KR101131956B1 - Non volatile memory device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비휘발성 메모리 소자의 부유 게이트 양측으로 존재하는 스페이서 내의 금속계 이온들로 인해 소자의 동작 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명은 기판 상부에 형성된 게이트 구조물과, 상기 게이트 구조물의 양측 에지(edge)로부터 소정거리 이격되어 상기 게이트 구조물 내에 형성된 이온 차단막을 포함하는 비휘발성 메모리 소자를 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a nonvolatile memory device and a method of manufacturing the same, which can prevent the operating characteristics of the device from deteriorating due to metal ions in the spacers that exist on both sides of the floating gate of the nonvolatile memory device. The present invention provides a nonvolatile memory device including a gate structure formed on an upper surface of the substrate, and an ion blocking layer formed in the gate structure at a predetermined distance from both edges of the gate structure.
비휘발성 메모리 소자, 금속계 이온, 스페이서, 부유 게이트, 이온 차단막, 터널링 방지막 Nonvolatile Memory Devices, Metal-Based Ions, Spacers, Floating Gates, Ion Blockers, Tunneling Blocks
Description
도 1은 종래기술에 따른 플래시 메모리 소자를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a flash memory device according to the prior art.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자를 설명하기 위해 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view illustrating a nonvolatile memory device in accordance with an embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3e는 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정 단면도.3A through 3E 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. 2.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10, 110 : 기판 111 : 게이트 절연막10, 110: substrate 111: gate insulating film
12, 112 : 부유 게이트 13, 113 : 유전체막12, 112:
14, 114 : 제어 게이트 115 : 게이트 구조물14, 114: control gate 115: gate structure
116 : O2 이온주입공정 117 : 열공정116: O 2 ion implantation process 117: thermal process
118A : 이온 차단막 118B : 터널링 방지막118A:
119 : 재산화막 120 : 스페이서용 산화막119: reoxidation film 120: oxide film for spacer
15, 121 : 스페이서15, 121: spacer
본 발명은 반도체 소자 제조 기술에 관한 것으로, 특히 비휘발성 메모리 소자 제조방법, 더욱 상세하게는 플래시(FLASH) 메모리 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor device manufacturing technology, and more particularly, to a nonvolatile memory device manufacturing method, and more particularly to a flash memory device and a method of manufacturing the same.
일반적으로, 반도체 소자를 생산하는 반도체 생산 공장 내에는 작업자의 땀이나 장비 내에 존재하는 다양한 물질들로 인해 대기중에 나트륨 이온(Na+), 아연 이온(Zn+) 및 철 이온(Fe+) 등과 같은 금속계 이온(metalic ion)들이 존재하게 되며, 이러한 금속계 이온들이 반도체 소자의 제조공정 중에 반도체 구조물 예컨대, 산화막 계열의 절연막 내에 포획(trap)되는 경우가 빈번히 발생하고 있다. In general, in a semiconductor production plant that produces semiconductor devices, such as sodium ions (Na + ), zinc ions (Zn + ) and iron ions (Fe + ) in the atmosphere due to the sweat of the worker or various substances present in the equipment Metal ions are present, and these metal ions are frequently trapped in a semiconductor structure, for example, an oxide-based insulating film, during the manufacturing process of a semiconductor device.
이와 같이 산화막 계열의 절연막 내에 포획되는 금속계 이온들은 대부분 소자 특성에 큰 영향을 미치지 않기 때문에 지금까지 반도체 제조업자에게 큰 이슈가 되지 않았으나, 부유(floating) 게이트에 전자를 주입하거나 부유 게이트로부터 전자를 인출함으로써 프로그램 및 소거 동작이 이루어지는 낸드 플래시 메모리 소자와 같은 비휘발성 메모리 소자에 있어서는 큰 이슈가 되고 있다. As the metal-based ions trapped in the oxide-based insulating film do not have a great influence on the device characteristics, it has not been a big issue for semiconductor manufacturers so far. However, electrons are injected into the floating gates or electrons are extracted from the floating gates. This is a major issue in nonvolatile memory devices such as NAND flash memory devices in which program and erase operations are performed.
