KR19990052461A - Well Structure of Nonvolatile Semiconductor Memory Device and Manufacturing Method Thereby - Google Patents

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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/30Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the memory core region

Abstract

소자 분리특성 및 동작의 신뢰성을 향상시키기 위하여, 불휘발성 반도체 메모리 장치의 개선된 셀영역 및 주변영역의 웰 구조 그리고 그에 따른 제조방법이 개시된다. 개시된 구조는, 데이터의 프로그램을 채널 열전자 주입방식으로 행하고 소거를 벌크영역을 통해 F-N터널링 방식으로 행하는 고상한 웰 구조를 가진다.In order to improve device isolation characteristics and reliability of operation, an improved cell structure and a peripheral structure of a nonvolatile semiconductor memory device and a manufacturing method thereof are disclosed. The disclosed structure has a noble well structure in which data is programmed by channel hot electron injection and erase is performed by F-N tunneling through the bulk region.

Description

불휘발성 반도체 메모리 장치의 웰 구조 및 그에 따른 제조방법Well Structure of Nonvolatile Semiconductor Memory Device and Manufacturing Method Thereof

본 발명은 불휘발성 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 특히 노아형 플래쉬 EEPROM(NOR-type flash EEPROM)의 개선된 셀영역 및 주변영역의 웰 구조 그리고 그에 따른 제조방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly, to an improved cell structure and a peripheral structure of a NOR-type flash EEPROM (NOR-type flash EEPROM) and a manufacturing method thereof.

일반적으로, 불휘발성 반도체 메모리 장치의 종류로서는 마스크 롬(Mask ROM), 이피롬(EPROM), 이이피롬(EEPROM), 및 플래쉬 이이피롬(flash-EEPROM)등이 본 분야에 널리 알려져 있다. 이들 가운데 플래쉬 이이피롬은 이이피롬의 동작특징에 더하여 데이터를 일시에 전기적으로 소거할 수 있는 기능과, 저전력 소비특성을 지니므로, 최근에 개인용 노트북 컴퓨터의 영구 메모리뿐 만 아니라 디지탈 카메라, 메모리 카드 등과 같은 휴대용단말기의 기록매체로서도 각광을 받고 있는 추세이다. 불휘발성 반도체 메모리 장치에서 저장된 데이터의 상태는 셀 트랜지스터가 가지는 문턱전압(Threshold Voltage)의 값에 의해 결정된다. 문턱전압이란 셀 트랜지스터의 게이트 단자와 소오스단자 사이에 전압차를 점차로 크게 해줄 경우에 상기 셀 트랜지스터가 어떤 임계전압에서 비로서 턴온되기 시작하였다면, 바로 그 임계전압을 일컫는다. EPROM, EEPROM, 또는 Flash-EEPROM의 경우에 각 셀 트랜지스터는 콘트롤 게이트와는 격리된 플로팅 게이트 (Floating Gate)를 내부에 가진다. 상기 플로팅 게이트에 저장되는 전하량을 차등화시켜 주는 것에 의해, 각 셀 트랜지스터의 문턱전압은 의도된 설정 레벨로 각기 변경된다. 이에 따라 데이터는 리드동작에서 서로 구별될 수 있는 상태를 가지도록 저장(프로그램)된다. 각 셀 트랜지스터들에 저장되어 있는 데이터의 상태를 읽어내기 위해서는 프로그램된 셀들의 저장상태를 점검하는 것이 필요하게 된다. 