KR100799113B1 - Method for manufacturing of non volatile memory cell - Google Patents

Method for manufacturing of non volatile memory cell Download PDF

Info

Publication number
KR100799113B1
KR100799113B1 KR1020070019066A KR20070019066A KR100799113B1 KR 100799113 B1 KR100799113 B1 KR 100799113B1 KR 1020070019066 A KR1020070019066 A KR 1020070019066A KR 20070019066 A KR20070019066 A KR 20070019066A KR 100799113 B1 KR100799113 B1 KR 100799113B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
insulating film
conductive film
forming
memory cell
Prior art date
Application number
KR1020070019066A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
곽상현
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
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 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR1020070019066A priority Critical patent/KR100799113B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100799113B1 publication Critical patent/KR100799113B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H10B41/30Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the memory core region
    • 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
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/76224Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials
    • 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
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

A method for manufacturing a nonvolatile memory call is provided to form electrically separated floating gates by using a first dielectric gap-filled in a step and a second dielectric formed on both sidewalls of the first dielectric. A gate dielectric(105) is formed on a substrate exposed to both sides of an isolation layer(104). A conductive layer for a floating gate is formed along a step of an upper surface of the isolation layer including the gate dielectric. A first dielectric(170A) is formed. The first dielectric is gap-filled in a step of the conductive layer. The conductive layer exposed between the first dielectric is etched with a certain thickness. A second dielectric(109A) is formed on both sidewalls of the first dielectric so that the both sidewalls of the first dielectric have a vertical profile. The conductive layer is etched through an etching process using the first and second dielectrics as hard masks to expose the isolation layer.

Description

비휘발성 메모리 셀 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING OF NON VOLATILE MEMORY CELL}Non-volatile memory cell manufacturing method {METHOD FOR MANUFACTURING OF NON VOLATILE MEMORY CELL}

도 1a 내지 도 1e는 공지된 ASA-STI 공정을 적용하는 플래시 메모리 셀 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정단면도.1A to 1E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flash memory cell applying a known ASA-STI process.

도 2a 내지 도 2j는 본 발명의 실시예에 따른 플래시 메모리 셀 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정단면도.2A through 2J are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flash memory cell according to an exemplary embodiment of the present invention.

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

100 : 기판 101 : 패드 산화막100 substrate 101 pad oxide film

102 : 패드 질화막 103 : 트렌치102: pad nitride film 103: trench

104 : 소자분리막 105 : 게이트 절연막104: device isolation film 105: gate insulating film

106 : 도전막 107, 107A : 제1 절연막106: conductive films 107, 107A: first insulating film

108, 110, 112 : 식각공정 109, 109A : 제2 절연막108, 110, 112: etching process 109, 109A: second insulating film

111 : 하드마스크 106A : 플로팅 게이트111: hard mask 106A: floating gate

본 발명은 반도체 메모리 소자 제조기술에 관한 것으로, 특히 비휘발성 메모리 소자, 더욱 구체적으로는 플래시(FLASH) 메모리 셀 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor memory device manufacturing technology, and more particularly to a nonvolatile memory device, and more particularly to a flash memory cell manufacturing method.

반도체 메모리는 전기의 공급이 중단됨에 따라 저장된 정보가 소멸되는 휘발성 메모리(volatile memory)와 전기의 공급이 중단되어도 정보를 계속적으로 유지시킬 수 있는 비휘발성 메모리(non-volatile memory)로 구별된다. 비휘발성 메모리에는 EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory), EEPROM(Electrically EPROM) 및 플래시 메모리(flash memory) 등이 있다.Semiconductor memories are classified into volatile memory, in which stored information is lost when electricity supply is interrupted, and non-volatile memory, which can maintain information even when electricity supply is interrupted. Nonvolatile memories include erasable programmable read only memory (EPROM), electrically EPROM (EEPROM), and flash memory.

이러한 비휘발성 메모리 소자 중 근래에는 전기적으로 프로그램(program)과 소거(erase)가 가능하며, 일정 주기로 데이터(data)를 재작성하는 리프레시(refresh) 기능이 필요 없는 플래시 메모리 소자의 수요가 증가하고 있다. Recently, the demand for flash memory devices that can be electrically programmed and erased, and that does not require a refresh function that rewrites data at regular intervals is increasing. .

