KR100660160B1 - Flash Memory Device Comprising Floating Gate Utilizing Nanocrystals Embeded In Polymer Formed On Tunneling Insulating Layer - Google Patents

Flash Memory Device Comprising Floating Gate Utilizing Nanocrystals Embeded In Polymer Formed On Tunneling Insulating Layer Download PDF

Info

Publication number
KR100660160B1
KR100660160B1 KR1020050030219A KR20050030219A KR100660160B1 KR 100660160 B1 KR100660160 B1 KR 100660160B1 KR 1020050030219 A KR1020050030219 A KR 1020050030219A KR 20050030219 A KR20050030219 A KR 20050030219A KR 100660160 B1 KR100660160 B1 KR 100660160B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
insulating layer
nanocrystals
floating gate
flash memory
layer
Prior art date
Application number
KR1020050030219A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20060108088A (en
Inventor
김태환
김영호
김재호
정재훈
Original Assignee
삼성전자주식회사
한양대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사, 한양대학교 산학협력단 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020050030219A priority Critical patent/KR100660160B1/en
Publication of KR20060108088A publication Critical patent/KR20060108088A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100660160B1 publication Critical patent/KR100660160B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66825Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET with a floating gate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/788Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with floating gate
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/40Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the peripheral circuit region
    • H10B41/42Simultaneous manufacture of periphery and memory cells
    • H10B41/43Simultaneous manufacture of periphery and memory cells comprising only one type of peripheral transistor
    • H10B41/48Simultaneous manufacture of periphery and memory cells comprising only one type of peripheral transistor with a tunnel dielectric layer also being used as part of the peripheral transistor

Abstract

터널링 절연층 위에 고분자 박막 내에 자발형성된 Ni1-xFex(0<x<0.5) 나노결정체를 이용한 나노 플로팅 게이트를 갖는 고효율 저비용의 플래쉬 메모리 소자는 플로팅 게이트 내에 전하의 보유시간이 길어 전기적으로 안정하다. 또한 상기 터널링 절연층 위에 Ni1-xFex 를 스퍼터링하는 단계, 상기 스퍼터링된 Ni1-xFex 층 상에 절연체 고분자 단량체를 포함하는 산성 전구체를 용매에 녹여 스핀 코팅하고 잔여 용매를 제거하는 단계 및 상기 코팅된 고분자 물질 내부에서 Ni1-xFex 나노결정체가 형성되도록 상기 고분자 물질에 열을 가하는 단계를 포함하는 플래쉬 메모리 소자의 제조방법에 따르면 Ni1-xFex 나노결정체의 크기와 밀도의 조절이 용이하며 이를 통하여 나노 플로팅 게이트의 성능을 향상시킬 수 있다. High-efficiency, low-cost flash memory devices with nano-floating gates using Ni 1-x Fe x (0 <x <0.5) nanocrystals spontaneously formed in a polymer thin film on a tunneling insulating layer are electrically stable due to long charge retention time in the floating gate. Do. In addition, sputtering Ni 1-x Fe x on the tunneling insulating layer, dissolving an acidic precursor containing an insulator polymer monomer on the sputtered Ni 1-x Fe x layer in a solvent, spin coating and removing residual solvent And applying heat to the polymer material to form Ni 1-x Fe x nanocrystals inside the coated polymer material. The size and density of the Ni 1-x Fe x nanocrystals according to the method of manufacturing a flash memory device. It is easy to adjust, and this can improve the performance of the nano-floating gate.

플래시 메모리, 나노결정체, 플로팅 게이트, 고분자 박막, 터널링 절연층 Flash memory, nanocrystals, floating gates, polymer thin films, tunneling insulation layers

Description

터널링 절연층 상에 형성된 고분자 박막 내의 나노결정체를 이용한 플로팅 게이트를 포함하는 플래쉬 기억소자{Flash Memory Device Comprising Floating Gate Utilizing Nanocrystals Embeded In Polymer Formed On Tunneling Insulating Layer} Flash Memory Device Comprising Floating Gate Utilizing Nanocrystals Embeded In Polymer Formed On Tunneling Insulating Layer}

도 1은 폴리이미드 박막 내에 나노 결정체로 형성된 Ni1-xFex 나노 결정체의 투과전자현미경 사진이다(위: 평면, 아래: 단면).1 is a transmission electron microscope photograph of Ni 1-x Fe x nanocrystals formed of nanocrystals in a polyimide thin film (top: plane, bottom: cross section).

도 2는 폴리이미드 박막 내에 나노 결정체로 형성된 Ni1-xFex 나노 결정체의 제한시야 전자회절(Selected Area Electron Diffraction) 패턴 이미지이다.2 is a Selected Area Electron Diffraction pattern image of Ni 1-x Fe x nanocrystals formed of nanocrystals in a polyimide thin film.

도 3은 터널링 절연층 위에 폴리이미드 내에 형성된 Ni1-xFex 나노 결정체를 이용한 나노 플로팅 게이트를 가지는 플래쉬 메모리 소자의 개략도이다.3 is a schematic diagram of a flash memory device having a nano floating gate using Ni 1-x Fe x nanocrystals formed in a polyimide over a tunneling insulating layer.

도 4는 본 발명의 일 실시예에서 제조된 플래쉬 메모리 소자에 전압을 인가하여 정전 용량값을 측정하여 도시한 그래프이다.FIG. 4 is a graph illustrating capacitance values measured by applying a voltage to a flash memory device manufactured in an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에서 제조된 플래쉬 메모리 소자에 전압을 인가하여 컨덕턴스를 측정하여 도시한 그래프이다.FIG. 5 is a graph illustrating conductance by applying a voltage to a flash memory device manufactured in an embodiment of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for main parts of drawings *

100:반도체 기판 101:소스영역 102:드레인 영역 100: semiconductor substrate 101: source region 102: drain region

110:터널링 절연층 120:고분자 박막 121: Ni1-xFex 나노결정체110: tunneling insulating layer 120: polymer thin film 121: Ni 1-x Fe x nanocrystals

130:콘트롤 게이트130: control gate

본 발명은 나노 결정체를 이용한 플로팅 게이트를 갖는 고효율 저비용의 플래쉬 메모리 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a highly efficient low cost flash memory device having a floating gate using nanocrystals.

