KR101128691B1 - Non volatile memory device and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비휘발성 메모리 소자의 게이트 형성시 게이트의 CD 변화를 방지하여 소자의 동작 특성이 변하는 것을 방지할 수 있는 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것으로서, 이를 위해 본 발명은 기판 상부에 상기 기판과 전기적으로 분리되어 형성된 플로팅 게이트와, 상기 플로팅 게이트 상의 일부 영역에 질화막 계열의 물질을 포함하여 형성된 제1 유전막과, 상기 제1 유전막을 덮도록 상기 플로팅 게이트 상에 형성된 산화막 계열의 제2 유전막과, 상기 제2 유전막 상에 형성된 셀렉트 게이트와, 상기 플로팅 게이트의 양측으로 노출된 상기 기판 내에 형성된 소오스/드레인을 포함하는 비휘발성 메모리 소자를 제공한다.The present invention is to provide a non-volatile memory device and a method of manufacturing the same, which can prevent the operating characteristics of the device is changed by preventing the CD change of the gate when forming the gate of the non-volatile memory device, the present invention for this purpose A floating gate formed to be electrically separated from the substrate, a first dielectric layer formed of a nitride based material in a portion of the floating gate, and an oxide based series formed on the floating gate to cover the first dielectric layer. A nonvolatile memory device including a second dielectric layer, a select gate formed on the second dielectric layer, and a source / drain formed in the substrate exposed to both sides of the floating gate is provided.

비휘발성 메모리, EPROM, 유전막, 질화막, 산화막. Nonvolatile Memory, EPROM, Dielectric, Nitride, Oxide.

Description

비휘발성 메모리 소자 및 그 제조방법{NON VOLATILE MEMORY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Nonvolatile memory device and manufacturing method thereof {NON VOLATILE MEMORY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

도 1은 종래 기술에 따른 비휘발성 메모리 소자를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a nonvolatile memory device according to the prior art.

도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 비휘발성 메모리 소자 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정 단면도.2A to 2C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a nonvolatile memory device according to the related art shown in FIG. 1.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자를 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view illustrating a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.

도 4a 내지 도 4d는 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정 단면도.4A through 4D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a nonvolatile memory device in accordance with an embodiment of the present invention illustrated in FIG. 3.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10, 20 : 기판10, 20: substrate

11, 21 : 터널 산화막11, 21: tunnel oxide film

12, 14, 25 : 폴리 실리콘막12, 14, 25: polysilicon film

13, 23, 24 : 유전막13, 23, 24: dielectric film

15, 26 : 감광막 패턴15, 26: photosensitive film pattern

16, 27 : 식각공정16, 27: etching process

12a, 22 : 플로팅 게이트12a, 22: floating gate

14a, 25a : 셀렉트 게이트14a, 25a: Select gate

17, 28 : 소오스/드레인17, 28: source / drain

13a, 13c, 23a, 23c : 산화막13a, 13c, 23a, 23c: oxide film

13b, 23b : 질화막13b, 23b: nitride film

본 발명은 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 EPROM(Erasable Programmable Readd Only Memory) 소자의 게이트 전극 및 그 형성방법에 관한 것이다. The present invention relates to a nonvolatile memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a gate electrode of an EPROM (Erasable Programmable Readd Only Memory) device and a method of forming the same.

일반적으로, 반도체 메모리는 전기의 공급이 중단됨에 따라 저장된 정보가 소멸되는 휘발성 메모리(volatile memory)와 전기의 공급이 중단되더라도 정보를 계속적으로 유지시킬 수 있는 비휘발성 메모리(Non-volatile memory)로 구별된다. In general, semiconductor memory is 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. do.

상술한 비휘발성 메모리의 대표적인 예로는 EPROM(Erasable Programmable Readd Only Memory), EEPROM(Electrically EPROM) 및 플래시 메모리(Flash memory)를 들 수 있다.Representative examples of the nonvolatile memory described above include erasable programmable read only memory (EPROM), electrically EPROM (EEPROM), and flash memory.

