KR100859409B1 - Flash memory device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 기판 상에 서로 평행하게 형성된 다수개의 워드라인들, 워드라인들의 사이에서 워드라인들과 직교하도록 배열된 다수개의 고전압 트랜지스터들, 고전압 트랜지스터들의 하부에 각각 형성되며, 고전압 트랜지스터들과 직교하는 다수개의 액티브들, 노출된 액티브들의 상부에 형성된 다수개의 콘택 플러그들을 포함하는 플래시 메모리 소자를 포함한다. The present invention is a plurality of word lines formed in parallel on each other on a semiconductor substrate, a plurality of high voltage transistors arranged so as to be orthogonal to the word lines between the word lines, respectively formed under the high voltage transistors, and orthogonal to the high voltage transistors And a flash memory device including a plurality of actives and a plurality of contact plugs formed on the exposed actives.

플래시, 블록 스위치, 고전압 트랜지스터, 워드라인 Flash, Block Switch, High Voltage Transistor, Wordline

Description

플래시 메모리 소자 및 제조방법{Flash memory device and manufacturing method thereof}Flash memory device and manufacturing method

도 1은 본 발명에 따른 플래시 메모리 소자를 나타내는 레이아웃 도이다. 1 is a layout diagram illustrating a flash memory device according to the present invention.

도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 연결 구조를 나타낸 레이아웃 도이다. 2A is a layout diagram illustrating a connection structure according to a first embodiment of the present invention.

도 2b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 연결 구조를 나타낸 레이아웃 도이다. 2B is a layout diagram illustrating a connection structure according to a second embodiment of the present invention.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 플래시 메모리 소자의 제조방법을 나타내는 단면도이다.3A to 3E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flash memory device according to the present invention.

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

101, 206, 207, 214, 215 : 워드라인101, 206, 207, 214, 215: wordline

102, 202, 203, 210, 211, HVNa, HVNb : 고전압 트랜지스터102, 202, 203, 210, 211, HVNa, HVNb: high voltage transistor

103, 208, 216 : 액티브103, 208, 216: active

104, 201, 204, 205, 209, 212, 213, 318 : 콘택 플러그104, 201, 204, 205, 209, 212, 213, 318: contact plug

300 : 반도체 기판 302 : 게이트 산화막300: semiconductor substrate 302: gate oxide film

304 : 제 1 도전막 306 : 소자 분리막304: first conductive film 306: device isolation film

308 : 유전체막 310 : 제 2 도전막308 Dielectric Film 310 Second Conductive Film

312 : 금속막 314 : 접합영역312: metal film 314: junction region

316 : 절연막316: insulating film

본 발명은 플래시 메모리 소자에 관한 것으로 특히, 플래시 메모리 소자의 워드라인 블록 스위치부에 관한 것이다.The present invention relates to a flash memory device, and more particularly, to a word line block switch unit of a flash memory device.

일반적으로, 낸드 플래시 로우 디코더(NAND flash row decoder) 구조에서 블록 스위치(block switch)는 32개의 워드라인(wordline)과 소스 선택 게이트(source select gate) 1개 및 드레인 선택 게이트(drain select gate) 1개를 위해 모두 34개의 고전압 트랜지스터로 구성된다. 고전압 트랜지스터가 턴 오프되면 전압이 전달되지 않게 되어 워드라인 소오스 선택 트랜지스터 및 드래인 선택 트랜지스터는 전류의 흐름이 없는 플로팅(floating) 상태가 된다.In general, in a NAND flash row decoder structure, a block switch includes 32 wordlines, one source select gate, and a drain select gate 1. It consists of 34 high voltage transistors each. When the high voltage transistor is turned off, no voltage is transmitted, and the word line source select transistor and the drain select transistor are in a floating state in which no current flows.