나노구조 형성 기술의 빠른 발전으로 나노스케일의 전자 및 광학전자 장치의 제조가 가능하게 되었다. 그러한 나노스케일의 양자 구조들은 차세대 메모리 소자에 있어서 매우 훌륭한 잠재적인 응용가능성을 가진다. 나노스케일의 메모리 소자 중에서도 나노스케일의 게이트를 갖는 비휘발성 메모리소자는 나노스케일의 플로팅 게이트를 사용함으로써 낮은 전력 소비로도 조작이 가능하기 때문에 저전력 및 초고밀도 요소로 사용하기에 매우 유망하다.Rapid advances in nanostructure formation technology have made it possible to manufacture nanoscale electronic and optoelectronic devices. Such nanoscale quantum structures have very good potential applications in next generation memory devices. Among the nanoscale memory devices, nonvolatile memory devices having nanoscale gates are very promising to be used as low power and ultra high density elements because they can be operated with low power consumption by using nanoscale floating gates.

나노입자를 사용한 플래쉬 메모리 소자들은 나노입자들이 충전 및 방전 섬(island)의 역할을 하도록 그 잠재적인 응용가능성을 개발하기 위하여 다양한 방법을 사용하여 많은 연구가 있었다. 산화(E. Leobandung, L. Guo, Y. Wang, and S. Y. Chou, Appl. Phys. Lett. 67, 938, (1995)), 습식식각(H. Ishikuro, T. Fujii, T. Saraya, G. Hashiguchi, T. Hiramoto, and T. Ikoma, Appl. Phys. Lett. 68, 3585, (1996)), 주사형터널링현미경 나노산화(E. S. Snow and P. M. Cambell, Appl. Phys. Lett. 64, 1932 (1994)), 원자력현미경(K. Matsumoto, M. Ishii, K. Segawa, Y. Oka, B. J. Vartanian, and J. S. Harris, Appl. Phys. Lett. 68, 34 (1996)) 및 집속이온빔공정(T. W. Kim, D. C. Choo, J. H. Shim, and S. O. Kang, Appl. Phys. Lett. 80, 2168 (2002))과 같은 기술들을 사용하여 나노입자들을 형성시켰다. Flash memory devices using nanoparticles have been extensively studied using various methods to develop their potential applicability so that nanoparticles act as charge and discharge islands. Oxidation (E. Leobandung, L. Guo, Y. Wang, and SY Chou, Appl. Phys. Lett . 67 , 938, (1995)), wet etching (H. Ishikuro, T. Fujii, T. Saraya, G. Hashiguchi, T. Hiramoto, and T. Ikoma, Appl. Phys. Lett . 68 , 3585, (1996)), ES Snow and PM Cambell, Appl. Phys. Lett. 64 , 1932 (1994) ), Nuclear microscope (K. Matsumoto, M. Ishii, K. Segawa, Y. Oka, BJ Vartanian, and JS Harris, Appl. Phys. Lett. 68 , 34 (1996)) and focused ion beam processes (TW Kim, Nanoparticles were formed using techniques such as DC Choo, JH Shim, and SO Kang, Appl. Phys. Lett. 80 , 2168 (2002)).

최근에는 절연층 내에 3차원적으로 갇힌 나노입자에 대한 연구가 나노스케일의 플로팅 게이트를 갖는 비휘발성 플래쉬 메모리 소자에 응용하기 위하여 폭넓게 연구되었다. 심지어 몇몇 연구들은 SiO2 내에 Si 입자들을 주사탐침기, e-빔 및 X-레이 방법을 사용하여 형성시키기 위한 것이다(S. Huang, S. Banerjee, R. T. Tung, and S. Oda, J. Appl. Phys. 94, 7261 (2003), S. J. Lee, Y. S. Shim, H. Y. Cho, D. Y. Kim, T. W. Kim, and K. L. Wang, Jpn. J. Appl. Phys. 42, 7180 (2003), S. Huang, S. Banerjee, R. T. Tung, and S. Oda, J. Appl. Phys. 93, 576 (2003))Recently, research on nanoparticles confined in three dimensions in an insulating layer has been extensively studied for application to nonvolatile flash memory devices having a nanoscale floating gate. Some studies are even intended to form Si particles in SiO 2 using a scanning probe, e-beam and X-ray method (S. Huang, S. Banerjee, RT Tung, and S. Oda, J. Appl. Phys . 94 , 7261 (2003), SJ Lee, YS Shim, HY Cho, DY Kim, TW Kim, and KL Wang, Jpn. J. Appl. Phys. 42 , 7180 (2003), S. Huang, S. Banerjee , RT Tung, and S. Oda, J. Appl. Phys. 93 , 576 (2003))

그러나, 간단한 기술로 대체적인 절연층 내에 자가 형성된 나노입자들을 제조할 수 있는 방법에 대한 연구는 아직 보고된 바가 없다.However, no research has yet been reported on how simple techniques can be used to produce self-formed nanoparticles in alternative insulating layers.

최근 절연체로 현재 주로 사용되고 있는 SiO2를 대체할 새로운 물질들의 개발이 요구되어지고 있다. 그 중에서도 기존의 무기절연재료를 대체할 물질로 유기 절연재료인 폴리이미드가 등장하게 되었다. 폴리이미드는 독특한 열적, 기계적, 유전적 특성 때문에 집적회로의 절연 중간층, 고밀도 연결소자 패키지를 포함한 여러 분야의 초정밀 전자 공업에서 광범위하게 사용되고 있다. 특히, 폴리이미드의 유전율은 기존 무기재료에 비해 낮은 것으로 알려져 있다. Recently, development of new materials to replace SiO 2 , which is mainly used as an insulator, is required. Among them, polyimide, an organic insulating material, has emerged as a material to replace the existing inorganic insulating material. Because of their unique thermal, mechanical, and dielectric properties, polyimides are widely used in the high-precision electronics industry in many fields, including insulated interlayers of integrated circuits and high-density interconnect package. In particular, the dielectric constant of polyimide is known to be lower than that of conventional inorganic materials.

한편, 플래쉬 메모리 소자는 일반적으로 실리콘 기판 상부에 박막의 터널 산화막과, 그 상부에 폴리실리콘으로 이루어진 플로팅 게이트와 플로팅 게이트 전극 상부에 형성되는 게이트 전극간 절연막과, 소정의 전압을 인가받는 콘트롤(control) 게이트 전극이 구비된다.Meanwhile, a flash memory device generally includes a tunnel oxide film of a thin film on a silicon substrate, a floating gate made of polysilicon on the silicon substrate, an insulating film between gate electrodes formed on the floating gate electrode, and a control applied with a predetermined voltage. ) A gate electrode is provided.

종래에는 플로팅 게이트와 플로팅 게이트 전극 상부에 형성되는 절연막이 별도의 단계로 형성하여야 하는 단점이 있었고 나노 입자의 크기나 밀도의 제어가 어려웠다.Conventionally, an insulating film formed on the floating gate and the floating gate electrode has to be formed in a separate step, and it is difficult to control the size or density of the nanoparticles.

