KR100891425B1 - NAND flash memory device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 낸드 플래시 메모리 소자에 관한 것으로, 공통 소스 라인(Common Source Line; CSL)을 기존에 비해 더미 액티브 영역 3개 정도의 거리만큼 더 짧은 형태로 배치함으로써, 이온 주입 마스크를 이용한 p-타입 이온 주입 공정시 이온 주입 마스크를 i-라인으로 진행하다 보면 웰 픽업(well pick-up) 영역과 인접한 더미 액티브 영역에도 p-타입 이온이 주입되어 공통 소스 라인(CSL)의 바이어스(bias)가 p-타입의 더미 액티브 영역을 통하여 웰 픽업과 연결되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 더미 액티브 영역을 웰 픽업이 형성되는 필드 영역에 액티브 영역과 동일하게 형성함으로써, 웰 픽업 영역의 더미 액티브 영역에서 발생하는 콘택 저항을 줄일 수 있다. The present invention relates to a NAND flash memory device, in which a common source line (CSL) is arranged in a shorter form by a distance of about three dummy active regions, When the ion implantation mask is moved in the i-line in the implantation process, the p-type ions are implanted into the dummy active region adjacent to the well pick-up region, and the bias of the common source line CSL is applied to the p- Can be prevented from being connected to the well pickup through the dummy active region of the type. Furthermore, by forming the dummy active region in the field region where the well pickup is formed in the same manner as the active region, the contact resistance occurring in the dummy active region of the well pickup region can be reduced.
웰 픽업, 더미 액티브 영역, 공통 소스 라인, EFH Well pickup, dummy active area, common source line, EFH
Description
도 1은 일반적인 낸드 플래시 메모리 소자의 웰 픽업을 나타내기 위해 도시한 레이아웃도이다. 1 is a layout diagram showing a well pickup of a general NAND flash memory device.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 선 A-A를 절취한 상태를 나타내기 위해 순차적으로 도시한 소자의 단면도이다.2A and 2B are cross-sectional views of devices sequentially shown to show a cut-away view of line A-A of FIG.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 낸드 플래시 메모리 소자를 설명하기 위해 도시한 레이아웃도이다. 3 is a layout diagram illustrating a NAND flash memory device according to a first embodiment of the present invention.
도 4a는 도 3의 선 B-B를 절취한 상태의 단면도이다.4A is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG.
도 4b는 도 3의 선 C-C를 절취한 상태의 단면도이다.Fig. 4B is a cross-sectional view taken along the line C-C of Fig. 3; Fig.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 낸드 플래시 메모리 소자를 설명하기 위해 도시한 레이아웃도이다. 5 is a layout diagram illustrating a NAND flash memory device according to a second embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 낸드 플래시 메모리 소자를 설명하기 위해 도시한 레이아웃도이다. 6 is a layout diagram illustrating a NAND flash memory device according to a third embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
10, 100, 500 : 액티브 영역 20, 200, 600 : 필드 영역10, 100, 500:
30, 300, 700 : 더미 액티브 영역 W : 웰 픽업30, 300, 700: dummy active area W: well pickup
WL1, WL2, WL3, ... , WLn : 워드 라인WL1, WL2, WL3, ..., WLn: word line
DCT : 드레인 콘택 CSL : 공통 소스 라인DCT: drain contact CSL: common source line
DST : 드레인 선택 트랜지스터 SST : 소스 선택 트랜지스터 DST: Drain select transistor SST: Source select transistor
M : 이온 주입 마스크M: Ion implantation mask
본 발명은 낸드 플래시 메모리 소자에 관한 것으로, 특히, 필드 영역의 EFH(Effective Filed Height)가 낮아지는 것을 억제하고, EFH 변동(variation)을 개선하여 셀의 분포 및 스트레스 테스트에 따른 페일(fail) 비율을 낮게 하기 위한 낸드 플래시 메모리 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a NAND flash memory device, and more particularly to a NAND flash memory device capable of suppressing a decrease in effective field height (EFH) in a field region and improving EFH variation, To a NAND flash memory device.