워드라인에 전압을 인가하는 고전압 트랜지스터는 두 가지 기능을 수행한다. 첫째는, 낸드 플래시 소자의 리드(read) 또는 프로그램(program) 모드시 양의 전압을 인가하기 위한 스위치 기능을 한다. 외부 커맨드 신호에 의해 스위치 고전압 트랜지스터의 게이트에 양의 전압이 인가되면 고전압 트랜지스터가 턴 온 되어 펌프 전압이 워드라인에 인가된다. 둘째는, 셀(cell)이 소거셀 모드일 경우 선택된 블록 은 그라운드(ground) 처리가 되며, 선택되지 않은 블록은 워드라인에 전압이 전달되지 않게 된다. 따라서, 고전압 트랜지스터의 게이트가 그라운드 처리가 되어야 하며, 각각의 워드라인 노드는 플로팅 되어야 한다. 만약, 고전압 트랜지스터에 접합누설이 있거나 파괴전압(BVDSS)이 약할 경우에는 소거시 웰(well)에 인가된 전압이 상승하게 된다. 이때, 상승된 전압을 스위치 트랜지스터가 보호하지 못하면 고전압 트랜지스터로 누설전류가 전달되어 소거시 웰 전압이 낮아지는 현상이 발생되는 칩 소거 결함을 유발할 수 있다. High voltage transistors that apply voltage to the word line perform two functions. First, it functions as a switch for applying a positive voltage in the read or program mode of the NAND flash device. When a positive voltage is applied to the gate of the switch high voltage transistor by an external command signal, the high voltage transistor is turned on and the pump voltage is applied to the word line. Second, when the cell is in the erase cell mode, the selected block is grounded, and the unselected block does not transmit voltage to the word line. Therefore, the gate of the high voltage transistor must be grounded, and each wordline node must be floated. If there is a junction leakage in the high voltage transistor or the breakdown voltage BVDSS is weak, the voltage applied to the well during erasing increases. In this case, if the switch transistor does not protect the elevated voltage, a leakage current may be transferred to the high voltage transistor, which may cause a chip erase defect in which the well voltage may be lowered during erasing.

하지만, 최근의 플래시 소자의 집적도가 증가하면서 워드라인의 두께 및 주변 소자 간의 길이를 줄여야 하는데, 종래의 소자 피치(pitch)로는 고전압을 사용하기가 매우 불안정하게 된다. However, as the degree of integration of flash devices has increased in recent years, the thickness of word lines and lengths between peripheral devices have to be reduced, and it is very unstable to use high voltage as a conventional device pitch.

따라서, 본 발명은 고전압 트랜지스터를 워드라인 방향과 수직이 되도록 배열함으로써 소자의 길이 및 소자간 간격 마진을 확보하여 고전압을 사용하는 소자를 안정적으로 동작시키고, 마진 확보로 인하여 칩의 크기를 줄이는 데 있다.Accordingly, the present invention is to arrange the high voltage transistor to be perpendicular to the word line direction to secure the length of the device and the margin between the devices to operate the device using high voltage stably, and to reduce the size of the chip by securing the margin .

본 발명에 따른 플래시 메모리 소자는, 반도체 기판 상에 서로 평행하게 형성된 다수개의 워드라인들을 포함한다. 워드라인들의 사이에서 워드라인들과 직교하도록 배열된 다수개의 고전압 트랜지스터들을 포함한다. 고전압 트랜지스터들의 하부에 각각 형성되며, 고전압 트랜지스터들과 직교하는 다수개의 액티브들을 포함한다. 노출된 액티브들의 상부에 형성된 다수개의 콘택 플러그들을 포함하는 플래시 메모리 소자를 포함한다. The flash memory device according to the present invention includes a plurality of word lines formed parallel to each other on a semiconductor substrate. And a plurality of high voltage transistors arranged to be orthogonal to the word lines between the word lines. It is formed under each of the high voltage transistors, and includes a plurality of actives orthogonal to the high voltage transistors. And a flash memory device comprising a plurality of contact plugs formed on top of the exposed actives.

고전압 트랜지스터 및 콘택 간의 거리는 적어도 0.3㎛이고, 고전압 트랜지스터 및 콘택 간의 거리는 상기 액티브의 끝단 및 콘택 간의 거리보다 멀도록 형성한다. The distance between the high voltage transistor and the contact is at least 0.3 μm, and the distance between the high voltage transistor and the contact is formed to be farther than the distance between the end of the active and the contact.

액티브의 상부에 두 개의 고전압 트랜지스터가 더 형성되며, 워드라인들은 콘택 플러그들과 전기적으로 각각 연결되고, 콘택 플러그들 중 일부에 고전압이 인가된다. Two high voltage transistors are further formed on top of the active, wordlines are respectively electrically connected to the contact plugs, and a high voltage is applied to some of the contact plugs.