따라서, 차세대 메모리 소자인 플래쉬 메모리 소자의 나노 플로팅 게이트 형성에 있어서, 상온에서 낮은 전압에서도 기판에서 전자의 투과를 하여 나노 결정체에 구속되는 효과가 가능한 물질과 간단하게 입자의 크기나 밀도의 제어가 가능한 기술이 요구되어 왔다.Therefore, in forming a nano floating gate of a flash memory device, which is a next generation memory device, it is possible to control the particle size and density and the material capable of being constrained to the nanocrystals by the transmission of electrons from the substrate even at a low voltage at room temperature. Technology has been required.

또한, 플로팅 게이트 내에 전하의 보유시간을 연장하여 전기적으로 안정적으로 작동하는 플래쉬 메모리 소자의 개발이 요구된다.There is also a need to develop a flash memory device that operates electrically stably by extending the charge retention time in the floating gate.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 터널링 절연층 위에 고분자 내에 자발형성된 Ni1-xFex 나노 결정체를 이용한 플로팅게이트를 포함하는 고효율 저비용의 플래쉬 메모리를 제공한다.The present invention is to solve the above problems and to provide a high-efficiency low-cost flash memory including a floating gate using the Ni 1-x Fe x nanocrystals spontaneously formed in the polymer on the tunneling insulating layer.

본 발명의 다른 면에서는 터널링 절연층 위에 간단한 증착법과 열처리를 통해 고분자 내에 Ni1-xFex 나노 결정체를 간단하게 형성함으로써 플래쉬 메모리 소자 를 제조하는 방법이 제공된다.In another aspect of the present invention, a method of manufacturing a flash memory device is provided by simply forming Ni 1-x Fe x nanocrystals in a polymer through a simple deposition method and heat treatment on a tunneling insulating layer.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 고분자 전구체 경화 중의 Ni1-xFex 필름의 선택적 반응을 이용하여 고분자 층 내에 Ni1-xFex 나노결정체를 형성하여 플로팅 게이트를 제조하는 방법을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a method for producing a floating gate by forming Ni 1-x Fe x nanocrystals in the polymer layer by using a selective reaction of the Ni 1-x Fe x film during curing of the polymer precursor. do.

상기 플로팅 게이트는 터널링 절연층 상에 형성되는 것이 바람직하다.The floating gate is preferably formed on the tunneling insulating layer.

니켈의 양이 철에 비하여 상대적으로 높은 것이 바람직하며 특히 x는 0과 0.5사이인 것이 바람직하다.It is preferred that the amount of nickel is relatively high compared to iron, in particular x being between 0 and 0.5.

이하 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the present invention in more detail.

본 발명의 플래쉬 메모리 소자는 활성 영역을 갖는 반도체 기판; 상기 활성영역에 형성되되, 서로 이격된 드레인 영역 및 소스 영역; 상기 드레인 영역 및 상기 소스 영역 사이의 채널 영역 상에 형성된 터널링 절연층; 상기 터널링 절연층 상에 형성되되, 고분자 박막 내의 Ni1-xFex 나노 결정체로 구성된 플로팅 게이트및 상기 플로팅 게이트 상부에 상기 고분자 박막에 의해 전기적으로 분리되어 형성된 컨트롤 게이트를 포함하여 구성된다. 상기 고분자 박막 내의 Ni1-xFex 나노 결정체는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.A flash memory device of the present invention comprises a semiconductor substrate having an active region; A drain region and a source region formed in the active region and spaced apart from each other; A tunneling insulating layer formed on the channel region between the drain region and the source region; It is formed on the tunneling insulating layer, and comprises a floating gate consisting of Ni 1-x Fe x nanocrystals in the polymer thin film and a control gate electrically separated by the polymer thin film on the floating gate. Ni 1-x Fe x nanocrystals in the polymer thin film may be formed in a single layer or multiple layers.

상기 터널링 절연층은 생략될 수 있으며 바람직하게는 SiO2로 구성된다.The tunneling insulating layer may be omitted and is preferably composed of SiO 2 .

바람직하게는, 상기 고분자 박막은 폴리이미드 박막이다. Preferably, the polymer thin film is a polyimide thin film.

또한, 본 발명의 플래쉬 메모리 소자의 제조방법은 반도체 기판의 전면상에 터널링 절연층을 형성하는 단계, 상기 터널링 절연층 상에 고분자 박막 내에 Ni1-xFex 나노결정체가 자발 형성된 플로팅 게이트를 형성하는 단계, 상기 플로팅 게이트 양측부에 소스 및 드레인을 형성하는 단계 및 전체 상부면에 컨트롤 게이트를 순차적으로 형성하는 단계를 포함한다. 상기 터널링 절연층을 형성하는 단계는 생략될 수 있다. 그러나 터널링 절연층을 형성함으로써 나노 결정체의 전자의 보유시간을 증가시킬 수 있다.In addition, the method of manufacturing a flash memory device of the present invention comprises the steps of forming a tunneling insulating layer on the entire surface of the semiconductor substrate, forming a floating gate spontaneously formed Ni 1-x Fe x nanocrystals in the polymer thin film on the tunneling insulating layer Forming a source and a drain on both sides of the floating gate; and sequentially forming a control gate on an entire upper surface thereof. Forming the tunneling insulating layer may be omitted. However, the formation of the tunneling insulating layer can increase the retention time of the electrons of the nanocrystals.

바람직하게는, 상기 플로팅 게이트를 형성하는 단계는, 상기 터널링 절연층 상에 Ni1-xFex 층을 스퍼터링하는 단계, 상기 Ni1-xFex 층 위에 절연체 고분자 단량체를 포함하는 산성 전구체를 용매에 녹여 스핀 코팅하는 단계, 상기 코팅된 산성 전구체로부터 용매를 제거하는 단계 및 상기 코팅된 산성전구체 내부에서 가교결합이 일어나도록, 상기 고분자 물질에 열을 가하는 단계를 포함한다. Preferably, the step of forming the floating gate, the acid precursor solvent, comprising the step, insulator polymeric monomer over the Ni 1-x Fe x layer sputtered 1-x Fe x layer Ni on the tunneling insulating layer Dissolving in spin coating, removing the solvent from the coated acidic precursor, and applying heat to the polymeric material to cause crosslinking within the coated acidic precursor.