낸드 플래시 메모리 소자에서 어레이(array) 내에 웰 픽업(well pick-up)이 존재하는 것은 소거 동작이 웰에 의해 동작되어 질 때 전체 셀 어레이의 분포를 웰 픽업의 거리에 상관없도록 하기 위해서이다. The presence of a well pick-up in an array in the NAND flash memory device is to ensure that the distribution of the entire cell array does not depend on the distance of the well pickup when the erase operation is performed by the well.
도 1은 일반적인 낸드 플래시 메모리 소자의 웰 픽업을 나타내기 위해 도시한 레이아웃도이다. 1 is a layout diagram showing a well pickup of a general NAND flash memory device.
도 1을 참조하면, 메모리 셀 트랜지스터의 채널과 소스 및 드레인이 형성될 액티브 영역(1)들이 각각 필드 영역(2)과 평행하게 반복된다. 액티브 영역(1)들 상부에 액티브 영역(1) 및 필드 영역(2)과 직교하여 일정한 거리로 이격 되도록 형성된 복수의 워드 라인(WL1, WL2,. . ., WLn)을 배치한다. 첫 번째 워드 라인(WL1)의 바깥쪽에 드레인 선택 트랜지스터(Drain Select Transistor; DST)를, n번째 워드라인(WLn)의 바깥쪽에 소오스 선택 트랜지스터(Source Select Transistor; SST)를 배치한다. 소스 선택 트랜지스터(SST) 및 드레인 선택 트랜지스터(DST)를 포함하여 복수의 워드 라인(WL1, WL2, ... , WLn)들은 서로 직렬로 연결되어 하나의 셀 스트링(string)을 형성하며, 상술한 바와 같이, 상기의 셀 스트링 구조는 연속적으로 반복된다. 연속되는 드레인 선택 트랜지스터(DST) 사이의 액티브 영역(1) 상부에 각각 드레인 콘택(Drain Contact; DCT)을 배치하고, 연속되는 소스 선택 트랜지스터(SST) 사이의 액티브 영역(1) 상부에 공통 소스 라인(Common Source Line; CSL)을 배치한다. 공통 소스 라인(CSL) 사이에 웰 픽업(W)을 배치한 후 액티브 영역(1) 바깥쪽에 더미 액티브 영역(D)이 배치된다. 여기서, 더미 액티브 영역(D)은 액티브 영역(1)보다 폭이 넓게 형성된다. 공통 소스 라인(CSL) 사이에 웰 픽업 영역(W)을 배치한 후 웰 픽업 영역(W)에 이온 주입 공정을 실시하여 p-타입으로 만들어 주기 위한 이온 주입 마스크(M)가 웰 픽업 영역(W)을 제외한 나머지 부분에 배치되고, 필드 영역(2) 식각 공정시 웰 픽업 영역(W)의 필드 영역(2)이 식각되지 않도록 하기 위해 웰 픽업 영역(W)을 포함하는 액티브 영역(1) 사이의 상부 영역에 웰 픽업 클로즈(close) 마스크(CM)를 배치한다. Referring to FIG. 1,
도 2a 및 도 2b는 도 1의 선 A-A를 절취한 상태를 나타내기 위해 순차적으로 도시한 소자의 단면도이다.2A and 2B are cross-sectional views of devices sequentially shown to show a cut-away view of line A-A of FIG.