본 발명에 따른 플래시 메모리 소자의 제조방법은, 액티브 및 소자 분리막이 형성된 반도체 기판이 제공된다. 액티브의 상부에 액티브와 직교로 교차하는 고전압 트랜지스터를 형성한다. 노출된 액티브에 접합영역을 형성하기 위한 이온주입 공정을 실시한다. 고전압 트랜지스터를 포함한 반도체 기판 상에 절연막을 형성한다. 접합영역의 상부에 콘택 플러그들을 형성한다. 절연막의 상부에 액티브와 서로 평행한 워드라인들을 형성하는 단계를 포함하는 플래시 메모리 소자의 제조 방법을 포함한다.In the method for manufacturing a flash memory device according to the present invention, a semiconductor substrate having an active and device isolation film is provided. On the top of the active, a high voltage transistor is formed that intersects the active orthogonally. An ion implantation process is performed to form a junction region in the exposed active. An insulating film is formed on a semiconductor substrate including a high voltage transistor. Contact plugs are formed on top of the junction region. A method of manufacturing a flash memory device includes forming word lines parallel to one another on an insulating layer.

고전압 트랜지스터는 게이트 산화막, 제 1 도전막, 유전체막, 제 2 도전막 및 금속막을 적층하여 형성하고, 금속막은 WSix, W, Ta, Ti, TaN 또는 TiN 중 어느 하나로 형성한다.The high voltage transistor is formed by stacking a gate oxide film, a first conductive film, a dielectric film, a second conductive film, and a metal film, and the metal film is formed of any one of WSix, W, Ta, Ti, TaN, or TiN.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되 는 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art. It is provided for complete information.

도 1은 본 발명에 따른 플래시 메모리 소자를 나타내는 레이아웃 도이다. 플래시 메모리 소자는 복수의 메모리 블록을 포함한다. 메모리 블록은 메모리 셀 어레이를 포함한다. 메모리 셀 어레이는 복수의 메모리 셀 스트링을 포함하고, 복수의 메모리 셀 스트링들 각각은 복수의 메모리 셀들을 포함한다. 복수의 메모리 셀들은 복수의 워드라인들로 연결된다. 1 is a layout diagram illustrating a flash memory device according to the present invention. The flash memory device includes a plurality of memory blocks. The memory block includes a memory cell array. The memory cell array includes a plurality of memory cell strings, and each of the plurality of memory cell strings includes a plurality of memory cells. The plurality of memory cells are connected to a plurality of word lines.

일반적으로 플래시 메모리 소자의 구조는 30볼트(V) 이상의 파괴전압(BVDSS)을 위해서 액티브와 액티브, 콘택과 게이트 간의 간격을 확보해야 하는데 집적도가 높아짐에 따라 종래의 블록 피치(pitch)를 확보하는 데에 어려움이 많다. In general, the structure of a flash memory device needs to maintain a gap between active and active, and contact and gate for breakdown voltage (BVDSS) of 30 volts or more. As the degree of integration increases, a conventional block pitch is secured. There are a lot of difficulties.