상기 플로팅 게이트를 형성하는 단계는 Ni1-xFex 층을 스퍼터링하는 단계전에 상기 터널링 절연층 상에 절연체 고분자 단량체를 포함하는 산성 전구체를 용매에 녹여 액상으로 만든 후, 이를 상기 반도체 기판 상에 스핀 코팅하는 단계 및 상기 코팅된 산성 전구체로부터 용매를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.The forming of the floating gate may be performed by dissolving an acidic precursor containing an insulator polymer monomer in a solvent to form a liquid phase before sputtering the Ni 1-x Fe x layer, and then spin it on the semiconductor substrate. The method may further include coating and removing the solvent from the coated acidic precursor.

본 발명의 상기 용매는 절연체 전구체의 종류에 따라 N-Metyl-2-Pyrrolidone(NMP), 물, N-디메틸아세트아미드, 디글림(diglyme) 중에서 선택되는 하나 또는 하나 이상의 혼합물을 선택할 수 있다.The solvent of the present invention may select one or more mixtures selected from N-Metyl-2-Pyrrolidone (NMP), water, N-dimethylacetamide, and diglyme according to the type of insulator precursor.

상기 산성 전구체는 카르복실기를 포함하는 산성 전구체인 것이 바람직하다.It is preferable that the said acidic precursor is an acidic precursor containing a carboxyl group.

본 발명에 의하면, 폴리이미드 박막 내에 분산된 고밀도 나노 결정체가 형성된 플로팅 게이트를 형성할 수 있으며. Ni1-xFex 에서의 조성, 증착된 두께, 용매와 전구체의 혼합 비율, 경화작용 과정의 조건을 변화시킴으로써 형성되는 나노 결정체의 크기 및 밀도를 제어할 수 있으므로 전체적인 소자의 특성을 제어하는 것이 용이하다. According to the present invention, a floating gate in which high-density nanocrystals dispersed in a polyimide thin film can be formed. It is possible to control the size and density of the nanocrystals formed by varying the composition at Ni 1-x Fe x , the deposited thickness, the mixing ratio of the solvent and precursor, and the conditions of the curing process. It is easy.

또한, 일반적으로 폴리이미드의 유전율은 약 2.9로서 본 발명의 폴리이미드 박막은 종래의 플래쉬 메모리 소자의 터널링 절연층을 대체할 수 있으나 터널링 절연층을 추가적으로 형성함으로써 플로팅 게이트 내에 전하의 보유시간을 연장시켜 플래쉬 메모리소자가 더욱 전기적으로 안정적으로 작동할 수 있다.In general, the dielectric constant of the polyimide is about 2.9, so the polyimide thin film of the present invention can replace the tunneling insulating layer of the conventional flash memory device, but by additionally forming the tunneling insulating layer, the retention time of the charge in the floating gate is extended. The flash memory device can operate more electrically and stably.

실시예Example

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

실시예 1: 폴리이미드 박막내의 NiExample 1 Ni in a Polyimide Thin Film 1-x1-x FeFe xx 나노결정체의 형성 Formation of Nanocrystals

실리콘 기판 상부에 Ni0.8Fe0.2 층을 5nm두께로 스퍼터링 공정으로 형성한다. 그 위에 N-Metyl-2-Pyrrolidone(NMP)을 용매로 하여 전구체 Biphenyltetracaboxylic Dianhydide-p-Phenylenediamine(BPDA-PDA)(PI2610D, 듀퐁)형의 폴리아믹산을 1:3의 부피비로 스핀 코팅하였다. 상기 PI/Ni0.8Fe0.2 /PI/n-Si 를 135℃에서 30분 간 열을 가하여 잔여 용매를 증발제거한 후 약 10-3Pa 의 압력하에서 400℃에서 한 시간 동안 열을 가하여 상기 폴리아믹산을 폴리이미드로 경화하였다. 먼저 증착된 PI층은 터널링 막으로 사용되었고 두번째 증착된 PI층은 절연층으로 사용된다. A Ni 0.8 Fe 0.2 layer was formed on the silicon substrate by a sputtering process with a thickness of 5 nm. On top of that, N-Metyl-2-Pyrrolidone (NMP) was used as a solvent, and the precursor Biphenyltetracaboxylic Dianhydide-p-Phenylenediamine (BPDA-PDA) (PI2610D, Dupont) type polyamic acid was spin-coated at a volume ratio of 1: 3. The polyamic acid was added by heating PI / Ni 0.8 Fe 0.2 / PI / n-Si at 135 ° C. for 30 minutes to evaporate and remove the residual solvent at 400 ° C. for 1 hour under a pressure of about 10 −3 Pa. Cured with polyimide. The first deposited PI layer was used as the tunneling film and the second deposited PI layer was used as the insulating layer.

실시예 2: 폴리이미드 박막내의 NiExample 2: Ni in a Polyimide Thin Film 1-x1-x FeFe xx 나노결정체의 TEM 결과 TEM results of nanocrystals

실시예 1에서 제조된 PI 박막 내의 Ni0.8Fe0.2 나노결정체를 JEM 2010 JEOL 투과전자 현미경(TEM)으로 관찰하여 도 1에 도시하였다. 도 1 위의 평면 명시야상에 따르면 폴리이미드 박막 내에 Ni1-xFex 나노결정체가 분산되어 형성되었으며 Ni0.8Fe0.2 나노결정체의 크기는 4~6nm 이하였으며 나노결정체의 표면 밀도는 약 2×1012cm-2이다. 도 1 아래의 단면 명시야상에 따르면 Ni1-xFex 나노결정체는 단일층으로 위치한다. Ni1-xFex 의 측면 크기는 약 4~6nm사이이다. 터널막 폴리이미드층과 폴리이미드 절연층의 두께는 모두 약 40nm이었다.Ni 0.8 Fe 0.2 nanocrystals in the PI thin film prepared in Example 1 were observed in a JEM 2010 JEOL transmission electron microscope (TEM) and are shown in FIG. 1. According to the planar bright field image of FIG. 1, Ni 1-x Fe x nanocrystals were dispersed in a polyimide thin film, and the size of Ni 0.8 Fe 0.2 nanocrystals was 4-6 nm or less, and the surface density of the nanocrystals was about 2 × 10. 12 cm -2 . According to the cross-sectional bright field below FIG. 1, the Ni 1-x Fe x nanocrystals are located in a single layer. The lateral size of Ni 1-x Fe x is between about 4-6 nm. The thickness of the tunnel film polyimide layer and the polyimide insulating layer was about 40 nm.