도 2a를 참조하면, 반도체 기판(10) 상부에 터널 산화막(11), 플로팅 게이트용 폴리실리콘막(12)을 순차적으로 형성한 후 폴리실리콘막(12), 터널 산화막(11) 및 반도체 기판(10)의 일부를 식각하여 트렌치를 형성한다. 트렌치 내에 절연막, 예컨대 HDP(high density plasma) 산화막을 매립하여 소자 분리막(13)을 형성한 후 소자 분리막(13)의 EFH를 조절하기 위해 소자 분리막(13) 식각 공정을 실시한다. 이때, 소자 분리막(13) 식각 공정시 웰 픽업 영역(W)의 소자 분리막(13)이 손실되지 않도록 하기 위해 웰 픽업 영역(W)의 소자 분리막(13) 상부에 클로즈 마스크(CM)를 형성하여 식각 공정을 실시한다. 2A, a tunnel oxide film 11 and a
도 2b를 참조하면, 클로즈 마스크(CM)를 제거한 후 전체 구조 상부에 유전체막(14) 및 컨트롤 게이트용 도전막(15)을 순차적으로 형성한다. Referring to FIG. 2B, after removing the close mask CM, a
그러나, 상기와 같이 게이트를 형성할 경우, 패턴 밀도 차이로 인하여 마지막 더미 액티브 영역(D) 양측의 소자 분리막(13)이 과도하게 식각되어 컨트롤 게이트와 웰 간에 거리가 짧아져서 캐패시턴스(capacitance)가 커진다. 이로 인하여 셀 동작시 컨트롤 게이트에 인가된 바이어스(bias)의 감소(drop) 현상이 발생하게 된다. However, when the gate is formed as described above, the
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 필드 영역의 EFH가 낮아지는 것을 억제하고, EFH 변동을 개선하여 셀의 분포 및 스트레스 테스트에 따 른 페일 비율을 낮게 하기 위한 낸드 플래시 메모리 소자를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention, which is devised to solve the above-mentioned problems, to provide a NAND flash memory device for suppressing a decrease in field field EFH and improving EFH fluctuation, thereby lowering a fail ratio according to cell distribution and stress test .
본 발명의 실시 예에 따른 낸드 플래시 메모리 소자는, 반도체 기판 내에 액티브 영역들이 각각 필드 영역과 평행하게 반복되고, 상기 액티브 영역 사이의 넓은 폭을 갖는 필드 영역에 상기 필드 영역과 평행하게 형성된 더미 액티브 영역과, 상기 반도체 기판 상부에 형성된 복수의 워드 라인 및 상기 복수의 워드 라인 양측 바깥쪽에 형성된 소스 선택 트랜지스터 및 드레인 선택 트랜지스터와, 상기 소스 선택 트랜지스터들 사이에 형성된 공통 소스 라인과, 상기 공통 소스 라인 사이에 배치되는 웰 픽업과, 이온 주입 공정을 실시하여 상기 웰 픽업 영역을 p-타입으로 만들어 주기 위해 상기 웰 픽업 영역을 제외한 나머지 부분에 배치되는 이온 주입 마스크를 포함하는 낸드 플래시 메모리 소자를 제공한다.A NAND flash memory device according to an embodiment of the present invention is characterized in that active regions are repeated in parallel with a field region in a semiconductor substrate and a dummy active region formed in parallel with the field region in a field region having a wide width between the active regions, A source select transistor and a drain select transistor formed on both sides of the plurality of word lines and formed over the semiconductor substrate; a common source line formed between the source select transistors; And an ion implantation mask disposed in a remaining region except for the well pickup region for performing the ion implantation process to make the well pickup region into a p-type region.
상기에서, 더미 액티브 영역은 액티브 영역의 폭과 동일한 사이즈를 갖는다.In the above, the dummy active region has the same size as the width of the active region.
공통 소스 라인은 더미 액티브 영역 중 웰 픽업 양측의 3개 정도의 더미 액티브 영역에는 배치되지 않고, 3개 정도의 더미 액티브 영역을 제외한 액티브 영역 상부에 배치하여 더미 액티브 영역 3개 정도의 거리만큼 더 짧은 형태로 형성한다.The common source line is not arranged in three or more dummy active regions on both sides of the well pickup among the dummy active regions but is arranged on the top of the active region excluding three or more dummy active regions and is shorter .
더미 액티브 영역은 액티브 영역의 폭과 동일한 사이즈를 갖되, 웰 픽업이 형성되는 영역의 더미 액티브 영역의 폭은 액티브 영역의 폭보다 넓은 폭을 갖는다. The dummy active region has the same size as the width of the active region, and the width of the dummy active region in the region where the well pickup is formed has a width wider than the width of the active region.