특히, 고전압 트랜지스터와 주변 소자들의 길이 및 소자들 간의 간격을 맞추기는 집적도가 증가할수록 점차 어려워지고 있다. 이러한 요소들은 고전압 트랜지스터의 길이(A), 액티브 끝단과 콘택 영역 간의 간격(B), 고전압 트랜지스터와 콘택 영역 간의 간격(C), 액티브와 액티브간의 간격(D) 및 액티브의 길이(E)가 있다. 여기서 고전압 트랜지스터의 길이(A)는 통상 1.3㎛의 길이로 형성된다. 액티브 끝단과 콘택 플러그 간의 간격(B)은 소자가 30V보다 높은 전압을 사용하기 위하여 1.80㎛보다 멀어야 한다. 고전압 트랜지스터와 콘택 플러그 간의 간격(C)은 파괴전압(BVDSS)과 밀접한 관계를 가지며, 일반적으로 0.70㎛보다 먼 간격을 유지해야 한다. 특히, 33V보다 높은 전압을 사용하는 경우에는 적어도 0.80㎛보다 먼 간격을 확보해야 한다. 액티브와 액티브 간의 간격(D)은 30V보다 높은 전압을 사용할 시에 0.60㎛보다 먼 간격을 확보해야 한다. 액티브의 길이(E)는 일반적으로 2.0㎛보다 먼 간격을 확보해야 소자의 신뢰도를 높일 수 있다.In particular, matching the lengths of the high voltage transistors and the peripheral devices and the spacing between the devices becomes increasingly difficult as the degree of integration increases. These factors include the length A of the high voltage transistor, the spacing B between the active end and the contact region, the spacing C between the high voltage transistor and the contact region, the spacing D between the active and the active, and the length E of the active. . Here, the length A of the high voltage transistor is usually formed to be 1.3 mu m in length. The spacing B between the active end and the contact plug must be greater than 1.80 μm in order for the device to use a voltage higher than 30V. The spacing C between the high voltage transistor and the contact plug has a close relationship with the breakdown voltage BVDSS, and generally should be kept farther than 0.70 mu m. In particular, when using a voltage higher than 33V, a distance greater than 0.80 mu m should be ensured. The distance between active and active (D) should ensure a distance greater than 0.60 μm when using voltages higher than 30V. In general, the active length E should be secured at a distance greater than 2.0 μm to increase the reliability of the device.

따라서, 33V 보다 높은 전압을 워드라인으로 전달하기 위해서는 로우 디코더에서 사용되는 고전압 트랜지스터의 피치(pitch)는 2A+B+4C+3F+2D의 길이를 가진다. 여기서 F는 콘택의 길이이다. 이렇게 모두 합산한 길이는 적어도 8.85㎛보다 긴 2피치 사이즈를 가져야 안정된 동작을 구동할 수 있다. 그러므로, 1피치(pitch)의 길이는 적어도 4.43㎛보다 길어야 한다. 이러한 조건들을 만족시키려면 워드라인의 두께는 적어도 60㎚보다 두꺼워야 한다.Therefore, in order to deliver a voltage higher than 33V to the word line, the pitch of the high voltage transistor used in the row decoder has a length of 2A + B + 4C + 3F + 2D. Where F is the length of the contact. All of these sums should have a two-pitch size longer than at least 8.85µm to drive stable operation. Therefore, the length of one pitch should be at least longer than 4.43 mu m. To meet these conditions, the wordline must be at least 60 nm thick.

본 발명에서는 워드라인과 수직 방향으로 고전압 트랜지스터를 형성함으로써 고전압을 사용함에 있어서 마진을 확보하도록 한다. 설명의 편의를 위하여 블록 선택부의 일부를 도시하였다. 각각의 블록 선택부는 워드라인(101), 고전압 트랜지스터(102), 액티브(103) 및 콘택 플러그(104)를 포함한다. In the present invention, by forming a high voltage transistor in a direction perpendicular to the word line, a margin is secured when using a high voltage. For convenience of description, a part of the block selection unit is shown. Each block selector includes a word line 101, a high voltage transistor 102, an active 103 and a contact plug 104.

제 1 블록선택부(SB1)는 적어도 두 개의 워드라인(101a, 101b) 및 적어도 두 개의 고전압 트랜지스터(A', B')를 포함한다. 고전압 트랜지스터(A', B')가 형성되지 않은 액티브(103) 상에는 하부구조와 상부구조를 연결하는 콘택 플러그(104)가 형성된다. 먼저 도 1에서는 본 발명의 특징을 위하여 구성 위주로 설명하도록 하고, 구체적인 배열은 다음의 도면을 참조하도록 한다. 제 1 고전압 트랜지스터(A')에 전압이 인가되면 워드라인(101a)으로 고전압이 인가된다. 제 2 고전압 트랜지스터(B')에 전압이 인가되면 워드라인(101b)으로 고전압이 인가된다. 제 2 블록선택부(SB2)도 제 1 블록선택부(SB1)와 유사하게 적어도 두 개의 워드라인(101c, 101d) 및 고전압 트랜지스터(C', D')를 포함한다. 제 3 고전압 트랜지스터(C')에 전압이 인가되면 워드라인(101c)으로 고전압이 인가된다. 제 4 고전압 트랜지스터(D')에 전압이 인가되면 워드라인(101d)으로 고전압이 인가된다. The first block selector SB1 includes at least two word lines 101a and 101b and at least two high voltage transistors A 'and B'. On the active 103 where the high voltage transistors A 'and B' are not formed, a contact plug 104 connecting the lower structure and the upper structure is formed. First, the configuration of the present invention will be described mainly for configuration, and a detailed arrangement will be described with reference to the following drawings. When a voltage is applied to the first high voltage transistor A ', a high voltage is applied to the word line 101a. When a voltage is applied to the second high voltage transistor B ', a high voltage is applied to the word line 101b. Similarly to the first block selector SB1, the second block selector SB2 includes at least two word lines 101c and 101d and high voltage transistors C ′ and D ′. When a voltage is applied to the third high voltage transistor C ', a high voltage is applied to the word line 101c. When a voltage is applied to the fourth high voltage transistor D ', a high voltage is applied to the word line 101d.