실시예 3: 폴리이미드 박막내의 NiExample 3: Ni in a Polyimide Thin Film 1-x1-x FeFe xx 나노결정체의 SADP 결과 SADP Results of Nanocrystals

도 2는 폴리이미드 박막 내에 나노 결정체로 형성된 Ni1-xFex 나노 결정체의 제한시야 전자회절(Selected Area Electron Diffraction) 패턴 이미지이다. 이로부터 상기 나노 결정체가 면심 입방 구조임을 알 수 있으며 작은 입자 크기로 인한 회절고리가 나타난다. 2 is a Selected Area Electron Diffraction pattern image of Ni 1-x Fe x nanocrystals formed of nanocrystals in a polyimide thin film. From this, it can be seen that the nanocrystals have a face-centered cubic structure and a diffraction ring due to the small particle size appears.

실시예 4: 플래쉬 메모리 소자 제작Example 4 Flash Memory Device Fabrication

본 발명의 일 실시예에 따른 Al/PI/Ni1-xFex/PI/p-Si 구조의 플래쉬 메모리 소자를 제조하였다. 반도체 기판(100), 예를 들어 P형의 불순물이 도핑된 실리콘 기판상에 Ni0.8Fe0.2층을 스퍼터링 공정으로 형성한다. 상기 Ni0.8Fe0.2층 위에 폴리이미드의 산성전구체를 NMP에 녹여 액상으로 만든 후 스핀 코팅한 후 열을 가하여 폴리이미드 박막을 적층한다. 135℃에서 30분 간 열을 가하여 잔여 용매를 증발제거한 후 약 10-3Pa 의 압력하에서 400℃에서 한 시간 동안 열을 가하여 상기 폴리아믹산을 폴리이미드로 경화하면 Ni0.8Fe0.2 와 폴리이미드가 결합하여 Ni0.8Fe0.2 나노 결정체를 형성한다. 이 때 상기 폴리이미드 박막의 내부에 Ni0.8Fe0.2층 나노 결정체가 전체적으로 균일한 분포로 형성된다. 상기 폴리이미드 박막을 식각한 양측에 소스 및 드레인 영역을 형성하고 상기 폴리이미드 박막 상부에 Al으로 이루어진 콘트롤 게이트가 형성된다.A flash memory device having an Al / PI / Ni 1-x Fe x / PI / p-Si structure according to an embodiment of the present invention was manufactured. A Ni 0.8 Fe 0.2 layer is formed on the semiconductor substrate 100, for example, a silicon substrate doped with P-type impurities by a sputtering process. The acid precursor of polyimide was dissolved in NMP to form a liquid phase on the Ni 0.8 Fe 0.2 layer, followed by spin coating, followed by applying heat to laminate a polyimide thin film. After heating at 135 ° C. for 30 minutes to evaporate the remaining solvent, and heating at 400 ° C. for 1 hour under a pressure of about 10 −3 Pa to cure the polyamic acid with polyimide, Ni 0.8 Fe 0.2 and polyimide were combined. To form Ni 0.8 Fe 0.2 nanocrystals. At this time, Ni 0.8 Fe 0.2 layer nanocrystals are formed in a uniform distribution within the polyimide thin film. Source and drain regions are formed on both sides of the polyimide thin film, and a control gate made of Al is formed on the polyimide thin film.

실시예 5: 터널링 절연층을 포함하는 플래쉬 메모리 소자 제작Example 5 Fabrication of a Flash Memory Device Including a Tunneling Insulation Layer

도 3은 실시예 4에서 제조된 플래쉬 메모리소자에 대하여 터널링 절연층을 더 포함하는 본 발명의 일실시예에 따른 금속/PI/Ni1-xFex/PI/SiO2/p-Si 플래쉬 메모리 소자의 개략도이다. 도 3을 참조하면, 반도체 기판(100) 예를들어, P형의 불순물이 도핑된 실리콘 기판상에 터널링 절연층을 형성한다. 예를 들어, 상기 실기콘 기판에 900℃에서 수 시간동안 O2를 공급하여 4~8nm 두께로 양질의 터널링 절연층을 형성한다. 상기 터널링 절연층 상에 Ni1-xFex(0<x,0.5), 예를 들어, Ni0.8Fe0.2층을 성장시킨다. 상기 Ni1-xFex(0<x,0.5)층은 스퍼터링 공정으로 5nm이하로 형성될 수 있다. 상기 Ni0.8Fe0.2층 위에 폴리이미드의 산성전구체를 NMP에 녹여 액상으로 만든 후 스핀 코팅한 후 열을 가하여 폴리이미드 박막을 적층한다. 135℃에서 30분 간 열을 가하여 잔여 용매를 증발제거한 후 약 10-3Pa 의 압력하에서 400℃에서 한 시간 동안 열을 가하여 상기 폴리아믹산을 폴리이미드로 경화하면 Ni0.8Fe0.2 와 폴리이미드가 결합하여 폴리이미드 내에 Ni0.8Fe0.2 나노 결정체(121)가 자발 형성된 플로팅 게이트(120)가 형성된다. 이 때 상기 폴리이미드 박막의 내부에 Ni0.8Fe0.2층 나노 결정체(121)가 전체적으로 균일한 분포로 형성된다. 상기 폴리이미드 박막을 식각한 양측에 이온주입법으로 소스 및 드레인 영역(101, 102)을 형성하고 상기 폴리이미드 박막 상부에 Al 등의 금속게이트로 이루어진 콘트롤 게이트(130)가 형성된다.3 is a metal / PI / Ni 1-x Fe x / PI / SiO 2 / p-Si flash memory according to an embodiment of the present invention further comprising a tunneling insulating layer for the flash memory device manufactured in Example 4; Schematic diagram of the device. Referring to FIG. 3, a tunneling insulating layer is formed on a semiconductor substrate 100, for example, a silicon substrate doped with P-type impurities. For example, O 2 is supplied to the silicon substrate at 900 ° C. for several hours to form a high quality tunneling insulating layer having a thickness of 4 to 8 nm. A Ni 1-x Fe x (0 <x, 0.5), for example Ni 0.8 Fe 0.2 layer is grown on the tunneling insulating layer. The Ni 1-x Fe x (0 <x, 0.5) layer may be formed to 5 nm or less by a sputtering process. The acid precursor of polyimide was dissolved in NMP to form a liquid phase on the Ni 0.8 Fe 0.2 layer, followed by spin coating, followed by applying heat to laminate a polyimide thin film. After heating at 135 ° C. for 30 minutes to evaporate the remaining solvent, and heating at 400 ° C. for 1 hour under a pressure of about 10 −3 Pa to cure the polyamic acid with polyimide, Ni 0.8 Fe 0.2 and polyimide were combined. As a result, a floating gate 120 spontaneously formed with Ni 0.8 Fe 0.2 nanocrystals 121 is formed in the polyimide. At this time, Ni 0.8 Fe 0.2 layer nanocrystals 121 are formed in a uniform distribution throughout the polyimide thin film. Source and drain regions 101 and 102 are formed on both sides of the polyimide thin film by ion implantation, and a control gate 130 including a metal gate such as Al is formed on the polyimide thin film.