그 이유는, 부유 게이트의 양측으로 존재하는 산화막 계열의 스페이서 내에 상기 금속계 이온들이 존재하는 경우, 넓게 퍼져 있던 금속계 이온들이 반복적인 프로그램 및 소거 동작시 발생된 열에 의해 부유 게이트 주변으로 몰려들게 되는데, 이때 몰려든 금속계 이온들은 부유 게이트 내에 주입된 전자를 끌어당겨 정상적인 프로그램 및 소거 동작을 방해하기 때문이다. 이하에서는, 도 1을 참조하여 상기한 금속계 이온들에 의한 비휘발성 메모리 소자의 동작 특성 열화에 대해 설명하기로 한다. The reason is that when the metal-based ions are present in the oxide-based spacers that exist on both sides of the floating gate, the widely spread metal-based ions are attracted to the vicinity of the floating gate by heat generated during repeated program and erase operations. Flocked metal-based ions attract electrons injected into the floating gate, which interferes with normal program and erase operations. Hereinafter, the deterioration of operating characteristics of the nonvolatile memory device due to the metal ions will be described with reference to FIG. 1.
도 1은 종래기술에 따른 플래시 메모리 소자를 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a flash memory device according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 플래시 메모리 소자는 터널 산화막(11)을 통해 기판(10)과 전기적으로 분리되도록 형성된 부유 게이트(12), 부유 게이트(12) 상에 형성된 유전체막(13) 및 유전체막(13) 상에 형성된 제어 게이트(14)으로 이루어진 게이트 구조물과, 게이트 구조물의 양측벽에 형성된 스페이서(15)를 포함한다. As shown in FIG. 1, a flash memory device according to the related art includes a
그러나, 전술한 바와 같이 나트륨 이온(Na+), 아연 이온(Zn+) 및 철 이온(Fe+) 등과 같은 금속계 이온(+)들이 산화막 계열의 절연막인 스페이서(15) 내부로 침투하여 스페이서(15) 내에 넓게 분포되어 존재하는데, 이때 프로그램 동작이 진행되면 부유 게이트(12)에 주입('A' 방향 화살표 참조)된 전자들이 스페이서(15) 내에 존재하는 금속계 이온(+)들을 끌어당겨 후속 소거 동작시 기판(10)으로 일부 인출되지 못하고 잔류하게 된다. However, as described above, metal ions (+) such as sodium ions (Na + ), zinc ions (Zn + ), iron ions (Fe + ), and the like penetrate into the
따라서, 종래기술에 따른 플래시 메모리 소자 제조방법에 의하면, 정상적인 소거 동작이 이루어지지 않아 플래시 메모리 소자의 프로그램 및 소거 동작 특성인 싸이클링(cycling) 특성 및 리텐션(retention) 특성이 저하되는 문제가 발생한다.Therefore, according to the flash memory device manufacturing method according to the prior art, there is a problem that the cycling and retention characteristics, which are program and erase operation characteristics of the flash memory device, are deteriorated because a normal erase operation is not performed. .
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 비휘발성 메모리 소자의 부유 게이트 양측으로 존재하는 스페이서 내의 금속계 이온들로 인해 소자의 동작 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems of the prior art, and is a non-volatile memory device capable of preventing the operation characteristics of the device from deteriorating due to metal-based ions in the spacers that exist on both sides of the floating gate. It is an object of the present invention to provide a volatile memory device and a method of manufacturing the same.
