기서, DDD 이온주입공정(124)을 실시하는 이유는 프로그램 동작시 드레인 영역에 인가되는 고전압에 의해 드레인 영역이 손상되는 것을 방지하기 위함이다. Next, as illustrated in FIG. 4G, the DDD
이어서, 도 4h에 도시된 바와 같이, 제2 컨트롤 게이트(122)의 양측벽의 일부에 스페이서(126)을 형성한다. 이때, 스페이서(126)은 질화막 계열의 물질로 형성한다. Subsequently, as shown in FIG. 4H,
이어서, 소오스/드레인 이온주입공정(127)을 실시하여 스페이서(126)를 통해 노출되는 DDD 영역(125a, 125b)에 각각 소오스/드레인 영역(128a, 128b)을 형성한다.Subsequently, the source / drain
이어서, 도 4i에 도시된 바와 같이, 하드 마스크(116)의 상부와 중첩되는 영역만 오픈(open)된 마스크(129)를 형성한다. 이때, 마스크(129)은 포토 레지스트 또는 반사 방지막이다. 여기서, 반사 방지막은 유기 또는 무기 반사 방지막 모두 가능하다. Subsequently, as shown in FIG. 4I, only the region overlapping the upper portion of the
이어서, 도 4j에 도시된 바와 같이, 마스크(129)를 이용한 식각공정을 실시 하여 마스크(129)를 통해 노출되는 산화막(121), 하드 마스크(116), 완충 산화막(115)을 제거한다. 이로써, 제1 컨트롤 게이트(114)의 상부가 노출되게 된다.Subsequently, as illustrated in FIG. 4J, the etching process using the
이어서, 도 4k에 도시된 바와 같이, 제1 컨트롤 게이트(114)가 노출된 전체 구조 상부의 단차를 따라 Ti, Co, Ti/TiN 또는 Co/TiN를 증착한 후 열처리 공정을 실시하여 제1 및 제2 컨트롤 게이트(114, 122)의 상부와 소오스/드레인 영역(128a, 128b)의 상부에 각각 금속 실리사이드층인 TiSi2 또는 CoSi2층(130)을 형성한다. 이로써, 금속 실리사이드층에 의해 제1 및 제2 컨트롤 게이트(114, 122)가 서로 전기적으로 접속된다. Subsequently, as shown in FIG. 4K, Ti, Co, Ti / TiN, or Co / TiN is deposited along the step of the upper portion of the entire structure where the
본 발명의 기술 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail in the preferred embodiments, it should be noted that the above-described embodiments are for the purpose of description and not of limitation. In addition, it will be understood by those skilled in the art that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 플로팅 게이트의 양측벽과 중첩되도록 컨트롤 게이트가 형성된 구조를 갖는 비휘발성 메모리 소자의 셀에 있어서, 플로팅 게이트의 양측벽뿐만 아니라, 상부와 중첩되도록 컨트롤 게이트를 형성함으로써 플로팅 게이트와 컨트롤 게이트 간의 중첩면적을 증대시켜 커플링비를 증가시킬 수 있다. 이를 통해, 비휘발성 메모리 소자의 프로그램 동작특성을 개선 시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, in a cell of a nonvolatile memory device having a structure in which a control gate is formed so as to overlap both side walls of the floating gate, the control gate is formed so as to overlap not only both side walls of the floating gate but also the top. By forming, the overlapping area between the floating gate and the control gate can be increased to increase the coupling ratio. Through this, the program operating characteristics of the nonvolatile memory device can be improved.
Claims (8)
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KR1020040115923A KR100593154B1 (en) | 2004-12-30 | 2004-12-30 | Cell of nonvolatile memory device and method for manufacturing the same |
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KR1020040115923A KR100593154B1 (en) | 2004-12-30 | 2004-12-30 | Cell of nonvolatile memory device and method for manufacturing the same |
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- 2004-12-30 KR KR1020040115923A patent/KR100593154B1/en active IP Right Grant
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