본 실시예의 플래쉬 메모리 소자는 실시예 4의 플래쉬 메모리 소자에 대하여 별도의 터널링 절연층을 더 포함하므로 나노 결정체에 포획된 전자의 보유시간을 증가시킬 수 있고 화학적 전기적으로 더 안정하다.Since the flash memory device of the present embodiment further includes a separate tunneling insulating layer with respect to the flash memory device of Example 4, it is possible to increase the retention time of electrons trapped in the nanocrystals and is more chemically and electrically stable.

상기 메모리 소자에 쓰기를 하고자 하는 경우 소스와 드레인을 플로팅 상태로 두고, 게이트와 기판에 쓰기 전압을 인가한다. 채널의 반전층에서 형성된 전자는 터널링 과정을 통해 폴리이미드 안의 Ni1-xFex 나노 결정체 안에 포획된다. 전자가 Ni1-xFex 나노 결정체 안에 포획되면 소자의 문턱 전압이 높아지고 따라서 정해진 읽기 전압에서 채널의 전류가 흐르지 않게 된다.When writing to the memory device, the source and the drain are in a floating state, and a write voltage is applied to the gate and the substrate. Electrons formed in the inversion layer of the channel are trapped in the Ni 1-x Fe x nanocrystals in the polyimide through the tunneling process. When electrons are trapped in the Ni 1-x Fe x nanocrystals, the device's threshold voltage is high, so that no current flows in the channel at a given read voltage.

상기 메모리 소자의 지우기 과정에서는 소스와 드레인을 플로팅 상태로 두고, 게이트와 기판에 지우기 전압을 인가한다. 폴리이미드 안의 Ni1-xFex 나노 결정체 안에 포획된 전자들은 터널링하여 기판으로 방출된다. 폴리이미드 안의 로팅 상태로 두고, 게이트와 기판에 쓰기 전압을 인가한다. 채널의 반전층에서 형성된 전자는 터널링 과정을 통해 폴리이미드 안의 Ni1-xFex 나노 결정체 안에 전자가 없으면 소자의 문턱전압은 다시 낮아지고 읽기 전압을 인가하면 채널에 전류가 흐르게 된다.In the erase process of the memory device, a source and a drain are left in a floating state, and an erase voltage is applied to the gate and the substrate. The electrons trapped in the Ni 1-x Fe x nanocrystals in the polyimide are tunneled and released to the substrate. It is left in the polyimide, and a write voltage is applied to the gate and the substrate. The electrons formed in the inversion layer of the channel pass through the tunneling process, and when there is no electron in the Ni 1-x Fe x nanocrystals in the polyimide, the threshold voltage of the device is lowered again, and when a read voltage is applied, current flows in the channel.

따라서, 읽기 전압을 VGB에 인가하고 VDS에 전압을 인가하여 전류가 흐르지 않거나 흐르는 것으로부터 Ni1-xFex 나노 결정체 안의 전자의 유무를 읽어낼 수 있고 이로부터 데이터 "1" 또는 "0"을 읽어낸다.Thus, by applying a read voltage to V GB and applying a voltage to V DS , it is possible to read the presence or absence of electrons in the Ni 1-x Fe x nanocrystals from which no current flows or flows, from which data "1" or "0" can be read. Read ".

실시예 5: Al/PI/NiExample 5: Al / PI / Ni 1-x1-x FeFe xx /PI/n-Si 에서 용량-전압특성Capacity-Voltage Characteristics at / PI / n-Si

도 4는 실시예 4에서 제조된 Ni1-xFex 나노 결정체를 이용한 나노 플로팅 게이트를 가지는 Al/폴리이미드/Ni1-xFex나노 결정체/폴리이미드/p-Si구조에 대한 정전용량-전압특성을 도시한 그래프이다. 화살표 1은 순방향으로 전압을 인가하였을 때이고, 화살표 2는 역방향으로 전압을 인가하였을 때 관측한 용량-전압값이다. 상기 C-V 결과는 전하 트랩 지역을 갖는 나노결정체 Si를 이용한 플로팅게이트를 갖는 금속-절연체-반도체(MIS) 기억소자의 C-V 결과와 유사하다. C-V 특성에 나타나는 시계방향 히스테리시스는 나노 결정체가 전하를 포획했음을 나타낸다.4 is a capacitance of the Al / polyimide / Ni 1-x Fe x nanocrystals / polyimide / p-Si structure having a nano-floating gate using Ni 1-x Fe x nanocrystals prepared in Example 4- It is a graph showing the voltage characteristics. Arrow 1 is when the voltage is applied in the forward direction, arrow 2 is the capacitance-voltage value observed when the voltage is applied in the reverse direction. The CV results are similar to the CV results of metal-insulator-semiconductor (MIS) memory devices with floating gates using nanocrystalline Si with charge trap regions. Clockwise hysteresis in CV characteristics indicates that the nanocrystals have captured charge.

실시예 6: Al/PI/NiExample 6: Al / PI / Ni 1-x1-x FeFe xx /PI/n-Si 에서 컨덕턴스-전압특성Conductance-Voltage at / PI / n-Si

도 5는 실시예 4에서 제조된 Ni1-xFex 나노 결정체를 이용한 나노 플로팅 게이트를 가지는 Al/폴리이미드/Ni1-xFex나노 결정체/폴리이미드/p-Si구조에 대한 컨덕턴스-전압특성을 도시한 그래프이다. 순방향 및 역방향 G-V 측정에서 G-V 평활전압(flatband voltage) 주위에 넓은 피크가 존재하며 이것은 Ni1-xFex 나노 결정체의 에너지 손실과 관련한 것이다. 이 같은 결과는 Al/폴리이미드/Ni1-xFex나노 결정체/폴리이미드/p-Si(100)구조가 비휘발성 단일 전자 메모리 소자에서 플로팅 게이트로서 사용될 수 있음을 말한다. FIG. 5 is a conductance-voltage for Al / polyimide / Ni 1-x Fe x nanocrystals / polyimide / p-Si structure having a nano-floating gate using Ni 1-x Fe x nanocrystals prepared in Example 4. FIG. It is a graph showing the characteristics. In the forward and reverse GV measurements, there is a wide peak around the GV flatband voltage, which is related to the energy loss of Ni 1-x Fe x nanocrystals. These results indicate that Al / polyimide / Ni 1-x Fe x nanocrystals / polyimide / p-Si (100) structures can be used as floating gates in nonvolatile single electronic memory devices.