한편, 반도체 메모리 소자의 미세화와 함께 플래시 메모리 소자(flash memory device)의 대용량화를 실현하기 위하여 플래시 메모리 소자의 셀 형성기술은 다양한 변화를 거듭하고 있다. On the other hand, in order to realize miniaturization of semiconductor memory devices and large capacity of flash memory devices, the cell formation technology of flash memory devices has undergone various changes.

예컨대, 80㎚급 플래시 메모리 소자에서는 일반적인 스택(stack) 구조, 예컨대 기판 상에 플로팅 게이트(floating gate), 유전체막 및 콘트롤 게이트(control gate)가 차례로 적층된 구조로 플래시 메모리 셀을 형성하였는데, 이는 고집적화에 한계가 있다. 이에 따라, 최근에는 이보다 좀 더 고집적화된 70㎚급 이하의 플래시 메모리 소자의 구현을 위해 ASA-STI(Advanced Self Aligned-Shallow Trench Isolation) 공정을 적용하여 플래시 메모리 셀을 형성하는 방법이 제안되었다.For example, in an 80 nm class flash memory device, a flash memory cell is formed in a general stack structure, for example, a structure in which a floating gate, a dielectric layer, and a control gate are sequentially stacked on a substrate. There is a limit to high integration. Accordingly, recently, a method of forming a flash memory cell by applying an advanced self aligned-shallow trench isolation (ASA-STI) process has been proposed to implement a flash memory device having a higher density than 70 nm.

도 1a 내지 도 1e는 공지된 ASA-STI 공정을 적용하는 플래시 메모리 셀 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정단면도이다.1A to 1E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flash memory cell applying a known ASA-STI process.

먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 기판(10) 상에 패드 산화막(11) 및 패드 질화막(12)을 차례로 증착한 후, 패드 질화막(12), 패드 산화막(11) 및 기판(10)의 일부를 식각하여 트렌치(trench, 13)를 형성한다.First, as shown in FIG. 1A, after the pad oxide film 11 and the pad nitride film 12 are sequentially deposited on the substrate 10, the pad nitride film 12, the pad oxide film 11, and the substrate 10 may be deposited. A portion is etched to form a trench 13.

이어서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 트렌치(13, 도 1a 참조) 내에 매립되는 소자분리막(14)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 1B, the device isolation layer 14 embedded in the trench 13 (see FIG. 1A) is formed.

이어서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 인산(H3PO4)용액을 이용한 습식식각공정을 실시하여 패드 질화막(12, 도 1b 참조)을 제거한 후 산화막 식각용액을 이용한 습식식각공정을 실시하여 패드 산화막(11, 도 1b 참조)을 제거한다. Subsequently, as shown in FIG. 1C, the pad is etched using a phosphoric acid (H 3 PO 4 ) solution to remove the pad nitride layer 12 (see FIG. 1B), followed by a wet etch process using an oxide film etching solution. The oxide film 11 (see FIG. 1B) is removed.

이어서, 노출된 기판(10) 상에 게이트 산화막(15)을 형성한다.Subsequently, a gate oxide film 15 is formed on the exposed substrate 10.

이어서, 도 1d에 도시된 바와 같이, 게이트 산화막(15)을 포함한 소자분리막(14) 상에 플로팅 게이트용 폴리실리콘막(16)을 증착한다.Subsequently, as shown in FIG. 1D, a floating silicon polysilicon film 16 is deposited on the device isolation film 14 including the gate oxide film 15.

이어서, 도 1e에 도시된 바와 같이, 폴리실리콘막(16, 도 1d 참조) 상에 소정의 포토레지스트 패턴(17)을 형성한 후, 이를 식각 마스크(mask)로 이용한 식각공정(18)을 실시하여 폴리실리콘막(16)을 식각한다. 이로써, 이웃하는 것끼리 서로 분리된 복수의 플로팅 게이트(16A)가 형성된다.Subsequently, as shown in FIG. 1E, a predetermined photoresist pattern 17 is formed on the polysilicon film 16 (see FIG. 1D), and then an etching process 18 using the same as an etching mask is performed. The polysilicon film 16 is etched. This forms a plurality of floating gates 16A in which neighboring ones are separated from each other.