도 1은 종래 기술에 따른 비휘발성 메모리 소자 중 EPROM 소자를 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating an EPROM device among nonvolatile memory devices according to the prior art.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 EPROM 소자의 게이트 전극은 서로 다른 게이트가 유전막(13)을 사이에 두고 상?하로 적층된 구조를 갖는다. 구체적으로, 플로팅(floating) 게이트(12a)/유전막(13)/셀렉트(select) 게이트(14a; 또는, 컨트롤 게이트)가 적층된 구조를 갖는다.Referring to FIG. 1, a gate electrode of an EPROM device according to the related art has a structure in which different gates are stacked up and down with a dielectric layer 13 interposed therebetween. Specifically, it has a structure in which a floating gate 12a / dielectric film 13 / select gate 14a (or a control gate) is stacked.

통상, 유전막(13)은 산화막(13a)/질화막(13b)/산화막(13c)의 적층 구조, 즉 ONO 구조를 갖는다. Usually, the dielectric film 13 has a stacked structure of an oxide film 13a / nitride film 13b / oxide film 13c, that is, an ONO structure.

플로팅 게이트(12a)는 터널 산화막(11)을 통해 기판(10)과 분리되고, 플로팅 게이트(12a)의 양측으로 노출된 기판(10) 내에는 소오스/드레인(17)이 형성된다.The floating gate 12a is separated from the substrate 10 through the tunnel oxide film 11, and the source / drain 17 is formed in the substrate 10 exposed to both sides of the floating gate 12a.

이하, 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 비휘발성 메모리 소자, 예컨대 EPROM 소자 제조방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a nonvolatile memory device such as an EPROM device according to the related art shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2A to 2C.

먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 기판(10) 상에 터널 산화막(11)을 형성하고, 터널 산화막(11) 상에 플로팅 게이트용 전극물질로 폴리 실리콘막(12; 이하, 제1 폴리 실리콘막이라 함), 유전막(13) 및 셀렉트 게이트용 전극물질로 폴리 실리콘막(14; 이하, 제2 폴리 실리콘막이라 함)을 순차적으로 증착한다. 통상, 유전막(13)은 산화막(13a), 질화막(13b) 및 산화막(13c)을 순차적으로 증착하여 형성한다. First, as shown in FIG. 2A, the tunnel oxide film 11 is formed on the substrate 10, and the polysilicon film 12 (hereinafter, referred to as first polysilicon) is formed as the electrode material for the floating gate on the tunnel oxide film 11. A polysilicon film 14 (hereinafter referred to as a second polysilicon film) is sequentially deposited using the dielectric material 13 and the electrode material for the select gate. In general, the dielectric film 13 is formed by sequentially depositing the oxide film 13a, the nitride film 13b, and the oxide film 13c.

이어서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 사진(Photo) 공정을 실시하여 제2 폴리 실리콘막(14) 상에 감광막 패턴(15)을 형성한다. 여기서, 감광막 패턴(15)은 셀렉트 게이트 및 플로팅 게이트를 정의하기 위한 것이다.Subsequently, as illustrated in FIG. 2B, a photo process is performed to form the photoresist pattern 15 on the second polysilicon film 14. Here, the photoresist pattern 15 is for defining a select gate and a floating gate.

이어서, 감광막 패턴(15)을 식각 마스크(mask)로 이용한 식각공정(16)을 실 시하여 제2 폴리 실리콘막(14, 도 2a 참조), 유전막(13), 제1 폴리 실리콘막(12, 도 2a 참조) 및 터널 산화막(11)을 순차적으로 식각한다. 이로써, 기판(10) 상에는 유전막(13)을 통해 전기적으로 분리된 플로팅 게이트(12a) 및 셀렉트 게이트(14a)가 적층 구조로 형성된다.Subsequently, an etching process 16 using the photoresist pattern 15 as an etching mask is carried out to form the second polysilicon film 14 (see FIG. 2A), the dielectric film 13, and the first polysilicon film 12 (FIG. 2a) and the tunnel oxide film 11 are sequentially etched. As a result, the floating gate 12a and the select gate 14a electrically separated through the dielectric film 13 are formed on the substrate 10 in a stacked structure.

이어서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 스트립(strip) 공정을 실시하여 감광막 패턴(15, 도 2b 참조)을 제거한다. Subsequently, as shown in FIG. 2C, a strip process is performed to remove the photoresist pattern 15 (see FIG. 2B).

이어서, 마스크 공정 및 소오스/드레인 이온주입공정을 실시하여 플로팅 게이트(12a)의 양측으로 노출된 기판(10) 내에 소오스/드레인(17)을 형성한다.Subsequently, a mask process and a source / drain ion implantation process are performed to form the source / drain 17 in the substrate 10 exposed to both sides of the floating gate 12a.

그러나, 도 2b에서와 같이 플로팅 게이트(12a) 및 셀렉트 게이트(14a)를 형성하기 위한 식각공정(16)시에는 셀렉트 게이트(14a) 형성을 위한 하나의 감광막 패턴(15)을 이용하여 제1 및 제2 폴리 실리콘막(12, 14)과 유전막(13)을 식각하기 때문에, 폴리 실리콘막(12, 14)과 ONO로 이루어진 유전막(13) 간의 식각 선택비 차이에 따라 플로팅 게이트(12a) 및 유전막(13)과 셀렉트 게이트(14a) 간에 CD(Critical Dimension) 변화가 발생한다. However, in the etching process 16 for forming the floating gate 12a and the select gate 14a, as shown in FIG. 2B, the first and the first photosensitive film patterns 15 for forming the select gate 14a may be used. Since the second polysilicon films 12 and 14 and the dielectric film 13 are etched, the floating gate 12a and the dielectric film are changed according to the difference in etching selectivity between the polysilicon films 12 and 14 and the dielectric film 13 made of ONO. A CD (Critical Dimension) change occurs between 13 and the select gate 14a.

특히, 폴리 실리콘막(12, 14)과 산화막(13a, 13c) 간에는 식각 선택비가 크게 차이가 없으나 폴리 실리콘막(12, 14)과 질화막(13b) 간에는 식각 선택비가 큰 차이를 갖고 있다. 이에 따라, 식각공정(16)에 의해 질화막(13b)이 노출되는 순간부터 유전막(13) 및 플로팅 게이트(12a)의 CD가 셀렉트 게이트(14a)의 CD와 다르게 변하는 것이다.In particular, the etching selectivity is not significantly different between the polysilicon films 12 and 14 and the oxide films 13a and 13c, but the etching selectivity is significantly different between the polysilicon films 12 and 14 and the nitride film 13b. Accordingly, the CD of the dielectric film 13 and the floating gate 12a changes from the CD of the select gate 14a from the moment when the nitride film 13b is exposed by the etching process 16.

이러한, 플로팅 게이트(12a) 및 유전막(13)과 셀렉트 게이트(14a) 간의 CD 변화는 게이트의 동작을 결정짓는 문턱전압(Threshold Voltage) 및 항복전압(Breakdown Voltage) 특성을 변화시키는 요인이 된다. 따라서, EPROM 소자에서 요구하는 동작 특성에 맞지 않게 동작 특성이 변하는 문제가 발생한다.The CD change between the floating gate 12a and the dielectric layer 13 and the select gate 14a is a factor of changing the threshold voltage and breakdown voltage characteristics that determine the operation of the gate. Therefore, a problem arises in that the operating characteristics change to match the operating characteristics required by the EPROM device.

따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 비휘발성 메모리 소자의 게이트 형성시 게이트의 CD 변화를 방지하여 소자의 동작 특성이 변하는 것을 방지할 수 있는 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems of the prior art, a non-volatile memory device that can prevent the change in the operating characteristics of the device by preventing the CD change of the gate when forming the gate of the non-volatile memory device and Its purpose is to provide its manufacturing method.

상기 목적을 달성하기 위한 일측면에 따른 본 발명은, 기판 상부에 상기 기판과 전기적으로 분리되어 형성된 플로팅 게이트와, 상기 플로팅 게이트 상의 일부 영역에 질화막 계열의 물질을 포함하여 형성된 제1 유전막과, 상기 제1 유전막을 덮도록 상기 플로팅 게이트 상에 형성된 산화막 계열의 제2 유전막과, 상기 제2 유전막 상에 형성된 셀렉트 게이트와, 상기 플로팅 게이트의 양측으로 노출된 상기 기판 내에 형성된 소오스/드레인을 포함하는 비휘발성 메모리 소자를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a floating gate formed on an upper surface of a substrate, the substrate being electrically separated from the substrate, and a first dielectric layer formed of a nitride-based material in a portion of the floating gate; A ratio including an oxide-based second dielectric layer formed on the floating gate to cover the first dielectric layer, a select gate formed on the second dielectric layer, and a source / drain formed in the substrate exposed to both sides of the floating gate; Provided is a volatile memory device.

본 발명의 일측면에 있어서, 상기 제1 유전막은 ONO 구조를 갖는다.In one aspect of the present invention, the first dielectric layer has an ONO structure.

본 발명의 일측면에 있어서, 상기 플로팅 게이트는 터널 산화막에 의하여 상기 기판과 전기적으로 분리된다.In one aspect of the invention, the floating gate is electrically separated from the substrate by a tunnel oxide film.

본 발명의 일측면에 있어서,상기 플로팅 게이트 및 상기 셀렉트 게이트는 폴리 실리콘막으로 이루어진다.In one aspect of the invention, the floating gate and the select gate is made of a polysilicon film.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은, 기판 상부에 상기 기판과 전기적으로 분리된 플로팅 게이트를 형성하는 단계와, 상기 플로팅 게이트 상의 일부 영역에 질화막 계열의 물질을 포함하는 제1 유전막을 형성하는 단계와, 상기 제1 유전막을 포함한 전체 구조 상부의 단차를 따라 산화막 계열의 제2 유전막 및 셀렉트 게이트용 전극물질을 순차적으로 증착하는 단계와, 상기 제2 유전막 및 상기 셀렉트 게이트용 전극물질을 식각하여 상기 플로팅 게이트 및 상기 제1 유전막을 덮는 제2 유전막을 형성하면서 상기 제2 유전막 상에 셀렉트 게이트를 형성하는 단계와, 상기 플로팅 게이트의 양측으로 노출된 상기 기판 내에 소오스/드레인을 형성하는 단계를 포함하는 비휘발성 메모리 소자 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of forming a floating gate electrically separated from a substrate on a substrate, and including a first nitride-based material in a portion of the floating gate. Forming a dielectric layer, sequentially depositing an oxide-based second dielectric layer and a select gate electrode material along a step of an upper portion of the entire structure including the first dielectric layer, and forming the second dielectric layer and the select gate electrode Etching a material to form a select gate on the second dielectric layer while forming a second dielectric layer covering the floating gate and the first dielectric layer, and forming a source / drain in the substrate exposed to both sides of the floating gate; It provides a method of manufacturing a nonvolatile memory device comprising the step of.

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 참조번호로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타 낸다. 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, the same reference numerals throughout the specification represent the same components.

실시예Example

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자를 도시한 단면도이다. 일례로, EPROM 소자를 도시하였다.3 is a cross-sectional view illustrating a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention. As an example, an EPROM device is shown.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자는 반도체 기판(20) 상에 형성된 터널 산화막(21)과, 터널 산화막(21) 상에 형성된 플로팅 게이트(22)와, 플로팅 게이트(22) 상의 일부 영역에 질화막 계열의 물질을 포함하여 형성된 유전막(23; 이하, 제1 유전막이라 함)과, 상기 제1 유전막(23)을 덮도록 상기 플로팅 게이트(22) 상에 형성된 산화막 계열의 유전막(24; 이하, 제2 유전막이라 함)과, 제2 유전막(24) 상에 형성된 셀렉트 게이트(25a; 또는, 컨트롤 게이트)를 포함한다.Referring to FIG. 3, a nonvolatile memory device according to an exemplary embodiment of the present invention may include a tunnel oxide film 21 formed on a semiconductor substrate 20, a floating gate 22 formed on a tunnel oxide film 21, and a floating gate. A dielectric layer 23 (hereinafter, referred to as a first dielectric layer) formed of a nitride-based material in a portion of the region 22 and an oxide layer formed on the floating gate 22 to cover the first dielectric layer 23. A dielectric film 24 (hereinafter referred to as a second dielectric film) and a select gate 25a (or control gate) formed on the second dielectric film 24.

이때, 제1 유전막(23)은 산화막(23a)/질화막(23b)/산화막(23c)의 적층 구조, 즉 ONO 구조를 갖는다. 즉, 제1 유전막(23)이 질화막(23b)이 2개의 산화막(23a, 23c) 사이에 개재된 구조를 갖게 되므로, 셀렉트 게이트(25a) 형성을 위한 식각공정시 질화막(23b)이 노출되게 되면 기존에서 발생하는 게이트의 CD 변화가 그대로 발생하게 된다. At this time, the first dielectric film 23 has a stacked structure of an oxide film 23a / nitride film 23b / oxide film 23c, that is, an ONO structure. That is, since the first dielectric layer 23 has a structure in which the nitride layer 23b is interposed between two oxide layers 23a and 23c, the nitride layer 23b is exposed during the etching process for forming the select gate 25a. The CD change of the existing gate occurs as it is.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 셀렉트 게이트(25a) 형성을 위한 식각공정시 질화막(23b)이 노출되지 않도록 제1 유전막(23)을 덮는 산화막 계열의 제2 유전막(24)이 추가로 형성된다.Therefore, in the exemplary embodiment of the present invention, an oxide-based second dielectric layer 24 covering the first dielectric layer 23 is further formed to prevent the nitride layer 23b from being exposed during the etching process for forming the select gate 25a.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 플로팅 게이트(22) 는 터널 산화막(21)을 통해 기판(20)과 전기적으로 분리되고, 플로팅 게이트(22)의 양측으로 노출된 기판(20) 내에는 소오스/드레인(28)이 형성된다.In addition, the floating gate 22 of the nonvolatile memory device according to the embodiment of the present invention is electrically separated from the substrate 20 through the tunnel oxide layer 21 and exposed to both sides of the floating gate 22. ), Source / drain 28 is formed.

이하, 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자 제조방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a nonvolatile memory device according to an exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 3 will be described with reference to FIGS. 4A to 4D.

먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 산화공정을 실시하여 기판(20) 상에 터널 산화막(21)을 형성하고, 터널 산화막(21) 상에 플로팅 게이트용 전극물질로 폴리 실리콘막(미도시; 이하, 제1 폴리 실리콘막이라 함)을 증착한다. 이때, 제1 폴리 실리콘막은 도프트(doped) 실리콘막으로 형성하여 전도성을 갖도록 한다. 예컨대, 도프트 실리콘막의 경우에는 SiH4에 PH3, PCl5, BCl3 또는 B2H6를 혼합시킨 기체를 이용하여 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 방식으로 증착한다. First, as shown in FIG. 4A, a tunnel oxide film 21 is formed on a substrate 20 by performing an oxidation process, and a polysilicon film (not shown) is used as an electrode material for a floating gate on the tunnel oxide film 21. Hereinafter, a first polysilicon film) is deposited. In this case, the first polysilicon film is formed as a doped silicon film to have conductivity. For example, in the case of the doped silicon film, a vapor pressure gas vapor deposition (LPCVD) method is deposited using a gas obtained by mixing SiH 4 with PH 3 , PCl 5 , BCl 3, or B 2 H 6 .

이어서, 마스크 공정 및 식각공정을 실시하여 제1 폴리 실리콘막 및 터널 산화막(21)을 식각한다. 이로써, 터널 산화막(21) 상에 플로팅 게이트(22)가 형성된다.Subsequently, a mask process and an etching process are performed to etch the first polysilicon film and the tunnel oxide film 21. As a result, the floating gate 22 is formed on the tunnel oxide film 21.

이어서, 플로팅 게이트(22)를 포함한 기판(20) 상부의 단차를 따라 유전막(23; 이하, 제1 유전막이라 함)을 증착한다. 예컨대, 제1 유전막(23)은 산화막(23a), 질화막(23b) 및 산화막(23c)을 순차적으로 증착하여 형성한다.Subsequently, a dielectric film 23 (hereinafter referred to as a first dielectric film) is deposited along the stepped portion of the substrate 20 including the floating gate 22. For example, the first dielectric film 23 is formed by sequentially depositing the oxide film 23a, the nitride film 23b, and the oxide film 23c.

이어서, 마스크 공정 및 식각공정을 실시하여 플로팅 게이트(22)의 양측 일부가 노출되도록 제1 유전막(23)을 식각한다. Subsequently, a mask process and an etching process are performed to etch the first dielectric layer 23 to expose a portion of both sides of the floating gate 22.

이어서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 유전막(23)을 포함한 전체 구조 상 부의 단차를 따라 산화막 계열의 유전막(24; 이하, 제2 유전막이라 함)을 증착한다. 그런 다음, 셀렉트 게이트용 전극물질로 폴리 실리콘막(25; 이하, 제2 폴리 실리콘막이라 함)을 증착한다. 통상, 유전막(13)은 산화막(13a), 질화막(13b) 및 산화막(13c)을 순차적으로 증착하여 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 4B, an oxide-based dielectric layer 24 (hereinafter referred to as a second dielectric layer) is deposited along the step of the entire structure including the first dielectric layer 23. Then, a polysilicon film 25 (hereinafter referred to as a second polysilicon film) is deposited using the electrode material for the select gate. In general, the dielectric film 13 is formed by sequentially depositing the oxide film 13a, the nitride film 13b, and the oxide film 13c.

또한, 제2 폴리 실리콘막(25)은 도프트 또는 언도프트(undoped) 실리콘막으로 형성한다. 예컨대, 언도프트 실리콘막의 경우에는 SiH4를 이용하여 LPCVD 방식으로 증착하고, 후속으로 진행될 소오스/드레인 이온주입공정시 도펀트를 주입할 수 있다. 한편, 도프트 실리콘막의 경우에는 SiH4에 PH3, PCl5, BCl3 또는 B2H6를 혼합시킨 기체를 이용하여 LPCVD 방식으로 증착한다. In addition, the second polysilicon film 25 is formed of a doped or undoped silicon film. For example, in the case of an undoped silicon film, SiH 4 may be deposited by LPCVD, and a dopant may be implanted in a subsequent source / drain ion implantation process. On the other hand, in the case of the doped silicon film is deposited by LPCVD method using a gas mixed with PH 3 , PCl 5 , BCl 3 or B 2 H 6 in SiH 4 .

이어서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 사진 공정을 실시하여 제2 폴리 실리콘막(25, 도 4b 참조) 상에 감광막 패턴(26)을 형성한다. 여기서, 감광막 패턴(26)은 셀렉트 게이트(25a)를 정의하기 위한 것으로, 플로팅 게이트(22) 형성을 위해 사용된 감광막 패턴(26)과 동일한 CD로 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 4C, a photolithography process is performed to form the photosensitive film pattern 26 on the second polysilicon film 25 (see FIG. 4B). Here, the photoresist pattern 26 is used to define the select gate 25a and is formed of the same CD as the photoresist pattern 26 used for forming the floating gate 22.

이어서, 감광막 패턴(26)을 식각 마스크로 이용한 식각공정(27)을 실시하여 제2 폴리 실리콘막(25), 제2 유전막(24)을 순차적으로 식각한다. 이로써, 플로팅 게이트(22) 상에는 제1 유전막(23)을 덮는 제2 유전막(24)이 플로팅 게이트(22)의 양측부와 중첩되도록 형성되고, 제2 유전막(24) 상에는 셀렉트 게이트(25a)가 형성된다.Subsequently, an etching process 27 using the photoresist pattern 26 as an etching mask is performed to sequentially etch the second polysilicon layer 25 and the second dielectric layer 24. Accordingly, the second dielectric layer 24 covering the first dielectric layer 23 is formed on the floating gate 22 to overlap both sides of the floating gate 22, and the select gate 25a is formed on the second dielectric layer 24. Is formed.

이러한, 식각공정(27)시에는 산화막 계열의 제2 유전막(24)에 의해 제1 유전 막(23)을 구성하는 질화막(23b)이 바로 노출되지 않게 된다. 따라서, 셀렉트 게이트(25a)와 플로팅 게이트(22) 간에 CD 변화가 발생하지 않게 된다. 이를 통해, 문턱전압 및 항복전압 특성을 그대로 유지하여 소자의 동작 특성 변화를 방지할 수 있다.In the etching process 27, the nitride film 23b constituting the first dielectric film 23 is not immediately exposed by the oxide-based second dielectric film 24. Therefore, no CD change occurs between the select gate 25a and the floating gate 22. Through this, the threshold voltage and the breakdown voltage characteristics are maintained as it is, thereby preventing a change in operating characteristics of the device.

또한, 제1 유전막(23)에 펜스(fense)가 발생하는 것을 방지하여 셀렉트 게이트(25a)와 플로팅 게이트(22) 간에 단락(short)이 발생하는 것을 억제할 수 있다.In addition, it is possible to prevent the occurrence of a fence in the first dielectric layer 23 and to prevent the occurrence of a short between the select gate 25a and the floating gate 22.

이어서, 도 4d에 도시된 바와 같이, 스트립 공정을 실시하여 감광막 패턴(26, 도 4c 참조)을 제거한다. Subsequently, as shown in FIG. 4D, a strip process is performed to remove the photoresist pattern 26 (see FIG. 4C).

이어서, 마스크 공정 및 소오스/드레인 이온주입공정을 실시하여 플로팅 게이트(22)의 양측으로 노출된 기판(20) 내에 소오스/드레인(28)을 형성한다.Subsequently, a mask process and a source / drain ion implantation process are performed to form the source / drain 28 in the substrate 20 exposed to both sides of the floating gate 22.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 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, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 플로팅 게이트를 형성한 후, 플로팅 게이트 상에 질화막을 포함하여 형성된 제1 유전막을 덮도록 산화막 계열의 제2 유전막을 별도로 형성시킴으로써, 셀렉트 게이트 형성을 위한 식각공정시 질화막이 노출됨에 따라 발생하는 게이트의 CD 변화를 방지할 수 있다. As described above, according to the present invention, after forming the floating gate, an oxide-based second dielectric layer is separately formed on the floating gate to cover the first dielectric layer formed of the nitride layer, thereby forming an etching for forming the select gate. CD change of the gate generated as the nitride film is exposed during the process can be prevented.

이를 통해, 문턱전압 및 항복전압 특성을 그대로 유지하여 소자의 동작 특성 변화를 방지할 수 있다. 이에 따라, 최근 요구되고 있는 EPROM 소자의 저전압(low voltage) 특성을 확보할 수 있다.Through this, the threshold voltage and the breakdown voltage characteristics are maintained as it is, thereby preventing a change in operating characteristics of the device. As a result, it is possible to secure low voltage characteristics of the EPROM device that is recently required.

또한, 제1 유전막에 펜스(fense)가 발생하는 것을 방지하여 셀렉트 게이트와 플로팅 게이트 간에 단락(short)이 발생하는 것을 억제할 수 있다. In addition, it is possible to prevent the occurrence of a fence in the first dielectric layer and to prevent the occurrence of a short between the select gate and the floating gate.

또한, 제2 유전막 식각공정시 셀렉트 게이트 형성을 위해 사용되는 감광막 패턴을 마스크로 이용하므로 별도의 마스크 추가비용이 발생하지 않는다.In addition, since the photoresist pattern used for forming the select gate is used as a mask in the second dielectric layer etching process, an additional mask additional cost does not occur.

Claims (10)

기판 상부에 상기 기판과 전기적으로 분리되어 형성된 플로팅 게이트;A floating gate formed on the substrate and electrically separated from the substrate; 상기 플로팅 게이트 상의 일부 영역에 질화막 계열의 물질을 포함하여 형성된 제1 유전막;A first dielectric layer formed of a nitride layer-based material in a portion of the floating gate; 상기 제1 유전막을 덮도록 상기 플로팅 게이트 상에 형성된 산화막 계열의 제2 유전막;An oxide-based second dielectric layer formed on the floating gate to cover the first dielectric layer; 상기 제2 유전막 상에 형성된 셀렉트 게이트; 및A select gate formed on the second dielectric layer; And 상기 플로팅 게이트의 양측으로 노출된 상기 기판 내에 형성된 소오스/드레인Source / drain formed in the substrate exposed to both sides of the floating gate 을 포함하는 비휘발성 메모리 소자.Nonvolatile memory device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 유전막은 ONO 구조를 갖는 비휘발성 메모리 소자.And the first dielectric layer has an ONO structure. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 플로팅 게이트는 터널 산화막에 의하여 상기 기판과 전기적으로 분리되는 비휘발성 메모리 소자.And the floating gate is electrically separated from the substrate by a tunnel oxide layer. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 플로팅 게이트 및 상기 셀렉트 게이트는 폴리 실리콘막으로 이루어진 비휘발성 메모리 소자.And the floating gate and the select gate are formed of a polysilicon layer. 기판 상부에 상기 기판과 전기적으로 분리된 플로팅 게이트를 형성하는 단계;Forming a floating gate on the substrate, the floating gate being electrically separated from the substrate; 상기 플로팅 게이트 상의 일부 영역에 질화막 계열의 물질을 포함하는 제1 유전막을 형성하는 단계;Forming a first dielectric layer including a nitride based material on a portion of the floating gate; 상기 제1 유전막을 포함한 전체 구조 상부의 단차를 따라 산화막 계열의 제2 유전막 및 셀렉트 게이트용 전극물질을 순차적으로 증착하는 단계;Sequentially depositing an oxide-based second dielectric layer and a select gate electrode material along a step of an upper portion of the entire structure including the first dielectric layer; 상기 제2 유전막 및 상기 셀렉트 게이트용 전극물질을 식각하여 상기 플로팅 게이트 및 상기 제1 유전막을 덮는 제2 유전막을 형성하면서 상기 제2 유전막 상에 셀렉트 게이트를 형성하는 단계; 및Forming a select gate on the second dielectric layer by etching the second dielectric layer and the electrode material for the select gate to form a second dielectric layer covering the floating gate and the first dielectric layer; And 상기 플로팅 게이트의 양측으로 노출된 상기 기판 내에 소오스/드레인을 형성하는 단계Forming a source / drain in the substrate exposed to both sides of the floating gate 를 포함하는 비휘발성 메모리 소자 제조방법.Nonvolatile memory device manufacturing method comprising a. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제1 유전막을 형성하는 단계는,Forming the first dielectric layer, 상기 플로팅 게이트를 포함한 상기 기판 상부의 단차를 따라 상기 제1 유전막을 증착하는 단계; 및Depositing the first dielectric layer along a stepped portion of the substrate including the floating gate; And 상기 플로팅 게이트의 양측부가 노출되도록 상기 제1 유전막을 식각하는 단계Etching the first dielectric layer to expose both sides of the floating gate. 를 포함하는 비휘발성 메모리 소자 제조방법.Nonvolatile memory device manufacturing method comprising a. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제1 유전막은 ONO 구조로 형성하는 비휘발성 메모리 소자 제조방법.And forming the first dielectric layer in an ONO structure. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 5 to 7, 상기 플로팅 게이트를 형성하는 단계는,Forming the floating gate, 상기 기판 상에 터널 산화막을 형성하는 단계;Forming a tunnel oxide film on the substrate; 상기 터널 산화막 상에 상기 플로팅 게이트용 전극물질을 증착하는 단계; 및Depositing an electrode material for the floating gate on the tunnel oxide layer; And 상기 플로팅 게이트용 전극물질 및 상기 터널 산화막을 식각하는 단계Etching the floating gate electrode material and the tunnel oxide layer 를 포함하는 비휘발성 메모리 소자 제조방법.Nonvolatile memory device manufacturing method comprising a. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 플로팅 게이트는 상기 터널 산화막에 의해 상기 기판과 전기적으로 분리되는 비휘발성 메모리 소자 제조방법.And the floating gate is electrically separated from the substrate by the tunnel oxide layer. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 5 to 7, 상기 플로팅 게이트 및 상기 셀렉트 게이트는 폴리 실리콘막으로 형성하는 비휘발성 메모리 소자 제조방법.And the floating gate and the select gate are formed of a polysilicon layer.
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