본 발명에 따르면 터널링 절연층과 폴리이미드 층 내부에 Ni1-xFex(0<x<0.5)나노 결정체를 형성되는 플로팅 게이트 구조를 형성하여 고속의 쓰기와 지우기가 가능하고 전하의 보유시간이 긴 플래시 메모리 소자를 제조할 수 있다. 또한 본 발명의 플래쉬 메모리 소자의 제조방법에 따르면 결정체의 응집현상 없이 나노 결정체의 크기나 밀도를 제어할 수 있으며 플로팅 게이트와 플로팅 게이트 상부의 절연층을 동시에 형성할 수 있다. 또한 종래의 나노 플로팅 게이트보다 전기적으로나 화학적으로 안정성을 갖는 나노 플로팅 게이트를 이용함으로써 고효율 저비용의 나노 플로팅 게이트의 메모리 소자를 제공하는 우수한 효과가 있으며 정보 전자 통신분야에서 매우 유용한 발명이다.According to the present invention, a floating gate structure in which Ni 1-x Fe x (0 <x <0.5) nanocrystals are formed in the tunneling insulating layer and the polyimide layer is capable of high-speed writing and erasing, and has a high charge retention time. Long flash memory devices can be fabricated. In addition, according to the method of manufacturing a flash memory device of the present invention, the size and density of nanocrystals can be controlled without agglomeration of crystals, and an insulating layer on the floating gate and the floating gate can be simultaneously formed. In addition, by using a nano-floating gate that is electrically and chemically more stable than conventional nano-floating gates, there is an excellent effect of providing a memory device of a high-efficiency low-cost nano-floating gate and is a very useful invention in the field of information and electronic communication.

Claims (14)

활성 영역을 갖는 반도체 기판; 상기 활성영역에 형성되되, 서로 이격된 드레인 영역 및 소스 영역; 상기 드레인 영역 및 상기 소스 영역 사이의 채널 영역 상에 형성된 터널링 절연층; 상기 터널링 절연층 상에 형성되되, 고분자 박막 내의 Ni1-xFex 나노결정체로 구성된 플로팅 게이트; 및 상기 플로팅 게이트 상부의 고분자 박막에 의해 전기적으로 분리되어 형성된 컨트롤 게이트를 포함하여 구성되는 플래쉬 메모리 소자.A semiconductor substrate having an active region; A drain region and a source region formed in the active region and spaced apart from each other; A tunneling insulating layer formed on the channel region between the drain region and the source region; A floating gate formed on the tunneling insulating layer and composed of Ni 1-x Fe x nanocrystals in the polymer thin film; And a control gate electrically separated by the polymer thin film on the floating gate. 청구항 1에 있어서, 상기 고분자 박막은 폴리이미드 박막인 플래쉬 메모리 소자.The flash memory device of claim 1, wherein the polymer thin film is a polyimide thin film. 청구항 1에 있어서, 상기 터널링 절연층은 SiO2층으로 구성되는 플래쉬 메모리 소자.The flash memory device of claim 1, wherein the tunneling insulating layer is formed of an SiO 2 layer. 청구항 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 x는 0<x<0.5의 범위인 플래쉬 메모리 소자.The flash memory device of claim 1, wherein x is in the range of 0 <x <0.5. 청구항 4에 있어서, 상기 x는 0.2인 플래쉬 메모리 소자.The flash memory device of claim 4, wherein x is 0.2. 기판 또는 절연층 상에 Ni1-xFex (0<x<0.5)층을 스퍼터링하는 단계; 상기 Ni1-xFex (0<x<0.5)층 위에 절연체 고분자 단량체를 포함하는 산성 전구체를 용매에 녹여 스핀 코팅하는 단계; 상기 코팅된 산성 전구체로부터 용매를 제거하는 단계 및 상기 코팅된 산성전구체 내부에서 가교결합이 일어나도록, 상기 고분자 물질에 열을 가하는 단계를 포함하며 고분자 박막 내에 Ni1-xFex (0<x<0.5)나노결정체가 자발 형성된 플로팅 게이트 형성방법.Sputtering a Ni 1-x Fe x (0 <x <0.5) layer on the substrate or insulating layer; Spin coating by dissolving an acidic precursor containing an insulator polymer monomer in a solvent on the Ni 1-x Fe x (0 <x <0.5) layer; Removing solvent from the coated acidic precursor and applying heat to the polymer material such that crosslinking occurs within the coated acidic precursor and the Ni 1-x Fe x (0 <x < 0.5) A floating gate forming method in which nanocrystals are spontaneously formed. 청구항 6에 있어서, 상기 Ni1-xFex (0<x<0.5)층을 스퍼터링하는 단계전에 상기 기판 또는 절연층 상에 절연체 고분자 단량체를 포함하는 산성 전구체를 용매에 녹여 스핀 코팅하고 잔여 용매를 제거하는 단계를 더 포함하는 플로팅 게이트 형성방법.The method of claim 6, before the step of sputtering the Ni 1-x Fe x (0 <x <0.5) layer is dissolved in a solvent spin coating acidic precursor containing an insulator polymer monomer in a solvent and the remaining solvent And removing the floating gate. 청구항 6에 있어서, 상기 고분자는 폴리이미드이고 상기 산성 전구체는 카르복실기를 포함하는 산성 전구체인 플로팅 게이트 형성방법.The method of claim 6, wherein the polymer is a polyimide and the acid precursor is an acid precursor including a carboxyl group. 청구항 6에 있어서, 상기 용매는 N-메틸-2-피롤리돈(N-Methyl-2-Pyrrolidone, NMP), 물, N-디메틸아세트아미드, 디글림(diglyme) 중에서 선택되는 하나 또는 하나 이상의 혼합물인 플로팅 게이트 형성방법.The method of claim 6, wherein the solvent is one or more mixtures selected from N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), water, N-dimethylacetamide, diglyme In-Floating Gate Formation Method. 반도체 기판의 전면상에 터널링 절연층을 형성하는 단계; 상기 터널링 절연층 상에 청구항 6 내지 청구항 9 중 어느 하나의 플로팅 게이트 형성방법에 따라 고분자 박막 내에 Ni1-xFex (0<x<0.5)나노결정체가 자발 형성된 플로팅 게이트를 형성하는 단계; 상기 플로팅 게이트 양측부에 소스 및 드레인을 형성하는 단계 및 플로팅 게이트 상부에 컨트롤 게이트를 순차적으로 형성하는 단계를 포함하는 플래쉬 메모리 소자의 제조방법.Forming a tunneling insulating layer on the front surface of the semiconductor substrate; Forming a floating gate on which the Ni 1-x Fe x (0 <x <0.5) nanocrystals are spontaneously formed in the polymer thin film according to any one of claims 6 to 9 on the tunneling insulating layer; Forming a source and a drain on both sides of the floating gate, and sequentially forming a control gate on the floating gate. 제 10항에 있어서, 상기 터널링 절연층은 SiO2 로 구성되는 플래쉬 메모리 소자의 제조방법.The method of claim 10, wherein the tunneling insulating layer is made of SiO 2 . 반도체 기판의 전면상에 SiO2 터널링 절연층을 형성하는 단계; Forming a SiO 2 tunneling insulating layer on the front surface of the semiconductor substrate; 상기 절연층 위에 Ni1-xFex (0<x<0.5) 스퍼터링하는 단계;Sputtering Ni 1-x Fe x (0 <x <0.5) over the insulating layer; 상기 스퍼터링된 Ni1-xFex (0<x<0.5) 층 상에 용매 N-메틸-2-피롤리돈(N-Methyl-2-Pyrrolidone, NMP)과 전구체 비페닐테트라카르복실릭 디언하이드라이드-p-페닐렌디아민 (Biphenyltetracarboxylic Dianhydride-p-Phenylenediamine, BPDA-PDA) 형의 폴리아믹산을 혼합하여 스핀 코팅하고 잔여 용매를 제거하는 단계; 및On the sputtered Ni 1-x Fe x (0 <x <0.5) layer, the solvent N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and the precursor biphenyltetracarboxylic dianhydride Mixing a spin-coated polyamic acid of the form of phenyl-p-phenylenediamine (BPDA-PDA) and removing residual solvent; And 상기 폴리이미드 층에 열을 가하여 폴리이미드 층 내에 Ni1-xFex 나노결정체를 형성하는 단계를 포함하는 플래쉬 메모리 소자의 제조방법.Applying heat to the polyimide layer to form Ni 1-x Fe x nanocrystals in the polyimide layer. 청구항 10에 있어서, 상기 x는 0.2인 플래쉬 메모리 소자의 제조방법.The method of claim 10, wherein x is 0.2. 청구항 12에 있어서, 상기 x는 0.2인 플래쉬 메모리 소자의 제조방법.The method of claim 12, wherein x is 0.2.
KR1020050030219A 2005-04-12 2005-04-12 Flash Memory Device Comprising Floating Gate Utilizing Nanocrystals Embeded In Polymer Formed On Tunneling Insulating Layer KR100660160B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050030219A KR100660160B1 (en) 2005-04-12 2005-04-12 Flash Memory Device Comprising Floating Gate Utilizing Nanocrystals Embeded In Polymer Formed On Tunneling Insulating Layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050030219A KR100660160B1 (en) 2005-04-12 2005-04-12 Flash Memory Device Comprising Floating Gate Utilizing Nanocrystals Embeded In Polymer Formed On Tunneling Insulating Layer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060108088A KR20060108088A (en) 2006-10-17
KR100660160B1 true KR100660160B1 (en) 2006-12-21

