KR19980053442A - 플래쉬 메모리 셀 제조방법 - Google Patents
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Abstract
플래쉬 메모리 셀의 플로팅 게이트와 콘트롤 게이트의 접촉면적을 크게 하여 캐패시턴스 커플링비를 증가시키고 플로팅 게이트와 콘트롤 게이트 사이의 유전체막의 특성을 강화하도록 하여 데이터 보존 시간을 증가시키는 플래쉬 메모리 셀의 제조방법이 개시된다.
Description
본 발명은 플래쉬 메모리 셀 제조방법에 관한 것으로 특히, 스프리트(Split)형의 게이트 전극을 갖는 플래쉬 메모리 셀의 데이터 보존 시간을 증대시킬 수 있도록 한 플래쉬 메모리 셀 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 플래쉬 메모리 셀에서 플로팅 게이트는 유전체로 쌓여 있기 때문에 직접 바이어스 전압을 인가 할 수 없다. 그리고 콘트롤 게이트에 가해지는 바이어스 전압이 유전체막을 통하여 플로팅 게이트에 전달되고 그것이 실리콘기판에 영향을 미치어 트랜지스터(Transistor)로 작동하게 된다. 그로므로 플로팅 게이트와 콘트롤 게이트 사이에 형성되는 유전물질의 형성방법에 따라서 셀의 동작 효율성에 큰 영향을 미치게 된다. 그리고 캐패시터(Capacitor)의 정전용량을 높이기 위하여 유전물질의 유전상수가 높은 물질을 사용하거나 또는 캐패시턴스의 면적을 넓힌다. 그러면 종래 플래쉬 메모리 셀의 제조 방법을 도 1a 내지 도 1c를 통해 설명하면 다음과 같다.
도 1a 내지 도 1c는 종래 플래쉬 메모리 셀의 제조 방법을 설명하기 위한 소자의 단면도로서, 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
도 1a는 필드산화막(2)이 형성된 실리콘기판(1)상에 터널산화막(3), 제 1 폴리실리콘층(4), 하부산화막(5) 및 질화막(6)을 순차적으로 형성한 상태의 단면도로서, 상기 제 1 폴리실리콘층(4)을 폴리실리콘을 증착한 후 불순물 이온을 도핑하여 형성한다.
도 1b는 플로팅 게이트 전극용 마스크를 이용하여 상기 질화막(6), 하부산화막(5), 제 1 폴리실리콘층(4) 및 터널산화막(3)을 순차적으로 패터닝한 상태의 단면도로서, 이때 상기 필드산화막(2)의 양측부에 터널산화막(3), 플로팅 게이트(4), 하부산화막(5) 및 질화막(6)이 적층된 구조가 형성된다.
도 1c는 상기 패턴된 실리콘기판(1) 상부에 상부면에 고온 산화로 상부 산화막(7)을 형성한 후 상기 상부 산화막(7) 상부에 제 2 폴리실리콘층(8)을 형성한 상태의 단면도로서 상기 제 2 폴리실리콘층(8)은 폴리실리콘을 증착한 후 불순물 이온을 도핑하여 콘트롤 게이트가 형성되도록 한다. 상기 도 1c의 단면도는 도 2에 도시된 플래쉬 메모리 셀의 레이 아웃도를 A1-A2로 절취한 도면과 동일한 상태이다.
상기와 같이 종래 방법으로 플래쉬 메모리 셀을 형성할 경우 제 1 폴리실리콘층(4)과 제 2 폴리실리콘층(8)의 접촉면적이 적어져서 캐패시턴스 커플링비(Capacitance Coupling Ratio)가 작게 된다. 그리고 플래쉬 메모리 셀의 동작에 있어서 데이터의 프로그램 및 소거 효율성이 떨어진다.
따라서 본 발명은 제 1 폴리실리콘층과 제 2 폴리실리콘층의 접촉 면적을 크게 하여 캐패시턴스 커플링 비 및 데이터 보존 시간을 증대시켜 상기의 문제점을 해소할 수 있는 플래쉬 메모리 셀의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플래쉬 메모리 셀 제조방법은 필드산화막이 형성된 실리콘기판상에 터널산화막을 형성한 후 제 1 폴리실리콘층을 형성하는 단계와, 상기 제 1 폴리실리콘층에 불순물을 주입하여 플로팅 게이트를 형성하는 단계와, 상기 플로팅 게이트 전체 상부면에 하부산화막 및 질화막을 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 필드산화막이 노출되도록 상기 질화막, 하부산화막 및 제 1 폴리실리콘층을 순차적으로 패터닝하는 단계와, 상기 실리콘기판 전체 상부면에 제 2 폴리실리콘층을 형성하는 단계와, 상기 제 2 폴리실리콘층 전체 상부면을 블랑켓 식각하여 제 1 폴리실리콘층의 측벽에 스페이서를 형성하는 단계와, 상기 실리콘기판의 전체 상부면에 산화공정을 실시하여 상부산화막을 형성하여 유전체막을 완성하는 단계와, 상기 상부 산화막 전체 상부면에 제 3 폴리실리콘층을 형성하는 단계와, 상기 제 3 폴리실리콘층에 불순물을 주입하여 콘트롤 게이트를 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 1a 내지 도 1c는 종래 플래쉬 메모리 셀의 제조 방법을 설명하기 위한 소자의 단면도.
도 2는 종래 플래쉬 메모리 셀 제조방법을 설명하기 위한 레이 아웃도.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 다른 플래쉬 메모리 셀 제조방법을 설명하기 위한 소자의 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 및 11:실리콘기판2 및 12:필드산화막
3 및 13:터널산화막4 및 14:제 1 폴리실리콘
5 및 15:하부산화막6 및 16:질화막
7:상부산화막8 및 17:제 2 폴리실리콘
19:제 3 폴리실리콘
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 스프리트 게이트형 플래쉬 메모리 셀의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3a는 필드산화막(12)이 형성된 실리콘기판(11)상에 터널산화막(13), 제 1 폴리실리콘층(14), 하부산화막(15) 및 질화막(16)을 순차적으로 형성한 상태의 단면도로서, 상기 제 1 폴리실리콘층(14)은 폴리실리콘을 증착한 후 불순물 이온을 도핑하여 형성한다.
도 3b는 플로팅 게이트 전극용 마스크를 이용하여 상기 질화막(16), 하부산화막(15), 제 1 폴리실리콘층(14) 및 터널산화막(13)을 순차적으로 패터닝한 상태의 단면도로서, 이때 상기 필드산화막(12)의 양측부에 터널산화막(13), 플로팅 게이트(14), 하부산화막(15) 및 질화막(16)이 적층된 구조가 형성된다.
도 3c는 패턴닝 된 상기 실리콘기판(11) 전체 상부면에 제 2 폴리실리콘층(17)을 형성한 상태의 단면도이다.
도 3d는 상기 제 2 폴리실리콘층(17)을 전면식각하여 제 1 폴리실리콘층(14) 양측벽에 스페이서(18)를 형성한 상태의 단면도이다. 이때 상기 제 2 폴리실리콘층(17)이 40 내지 60Å의 두께가 되도록 전면식각을 한다.
도 3e에 도시된 바와같이 상기 제 2 폴리실리콘층(17)이 상부 산화막(17A)이 되도록 산화공정을 실시한다. 그 후 상기 상부 산화막(17A) 전체 상부면에 제 3 폴리실리콘층(19)을 형성한 후 상기 제 3 폴리실리콘층(19)에 불순물을 주입하여 콘트롤 게이트가 형성되도록 한다. 이때 상기 상부 산화막(17A)은 열산화막으로써 유전 특성을 강화하는 효과가 있다.
상기와 같은 본 발명은 스톡 게이트(Stack Gate)형 플래쉬 메모리 셀에서도 적용이 가능하며 이이피롬(EEPROM)셀 및 이피롬(EPROM)셀에서도 적용이 가능하다.
상술한 바와같이 데이터 보존시간을 증대시키기 위하여 플로팅 게이트가 될 제 1 폴리실리콘층 양측벽에 제 2 폴리실리콘 스페이서를 형성함으로써 플로팅 게이트와 콘트롤 게이트의 접촉면적이 크게 되어 캐패시턴스 커플링 비가 증대된다. 그리고 유전체막인 상기 제 2 폴리실리콘층이 열산화막으로 되어 유전특성이 강화되므로 데이터 보존시간이 증대되는 효과가 있다.
Claims (2)
- 필드산화막이 형성된 실리콘기판상에 터널산화막을 형성한 후 제 1 폴리실리콘층을 형성하는 단계와,상기 제 1 폴리실리콘층에 불순물을 주입하여 플로팅 게이트를 형성하는 단계와,상기 플로팅 게이트 전체 상부면에 하부산화막 및 질화막을 순차적으로 형성하는 단계와,상기 필드산화막이 노출되도록 상기 질화막, 하부산화막 및 제 1 폴리실리콘층을 순차적으로 패터닝하는 단계와,상기 실리콘기판 전체 상부면에 제 2 폴리실리콘층을 형성하는 단계와,상기 제 2 폴리실리콘층 전체 상부면을 블랑켓 식각하여 제 1 폴리실리콘층의 양측벽에 스페이서를 형성하는 단계와,상기 실리콘기판의 전체 상부면에 산화공정을 실시하여 상부산화막을 형성하여 유전체막을 완성하는 단계와,상기 상부 산화막 전체 상부면에 제 3 폴리실리콘층을 형성하는 단계와,상기 제 3 폴리실리콘층에 불순물을 주입하여 콘트롤 게이트를 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플래쉬 메모리 셀 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 폴리실리콘층이 40 내지 60Å의 두께가 되도록 전면식각하는 것을 특징으로 하는 플래쉬 메모리 셀 제조방법.
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR20000037983A (ko) * | 1998-12-03 | 2000-07-05 | 김영환 | 플래쉬 메모리 셀의 제조방법 |
| KR100439025B1 (ko) * | 2001-01-18 | 2004-07-03 | 삼성전자주식회사 | 플래쉬 메모리의 부유 전극의 형성 방법 |
| KR100452600B1 (ko) * | 2001-12-24 | 2004-10-12 | 현대자동차주식회사 | 자동변속기의 오일 팬 어셈블리 |
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1996
- 1996-12-26 KR KR1019960072546A patent/KR19980053442A/ko not_active Application Discontinuation
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| KR20000037983A (ko) * | 1998-12-03 | 2000-07-05 | 김영환 | 플래쉬 메모리 셀의 제조방법 |
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| KR100452600B1 (ko) * | 2001-12-24 | 2004-10-12 | 현대자동차주식회사 | 자동변속기의 오일 팬 어셈블리 |
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