KR100594325B1 - Method of manufacturing semiconductor device having notched gate mosfet - Google Patents

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최병용
이충호
김동원
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Abstract

셀 어레이 영역에 형성되는 셀 트랜지스터는 게이트에 스페이서 형태의 전극을 적용하면서 국부화된 비트를 이용하여 멀티비트 동작이 가능한 노치 게이트 구조의 트랜지스터를 채용하는 동시에, 주변회로 영역에서는 트랜지스터의 기능에 따라 요구되는 서로 다른 요구 조건을 충족할 수 있도록 최적화된 구조를 가지는 트랜지스터를 형성하는 반도체 소자의 제조 방법에 관하여 개시한다. 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법에서는 상기 반도체 기판의 셀 어레이 영역에 노치 게이트 구조, 상기 노치 게이트 구조 아래의 반도체 기판 내에 형성되는 제1 채널 영역, 상기 제1 채널 영역을 사이에 두고 그 양측에 형성되는 소스/드레인 영역, 상기 제1 채널 영역과 상기 노치 게이트 구조와의 사이에 형성되어 있는 제1 게이트 절연막, 및 상기 제1 채널 영역과 상기 노치 게이트 구조와의 사이에서 상기 소스/드레인 영역에 인접한 영역에 국부적으로 형성된 메모리층을 포함하는 셀 트랜지스터를 형성한다. 상기 셀 트랜지스터와는 다른 구조를 가지는 적어도 1개의 트랜지스터를 포함하는 복수의 주변회로용 트랜지스터를 상기 주변회로 영역에 상기 셀 트랜지스터 형성과 동시에 형성한다. The cell transistor formed in the cell array region adopts a notched gate structure transistor capable of multi-bit operation using localized bits while applying a spacer electrode to the gate, and in the peripheral circuit region according to the function of the transistor. Disclosed is a method of manufacturing a semiconductor device for forming a transistor having a structure optimized to satisfy different requirements. In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a notch gate structure, a first channel region formed in a semiconductor substrate under the notched gate structure, and the first channel region are disposed at both sides of a cell array region of the semiconductor substrate. A source / drain region to be formed; a first gate insulating layer formed between the first channel region and the notch gate structure; and a source / drain region between the first channel region and the notch gate structure. A cell transistor including a memory layer locally formed in an adjacent region is formed. A plurality of peripheral circuit transistors including at least one transistor having a structure different from that of the cell transistor are formed in the peripheral circuit region at the same time as the cell transistor formation.

노치 게이트, 멀티비트, 셀 어레이, 주변회로, 공정 집적화, SONOS Notch Gate, Multi-Bit, Cell Array, Peripheral, Process Integration, SONOS

Description

노치 게이트 구조의 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자의 제조 방법 {Method of manufacturing semiconductor device having notched gate MOSFET} A method of manufacturing a semiconductor device having a transistor having a notched gate structure

도 1a 내지 도 1o는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다. 1A to 1O are cross-sectional views illustrating a manufacturing method of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention in order of processing.

도 2a 내지 도 2h는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다. 2A through 2H are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a second embodiment of the present invention, according to a process sequence.

도 3a 내지 도 3k는 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다. 3A to 3K are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a third embodiment of the present invention, according to a process sequence.

도 4a 내지 도 4n은 본 발명의 제4 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다. 4A through 4N are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a fourth embodiment of the present invention, according to a process sequence.

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

100: 반도체 기판, 102: 소자분리 영역, 112: 하부 산화막, 114: 메모리층, 116: 상부 산화막, 120: 더미 패턴, 120h: 개구부, 132: 제1 절연막, 134: 제1 포토레지스트 패턴, 140: 제1 도전층, 142: 산화막, 150: 제2 도전층, 162: 제2 포토레지스트 패턴, 164: 익스텐션 영역, 166: 제3 포토레지스트 패턴, 168: 익스텐션 영역, 170: 절연 스페이서, 172: 소스/드레인 영역, 174: 리세스 영역, 180: 금속 실리사이드막. Reference Signs List 100: semiconductor substrate, 102: device isolation region, 112: lower oxide film, 114: memory layer, 116: upper oxide film, 120: dummy pattern, 120h: opening, 132: first insulating film, 134: first photoresist pattern, 140 : First conductive layer, 142: oxide film, 150: second conductive layer, 162: second photoresist pattern, 164: extension region, 166: third photoresist pattern, 168: extension region, 170: insulating spacer, 172: Source / drain region, 174 recess region, 180: metal silicide film.

본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 셀 어레이 영역에서 멀티비트 동작이 가능한 트랜지스터를 주변회로 영역의 MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor)과 동시에 형성하는 데 있어서 공정 집적화를 용이하게 하기 위한 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to facilitate process integration in forming a transistor capable of multi-bit operation in a cell array region simultaneously with a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) in a peripheral circuit region. A method for manufacturing a semiconductor device.

최근, 이동통신 시스템, 메모리 카드 등에 널리 채용되고 있는 비휘발성 메모리 소자의 한 형태로서, SONOS (silicon-oxide-nitride-oxide-silicon) 또는MONOS (metal-oxide-nitride-oxide-silicon)로 칭해지는 형태의 비휘발성 메모리 소자가 제안되었다. 지금까지 제안된 대부분의 SONOS형 반도체 메모리 소자는 ONO 구조가 트랜지스터의 채널 영역 전체에 걸쳐서 존재하는 스택 SONOS형 트랜지스터 구조를 채용하고 있다. 이와 같은 구조에서는 ONO 구조가 트랜지스터의 채널 영역 전체에 걸쳐서 존재하기 때문에 셀 트랜지스터에서 높은 초기 문턱전압(Vth) 및 높은 프로그램 전류를 가진다. 따라서, 높은 초기 Vth 때문에 낮은 초기 Vth를 가지는 다른 로직 제품과 함께 하나의 칩에 집적하는 것이 어렵다. 또한, 스택 SONOS형 셀 트랜지스터에서 ONO 내의 저장 노드층에 포확된 전자는 상기 저장 노드층을 따라 수평 방향으로 움직일 수 있고, 이에 따라 소거 동작이 온전하게 행해지지 않을 수 있다. 더욱이, 반도체 산업의 급격한 발전에 수반하여 FET가 고도로 스케일링(scailing)됨에 따라, 소자 사이즈의 축소에 수반하여 누설 전류가 증가되는 등 다 양한 문제들이 발생되고 있다. Recently, as a form of nonvolatile memory devices widely used in mobile communication systems, memory cards, etc., they are referred to as silicon-oxide-nitride-oxide-silicon (SONOS) or metal-oxide-nitride-oxide-silicon (MONOS). Types of nonvolatile memory devices have been proposed. Most of the SONOS type semiconductor memory devices proposed so far employ a stacked SONOS type transistor structure in which the ONO structure exists over the entire channel region of the transistor. In such a structure, since the ONO structure exists throughout the channel region of the transistor, it has a high initial threshold voltage (Vth) and a high program current in the cell transistor. Therefore, due to the high initial Vth, it is difficult to integrate on one chip with other logic products having a low initial Vth. Further, in the stacked SONOS cell transistor, electrons accumulated in the storage node layer in ONO may move in the horizontal direction along the storage node layer, and thus the erase operation may not be performed intact. Moreover, as the FET is highly scaled with the rapid development of the semiconductor industry, various problems are generated, such as an increase in the leakage current with the reduction of the device size.

한편, 일반적인 플래시 메모리 소자를 동작시키기 위하여는 셀 어레이 영역에 형성되는 셀 트랜지스터 어레이 외에, 주변회로 영역 및 코어(core) 영역 (이하, 단지 "주변회로 영역"이라 함)에 형성되는 LV(저전압) MOSFET 또는 HV(고전압) MOSFET 회로 블록, 예를 들면 P/E 콘트롤러 (program/erase controller), 데이타 로드 래치 (data load latch), 워드라인 디코더 (word line decoder), 어드레스 버퍼 (address buffer), 센스 앰프 (sense amp) 등과 같은 회로 블록을 형성할 필요가 있다. SONOS 구조와 같이 저장 노드를 가지는 셀 트랜지스터 어레이와 주변회로 영역의 회로 블록을 하나의 칩에 집적하기 위하여는 셀 어레이 영역과 주변회로 영역간의 효율적인 공정 집적화가 요구된다. 특히, 국부화된 비트(localized bit)를 이용하여 멀티비트(multi-bit) 동작 가능한 구조를 가지는 셀 트랜지스터를 형성하는 경우, 셀 어레이 영역에 셀 트랜지스터 어레이를 형성하는 공정과 주변회로 영역에 고전압 트랜지스터 및 저전압 트랜지스터를 형성하는 공정을 동시에 진행하는 데 있어서 각각의 트랜지스터의 고유 기능 및 전기적 특성을 유지할 수 있도록 각각의 기능에 따라 별도로 설계된 구조를 가지는 트랜지스터들을 공정 난이도를 증가시키지 않고 용이하게 구현할 수 있는 별도의 공정 설계가 필요하다. Meanwhile, in order to operate a general flash memory device, in addition to a cell transistor array formed in a cell array region, an LV (low voltage) formed in a peripheral circuit region and a core region (hereinafter, simply referred to as a “peripheral circuit region”). MOSFET or HV (high voltage) MOSFET circuit block, e.g. P / E controller, data load latch, word line decoder, address buffer, sense It is necessary to form circuit blocks such as amplifiers. In order to integrate a cell transistor array having a storage node and a circuit block of a peripheral circuit region on a single chip, such as a SONOS structure, efficient process integration between the cell array region and the peripheral circuit region is required. In particular, when forming a cell transistor having a multi-bit operable structure using localized bits, a process of forming a cell transistor array in a cell array region and a high voltage transistor in a peripheral circuit region And in order to maintain a unique function and electrical characteristics of each transistor in the process of simultaneously forming a low voltage transistor, transistors having a structure designed separately for each function can be easily implemented without increasing the process difficulty. Process design is required.

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 초고집적화된 소자 구현을 위한 스케일링 기술에서 요구되는 축소된 사이즈를 가지는 트랜지스터 형성시 수반되는 문제들을 해결할 수 있는 동시에, 멀티비트 동작이 가 능한 셀 트랜지스터 형성 공정 및 주변회로용 트랜지스터 형성 공정을 용이하게 집적할 수 있는 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다. The present invention is to solve the above problems in the prior art, while solving the problems associated with the formation of a transistor having a reduced size required in the scaling technology for the ultra-high integration device implementation, and at the same time multi-bit operation A semiconductor device manufacturing method capable of easily integrating a cell transistor forming process and a transistor forming process for peripheral circuits is provided.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법에서는 셀 어레이 영역과 주변회로 영역을 가지는 반도체 기판을 준비한다. 상기 반도체 기판의 셀 어레이 영역에 노치 게이트 구조, 상기 노치 게이트 구조 아래의 반도체 기판 내에 형성되는 제1 채널 영역, 상기 제1 채널 영역을 사이에 두고 그 양측에 형성되는 소스/드레인 영역, 상기 제1 채널 영역과 상기 노치 게이트 구조와의 사이에 형성되어 있는 제1 게이트 절연막, 및 상기 제1 채널 영역과 상기 노치 게이트 구조와의 사이에서 상기 소스/드레인 영역에 인접한 영역에 국부적으로 형성된 메모리층을 포함하는 셀 트랜지스터를 형성한다. 그리고, 상기 셀 트랜지스터와는 다른 구조를 가지는 적어도 1개의 트랜지스터를 포함하는 복수의 주변회로용 트랜지스터를 상기 주변회로 영역에 상기 셀 트랜지스터 형성과 동시에 형성한다. In order to achieve the above object, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a semiconductor substrate having a cell array region and a peripheral circuit region is prepared. A notch gate structure in the cell array region of the semiconductor substrate, a first channel region formed in the semiconductor substrate under the notch gate structure, a source / drain region formed on both sides of the first channel region, and the first channel region interposed therebetween A first gate insulating layer formed between the channel region and the notched gate structure, and a memory layer locally formed in an area adjacent to the source / drain region between the first channel region and the notched gate structure. A cell transistor is formed. A plurality of peripheral circuit transistors including at least one transistor having a structure different from that of the cell transistor are simultaneously formed in the peripheral circuit region as the cell transistor is formed.

상기 주변회로용 트랜지스터는 고전압 트랜지스터 및 저전압 트랜지스터를 포함할 수 있다. The peripheral circuit transistor may include a high voltage transistor and a low voltage transistor.

본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 상기 셀 트랜지스터 형성과 동시에 상기 주변회로 영역에 상기 셀 트랜지스터와 동일한 구조를 가지는 고전압 트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 셀 트랜지스터 형성과 동시에 상기 주변회로 영역에 상기 셀 트랜지스터의 제1 게이트 절연막 보다 더 작은 두께의 제2 게이트 절연막과, 상기 제1 채널 영역 보다 더 짧은 길이의 제2 채널 영역을 가지는 저전압 트 랜지스터를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes forming a high voltage transistor having the same structure as the cell transistor in the peripheral circuit region at the same time as forming the cell transistor, and simultaneously forming the cell transistor in the peripheral circuit region at the same time as forming the cell transistor. The method may include forming a low voltage transistor having a second gate insulating layer having a smaller thickness than the first gate insulating layer of the transistor and a second channel region having a shorter length than the first channel region.

상기 셀 트랜지스터, 고전압 트랜지스터 및 저전압 트랜지스터를 형성하기 위한 예시적인 제1 양태에서는, 먼저 상기 반도체 기판상의 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 각각 제1 절연막, 메모리층 및 제2 절연막으로 구성되는 적층 구조를 형성한다. 상기 셀 트랜지스터 형성 예정 영역과 상기 주변회로 영역 중 상기 고전압 트랜지스터 형성 예정 영역에 상기 제1 게이트 절연막을 형성한다. 상기 주변회로 영역 중 상기 저전압 트랜지스터 형성 예정 영역에 상기 제2 게이트 절연막을 형성한다. 상기 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 각각 노치 게이트 구조를 가지는 셀 트랜지스터의 게이트, 고전압 트랜지스터의 게이트, 및 저전압 트랜지스터의 게이트를 동시에 형성한다. 상기 반도체 기판과 상기 셀 트랜지스터의 게이트, 고전압 트랜지스터의 게이트, 및 저전압 트랜지스터의 게이트 각각의 사이에만 상기 적층 구조의 일부가 남도록 상기 적층 구조의 나머지 일부를 제거한다 상기 저전압 트랜지스터의 게이트 아래의 반도체 기판 내에 이온주입을 행하여 상기 제2 채널 영역의 길이를 한정하는 익스텐션 영역을 형성한다. 상기 셀 트랜지스터의 게이트 및 고전압 트랜지스터 아래의 반도체 기판 내에 이온 주입을 행하여 상기 제1 채널 영역의 길이를 한정하는 익스텐션 영역을 형성한다. 상기 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 각각 소스/드레인 영역을 동시에 형성한다. In the first exemplary embodiment for forming the cell transistor, the high voltage transistor, and the low voltage transistor, first, a stacked structure consisting of a first insulating film, a memory layer, and a second insulating film is formed in a cell array region and a peripheral circuit region on the semiconductor substrate. Form. The first gate insulating layer is formed in the high voltage transistor formation region of the cell transistor formation region and the peripheral circuit region. The second gate insulating layer is formed in a region in which the low voltage transistor is to be formed in the peripheral circuit region. A gate of a cell transistor, a gate of a high voltage transistor, and a gate of a low voltage transistor are simultaneously formed in the cell array region and the peripheral circuit region, respectively. The remaining portion of the stacked structure is removed so that a portion of the stacked structure remains only between the semiconductor substrate and the gate of the cell transistor, the gate of the high voltage transistor, and the gate of the low voltage transistor. Ion implantation is performed to form an extension region defining the length of the second channel region. Ion implantation is performed in the gate of the cell transistor and the semiconductor substrate under the high voltage transistor to form an extension region defining the length of the first channel region. Source / drain regions are simultaneously formed in the cell array region and the peripheral circuit region, respectively.

또한, 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 상기 셀 트랜지스터 형성과 동시에 상기 주변회로 영역에 상기 셀 트랜지스터와 각각 다른 구조를 가지는 고전압 트랜지스터 및 저전압 트랜지스터를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 셀 트랜지스터 형성과 동시에 상기 주변회로 영역에 상기 셀 트랜지스터의 제1 게이트 절연막 보다 더 작은 두께의 제2 게이트 절연막과, 상기 제1 채널 영역 보다 더 짧은 길이의 제2 채널 영역을 가지는 저전압 트랜지스터를 형성한다. In addition, the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention may include forming a high voltage transistor and a low voltage transistor having a different structure from the cell transistor in the peripheral circuit region at the same time as the cell transistor is formed. In this case, a low voltage having a second gate insulating film having a thickness smaller than that of the first gate insulating film of the cell transistor and a second channel region having a shorter length than the first channel region in the peripheral circuit region at the same time as the cell transistor is formed. Form a transistor.

상기 셀 트랜지스터, 고전압 트랜지스터 및 저전압 트랜지스터를 형성하기 위한 예시적인 제2 양태에서는, 상기 반도체 기판상의 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 각각 제1 절연막, 메모리층 및 제2 절연막으로 구성되는 적층 구조를 형성한다. 상기 셀 트랜지스터 형성 예정 영역과 상기 주변회로 영역 중 상기 고전압 트랜지스터 형성 예정 영역에 상기 제1 게이트 절연막을 형성한다. 상기 주변회로 영역 중 상기 저전압 트랜지스터 형성 예정 영역에 상기 제2 게이트 절연막을 형성한다. 상기 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 각각 노치 게이트 구조를 가지는 셀 트랜지스터의 게이트, 고전압 트랜지스터의 게이트, 및 저전압 트랜지스터의 게이트를 동시에 형성한다. 상기 반도체 기판과 상기 셀 트랜지스터의 게이트, 고전압 트랜지스터의 게이트, 및 저전압 트랜지스터의 게이트 각각의 사이에만 상기 적층 구조의 일부가 남도록 상기 적층 구조의 나머지 일부를 제거한다. 상기 주변회로 영역에서 상기 고전압 트랜지스터의 게이트 및 저전압 트랜지스터의 게이트 아래에 남아 있는 상기 적층 구조의 일부 중 상기 메모리층 만 선택적으로 제거한다. 상기 저전압 트랜지스터의 게이트 아래의 반도체 기판 내에 이온주입을 행하여 상기 제2 채널 영역의 길이를 한정하는 익스텐션 영역을 형성한다. 상기 셀 트랜지스터의 게이트 및 고전압 트랜지스터 아래의 반도체 기판 내에 이온 주입을 행하여 상기 제1 채널 영역의 길이를 한정하는 익스텐션 영역을 형성한다. 상기 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 각각 소스/드레인 영역을 동시에 형성한다. In a second exemplary embodiment for forming the cell transistor, the high voltage transistor, and the low voltage transistor, a stacked structure composed of a first insulating film, a memory layer, and a second insulating film is formed in a cell array region and a peripheral circuit region on the semiconductor substrate, respectively. do. The first gate insulating layer is formed in the high voltage transistor formation region of the cell transistor formation region and the peripheral circuit region. The second gate insulating layer is formed in a region in which the low voltage transistor is to be formed in the peripheral circuit region. A gate of a cell transistor, a gate of a high voltage transistor, and a gate of a low voltage transistor are simultaneously formed in the cell array region and the peripheral circuit region, respectively. The remaining portion of the stacked structure is removed so that a portion of the stacked structure remains only between the semiconductor substrate and the gate of the cell transistor, the gate of the high voltage transistor, and the gate of the low voltage transistor. Only the memory layer is selectively removed from a portion of the stacked structure remaining under the gate of the high voltage transistor and the gate of the low voltage transistor in the peripheral circuit region. Ion implantation is performed in the semiconductor substrate under the gate of the low voltage transistor to form an extension region defining the length of the second channel region. Ion implantation is performed in the gate of the cell transistor and the semiconductor substrate under the high voltage transistor to form an extension region defining the length of the first channel region. Source / drain regions are simultaneously formed in the cell array region and the peripheral circuit region, respectively.

또한, 상기 셀 트랜지스터, 고전압 트랜지스터 및 저전압 트랜지스터를 형성하기 위한 예시적인 제3 양태에서는, 상기 반도체 기판상의 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 각각 제1 절연막, 메모리층 및 제2 절연막으로 구성되는 적층 구조를 형성한다. 상기 셀 트랜지스터 형성 예정 영역과 상기 주변회로 영역 중 상기 고전압 트랜지스터 형성 예정 영역에 상기 제1 게이트 절연막을 형성한다. 상기 주변회로 영역 중 상기 저전압 트랜지스터 형성 예정 영역에 상기 제2 게이트 절연막을 형성한다. 상기 셀 어레이 영역에 상기 제1 게이트 절연막 위에 형성되는 제1 도전층과, 상기 제1 도전층과의 사이에 제3 절연막이 개재된 상태로 상기 제1 도전층의 양 측벽을 덮는 제2 도전층으로 구성되는 셀 트랜지스터의 게이트를 형성한다. 상기 주변회로 영역에 상기 제1 게이트 절연막 위에 형성되는 제3 도전층과 상기 제3 도전층의 양 측벽을 덮는 스페이서 형태의 제4 도전층으로 구성되는 고전압 트랜지스터의 게이트를 형성한다. 상기 주변회로 영역에 상기 제2 게이트 절연막 위에 형성되는 제5 도전층과 상기 제5 도전층의 양 측벽을 덮는 스페이서 형태의 제6 도전층으로 구성되는 저전압 트랜지스터의 게이트를 형성한다. 상기 셀 어레이 영역에서 상기 반도체 기판과 상기 제2 도전층과의 사이에만 상기 메모리층이 남도록 상기 적층 구조의 일부를 제거한다. 상기 저전압 트랜지스터의 게이트 아래의 반도체 기판 내에 이온주입을 행하여 상기 제2 채널 영역의 길이를 한정하는 익스텐션 영역을 형성한다. 상기 셀 트랜지스터의 게이트 및 고전압 트랜지스터 아래의 반도체 기판 내에 이온 주입을 행하여 상기 제1 채널 영역의 길이를 한정하는 익스 텐션 영역을 형성한다. 상기 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 각각 소스/드레인 영역을 동시에 형성한다. Further, in the third exemplary embodiment for forming the cell transistor, the high voltage transistor, and the low voltage transistor, a laminated structure composed of a first insulating film, a memory layer, and a second insulating film, respectively, in a cell array region and a peripheral circuit region on the semiconductor substrate. To form. The first gate insulating layer is formed in the high voltage transistor formation region of the cell transistor formation region and the peripheral circuit region. The second gate insulating layer is formed in a region in which the low voltage transistor is to be formed in the peripheral circuit region. A second conductive layer covering both sidewalls of the first conductive layer in a state in which a third insulating film is interposed between the first conductive layer formed on the first gate insulating film and the first conductive layer in the cell array region; The gate of the cell transistor is formed. A gate of a high voltage transistor including a third conductive layer formed on the first gate insulating layer and a fourth conductive layer in a spacer form covering both sidewalls of the third conductive layer is formed in the peripheral circuit region. A gate of a low voltage transistor including a fifth conductive layer formed on the second gate insulating layer and a sixth conductive layer in the form of a spacer covering both sidewalls of the fifth conductive layer is formed in the peripheral circuit region. A portion of the stacked structure is removed such that the memory layer remains only between the semiconductor substrate and the second conductive layer in the cell array region. Ion implantation is performed in the semiconductor substrate under the gate of the low voltage transistor to form an extension region defining the length of the second channel region. Ion implantation is performed in the gate of the cell transistor and the semiconductor substrate under the high voltage transistor to form an extension region defining the length of the first channel region. Source / drain regions are simultaneously formed in the cell array region and the peripheral circuit region, respectively.

상기 셀 트랜지스터, 고전압 트랜지스터 및 저전압 트랜지스터를 형성하기 위한 예시적인 제4 양태에서는, 상기 반도체 기판상의 셀 어레이 영역에만 선택적으로 제1 절연막, 메모리층 및 제2 절연막으로 구성되는 적층 구조를 형성한다. 상기 셀 트랜지스터 형성 예정 영역과 상기 주변회로 영역 중 상기 고전압 트랜지스터 형성 예정 영역에 상기 제1 게이트 절연막을 형성한다. 상기 주변회로 영역 중 상기 저전압 트랜지스터 형성 예정 영역에 상기 제2 게이트 절연막을 형성한다. 상기 셀 어레이 영역에 상기 제1 게이트 절연막 위에 형성되는 제1 도전층과, 상기 제1 도전층과의 사이에 제3 절연막이 개재된 상태로 상기 제1 도전층의 양 측벽을 덮는 제2 도전층으로 구성되는 셀 트랜지스터의 게이트를 형성한다. 상기 주변회로 영역에 상기 제1 게이트 절연막 위에 형성되는 제3 도전층과 상기 제3 도전층의 양 측벽을 덮는 스페이서 형태의 제4 도전층으로 구성되는 고전압 트랜지스터의 게이트를 형성한다. 상기 주변회로 영역에 상기 제2 게이트 절연막 위에 형성되는 제5 도전층과 상기 제5 도전층의 양 측벽을 덮는 스페이서 형태의 제6 도전층으로 구성되는 저전압 트랜지스터의 게이트를 형성한다. 상기 셀 어레이 영역에서 상기 반도체 기판과 상기 제2 도전층과의 사이에만 상기 상기 메모리층이 남도록 상기 적층 구조의 일부를 제거한다. 상기 저전압 트랜지스터의 게이트 아래의 반도체 기판 내에 이온주입을 행하여 상기 제2 채널 영역의 길이를 한정하는 익스텐션 영역을 형성한다. 상기 셀 트랜지스터의 게이트 및 고전압 트랜지스터 아래의 반도체 기판 내에 이온 주입을 행하여 상기 제1 채널 영역의 길이를 한정하는 익스텐션 영역을 형성한다. 상기 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 각각 소스/드레인 영역을 동시에 형성한다. In the fourth exemplary embodiment for forming the cell transistor, the high voltage transistor and the low voltage transistor, a stacked structure consisting of a first insulating film, a memory layer and a second insulating film is selectively formed only in the cell array region on the semiconductor substrate. The first gate insulating layer is formed in the high voltage transistor formation region of the cell transistor formation region and the peripheral circuit region. The second gate insulating layer is formed in a region in which the low voltage transistor is to be formed in the peripheral circuit region. A second conductive layer covering both sidewalls of the first conductive layer in a state in which a third insulating film is interposed between the first conductive layer formed on the first gate insulating film and the first conductive layer in the cell array region; The gate of the cell transistor is formed. A gate of a high voltage transistor including a third conductive layer formed on the first gate insulating layer and a fourth conductive layer in a spacer form covering both sidewalls of the third conductive layer is formed in the peripheral circuit region. A gate of a low voltage transistor including a fifth conductive layer formed on the second gate insulating layer and a sixth conductive layer in the form of a spacer covering both sidewalls of the fifth conductive layer is formed in the peripheral circuit region. A portion of the stacked structure is removed such that the memory layer remains only between the semiconductor substrate and the second conductive layer in the cell array region. Ion implantation is performed in the semiconductor substrate under the gate of the low voltage transistor to form an extension region defining the length of the second channel region. Ion implantation is performed in the gate of the cell transistor and the semiconductor substrate under the high voltage transistor to form an extension region defining the length of the first channel region. Source / drain regions are simultaneously formed in the cell array region and the peripheral circuit region, respectively.

본 발명에 의하면, 비휘발성 메모리 소자의 메모리 셀을 주변회로에 집적화하는 공정이 단순화될 수 있으며, 셀 트랜지스터와 동시에 제조되는 주변회로 영역의 트랜지스터는 노치 게이트 구조를 가지도록 형성될 수 있으므로 게이트에서의 누설 전류를 감소시킬 수 있다. 또한, 소스/드레인과 게이트간의 오버랩 커패시턴스 (overlap capacitance)를 감소시킬 수 있어, 메모리 소자의 퍼포먼스 (performance)를 향상시킬 수 있다. According to the present invention, a process of integrating a memory cell of a nonvolatile memory device into a peripheral circuit can be simplified, and the transistor of the peripheral circuit region manufactured at the same time as the cell transistor can be formed to have a notched gate structure. Leakage current can be reduced. In addition, the overlap capacitance between the source / drain and the gate can be reduced, thereby improving the performance of the memory device.

다음에, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

다음에 예시하는 실시예들은 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다. 첨부 도면에서 막 또는 영역들의 크기 또는 두께는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어진 것이다.  The following exemplary embodiments can be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited to the following exemplary embodiments. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. In the accompanying drawings, the size or thickness of the films or regions is exaggerated for clarity.

도 1a 내지 도 1o는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다. 1A to 1O are cross-sectional views illustrating a manufacturing method of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention in order of processing.

제1 실시예에서는 셀 어레이 영역에 형성되는 셀 트랜지스터와, 주변회로 영역에 형성되는 고전압 트랜지스터 및 저전압 트랜지스터를 동시에 형성하기 위한 공정 집적화의 경우를 예로 들어 설명한다. 제1 실시예에서는 셀 트랜지스터, 고전압 트랜지스터 및 저전압 트랜지스터가 각각 노치 게이트 구조를 가지도록 형성되며, 각각의 트랜지스터는 그 기능에 따라 서로 다른 게이트 절연막 두께를 가지도록 형성된다. In the first embodiment, a case of process integration for simultaneously forming a cell transistor formed in the cell array region, and a high voltage transistor and a low voltage transistor formed in the peripheral circuit region will be described as an example. In the first embodiment, the cell transistor, the high voltage transistor, and the low voltage transistor are each formed to have a notched gate structure, and each transistor is formed to have a different gate insulating film thickness according to its function.

먼저 도 1a를 참조하면, 셀 어레이 영역과 주변회로 및 코어 영역 (이하, 단지 "주변회로 영역"이라 함)을 구비하는 반도체 기판(100), 예를 들면 실리콘 기판에 소자분리 영역(102)을 형성하여 상기 반도체 기판(100)의 활성 영역을 정의한다. 본 예에서는 상기 반도체 기판(100)의 셀 어레이 영역에 셀 트랜지스터(CELL Tr.)을 형성하고, 주변회로 영역에 고전압 트랜지스터 (HV MOSFET) 및 저전압 트랜지스터 (LV MOSFET)을 형성하는 경우를 예시하였다. Referring first to FIG. 1A, a device isolation region 102 is formed on a semiconductor substrate 100, such as a silicon substrate, having a cell array region, a peripheral circuit and a core region (hereinafter, simply referred to as a " peripheral circuit region "). To form an active region of the semiconductor substrate 100. In this example, a cell transistor (CELL Tr.) Is formed in the cell array region of the semiconductor substrate 100 and a high voltage transistor (HV MOSFET) and a low voltage transistor (LV MOSFET) are formed in the peripheral circuit region.

도 1b를 참조하면, 상기 반도체 기판(100)상의 전면에 하부 산화막(112), 메모리층(114), 및 상부 산화막(116)을 차례로 형성한다. 상기 하부 산화막(112)은 터널 역할을 하기 위한 막으로서, 예를 들면 약 20 ∼ 100Å의 두께로 형성될 수 있다. 상기 메모리층(114)은 전하 캐리어의 트래핑을 위해 형성되는 막으로서, 실리콘 질화물, 비정질 실리콘, 다결정 실리콘, 실리콘 도트(dot), SiGe, 나노크리스탈(nano crystal), 금속 등과 같이 전하가 저장될 수 있는 물질이면 어떤 종류라도 사용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 메모리층(114)은 실리콘 질화물로 이루어진다. 상기 메모리층(114)은 예를 들면 약 50 ∼ 100Å의 두께로 형성될 수 있다. 상기 상부 산화막(116)은 예를 들면 약 50 ∼ 250Å의 두께로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 1B, a lower oxide film 112, a memory layer 114, and an upper oxide film 116 are sequentially formed on an entire surface of the semiconductor substrate 100. The lower oxide layer 112 may serve as a tunnel, and may be formed, for example, in a thickness of about 20 to about 100 μm. The memory layer 114 is a film formed for trapping charge carriers, and charges may be stored, such as silicon nitride, amorphous silicon, polycrystalline silicon, silicon dots, SiGe, nanocrystals, and metals. Any kind of material may be used. Preferably, the memory layer 114 is made of silicon nitride. The memory layer 114 may be formed to a thickness of, for example, about 50 to about 100 microseconds. The upper oxide layer 116 may be formed to have a thickness of, for example, about 50 to about 250 kPa.

도 1c를 참조하면, 상기 상부 산화막(116) 위에 더미 패턴(120)을 형성한다. 상기 더미 패턴(120)은 후속 공정에서 다마신 공정에 의하여 트랜지스터의 게이트를 형성하기 위한 몰딩 역할을 하는 것으로, 상기 더미 패턴(120)의 개구부(120h)는 상기 반도체 기판(100)상에서 게이트가 형성되는 위치에 대응한다. 상기 더미 패턴(120)은 후속 공정에서 게이트를 형성한 후 선택적으로 제거되어야 하므로, 상기 상부 산화막(116)과 식각 선택비를 가지는 물질, 예를 들면 실리콘 질화물로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 더미 패턴(120)의 두께는 형성하고자 하는 게이트의 높이를 고려하여 결정된다. Referring to FIG. 1C, a dummy pattern 120 is formed on the upper oxide layer 116. The dummy pattern 120 serves as a molding for forming a gate of a transistor by a damascene process in a subsequent process, and the opening 120h of the dummy pattern 120 has a gate formed on the semiconductor substrate 100. It corresponds to the position. Since the dummy pattern 120 is to be selectively removed after the gate is formed in a subsequent process, the dummy pattern 120 is preferably made of a material having an etching selectivity with the upper oxide layer 116, for example, silicon nitride. The thickness of the dummy pattern 120 is determined in consideration of the height of the gate to be formed.

도 1d를 참조하면, 상기 더미 패턴(120)을 식각 마스크로 하여 상기 개구부(120h)를 통하여 노출되는 상기 상부 산화막(116)과 그 하부의 메모리층(114) 및 하부 산화막(112)을 제거하여 상기 개구부(120h)를 통하여 상기 반도체 기판(100)의 상면을 노출시킨다. Referring to FIG. 1D, the upper oxide layer 116, the memory layer 114 and the lower oxide layer 112 exposed through the opening 120h are removed using the dummy pattern 120 as an etch mask. An upper surface of the semiconductor substrate 100 is exposed through the opening 120h.

도 1e를 참조하면, 상기 노출된 반도체 기판(100) 상면 및 상기 더미 패턴(120) 위에 비교적 두꺼운 제1 절연막(132)을 형성한다. 상기 제1 절연막(132)은 셀 어레이 영역의 트랜지스터 및 주변회로 영역의 고전압 트랜지스터의 게이트 절연막을 구성하는 것으로, 예를 들면 약 50 ∼ 250Å의 비교적 큰 두께를 가지는 실리콘 산화막으로 형성될 수 있다. 그 후, 제1 포토레지스트 패턴(134)을 식각 마스크로 이용하여 주변회로 영역중 상기 저전압 트랜지스터(LV MOSFET) 형성 예정 영역에서만 선택적으로 상기 제1 절연막(132)을 건식 식각 방법에 의하여 제거하여 상기 LV MOSFET 형성 예정 영역에서 상기 개구부(120h)를 통하여 다시 상기 반도체 기판(100)의 상면을 노출시킨다. 그 결과, 상기 LV MOSFET 형성 예정 영역에서는 상기 더미 패턴(120)의 측벽에만 상기 제1 절연막(132)이 스페이서의 형태로 남아있게 된다. 이어서, 상기 LV MOSFET 형성 예정 영역에서 상기 개구부(120h)를 통하여 노출되는 상기 반도체 기판(100) 위에 제2 절연막(136)을 형성한다. 상기 제2 절연막(136)은 LV MOSFET의 게이트 절연막을 구성하는 것으로서, 상기 제1 절연막(132) 보다 얇은 두께로 형성된다. 상기 제2 절연막(136)은 예를 들면 약 20 ∼ 100Å의 범위 내에서 선택되는 두께를 가질 수 있다. 상기 제2 절연막(136)은 예를 들면 열산화법에 의하여 실리콘 산화막으로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 1E, a relatively thick first insulating layer 132 is formed on the exposed upper surface of the semiconductor substrate 100 and the dummy pattern 120. The first insulating layer 132 constitutes a gate insulating film of a transistor in a cell array region and a high voltage transistor in a peripheral circuit region. For example, the first insulating layer 132 may be formed of a silicon oxide layer having a relatively large thickness of about 50 to 250 kV. Thereafter, using the first photoresist pattern 134 as an etching mask, the first insulating layer 132 may be selectively removed only by a dry etching method in a region where the low voltage transistor (LV MOSFET) is to be formed in a peripheral circuit region. The upper surface of the semiconductor substrate 100 is exposed again through the opening 120h in the region where the LV MOSFET is to be formed. As a result, the first insulating layer 132 remains in the form of a spacer only on sidewalls of the dummy pattern 120 in the LV MOSFET formation region. Subsequently, a second insulating layer 136 is formed on the semiconductor substrate 100 exposed through the opening 120h in the LV MOSFET formation region. The second insulating film 136 constitutes a gate insulating film of the LV MOSFET, and is formed to have a thickness thinner than that of the first insulating film 132. For example, the second insulating layer 136 may have a thickness selected within a range of about 20 to about 100 GPa. The second insulating layer 136 may be formed of, for example, a silicon oxide film by thermal oxidation.

도 1f를 참조하면, 상기 제1 포토레지스트 패턴(134)을 제거하고, 상기 개구부(120h) 내부 및 상기 더미 패턴(120)의 상부에 게이트 형성용 도전 물질을 증착하여 제1 도전층(140)을 형성한 후, 상기 제1 도전층(140)을 CMP (chemical mechanical polishing) 공정에 의하여 연마하여, 상기 개구부(120h) 내에만 상기 제1 도전층(140)이 남도록 한다. 상기 개구부(120h) 내에 남아 있는 상기 제1 도전층(140)은 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에서 각각 트랜지스터의 게이트를 구성한다. 상기 제1 도전층(140)은 예를 들면 도핑된 폴리실리콘, 금속, 또는 금속 실리사이드로 구성될 수 있다. 상기 제1 도전층(140) 표면을 보호하기 위하여, 상기 제1 도전층(140) 위에 산화막(142)을 형성한다. Referring to FIG. 1F, the first photoresist pattern 134 is removed, and a first conductive layer 140 is deposited by depositing a conductive material for forming a gate inside the opening 120h and on the dummy pattern 120. After the formation, the first conductive layer 140 is polished by a chemical mechanical polishing (CMP) process so that the first conductive layer 140 remains only in the opening 120h. The first conductive layer 140 remaining in the opening 120h constitutes a gate of the transistor in the cell array region and the peripheral circuit region, respectively. The first conductive layer 140 may be formed of, for example, doped polysilicon, metal, or metal silicide. In order to protect the surface of the first conductive layer 140, an oxide film 142 is formed on the first conductive layer 140.

도 1g를 참조하면, 상기 더미 패턴(120) 위에 있는 산화막(142)과 상기 더미 패턴(120)을 차례로 습식 식각 방법에 의하여 제거하여, 상기 상부 산화막(116)을 노출시킨다. Referring to FIG. 1G, the oxide layer 142 on the dummy pattern 120 and the dummy pattern 120 are sequentially removed by a wet etching method to expose the upper oxide layer 116.

도 1h를 참조하면, 상기 제1 절연막(132) 및 상부 산화막(116)의 노출된 부 분을 스트립 공정에 의하여 제거한 후, 다시 제3 절연막(146)을 형성한다. 상기 제3 절연막(146)은 예를 들면 CVD (chemical vapor deposition) 또는 ALD (atomic layer deposition) 공정에 의하여 형성되는 산화막으로 이루어질 수 있다. 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자이면 잘 알 수 있는 바와 같이, 상기 설명한 제1 절연막(132) 및 상부 산화막(116)의 노출된 부분의 제거 공정과, 상기 제3 절연막(146)의 형성 공정은 경우에 따라 생략할 수도 있다. 이들 공정을 생략한 경우에는 도 1h에서 상기 제1 도전층(140)의 상면 위에 도시된 제3 절연막(146)은 형성되지 않는다. 본 예에서는 상기 제3 절연막(146)을 형성한 경우에 대하여 설명한다. Referring to FIG. 1H, the exposed portions of the first insulating layer 132 and the upper oxide layer 116 are removed by a strip process, and then a third insulating layer 146 is formed. The third insulating layer 146 may be formed of, for example, an oxide film formed by a chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD) process. As will be appreciated by those skilled in the art, the process of removing the exposed portions of the first insulating film 132 and the upper oxide film 116 described above, and forming the third insulating film 146. The process may be omitted in some cases. When these processes are omitted, the third insulating layer 146 shown on the upper surface of the first conductive layer 140 in FIG. 1H is not formed. In this example, the case where the third insulating film 146 is formed will be described.

상기 제3 절연막(146)이 형성된 결과물 전면에 도전 물질을 증착하고 다시 에치백(etchback)하여, 상기 제1 도전층(140)의 측벽 위에 상기 제3 절연막(146)을 개재하여 스페이서 형태의 제2 도전층(150)이 남도록 한다. 상기 제2 도전층(150)은 예를 들면 도핑된 폴리실리콘, 금속, 또는 금속 실리사이드로 구성될 수 있다. The conductive material is deposited on the entire surface of the resultant material on which the third insulating film 146 is formed and etched back to form a spacer in the form of a spacer through the third insulating film 146 on the sidewall of the first conductive layer 140. 2 conductive layer 150 is left. The second conductive layer 150 may be formed of, for example, doped polysilicon, metal, or metal silicide.

상기와 같이 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 제1 도전층(140) 및 제2 도전층으로 구성되는 게이트를 형성함으로써, 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에서상기 반도체 기판(100)으로부터 상기 제2 도전층(150)까지의 이격 거리는 상기 반도체 기판(100)으로부터 상기 제1 도전층(140)까지의 이격 거리 보다 더 큰 노치형 게이트 구조가 얻어진다. By forming a gate including the first conductive layer 140 and the second conductive layer in the cell array region and the peripheral circuit region as described above, the second conductive material is separated from the semiconductor substrate 100 in the cell array region and the peripheral circuit region. A notched gate structure is obtained in which the separation distance to the layer 150 is larger than the separation distance from the semiconductor substrate 100 to the first conductive layer 140.

도 1i를 참조하면, 상기 스페이서 형태의 제2 도전층(150) 주위에 노출되어 있는 제3 절연막(146)과, 그 아래의 메모리층(114) 및 하부 산화막(112)을 제거하여 상기 반도체 기판(100)의 상면을 노출시킨다.Referring to FIG. 1I, the semiconductor substrate may be removed by removing the third insulating layer 146 and the memory layer 114 and the lower oxide layer 112 below the second insulating layer 146 exposed around the spacer-shaped second conductive layer 150. The top surface of 100 is exposed.

도 1j를 참조하면, 상기 반도체 기판(100)에서 주변회로 영역 중 LV MOSFET 형성 예정 영역이 노출되도록 셀 어레이 영역과 주변회로 영역 중 HV MOSFET 형성 예정 영역을 제2 포토레지스트 패턴(162)으로 덮은 상태에서, 상기 제2 포토레지스트 패턴(162), 제1 도전층(140) 및 제2 도전층(150)을 이온주입 마스크로 하여 상기 반도체 기판(100)에 LDD (lightly doped drain) 이온주입 및 할로(halo) 이온주입을 행하여 LV MOSFET 형성 예정 영역의 반도체 기판(100) 내에 익스텐션 영역(164)을 형성한다. 상기 이온주입 공정은 경사 이온주입 공정에 의하여 행하여 상기 익스텐션 영역(164)이 상기 메모리층(114)의 하부 영역까지 연장될 수 있도록 한다. 이와 같이 상기 익스텐션 영역(164)을 형성함으로써 LV MOSFET 형성 예정 영역에서는 상기 익스텐션 영역(164)에 의하여 비교적 짧은 길이를 가지는 채널 영역이 한정된다. Referring to FIG. 1J, the semiconductor substrate 100 covers the HV MOSFET formation region of the cell array region and the peripheral circuit region with the second photoresist pattern 162 so that the LV MOSFET formation region of the peripheral circuit region is exposed. At least one of the second photoresist pattern 162, the first conductive layer 140, and the second conductive layer 150 as an ion implantation mask may be used to inject lightly doped drain (LDD) ion into the semiconductor substrate 100. An ion implantation is performed to form the extension region 164 in the semiconductor substrate 100 in the region where the LV MOSFET is to be formed. The ion implantation process may be performed by a gradient ion implantation process so that the extension region 164 may extend to the lower region of the memory layer 114. By forming the extension region 164 as described above, a channel region having a relatively short length is defined by the extension region 164 in the region where the LV MOSFET is to be formed.

도 1k를 참조하면, 상기 제2 포토레지스트 패턴(162)을 제거한 후, 상기 반도체 기판(100)에서 셀 어레이 영역의 트랜지스터 형성 예정 영역과 주변회로 영역의 HV MOSFET 형성 예정 영역이 노출되도록 주변회로 영역 중 LV MOSFET 형성 예정 영역을 제3 포토레지스트 패턴(166)으로 덮은 상태에서, 상기 제3 포토레지스트 패턴(166), 제1 도전층(140) 및 제2 도전층(150)을 이온주입 마스크로 하여 상기 반도체 기판(100)에 LDD 이온 주입 및 할로 이온주입을 행하여 상기 셀 어레이 영역과 주변회로 영역 중 HV MOSFET 형성 예정 영역에 익스텐션 영역(168)을 형성한다. 이 단계에서는 도 1j 단계에서의 이온주입 공정과는 달리 경사 이온주입 공정을 행하지 않으므로 셀 어레이 영역의 트랜지스터 형성 예정 영역과 주변회로 영역의 HV MOSFET 형성 예정 영역의 반도체 기판(100)에서 상기 익스텐션 영역(168)에 의하여 한정되는 채널 영역의 길이는 비교적 길게 되며, 따라서 상기 익스텐션 영역(168)에 의하여 한정되는 채널 영역의 길이 보다 LV MOSFET 형성 예정 영역에서 상기 익스텐션 영역(164)에 의하여 한정되는 채널 영역의 길이가 더 짧아지게 된다. Referring to FIG. 1K, after the second photoresist pattern 162 is removed, the peripheral circuit region is exposed so that the transistor formation region of the cell array region and the HV MOSFET formation region of the peripheral circuit region are exposed in the semiconductor substrate 100. The third photoresist pattern 166, the first conductive layer 140, and the second conductive layer 150 are formed as ion implantation masks while the LV MOSFET formation region is covered with the third photoresist pattern 166. LDD ion implantation and halo ion implantation are performed on the semiconductor substrate 100 to form an extension region 168 in an HV MOSFET formation region of the cell array region and the peripheral circuit region. In this step, unlike the ion implantation process in FIG. 1J, the inclination ion implantation process is not performed, and thus, the extension region (i.e. The length of the channel region defined by 168 becomes relatively long, so that the channel region defined by the extension region 164 in the region where the LV MOSFET is to be formed is larger than the length of the channel region defined by the extension region 168. The length becomes shorter.

도 1l을 참조하면, 상기 제3 포토레지스트 패턴(166)을 제거한 후, 결과물 전면에 절연 물질을 증착하고 다시 에치백하여, 상기 제2 도전층(150)의 측벽에 절연 스페이서(170)를 형성한다. 상기 절연 스페이서(170)는 산화막, 질화막 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 상기 제3 절연막(146)이 산화막으로 이루어진 경우에는 상기 제3 절연막(146)과의 식각 선택비를 확보하기 위하여 상기 절연 스페이서(170)는 질화막으로 이루어지는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 1L, after removing the third photoresist pattern 166, an insulating material is deposited on the entire surface of the resultant and then etched back to form an insulating spacer 170 on sidewalls of the second conductive layer 150. do. The insulating spacer 170 may be formed of an oxide film, a nitride film, or a combination thereof. When the third insulating film 146 is formed of an oxide film, the insulating spacer 170 may be formed of a nitride film to secure an etching selectivity with the third insulating film 146.

도 1m을 참조하면, 상기 제1 도전층(140), 제2 도전층(150) 및 절연 스페이서(170)를 이온주입 마스크로 사용하여 상기 반도체 기판(100)에 이온주입을 행하여 상기 반도체 기판(100)의 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 동시에 소스/드레인 영역(172)을 형성한다. Referring to FIG. 1M, the semiconductor substrate 100 may be ion implanted using the first conductive layer 140, the second conductive layer 150, and the insulating spacer 170 as an ion implantation mask. Source / drain regions 172 are simultaneously formed in the cell array region and the peripheral circuit region of 100.

도 1n을 참조하면, 습식 또는 건식 식각 공정을 이용하여 상기 제1 도전층(140) 상부에서 노출되어 있는 상기 제3 절연막(146)의 일부를 식각하여 상기 제1 도전층(140)과 상기 제2 도전층(150)과의 사이에 리세스 영역(174)을 형성한다. Referring to FIG. 1N, a portion of the third insulating layer 146 exposed on the first conductive layer 140 is etched using a wet or dry etching process to etch the first conductive layer 140 and the first layer. The recess region 174 is formed between the two conductive layers 150.

도 1o를 참조하면, 통상의 샐리사이드(salicide) 공정을 이용하여 상기 제1 도전층(140), 제2 도전층(150) 및 소스/드레인 영역(172) 위에 금속 실리사이드막(180)을 형성한다. 상기 금속 실리사이드막(180)에 의하여 상기 제1 도전층(140) 및 제2 도전층(150)이 상호 전기적으로 연결 가능한 상태로 된다. 상기 금속 실리사이드막(180)은 예를 들면 코발트 실리사이드, 니켈 실리사이드, 또는 티타늄 실리사이드로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 1O, a metal silicide layer 180 is formed on the first conductive layer 140, the second conductive layer 150, and the source / drain regions 172 using a conventional salicide process. do. The first conductive layer 140 and the second conductive layer 150 may be electrically connected to each other by the metal silicide layer 180. The metal silicide layer 180 may be formed of, for example, cobalt silicide, nickel silicide, or titanium silicide.

상기 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법에 따르면, 셀 어레이 영역에 형성되는 셀 트랜지스터와 주변회로 영역에 형성되는 HV MOSFET는 비교적 큰 두께로 형성된 제1 절연막(132)으로 게이트 절연막을 구성함으로써 비교적 큰 두께의 게이트 절연막을 형성할 수 있고, 주변회로 영역에 형성되는 LV MOSFET는 비교적 작은 두께로 형성된 제2 절연막(136)으로 게이트 절연막을 구성함으로써 비교적 작은 두께의 게이트 절연막을 형성할 수 있다. 또한, 주변회로 영역에서, 셀 트랜지스터의 익스텐션 영역(168) 및 HV MOSFET의 익스텐션 영역(168)은 트랜지스터 채널 영역을 중심으로 상기 메모리층(114)을 벗어난 외측에 위치하도록 형성되고, 상기 LV MOSFET의 익스텐션 영역(164)은 트랜지스터 채널 영역의 양측에서 상기 메모리층(114)의 하부에 위치하도록 형성된다. 따라서, 낮은 동작 전압으로 작동되는 LV MOSFET에서 고성능 트랜지스터를 구현할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법에서는 셀 어레이 영역과 주변회로 영역에서 각 트랜지스터의 기능에 따라 서로 다른 구조를 가지는 트랜지스터들을 효율적인 공정 집적화에 의하여 용이하게 구현할 수 있다. According to the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention described above, the cell transistor formed in the cell array region and the HV MOSFET formed in the peripheral circuit region are gated with the first insulating film 132 having a relatively large thickness. By forming the insulating film, a gate insulating film having a relatively large thickness can be formed, and the LV MOSFET formed in the peripheral circuit region forms a gate insulating film with the second insulating film 136 formed with a relatively small thickness to form a gate insulating film having a relatively small thickness. can do. Also, in the peripheral circuit region, the extension region 168 of the cell transistor and the extension region 168 of the HV MOSFET are formed so as to be located outside the memory layer 114 with respect to the transistor channel region. The extension region 164 is formed below the memory layer 114 at both sides of the transistor channel region. Thus, high performance transistors can be implemented in LV MOSFETs operating at low operating voltages. As described above, in the method of manufacturing the semiconductor device according to the first exemplary embodiment of the present invention, transistors having different structures according to the functions of the transistors in the cell array region and the peripheral circuit region can be easily implemented by efficient process integration.

도 2a 내지 도 2h는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다. 2A through 2H are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a second embodiment of the present invention, according to a process sequence.

제2 실시예에서는 셀 어레이 영역에 형성되는 셀 트랜지스터와, 주변회로 영 역에 형성되는 고전압 트랜지스터 및 저전압 트랜지스터를 동시에 형성하기 위한 공정 집적화의 경우를 예로 들어 설명한다. 제2 실시예에서는 셀 트랜지스터, 고전압 트랜지스터 및 저전압 트랜지스터가 각각 노치 게이트 구조를 가지도록 형성되며, 각각의 트랜지스터는 그 기능에 따라 서로 다른 게이트 절연막 두께를 가지도록 형성된다. 제2 실시예는 제1 실시예와 대체로 동일하나, 제2 실시에 있어서 제1 실시예와 구분되는 특징 중 하나는 주변회로 영역에서는 트랜지스터에서 메모리층을 완전히 제거하는 공정을 포함하는 것이다. 도 2a 내지 도 2h를 참조하여 설명하는 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 제1 실시예에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 설명의 중복을 피하기 위하여 여기서는 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다. In the second embodiment, a case of process integration for simultaneously forming a cell transistor formed in a cell array region, and a high voltage transistor and a low voltage transistor formed in a peripheral circuit region will be described as an example. In the second embodiment, the cell transistor, the high voltage transistor, and the low voltage transistor are each formed to have a notched gate structure, and each transistor is formed to have a different gate insulating film thickness according to its function. The second embodiment is generally the same as the first embodiment, but one of the features distinguished from the first embodiment in the second embodiment includes a process of completely removing the memory layer from the transistor in the peripheral circuit region. In the second embodiment of the present invention described with reference to Figs. 2A to 2H, the same reference numerals as those in the first embodiment denote the same members, and detailed description thereof will be omitted here in order to avoid duplication of description. .

도 2a를 참조하면, 도 1a 내지 도 1i를 참조하여 설명한 바와 같은 공정까지 제1 실시예에서와 동일한 방법으로 진행하여, 상기 반도체 기판(100)상의 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에서 각각 제2 도전층(150)의 하부에 메모리층(116)의 일부가 노출되도록 한다. Referring to FIG. 2A, the process as described with reference to FIGS. 1A to 1I may be performed in the same manner as in the first embodiment, and the second conductive layer may be formed in the cell array region and the peripheral circuit region on the semiconductor substrate 100, respectively. A portion of the memory layer 116 is exposed below the layer 150.

그 후, 셀 어레이 영역에 있는 메모리층(116)을 보호하기 위하여 셀 어레이 영역을 제4 포토레지스트 패턴(204)으로 덮은 상태에서 주변회로 영역에 형성되어 있는 상기 메모리층(114)을 습식 식각 공정에 의하여 제거한다. 예를 들면, 상기 메모리층(114)이 실리콘 질화막으로 이루어진 경우에는 습식 식각액으로서 인산(H3PO4)을 이용할 수 있다. Thereafter, in order to protect the memory layer 116 in the cell array region, a wet etching process is performed on the memory layer 114 formed in the peripheral circuit region while the cell array region is covered with the fourth photoresist pattern 204. Remove by For example, when the memory layer 114 is formed of a silicon nitride film, phosphoric acid (H 3 PO 4 ) may be used as a wet etchant.

도 2b를 참조하면, 상기 제4 포토레지스트 패턴(204)을 제거한 후, 주변회로 영역에서 상기 메모리층(114)이 제거된 후 남은 공간이 매립될 수 있도록 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 전면적으로 절연 물질을 증착하고, 이를 다시 에치백하여 상기 제2 도전층(150)의 측벽에 절연 라이너(210)를 형성한다. 상기 절연 라이너(210)는 산화막으로 구성되는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 2B, after the fourth photoresist pattern 204 is removed, the remaining space after the memory layer 114 is removed from the peripheral circuit region may be entirely filled in the cell array region and the peripheral circuit region. An insulating material is deposited and etched back to form an insulating liner 210 on the sidewall of the second conductive layer 150. The insulating liner 210 is preferably composed of an oxide film.

도 2c를 참조하면, 도 1j를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 주변회로 영역 중 LV MOSFET 형성 예정 영역에 LDD 이온주입 및 할로 이온주입을 행하여 LV MOSFET 형성 예정 영역의 반도체 기판(100) 내에 익스텐션 영역(164)을 형성한다. Referring to FIG. 2C, the LDD ion implantation and the halo ion implantation are performed in the LV MOSFET formation region of the peripheral circuit region by the method described with reference to FIG. 164).

도 2d를 참조하면, 도 1k를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 셀 어레이 영역의 트랜지스터 형성 예정 영역과 주변회로 영역의 HV MOSFET 형성 예정 영역에 LDD 이온 주입 및 할로 이온주입을 행하여 상기 셀 어레이 영역과 주변회로 영역 중 HV MOSFET 형성 예정 영역에 익스텐션 영역(168)을 형성한다. Referring to FIG. 2D, LDD ion implantation and halo ion implantation are performed in a transistor formation plan region of a cell array region and an HV MOSFET formation region of a peripheral circuit region by a method as described with reference to FIG. The extension region 168 is formed in the HV MOSFET formation scheduled region of the circuit region.

도 2e를 참조하면, 도 1l을 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 상기 절연 라이너(210)의 측벽에 절연 스페이서(170)를 형성한다. Referring to FIG. 2E, an insulating spacer 170 is formed on sidewalls of the insulating liner 210 in the same manner as described with reference to FIG. 1L.

도 2f를 참조하면, 도 1m을 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 상기 반도체 기판(100)의 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 동시에 소스/드레인 영역(172)을 형성한다. Referring to FIG. 2F, the source / drain regions 172 are simultaneously formed in the cell array region and the peripheral circuit region of the semiconductor substrate 100 by the method described with reference to FIG. 1M.

도 2g를 참조하면, 도 1n을 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 제3 절연막(146)의 일부를 식각하여 상기 제1 도전층(140)과 상기 제2 도전층(150)과의 사이에 리세스 영역(174)을 형성한다. Referring to FIG. 2G, a portion of the third insulating layer 146 is etched by the method described with reference to FIG. 1N to recess between the first conductive layer 140 and the second conductive layer 150. Area 174 is formed.

도 2h를 참조하면, 도 1o를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 상기 제1 도전층(140), 제2 도전층(150) 및 소스/드레인 영역(172) 위에 금속 실리사이드막(180)을 형성한다. Referring to FIG. 2H, a metal silicide layer 180 is formed on the first conductive layer 140, the second conductive layer 150, and the source / drain region 172 in the same manner as described with reference to FIG. 1O. .

상기 설명한 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법에 따르면, 제1 실시예에서와 마찬가지로 셀 어레이 영역에 형성되는 셀 트랜지스터와 주변회로 영역에 형성되는 HV MOSFET는 비교적 큰 두께로 형성된 제1 절연막(132)으로 게이트 절연막을 구성함으로써 비교적 큰 두께의 게이트 절연막을 형성할 수 있고, 주변회로 영역에 형성되는 LV MOSFET는 비교적 작은 두께로 형성된 제2 절연막(136)으로 게이트 절연막을 구성함으로써 비교적 작은 두께의 게이트 절연막을 형성할 수 있다. 또한, 셀 트랜지스터의 익스텐션 영역(168)은 채널 영역을 중심으로 상기 메모리층(114)을 벗어난 외측에 위치하도록 형성되고, 주변회로 영역에서 LV MOSFET의 익스텐션 영역(164)은 셀 트랜지스터 및 HV MOSFET의 경우에 비하여 상호 이격 거리가 짧아 트랜지스터 채널 길이가 짧게 형성되어 있다. 따라서, 낮은 동작 전압으로 작동되는 LV MOSFET에서 고성능 트랜지스터를 구현할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법에서는 셀 어레이 영역과 주변회로 영역에서 각 트랜지스터의 기능에 따라 서로 다른 구조를 가지는 트랜지스터들을 효율적인 공정 집적화에 의하여 용이하게 구현할 수 있다. According to the semiconductor device manufacturing method according to the second embodiment of the present invention described above, the cell transistor formed in the cell array region and the HV MOSFET formed in the peripheral circuit region, as in the first embodiment, are formed with a relatively large thickness. By forming the gate insulating film with the first insulating film 132, a gate insulating film having a relatively large thickness can be formed, and the LV MOSFET formed in the peripheral circuit region is formed by forming the gate insulating film with the second insulating film 136 having a relatively small thickness. A gate insulating film of a small thickness can be formed. In addition, the extension region 168 of the cell transistor is formed outside the memory layer 114 around the channel region, and the extension region 164 of the LV MOSFET in the peripheral circuit region is formed of the cell transistor and the HV MOSFET. Compared with the case, the transistor channel length is short because the mutual separation distance is short. Thus, high performance transistors can be implemented in LV MOSFETs operating at low operating voltages. As described above, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the second exemplary embodiment of the present invention, transistors having different structures according to the function of each transistor in the cell array region and the peripheral circuit region can be easily implemented by efficient process integration.

또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법에 의하면, 셀 어레이 영역에서는 트랜지스터를 구성하는 제2 도전층(150) 하부에 메모리층(114)이 남아 있는 반면, 주변회로 영역에서는 HV MOSFET 및 LV MOSFET에서 제2 도전층 (150)의 하부에 메모리층(114)이 제거된다. HV MOSFET에 상기 메모리층(114)이 남아 있는 경우에는 HV MOSFET의 동작시 메모리층(114)의 내부에 전하가 FN (Fowler-Nordheim) 또는 CHEI (Channel Hot-electron Injection) 방식을 통해 저장되어지는 경우가 발생할 수도 있다. 이는 주변회로의 Vth를 변화시켜 전기적인 회로 동작을 방해하는 결과를 초래할 수 있으며, 소자의 전기적 성능의 분포를 열화시킬 수 있다. 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 주변회로 영역에서 메모리층(114)이 제거되므로 상기와 같은 문제 발생 가능성을 제거할 수 있다. In addition, according to the method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, in the cell array region, the memory layer 114 remains under the second conductive layer 150 constituting the transistor, whereas in the peripheral circuit region The memory layer 114 is removed below the second conductive layer 150 in the HV MOSFET and the LV MOSFET. When the memory layer 114 remains in the HV MOSFET, the charge is stored in the memory layer 114 through the Fowler-Nordheim (FN) or the Channel Hot-electron Injection (CHEI) method during the operation of the HV MOSFET. Cases may occur. This may result in disturbing the electrical circuit operation by changing the Vth of the peripheral circuit, and may degrade the distribution of the electrical performance of the device. According to the second exemplary embodiment of the present invention, since the memory layer 114 is removed from the peripheral circuit region, the possibility of the aforementioned problem may be eliminated.

도 3a 내지 도 3k는 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다. 3A to 3K are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a third embodiment of the present invention, according to a process sequence.

제3 실시예에서는 셀 어레이 영역에 형성되는 셀 트랜지스터와, 주변회로 영역에 형성되는 고전압 트랜지스터 및 저전압 트랜지스터를 동시에 형성하기 위한 공정 집적화의 경우를 예로 들어 설명한다. 제3 실시예에서는 셀 트랜지스터, 고전압 트랜지스터 및 저전압 트랜지스터가 각각 노치 게이트 구조를 가지도록 형성되며, 각각의 트랜지스터는 그 기능에 따라 서로 다른 게이트 절연막 두께를 가지도록 형성된다. 제3 실시예는 제2 실시예에서와 마찬가지로 주변회로 영역에서는 트랜지스터에서 메모리층을 완전히 제거하는 공정을 포함한다. 제3 실시예에 있어서 제2 실시예와 구분되는 특징중 하나는 주변회로 영역에서 제1 도전층(140)과 제2 도전층(150)과의 사이에 개재되는 절연막을 제거하는 것이다. 도 3a 내지 도 3k를 참조하여 설명하는 본 발명의 제3 실시예에 있어서, 제1 및 제2 실시예에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 설명의 중복을 피하기 위하여 여기서는 이 들에 대한 상세한 설명은 생략한다. In the third embodiment, a case of process integration for simultaneously forming a cell transistor formed in the cell array region, and a high voltage transistor and a low voltage transistor formed in the peripheral circuit region will be described as an example. In the third embodiment, the cell transistor, the high voltage transistor, and the low voltage transistor are each formed to have a notched gate structure, and each transistor is formed to have a different gate insulating film thickness according to its function. The third embodiment includes a process of completely removing the memory layer from the transistor in the peripheral circuit region as in the second embodiment. One of the features distinguished from the second embodiment in the third embodiment is to remove the insulating film interposed between the first conductive layer 140 and the second conductive layer 150 in the peripheral circuit region. In the third embodiment of the present invention described with reference to Figs. 3A to 3K, the same reference numerals as those in the first and second embodiments denote the same members, and detailed descriptions thereof will be given herein in order to avoid duplication of description. Description is omitted.

도 3a를 참조하면, 도 1a 내지 도 1g를 참조하여 설명한 바와 같은 공정까지 제1 실시예에서와 동일한 방법으로 진행하여, 상기 반도체 기판(100)상에서 상부 산화막(116)이 노출되도록 상기 더미 패턴(120)을 제거한다. Referring to FIG. 3A, the process described above with reference to FIGS. 1A through 1G may be performed in the same manner as in the first embodiment, and the dummy pattern may be exposed to expose the upper oxide layer 116 on the semiconductor substrate 100. 120).

그 후, 셀 어레이 영역을 덮는 제5 포토레지스트 패턴(302)을 식각 마스크로 이용하여 주변회로 영역에서 상기 제1 도전층(140)의 측벽을 덮고 있는 제3 절연막(146)을 제거한다. Thereafter, the third insulating layer 146 covering the sidewall of the first conductive layer 140 in the peripheral circuit region is removed using the fifth photoresist pattern 302 covering the cell array region as an etching mask.

도 3b를 참조하면, 상기 제5 포토레지스트 패턴(302)을 제거한 후, 도 1h를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 상기 제1 도전층(140)의 측벽 위에 스페이서 형태의 제2 도전층(150)을 형성한다. 그 결과, 셀 어레이 영역에서는 상기 제1 도전층(140)과의 사이에 상기 제3 절연막(146)이 개재된 상태로 상기 제2 도전층(150)이 상기 제1 도전층(140)의 측벽 위에 형성되고, 주변회로 영역에서는 상기 제2 도전층(150)이 상기 제1 도전층(140)의 측벽 위에 직접 접하도록 형성된다. Referring to FIG. 3B, after removing the fifth photoresist pattern 302, the second conductive layer 150 in the form of a spacer is formed on the sidewall of the first conductive layer 140 in the same manner as described with reference to FIG. 1H. To form. As a result, in the cell array region, the second conductive layer 150 is a sidewall of the first conductive layer 140 with the third insulating layer 146 interposed between the first conductive layer 140. In the peripheral circuit region, the second conductive layer 150 is formed to directly contact the sidewall of the first conductive layer 140.

도 3c를 참조하면, 도 1i를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 상기 스페이서 형태의 제2 도전층(150) 근방에 노출되어 있는 제3 절연막(146), 메모리층(114) 및 이들 아래에 있는 하부 산화막(112)을 제거하여 상기 반도체 기판(100)의 상면을 노출시킨다. Referring to FIG. 3C, the third insulating layer 146 and the memory layer 114 exposed below the second conductive layer 150 in the form of a spacer and the lower portion below the spacers may be exposed in the same manner as described with reference to FIG. 1I. The oxide film 112 is removed to expose the top surface of the semiconductor substrate 100.

도 3d를 참조하면, 도 2a를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 주변회로 영역에 형성되어 있는 상기 메모리층(114)을 습식 식각 공정에 의하여 제거한다. Referring to FIG. 3D, the memory layer 114 formed in the peripheral circuit region is removed by a wet etching process in the same manner as described with reference to FIG. 2A.

도 3e를 참조하면, 도 2b를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 상기 제2 도전층(150)의 측벽에 절연 라이너(210)를 형성한다. Referring to FIG. 3E, an insulating liner 210 is formed on sidewalls of the second conductive layer 150 in the same manner as described with reference to FIG. 2B.

도 3f를 참조하면, 도 2c를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 주변회로 영역 중 LV MOSFET 형성 예정 영역에 LDD 이온주입 및 할로 이온주입을 행하여 LV MOSFET 형성 예정 영역의 반도체 기판(100) 내에 익스텐션 영역(164)을 형성한다. Referring to FIG. 3F, LDD ion implantation and halo ion implantation are performed in the LV MOSFET formation region of the peripheral circuit region in the same manner as described with reference to FIG. 164).

도 3g를 참조하면, 도 2d를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 셀 어레이 영역의 트랜지스터 형성 예정 영역과 주변회로 영역의 HV MOSFET 형성 예정 영역에 LDD 이온 주입 및 할로 이온주입을 행하여 상기 셀 어레이 영역과 주변회로 영역 중 HV MOSFET 형성 예정 영역에 익스텐션 영역(168)을 형성한다. Referring to FIG. 3G, LDD ion implantation and halo ion implantation are performed in the transistor formation region of the cell array region and the HV MOSFET formation region of the peripheral circuit region by the method described with reference to FIG. The extension region 168 is formed in the HV MOSFET formation scheduled region of the circuit region.

도 3h를 참조하면, 도 2e를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 상기 절연 라이너(210)의 측벽에 절연 스페이서(170)를 형성한다. Referring to FIG. 3H, an insulating spacer 170 is formed on sidewalls of the insulating liner 210 in the same manner as described with reference to FIG. 2E.

도 3i를 참조하면, 도 2f를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 상기 반도체 기판(100)의 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 동시에 소스/드레인 영역(172)을 형성한다. Referring to FIG. 3I, the source / drain regions 172 are simultaneously formed in the cell array region and the peripheral circuit region of the semiconductor substrate 100 in the same manner as described with reference to FIG. 2F.

도 3j를 참조하면, 도 2g를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 셀 어레이 영역에서 제3 절연막(146)의 일부를 식각하여 셀 어레이 영역 중 상기 제1 도전층(140)과 상기 제2 도전층(150)과의 사이에 리세스 영역(174)을 형성한다. Referring to FIG. 3J, a portion of the third insulating layer 146 is etched in the cell array region in the same manner as described with reference to FIG. 2G to etch the first conductive layer 140 and the second conductive layer ( A recessed region 174 is formed between 150 and 150.

도 3k를 참조하면, 도 2h를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 상기 제1 도전층(140), 제2 도전층(150) 및 소스/드레인 영역(172) 위에 금속 실리사이드막(180)을 형성한다. 그 결과, 셀 어레이 영역에서는 상기 금속 실리사이드막(180)에 의하여 상기 제1 도전층(140) 및 제2 도전층(150)이 상호 전기적으로 연결 가능 한 상태로 된다. Referring to FIG. 3K, the metal silicide layer 180 is formed on the first conductive layer 140, the second conductive layer 150, and the source / drain region 172 in the same manner as described with reference to FIG. 2H. . As a result, in the cell array region, the first conductive layer 140 and the second conductive layer 150 may be electrically connected to each other by the metal silicide layer 180.

상기 설명한 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법에 따르면, 제1 실시예 및 제2 실시예에서와 마찬가지로 셀 어레이 영역에 형성되는 셀 트랜지스터와 주변회로 영역에 형성되는 HV MOSFET는 비교적 큰 두께로 형성된 제1 절연막(132)으로 게이트 절연막을 구성함으로써 비교적 큰 두께의 게이트 절연막을 형성할 수 있고, 주변회로 영역에 형성되는 LV MOSFET는 비교적 작은 두께로 형성된 제2 절연막(136)으로 게이트 절연막을 구성함으로써 비교적 작은 두께의 게이트 절연막을 형성할 수 있다. 또한, 셀 트랜지스터의 익스텐션 영역(168)은 채널 영역을 중심으로 상기 메모리층(114)을 벗어난 외측에 위치하도록 형성되고, 주변회로 영역에서 LV MOSFET의 익스텐션 영역(164)은 셀 트랜지스터 및 HV MOSFET의 경우에 비하여 상호 이격 거리가 짧아 트랜지스터 채널 길이가 짧게 형성되어 있다. 따라서, 낮은 동작 전압으로 작동되는 LV MOSFET에서 고성능 트랜지스터를 구현할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법에서는 셀 어레이 영역과 주변회로 영역에서 각 트랜지스터의 기능에 따라 서로 다른 구조를 가지는 트랜지스터들을 효율적인 공정 집적화에 의하여 용이하게 구현할 수 있다.또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법에 의하면, 제2 실시예의 경우와 마찬가지로 셀 어레이 영역에서는 트랜지스터를 구성하는 제2 도전층(150) 하부에 메모리층(114)이 남아 있는 반면, 주변회로 영역에서는 HV MOSFET 및 LV MOSFET에서 제2 도전층(150)의 하부에 메모리층(114)이 제거된다. 따라서, 주변회로의 전기적 성능 열화 발생 가능성을 제거할 수 있다. According to the method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention described above, cell transistors formed in the cell array region and HV MOSFETs formed in the peripheral circuit region are relatively similar to those of the first and second embodiments. A gate insulating film having a relatively large thickness can be formed by forming a gate insulating film with the first insulating film 132 having a large thickness, and the LV MOSFET formed in the peripheral circuit region is gated with a second insulating film 136 having a relatively small thickness. By forming the insulating film, a gate insulating film having a relatively small thickness can be formed. In addition, the extension region 168 of the cell transistor is formed outside the memory layer 114 around the channel region, and the extension region 164 of the LV MOSFET in the peripheral circuit region is formed of the cell transistor and the HV MOSFET. Compared with the case, the transistor channel length is short because the mutual separation distance is short. Thus, high performance transistors can be implemented in LV MOSFETs operating at low operating voltages. As described above, in the method of manufacturing the semiconductor device according to the third exemplary embodiment of the present invention, transistors having different structures according to the functions of the transistors in the cell array region and the peripheral circuit region can be easily implemented by efficient process integration. According to the method of manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention, the memory layer 114 remains under the second conductive layer 150 constituting the transistor in the cell array region as in the case of the second embodiment. In the peripheral circuit region, the memory layer 114 is removed under the second conductive layer 150 in the HV MOSFET and the LV MOSFET. Therefore, the possibility of the electrical performance deterioration of a peripheral circuit can be eliminated.

특히, 본 발명의 제3 실시예에서는 저장 노드가 필요없는 주변회로 소자의 특성을 충분히 살려 제1 도전층(140)과 제2 도전층(150)과의 사이에 불필요한 절연막을 제거하였다. 따라서, 본 발명의 제3 실시예에 있어서 주변회로 영역에서는 도 3k를 참조하여 설명한 바와 같은 금속 실리사이드막(180) 형성 공정을 생략할 수 있다. In particular, in the third embodiment of the present invention, unnecessary insulating layers are removed between the first conductive layer 140 and the second conductive layer 150 by fully utilizing the characteristics of the peripheral circuit element that does not require a storage node. Accordingly, in the third embodiment of the present invention, the process of forming the metal silicide layer 180 as described with reference to FIG. 3K may be omitted in the peripheral circuit region.

도 4a 내지 도 4n은 본 발명의 제4 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다. 4A through 4N are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a fourth embodiment of the present invention, according to a process sequence.

제4 실시예에서는 셀 어레이 영역에 형성되는 셀 트랜지스터와, 주변회로 영역에 형성되는 고전압 트랜지스터 및 저전압 트랜지스터를 동시에 형성하기 위한 공정 집적화의 경우를 예로 들어 설명한다. 제4 실시예에서는 셀 트랜지스터가 노치 게이트 구조를 가지도록 형성되며, 셀 트랜지스터, 고전압 트랜지스터 및 저전압 트랜지스터는 각각 그 기능에 따라 서로 다른 게이트 절연막 두께를 가지도록 형성된다. 제4 실시예는 제1 실시예에서와 유사한 공정 단계들을 포함한다. 제4 실시예에 있어서 제1 실시예와 구분되는 특징중 하나는 제2 실시예 및 제3 실시예에서와 같이 주변회로 영역의 트랜지스터에서 메모리층을 완전히 제거하는 공정을 포함하는 것이다. 단, 주변회로 영역에서 트랜지스터의 메모리층을 제거하는 공정이 게이트 형성용 도전층을 형성하기 전에 행해지는 점에 있어서 제2 실시예 및 제3 실시예와 다르다. 도 4a 내지 도 4n을 참조하여 설명하는 본 발명의 제4 실시예에 있어서, 제1 실시예에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 설명의 중복을 피하기 위하여 여기서는 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다. In the fourth embodiment, a case of process integration for simultaneously forming a cell transistor formed in the cell array region, and a high voltage transistor and a low voltage transistor formed in the peripheral circuit region will be described as an example. In the fourth embodiment, the cell transistor is formed to have a notched gate structure, and the cell transistor, the high voltage transistor, and the low voltage transistor are each formed to have different gate insulating film thicknesses according to their function. The fourth embodiment includes similar process steps as in the first embodiment. One of the features distinguished from the first embodiment in the fourth embodiment is a process of completely removing the memory layer from the transistors in the peripheral circuit region as in the second and third embodiments. However, the second and third embodiments differ in that the process of removing the memory layer of the transistor in the peripheral circuit region is performed before forming the gate forming conductive layer. In the fourth embodiment of the present invention described with reference to Figs. 4A to 4N, the same reference numerals as those in the first embodiment denote the same members, and detailed description thereof is omitted here to avoid duplication of description. .

도 4a를 참조하면, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 반도체 기판(100)상에 하부 산화막(112), 메모리층(114), 및 상부 산화막(116)이 차례로 형성된 스택을 형성하는 공정까지 진행한다. Referring to FIG. 4A, a stack in which a lower oxide film 112, a memory layer 114, and an upper oxide film 116 are sequentially formed on a semiconductor substrate 100 is formed in the same manner as described with reference to FIGS. 1A and 1B. Proceed to the process.

그 후, 상기 반도체 기판(100)상의 셀 어레이 영역을 제1 마스크 패턴(402), 예를 들면 포토레지스트 패턴으로 덮고, 상기 제1 마스크 패턴(402)을 식각 마스크로 사용하여 주변회로 영역에서 상기 하부 산화막(112), 메모리층(114), 및 상부 산화막(116)이 차례로 형성된 스택을 제거한다. 이어서, 상기 주변회로 영역의 반도체 기판(100) 표면에 제4 절연막(418)을 형성한다. 상기 제4 절연막(418)은 예를 들면 열산화법에 의하여 형성된 산화막으로 이루어질 수 있다. Thereafter, the cell array region on the semiconductor substrate 100 is covered with a first mask pattern 402, for example, a photoresist pattern, and the first mask pattern 402 is used as an etch mask in the peripheral circuit region. The stack in which the lower oxide film 112, the memory layer 114, and the upper oxide film 116 are sequentially formed is removed. Subsequently, a fourth insulating layer 418 is formed on the surface of the semiconductor substrate 100 in the peripheral circuit region. The fourth insulating layer 418 may be formed of, for example, an oxide film formed by a thermal oxidation method.

도 4b를 참조하면, 상기 제1 마스크 패턴(402)을 제거한 후, 도 1c를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 상기 상부 산화막(116) 및 제4 절연막(418) 위에 더미 패턴(120)을 형성한다. Referring to FIG. 4B, after removing the first mask pattern 402, a dummy pattern 120 is formed on the upper oxide layer 116 and the fourth insulating layer 418 by the method described with reference to FIG. 1C. .

도 4c를 참조하면, 상기 더미 패턴(120)을 식각 마스크로 하여, 셀 어레이 영역에서는 상기 개구부(120h)를 통하여 노출되는 상기 상부 산화막(116)과 그 하부의 메모리층(114) 및 하부 산화막(112)을 제거하고, 주변회로 영역에서는 상기 개구부(120h)를 통하여 노출되는 상기 제4 절연막(418)을 제거하여, 상기 개구부(120h)를 통하여 상기 반도체 기판(100)의 상면을 노출시킨다. Referring to FIG. 4C, using the dummy pattern 120 as an etch mask, in the cell array region, the upper oxide layer 116 and the lower memory layer 114 and the lower oxide layer (exposed through the opening 120h) are exposed. 112 is removed, and in the peripheral circuit region, the fourth insulating layer 418 exposed through the opening 120h is removed to expose the top surface of the semiconductor substrate 100 through the opening 120h.

도 4d를 참조하면, 도 1e를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 상기 더미 패턴(120) 위에 비교적 두꺼운 제1 절연막(132)을 형성하고, 제2 마스크 패턴(404)을 식각 마스크로 사용하여 주변회로 영역중 LV MOSFET 형성 예정 영역에서만 선택 적으로 상기 제1 절연막(132)을 식각한다. 이 때, LV MOSFET 형성 예정 영역에서 상기 제1 절연막(132)이 전혀 남아 있지 않고 완전히 제거될 수 있도록 한다. 이를 위하여, 도 1e에서와 같이 건식 식각 공정을 이용하는 경우에는 도 1e의 경우 보다 식각 시간을 길게 설정하여 LV MOSFET 영역에서 상기 제1 절연막(132)이 완전히 제거될 수 있도록 한다. 다른 방법으로서, 상기 제2 마스크 패턴(404)을 식각 마스크로 이용하는 습식 식각 공정을 이용하는 경우에도 LV MOSFET 영역에서 상기 제1 절연막(132)을 완전히 제거할 수 있다. 그 결과, LV MOSFET 영역에서 상기 더미 패턴(120)의 개구부(120h) 내벽이 완전히 노출된다. Referring to FIG. 4D, a relatively thick first insulating layer 132 is formed on the dummy pattern 120 in the same manner as described with reference to FIG. 1E, and the peripheral circuit is formed by using the second mask pattern 404 as an etching mask. The first insulating layer 132 is selectively etched only in the region in which the LV MOSFET is to be formed. At this time, the first insulating film 132 does not remain at all in the region where the LV MOSFET is to be formed and can be completely removed. To this end, in the case of using the dry etching process as shown in FIG. 1E, the etching time is set longer than that in FIG. 1E so that the first insulating layer 132 can be completely removed from the LV MOSFET region. As another method, even when a wet etching process using the second mask pattern 404 as an etching mask is used, the first insulating layer 132 may be completely removed from the LV MOSFET region. As a result, the inner wall of the opening 120h of the dummy pattern 120 is completely exposed in the LV MOSFET region.

도 4e를 참조하면, 상기 제2 마스크 패턴(404)을 제거한 후, 도 1f를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 제1 도전층(140) 및 산화막(142)을 형성한다. Referring to FIG. 4E, after removing the second mask pattern 404, the first conductive layer 140 and the oxide layer 142 are formed in the same manner as described with reference to FIG. 1F.

도 4f를 참조하면, 도 1g를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 더미 패턴(120)을 제거하여, 상기 상부 산화막(116) 및 제4 절연막(418)을 노출시킨다. Referring to FIG. 4F, the dummy pattern 120 is removed in the same manner as described with reference to FIG. 1G to expose the upper oxide layer 116 and the fourth insulating layer 418.

도 4g를 참조하면, 도 1h를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 상기 제1 도전층(140)의 측벽 위에 스페이서 형태의 제2 도전층(150)을 형성한다. 그 결과, 셀 어레이 영역과 주변회로 영역중 HV MOSFET 영역에서는 제1 도전층(140)과 제2 도전층(150)과의 사이에 제1 절연막(132)이 개재되어 있는 반면, 주변회로 영역중 LV MOSFET 영역에서는 제1 도전층(140)과 제2 도전층(150)과의 사이에 절연막이 개재되지 않고, 제2 도전층(150)이 제1 도전층(140)의 측벽 위에 직접 접하게 된다. Referring to FIG. 4G, a second conductive layer 150 in the form of a spacer is formed on the sidewall of the first conductive layer 140 in the same manner as described with reference to FIG. 1H. As a result, the first insulating layer 132 is interposed between the first conductive layer 140 and the second conductive layer 150 in the HV MOSFET region of the cell array region and the peripheral circuit region, while in the peripheral circuit region. In the LV MOSFET region, an insulating film is not interposed between the first conductive layer 140 and the second conductive layer 150, and the second conductive layer 150 is directly in contact with the sidewall of the first conductive layer 140. .

도 4h를 참조하면, 셀 어레이 영역에서는 상기 스페이서 형태의 제2 도전층(150) 주위에 노출되어 있는 상부 산화막(116)과, 그 아래의 메모리층(114) 및 하 부 산화막(112)을 제거하여 상기 반도체 기판(100)의 상면을 노출시키고, 주변회로 영역에서는 상기 제2 도전층(150) 주위에 노출되어 있는 제4 절연막(418)을 제거하여 상기 반도체 기판(100)의 상면을 노출시킨다. Referring to FIG. 4H, in the cell array region, the upper oxide layer 116 and the memory layer 114 and the lower oxide layer 112 that are exposed around the spacer-shaped second conductive layer 150 are removed. The upper surface of the semiconductor substrate 100 is exposed, and in the peripheral circuit region, the fourth insulating layer 418 exposed around the second conductive layer 150 is removed to expose the upper surface of the semiconductor substrate 100. .

도 4i를 참조하면, 도 1j를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 상기 반도체 기판(100)에서 주변회로 영역 중 LV MOSFET 형성 예정 영역에 익스텐션 영역(164)을 형성한다. Referring to FIG. 4I, an extension region 164 is formed in an LV MOSFET formation region of a peripheral circuit region of the semiconductor substrate 100 in the same manner as described with reference to FIG. 1J.

도 4j를 참조하면, 도 1k를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 상기 반도체 기판(100)에서 셀 어레이 영역의 트랜지스터 형성 예정 영역과 주변회로 영역의 HV MOSFET 형성 예정 영역에 익스텐션 영역(168)을 형성한다. Referring to FIG. 4J, the extension region 168 is formed in the semiconductor substrate 100 in the transistor formation region of the cell array region and the HV MOSFET formation region of the peripheral circuit region in the semiconductor substrate 100 in the same manner as described with reference to FIG. 1K. .

도 4k를 참조하면, 도 1l을 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 상기 제2 도전층(150)의 측벽에 절연 스페이서(170)를 형성한다. Referring to FIG. 4K, an insulating spacer 170 is formed on sidewalls of the second conductive layer 150 in the same manner as described with reference to FIG. 1L.

도 4l을 참조하면, 도 1m을 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 반도체 기판(100)의 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 동시에 소스/드레인 영역(172)을 형성한다. Referring to FIG. 4L, the source / drain regions 172 are simultaneously formed in the cell array region and the peripheral circuit region of the semiconductor substrate 100 by the method described with reference to FIG. 1M.

도 4m을 참조하면, 도 1n을 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 상기 제1 도전층(140)과 상기 제2 도전층(150)과의 사이에 리세스 영역(174)을 형성한다. Referring to FIG. 4M, a recess region 174 is formed between the first conductive layer 140 and the second conductive layer 150 in the same manner as described with reference to FIG. 1N.

도 4n을 참조하면, 도 1o를 참조하여 설명한 바와 같은 방법으로 상기 제1 도전층(140), 제2 도전층(150) 및 소스/드레인 영역(172) 위에 금속 실리사이드막(180)을 형성한다. Referring to FIG. 4N, the metal silicide layer 180 is formed on the first conductive layer 140, the second conductive layer 150, and the source / drain region 172 in the same manner as described with reference to FIG. 1O. .

상기 설명한 본 발명의 제4 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법에 따르 면, 셀 트랜지스터와 HV MOSFET에 대하여만 게이트에 스페이서 형태의 제2 도전층(150)으로 구성되는 전극을 적용하는 구조를 채용하고, LV MOSFET에서는 스페이서 형태의 전극을 적용하지 않는 구조가 얻어진다. 또한, 셀 어레이 영역에서만 필요한 저장 노드인 메모리층(114)을 게이트 구조가 형성되기 전에 셀 어레이 영역을 제외한 다른 영역에서는 미리 선택적으로 제거함으로써, 셀 어레이 영역에서는 2 비트 NVM 트랜지스터를 구현하면서, 주변회로 영역에서는 HV MOSFET 및 LV MOSFET에서 제2 도전층(150)의 하부에 메모리층(114)이 제거됨으로써 주변회로의 전기적 성능 열화 발생 가능성을 제거할 수 있다. According to the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention described above, only the cell transistors and the HV MOSFETs have a structure in which an electrode composed of the second conductive layer 150 in the form of a spacer is applied to the gate. In the LV MOSFET, a structure in which no electrode in the form of a spacer is applied is obtained. In addition, the memory layer 114, which is a storage node necessary only in the cell array region, is selectively removed in the other regions except the cell array region before the gate structure is formed, thereby implementing a 2-bit NVM transistor in the cell array region, thereby providing a peripheral circuit. In the region, since the memory layer 114 is removed under the second conductive layer 150 in the HV MOSFET and the LV MOSFET, the possibility of deterioration of electrical performance of the peripheral circuit may be eliminated.

상기 설명한 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에서는 벌크(bulk) 반도체 기판을 사용하는 경우에 대하여만 설명하였으나, 이 기술 분야에 숙련된 자이면 본 발명에 따른 공정 집적화는 벌크 반도체 기판 뿐 만 아니라 SOI (silicon on insulator)를 비롯한 모든 반도체 기판을 사용하여 구현하는 것이 가능하다는 것을 잘 알 수 있을 것이다. In the first to fourth embodiments of the present invention described above, only the case of using a bulk semiconductor substrate has been described. However, those skilled in the art will appreciate that the process integration according to the present invention is not only a bulk semiconductor substrate. It will be appreciated that it can be implemented using any semiconductor substrate, including silicon on insulator (SOI).

본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법에서는 셀 어레이 영역에 형성되는 셀 트랜지스터는 게이트에 스페이서 형태의 전극을 적용하면서 국부화된 비트를 이용하여 멀티비트 동작이 가능한 구조를 채용하는 동시에, 주변회로 영역에서는 트랜지스터의 기능에 따라 요구되는 서로 다른 요구 조건을 충족할 수 있도록 최적화된 구조를 가지는 트랜지스터를 형성할 수 있으며, 각각 고유의 기능에 따라 별도로 설계된 셀 어레이 영역의 트랜지스터 및 주변회로 영역의 트랜지스터들을 용이 한 제조 공정에 의하여 동시에 제조함으로써, 국부화된 비트를 이용한 멀티비트 동작이 가능한 셀 트랜지스터의 공정 집적화를 효율적으로 달성할 수 있다. In the method of fabricating a semiconductor device according to the present invention, a cell transistor formed in a cell array region adopts a structure capable of multi-bit operation using localized bits while applying a spacer electrode to a gate, and in a peripheral circuit region. It is possible to form a transistor having a structure that is optimized to meet the different requirements required by the function of the transistor, and the transistors in the cell array area and the transistors in the peripheral circuit area that are designed separately according to their unique functions can be easily By simultaneously manufacturing by the manufacturing process, it is possible to efficiently achieve process integration of a cell transistor capable of multi-bit operation using localized bits.

본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법에 따르면, 기존의 비휘발성 메모리 소자의 메모리 셀을 주변회로에 집적화하는 것에 비하여 공정 단계가 단순화될 수 있으며, 셀 트랜지스터와 동시에 제조되는 주변회로 영역의 트랜지스터는 노치 게이트 구조를 가지도록 형성될 수 있으므로 게이트에서의 누설 전류를 감소시킬 수 있다. 또한, 소스/드레인과 게이트간의 오버랩 커패시턴스를 감소시킬 수 있어, 메모리 소자의 퍼포먼스를 향상시킬 수 있다. According to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a process step can be simplified as compared with integrating a memory cell of a conventional nonvolatile memory device into a peripheral circuit, and the transistor in the peripheral circuit region manufactured simultaneously with the cell transistor is notched. Since it can be formed to have a gate structure it can reduce the leakage current at the gate. In addition, it is possible to reduce the overlap capacitance between the source / drain and the gate, thereby improving the performance of the memory device.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다. In the above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention. This is possible.

Claims (25)

셀 어레이 영역과 주변회로 영역을 가지는 반도체 기판을 준비하는 단계와, Preparing a semiconductor substrate having a cell array region and a peripheral circuit region; 상기 반도체 기판의 셀 어레이 영역에 노치 게이트 구조, 상기 노치 게이트 구조 아래의 반도체 기판 내에 형성되는 제1 채널 영역, 상기 제1 채널 영역을 사이에 두고 그 양측에 형성되는 소스/드레인 영역, 상기 제1 채널 영역과 상기 노치 게이트 구조와의 사이에 형성되어 있는 제1 게이트 절연막, 및 상기 제1 채널 영역과 상기 노치 게이트 구조와의 사이에서 상기 소스/드레인 영역에 인접한 영역에 국부적으로 형성된 메모리층을 포함하는 셀 트랜지스터를 형성하는 단계와, A notch gate structure in the cell array region of the semiconductor substrate, a first channel region formed in the semiconductor substrate under the notch gate structure, a source / drain region formed on both sides of the first channel region, and the first channel region interposed therebetween A first gate insulating layer formed between the channel region and the notched gate structure, and a memory layer locally formed in an area adjacent to the source / drain region between the first channel region and the notched gate structure. Forming a cell transistor, 상기 셀 트랜지스터와는 다른 구조를 가지는 적어도 1개의 트랜지스터를 포함하는 복수의 주변회로용 트랜지스터를 상기 주변회로 영역에 상기 셀 트랜지스터 형성과 동시에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. And forming a plurality of peripheral circuit transistors including at least one transistor having a structure different from the cell transistor in the peripheral circuit region at the same time as the cell transistor formation. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 주변회로용 트랜지스터는 고전압 트랜지스터 및 저전압 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. The peripheral circuit transistor includes a high voltage transistor and a low voltage transistor manufacturing method of a semiconductor device. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 셀 트랜지스터 형성과 동시에 상기 주변회로 영역에 상기 셀 트랜지스 터와 동일한 구조를 가지는 고전압 트랜지스터를 형성하는 단계와, Forming a high voltage transistor having the same structure as that of the cell transistor in the peripheral circuit region simultaneously with forming the cell transistor; 상기 셀 트랜지스터 형성과 동시에 상기 주변회로 영역에 상기 셀 트랜지스터의 제1 게이트 절연막 보다 더 작은 두께의 제2 게이트 절연막과, 상기 제1 채널 영역 보다 더 짧은 길이의 제2 채널 영역을 가지는 저전압 트랜지스터를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. Forming a low voltage transistor having a second gate insulating layer having a smaller thickness than the first gate insulating layer of the cell transistor and a second channel region having a shorter length than the first channel region in the peripheral circuit region at the same time as the cell transistor is formed. Method for manufacturing a semiconductor device comprising the step of. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 반도체 기판상의 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 각각 제1 절연막, 메모리층 및 제2 절연막으로 구성되는 적층 구조를 형성하는 단계와, Forming a stacked structure including a first insulating film, a memory layer, and a second insulating film in a cell array region and a peripheral circuit region on the semiconductor substrate, respectively; 상기 셀 트랜지스터 형성 예정 영역과 상기 주변회로 영역 중 상기 고전압 트랜지스터 형성 예정 영역에 상기 제1 게이트 절연막을 형성하는 단계와, Forming the first gate insulating layer in the high voltage transistor formation region of the cell transistor formation region and the peripheral circuit region; 상기 주변회로 영역 중 상기 저전압 트랜지스터 형성 예정 영역에 상기 제2 게이트 절연막을 형성하는 단계와, Forming the second gate insulating layer in the low voltage transistor formation region of the peripheral circuit region; 상기 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 각각 노치 게이트 구조를 가지는 셀 트랜지스터의 게이트, 고전압 트랜지스터의 게이트, 및 저전압 트랜지스터의 게이트를 동시에 형성하는 단계와, Simultaneously forming a gate of a cell transistor, a gate of a high voltage transistor, and a gate of a low voltage transistor in the cell array region and the peripheral circuit region, respectively; 상기 반도체 기판과 상기 셀 트랜지스터의 게이트, 고전압 트랜지스터의 게이트, 및 저전압 트랜지스터의 게이트 각각의 사이에만 상기 적층 구조의 일부가 남도록 상기 적층 구조의 나머지 일부를 제거하는 단계와, Removing the remaining part of the stacked structure such that a portion of the stacked structure remains only between each of the semiconductor substrate and the gate of the cell transistor, the gate of a high voltage transistor, and the gate of a low voltage transistor; 상기 저전압 트랜지스터의 게이트 아래의 반도체 기판 내에 이온주입을 행하 여 상기 제2 채널 영역의 길이를 한정하는 익스텐션 영역을 형성하는 단계와, Performing an ion implantation into the semiconductor substrate under the gate of the low voltage transistor to form an extension region defining a length of the second channel region; 상기 셀 트랜지스터의 게이트 및 고전압 트랜지스터 아래의 반도체 기판 내에 이온 주입을 행하여 상기 제1 채널 영역의 길이를 한정하는 익스텐션 영역을 형성하는 단계와, Performing ion implantation into the gate of the cell transistor and the semiconductor substrate under the high voltage transistor to form an extension region defining a length of the first channel region; 상기 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 각각 소스/드레인 영역을 동시에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. And simultaneously forming source / drain regions in the cell array region and the peripheral circuit region, respectively. 제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 셀 트랜지스터의 게이트, 고전압 트랜지스터의 게이트, 및 저전압 트랜지스터의 게이트를 형성하는 단계는, 상기 제1 게이트 절연막 및 제2 게이트 절연막 위에 각각 제1 도전층을 형성하는 단계와, 상기 제1 도전층과의 사이에 제3 절연막이 개재된 상태로 상기 제1 도전층의 양 측벽을 덮는 스페이스 형태의 제2 도전층을 형성하는 단계를 포함하고, The forming of the gate of the cell transistor, the gate of the high voltage transistor, and the gate of the low voltage transistor may include forming a first conductive layer on the first gate insulating film and the second gate insulating film, respectively; Forming a spaced second conductive layer covering both sidewalls of the first conductive layer with a third insulating film interposed therebetween; 상기 반도체 기판으로부터 상기 제2 도전층까지의 이격 거리는 상기 반도체 기판으로부터 상기 제1 도전층까지의 이격 거리 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. The separation distance from the semiconductor substrate to the second conductive layer is greater than the separation distance from the semiconductor substrate to the first conductive layer. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 셀 트랜지스터 형성과 동시에 상기 주변회로 영역에 상기 셀 트랜지스터와 각각 다른 구조를 가지는 고전압 트랜지스터 및 저전압 트랜지스터를 형성하 는 단계를 포함하고, Forming a high voltage transistor and a low voltage transistor having a different structure from the cell transistor in the peripheral circuit region at the same time as the cell transistor is formed, 상기 셀 트랜지스터 형성과 동시에 상기 주변회로 영역에 상기 셀 트랜지스터의 제1 게이트 절연막 보다 더 작은 두께의 제2 게이트 절연막과, 상기 제1 채널 영역 보다 더 짧은 길이의 제2 채널 영역을 가지는 저전압 트랜지스터를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. Forming a low voltage transistor having a second gate insulating layer having a smaller thickness than the first gate insulating layer of the cell transistor and a second channel region having a shorter length than the first channel region in the peripheral circuit region at the same time as the cell transistor is formed. Method for manufacturing a semiconductor device comprising the step of. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 반도체 기판상의 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 각각 제1 절연막, 메모리층 및 제2 절연막으로 구성되는 적층 구조를 형성하는 단계와, Forming a stacked structure including a first insulating film, a memory layer, and a second insulating film in a cell array region and a peripheral circuit region on the semiconductor substrate, respectively; 상기 셀 트랜지스터 형성 예정 영역과 상기 주변회로 영역 중 상기 고전압 트랜지스터 형성 예정 영역에 상기 제1 게이트 절연막을 형성하는 단계와, Forming the first gate insulating layer in the high voltage transistor formation region of the cell transistor formation region and the peripheral circuit region; 상기 주변회로 영역 중 상기 저전압 트랜지스터 형성 예정 영역에 상기 제2 게이트 절연막을 형성하는 단계와, Forming the second gate insulating layer in the low voltage transistor formation region of the peripheral circuit region; 상기 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 각각 노치 게이트 구조를 가지는 셀 트랜지스터의 게이트, 고전압 트랜지스터의 게이트, 및 저전압 트랜지스터의 게이트를 동시에 형성하는 단계와, Simultaneously forming a gate of a cell transistor, a gate of a high voltage transistor, and a gate of a low voltage transistor in the cell array region and the peripheral circuit region, respectively; 상기 반도체 기판과 상기 셀 트랜지스터의 게이트, 고전압 트랜지스터의 게이트, 및 저전압 트랜지스터의 게이트 각각의 사이에만 상기 적층 구조의 일부가 남도록 상기 적층 구조의 나머지 일부를 제거하는 단계와, Removing the remaining part of the stacked structure such that a portion of the stacked structure remains only between each of the semiconductor substrate and the gate of the cell transistor, the gate of a high voltage transistor, and the gate of a low voltage transistor; 상기 주변회로 영역에서 상기 고전압 트랜지스터의 게이트 및 저전압 트랜지 스터의 게이트 아래에 남아 있는 상기 적층 구조의 일부 중 상기 메모리층 만 선택적으로 제거하는 단계와, Selectively removing only the memory layer of a portion of the stacked structure remaining under the gate of the high voltage transistor and the gate of a low voltage transistor in the peripheral circuit region; 상기 저전압 트랜지스터의 게이트 아래의 반도체 기판 내에 이온주입을 행하여 상기 제2 채널 영역의 길이를 한정하는 익스텐션 영역을 형성하는 단계와, Implanting ions into the semiconductor substrate under the gate of the low voltage transistor to form an extension region defining a length of the second channel region; 상기 셀 트랜지스터의 게이트 및 고전압 트랜지스터 아래의 반도체 기판 내에 이온 주입을 행하여 상기 제1 채널 영역의 길이를 한정하는 익스텐션 영역을 형성하는 단계와, Performing ion implantation into the gate of the cell transistor and the semiconductor substrate under the high voltage transistor to form an extension region defining a length of the first channel region; 상기 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 각각 소스/드레인 영역을 동시에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. And simultaneously forming source / drain regions in the cell array region and the peripheral circuit region, respectively. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 셀 트랜지스터의 게이트, 고전압 트랜지스터의 게이트, 및 저전압 트랜지스터의 게이트를 형성하는 단계는, 상기 제1 게이트 절연막 및 제2 게이트 절연막 위에 각각 제1 도전층을 형성하는 단계와, 상기 제1 도전층과의 사이에 제3 절연막이 개재된 상태로 상기 제1 도전층의 양 측벽을 덮는 스페이스 형태의 제2 도전층을 형성하는 단계를 포함하고, The forming of the gate of the cell transistor, the gate of the high voltage transistor, and the gate of the low voltage transistor may include forming a first conductive layer on the first gate insulating film and the second gate insulating film, respectively; Forming a spaced second conductive layer covering both sidewalls of the first conductive layer with a third insulating film interposed therebetween; 상기 반도체 기판으로부터 상기 제2 도전층까지의 이격 거리는 상기 반도체 기판으로부터 상기 제1 도전층까지의 이격 거리 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. The separation distance from the semiconductor substrate to the second conductive layer is greater than the separation distance from the semiconductor substrate to the first conductive layer. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 주변회로 영역에서 상기 적층 구조의 일부 중 상기 메모리층 만 선택적으로 제거한 후, 상기 제거된 메모리층이 있었던 영역을 절연 라이너로 채우는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. And selectively removing only the memory layer of a part of the stacked structure in the peripheral circuit area, and then filling a region where the removed memory layer was with an insulating liner. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 반도체 기판상의 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 각각 제1 절연막, 메모리층 및 제2 절연막으로 구성되는 적층 구조를 형성하는 단계와, Forming a stacked structure including a first insulating film, a memory layer, and a second insulating film in a cell array region and a peripheral circuit region on the semiconductor substrate, respectively; 상기 셀 트랜지스터 형성 예정 영역과 상기 주변회로 영역 중 상기 고전압 트랜지스터 형성 예정 영역에 상기 제1 게이트 절연막을 형성하는 단계와, Forming the first gate insulating layer in the high voltage transistor formation region of the cell transistor formation region and the peripheral circuit region; 상기 주변회로 영역 중 상기 저전압 트랜지스터 형성 예정 영역에 상기 제2 게이트 절연막을 형성하는 단계와, Forming the second gate insulating layer in the low voltage transistor formation region of the peripheral circuit region; 상기 셀 어레이 영역에 상기 제1 게이트 절연막 위에 형성되는 제1 도전층과, 상기 제1 도전층과의 사이에 제3 절연막이 개재된 상태로 상기 제1 도전층의 양 측벽을 덮는 제2 도전층으로 구성되는 셀 트랜지스터의 게이트를 형성하는 단계와, A second conductive layer covering both sidewalls of the first conductive layer in a state in which a third insulating film is interposed between the first conductive layer formed on the first gate insulating film and the first conductive layer in the cell array region; Forming a gate of a cell transistor consisting of: 상기 주변회로 영역에 상기 제1 게이트 절연막 위에 형성되는 제3 도전층과 상기 제3 도전층의 양 측벽을 덮는 스페이서 형태의 제4 도전층으로 구성되는 고전압 트랜지스터의 게이트를 형성하는 단계와, Forming a gate of a high voltage transistor including a third conductive layer formed over the first gate insulating layer and a fourth conductive layer in a spacer form covering both sidewalls of the third conductive layer in the peripheral circuit region; 상기 주변회로 영역에 상기 제2 게이트 절연막 위에 형성되는 제5 도전층과 상기 제5 도전층의 양 측벽을 덮는 스페이서 형태의 제6 도전층으로 구성되는 저전압 트랜지스터의 게이트를 형성하는 단계와, Forming a gate of a low voltage transistor comprising a fifth conductive layer formed on the second gate insulating layer and a sixth conductive layer in a spacer form covering both sidewalls of the fifth conductive layer in the peripheral circuit region; 상기 셀 어레이 영역에서 상기 반도체 기판과 상기 제2 도전층과의 사이에만 상기 메모리층이 남도록 상기 적층 구조의 일부를 제거하는 단계와, Removing a portion of the stacked structure such that the memory layer remains only between the semiconductor substrate and the second conductive layer in the cell array region; 상기 저전압 트랜지스터의 게이트 아래의 반도체 기판 내에 이온주입을 행하여 상기 제2 채널 영역의 길이를 한정하는 익스텐션 영역을 형성하는 단계와, Implanting ions into the semiconductor substrate under the gate of the low voltage transistor to form an extension region defining a length of the second channel region; 상기 셀 트랜지스터의 게이트 및 고전압 트랜지스터 아래의 반도체 기판 내에 이온 주입을 행하여 상기 제1 채널 영역의 길이를 한정하는 익스텐션 영역을 형성하는 단계와, Performing ion implantation into the gate of the cell transistor and the semiconductor substrate under the high voltage transistor to form an extension region defining a length of the first channel region; 상기 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 각각 소스/드레인 영역을 동시에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. And simultaneously forming source / drain regions in the cell array region and the peripheral circuit region, respectively. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 셀 트랜지스터의 게이트, 고전압 트랜지스터의 게이트, 및 저전압 트랜지스터의 게이트는 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. And the gate of the cell transistor, the gate of the high voltage transistor, and the gate of the low voltage transistor are simultaneously formed. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 반도체 기판으로부터 상기 제2 도전층까지의 이격 거리는 상기 반도체 기판으로부터 상기 제1 도전층까지의 이격 거리 보다 더 크고, The separation distance from the semiconductor substrate to the second conductive layer is greater than the separation distance from the semiconductor substrate to the first conductive layer, 상기 반도체 기판으로부터 상기 제4 도전층까지의 이격 거리는 상기 반도체 기판으로부터 상기 제3 도전층까지의 이격 거리 보다 더 크고,  The separation distance from the semiconductor substrate to the fourth conductive layer is greater than the separation distance from the semiconductor substrate to the third conductive layer, 상기 반도체 기판으로부터 상기 제6 도전층까지의 이격 거리는 상기 반도체 기판으로부터 상기 제5 도전층까지의 이격 거리 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.  The separation distance from the semiconductor substrate to the sixth conductive layer is greater than the separation distance from the semiconductor substrate to the fifth conductive layer. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 주변회로 영역에서 상기 적층 구조 중 상기 메모리층 만 선택적으로 제거하는 단계와, Selectively removing only the memory layer of the stacked structure in the peripheral circuit area; 상기 주변회로 영역에서 상기 제거된 메모리층이 있었던 영역을 절연 라이너로 채우는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. And filling the region where the removed memory layer was in the peripheral circuit region with an insulating liner. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 고전압 트랜지스터의 게이트에서 상기 제4 도전층은 상기 제3 도전층의 양 측벽에 직접 접하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. And the fourth conductive layer in the gate of the high voltage transistor is formed in direct contact with both sidewalls of the third conductive layer. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 고전압 트랜지스터의 게이트에서 상기 제3 도전층의 양 측벽과 상기 제4 도전층과의 사이에는 제4 절연막이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. And a fourth insulating film interposed between both sidewalls of the third conductive layer and the fourth conductive layer in the gate of the high voltage transistor. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 저전압 트랜지스터의 게이트에서 상기 제6 도전층은 상기 제5 도전층의 양 측벽에 직접 접하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. And the sixth conductive layer in the gate of the low voltage transistor is formed in direct contact with both sidewalls of the fifth conductive layer. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 저전압 트랜지스터의 게이트에서 상기 제5 도전층의 양 측벽과 상기 제6 도전층과의 사이에는 제4 절연막이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. And a fourth insulating film interposed between both sidewalls of the fifth conductive layer and the sixth conductive layer in the gate of the low voltage transistor. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 반도체 기판상의 셀 어레이 영역에만 선택적으로 제1 절연막, 메모리층 및 제2 절연막으로 구성되는 적층 구조를 형성하는 단계와, Forming a stacked structure consisting of a first insulating film, a memory layer, and a second insulating film selectively only in the cell array region on the semiconductor substrate; 상기 셀 트랜지스터 형성 예정 영역과 상기 주변회로 영역 중 상기 고전압 트랜지스터 형성 예정 영역에 상기 제1 게이트 절연막을 형성하는 단계와, Forming the first gate insulating layer in the high voltage transistor formation region of the cell transistor formation region and the peripheral circuit region; 상기 주변회로 영역 중 상기 저전압 트랜지스터 형성 예정 영역에 상기 제2 게이트 절연막을 형성하는 단계와, Forming the second gate insulating layer in the low voltage transistor formation region of the peripheral circuit region; 상기 셀 어레이 영역에 상기 제1 게이트 절연막 위에 형성되는 제1 도전층과, 상기 제1 도전층과의 사이에 제3 절연막이 개재된 상태로 상기 제1 도전층의 양 측벽을 덮는 제2 도전층으로 구성되는 셀 트랜지스터의 게이트를 형성하는 단계와, A second conductive layer covering both sidewalls of the first conductive layer in a state in which a third insulating film is interposed between the first conductive layer formed on the first gate insulating film and the first conductive layer in the cell array region; Forming a gate of a cell transistor consisting of: 상기 주변회로 영역에 상기 제1 게이트 절연막 위에 형성되는 제3 도전층과 상기 제3 도전층의 양 측벽을 덮는 스페이서 형태의 제4 도전층으로 구성되는 고전압 트랜지스터의 게이트를 형성하는 단계와, Forming a gate of a high voltage transistor including a third conductive layer formed over the first gate insulating layer and a fourth conductive layer in a spacer form covering both sidewalls of the third conductive layer in the peripheral circuit region; 상기 주변회로 영역에 상기 제2 게이트 절연막 위에 형성되는 제5 도전층과 상기 제5 도전층의 양 측벽을 덮는 스페이서 형태의 제6 도전층으로 구성되는 저전압 트랜지스터의 게이트를 형성하는 단계와, Forming a gate of a low voltage transistor comprising a fifth conductive layer formed on the second gate insulating layer and a sixth conductive layer in a spacer form covering both sidewalls of the fifth conductive layer in the peripheral circuit region; 상기 셀 어레이 영역에서 상기 반도체 기판과 상기 제2 도전층과의 사이에만 상기 상기 메모리층이 남도록 상기 적층 구조의 일부를 제거하는 단계와, Removing a portion of the stack structure such that the memory layer remains only between the semiconductor substrate and the second conductive layer in the cell array region; 상기 저전압 트랜지스터의 게이트 아래의 반도체 기판 내에 이온주입을 행하여 상기 제2 채널 영역의 길이를 한정하는 익스텐션 영역을 형성하는 단계와, Implanting ions into the semiconductor substrate under the gate of the low voltage transistor to form an extension region defining a length of the second channel region; 상기 셀 트랜지스터의 게이트 및 고전압 트랜지스터 아래의 반도체 기판 내에 이온 주입을 행하여 상기 제1 채널 영역의 길이를 한정하는 익스텐션 영역을 형성하는 단계와, Performing ion implantation into the gate of the cell transistor and the semiconductor substrate under the high voltage transistor to form an extension region defining a length of the first channel region; 상기 셀 어레이 영역 및 주변회로 영역에 각각 소스/드레인 영역을 동시에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. And simultaneously forming source / drain regions in the cell array region and the peripheral circuit region, respectively. 제18항에 있어서, The method of claim 18, 상기 셀 트랜지스터의 게이트, 고전압 트랜지스터의 게이트, 및 저전압 트랜지스터의 게이트는 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. And the gate of the cell transistor, the gate of the high voltage transistor, and the gate of the low voltage transistor are simultaneously formed. 제18항에 있어서, The method of claim 18, 상기 반도체 기판으로부터 상기 제2 도전층까지의 이격 거리는 상기 반도체 기판으로부터 상기 제1 도전층까지의 이격 거리 보다 더 크고, The separation distance from the semiconductor substrate to the second conductive layer is greater than the separation distance from the semiconductor substrate to the first conductive layer, 상기 반도체 기판으로부터 상기 제4 도전층까지의 이격 거리는 상기 반도체 기판으로부터 상기 제3 도전층까지의 이격 거리 보다 더 크고,  The separation distance from the semiconductor substrate to the fourth conductive layer is greater than the separation distance from the semiconductor substrate to the third conductive layer, 상기 반도체 기판으로부터 상기 제6 도전층까지의 이격 거리는 상기 반도체 기판으로부터 상기 제5 도전층까지의 이격 거리 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.  The separation distance from the semiconductor substrate to the sixth conductive layer is greater than the separation distance from the semiconductor substrate to the fifth conductive layer. 제18항에 있어서, The method of claim 18, 상기 주변회로 영역에서 상기 적층 구조 중 상기 메모리층 만 선택적으로 제거하는 단계와, Selectively removing only the memory layer of the stacked structure in the peripheral circuit area; 상기 주변회로 영역에서 상기 제거된 메모리층이 있었던 영역을 절연 라이너로 채우는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. And filling the region where the removed memory layer was in the peripheral circuit region with an insulating liner. 제18항에 있어서, The method of claim 18, 상기 고전압 트랜지스터의 게이트에서 상기 제4 도전층은 상기 제3 도전층의 양 측벽에 직접 접하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. And the fourth conductive layer in the gate of the high voltage transistor is formed in direct contact with both sidewalls of the third conductive layer. 제18항에 있어서, The method of claim 18, 상기 고전압 트랜지스터의 게이트에서 상기 제3 도전층의 양 측벽과 상기 제4 도전층과의 사이에는 제4 절연막이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. And a fourth insulating film interposed between both sidewalls of the third conductive layer and the fourth conductive layer in the gate of the high voltage transistor. 제18항에 있어서, The method of claim 18, 상기 저전압 트랜지스터의 게이트에서 상기 제6 도전층은 상기 제5 도전층의 양 측벽에 직접 접하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. And the sixth conductive layer in the gate of the low voltage transistor is formed in direct contact with both sidewalls of the fifth conductive layer. 제18항에 있어서, The method of claim 18, 상기 저전압 트랜지스터의 게이트에서 상기 제5 도전층의 양 측벽과 상기 제6 도전층과의 사이에는 제4 절연막이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. And a fourth insulating film interposed between both sidewalls of the fifth conductive layer and the sixth conductive layer in the gate of the low voltage transistor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5861347A (en) 1997-07-03 1999-01-19 Motorola Inc. Method for forming a high voltage gate dielectric for use in integrated circuit
US6670240B2 (en) 2001-08-13 2003-12-30 Halo Lsi, Inc. Twin NAND device structure, array operations and fabrication method
KR100460809B1 (en) 2003-01-20 2004-12-09 삼성전자주식회사 Non-Volatile Memory device and thereof manufacturing method
KR100480645B1 (en) 2003-04-01 2005-03-31 삼성전자주식회사 Method for manufacturing SONOS memory device with twin-ONO by reverse self-aligning process
KR100505714B1 (en) 2003-11-26 2005-08-03 삼성전자주식회사 Method for fabricating splite gate flash memory device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5861347A (en) 1997-07-03 1999-01-19 Motorola Inc. Method for forming a high voltage gate dielectric for use in integrated circuit
US6670240B2 (en) 2001-08-13 2003-12-30 Halo Lsi, Inc. Twin NAND device structure, array operations and fabrication method
KR100460809B1 (en) 2003-01-20 2004-12-09 삼성전자주식회사 Non-Volatile Memory device and thereof manufacturing method
KR100480645B1 (en) 2003-04-01 2005-03-31 삼성전자주식회사 Method for manufacturing SONOS memory device with twin-ONO by reverse self-aligning process
KR100505714B1 (en) 2003-11-26 2005-08-03 삼성전자주식회사 Method for fabricating splite gate flash memory device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101923874B1 (en) 2015-10-12 2018-11-29 실리콘 스토리지 테크놀로지 인크 Method for forming memory arrays and logic devices

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