예를 들어, 32개의 워드라인으로 구성되는 소자에 있어서, 제 1 및 제 3 고전압 트랜지스터(A', C')가 제 0 블록을 제어한다고 하면, 제 2 및 제 4 고전압 트랜지스터(B', D')는 제 1 블록을 제어한다. 즉, 제 1 고전압 트랜지스터(A')는 제 0 블록의 제 0 워드라인(101a)과 연결되어 메모리 셀 어레이 부의 메모리 셀들과 연결되는 워드라인으로 고전압을 인가한다. 그리고, 제 2 고전압 트랜지스터(B')는 제 1 블록의 제 16 워드라인(101b)과 연결되어 고전압을 전달한다. 그리고, 제 2 블록선택부(SB2)에서 제 3 고전압 트랜지스터(C')는 제 0 블록의 제 16 워드라인(101c)과 연결되어 메모리 셀 어레이 부의 메모리 셀들과 연결되는 워드라인으로 고전압을 인가한다. 제 4 고전압 트랜지스터(D')는 제 1 블록의 제 0 워드라인(101d)과 연결되어 메모리 셀 어레이 부의 메모리 셀들과 연결되는 워드라인으로 고전압을 인가한다. For example, in a device composed of 32 word lines, if the first and third high voltage transistors A 'and C' control the 0th block, the second and fourth high voltage transistors B 'and D ') Controls the first block. That is, the first high voltage transistor A 'is connected to the 0th word line 101a of the 0th block to apply a high voltage to the wordline connected to the memory cells of the memory cell array unit. The second high voltage transistor B 'is connected to the sixteenth word line 101b of the first block to transmit the high voltage. In the second block selector SB2, the third high voltage transistor C ′ is connected to the sixteenth word line 101c of the zeroth block and applies a high voltage to a wordline connected to the memory cells of the memory cell array unit. . The fourth high voltage transistor D 'is connected to the 0th word line 101d of the first block to apply a high voltage to the word line connected to the memory cells of the memory cell array unit.

이러한 구조의 복수의 블록선택부들이 17개 배열되면 모두 34개의 워드라인을 제어하는 고전압 트랜지스터를 구현할 수 있다. When a plurality of block selectors having such a structure are arranged in 17, all of the high voltage transistors controlling 34 word lines can be implemented.

이때 중요한 것은, 고전압 트랜지스터(A', B', C' 및 D')의 방향을 워드라인들(101a 내지 101d)과 수직이 되도록 회전시켜 배열함으로써 각 부의 간격 마진을 확보하는 것에 있다. 고전압 트랜지스터(A', B', C' 및 D')의 각도를 변경함으로써 고전압 트랜지스터와 워드라인, 고전압 트랜지스터와 콘택 플러그, 콘택 플러그와 액티브 간의 간격 등의 마진을 충분히 확보하게 된다. 이때, 고전압 트랜지스터 및 콘택 플러그와의 간격은 적어도 0.3㎛가 되어야 한다. 소자간의 간격 마진을 확보함으로써 집적도의 증가에 따른 배열을 용이하게 할 수 있고, 고전압을 사용하는 칩에서 고전압을 안전하게 전달할 수 있도록 한다. 또한, 워드라인을 블록별로 서로 이격시킴으로써 워드라인 간 발생하는 간섭현상을 방지할 수 있다. At this time, it is important to secure the gap margin of each part by rotating the high voltage transistors A ', B', C ', and D' so as to be perpendicular to the word lines 101a to 101d. By changing the angles of the high voltage transistors A ', B', C ', and D', the margins such as the space between the high voltage transistor and the word line, the high voltage transistor and the contact plug, and the contact plug and the active are sufficiently secured. At this time, the distance between the high voltage transistor and the contact plug should be at least 0.3 μm. By securing the gap margin between the devices can facilitate the arrangement according to the increase in the degree of integration, it is possible to safely transmit the high voltage in the chip using the high voltage. In addition, by separating the word lines from one block to another, interference occurring between word lines may be prevented.

