KR100646965B1 - Method of manufacturing a flash memory device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플래시 메모리 소자의 제조 방법을 순서적으로 도시한 단면도이다.1 to 4 are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a flash memory device according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
11 : 반도체기판 12 : 터널 산화막11
13 : 제 1 폴리실리콘막 14 : 하드마스크 산화막13: first polysilicon film 14: hard mask oxide film
15 : 표면산화막 16 : 소자분리막15: surface oxide film 16: device isolation film
17 : 유전체막 18 : 제 2 폴리실리콘막17
본 발명은 낸드 플래시 메모리 소자(NAND Flash memory cell) 제조 방법에 관한 것으로, 특히 애스펙트비를 낮춰 트렌치 매립을 용이하게 하고, 제 1 폴리실리콘막의 식각 손상을 방지할 수 있는 플래시 메모리 소자의 제조 방법에 관한 것 이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a NAND flash memory cell, and more particularly, to a method of manufacturing a flash memory device capable of lowering an aspect ratio to facilitate trench filling and preventing etching damage of a first polysilicon film. It is about
반도체의 선폭이 줄어듦에 따라 60nm 이하인 낸드 플래시 메모리 소자의 제조 공정에서 자기정렬 STI(Self Align Shallow Trench Isolation) 방법과 자기정렬 플로팅 게이트(Self Align Floating Gate) 방법을 조합한 방법을 사용하여 소자분리막 및 플로팅 게이트를 형성하게 된다. 이러한 구조에서는 트랜치 깊이와 폴리실리콘막의 두께가 디바이스의 전기적 특성과 매우 관계가 깊다. 그러나, 선폭이 좁아질수록 트랜치 폭과 높이의 비인 애스펙트비(aspect ratio)가 커지는데, 이는 소자분리 영역 사이에 물질 형성시 하부보다 상부에서의 형성 속도가 빨라 하부에 공간이 생기게 되어 소자의 신뢰도를 떨어뜨리게 된다.As the line width of semiconductors decreases, a device isolation layer and a self-aligning floating gate (STI) method and a self-aligning floating gate method are used in the manufacturing process of a NAND flash memory device having a thickness of 60 nm or less. To form a floating gate. In such a structure, the trench depth and the thickness of the polysilicon film are highly related to the electrical characteristics of the device. However, the narrower the line width, the larger the aspect ratio, which is the ratio of the trench width to the height. This is because the formation speed at the top is faster than the bottom when the material is formed between the device isolation regions, thereby creating a space at the bottom. Will drop.
또한, 제 1 폴리실리콘막 상부의 질화막 식각시 제 1 폴리실리콘막이 손상을 받게 된다. 이는 질화막을 제거하기 위한 인산용액 내에서 인(phosphorus)이 도핑된 제 1 폴리실리콘막의 식각속도가 빠르기 때문이다. 이러한 문제를 방지하기 위해 제 1 폴리실리콘막과 질화막 사이에 완충 작용을 하는 산화막을 형성하기도 하지만 여전히 문제가 존재한다.In addition, the first polysilicon film is damaged when the nitride film is etched on the first polysilicon film. This is because the etching rate of the first polysilicon film doped with phosphorus in the phosphoric acid solution for removing the nitride film is high. In order to prevent such a problem, an oxide film having a buffering function is formed between the first polysilicon film and the nitride film, but there is still a problem.
본 발명의 목적은, 좁은 선폭의 디바이스 공정시 제 1 폴리실리콘막의 손상을 없애고 애스펙트비를 낮추어 트랜치 매립을 용이하게 할 수 있어 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 플래시 메모리 소자의 제조 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a flash memory device which can improve the reliability of the device by removing the damage of the first polysilicon film and reducing the aspect ratio during the device processing of the narrow line width, thereby improving the reliability of the device. .
본 발명의 실시 예에 따른 플래시 메모리 소자의 제조 방법은, 반도체 기판 상부에 터널 산화막, 제 1 폴리실리콘막 및 하드 마스크막을 순차적으로 형성하는 단계, 상기 하드 마스크막, 제 1 폴리실리콘막 및 터널 산화막의 소정 영역을 식각한 후 노출된 반도체 기판을 소정 깊이로 식각하여 트렌치를 형성하는 단계, 상기 트렌치가 매립되도록 전체 구조 상부에 산화막을 형성하는 단계, 상기 제 1 폴리실리콘막이 노출되도록 상기 산화막 및 하드 마스크막을 연마하여 소자 분리막을 형성하는 단계, 상기 소자 분리막을 소정 두께 식각하여 EFH를 조절한 후 전체 구조 상부에 유전체막 및 제 2 폴리실리콘막을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a flash memory device according to an embodiment of the present invention may include sequentially forming a tunnel oxide film, a first polysilicon film, and a hard mask film on a semiconductor substrate, wherein the hard mask film, the first polysilicon film, and a tunnel oxide film are sequentially formed. Etching a predetermined region of the semiconductor substrate to form a trench by etching an exposed semiconductor substrate to a predetermined depth, forming an oxide film on the entire structure to fill the trench, and expose the oxide film and hard layer to expose the first polysilicon film. Forming an isolation layer by polishing the mask layer, etching the device isolation layer to a predetermined thickness, and adjusting the EFH to form a dielectric layer and a second polysilicon layer on the entire structure.
상기 제 1 폴리실리콘막은 800 내지 1200Å으로 형성하는 플래시 메모리 소자의 제조 방법을 포함한다.The first polysilicon film includes a method of manufacturing a flash memory device formed at 800 to 1200 Å.
상기 하드마스크막은 산화막 또는 산화막과 SiON 혼합물을 사용하는 플래시 메모리 소자의 제조 방법을 포함한다.The hard mask film includes a method of manufacturing a flash memory device using an oxide film or an oxide film and a SiON mixture.
상기 산화막 및 하드마스크막의 연마공정 시 상기 제 1 폴실리콘막이 50 내지 200Å만큼 연마되도록 하는 플래시 메모리 소자의 제조 방법을 포함한다.And a method of manufacturing a flash memory device to polish the first polysilicon film by 50 to 200 microseconds during the polishing process of the oxide film and the hard mask film.
상기 EFH는 200 내지 400Å으로 하는 플래시 메모리 소자의 제조 방법을 포함한다.The EFH includes a method of manufacturing a flash memory device of 200 to 400 microseconds.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한 다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플래시 메모리 소자의 제조 방법을 설명하기 위해 순서적으로 도시한 단면도이다.1 to 4 are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a flash memory device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 반도체 기판(11) 상부에 터널 산화막(12), 제 1 폴리실리콘막(13) 및 하드 마스크막(14)을 순차적으로 형성한다. 소자 분리 마스크를 이용한 사진 및 식각 공정으로 하드 마스크막(14), 제 1 폴리실리콘막(13) 및 터널 산화막(12)을 식각하여 반도체 기판(11)의 소정 영역을 노출시키고, 노출된 반도체 기판(11)을 소정 깊이로 식각하여 트렌치를 형성한다. 그리고, 트렌치 측벽에 표면 산화막(15)을 형성한다.Referring to FIG. 1, a
이때, 제 1 폴리실리콘막(13)은 언도프트 폴리실리콘막 및 도프트 폴리실리콘막을 적층하여 형성하는데, 두께는 800 내지 1200Å으로 형성한다. 또한, 하드마스크막(14)은 산화막 또는 산화막과 SiON 혼합물을 사용한다.At this time, the
도 2를 참조하면, 트랜치를 포함한 전체 구조 상부에 산화막(16A)을 형성한다. Referring to FIG. 2, an
도 3을 참조하면, 제 1 폴리실리콘막(13)이 노출되도록 산화막(16A) 및 하드마스크막(14)을 CMP공정으로 연마한다. 이때, 제 1 폴리실리콘막(13)이 50 내지 200Å만큼 연마되도록 과도 연마한다. 이에 의해 소자 분리막(16)이 형성된다.Referring to FIG. 3, the
도 4를 참조하면, HF가 포함된 습식 용액에서 소자분리막(16)을 소정두께로 식각하고, 전체구조 상부에 유전체막(17)을 형성한 후 제 2 폴리실리콘막(18)을 형성한다. 이때, 반도체기판(11) 표면으로부터 소자분리막(16) 표면까지의 높이(B)인 EFH (Effective Field Height)는 200 내지 400Å으로 한다.Referring to FIG. 4, the
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 60nm이하 좁은 선폭의 낸드 플래시 메모리 소자분리 공정에서 제 1 폴리실리콘막 상부에 질화막을 사용하지 않고 소자분리막과 같은 계열의 산화막을 사용하여 애스펙트비를 낮추어 트랜치 매립을 용이하게 하고 제 1 폴리실리콘막의 식각에 의한 손상을 없애 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, in the NAND flash memory device isolation process having a narrow line width of 60 nm or less, the trench is formed by lowering the aspect ratio by using an oxide film of the same type as the device isolation film without using a nitride film on the first polysilicon film. It is easy to remove the damage caused by etching of the first polysilicon film to improve the reliability of the device.
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KR100739988B1 (en) * | 2006-06-28 | 2007-07-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for fabricating flash memory device |
KR100922989B1 (en) * | 2007-04-25 | 2009-10-22 | 주식회사 하이닉스반도체 | Flash memory device and method of manufacturing thereof |
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2005
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