더미 액티브 영역은 액티브 영역의 폭과 동일하게 하되, 이온 주입 마스크로 인하여 오픈된 영역을 제외한 영역에 형성한다.The dummy active region is formed to be equal to the width of the active region, except for the open region due to the ion implantation mask.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 낸드 플래시 메모리 소자를 설명하기 위해 도시한 레이아웃도이다. 3 is a layout diagram illustrating a NAND flash memory device according to a first embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 낸드형 플래시 메모리 소자에서는 메모리 셀 트랜지스터의 채널과 소스 및 드레인이 형성될 액티브 영역(10)들이 각각 필드 영역(20)과 평행하게 반복되고, 웰 픽업(W)이 형성될 액티브 영역(10) 사이의 넓은 필드 영역(20')에도 더미 액티브 영역(30)들이 각각 필드 영역(20)과 평행하게 반복된다. 여기서, 더미 액티브 영역(30)은 액티브 영역(10)의 폭과 동일하다. 액티브 영역(10)들 상부에 액티브 영역(10), 필드 영역(20) 및 더미 액티브 영역(30)과 직교하여 일정한 거리로 이격 되도록 형성된 복수의 워드 라인(WL1, WL2,. . . WLn)을 배치한다. 첫 번째 워드 라인(WL1)의 바깥에 드레인 선택 트랜지스터(DST)를, n번째 워드 라인(WLn)의 바깥에 소스 선택 트랜지스터(SST)를 배치한다. 소스 선택 트랜지스터(SST) 및 드레인 선택 트랜지스터(DST)를 포함하여 복수의 워드 라인(WL1, WL2, ... , WLn)들은 서로 직렬로 연결되어 하나의 셀 스트링을 형성하며, 상술한 바와 같이, 상기의 셀 스트링 구조는 연속적으로 계속 반복된다. 인접하는 셀 스트링의 드레인 선택 트랜지스터(DST)들 사이의 액티브 영역(10) 상부에 각각 드레인 콘택(DCT)을 배치하고, 인접하는 셀 스트링의 소스 선택 트랜지스터(SST)들 사이의 액티브 영역(10) 상부에 공통 소스 라인(CSL)을 배치한다. 여기서, 공통 소스 라인(CSL)은 더미 액티브 영역(30) 중 웰 픽업(W) 양측의 3개 정도의 더미 액티브 영역(30)에는 배치되지 않고, 3개 정도의 더미 액티브 영역(30)을 제외한 액티브 영역(10) 상부에 배치하여 기존의 공통 소스 라인(CSL)에 비해 더미 액티브 영역(30) 3개 정도의 거리만큼 더 짧은 형태로 배치한다. 공통 소스 라인(CSL) 사이에 웰 픽업(W)을 배치한 후 이온 주입 공정을 실시하여 웰 픽업(W) 영역을 p-타입으로 만들어 주기 위한 이온 주입 마스크(M)가 웰 픽업(W) 영역을 제외한 나머지 부분에 배치된다. Referring to FIG. 3, in the NAND type flash memory device,
상기와 같이, 공통 소스 라인(CSL)을 기존에 비해 더미 액티브 영역(30) 3개 정도의 거리만큼 더 짧은 형태로 배치함으로써, 이온 주입 마스크(M)를 이용한 p-타입 이온 주입 공정시 이온 주입 마스크(M)를 i-라인으로 진행하다 보면 웰 픽업(W) 영역과 인접한 더미 액티브 영역(30)에도 p-타입 이온이 주입되어 공통 소스 라인(CSL)의 바이어스가 p-타입의 더미 액티브 영역(30)을 통하여 웰 픽업(W)과 연결되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 더미 액티브 영역(30)을 웰 픽업(W) 영역에도 액티브 영역(10)과 동일하게 형성함으로써, 웰 픽업(W) 영역의 더미 액티브 영역(30)에서 발생하는 콘택 저항을 줄일 수 있다. As described above, by arranging the common source line CSL in a shorter form by the distance of about three dummy
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 낸드 플래시 메모리 소자를 설명하기 위해 순차적으로 도시한 소자의 단면도로써, 도 4a는 도 3의 선 B-B를 절취한 상태의 단면도이고, 도 4b는 도 3의 선 C-C를 절취한 상태의 단면도이다.FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views sequentially illustrating the NAND flash memory device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4A is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. Is a cross-sectional view taken along the line CC in Fig.