도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 연결 구조를 나타낸 레이아웃 도이다. 액티브(208) 상에 두 개의 고전압 트랜지스터(202, 203)가 형성되어 있는 경우에, 고전압을 인가받는 콘택 플러그(201) 및 워드라인과 연결되는 콘택 플러그(204, 205)를 포함하여 한 개의 블록 선택부를 형성한다. 메모리 소자에서 복수의 블록을 선택하기 위하여 복수의 블록 선택부 들이 수평하게 배열된다. 블록 선택부 들이 나란하게 배열되고(C1) 바로 이웃하여 또 다른 블록 선택부들을 배열한다(C2). 2A is a layout diagram illustrating a connection structure according to a first embodiment of the present invention. When two high voltage transistors 202 and 203 are formed on the active 208, one block including a contact plug 201 to which a high voltage is applied and a contact plug 204 and 205 connected to a word line Form a selection. In order to select a plurality of blocks in the memory device, the plurality of block selection units are arranged horizontally. The block selectors are arranged side by side (C1) and immediately next to other block selectors (C2).

블록 스위치부의 동작은 다음과 같다. 고전압이 콘택 플러그(201)에 인가되어 있다. 고전압 트랜지스터(202)에 전압이 인가되면 고전압 트랜지스터(202)의 하부에 채널이 형성된다. 채널을 통하여 콘택 플러그(204)로 고전압이 인가되고, 고전압은 워드라인(206)으로 전달된다. The operation of the block switch unit is as follows. High voltage is applied to the contact plug 201. When a voltage is applied to the high voltage transistor 202, a channel is formed under the high voltage transistor 202. A high voltage is applied to the contact plug 204 through the channel and the high voltage is delivered to the word line 206.

도 2b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 연결 구조를 나타낸 레이아웃 도이다. 액티브(216) 상에 두 개의 고전압 트랜지스터(210, 211)가 형성되어 있는 경우에, 고전압을 인가받는 콘택 플러그(209) 및 워드라인과 연결되는 콘택 플러그(214, 213)를 포함하여 한 개의 블록 선택부를 형성한다. 메모리 소자에서 복수의 블록을 선택하기 위하여 복수의 블록 선택부 들이 수평하게 배열된다(D1). 워드 라인은 레이아웃 상에서 블록 선택부의 상하로 각각 배열된다. 즉, 워드라인(214)은 블록 선택부의 상부 측으로 배열하고, 워드라인(215)은 블록 선택부의 하부 측으로 배열한다. 블록 선택부 들이 나란하게 배열되고(D1) 바로 이웃하여 또 다른 블록 선택부들을 배열한다(D2). 즉, 고전압 트랜지스터들 간에는 워드라인들이 배열되도록 한다. 2B is a layout diagram illustrating a connection structure according to a second embodiment of the present invention. In the case where two high voltage transistors 210 and 211 are formed on the active 216, one block includes a contact plug 209 to which a high voltage is applied and a contact plug 214 and 213 connected to a word line. Form a selection. A plurality of block selection units are arranged horizontally to select a plurality of blocks in the memory device (D1). Word lines are arranged above and below the block selection section on the layout. That is, the word line 214 is arranged on the upper side of the block selector, and the word line 215 is arranged on the lower side of the block selector. Block selectors are arranged side by side (D1) and immediately next to another block selectors (D2). That is, word lines are arranged between the high voltage transistors.