그러나, 이와 같이 공지된 ASA-STI 공정을 적용하여 플래시 메모리 셀을 제 조하다 보면 다음과 같은 문제가 발생될 수 있다. However, when manufacturing a flash memory cell by applying the known ASA-STI process, the following problems may occur.

예컨대, 포토레지스트 패턴(17) 형성을 위한 마스크 공정의 정렬 마진(align margin) 부족으로 인해 이웃하는 플로팅 게이트(16A)가 소자분리막(14)을 기점으로 서로 오정렬(mis-align, 'M' 부위 참조)되어 형성된다. 이에 따라, 이웃하는 플로팅 게이트(16A)의 가장자리(edge)부로부터 활성 영역의 기판(10) 간의 거리가 서로 달라져(D1≠D2) 소자 특성을 열화시키게 된다. 심한 경우에는, 이웃하는 플래시 메모리 셀 간 단락(short)을 유발하게 된다.For example, due to the lack of an alignment margin in the mask process for forming the photoresist pattern 17, adjacent floating gates 16A mis-align (M ') regions with respect to the device isolation layer 14. Are formed). As a result, the distance between the substrate 10 in the active region is different from the edges of the neighboring floating gates 16A (D 1 ? D 2 ), thereby degrading device characteristics. In extreme cases, short circuits between neighboring flash memory cells are caused.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이웃하는 플로팅 게이트가 소자분리막을 기점으로 오정렬되어 형성되는 것을 방지할 수 있는 비휘발성 메모리 셀 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a nonvolatile memory cell that can prevent a neighboring floating gate from being misaligned with a device isolation layer.

상기한 목적을 달성하기 위한 일측면에 따른 본 발명은, 소자분리막의 양측으로 노출된 기판 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계와, 상기 게이트 절연막을 포함한 상기 소자분리막 상부면 단차를 따라 플로팅 게이트용 도전막을 형성하는 단계와, 상기 도전막의 형성시 발생된 상기 도전막의 단차부 내에 매립된 제1 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제1 절연막 사이로 노출된 상기 도전막을 일정 두께 식각하는 단계와, 상기 제1 절연막의 양측벽이 수직 프로파일을 갖도록 상기 제1 절연막의 양측벽에 제2 절연막을 형성하는 단계와, 상기 소자분리막이 노출되도록 상기 제1 및 제2 절연막을 하드마스크로 이용한 식각공정을 통해 상기 도전막을 식각하는 단계를 포함하는 비휘발성 메모리 셀 제조방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, a gate insulating film is formed on a substrate exposed to both sides of a device isolation layer, and a floating gate conductive layer is formed along a top surface of the device isolation layer including the gate insulating layer. Forming a film, forming a first insulating film embedded in the stepped portion of the conductive film generated during formation of the conductive film, etching the conductive film exposed between the first insulating film to a predetermined thickness, and Forming a second insulating film on both sidewalls of the first insulating film so that both sidewalls of the insulating film have a vertical profile, and etching the conductive film using an etching process using the first and second insulating films as a hard mask to expose the device isolation layer. It provides a method of manufacturing a nonvolatile memory cell comprising etching the film.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이며, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나, 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면번호(참조번호)로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. In addition, in the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity, and in the case where the layers are said to be "on" another layer or substrate, they may be formed directly on another layer or substrate or Or a third layer may be interposed therebetween. In addition, parts denoted by the same reference numerals (reference numbers) throughout the specification represent the same components.

실시예Example

도 2a 내지 도 2j는 본 발명의 실시예에 따른 플래시 메모리 셀 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정단면도이다.2A through 2J are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flash memory cell according to an exemplary embodiment of the present invention.

먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 전처리 세정에 의해 세정된 기판(100)을 준비한다. 여기서, 전처리 세정공정은 DHF(Diluted HF)로 세정한 후 SC-1(NH4OH/H2O2/H2O)으로 실시되거나, BOE(Buffer Oxide Etchant)로 세정한 후 SC-1로 순차적으로 실시될 수 있다. First, as shown in FIG. 2A, the substrate 100 cleaned by pretreatment cleaning is prepared. Here, the pretreatment washing process is performed with DHF (Diluted HF) and then SC-1 (NH 4 OH / H 2 O 2 / H 2 O), or BOE (Buffer Oxide Etchant) and then SC-1. It may be performed sequentially.