상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은, 기판 상부에 형성된 게이트 구조물과, 상기 게이트 구조물의 양측 에지로부터 이격되어 상기 게이트 구조물 내에 형성된 이온 차단막을 포함하는 비휘발성 메모리 소자를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a nonvolatile memory device including a gate structure formed on an upper surface of the substrate, and an ion blocking layer spaced apart from both edges of the gate structure and formed in the gate structure.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은, 기판 상부에 게이트 구조물을 형성하는 단계와, 상기 게이트 구조물의 양측 에지로부터 이격되어 상기 게이트 구조물 내에 이온 차단막을 형성하는 단계를 포함하는 비휘발성 메모리 소자 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention according to another aspect to achieve the above object, comprising the steps of forming a gate structure on top of the substrate, and forming an ion blocking film in the gate structure spaced apart from both edges of the gate structure; A method of manufacturing a nonvolatile memory device is provided.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명 의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이며, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나, 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면번호(참조번호)로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. In addition, in the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity, and in the case where the layers are said to be "on" another layer or substrate, they may be formed directly on another layer or substrate or Or a third layer may be interposed therebetween. In addition, parts denoted by the same reference numerals (reference numbers) throughout the specification represent the same components.
실시예Example
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자를 설명하기 위해 도시한 단면도이다. 여기서는, 일례로 낸드 플래시(NAND-type flash) 메모리 소자에 대해 설명하기로 한다.2 is a cross-sectional view illustrating a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention. Here, as an example, a NAND-type flash memory device will be described.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자는 기판(110) 상부에 형성된 게이트 구조물(115)과, 게이트 구조물(115)의 양측 에지로부터 소정거리 이격되어 게이트 구조물(115) 내에 형성된 이온 차단막(118A)과, 게이트 구조물(115)의 양측벽에 형성된 스페이서(121)를 포함한다. 이때, 게이트 구조물(115)은 게이트 절연막(111)/부유 게이트(112)/유전체막(113)/제어 게이트(114)의 적층 구조로 이루어진다. As shown in FIG. 2, the nonvolatile memory device according to an exemplary embodiment of the present invention may be spaced apart from a
즉, 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자는 이온 차단막(118A)을 통해 프로그램 동작시 부유 게이트(112) 내에 주입된 전자들이 스페이서(121)에 포획된 금속계 이온들에 의해 영향을 받는 것을 차단할 수 있다. 즉, 이온 차단막(118A)은 프로그램 동작시 부유 게이트(112) 내부로 주입된 전자들이 스페이 서(121) 내에 존재하는 금속계 이온들과 반응하는 것을 차단하는 것이다. 이를 통해, 소거 동작시 정상적으로 부유 게이트(112) 내의 전자들이 모두 기판(110)으로 빠져나갈 수 있게 된다.That is, in the nonvolatile memory device according to the embodiment of the present invention, electrons injected into the
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자는 계속해서 반복되는 프로그램 및 소거 동작시에도 소자의 싸이클링 특성이 저하될 염려가 없다. 또한, 비휘발성 메모리 소자의 리텐션 특성을 개선시킬 수 있다. Accordingly, the nonvolatile memory device according to the embodiment of the present invention does not have a risk of degrading the cycling characteristics of the device even during repeated program and erase operations. In addition, the retention characteristics of the nonvolatile memory device can be improved.