도 4a를 참조하면, 반도체 기판(100) 상부에 터널 산화막(102), 플로팅 게이트용 폴리실리콘막(104)을 순차적으로 형성한 후 폴리실리콘막(104), 터널 산화막(102) 및 반도체 기판(100)의 일부를 식각하여 트렌치를 형성한다. 트렌치가 매립되도록 트렌치 내에 절연막, 예컨대 HDP 산화막을 형성하여 소자 분리막(106)을 형성한다. 이때, 소자 분리막(106)으로 인하여 액티브 영역(a)과 필드 영역(b)이 정의된다. 소자 분리막(106)의 일부를 식각하여 소자 분리막(106)의 EFH를 조절한다. 이때, 액티브 영역(a) 및 필드 영역(b)이 웰 픽업 영역에도 동일하게 반복됨으로써 소자 분리막(106) 식각 공정시 웰 픽업(W) 영역의 소자 분리막(106)이 과도 식각되지 않는다. 4A, a
그런 다음, 전체 구조 상부에 유전체막(108) 및 컨트롤 게이트용 도전막(110)을 순차적으로 형성한 후 도전막(110), 유전체막(108) 및 폴리실리콘막(104)을 순차적으로 식각하여 게이트를 형성한다. 이때, 웰 픽업(W) 영역의 소자 분리막(106)이 과도 식각되지 않고 일정한 두께로 식각됨으로써 게이트 형성시 컨트롤 게이트와 웰 간의 거리를 확보할 수 있다. 이로 인하여 캐패시턴스가 커지는 것을 방지할 수 있다.The
도 4b를 참조하면, 웰 픽업(W) 영역이 노출되는 이온 주입 마스크(미도시; 도 3의 M)를 이용한 이온 주입 공정을 실시하여 웰 픽업(W) 영역을 p-타입으로 만든다. 이때, 이온 주입 공정시 P-타입 도펀트를 이용하여 i-라인으로 실시한다. 전체 구조 상부에 절연막(미도시)을 형성한 후 소정의 마스크로 절연막을 식각하여 소정의 액티브 영역(a) 및 필드 영역(b) 상부에 공통 소스 라인(CSL)을 형성한다. 이때, 공통 소스 라인(CSL) 형성시 공통 소스 라인(CSL) 사이에 액티브 영역(a)과 소자 분리막(106)이 형성된 필드 영역(b)이 오픈된다. Referring to FIG. 4B, an ion implantation process using an ion implantation mask (not shown in FIG. 3) in which a well pickup region W is exposed is performed to convert the well pickup region W into a p-type region. In this case, i-line is performed using P-type dopant in the ion implantation process. An insulating film (not shown) is formed on the entire structure and then the insulating film is etched with a predetermined mask to form a common source line CSL on the predetermined active region a and the field region b. At this time, the field region b in which the active region a and the
상기와 같이, 공통 소스 라인(CSL)을 기존(g)의 공통 소스 라인(CSL)에 비해 더미 액티브 영역(도 3의 30) 3개 정도의 거리만큼 더 짧게 형성함으로써, 이온 주입 마스크(미도시)를 이용한 p-타입 이온 주입 공정시 i-라인으로 진행하다 보면 웰 픽업(W) 영역과 인접한 더미 액티브 영역(도 3의 30)에도 p-타입 이온이 주입되어 공통 소스 라인(CSL)의 바이어스가 p-타입의 액티브 영역을 통하여 웰 픽업(W)과 연결되는 것을 방지할 수 있다. As described above, by forming the common source line CSL to be shorter than the dummy active region (30 in Fig. 3) by a distance of about three compared to the common source line CSL of the existing (g), the ion implantation mask Type ion implantation process, the p-type ions are injected into the dummy active region (30 in FIG. 3) adjacent to the well pickup (W) region and the bias of the common source line (CSL) Can be prevented from being connected to the well pickup (W) through the p-type active region.