이어서, 웰(well) 형성용 이온주입공정과 문턱전압 조절용 이온주입공정을 실시할 수 있다.Subsequently, an ion implantation process for forming a well and an ion implantation process for adjusting a threshold voltage may be performed.

이어서, 기판(100) 상에 패드 산화막(101) 및 패드 질화막(102)을 차례로 형성한다. Subsequently, the pad oxide film 101 and the pad nitride film 102 are sequentially formed on the substrate 100.

이어서, 마스크 공정 및 공지된 STI(Shallow Trench Isolation) 식각공정을 실시하여 패드 질화막(102), 패드 산화막(101) 및 기판(100)의 일부를 식각하여 일정 깊이의 트렌치(103)를 형성한다. Subsequently, a mask process and a known shallow trench isolation (STI) etching process are performed to form a trench 103 having a predetermined depth by etching the pad nitride layer 102, the pad oxide layer 101, and a portion of the substrate 100.

이어서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 트렌치(103, 도 2a 참조)가 매립되도록 패드 질화막(102) 상에 소자분리막(104)을 증착한다. 여기서, 소자분리막(104)은 매립 특성이 우수하다고 검증된 산화막 물질을 이용한다. 대표적으로는, 고밀도 플라즈마(High Density Plasma, HDP) 화학적기상증착(Chemical Vapor Deposition, CVD)방식으로 증착하는 HDP 산화막을 이용한다.Subsequently, as shown in FIG. 2B, the device isolation film 104 is deposited on the pad nitride film 102 to fill the trench 103 (see FIG. 2A). Here, the device isolation film 104 uses an oxide film material that has been proven to have excellent buried characteristics. Typically, an HDP oxide film deposited by a high density plasma (HDP) chemical vapor deposition (CVD) method is used.

이어서, 화학적기계적연마(Chemical Mechanical Polishing, 이하 CMP라 함) 공정을 실시하여 패드 질화막(102) 상의 산화막 물질을 제거한다. 즉, 패드 질화막(102)을 연마 정지막으로 하는 CMP 공정을 실시하여 패드 질화막(102) 상의 소자분리막(104)을 제거한다.Subsequently, a chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as CMP) process is performed to remove the oxide material on the pad nitride film 102. In other words, the CMP process is performed using the pad nitride film 102 as a polishing stop film to remove the device isolation film 104 on the pad nitride film 102.

이어서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 습식식각공정을 실시하여 패드 질화막(102, 도 2b 참조) 및 패드 산화막(101, 도 2b 참조)을 제거한다. 예컨대, 먼저 인산용액(H3PO4)을 이용하여 패드 질화막(102)을 제거하고, HF 또는 BOE(Buffered Oxide Etchant) 용액을 이용하여 패드 산화막(101)을 제거한다. Subsequently, as shown in FIG. 2C, a wet etching process is performed to remove the pad nitride film 102 (see FIG. 2B) and the pad oxide film 101 (see FIG. 2B). For example, the pad nitride layer 102 is first removed using a phosphoric acid solution (H 3 PO 4 ), and the pad oxide layer 101 is removed using a buffered oxide etchant (HF) solution.

여기서, 패드 산화막(101)을 제거하는 이유는 패드 질화막(102)의 제거시 패드 산화막(101)이 일부 손상되므로, 이를 게이트 절연막으로 이용하게 되면 소자 특성을 열화시키는 원인으로 작용하기 때문이다.The reason why the pad oxide film 101 is removed is that the pad oxide film 101 is partially damaged when the pad nitride film 102 is removed. Thus, when the pad oxide film 101 is used as a gate insulating film, the pad oxide film 101 is deteriorated.