이를 위해서는 디코더 회로(Decoder Circuit)를 이용하여 원하는 메모리 셀을 선택하고 읽는데 필요한 전압형태의 신호들을 상기 셀 트랜지스터인 메모리 셀과 그에 관련된 회로등에 가해준다. 그 결과로써 메모리 셀의 저장 상태에 따른 전류 또는 전압의 신호를 비트라인상에서 얻게 된다. 이렇게 얻어진 전류 또는 전압신호를 감지회로라 불리는 센스앰프(Sense Amplifier)로써 측정하면 메모리 셀에 저장되어 있는 상태정보는 데이터 "1" 또는 데이터 "0"로서 나타난다.In general, mask ROM, EPROM, EEPROM, flash-EEPROM, and the like are widely known in the art as nonvolatile semiconductor memory devices. Among these, Flash YPyrom has the function to erase data at once and in addition to the operation characteristics of YPyrom, and it has low power consumption, so not only the permanent memory of personal notebook computer but also digital camera, memory card, etc. The trend is also attracting attention as a recording medium of the same portable terminal. The state of data stored in the nonvolatile semiconductor memory device is determined by a threshold voltage of the cell transistor. The threshold voltage refers to the threshold voltage if the cell transistor starts to turn on at a certain threshold voltage when the voltage difference is gradually increased between the gate terminal and the source terminal of the cell transistor. In the case of EPROM, EEPROM, or Flash-EEPROM, each cell transistor has a floating gate therein that is isolated from the control gate. By differentializing the amount of charge stored in the floating gate, the threshold voltage of each cell transistor is changed to the intended set level, respectively. Accordingly, data is stored (programmed) to have a state that can be distinguished from each other in the read operation. In order to read the state of data stored in each cell transistor, it is necessary to check the storage state of programmed cells. To this end, a decoder circuit is used to apply signals in the form of voltages required to select and read a desired memory cell to the memory cell, the cell transistor, and a circuit associated therewith. As a result, a signal of current or voltage according to the storage state of the memory cell is obtained on the bit line. When the current or voltage signal thus obtained is measured with a sense amplifier called a sense circuit, the state information stored in the memory cell is represented as data "1" or data "0".