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 낸드 플래시 메모리 소자를 설명하기 위해 도시한 레이아웃도이다. 5 is a layout diagram illustrating a NAND flash memory device according to a second embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 낸드형 플래시 메모리 소자에서는 메모리 셀 트랜지스터의 채널과 소스 및 드레인이 형성될 액티브 영역(100)들이 각각 필드 영역(200)과 평행하게 반복되고, 웰 픽업(W)이 형성될 액티브 영역(100) 사이의 넓은 필드 영역(200')에도 더미 액티브 영역(300)들이 각각 필드 영역(200)과 평행하게 반복된다. 여기서, 더미 액티브 영역(300)은 액티브 영역(100)의 폭과 동일하게 하되, 웰 픽업(W)이 형성되는 영역의 더미 액티브 영역(300)의 폭은 액티브 영역(100)의 폭보다 2배 이상의 폭을 갖도록 한다. 액티브 영역(100)들 상부에 액티브 영역(100), 필드 영역(200) 및 더미 액티브 영역(300)과 직교하여 일정한 거리로 이격 되도록 형성된 복수의 워드 라인(WL1, WL2,. . . WLn)을 배치한다. 첫 번째 워드 라인(WL1)의 바깥에 드레인 선택 트랜지스터(DST)를, n번째 워드 라인(WLn)의 바깥에 소스 선택 트랜지스터(SST)를 배치한다. 소스 선택 트랜지스터(SST) 및 드레인 선택 트랜지스터(DST)를 포함하여 복수의 워드 라인(WL1, WL2, ... , WLn)들은 서로 직렬로 연결되어 하나의 셀 스트링을 형성하며, 상술한 바와 같이, 상기의 셀 스트링 구조는 연속적으로 계속 반복된다. 인접하는 셀 스트링의 드레인 선택 트랜지스터(DST)들 사이의 액티브 영역(100) 상부에 각각 드레인 콘택(DCT)을 배치하고, 인접하는 셀 스트링의 소스 선택 트랜지스터(SST)들 사이의 액티브 영역(100) 상부에 공통 소스 라인(CSL)을 배치한다. 여기서, 공통 소스 라인(CSL)은 더미 액티브 영역(300) 패턴 중 웰 픽업(W) 양측의 3개 정도의 더미 액티브 영역(300)에는 배치되지 않고, 3개 정도의 더미 액티브 영역(300)을 제외한 액티브 영역(100) 상부에 배치하여 기존의 공통 소스 라인(CSL)에 비해 더미 액티브 영역(300) 3개 정도의 거리만큼 더 짧은 형태로 배치한다. 공통 소스 라인(CSL) 사이에 웰 픽업(W)을 배치한 후 이온 주입 공정을 실시하여 웰 픽업(W) 영역을 p-타입으로 만들어 주기 위한 이온 주입 마스크(M)가 웰 픽업(W) 영역을 제외한 나머지 부분에 배치된다. Referring to FIG. 5, in the NAND type flash memory device,
상기와 같이, 공통 소스 라인(CSL)을 기존에 비해 더미 액티브 영역(300) 3개 정도의 거리만큼 더 짧은 형태로 배치함으로써, 이온 주입 마스크(M)를 이용한 p-타입 이온 주입 공정시 이온 주입 마스크(M)를 i-라인으로 진행하다 보면 웰 픽업(W) 영역과 인접한 더미 액티브 영역(300)에도 p-타입 이온이 주입되어 공통 소스 라인(CSL)의 바이어스가 p-타입의 더미 액티브 영역(300)을 통하여 웰 픽업(W)과 연결되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 더미 액티브 영역(300)을 웰 픽업(W)이 형성되는 필드 영역(200)에도 액티브 영역(100)과 동일하게 형성하고, 웰 픽업(W)이 형성되는 영역의 더미 액티브 영역(300)의 폭을 액티브 영역(100)의 폭보다 넓게 함으로써, 웰 픽업(W) 영역의 더미 액티브 영역(300)에서 발생하는 콘택 저항을 줄일 수 있다. As described above, by disposing the common source line CSL in a shorter form by the distance of about three dummy