이어서, 소자분리막(104)의 양측으로 노출된 기판(100) 상에 게이트 절연막(105)을 형성한다. 예컨대, 산화공정(oxidation)을 실시하여 산화막 물질의 게이트 절연막(105)을 형성한다. 이러한 산화공정시에는 산화공정시 주입되는 O2 가스에 의해 소자분리막(104)의 일부가 산화될 수도 있다.Subsequently, the gate insulating layer 105 is formed on the substrate 100 exposed to both sides of the device isolation layer 104. For example, an oxidation process is performed to form a gate insulating film 105 of an oxide film material. In this oxidation process, a part of the device isolation layer 104 may be oxidized by O 2 gas injected during the oxidation process.

이어서, 도 2d에 도시된 바와 같이, 게이트 절연막(105)을 포함한 소자분리막(104) 상에 플로팅 게이트용 도전막(106)을 증착한다. 예컨대, 도전막(106)은 도프트(doped) 또는 언도프트(un-doped) 폴리실리콘막을 이용하는 것이 바람직하다.Subsequently, as shown in FIG. 2D, a floating gate conductive film 106 is deposited on the device isolation film 104 including the gate insulating film 105. For example, the conductive film 106 preferably uses a doped or undoped polysilicon film.

이어서, 도전막(106) 상에 하드마스크용 제1 절연막(107)을 증착한다. 예컨대, 제1 절연막(107)으로 산화막 계열의 물질을 증착한다.Next, the first insulating film 107 for hard mask is deposited on the conductive film 106. For example, an oxide film-based material is deposited on the first insulating film 107.

이어서, 도 2e에 도시된 바와 같이, CMP 공정을 실시하여 도전막(106) 상의 제1 절연막(107A)을 제거한다. 즉, 도전막(106)을 연마 정지막으로 하는 CMP 공정을 실시하여 도전막(106) 상의 산화막 계열의 물질을 모두 제거한다. 이로써, 도전막(106) 증착시 발생된 도전막(106)의 단차부 내에 매립된 형태의 제1 절연막(107A)이 형성된다.Next, as shown in FIG. 2E, a CMP process is performed to remove the first insulating film 107A on the conductive film 106. That is, the CMP process using the conductive film 106 as the polishing stop film is performed to remove all of the oxide film-based material on the conductive film 106. As a result, the first insulating film 107A having the form embedded in the stepped portion of the conductive film 106 generated during the deposition of the conductive film 106 is formed.

특히, CMP 공정시에는 도전막(106)을 구성하는 폴리실리콘막과 제1 절연 막(107A)을 구성하는 산화막 간의 연마 선택비 차이를 이용한다. 이를 위해, CMP 공정은 산화막에 대한 연마 속도가 폴리실리콘에 대한 연마 속도보다 현저히 빠른 특성을 갖는 슬러리(slurry)를 사용한다. 예컨대, 이때 사용되는 슬러리는 세리아(ceria)를 연마제로 사용하고 pH가 6~8 정도가 되어야 한다. In particular, in the CMP process, the difference in polishing selectivity between the polysilicon film constituting the conductive film 106 and the oxide film constituting the first insulating film 107A is used. To this end, the CMP process uses a slurry having a property that the polishing rate for the oxide film is significantly faster than the polishing rate for polysilicon. For example, the slurry used at this time should use ceria as an abrasive and have a pH of about 6-8.

이어서, 도 2f에 도시된 바와 같이, 제1 절연막(107A)을 식각 마스크로 이용한 식각공정(108)을 실시하여 제1 절연막(107A) 사이로 노출된 도전막(106)을 일정 두께 식각한다. 예컨대, 도전막(106)을 100~500Å정도 식각해낸다. 즉, 식각공정(108)은 제1 절연막(107A)을 구성하는 산화막 물질과 도전막(106)을 구성하는 폴리실리콘 물질 간의 식각 선택비를 이용하여 실시한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 2F, an etching process 108 using the first insulating film 107A as an etching mask is performed to etch a conductive thickness 106 exposed between the first insulating films 107A. For example, the conductive film 106 is etched at about 100 to 500 mW. That is, the etching process 108 is performed by using an etching selectivity between the oxide film material constituting the first insulating film 107A and the polysilicon material constituting the conductive film 106.

이어서, 도 2g에 도시된 바와 같이, 제1 절연막(107A)을 포함한 도전막(106) 상에 스페이서용 제2 절연막(109)을 증착한다. 예컨대, 제2 절연막(109)으로는 산화막 계열의 물질을 증착한다.Next, as shown in FIG. 2G, a second insulating film 109 for spacers is deposited on the conductive film 106 including the first insulating film 107A. For example, an oxide film-based material is deposited on the second insulating film 109.