플래쉬 이이피롬의 메모리 셀 어레이(Array)의 구조는 메모리 셀들이 비트라인(bit line)에 연결되어진 형태에 따라 크게 NOR-형(NOR-Type)와 NAND-형(NAND-Type)로 구별된다. NOR형의 경우는 도 1의 구조와 같이 각각의 메모리 셀들 M1,M3,M5이 비트라인 BL1과 소오스 라인(Source Line) CSL사이에 연결되어 있으며, NAND형의 경우는 도 2의 구조와 같이 다수의 메모리 셀들 M1,M2-M4 이 선택용 트랜지스터들 ST1,ST2와 더불어 스트링(string)구조를 이루고 비트라인 BL과 접지라인사이에 직렬로 연결되어 있다. 도 1 및 도 2에 보여지는 메모리 셀 트랜지스터는 각기 워드라인에 연결된 콘트롤 게이트 CG와, 상기 콘트롤 게이트 CG와는 절연된 플로팅 게이트 FG를 가진다. 도 1에서 보여지는 노아형 셀 어레이 구조는 도 2의 낸드형 셀 어레이 구조에 비해 연결구조상 셀 트랜지스터들의 집적도 면에서 불리하지만, 리드동작 면에서 상대적으로 많은 셀 전류량에 기인한 고속동작을 가진다. 따라서, 상대적으로 고속동작에 부응하기 위하여 플래쉬 이이피롬의 메모리 셀 어레이 구조는 낸드형에서 노아형으로 전환되어지는 추세에 있으며, 아울러 셀 트랜지스터의 고 집적을 꾀하려는 시도가 다양한 선행기술들에서 개시되고 있다. 이러한 선행기술들중의 하나로서 NOR 형 flash EEPROM구조는 삿옌 묵허지(Satyen Mukherjee)외 다수에 의해 1985년 IEDM 616면 내지 619면에 걸쳐 게재된 논문 제목 "A SINGLE TRANSISTOR EEPROM CELL AND ITS IMPLEMENTATION IN A 512K CMOS EEPROM"하에 개시되어 있다. 미합중국에서 발행된 특허번호 USP 4,698,787호로서도 개시된 상기 선행기술에서, 메모리 셀로의 데이터 프로그램은 채널 열전자(CHE:Channel Hot Electron)주입방식으로 수행되고, 프로그램된 데이터의 소거는 도 3a에서 보여지는 바와 같이 일측 방향의 접합영역인 소오스 영역을 통하여 파울러 노르하임(F-N: Fowler-Nordheim)터널링방식으로 행해진다. 도 1내의 임의의 셀 트랜지스터의 단면에 대응되는 도 3a를 참조하면, 일측 방향의 접합영역인 소오스 영역(또는 드레인 영역)으로의 데이터 소거 스킴이 보여진다. 데이터의 소거란 프로그램된 셀 트랜지스터의 문턱전압 값을 초기의 문턱 전압값으로 변화시키는 것을 의미하며 이는 전하의 방출로서 달성된다. 이를 위해, 선택된 워드라인에 연결된 셀 트랜지스터의 콘트롤 게이트 CG에 약 0볼트(Volt)를 인가하고 소오스 영역 12에 약 12볼트를 인가하면, 플로팅 게이트 FG에 저장된 전자들이 F-N터널링에 의해 하부의 게이트 산화막을 통해 소오스 영역 12으로 방출된다.The structure of a flash Y pyrom memory cell array is divided into NOR-type and NAND-type according to the form in which memory cells are connected to a bit line. In the case of the NOR type, each of the memory cells M1, M3, and M5 is connected between the bit line BL1 and the source line CSL as in the structure of FIG. The memory cells M1 and M2-M4 form a string structure together with the selection transistors ST1 and ST2 and are connected in series between the bit line BL and the ground line. Each of the memory cell transistors shown in FIGS. 1 and 2 has a control gate CG connected to a word line, and a floating gate FG isolated from the control gate CG. The noah type cell array structure shown in FIG. 1 is disadvantageous in terms of integration density of cell transistors in connection with the NAND cell array structure of FIG. 2, but has a high speed operation due to a relatively large amount of cell current in terms of read operation. Therefore, in order to respond to relatively high speed operation, the memory cell array structure of flash Y pyrom has tended to be converted from a NAND type to a noah type, and attempts to achieve high integration of cell transistors have been disclosed in various prior arts. have. As one of these prior arts, the NOR type flash EEPROM structure is published by Satyen Mukherjee et al. 512K CMOS EEPROM ". In the above prior art, also disclosed in US Pat. No. 4,698,787 issued in the United States, the data program into the memory cell is performed by channel hot electron (CHE) injection, and the erase of the programmed data is performed as shown in FIG. 3A. The Fowler-Nordheim (FN) tunneling method is performed through a source region, which is a junction region in one direction. Referring to FIG. 3A, which corresponds to the cross section of any cell transistor in FIG. 1, a data erasing scheme is shown for a source region (or drain region) that is a junction region in one direction. Erasing data means changing the threshold voltage value of the programmed cell transistor to an initial threshold voltage value, which is achieved as the discharge of charge. To do this, when about 0 Volt is applied to the control gate CG of the cell transistor connected to the selected word line and about 12 Volt is applied to the source region 12, electrons stored in the floating gate FG are lowered by FN tunneling. Through the source region 12.