Family

ID=37627977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050030219A KR100660160B1 (en) 2005-04-12 2005-04-12 Flash Memory Device Comprising Floating Gate Utilizing Nanocrystals Embeded In Polymer Formed On Tunneling Insulating Layer

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100660160B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101341571B1 (en) 2007-04-30 2013-12-16 삼성전자주식회사 Non-volatile memory device and method of manufacturing the same
KR100888848B1 (en) * 2007-08-14 2009-03-17 한양대학교 산학협력단 Fullerene-based flash memory device and method of fabricating the same
KR100909365B1 (en) * 2007-12-05 2009-07-24 한양대학교 산학협력단 Nonvolatile Organic Bistable Memory and Manufacturing Method Thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060108088A (en) 2006-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shih et al. Nanostructured materials for non-volatile organic transistor memory applications
JP5333777B2 (en) Organic memory device and manufacturing method thereof
Leong et al. Micellar poly (styrene-b-4-vinylpyridine)-nanoparticle hybrid system for non-volatile organic transistor memory
CN1969386B (en) Flash memory device utilizing nanocrystals embedded in polymer
JP4668981B2 (en) Flash memory device using nanocrystals in polymer
KR100631965B1 (en) Non-volatile Polymer Bistability Memory Device
Kim et al. Formation and electrical properties of Ni1− xFex nanocrystals embedded in a polyimide layers for applications as nonvolatile flash memories
Heidler et al. Ferroelectric field-effect transistors based on solution-processed electrochemically exfoliated graphene
KR100660160B1 (en) Flash Memory Device Comprising Floating Gate Utilizing Nanocrystals Embeded In Polymer Formed On Tunneling Insulating Layer
Kim et al. Characterization of gold nanoparticle pentacene memory device with polymer dielectric layer
KR100660159B1 (en) Flash Memory Device Comprising Floating Gate Utilizing Ni1-xFex Nanocrystals Embeded In Polymer
Wu et al. Carrier transport in volatile memory device with SnO2 quantum dots embedded in a polyimide layer
KR20100123250A (en) Non-volatile memory device and method for manufacturing the same
KR100744959B1 (en) Organic Semiconductor Devices and Fabrication Methods of the same
KR100660161B1 (en) Nonvolatile flash memory device comprising floating gates utilizing zno nanoparticles embedded in the polymer thin films and manufacturing method thereof
KR100783188B1 (en) Nonvolatile flash memory device comprising floating gates utilizing both a tunneling small molecule layer and nanoparticles embedded in the polymer thin films and manufacturing method thereof
Shu et al. A flexible floating-gate based organic field-effect transistor non-volatile memory based on F8BT/PMMA integrated floating-gate/tunneling layer
KR100654140B1 (en) Method for fabricating non-volatile memory unit device with metal nano particle
Lee et al. Electrical characterization of nonvolatile memory with SnO2 nano-particle in polyimide dielectric layer
KR101014596B1 (en) Fabrication method of nanowires containing nanoparticles and nonvolatile memory devices utilizing the same
Norhakim et al. Effect of Thickness of the Poly (vinyl alcohol) Passivation Layer on Ambipolar Characteristics of Graphene Field-effect Transistor
Ha et al. The effect of Au nanoparticle on metal organic semiconductor field effect transistor on plastic substrate by transfer method
Han et al. Nonvolatile Ferroelectric Memory Transistors Using PVDF, P (VDF-TrFE) and Blended PVDF/P (VDF-TrFE) Thin Films
Jung et al. Charging and discharging mechanims of vertically stacked Ni 1-x Fe x self-assembled nanoparticle arrays embedded in polyimide layers
Wu et al. Reprinted from

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121130

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131129

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191129

Year of fee payment: 14