이어서, 도 2h에 도시된 바와 같이, 에치백 공정(110)을 실시하여 제2 절연막(109, 도 2g 참조)을 식각한다. 이로써, 제1 절연막(107A)의 양측벽에 스페이서 형태의 제2 절연막(109A)이 잔류하게 되고, 이를 통해 제1 절연막(107A)의 양측벽이 수직(vertical) 프로파일(profile)을 갖게 된다. 이와 같이 형성된 제1 절연막(107A) 및 제2 절연막(109A)은 하나의 하드마스크(111)로 기능하게 되고, 이를 통해 후속으로 형성될 플로팅 게이트(106A, 도 2i 참조)의 선폭을 조절할 수 있다.Subsequently, as illustrated in FIG. 2H, an etch back process 110 is performed to etch the second insulating layer 109 (see FIG. 2G). As a result, the second insulating layer 109A in the form of a spacer remains on both sidewalls of the first insulating layer 107A, and thus both sidewalls of the first insulating layer 107A have a vertical profile. The first insulating layer 107A and the second insulating layer 109A formed as described above function as one hard mask 111, thereby adjusting the line width of the floating gate 106A (see FIG. 2I) to be formed subsequently. .

이어서, 도 2i에 도시된 바와 같이, 하드마스크(111)를 식각 마스크로 이용한 식각공정(112)을 실시하여 하드마스크(111) 사이로 노출된 도전막(106, 도 2h 참조)을 식각한다. 이로써, 소자분리막(104)을 기점으로 서로 자동 정렬되어 분리된 복수의 플로팅 게이트(106A)가 형성된다. 이때, 이웃하는 플로팅 게이트(106A)는 액티브 영역의 기판(100)과 서로 동일한 폭(D)으로 이격되어 형성된다. 즉, 플로팅 게이트(106A)는 자동 정렬되어 형성된다.Subsequently, as illustrated in FIG. 2I, an etching process 112 using the hard mask 111 as an etch mask is performed to etch the conductive film 106 (see FIG. 2H) exposed between the hard masks 111. As a result, a plurality of floating gates 106A are automatically formed and separated from each other based on the device isolation film 104. In this case, the neighboring floating gates 106A are formed to be spaced apart from each other by the same width D as the substrate 100 in the active region. That is, the floating gate 106A is formed to be automatically aligned.

이어서, 도 2j에 도시된 바와 같이, 산화막 식각용액을 이용한 습식식각공정을 실시하여 하드마스크(111, 도 2i 참조)를 제거한다.Subsequently, as shown in FIG. 2J, a wet etching process using an oxide film etching solution is performed to remove the hard mask 111 (see FIG. 2I).

상기에서 본 발명의 기술 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail in the preferred embodiments, it should be noted that the above-described embodiments are for the purpose of description and not of limitation. In addition, it will be understood by those skilled in the art that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 플로팅 게이트 형성을 위한 식각공정시 포토레지스트 패턴을 직접 식각 마스크로 이용하지 않고 플로팅 게이트용 도전막 증착시 발생된 단차부 내에 매립된 제1 절연막과 제1 절연막의 양측벽에 형성된 제2 절연막을 하드마스크로 이용함으로써, 소자분리막을 기점으로 자동정렬되어 서로 전기적으로 분리되는 플로팅 게이트를 형성할 수 있다. As described above, according to the present invention, the first insulating film and the first insulating film embedded in the step portion generated during the deposition of the conductive film for the floating gate without using the photoresist pattern as an etching mask in the etching process for forming the floating gate. By using the second insulating film formed on both side walls of the insulating film as a hard mask, a floating gate can be formed which is automatically aligned with the device isolation film as a starting point and electrically separated from each other.

따라서, 소자분리막을 기점으로 서로 이웃하는 플로팅 게이트가 액티브 영역의 기판으로부터 동일한 폭으로 이격되고 서로 동일한 폭을 갖게 되므로, 소자 특성을 향상시킬 수 있다. Therefore, the floating gates adjacent to each other based on the device isolation film are spaced apart from each other by the same width and have the same width from the substrate in the active region, thereby improving device characteristics.

