KR100602326B1 - Method of forming a gate in a flash memory device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실리콘 기판 상부에 터널 산화막, 제 1 폴리 실리콘층을 형성하는 단계와, 셀의 액티브 영역만 남겨두고 상기 제 1 폴리 실리콘층 및 터널 산화막의 소정 영역을 식각한 후 이온주입 공정을 실시하여 상기 실리콘 기판의 소정 영역에 접합 영역을 형성하는 단계와, 전체 구조 상부에 제 1 절연막을 형성한 후 에치 백 공정을 실시하여 상기 제 1 폴리 실리콘층 양 측면의 일부에 상기 제 1 절연막이 잔류하도록 하는 단계와, 전체 구조 상부에 제 2 절연막, 콘트롤 게이트용 제 2 폴리 실리콘층 및 텅스텐 실리사이드막을 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 텅스텐 실리사이드막, 제 2 폴리 실리콘층 및 제 2 절연막의 소정 영역을 식각하여 게이트 라인을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 플래쉬 메모리 소자의 게이트 형성 방법을 제공한다.According to the present invention, a tunnel oxide film and a first polysilicon layer are formed on a silicon substrate, and an ion implantation process is performed after etching a predetermined region of the first polysilicon layer and the tunnel oxide film, leaving only the active region of the cell. Forming a junction region in a predetermined region of the silicon substrate, forming a first insulating film on the entire structure, and performing an etch back process so that the first insulating film remains on portions of both sides of the first polysilicon layer. And sequentially forming a second insulating film, a second polysilicon layer for a control gate, and a tungsten silicide film on the entire structure, and etching a predetermined region of the tungsten silicide film, the second polysilicon layer, and the second insulating film. The present invention provides a method of forming a gate of a flash memory device, the method including forming a gate line.

플로팅 게이트, 제 1 포토레지스트 패턴, 콘트롤 게이트Floating gate, first photoresist pattern, control gate

Description

플래쉬 메모리 소자의 게이트 형성 방법{Method of forming a gate in a flash memory device} Method of forming a gate in a flash memory device             

도 1은 종래의 셀 게이트 형성 방법을 설명하기 위해 도시한 마스크의 레이 아웃 구조도.1 is a layout structure diagram of a mask shown for explaining a conventional method for forming a cell gate.

도 2는 본 발명에 따른 셀 게이트 형성 방법을 설명하기 위해 도시한 마스크의 레이 아웃 구조도.2 is a layout diagram of a mask shown for explaining a cell gate forming method according to the present invention.

도 3(a) 및 도 3(b)는 종래의 셀 게이트 형성 방법을 설명하기 위해 도시한 단면도.3 (a) and 3 (b) are cross-sectional views illustrating a conventional cell gate forming method.

도 4(a) 내지 도 4(f)는 본 발명에 따른 셀 게이트 형성 방법을 설명하기 위해 도시한 단면도.4 (a) to 4 (f) are cross-sectional views for explaining the cell gate forming method according to the present invention.

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

11: 실리콘 기판 12: 터널 산화막11: silicon substrate 12: tunnel oxide film

13: 제 1 폴리 실리콘층 14: 제 1 포토레지스트 패턴13: first polysilicon layer 14: first photoresist pattern

15: 절연막 16: ONO(Oxide-Nitride-Oxide)막15: insulating film 16: oxide-nitride-oxide (ONO) film

17: 콘트롤 게이트용 도전막 18: 하드 마스크막
19: 제 2 포토레지스트 패턴
17: conductive film for control gate 18: hard mask film
19: second photoresist pattern

본 발명은 플래쉬 메모리 소자의 게이트 형성 방법에 관한 것으로, 특히 셀의 게이트 형성시 플라즈마 식각 손실에 의한 소스 에지(Source edge) 영역의 터널 산화막 손실(Tunnel oxide damage)을 방지하기 위해 버퍼 층(Buffer layer)을 이용하여 자기정렬 식각(Self-Aligned Etch; SAE) 공정시 터널 산화막 및 실리콘 기판이 노출되지 않도록 함으로써, 식각 공정에 의한 기판 손실, 산화막 손실, 잉여 폴리(Residue poly) 문제를 근본적으로 해결하고, 공정상의 문제로 인한 소자의 신뢰성 특성을 개선할 수 있는 플래쉬 메모리 소자의 게이트 형성 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gate formation method of a flash memory device, and more particularly to a buffer layer to prevent tunnel oxide damage of a source edge region due to plasma etching loss during gate formation of a cell. By using), the tunnel oxide and silicon substrates are not exposed during the Self-Aligned Etch (SAE) process, thereby fundamentally solving the substrate loss, oxide loss, and residual poly problems caused by the etching process. In addition, the present invention relates to a method of forming a gate of a flash memory device that can improve the reliability characteristics of the device due to process problems.