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 낸드 플래시 메모리 소자를 설명하기 위해 도시한 레이아웃도이다. 6 is a layout diagram illustrating a NAND flash memory device according to a third embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 낸드형 플래시 메모리 소자에서는 메모리 셀 트랜지스터의 채널과 소스 및 드레인이 형성될 액티브 영역(500)들이 각각 필드 영역(600)과 평행하게 반복되고, 웰 픽업(W)이 형성될 액티브 영역(500) 사이의 넓은 필드 영역(600')에도 더미 액티브 영역(700)들이 각각 필드 영역(600)과 평행하게 반복된다. 여기서, 더미 액티브 영역(700)은 액티브 영역(500)의 폭과 동일하게 하되, 웰 픽업(W)을 포함하여 p-타입 도펀트가 주입되는 영역은 제외하고 형성한다. 액티브 영역(500)들 상부에 액티브 영역(500), 필드 영역(600) 및 더미 액티브 영역(700)과 직교하여 일정한 거리로 이격 되도록 형성된 복수의 워드 라인(WL1, WL2,. . . WLn)을 배치한다. 첫 번째 워드 라인(WL1)의 바깥에 드레인 선택 트랜지스터(DST)를, n번째 워드 라인(WLn)의 바깥에 소스 선택 트랜지스터(SST)를 배치한다. 소스 선택 트랜지스터(SST) 및 드레인 선택 트랜지스터(DST)를 포함하여 복수의 워드 라인(WL1, WL2, ... , WLn)들은 서로 직렬로 연결되어 하나의 셀 스트링을 형성하며, 상술한 바와 같이, 상기의 셀 스트링 구조는 연속적으로 계속 반복된다. 인접하는 셀 스트링의 드레인 선택 트랜지스터(DST)들 사이의 액티브 영역(500) 상부에 각각 드레인 콘택(DCT)을 배치하고, 인접하는 셀 스트링의 소스 선택 트랜지스터(SST)들 사이의 액티브 영역(500) 상부에 공통 소스 라인(CSL)을 배치한다. 여기서, 공통 소스 라인(CSL)은 웰 픽업(W) 양측의 더미 액티브 영역(700) 패턴 중 3개 정도의 더미 액티브 영역(700)에는 배치되지 않고, 3개 정도의 더미 액티브 영역(700)을 제외한 액티브 영역(500) 상부에 배치하여 기존의 공통 소스 라인(CSL)에 비해 더미 액티브 영역(700) 3개 정도의 거리만큼 더 짧은 형태로 배치한다. 공통 소스 라인(CSL) 사이에 웰 픽업(W)을 배치한 후 이온 주입 공정을 실시하여 웰 픽업(W) 영역을 p-타입으로 만들어 주기 위한 이온 주입 마스크(M)가 웰 픽업(W) 영역을 제외한 나머지 부분에 배치된다. 이때, 이온 주입 마스크(M)가 배치되는 영역에는 더미 액티브 영역(700)이 형성되지 않는다.Referring to FIG. 6, in the NAND type flash memory device, the
상기와 같이, 공통 소스 라인(CSL)을 기존에 비해 더미 액티브 영역(700) 3개 정도의 거리만큼 더 짧은 형태로 배치함으로써, 이온 주입 마스크(M)를 이용한 p-타입 이온 주입 공정시 이온 주입 마스크(M)를 i-라인으로 진행하다 보면 웰 픽업(W) 영역과 인접한 더미 액티브 영역(700)에도 p-타입 이온이 주입되어 공통 소스 라인(CSL)의 바이어스가 p-타입의 더미 액티브 영역(700)을 통하여 웰 픽업(W)과 연결되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 더미 액티브 영역(700)을 웰 픽업(W)이 형성되는 필드 영역(600)에도 액티브 영역(500)과 동일하게 형성함으로써, 웰 픽업(W) 영역의 더미 액티브 영역(700)에서 발생하는 콘택 저항을 줄일 수 있다. As described above, by disposing the common source line CSL in a shorter form by the distance of about three dummy
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었 으나, 상기한 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. In addition, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
상술한 바와 같이 본 발명의 효과는 다음과 같다.The effects of the present invention are as follows.
첫째, 공통 소스 라인을 기존에 비해 더미 액티브 영역 3개 정도의 거리만큼 더 짧은 형태로 배치함으로써, 이온 주입 마스크를 이용한 p-타입 이온 주입 공정시 이온 주입 마스크를 i-라인으로 진행하다 보면 웰 픽업 영역과 인접한 더미 액티브 영역에도 p-타입 이온이 주입되어 공통 소스 라인의 바이어스가 p-타입의 더미 액티브 영역을 통하여 웰 픽업과 연결되는 것을 방지할 수 있다.First, by disposing the common source line in a shorter form by the distance of about three dummy active regions compared to the conventional one, when the ion implantation mask is moved in the i-line in the p-type ion implantation process using the ion implantation mask, P-type ions are also injected into the dummy active region adjacent to the region so that the bias of the common source line can be prevented from being connected to the well pickup through the p-type dummy active region.
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둘째, 더미 액티브 영역을 웰 픽업이 형성되는 필드 영역에도 동일하게 형성함으로써, 웰 픽업 영역의 더미 액티브 영역에서 발생하는 콘택 저항을 줄일 수 있다. Secondly, by forming the dummy active region in the field region where the well pickup is formed in the same manner, the contact resistance occurring in the dummy active region of the well pickup region can be reduced.
셋째, 더미 액티브 영역을 웰 픽업이 형성되는 필드 영역에도 동일하게 형성함으로써, 필드 영역의 EFH가 낮아지는 것을 억제하고, EFH 변동을 개선하여 셀의 분포 및 스트레스 테스트에 따른 페일 비율을 낮게 할 수 있다. Third, by forming the dummy active region in the field region in which the well pickup is formed, the EFH in the field region is prevented from being lowered, and the EFH fluctuation is improved, so that the fail ratio due to cell distribution and stress test can be lowered .
넷째, 필드 영역의 EFH가 낮아지는 것을 억제함으로써 컨트롤 게이트와 웰 간의 거리를 확보할 수 있다.Fourth, the distance between the control gate and the well can be secured by suppressing the EFH in the field region from being lowered.
다섯째, 컨트롤 게이트와 웰 간의 거리를 확보하여 캐패시턴스를 개선함으로써 셀 동작시 컨트롤 게이트에 인가된 바이어스 감소 현상을 개선할 수 있다. Fifth, a distance between the control gate and the well is secured to improve the capacitance, thereby improving the bias reduction phenomenon applied to the control gate during cell operation.
여섯째, 상기 특성들을 개선함으로 인하여 셀의 디스터브(disturb) 특성, 리텐션(retension) 특성 및 싸이클링(cycling) 특성을 개선할 수 있다.Sixth, the disturb characteristics, the retention characteristics, and the cycling characteristics of the cell can be improved by improving the characteristics.
일곱째, 웰 픽업 영역의 소자 분리막이 손실되지 않도록 하기 위해 웰 픽업 영역의 소자 분리막 상부에 형성된 클로즈 마스크 공정을 실시하지 않음으로써 공정을 단순화할 수 있다. Seventh, the process can be simplified by not performing the close mask process formed on the upper part of the element isolation film in the well pickup area in order to prevent the element isolation film in the well pickup area from being lost.
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