블록 스위치부의 동작은 다음과 같다. 고전압이 콘택 플러그(201)에 인가되어 있다. 고전압 트랜지스터(202)에 전압이 인가되면 고전압 트랜지스터(202)의 하부에 채널이 형성된다. 채널을 통하여 콘택 플러그(204)로 고전압이 인가되고, 고전압은 워드라인(206)으로 전달된다. The operation of the block switch unit is as follows. High voltage is applied to the contact plug 201. When a voltage is applied to the high voltage transistor 202, a channel is formed under the high voltage transistor 202. A high voltage is applied to the contact plug 204 through the channel and the high voltage is delivered to the word line 206.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 플래시 메모리 소자의 제조방법을 나타내는 단면도이다. 도 1에서 H-H' 방향의 단면에 대한 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.3A to 3E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flash memory device according to the present invention. Referring to Figure 1 manufacturing method for the cross section of the H-H 'direction as follows.

도 3a를 참조하면, 반도체 기판(300)상에 게이트 산화막(302) 및 플로팅 게이트용 제 1 도전막(304)을 순차적으로 형성한다.Referring to FIG. 3A, the gate oxide film 302 and the first conductive film 304 for the floating gate are sequentially formed on the semiconductor substrate 300.

도 3b를 참조하면, 제 1 도전막 패턴(304a) 및 게이트 산화막 패턴(302a)을 형성하기 위한 시각 공정을 실시하고, 반도체 기판(300)의 일부를 식각하여 트렌치를 형성한다. 트렌치를 채우도록 트렌치 및 제 1 도전막 패턴(304a) 상에 산화막을 형성한다. 화학적기계적연마(chemical mechanical polishing:CMP) 공정을 실시하여 제 1 도전막 패턴(304a)이 드러나도 연마하여 소자 분리막(306)을 형성한다. Referring to FIG. 3B, a vision process for forming the first conductive film pattern 304a and the gate oxide film pattern 302a is performed, and a portion of the semiconductor substrate 300 is etched to form trenches. An oxide film is formed on the trench and the first conductive film pattern 304a to fill the trench. A chemical mechanical polishing (CMP) process is performed to polish the first conductive film pattern 304a even when the first conductive film pattern 304a is exposed to form the device isolation film 306.

도 3c를 참조하면, 소자 분리막(306) 및 제 1 도전막 패턴(304a) 상에 유전 체막(308), 콘트롤 게이트용 제 2 도전막(310) 및 금속막(312)을 형성한다. 이때, 제 2 도전막(310)을 형성하기 이전에 유전체막(308)의 일부를 식각하여 후속 제 1 도전막 패턴(304a)과 제 2 도전막(310)이 서로 접속되도록 한다. 금속막(312)은 텅스텐실리사이드(WSix)를 사용하여 형성한다. Referring to FIG. 3C, a dielectric film 308, a second conductive film 310 for a control gate, and a metal film 312 are formed on the device isolation layer 306 and the first conductive film pattern 304a. At this time, a portion of the dielectric film 308 is etched before the second conductive film 310 is formed so that the subsequent first conductive film pattern 304a and the second conductive film 310 are connected to each other. The metal film 312 is formed using tungsten silicide WSix.

도 3d를 참조하면, 금속막 패턴(312a), 제 2 도전막 패턴(310a), 유전체막 패턴(308a), 제1 도전막 패턴(304b) 및 게이트 산화막 패턴(302b)을 형성하기 위해 식각 공정을 수행하여 고전압 트랜지스터들(HVNa, HVNb)을 형성한다. 이온주입 공정을 수행하여 노출된 반도체 기판(300)에 접합영역(314)을 형성한다. Referring to FIG. 3D, an etching process is performed to form the metal layer pattern 312a, the second conductive layer pattern 310a, the dielectric layer pattern 308a, the first conductive layer pattern 304b, and the gate oxide layer pattern 302b. To form the high voltage transistors HVNa and HVNb. An ion implantation process is performed to form a junction region 314 in the exposed semiconductor substrate 300.

도 3e를 참조하면, 소자 분리막(306), 고전압 트랜지스터들(HVNa, HVNb) 및 접합영역(314)을 포함하는 반도체 기판(300) 상에 절연막(316)으로 채운다. 접합영역(314) 상부의 절연막(316)에 콘택 홀을 형성하고, 금속물질로 콘택 홀 내부를 채워 콘택 플러그(318)를 형성한다. Referring to FIG. 3E, an insulating layer 316 is filled on the semiconductor substrate 300 including the device isolation layer 306, the high voltage transistors HVNa and HVNb, and the junction region 314. A contact hole is formed in the insulating layer 316 on the junction region 314, and the contact plug 318 is formed by filling the contact hole with a metal material.