이때, 이온 차단막(118A)과 스페이서(121) 사이에 존재하는 부유 게이트(112)에는 프로그램 동작시에도 전자들이 거의 주입되지 못하게 되므로, 문제가 되지 않는다. 이는, 이온 차단막(118A)과 스페이서(121) 사이의 영역에 존재하는 유전체막(113)의 면적이 매우 작아 커플링비(coupling ratio)가 거의 '0'에 가까워지게 되므로, 프로그램 동작시 제어 게이트(114)에 인가된 전압이 부유 게이트(112)에 거의 영향을 미치지 못하기 때문이다.At this time, since the electrons are hardly injected into the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자는 스페이서(121)와 이온 차단막(118A) 사이의 게이트 구조물(115)과 중첩되도록 게이트 구조물(115) 저부의 기판(110) 내에 형성된 터널링 방지막(118B)을 더 포함할 수 있다.In addition, the nonvolatile memory device according to the embodiment of the present invention may include a tunneling prevention film formed in the
여기서, 터널링 방지막(118B)은 이온 차단막(118A)과 스페이서(121) 사이에 존재하는 부유 게이트(112)를 통해 FN 터널링(Fowler Nordheim tunneling)이 발생하는 것을 완벽하게 차단하는 역할을 한다. 즉, 이온 차단막(118A)과 스페이서(121) 사이의 부유 게이트(112)와 중첩되도록 형성된 터널링 방지막(118B)에 의해 이온 차단막(118A)과 스페이서(121) 사이에 존재하는 부유 게이트(112)에는 프 로그램 동작시 전자가 거의 주입될 수 없게 된다. 이에 따라, 이온 차단막(118A)과 스페이서(121) 사이의 부유 게이트(112)는 곧 하나의 공핍층(depletion layer)으로 기능하게 되는 것이다. Here, the
따라서, 이온 차단막(118A)과 스페이서(121) 사이에 존재하는 부유 게이트(112)는 프로그램 및 소거 동작시 소자의 싸이클링 특성에 전혀 영향을 미치지 않게 되는 반면, 이웃하는 이온 차단막(118A) 사이에 존재하는 부유 게이트(112)만이 소자의 싸이클링 특성에 영향을 미치게 되는 것이다. Accordingly, the
참고로, FN 터널링이란 낸드 플래시 메모리 소자의 프로그램 및 소거 동작이 이루어지는 동작원리를 말한다. 예컨대, 프로그램 동작시에는 제어 게이트(114)에 약 18~20V의 고전압을 인가하고 기판(110)에는 0V의 전압을 인가하면, 기판(110) 내에 존재하는 전자들이 게이트 절연막(111)을 통과하여 부유 게이트(112) 내부로 주입되게 된다. 반대로, 소거 동작시에는 제어 게이트(114)에 OV의 전압을 인가하고 기판(110)에 약 19~21V의 고전압을 인가하면, 프로그램 동작시 부유 게이트(112) 내에 주입되어 있던 전자들이 기판(110)으로 모두 인출되게 된다. For reference, FN tunneling refers to an operation principle in which program and erase operations of a NAND flash memory device are performed. For example, during a program operation, when a high voltage of about 18 to 20V is applied to the
여기서, 이온 차단막(118A), 터널링 방지막(118B) 및 스페이서(121)는 모두 산화막으로 이루어지는데, 이때 스페이서(121)는 재산화막(119)과 스페이서용 산화막(120)의 적층 구조로 이루어질 수 있다.Here, the
이하에서는, 도 3a 내지 도 3e를 참조하여 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자 제조방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a nonvolatile memory device according to an exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. 3A to 3E.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 기판(110) 상에 게이트 절연막(111)/부유 게이트(112)/유전체막(113)/제어 게이트(114)가 순차적으로 적층된 구조의 게이트 구조물(115)을 형성한다. 예컨대, 게이트 구조물(115)은 다음과 같이 형성한다.First, as shown in FIG. 3A, a
먼저, 건식 또는 습식 또는 라디컬(radical) 산화공정을 실시하여 게이트 절연막(111)을 형성한 후, 게이트 절연막(111) 상에 부유 게이트용 제1 도전막(미도시), 유전체막(113) 및 제어 게이트용 제2 도전막(미도시)을 순차적으로 증착한다. 이때, 제1 및 제2 도전막은 도프트(doped) 또는 언도프트(un-doped) 폴리실리콘막으로 형성하고, 유전체막(113)은 산화막/질화막/산화막(oxide/nitride/oxide) 구조로 형성하는 것이 바람직하다. First, the
이어서, 마스크 공정 및 식각공정을 통해 기판(110) 일부가 노출되도록 제2 도전막, 유전체막(113), 제1 도전막 및 게이트 절연막(111)을 식각하여 게이트 구조물(115)을 완성한다.Subsequently, the
이어서, 도 3b에 도시된 바와 같이, O2 이온주입공정(116)을 실시하여 게이트 구조물(115) 내에 O2 이온을 주입한다. 특히, O2 이온주입공정(116)은 일정한 이온주입 경사각을 갖도록 실시한다.Then, the injection of the O 2 ions in the gate structure (115), O 2 ions to carry out the
또한, O2 이온주입공정(116)시에는 후속으로 형성될 이온 차단막(118A, 도 3c 참조)이 게이트 구조물(115)의 양측 에지(edge)로부터 이격되는 거리(D, 도 3c 참조)에 비례하여 그 에너지를 조절한다. 예컨대, 이온 차단막(118A)이 게이트 구조물(115)의 양측 에지로부터 멀리 이격되어 형성될수록 O2 이온주입공정(116)시 그 이온주입 에너지를 증가시켜야 한다.In addition, during the O 2
이어서, 도 3c에 도시된 바와 같이, 열공정(117)을 실시하여 게이트 구조물(115) 내에 이온 차단막(118A)을 형성한다. 특히, 이온 차단막(118A)은 게이트 구조물(115)의 양측 에지로부터 각각 일정 거리(D) 이격되도록 형성하는 것이 중요하다. 이는, 후속 공정을 통해 게이트 구조물(115)의 양측벽에 형성될 스페이서(121, 도 3e 참조) 내의 금속계 이온들이 이온 차단막(118A)으로 바로 전달되는 것을 방지하기 위함이다.Subsequently, as illustrated in FIG. 3C, a
또한, 이러한 이온 차단막(118A)의 형성시에는 게이트 절연막(111) 저부의 기판(110) 내에 터널링 방지막(118B)이 동시에 형성될 수 있다. 이때, 터널링 방지막(118B)은 O2 이온주입공정(116)시 주입된 O2 이온들의 일부가 게이트 절연막(111)을 통과하여 기판(110) 내에 주입되어 있는 상태에서 열공정(117)을 실시하였기 때문에 형성 가능하다. 특히, O2 이온주입공정(116)시에는 부유 게이트(112)를 통과하는 O2 이온들의 이온주입에너지보다 게이트 절연막(111)을 통과하는 O2 이온들의 이온주입에너지가 현저히 작아 터널링 방지막(118B)은 부유 게이트(112)의 양측벽에 인접하여 형성될 수 있다. In addition, when the
이때, 터널링 방지막(118B)은 이온 차단막(118A)과 재산화막(119, 도 3d 참조) 사이에 존재하는 부유 게이트(112)와 중첩되도록 형성한다. 이를 통해, 이온 차단막(118A)과 재산화막(119) 사이에 존재하는 부유 게이트(112)를 통해 FN 터널링이 발생하는 것을 완벽히 차단할 수 있다. In this case, the
이어서, 도 3d에 도시된 바와 같이, 재산화 공정(re-oxidation)을 실시하여 게이트 구조물(115)을 포함한 기판(110) 상부면 단차를 따라 재산화막(119)을 형성한다. 여기서, 재산화막(119)은 게이트 구조물(115) 형성을 위한 식각공정시 발생된 게이트 구조물(115)의 식각 손상을 보상하기 위한 것으로, 생략이 가능하다.Subsequently, as shown in FIG. 3D, a reoxidation process is performed to form an
이어서, 도 3e에 도시된 바와 같이, 재산화막(119) 상부면 단차를 따라 스페이서용 산화막(120)을 형성한다. Subsequently, as shown in FIG. 3E, an
이어서, 에치백(etch-back) 공정을 실시하여 기판(110) 일부가 노출되도록 스페이서용 산화막(120) 및 재산화막(119)을 식각한다. 이로써, 게이트 구조물(115)의 양측벽에는 스페이서(121)가 형성된다.Subsequently, an etch-back process is performed to etch the
전술한 바와 같이, 이와 같은 반도체 제조공정을 진행하다 보면 대기 중에 존재하는 나트륨 이온(Na+), 아연 이온(Zn+) 및 철 이온(Fe+) 등과 같은 금속계 이온들이 산화막 계열의 절연막인 스페이서(121) 내부로 침투하게 된다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 스페이서(121)와 일정 거리 이격된 지점의 부유 게이트(112) 내에 이온 차단막(118A)을 형성하여 스페이서(121) 내에 포획된 금속계 이온들에 의해 프로그램 동작시 이온 차단막(118A) 사이의 부유 게이트(112) 내부에 주입된 전자들이 스페이서(121) 방향으로 이동하는 것을 차단할 수 있다. As described above, when the semiconductor manufacturing process is performed, metal ions such as sodium ions (Na + ), zinc ions (Zn + ), and iron ions (Fe + ) present in the atmosphere may be formed of an insulating layer based on an oxide film ( 121) It penetrates inside. Therefore, in the exemplary embodiment of the present invention, the
이를 통해, 소자의 정상적인 동작이 가능하도록 할 수 있다. 즉, 소거 동작시 부유 게이트(112) 내에 주입되어 있던 전자들이 기판(110)으로 모두 빠져나갈 수 있게 되므로 반복되는 프로그램 및 소거 동작시에도 싸이클링 특성이 저하될 염려가 없고 리텐션 특성이 저하될 염려가 없다.Through this, the normal operation of the device can be enabled. That is, since the electrons injected into the floating
이에 더하여, 이온 차단막(118A)과 스페이서(121) 사이의 부유 게이트(112)와 중첩되는 영역의 게이트 절연막(111) 저부에 터널링 방지막(118B)을 형성함으로써, 이온 차단막(118A)과 스페이서(121) 사이의 부유 게이트(112)가 완벽한 공핍층 역할을 하도록 한다. 이를 통해, 더욱 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, the
본 발명의 기술 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 특히, 본 발명의 실시예에서는 적층형(stack type) 비휘발성 메모리 소자에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 SONOS(Silicon Oxide Nitride Oxide Silicon) 구조의 소자에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. Although the technical spirit of the present invention has been described in detail in the preferred embodiments, it should be noted that the above-described implementation is for the purpose of description and not of limitation. In particular, in the exemplary embodiment of the present invention, a stack type nonvolatile memory device has been described, but the present invention is not limited thereto and may be applied to devices having a silicon oxide nitride oxide silicon (SONOS) structure. In addition, it will be understood by those skilled in the art that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the following effects are obtained.
첫째, 부유 게이트 양측벽에 존재하는 스페이서로부터 각각 일정 거리 이격된 지점의 부유 게이트 내에 이온 차단막을 형성하여 스페이서 내에 포획된 금속계 이온들에 의해 프로그램 동작시 부유 게이트 내부로 주입된 전자들이 영향을 받는 것을 차단할 수 있다. 이를 통해, 소자의 정상적인 소거 동작이 가능하도록 하여 소자의 동작 특성, 예컨대 싸이클링 특성 및 리텐션 특성을 개선시킬 수 있다.First, an ion blocking layer is formed in the floating gate at a distance from the spacers on both sides of the floating gate, and the electrons injected into the floating gate are affected by the metal-based ions trapped in the spacer during the program operation. You can block. Through this, the normal erasing operation of the device can be performed to improve operating characteristics of the device, such as cycling characteristics and retention characteristics.
둘째, 이온 차단막과 스페이서 사이의 부유 게이트와 중첩되는 영역의 게이 트 절연막 저부에 터널링 방지막을 형성함으로써, 이온 차단막과 스페이서 사이의 부유 게이트가 완벽한 공핍층 역할을 하도록 하여, 소자의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.Second, by forming a tunneling prevention film at the bottom of the gate insulating film in the region overlapping the floating gate between the ion blocking film and the spacer, the floating gate between the ion blocking film and the spacer serves as a perfect depletion layer, further improving the reliability of the device Can be.
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