이를 통해, 나아가서는, 이웃하는 플로팅 게이트 간에 단락이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.As a result, the occurrence of a short circuit between neighboring floating gates can be prevented.

Claims (10)

소자분리막의 양측으로 노출된 기판 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계;Forming a gate insulating film on the substrate exposed to both sides of the device isolation film; 상기 게이트 절연막을 포함한 상기 소자분리막 상부면 단차를 따라 플로팅 게이트용 도전막을 형성하는 단계;Forming a conductive film for a floating gate along a step of an upper surface of the device isolation film including the gate insulating film; 상기 도전막의 형성시 발생된 상기 도전막의 단차부 내에 매립된 제1 절연막을 형성하는 단계;Forming a first insulating film embedded in a stepped portion of the conductive film generated when the conductive film is formed; 상기 제1 절연막 사이로 노출된 상기 도전막을 일정 두께 식각하는 단계;Etching a thickness of the conductive film exposed between the first insulating films; 상기 제1 절연막의 양측벽이 수직 프로파일을 갖도록 상기 제1 절연막의 양측벽에 제2 절연막을 형성하는 단계; 및Forming a second insulating film on both side walls of the first insulating film such that both side walls of the first insulating film have a vertical profile; And 상기 소자분리막이 노출되도록 상기 제1 및 제2 절연막을 하드마스크로 이용한 식각공정을 통해 상기 도전막을 식각하는 단계Etching the conductive layer through an etching process using the first and second insulating layers as hard masks to expose the device isolation layer. 를 포함하는 비휘발성 메모리 셀 제조방법.Nonvolatile memory cell manufacturing method comprising a. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 도전막을 식각하는 단계 후,After etching the conductive film, 상기 제1 및 제2 절연막을 제거하는 단계를 더 포함하는 비휘발성 메모리 셀 제조방법.And removing the first and second insulating layers. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 게이트 절연막을 형성하는 단계 전,Before forming the gate insulating film, 상기 기판 상에 패드 질화막을 형성하는 단계;Forming a pad nitride film on the substrate; 상기 패드 질화막 및 상기 기판의 일부를 식각하여 트렌치를 형성하는 단계;Etching a portion of the pad nitride layer and the substrate to form a trench; 상기 트렌치 내에 매립되는 상기 소자분리막을 형성하는 단계; 및Forming the device isolation layer embedded in the trench; And 상기 패드 질화막을 제거하는 단계Removing the pad nitride film 를 더 포함하는 비휘발성 메모리 셀 제조방법.Nonvolatile memory cell manufacturing method further comprising. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 제1 절연막을 형성하는 단계는,Forming the first insulating film, 상기 도전막 상에 상기 제1 절연막을 증착하는 단계; 및Depositing the first insulating film on the conductive film; And 화학적기계적연마 공정을 실시하여 상기 도전막 상의 상기 제1 절연막을 제거하는 단계Performing a chemical mechanical polishing process to remove the first insulating film on the conductive film 를 포함하여 이루어지는 비휘발성 메모리 셀 제조방법.Nonvolatile memory cell manufacturing method comprising a. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 화학적기계적연마 공정은 상기 도전막에 비해 상기 제1 절연막의 연마 속도가 빠른 슬러리를 이용하는 비휘발성 메모리 셀 제조방법.The chemical mechanical polishing process uses a slurry having a faster polishing rate of the first insulating film than the conductive film. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 슬러리는 세리아를 연마제로 사용하고 pH가 6~8인 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 셀 제조방법.The slurry is a non-volatile memory cell manufacturing method characterized in that the ceria is used as an abrasive and the pH is 6 ~ 8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 제2 절연막을 형성하는 단계는,Forming the second insulating film, 상기 제1 절연막을 포함한 상기 도전막 상에 상기 제2 절연막을 증착하는 단계; 및Depositing the second insulating film on the conductive film including the first insulating film; And 상기 제1 절연막의 양측벽에 상기 제2 절연막이 잔류하도록 에치백 공정을 실시하는 단계Performing an etch back process so that the second insulating film remains on both sidewalls of the first insulating film 를 포함하여 이루어지는 비휘발성 메모리 셀 제조방법.Nonvolatile memory cell manufacturing method comprising a. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 제1 및 제2 절연막은 산화막 계열의 물질로 형성하는 비휘발성 메모리 셀 제조방법.And the first and second insulating layers are formed of an oxide-based material. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 도전막은 도프트 또는 언도프트 폴리실리콘막으로 형성하는 비휘발성 메모리 셀 제조방법.And the conductive film is formed of a doped or undoped polysilicon film. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 제1 절연막 사이로 노출된 상기 도전막을 식각하는 단계는,Etching the conductive film exposed between the first insulating film, 상기 도전막의 손실두께가 100~500Å이 되도록 하여 이루어지는 비휘발성 메모리 셀 제조방법.A method of manufacturing a nonvolatile memory cell in which the loss thickness of the conductive film is set to 100 to 500 GPa.
KR1020070019066A 2007-02-26 2007-02-26 Method for manufacturing of non volatile memory cell KR100799113B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070019066A KR100799113B1 (en) 2007-02-26 2007-02-26 Method for manufacturing of non volatile memory cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070019066A KR100799113B1 (en) 2007-02-26 2007-02-26 Method for manufacturing of non volatile memory cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100799113B1 true KR100799113B1 (en) 2008-01-29