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention described above has been described in detail in a preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, the present invention 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.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 메모리 셀 블록을 제어하는 블록선택부의 고전압 트랜지스터를 워드라인과 수직이 되도록 배열함으로써 고전압을 사용하는 소자간의 간격 마진을 확보할 수 있게 되어 전체적인 칩 사이즈의 감소와 안정적인 고전압 전달 동작을 수행할 수 있다. As described above, according to the present invention, by arranging the high voltage transistors of the block selector controlling the memory cell block to be perpendicular to the word line, it is possible to secure a gap margin between devices using high voltages, thereby reducing the overall chip size and providing a stable high voltage. The transfer operation can be performed.

Claims (9)

반도체 기판 상에 서로 평행하게 형성된 다수개의 워드라인들;A plurality of word lines formed parallel to each other on the semiconductor substrate; 상기 워드라인들의 사이에서 상기 워드라인들과 직교하도록 배열된 다수개의 고전압 트랜지스터들;A plurality of high voltage transistors arranged to be orthogonal to the word lines between the word lines; 상기 고전압 트랜지스터들의 하부에 각각 형성되며, 상기 고전압 트랜지스터들과 직교하는 다수개의 액티브들; 및A plurality of actives respectively formed under the high voltage transistors and orthogonal to the high voltage transistors; And 노출된 상기 액티브들의 상부에 형성된 다수개의 콘택 플러그들을 포함하는 플래시 메모리 소자.A flash memory device comprising a plurality of contact plugs formed on top of the exposed actives. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고전압 트랜지스터 및 콘택 간의 거리는 0.3㎛인 플래시 메모리 소자.And a distance between the high voltage transistor and the contact is 0.3 [mu] m. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고전압 트랜지스터 및 콘택 간의 거리는 상기 액티브의 끝단 및 콘택 간의 거리보다 먼 플래시 메모리 소자.And a distance between the high voltage transistor and the contact is greater than a distance between the end of the active and the contact. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 액티브의 상부에 두 개의 상기 고전압 트랜지스터가 더 형성된 플래시 메모리 소자.2. The flash memory device of claim 2, wherein the two high voltage transistors are further formed on the active part. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 워드라인들은 상기 콘택 플러그들과 전기적으로 각각 연결되는 플래시 메모리 소자.And the word lines are electrically connected to the contact plugs, respectively. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 콘택 플러그들 중 상기 워드라인과 전기적으로 연결되지 않는 콘택 플러그에 고전압이 인가되는 플래시 메모리 소자.And a high voltage is applied to a contact plug that is not electrically connected to the word line among the contact plugs. 액티브 및 소자 분리막이 형성된 반도체 기판이 제공되는 단계;Providing a semiconductor substrate having active and device isolation films formed thereon; 상기 액티브의 상부에 상기 액티브와 직교로 교차하는 고전압 트랜지스터를 형성하는 단계;Forming a high voltage transistor on top of the active orthogonal to the active; 노출된 상기 액티브에 접합영역을 형성하기 위한 이온주입 공정을 실시하는 단계;Performing an ion implantation process to form a junction region in the exposed active; 상기 고전압 트랜지스터를 포함한 상기 반도체 기판 상에 절연막을 형성하는 단계;Forming an insulating film on the semiconductor substrate including the high voltage transistor; 상기 접합영역의 상부에 콘택 플러그들을 형성하는 단계; 및Forming contact plugs on the junction region; And 상기 절연막의 상부에 상기 액티브와 서로 평행한 워드라인들을 형성하는 단계를 포함하는 플래시 메모리 소자의 제조 방법.And forming word lines parallel to the active layer on the insulating layer. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 고전압 트랜지스터는 게이트 산화막, 제 1 도전막, 유전체막, 제 2 도전막 및 금속막을 적층하여 형성하는 플래시 메모리 소자의 제조방법. And the high voltage transistor is formed by stacking a gate oxide film, a first conductive film, a dielectric film, a second conductive film, and a metal film. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 금속막은 WSix, W, Ta, Ti, TaN 또는 TiN 중 어느 하나로 형성하는 플래시 메모리 소자의 제조방법.And the metal film is formed of any one of WSix, W, Ta, Ti, TaN or TiN.
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