종래의 플래쉬 메모리 소자의 게이트 형성 방법을 도 1 및 도 3을 참고하여 설명하면 다음과 같다.A method of forming a gate of a conventional flash memory device will be described below with reference to FIGS. 1 and 3.

도 1은 종래의 게이트 형성 방법을 설명하기 위해 도시한 마스크의 레이 아웃(Layout)구조도이고, 도 3(a) 내지 도 3(c)는 종래의 셀 게이트 형성 방법을 설명하기 위해 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a layout diagram of a mask shown to describe a conventional gate forming method, and FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views illustrating a conventional cell gate forming method. .

도 1의 도면부호(a)는 제 1 폴리 실리콘층 식각 공정시 오픈(Open)되는 영역을 의미하며, 도면부호(b)는 소자분리막(ISOlation; ISO) 패턴을 나타낸다. 도 1에서 나타낸 바와 같이 종래의 제 1 폴리 실리콘층 식각 공정은 워드라인을 따라 셀과 셀 사이를 절연시키기 위해 터널 산화막 상부의 일부 영역에 대해 제 1 폴리 실리콘층을 식각하게 된다.Reference numeral (a) of FIG. 1 denotes an area that is opened during the first polysilicon layer etching process, and reference numeral b denotes an isolation pattern (ISO) pattern. As shown in FIG. 1, the conventional first polysilicon layer etching process may etch the first polysilicon layer over a portion of the tunnel oxide layer to insulate the cell from the cell along the word line.

도 3(a)에서, 실리콘 기판(1) 상부에 터널 산화막(2)을 형성한다. 터널 산화막(2) 상부에는 플로팅 게이트용 제 1 폴리 실리콘층(3)을 형성한 후, 제 1 폴리 실리콘층(3) 상부에 절연막인 ONO(Oxide-Nitride-Oxide)막(4)을 형성한다. 이후, 콘트롤 게이트용 제 2 폴리 실리콘층(5) 및 텅스텐실리사이드(WSix; 6)를 순차적으로 형성한다. 텅스텐실리사이드(WSix; 6) 상부에 반사 방지막(Anti Reflective Coating; ARC)인 옥시나이트라이드(Oxynitride)를 형성한다. 이후, 전체 상부에 게이트 마스크(7)를 증착한다.In FIG. 3A, a tunnel oxide film 2 is formed over the silicon substrate 1. After forming the first polysilicon layer 3 for the floating gate on the tunnel oxide film 2, an oxide-nitride-oxide (ONO) film 4, which is an insulating film, is formed on the first polysilicon layer 3. . Thereafter, the second polysilicon layer 5 and tungsten silicide (WSix) 6 for the control gate are sequentially formed. Oxynitride, an anti-reflective coating (ARC), is formed on the tungsten silicide (WSix) 6. Thereafter, the gate mask 7 is deposited on the whole.

도 3(b)에서, 게이트 마스크(7)를 식각 마스크로 이용하여 셀 영역은 제 2 폴리 실리콘층(5)까지 식각하고, 주변 회로(Peri. Tr) 영역은 실리콘 기판(1)까지 식각한다. 셀 영역은 제 1 폴리 실리콘층, ONO(Oxide-Nitride-Oxide)막, 제 2 폴리 실리콘층, 텅스텐 실리사이드(WSix) 및 반사 방지막(ARC)으로 구성되며, 주변 회로(Peri. Tr) 영역은 제 1 폴리 실리콘층 또는 제 2 폴리 실리콘층, 텅스텐 실리사이드(WSix) 및 반사 방지막(Anti Reflective Coating; ARC)으로 구성되어 있기 때문에 게이트 식각과 자기정렬 식각(SAE)의 두 공정을 통해 셀 워드라인이 형성된다.In FIG. 3B, the cell region is etched to the second polysilicon layer 5 using the gate mask 7 as an etch mask, and the peripheral circuit (Peri. Tr) region is etched to the silicon substrate 1. . The cell region is formed of a first polysilicon layer, an oxide-nitride-oxide (ONO) film, a second polysilicon layer, tungsten silicide (WSix), and an antireflection film (ARC), and the peripheral circuit (Peri.Tr) region is formed of a first polysilicon layer. Cell word lines are formed through two processes: gate etching and self-aligned etching (SAE) because it consists of one polysilicon layer or a second polysilicon layer, tungsten silicide (WSix), and anti-reflective coating (ARC). do.