Family

ID=39219652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070019066A KR100799113B1 (en) 2007-02-26 2007-02-26 Method for manufacturing of non volatile memory cell

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100799113B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040042058A (en) * 2002-11-12 2004-05-20 주식회사 하이닉스반도체 Method for manufacturing of flash memory device
KR20060013122A (en) * 2004-08-06 2006-02-09 삼성전자주식회사 Semiconductor device having the channel area restricted by insulating film and method of fabrication using the same
KR20060029327A (en) * 2004-10-01 2006-04-06 주식회사 하이닉스반도체 Non-volatile random access memory with sidewall- floating- polysilicon and method for fabricating the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040042058A (en) * 2002-11-12 2004-05-20 주식회사 하이닉스반도체 Method for manufacturing of flash memory device
KR20060013122A (en) * 2004-08-06 2006-02-09 삼성전자주식회사 Semiconductor device having the channel area restricted by insulating film and method of fabrication using the same
KR20060029327A (en) * 2004-10-01 2006-04-06 주식회사 하이닉스반도체 Non-volatile random access memory with sidewall- floating- polysilicon and method for fabricating the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100539247B1 (en) Split gate type non-volatile semiconductor memory device and method of fabricating the same
KR100649974B1 (en) Flash memory device with recessed floating gate and method for manufacturing the same
KR100578656B1 (en) Method for forming a floating gate in flash memory device
US7390716B2 (en) Method of manufacturing flash memory device
US7803691B2 (en) Nonvolatile memory device and method for fabricating the same
KR100397176B1 (en) Method of planarizing non-volatile memory device
KR100771805B1 (en) Method of manufacturing a flash memory device
KR20070059732A (en) Flash memory and method for fabricating the same
KR100620223B1 (en) Method for manufacturing split gate flash EEPROM
KR100799030B1 (en) Method of manufacturing a NAND flash memory device
KR20070080333A (en) Method of manufacturing a flash memeory device
KR100723764B1 (en) Method of manufacturing a flash memory device
KR20080061476A (en) Method of manufacturing a non volatile memory device
KR20070118348A (en) Method of manufacturing a non-volatile memory device
KR100799113B1 (en) Method for manufacturing of non volatile memory cell
KR100602126B1 (en) Flash memory cell and method for manufacturing the same
KR100958627B1 (en) Flash memory device and method for manufacturing the device
KR100798737B1 (en) Method for forming of gate electrode in semiconductor device
KR100559996B1 (en) Method for manufacturing flash memory
KR100716668B1 (en) Method for forming gate electrode of semiconductor device
KR100667649B1 (en) Method of manufacturing a non-volatile memory device
KR100912961B1 (en) Method for forming isolation layer of semiconductor device
KR20070064835A (en) Method for manufacturing flash memory device
KR20080063891A (en) Method for manufacturing storagenode contact in semiconductor device
KR20070067997A (en) Method for fabricating a semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20101224

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee