KR101005699B1 - Method for manufacturing flash memory of semiconductor device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 플래시 메모리(flash memory) 제조 기술에 관한 것으로, 특히 플래시 메모리의 플로팅 게이트(floating gate)를 형성하는 방법에 관한 것이다. 종래의 반도체 플래시 메모리 제조 공정에서는 여러 번의 식각 공정이 수반될 수밖에 없으며, 공정 안정성에 대한 신뢰도가 낮았다. 이에 본 발명은, 적층 게이트형 플래시 메모리에서 현재 가장 널리 이용되고 있는 산화 절연막을 이용한 하드마스크 방법의 복잡한 플로팅 게이트 형성 공정을 플로팅 절연막 마스크를 이용한 공정으로 변경함으로서, 플래시 메모리의 플로팅 게이트 반도체 공정을 보다 단순화할 수 있다. 또한, 포토레지스터를 코팅하고 건식 식각 방식으로 부분 식각 방법을 통해 플래시 메모리의 플로팅 게이트를 효과적으로 형성함으로서, 해당 공정을 안정되게 진행할 수가 있어 차세대 플래시 메모리 개발에 큰 영향을 끼칠 것으로 기대된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor flash memory manufacturing techniques, and more particularly to a method of forming a floating gate of a flash memory. In a conventional semiconductor flash memory manufacturing process, several etching processes are inevitably involved, and reliability of process stability is low. Accordingly, the present invention changes the floating gate semiconductor process of the flash memory to a process using a floating insulating mask by changing the complex floating gate forming process of the hard mask method using the oxide insulating film which is most widely used in the multilayer gate type flash memory. Can be simplified. In addition, by effectively forming the floating gate of the flash memory by coating the photoresist and the partial etching method by dry etching method, it is expected to have a significant influence on the development of the next-generation flash memory because the process can be performed stably.

플래시 메모리, 플로팅 게이트 Flash memory, floating gate

Description

반도체 플래시 메모리 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING FLASH MEMORY OF SEMICONDUCTOR DEVICE}METHOD FOR MANUFACTURING FLASH MEMORY OF SEMICONDUCTOR DEVICE

본 발명은 반도체 플래시 메모리(flash memory) 제조 기술에 관한 것으로, 특히 반도체 소자의 플래시 메모리 제조 공정에서 플로팅 게이트(floating gate)를 형성하는데 적합한 반도체 플래시 메모리 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor flash memory manufacturing technology, and more particularly, to a semiconductor flash memory manufacturing method suitable for forming a floating gate in a flash memory manufacturing process of a semiconductor device.

플래시 메모리(flash memory)는 비휘발성 메모리로서, 기기 부품 용도로 시작하여 최근에는 대용량 저장 용도로서 그 활용도뿐만 아니라 칩 집적도가 증가하고 있으며, 일반 로직(logic)에 임베디드(embeded)되어 다양한 제품에 응용되고 있다.Flash memory is a non-volatile memory, starting with the use of device components, and recently, as a mass storage application, as well as its utilization, chip density is increasing, and it is embedded in general logic and applied to various products. It is becoming.

플래시 메모리는 DRAM(Dynamic Random Access Memory)이나 SRAM(Static Random Access Memory) 등과는 다른 특성을 가진 메모리로서, 전자제품에서 파워(power)가 꺼지더라도 정보를 그대로 보관하고 있는 휘발성 메모리로 초창기에는 단일 폴리실리콘(poly-silicon)과 실리콘 기판만을 사용하는 것이 주종이었으나, 현재 가장 안정적인 특성을 보이는 것은 2층의 폴리실리콘을 사용하여 비휘발성 메 모리를 제조하는 것이다.Flash memory is a memory that has different characteristics from dynamic random access memory (DRAM) or static random access memory (SRAM) .It is a volatile memory that retains information even when power is turned off in electronic products. Mostly, only silicon (poly-silicon) and silicon substrates were used, but at present, the most stable property is to manufacture nonvolatile memory using two layers of polysilicon.

이와 같은 2층의 폴리실리콘에서 플래시 메모리의 하부에 있는 게이트를 플로팅 게이트(floating gate)라 하며, 플로팅 게이트 형성을 위해 이웃 셀(cell)과 절연시키는 방법이 플래시 메모리 제조에서 기술 실력을 가늠하는 하나의 척도가 되고 있다.In this two-layer polysilicon, the gate at the bottom of the flash memory is called a floating gate, and a method of isolating a neighboring cell to form a floating gate is one of the technical skills in flash memory manufacturing. It is becoming a measure of.

현재, 일반적인 2개의 폴리실리콘 막을 사용하는 플래시 메모리의 경우, 0.25㎛ 제조기술 이하에서는 주로 플로팅 게이트를 형성할 때 적층 산화막(deposition insulator oxide film)을 2중으로 사용하여 패턴을 형성하는 산화막 스페이스 식각 방법이 일반적으로 사용된다.Currently, in the case of a flash memory using two general polysilicon films, an oxide space etching method for forming a pattern by using a deposition insulator oxide film as a double layer when forming a floating gate is mainly performed in 0.25 μm or less manufacturing technology. Commonly used.

이와 같은 플로팅 게이트를 형성하는 반도체 플래시 메모리 제조 방법을 도 1a 내지 도 1h를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.A semiconductor flash memory manufacturing method for forming such a floating gate will be described in detail with reference to FIGS. 1A to 1H.

먼저, 도 1a에 도시한 바와 같이, 단위 플래시 셀(cell)을 절연(isolation)하기 위한 활성 영역을 정의하는 얇은 실리콘 식각을 통한 절연(Shallow Trench Isolation)을 이용하여 반도체 하부층(100) 상에 필드 산화막(102)을 형성한다.First, as shown in FIG. 1A, a field on the semiconductor underlayer 100 is formed by using shallow trench isolation through thin silicon etching that defines an active region for isolating unit flash cells. An oxide film 102 is formed.

다음은 실리콘 기판을 통한 누설 전류나 단위 트랜지스터의 성능 향상을 위한 웰(well) 공정을 완료한 후, 플래시 셀의 가장 중요한 산화막인 터널 산화막(tunnel oxide)(104)을 약 100Å정도 열 공정을 통하여 성장시킨다.Next, after completing the well process for improving the leakage current through the silicon substrate or the performance of the unit transistor, the tunnel oxide 104, which is the most important oxide film of the flash cell, is thermally processed by about 100 kW. To grow.

도 1b에서는, 상기 터널 산화막(104)이 형성된 반도체 하부층(100) 상부에 플로팅 게이트의 단자로 사용할 첫 번째 폴리실리콘(poly-silicon)(106)을 일정 두께, 예컨대 1000Å 정도의 두께로 적층 하는데, 이때 사용하는 폴리실리콘은 도핑 된 폴리실리콘을 이용한다.In FIG. 1B, a first poly-silicon 106 to be used as a terminal of a floating gate is stacked on the semiconductor lower layer 100 on which the tunnel oxide layer 104 is formed to have a predetermined thickness, for example, about 1000 μs. In this case, the polysilicon used is doped polysilicon.

그리고 상기 폴리실리콘(106) 상부에 하드마스크(Hard Mask)로 사용할 제 1 절연막(108)을 적층한다. 이때의 절연막으로는, 예컨대 LP(Low Pressure) 산화막으로 TEOS 산화막을 사용하며, 그 적층 두께는, 예컨대 2300Å 정도이다.The first insulating layer 108 to be used as a hard mask is stacked on the polysilicon 106. As the insulating film at this time, for example, a TEOS oxide film is used as the LP (Low Pressure) oxide film, and the laminated thickness thereof is, for example, about 2300 kPa.

이후 도 1c에서는, 플로팅 게이트로 사용할 패턴을 만들기 위한 포토레지스트 패턴(110)을 형성하는데, 위에서도 언급한 것과 같이 플래시 셀과 셀간의 최소 간격을 가지는 셀을 형성하는 것이 반도체 기술의 차이인 관계로, 현재 0.18um 플래시 기술에서는 이 간격을 100nm정도로 형성하며, 0.13um 플래시 기술에서는 80nm정도를 형성하게 된다.In FIG. 1C, a photoresist pattern 110 for forming a pattern to be used as a floating gate is formed. As described above, forming a cell having a minimum gap between a flash cell and a cell is a difference between semiconductor technologies. In the current 0.18um flash technology, this gap is formed to about 100nm, and in 0.13um flash technology, it is formed to about 80nm.

따라서 일반적인 마스크 공정을 이용한다면 KrF이상의 고급 스캐너(Scanner) 장비를 사용하여야만 플래시 메모리의 플로팅 게이트를 형성할 수 있다. 이 한계를 극복하는 방법으로 일반적인 DUV 장비를 사용하면서 90nm 패턴을 구현을 해야 하기 때문에 위에서 언급 한 것과 같이 산화 절연막을 이용하는 하드 마스크 방법을 사용하여 원하는 패턴을 형성하게 되는 것이다.Therefore, if you use the normal mask process, you need to use the advanced scanner (KrF) or higher to form the floating gate of the flash memory. As a way of overcoming this limitation, it is necessary to implement a 90nm pattern while using general DUV equipment, and thus, a desired pattern is formed using a hard mask method using an oxide insulating film as mentioned above.

플로팅 게이트 마스크를 이용하여 플로팅 게이트와 게이트 사이의 스페이스 길이를 약 0.2um 정도로 먼저 형성을 한다.Using a floating gate mask, the space length between the floating gate and the gate is first formed to be about 0.2 um.

이후, 도 1d에서는, 상기 프로토레지스트 패턴(110)을 마스크로 하여 산화 절연막 식각 공정, 예컨대 건식 식각 공정을 통해 하드 마스크 막으로 사용한 LP-TEOS막인 제 1 절연막(108)만을 식각한다. 도 1d에서 도면부호 108'는 이러한 식각 공정 이후의 절연막을 나타낸다.Thereafter, in FIG. 1D, only the first insulating layer 108, which is an LP-TEOS layer used as a hard mask layer, is etched through the oxide insulating layer etching process, for example, a dry etching process, using the prototype resist pattern 110 as a mask. In FIG. 1D, reference numeral 108 ′ represents an insulating film after this etching process.

다음으로, 도 1e에서는, 포토레지스터 패턴(110)을 제거한 후, 산화막을 이용한 하드 마스크용인 두 번째 산화 절연막으로 사용할 제 2 절연막(112)을 증착한다. 이때의 제 2 절연막(112)도 상기 제 1 절연막(108)과 마찬가지로 LP-TEOS막을 사용하며, 그 증착 두께는, 예컨대 750A 정도이다.Next, in FIG. 1E, after removing the photoresist pattern 110, a second insulating film 112 to be used as a second oxide insulating film for a hard mask using an oxide film is deposited. Similarly to the first insulating film 108, the second insulating film 112 at this time uses an LP-TEOS film, and the deposition thickness thereof is, for example, about 750 A.

이후 도 1f에서는, 포토레지스트 패턴 없이 두 번째 증착한 제 2 절연막(112)의 증착 두께보다 약간 많은 정도의 블랭킷(Blanket) 식각 공정을 진행한다. 이와 같은 블랭킷 식각 공정을 진행하게 되면, 먼저 패턴이 형성된 제 1 절연막(108')의 옆에는 두 번째 증착한 제 2 절연막(112)막이 스페이스처럼 만들어지게 되며, 하층의 플로팅 게이트로 사용할 폴리실리콘(106)이 드러나게 된다. 도 1f에서 도면부호 112'는 블랭킷 식각 공정 이후 스페이스 형성된 제 2 절연막을 나타낸다.Subsequently, in FIG. 1F, a blanket etching process slightly larger than the deposition thickness of the second insulating layer 112 deposited without the photoresist pattern is performed. When the blanket etching process is performed, a second deposited second insulating film 112 is formed like a space next to the first insulating film 108 ′ having a pattern formed thereon, and a polysilicon to be used as a lower floating gate ( 106) is revealed. In FIG. 1F, reference numeral 112 ′ represents a second insulating layer having a space formed after the blanket etching process.

다음으로 도 1g에서는, 도 1f에서 드러난 폴리실리콘(106)을 식각 처리하는데, 예를 들면 블랭킷 식각에 의해 스페이스 형성된 제 2 절연막(112')을 따라 폴리실리콘(106)을 건식 식각 처리한다. 도 1g에서 도면부호 106'은 이러한 건식 식각 공정 이후의 폴리실리콘을 나타낸다.Next, in FIG. 1G, the polysilicon 106 exposed in FIG. 1F is etched, for example, the polysilicon 106 is dry etched along the second insulating film 112 ′ spaced by the blanket etching. In FIG. 1G, reference numeral 106 'represents polysilicon after this dry etching process.

이때, 폴리실리콘과 TEOS 산화막간의 식각 비율을, 예컨대 2.5 : 1로 설정할 경우, 플로팅 게이트로 사용할 폴리실리콘은 영향이 없이 플로팅 게이트 사이의 폴리실리콘은 식각되어 플로팅 게이트간의 절연이 이루어진다. 이러한 플로팅 게이트간의 절연 간격이 최종 목표로 하는 플로팅 게이트 간격이며, 바람직하게는 100nm의 간격으로 절연될 수 있다.At this time, when the etching ratio between the polysilicon and the TEOS oxide film is set to, for example, 2.5: 1, the polysilicon between the floating gates is etched to insulate the floating gates without affecting the polysilicon to be used as the floating gate. Such an insulating gap between the floating gates is a floating gate gap as a final target, and may preferably be insulated at intervals of 100 nm.

이후, 플로팅 게이트 위에 잔존하는 LP-TEOS 절연막(108')(112')은 다음 후속 공정, 예컨대 HF를 사용한 습식 식각 공정을 통해 제거될 수 있으며, 이와 같은 과정들을 통해 형성되는 플래시 셀의 플로팅 게이트의 최종 형태는 도 1h에 예시한 바와 같다.Thereafter, the LP-TEOS insulating layers 108 'and 112' remaining on the floating gate may be removed through a subsequent subsequent process, for example, a wet etching process using HF, and the floating gate of the flash cell formed through such processes. The final form of is as illustrated in Figure 1h.

이상과 같은 제조 공정을 통해 플래시 메모리의 미세한 셀과 셀간의 간격을 갖는 반도체 플래시 메모리를 구현할 수 있다.Through the manufacturing process as described above, a semiconductor flash memory having minute cells and cell-to-cell spacings of the flash memory may be implemented.

그런데, 종래의 반도체 플래시 메모리 제조 공정에서는, 하나의 포토 마스크 공정이 적용될 수는 있으나, 여러 번의 식각 공정이 수반된다는 문제가 있다. 예를 들면, LP-TEOS 산화 절연막을 2회에 걸쳐 진행하여야 하고, 3회의 절연막 식각(건식 2회, 습식 1회)을 하여야 하며, 폴리실리콘 식각을 건식 방법으로 1회 실시하여야 하는 일련의 과정들이 수반된다.However, in the conventional semiconductor flash memory manufacturing process, one photo mask process may be applied, but there is a problem that a plurality of etching processes are involved. For example, the LP-TEOS oxide insulating film must be performed twice, three times of insulating film etching (two dry and one wet), and the polysilicon etching is performed once by the dry method. Is accompanied.

게다가, 클리닝(cleaning) 공정도 주의를 크게 요하는 복잡한 공정으로 안정된 공정을 구축하기가 어려울 뿐 아니라, 세밀한 주의를 요하게 되며, 공정상 사고가 유발될 가능성도 아주 높다.In addition, the cleaning process is a complex process that requires great attention, which makes it difficult to build a stable process, requires careful attention, and is very likely to cause an accident.

이에 본 발명은, 공정 과정을 단순화하고 플래시 메모리의 플로팅 게이트를 안정적으로 제조할 수 있는 반도체 플래시 메모리 제조 기술을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention is to provide a semiconductor flash memory manufacturing technology that can simplify the process and stably manufacture the floating gate of the flash memory.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 반도체 하부층 상에 필드 산화막을 형성한 후 층간 절연막을 형성하는 과정과, 상기 층간 절연막 상에 플로팅 게이트 형성을 위한 포토레지스트 패턴을 형성한 후 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 층간 절연막을 식각하는 과정과, 상기 식각된 층간 절연막 상부에 플로팅 게이트용 폴리실리콘을 적층하는 과정과, 상기 플로팅 게이트용 폴리실리콘 및 층간 절연막을 일부 식각하여 상기 플로팅 게이트용 폴리실리 콘 및 층간 절연막의 패턴 상부를 평탄화하는 과정을 포함하는 반도체 플래시 메모리 제조 방법을 제공한다.According to a preferred embodiment of the present invention, a process of forming an interlayer insulating film after forming a field oxide film on a semiconductor lower layer, and after forming a photoresist pattern for forming a floating gate on the interlayer insulating film, Etching the interlayer insulating layer using a photoresist pattern as a mask, laminating polysilicon for floating gate on the etched interlayer insulating layer, and partially etching the floating gate polysilicon and the interlayer insulating layer Provided is a method of manufacturing a semiconductor flash memory including the step of planarizing a patterned upper surface of a polysilicon layer and an interlayer insulating layer.

본 발명에 의하면, 적층 게이트형 플래시 메모리에서 현재 가장 널리 이용되고 있는 산화 절연막을 이용한 하드마스크 방법의 복잡한 플로팅 게이트 형성 공정을 플로팅 절연막 마스크를 이용한 공정으로 변경함으로서, 플래시 메모리의 플로팅 게이트 반도체 공정을 보다 단순화할 수 있다. 또한, 포토레지스터를 코팅하고 건식 식각 방식으로 부분 식각 방법을 통해 플래시 메모리의 플로팅 게이트를 효과적으로 형성함으로서, 해당 공정을 안정되게 진행할 수가 있어 차세대 플래시 메모리 개발에 큰 영향을 끼칠 것으로 기대된다.According to the present invention, the floating gate semiconductor process of the flash memory is changed by changing the complicated floating gate forming process of the hard mask method using the oxide insulating film which is most widely used in the multilayer gate type flash memory to the process using the floating insulating film mask. Can be simplified. In addition, by effectively forming the floating gate of the flash memory by coating the photoresist and the partial etching method by dry etching method, it is expected to have a significant influence on the development of the next-generation flash memory because the process can be performed stably.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

설명에 앞서, 본 발명의 기술 요지는, USG(Undoped Silicate Glass)와 같은 절연막을 이용하여 플로팅 게이트의 형태를 먼저 형성하고, 플로팅 게이트용 폴리실리콘을 적층한 후 포토레지스트(photo resist)를 코팅(coating)하며, 건식 식각 방식으로 블랭킷(blanket) 방식의 식각을 통해 플로팅 게이트를 형성할 영역 외의 폴리실리콘을 식각하고, 습식 식각 방식으로 USG 플로팅 절연막을 식각하는 방식으 로 플로팅 게이트를 형성함으로써, 적층 게이트를 사용하는 플래시 메모리의 플로팅 게이트를 안정적으로 제조한다는 것으로, 이러한 기술 사상으로부터 본 발명의 목적으로 하는 바를 용이하게 달성할 수 있을 것이다.Prior to the description, the technical gist of the present invention is to form a floating gate first by using an insulating film such as USG (Undoped Silicate Glass), and to laminate the polysilicon for floating gate, and then to coat a photoresist (photo resist) laminating by forming a floating gate by etching a polysilicon outside the region to form the floating gate through blanket etching using a dry etching method, and etching a USG floating insulating film by a wet etching method. By stably manufacturing the floating gate of the flash memory using the gate, it is possible to easily achieve the object of the present invention from this technical idea.

본 발명은 플래시 셀(flash cell)을 구성하는 활성(active) 영역과 웰(well) 영역에 대해서는 기존에 STI(Shallow Trench Isolation) 방법을 사용하는 시모스(CMOS) 반도체 제조 기술을 그대로 사용한다.The present invention uses the CMOS semiconductor fabrication technology using the Shallow Trench Isolation (STI) method as it is for the active region and the well region constituting the flash cell.

즉, 먼저 활성 영역을 구분하기 위한 STI 공정을 진행 후 웰 영역을 높은 에너지 불순물 주입을 통하여 N-웰과 P-웰을 진행한다. 웰 불순물 주입을 완료 후 1095℃/20초간 RTP(Rapid Temperature Procedure)로 열 공정을 진행하여 웰을 형성한다.That is, N-well and P-well are first processed through high energy impurity implantation into the well region after the STI process for distinguishing active regions. After the well impurity implantation is completed, the thermal process is performed by RTP (Rapid Temperature Procedure) for 1095 ° C./20 seconds to form a well.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 플래시 메모리 제조 방법을 설명하는 공정 단면도이다.2A to 2F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor flash memory according to a preferred embodiment of the present invention.

먼저, 도 2a에 도시한 바와 같이, 단위 플래시 셀을 절연하기 위한 활성 영역을 정의하는 얇은 실리콘 식각을 통한 절연(STI)을 이용하여 반도체 하부층(200) 상에 필드 산화막(202)을 형성한 후, 실리콘 기판을 통한 누설 전류나 단위 트랜지스터의 성능 향상을 위한 웰 공정을 완료한다.First, as shown in FIG. 2A, after the field oxide layer 202 is formed on the semiconductor lower layer 200 by using thin silicon etching (STI), which defines an active region for insulating the unit flash cell. Then, the well process for improving the leakage current through the silicon substrate or the performance of the unit transistor is completed.

이후 도 2b에서는, 고밀도 화학 증착(HDP) 방법으로 본 실시예에 따른 층간 절연막(204)을 형성한다. 이때의 층간 절연막으로는, 예컨대 USG(Undoped Silicate Glass)막이 이용될 수 있으며, 그 적층 두께는, 바람직하게는 후속되는 플로팅 게이트용 폴리실리콘의 적층 두께의 1.5배 내지 1.8배, 보다 바람직하게는 1,500Å 내지 2,000Å의 두께로 적층될 수 있다.2B, the interlayer insulating film 204 according to the present embodiment is formed by a high density chemical vapor deposition (HDP) method. As the interlayer insulating film at this time, for example, a USG (Undoped Silicate Glass) film may be used, and the lamination thickness thereof is preferably 1.5 to 1.8 times the lamination thickness of the subsequent polysilicon for floating gate, and more preferably 1,500. It may be laminated to a thickness of kPa to 2,000 kPa.

다음 도 2c에서는, 플로팅 게이트를 형성하기 위한 절연막 마스크 공정을 진행한다. 예컨대, 층간 절연막(204) 상부에 포토레지스트(photoresist)(도시 생략)를 도포한 후, 식각 공정 등을 통해 층간 절연막(204)을 패터닝하기 위한 포토레지스트 패턴(206)을 상기 필드 산화막(202)과 대응되게 형성한다.Next, in FIG. 2C, an insulating film mask process for forming a floating gate is performed. For example, after a photoresist (not shown) is applied on the interlayer insulating layer 204, the field oxide layer 202 is formed with a photoresist pattern 206 for patterning the interlayer insulating layer 204 through an etching process or the like. To correspond to

도 2d에서는, 이러한 포토레지스트 패턴(206)을 마스크로 하여 층간 절연막(204)을 식각한다. 도 2d에서 도면부호 204'는 포토레지스트 패턴(206)에 의해 식각된 층간 절연막을 나타내며, 최종적인 층간 절연막(USG막)(204')의 두께는 1,500Å 내지 2,000Å, 그 폭은 300Å 내지 500Å을 지닌다.In FIG. 2D, the interlayer insulating film 204 is etched using the photoresist pattern 206 as a mask. In FIG. 2D, reference numeral 204 'denotes an interlayer insulating film etched by the photoresist pattern 206, and the thickness of the final interlayer insulating film (USG film) 204' is 1,500 kPa to 2,000 kPa, and the width thereof is 300 kPa to 500 kPa. Has

다음 도 2e에서는, 포토레지스트 패턴(206)을 제거한 후 습식 식각 방식으로 식각을 하게 되는데, 이때 이미 전 공정에서 실리콘 표면에는 약 80Å 정도의 산화막이 남아 있게 된다. 이 영역에 터널 산화막을 성장시켜야 하기 때문에 본 실시예에서는 반도체 하부층(200)을 일정 깊이로 식각한다. 이때의 식각 깊이는, 예컨대 130Å 내지 140Å이며, 식각 방식으로는 습식 식각이 적용될 수 있다.Next, in FIG. 2E, the photoresist pattern 206 is removed and then etched by a wet etching method. At this time, an oxide film of about 80 kV is left on the silicon surface in the entire process. In this embodiment, since the tunnel oxide film must be grown in this region, the semiconductor lower layer 200 is etched to a predetermined depth. At this time, the etching depth is 130 kPa to 140 kPa, for example, wet etching may be applied as an etching method.

다음은 플래시 메모리의 전자의 통로가 되는 가장 중요한 절연막인 터널 산화막(208)을 반도체 하부층(200) 상에 기설정 두께, 예컨대 90Å 내지 110Å의 두께로 성장시킨다.Next, the tunnel oxide film 208, which is the most important insulating film that serves as an electron passage of the flash memory, is grown on the semiconductor lower layer 200 to a predetermined thickness, for example, 90 kPa to 110 kPa.

반도체 하부층(200) 상에 터널 산화막(208)을 성장시킨 후, 본 실시예에 따라 플로팅 게이트용 폴리실리콘(210)을 적층한다. 이때의 폴리실리콘(210)은, 예컨대 900Å 내지 1,100Å의 두께로 적층될 수 있다.After the tunnel oxide film 208 is grown on the semiconductor lower layer 200, the polysilicon 210 for floating gate is stacked according to the present embodiment. At this time, the polysilicon 210 may be laminated to a thickness of, for example, 900 kPa to 1,100 kPa.

이후 도 2f에서는, 포토레지스터(도시 생략됨)를 얇게 코팅(coating)한다. 이 포토레지스터는 평탄화를 위하여 사용하는 것으로, 마스크 패턴 없이 건식 식각 장비를 이용하여 블랭킷(blanket) 식각 방식으로 식각을 진행하면, 이미 패터닝 되어 있는 층간 절연막(USG막)(204')과 플로팅 게이트용 폴리실리콘(210)이 일정 부분 식각되어 평탄화가 이루어진다. 도 2f에서 도면부호 204'' 및 210'은 상술한 블랭킷 식각 이후의 층간 절연막(USG막) 및 폴리실리콘(210)을 나타낸다.2F, the photoresist (not shown) is coated thinly. The photoresist is used for flattening. When etching is performed by a blanket etching method using a dry etching apparatus without a mask pattern, an already patterned interlayer insulating film (USG film) 204 'and a floating gate are used. The polysilicon 210 is partially etched and planarized. In FIG. 2F, reference numerals 204 ″ and 210 ′ denote the interlayer insulating film (USG film) and the polysilicon 210 after the blanket etching.

이후 습식 식각을 진행하여 폴리실리콘(210) 상에 잔존하는 포토레지스터를 제거하면, 최종적으로 도 2f와 같은 단면이 완성된다.Then, the wet etching is performed to remove the photoresist remaining on the polysilicon 210, and finally, a cross section as shown in FIG. 2F is completed.

이상과 같이, 본 발명은 반도체 플래시 메모리의 플로팅 게이트를 형성함에 있어, USG와 같은 절연막을 이용하여 플로팅 게이트의 형태를 먼저 형성하고, 플로팅 게이트용 폴리실리콘을 적층한 후 포토레지스트(photo resist)를 코팅(coating)하며, 건식 식각 방식으로 블랭킷(blanket) 방식의 식각을 통해 플로팅 게이트를 형성할 영역 외의 폴리실리콘을 식각하고, 습식 식각 방식으로 USG 플로팅 절연막을 식각하는 방식으로 플로팅 게이트를 형성함으로써, 식각 과정 등을 줄여 전체 공정 과정을 단순화하도록 구현한 것이다.As described above, in the present invention, in forming a floating gate of a semiconductor flash memory, the floating gate is first formed by using an insulating film such as USG, and the polysilicon for the floating gate is laminated, and then photoresist is formed. By forming a floating gate by coating, etching the polysilicon outside the region where the floating gate is to be formed through a blanket etching in a dry etching manner, and etching a USG floating insulating layer in a wet etching manner. It is implemented to simplify the whole process by reducing the etching process.

한편, 상기 도 2f에 후속되는 공정은, 플로팅 게이트와 컨트롤 게이트(control gate) 사이의 절연을 위한 절연막으로서, 예컨대 순수 산화막이나 산화막+질화막+산화막(ONO)을 차례로 적층하고, 컨트롤 게이트로 사용할 두 번째 폴리 실리콘을 적층한 후 마스크를 이용하여 패터닝을 하면 플래시 메모리의 컨트롤 게이트까지의 패턴이 형성된다. 이와 같은 후속 공정은, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있는 바, 도면을 참조하는 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Meanwhile, the process subsequent to FIG. 2F is an insulating film for insulation between the floating gate and the control gate, for example, a pure oxide film, an oxide film, a nitride film, and an oxide film (ONO) are sequentially stacked and used as a control gate. When the first polysilicon is stacked and patterned using a mask, a pattern to the control gate of the flash memory is formed. Such subsequent steps are easily understood by those of ordinary skill in the art, and thus detailed descriptions with reference to the drawings will be omitted.

지금까지 본 발명의 실시예에 대해 상세히 기술하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 국한되는 것은 아니며, 후술하는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주 내에서 당업자로부터 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.While the embodiments of the present invention have been described in detail, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention described in the claims below. .

도 1a 내지 도 1h는 종래 반도체 플래시 메모리 제조 방법을 설명하는 공정 단면도,1A to 1H are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a conventional semiconductor flash memory;

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 플래시 메모리 제조 방법을 설명하는 공정 단면도.2A to 2F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor flash memory in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

Claims (5)

반도체 하부층 상에 필드 산화막을 형성한 후 층간 절연막을 형성하는 과정과,Forming an interlayer insulating film after forming a field oxide film on the semiconductor underlayer, 상기 층간 절연막의 상부에 플로팅 게이트 형성을 위한 포토레지스트 패턴을 형성한 후 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 층간 절연막을 식각함으로써 플로팅 게이트 형태를 갖는 층간 절연막을 형성하는 과정과,Forming an interlayer insulating film having a floating gate shape by forming a photoresist pattern for forming a floating gate on the interlayer insulating film and then etching the interlayer insulating film using the photoresist pattern as a mask; 상기 포토레지스트 패턴을 제거한 후 상기 플로팅 게이트 형태를 갖는 층간 절연막의 상부에 플로팅 게이트용 폴리실리콘을 적층하는 과정과,Removing the photoresist pattern and laminating polysilicon for floating gate on the interlayer insulating layer having the floating gate shape; 상기 플로팅 게이트용 폴리실리콘의 상부면에 포토레지스트를 코팅하는 과정과,Coating a photoresist on an upper surface of the floating silicon polysilicon; 블랭킷 식각 방식으로 상기 플로팅 게이트용 폴리실리콘 및 상기 플로팅 게이트 형태를 갖는 층간 절연막의 일부를 제거하는 과정Removing the polysilicon for the floating gate and a part of the interlayer insulating layer having the floating gate form by a blanket etching method 을 포함하는 반도체 플래시 메모리 제조 방법.Semiconductor flash memory manufacturing method comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 층간 절연막은, 고밀도 화학 증착(HDP)에 의해 형성되는 USG(Undoped Silicate Glass)막인 것을 특징으로 하는 반도체 플래시 메모리 제조 방법.The interlayer insulating film is a semiconductor flash memory manufacturing method, characterized in that the USG (Undoped Silicate Glass) film formed by high density chemical vapor deposition (HDP). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 층간 절연막은, 상기 플로팅 게이트용 폴리실리콘의 1.5배 내지 1.8배의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 플래시 메모리 제조 방법.The interlayer insulating film is a semiconductor flash memory manufacturing method, characterized in that formed to be 1.5 times to 1.8 times the thickness of the polysilicon for the floating gate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반도체 플래시 메모리 제조 방법은,The semiconductor flash memory manufacturing method, 상기 포토레지스트 패턴을 제거한 후 상기 반도체 하부층을 기설정 깊이로 식각하는 과정과,Removing the photoresist pattern and etching the semiconductor lower layer to a predetermined depth; 상기 기설정 깊이로 식각된 반도체 하부층 영역에 터널 산화막을 기설정 두께로 성장시키는 과정A process of growing a tunnel oxide layer to a predetermined thickness in a region of the semiconductor lower layer etched to the predetermined depth. 을 더 포함하는 반도체 플래시 메모리 제조 방법.The semiconductor flash memory manufacturing method further comprising. 삭제delete
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