이러한, 종래의 게이트 형성 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.This conventional gate forming method has the following problems.

먼저, 게이트 및 자기정렬 식각(SAE) 공정시 산화막과 폴리 실리콘과의 선택비가 아주 좋지 않은 이상 하부 층(Under layer)의 어택(Attack) 및 식각층의 잔존(Residue) 문제가 항상 존재하게 된다. 즉, 자기정렬 식각(SAE) 공정에 의하여 제 1 폴리 실리콘층의 식각시 웨이퍼간(Wafer to wafer), 로트간(Lot to lot)에 공정 변화가 항상 존재함으로 과도한 식각의 경우 실리콘 기판의 손실이 발생하여 소거 특성을 저하시키게 된다. 또한, 식각이 덜 되었을 경우는 폴리 실리콘이 잔류하여(Poly residue) 게이트 콘택 브리지(Gate to contact bridge) 또는 채널 길이의 증가로 불량 비트(Fail bit)가 발생하게 된다.First, in the gate and self-aligned etching (SAE) process, there is always a problem of attack of the under layer and residual of the etching layer unless the selectivity between the oxide layer and the polysilicon is very good. That is, due to the self-aligned etching (SAE) process, there is always a process change between wafer to wafer and lot to lot during etching of the first polysilicon layer. To reduce the erase characteristics. In addition, when the etching is less, poly-residue (Poly residue) is generated due to the gate contact bridge (Gate to contact bridge) or the increase in the channel length (Fail bit) occurs.

또한, 식각 공정시 발생하는 터널 산화막 에지(Tunnel oxide edge)쪽의 플라즈마 손실로 인한 챠지 업(Charge up) 현상으로 소자의 신뢰성 저하에 큰 영향을 미치게 된다. 즉, 식각 손실로 취약하게 된 소스/드레인 옆(Side)으로 플로팅 게이트 내부에 존재하는 챠지들이 유실되어 소자의 초기 불량 및 오퍼레이팅 라이프(Operating life) 특성에 심각한 영향을 주게 된다.In addition, a charge up phenomenon due to plasma loss occurring at the tunnel oxide edge side during the etching process greatly affects the reliability of the device. That is, charges existing inside the floating gate near the source / drain vulnerable to etching loss are lost, which seriously affects the initial failure and operating life characteristics of the device.

따라서, 본 발명은 셀의 게이트 형성시 플라즈마 식각 손실에 의한 소스 에지 영역의 터널 산화막 손실을 방지하기 위해 버퍼 층을 이용하여 자기정렬 식각 공정시 터널 산화막 및 실리콘 기판이 노출되지 않도록 함으로써, 상기한 단점을 해소 할 수 있는 플래쉬 메모리 소자의 게이트 형성 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides the above-described disadvantages by preventing the tunnel oxide film and the silicon substrate from being exposed during the self-aligned etching process using a buffer layer to prevent the tunnel oxide film loss in the source edge region due to the plasma etching loss during the gate formation of the cell. It is an object of the present invention to provide a method for forming a gate of a flash memory device capable of solving the problem.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플래쉬 메모리 소자의 게이트 형성 방법은 실리콘 기판 상부에 터널 산화막, 제 1 폴리 실리콘층을 형성하는 단계와, 셀의 액티브 영역만 남겨두고 상기 제 1 폴리 실리콘층 및 터널 산화막의 소정 영역을 식각한 후 이온주입 공정을 실시하여 상기 실리콘 기판의 소정 영역에 접합 영역을 형성하는 단계와, 전체 구조 상부에 제 1 절연막을 형성한 후 에치 백 공정을 실시하여 상기 제 1 폴리 실리콘층 양 측면의 일부에 상기 제 1 절연막이 잔류하도록 하는 단계와, 전체 구조 상부에 제 2 절연막, 콘트롤 게이트용 제 2 폴리 실리콘층 및 텅스텐 실리사이드막을 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 텅스텐 실리사이드막, 제 2 폴리 실리콘층 및 제 2 절연막의 소정 영역을 식각하여 게이트 라인을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method of forming a gate of a flash memory device, the method including forming a tunnel oxide layer and a first polysilicon layer on a silicon substrate, and leaving only the active region of the cell. And etching a predetermined region of the tunnel oxide film to perform an ion implantation process to form a junction region in the predetermined region of the silicon substrate, and forming a first insulating film over the entire structure, followed by an etch back process. Allowing the first insulating film to remain on portions of both sides of the polysilicon layer, sequentially forming a second insulating film, a second polysilicon layer for control gate, and a tungsten silicide film on the entire structure, and the tungsten silicide Etching a predetermined region of the film, the second polysilicon layer, and the second insulating film to form a gate line Characterized in that made in box.

본 발명은 워드라인 방향으로 셀과 셀 사이의 절연을 위해 제 1 폴리 실리콘층을 디파인(Define) 하는 종래의 게이트 형성 방법 대신에, 제 1 포토레지스트 패턴을 사용하여 디파인하게 된다. 그리고, 게이트 액티브(Gate active) 영역을 제외한 모든 영역을 산화막이나 PSG(Phosphorus Silicate Glass), BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)등 산화막 계열의 절연막으로 보호한 다음 이를 식각 손실 방지를 위한 버퍼 층 및 채널 손실 방지를 위한 절연막으로 사용한다.The present invention uses a first photoresist pattern instead of a conventional gate forming method that defines a first polysilicon layer for isolation between cells in the wordline direction. In addition, all areas except the gate active area are protected with an oxide film, an oxide film-based insulating film such as PSG (Phosphorus Silicate Glass), BPSG (Boron Phosphorus Silicate Glass), and then the buffer layer and channel loss to prevent etch loss. Used as an insulating film for prevention.

또한, 제 1 폴리 실리콘층과 제 2 폴리 실리콘층을 따로 디파인 하여 ONO(Oxide-Nitride-Oxide)막과 게이트의 접촉 면적을 크게 함으로써 게이트 커플링 비를 증가시켜 개선된 특성을 기대할 수 있다.In addition, by dividing the first polysilicon layer and the second polysilicon layer separately, the contact area between the oxide-nitride-oxide (ONO) layer and the gate is increased to increase the gate coupling ratio, thereby improving characteristics.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 셀 게이트 형성 방법을 설명하기 위해 도시한 마스크의 레이 아웃 구조도이고, 도 4(a) 내지 도 4(f)는 본 발명에 따른 셀 게이트 형성 방법을 설명하기 위해 도시한 단면도이다.FIG. 2 is a layout diagram of a mask shown to explain a method of forming a cell gate according to the present invention, and FIGS. 4A to 4F illustrate a method of forming a cell gate according to the present invention. It is a cross section.

먼저, 도 4(a)는 실리콘 기판(11) 상부에 터널 산화막(12), 플로팅 게이트용 제 1 폴리 실리콘층(13) 및 제 1 포토레지스트 패턴(14)을 순차적으로 증착한 상태의 단면도이다.First, FIG. 4A is a cross-sectional view of a state in which a tunnel oxide film 12, a first polysilicon layer 13 for floating gates, and a first photoresist pattern 14 are sequentially deposited on a silicon substrate 11. .

도 4(b)는 제 1 포토레지스트 패턴(14)을 식각 마스크로 하여 셀의 액티브 영역만 남겨두고 플로팅 게이트용 제 1 폴리실리콘층(13) 및 터널 산화막(12)을 식각한 후 제 1 포토레지스트 패턴(14)을 제거한다. 그런 다음, 정션(Junction) 형성을 위한 이온주입 공정을 실시한다.FIG. 4B shows the first photosilicon layer 13 and the tunnel oxide layer 12 being etched after etching the floating gate, leaving only the active region of the cell, using the first photoresist pattern 14 as an etching mask. The resist pattern 14 is removed. Then, an ion implantation process for forming a junction is performed.

도 4(c)는 도 4(b)의 전체 구조 상부에 플로팅 게이트용 제 1 폴리 실리콘층(13)의 사이드 월 패시베이션(Side wall passivation) 및 식각 버퍼층(Etch buffer layer)으로 사용할 절연막(15)을 형성한 상태의 단면도이다. 상기 절연막(15)으로는 산화막 계열의 물질인 BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass), PSG(Phosphorus Silicate Glass), MTO(Medium Temperature Oxidation) 등을 사용한다.FIG. 4C is an insulating film 15 to be used as side wall passivation and an etching buffer layer of the first polysilicon layer 13 for floating gate on the entire structure of FIG. 4B. It is sectional drawing of the state formed. As the insulating layer 15, boron phosphorus silicate glass (BPSG), phosphorus silicate glass (PSG), medium temperature oxide (MTO), or the like, which is an oxide-based material, is used.

도 4(d)는 폴리 실리콘과 산화막의 선택비가 높은 래시피(Recipe)로 에치 백(Etch back) 공정을 실시하여 플로팅 게이트용 제 1 폴리 실리콘층(13) 양 측면의 일부를 절연막(15)으로 보호막을 형성한 상태의 단면도이다.FIG. 4D illustrates an etching back process using a recipe having a high selectivity between polysilicon and an oxide film, so that a part of both sides of the first polysilicon layer 13 for floating gate is used as the insulating film 15. It is sectional drawing of the state which formed the protective film.

도 4(e)는 전체 구조 상부에 제 1 폴리 실리콘층(13) 간의 절연막인 ONO(Oxide-Nitride-Oxide)막(16), 콘트롤 게이트용 도전막(17), 하드 마스크막(18) 및 제 2 포토레지스트 패턴(19)을 순차적으로 형성한 상태의 단면도이다. 이때, 콘트롤 게이트용 도전막(17)은 폴리 실리콘층과 텅스텐 실리사이드층이 적층된 구조로 형성하고, 하드 마스크막(18)은 반사 방지막(Anti Reflective Coating; ARC)인 옥시나이트라이드막으로 형성한다. 게이트 라인을 위한 제 2 포토레지스트 패턴(19)은 플로팅 게이트용 제 1 폴리 실리콘층(13)과 미스 얼라인(Mis align)을 최소화 하고 게이트 커플링 비를 크게 하기 위해 플로팅 게이트보다 약간 크게 디파인 한다.4E shows an oxide-nitride-oxide (ONO) film 16, an insulating film for control gate 17, a hard mask film 18, and an insulating film between the first polysilicon layers 13 on the entire structure. It is sectional drawing of the state which formed the 2nd photoresist pattern 19 sequentially. At this time, the control gate conductive film 17 is formed of a structure in which a polysilicon layer and a tungsten silicide layer are laminated, and the hard mask film 18 is formed of an oxynitride film which is an anti-reflective coating (ARC). . The second photoresist pattern 19 for the gate line is slightly larger than the floating gate to minimize misalignment and increase the gate coupling ratio with the first polysilicon layer 13 for the floating gate. .

도 4(f)는 제2 포토레지스트 패턴(19)을 식각 마스크로 하여 하드 마스크막(18), 콘트롤 게이트용 도전막(17) 및 ONO(Oxide-Nitride-Oxide)막(16)을 순차적으로 식각하여 게이트 라인을 형성한 상태의 단면도이다.4 (f) sequentially illustrates the hard mask film 18, the control gate conductive film 17, and the ONO (Oxide-Nitride-Oxide) film 16 using the second photoresist pattern 19 as an etching mask. It is sectional drawing of the state which formed the gate line by etching.

상술한 바와 같은 본 발명은 플래쉬 메모리 소자의 상품성을 좌우하는 가장 큰 요소인 소자의 신뢰성 문제(Charge Loss)를 개선시킬 수 있다. 계산상으로 플로팅 게이트에서 전자가 하루에 하나 이상 빠져나가게 되면 10년을 보상할 수 없게 된다. 플로팅 게이트의 전자는 열적, 전기적 스트레스에 의해 빠져나가게 되는데 그중 터널 산화막이 가장 취약한 곳으로 알려져 있고 실제로 측정 결과도 이같은 사실을 증명하고 있다. 이로 인해 본 발명에서는 산화막 계열의 물질로 플로팅 게이트 주변에 보호막을 형성함으로써 터널 산화막 에지 쪽으로 챠지 손실을 최소화할 수 있다.The present invention as described above can improve the reliability problem (Charge Loss) of the device, which is the biggest factor that determines the marketability of the flash memory device. Computationally, if one or more electrons escape from the floating gate a day, they will not be able to compensate for 10 years. The electrons in the floating gate are escaped by thermal and electrical stress, and the tunnel oxide is known to be the most vulnerable, and the measurement results prove the same. For this reason, in the present invention, the charge loss may be minimized toward the edge of the tunnel oxide layer by forming a protective layer around the floating gate with an oxide-based material.

또한, 본 발명은 식각 공정에 의한 반도체 기판(Sub) 손실 및 폴리 실리콘의 잉여 문제를 근본적으로 해결할 수 있다. 종래 기술에서는 셀 영역(제 1 폴리 실리콘층, ONO(Oxide-Nitride-Oxide)막, 제 2 폴리 실리콘층, 텅스텐 실리사이드막(WSix), 하드 마스크막)과 주변 회로 영역(제 1 폴리 실리콘층 또는 제 2 폴리 실리콘층, 텅스텐 실리사이드막(WSix), 하드 마스크막)의 구조가 상이한 관계로 게이트 식각 공정으로 셀 영역의 제 2 폴리 실리콘층 까지만 식각 공정을 수행하고, 주변 회로 영역은 실리콘 기판까지 식각한 후 셀 영역만 오픈시킨 후 나머지 ONO(Oxide-Nitride-Oxide)막, 제 1 폴리 실리콘층, 터널 산화막을 식각하여 게이트 라인을 형성하였다. 이와 같은 경우 여러가지 다른 물질들을 식각함으로 인해 식각 선택비 문제로 셀 영역의 실리콘 기판 손실 문제나 터널 산화막과 액티브 영역과의 단차 부분처럼 아주 취약한 곳에 남아있는 폴리 실리콘의 잉여 문제를 항상 야기하게 된다. 이들은 정션 누설을 증가시키고 폴리 실리콘이 남아 있을 경우 챠지 패스가 되어 소자의 신뢰성에 커다란 영향을 미친다.In addition, the present invention can fundamentally solve the problem of semiconductor substrate (Sub) loss and the excess of polysilicon caused by the etching process. In the prior art, the cell region (the first polysilicon layer, the oxide-nitride-oxide (ONO) layer, the second polysilicon layer, the tungsten silicide layer (WSix), the hard mask layer) and the peripheral circuit region (the first polysilicon layer or Since the structures of the second polysilicon layer, the tungsten silicide layer (WSix), and the hard mask layer are different, the etching process is performed only to the second polysilicon layer of the cell region by the gate etching process, and the peripheral circuit region is etched to the silicon substrate. After opening only the cell region, the gate line was formed by etching the remaining oxide-nitride-oxide (ONO) layer, the first polysilicon layer, and the tunnel oxide layer. In such a case, etching of various other materials always causes an etch selectivity problem, which causes a problem of silicon substrate loss in the cell region or a surplus of poly silicon remaining in a very vulnerable place such as a step portion between the tunnel oxide layer and the active region. They increase junction leakage and become a charge pass if polysilicon remains, greatly affecting device reliability.

그러므로, 본 발명에서는 터널 산화막 보호 뿐만 아니라 산화층(식각 버퍼층)을 이용하여 후속 자기정렬 식각(SAE) 공정에 의한 실리콘 기판 손실 및 폴리 실리콘의 잔존 문제를 근본적으로 해결하였다.Therefore, the present invention fundamentally solves the problem of silicon substrate loss and poly silicon remaining due to the subsequent self-aligned etching (SAE) process using not only tunnel oxide protection but also an oxide layer (etch buffer layer).

또한, ONO(Oxide-Nitirde-Oxide)막과 게이트간의 접촉면적을 크게 함으로써 커플링 비가 좋아진다.In addition, the coupling ratio is improved by increasing the contact area between the ONO (Oxide-Nitirde-Oxide) film and the gate.

종래 기술에 의한 게이트 보다 본 발명의 게이트는 플로팅 게이트와 콘트롤 게이트로 각각 따로 디파인 하고, 또한 콘트롤 게이트를 약간 크게 디파인 함으로써 폴리 실리콘과 ONO(Oxide-Nitirde-Oxide)막 사이의 접촉 면적을 크게하여 커플링 비를 향상시킬 수 있다.The gate of the present invention is divided into a floating gate and a control gate separately from the gate of the prior art, and the control gate is slightly enlarged so that the contact area between the polysilicon and the oxide-nitride-oxide (ONO) film is increased to couple. The ring ratio can be improved.

이렇게 함으로써 소거에 필요한 전계를 인가하기 위해 종래의 기술보다 낮은 게이트 전압을 인가해도 같은 전계를 얻을 수 있으므로 저전압을 사용하는 소자에서 유리하다.In this way, the same electric field can be obtained by applying a gate voltage lower than that of the prior art in order to apply an electric field required for erasing, which is advantageous in devices using low voltage.

상술한 바와 같이 본 발명은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.As described above, the present invention can obtain the following effects.

첫째, 플래쉬 메모리 소자의 상품성을 좌우하는 가장 큰 요소인 소자의 신뢰성 문제(Charge Loss)를 개선시킬 수 있다.First, it is possible to improve the reliability loss (Charge Loss) of the device, the biggest factor that determines the marketability of the flash memory device.

둘째, 본 발명은 식각 공정에 의한 실리콘 기판 손실 및 폴리 실리콘의 잔존 문제를 근본적으로 해결할 수 있다.Second, the present invention can fundamentally solve the problem of silicon substrate loss and polysilicon remaining by the etching process.

셋째, ONO(Oxide-Nitirde-Oxide)막과 게이트 간의 접촉면적을 크게 함으로써 커플링 비가 좋아진다.Third, the coupling ratio is improved by increasing the contact area between the ONO (Oxide-Nitirde-Oxide) film and the gate.

Claims (7)

실리콘 기판 상부에 터널 산화막, 제 1 폴리 실리콘층을 형성하는 단계와,Forming a tunnel oxide film and a first polysilicon layer on the silicon substrate; 셀의 액티브 영역만 남겨두고 상기 제 1 폴리 실리콘층 및 터널 산화막의 소정 영역을 식각한 후 이온주입 공정을 실시하여 상기 실리콘 기판의 소정 영역에 접합 영역을 형성하는 단계와,Etching a predetermined region of the first polysilicon layer and the tunnel oxide layer, leaving only the active region of the cell, and then performing an ion implantation process to form a junction region in the predetermined region of the silicon substrate; 전체 구조 상부에 제 1 절연막을 형성한 후 에치 백 공정을 실시하여 상기 제 1 폴리 실리콘층 양 측면의 일부에 상기 제 1 절연막이 잔류하도록 하는 단계와,Forming a first insulating film on the entire structure and then performing an etch back process so that the first insulating film remains on portions of both sides of the first polysilicon layer; 전체 구조 상부에 제 2 절연막, 콘트롤 게이트용 제 2 폴리 실리콘층 및 텅스텐 실리사이드막을 순차적으로 형성하는 단계와,Sequentially forming a second insulating film, a second polysilicon layer for control gate, and a tungsten silicide film on the entire structure; 상기 텅스텐 실리사이드막, 제 2 폴리 실리콘층 및 제 2 절연막의 소정 영역을 식각하여 게이트 라인을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 플래쉬 메모리 소자의 게이트 형성 방법.Etching a predetermined region of the tungsten silicide layer, the second polysilicon layer, and the second insulating layer to form a gate line. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 절연막은 상기 제 1 폴리 실리콘층의 사이드 월 패시베이션 및 식각 버퍼층으로 사용하는 플래쉬 메모리 소자의 게이트 형성 방법.And the first insulating layer is used as sidewall passivation and an etching buffer layer of the first polysilicon layer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 절연막은 산화막 계열의 물질인 PSG(Phosphorus Silicate Glass)를 사용하는 플래쉬 메모리 소자의 게이트 형성 방법.The first insulating layer is a gate forming method of a flash memory device using a PSG (Phosphorus Silicate Glass) is an oxide-based material. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 절연막은 산화막 계열의 물질인 BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)를 사용하는 플래쉬 메모리 소자의 게이트 형성 방법.The first insulating layer is a gate forming method of a flash memory device using a BPSG (Boron Phosphorus Silicate Glass) is an oxide-based material. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 절연막은 산화막 계열의 물질인 MTO(Medium Temperature Oxidation)를 사용하는 플래쉬 메모리 소자의 게이트 형성 방법.The first insulating layer is a gate forming method of a flash memory device using an oxide-based material MTO (Medium Temperature Oxidation). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 플로팅 게이트와 콘트롤 게이트를 각각 따로 형성하는 플래쉬 메모리 소자의 게이트 형성 방법.And forming the floating gate and the control gate separately. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 콘트롤 게이트를 상기 플로팅 게이트 보다 크게 디파인 시키는 플래쉬 메모리 소자의 게이트 형성 방법.And defining the control gate larger than the floating gate.
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