상기한 소오스 소거동작이 보다 구체적으로 이해되어 후술될 본 발명과의 철저한 구별이 될 수 있도록 하기 위해, 노아형 구조의 셀 트랜지스터의 각 동작모드를 이하에서 예를들어 상세히 설명한다. 도 3a에서의 셀 트랜지스터가 자신의 플로팅 게이트 FG내에 전자를 보유하고 있으면 이를 데이터 "1"상태라 하고, 보유하지 아니하면 데이터 "0"상태라 하자. 데이터 "0"상태로 되어 있는 셀 트랜지스터를 데이터 "1"상태로 변경시키는 동작을 본 분야에서는 통상 프로그램동작이라 한다. 그러한 프로그램 동작을 위해서는 약 2볼트 정도의 문턱전압을 가지고 있는 셀 트랜지스터에 필요한 전압신호들을 인가하여, 문턱전압이 약 7V 정도로 증가되도록 하여야 한다. 이러한 프로그램 동작에서, 선택된 비트라인에 연결된 드레인 D에는 약 5내지6V, 선택된 워드라인에 연결된 콘트롤 게이트 CG에 약 10내지12V가 인가되고 소오스 S 및 기판 또는 벌크(bulk) 10에 0V가 인가된다. 그러면, 셀 트랜지스터는 턴온되어 셀 전류는 드레인 영역 13에서 소오스 영역 12으로 흐른다. 이 때 발생된 열전자(hot electron)중 일부는 상기 게이트 CG의 수직 일렉트릭 필드(electric al field)에 의해 게이트 산화막(터널 산화막)을 통해 상기 플로팅 게이트 FG로 주입된다. 상기 채널 열전자의 주입에 의해 셀 트랜지스터의 문턱전압은 초기에 2볼트에서 7볼트로 상승된다. 상기한 프로그램 동작이 종료되어도 플로팅 게이트 FG로 주입된 열전자는 주위의 게이트 산화막 및 오엔오(O/N/O) 구조의 삼중막에 의해 고립되어지므로, 프로그램이 완료된 셀 트랜지스터는 별도의 소거동작이 있기 전 까지는 영구적으로 데이터를 보유한다. 한편, 상술한 소거(erase)동작은 상기 플로팅 게이트 FG에 저장된 전자들을 방출시켜 셀 트랜지스터의 문턱 전압이 다시 초기의 문턱전압 즉, 여기서는 약 2V정도로 되어지게 하는 동작이다. 이 경우에 선택된 셀 트랜지스터의 드레인 D에 접속된 비트라인은 플로팅(floating)되게 하고, 소오스 S에 연결된 공통소오스라인 CSL에 약 12내지 15V를 인가하고 워드라인에 0V를 인가한다. 이에 의해 플로팅 게이트 FG와 소오스 접합(source junction)영역 12사이의 전압 차가 발생되고, 그에 따라 약 100Å정도의 터널 산화막을 통해 전자 터널링 현상이 일어난다. 이 현상이 바로 본 분야에서 잘 알려진 F-N 터널링 방식이다. 이 방식에 의해 플로팅 게이트 FG내에 고립되어 있던 전자들이 상기 산화막을 통해 소오스 영역 12으로 방출된다. 이러한 소거동작에 의해 플로팅 게이트 FG의 내부에는 전자들이 거의 존재하지 않으므로 셀 트랜지스터의 문턱전압은 다시 낮아져 원래의 문턱전압 값인 2볼트로 유지된다. 한편, 리드동작시에는 선택된 트랜지스터의 비트라인에 약 1V정도의 전압을 인가하고 워드라인에 약 4내지5V를 인가하여 전류패스를 형성시킴으로써 저장된 데이터의 상태는 비트라인을 통해 감지된다.In order that the above-described source erasing operation can be more specifically understood and can be thoroughly distinguished from the present invention which will be described later, each operation mode of the cell transistor of the noah type structure will be described in detail by way of example. If the cell transistor shown in Fig. 3A retains electrons in its floating gate FG, it is referred to as a data " 1 " state. The operation of changing the cell transistor in the data " 0 " state to the data " 1 " state is commonly referred to as program operation in the art. For such a program operation, voltage signals necessary for a cell transistor having a threshold voltage of about 2 volts should be applied to increase the threshold voltage to about 7V. In this program operation, about 5 to 6V is applied to the drain D connected to the selected bit line, about 10 to 12V is applied to the control gate CG connected to the selected word line and 0V is applied to the source S and the substrate or bulk 10. The cell transistors are then turned on so that cell current flows from drain region 13 to source region 12. Some of the hot electrons generated at this time are injected into the floating gate FG through a gate oxide film (tunnel oxide film) by a vertical electric field of the gate CG. The threshold voltage of the cell transistor is initially increased from 2 to 7 volts by the injection of the channel hot electrons. Even when the program operation is terminated, hot electrons injected into the floating gate FG are isolated by the gate oxide film and the triple layer having the O / N / O structure, so that the cell transistor in which the program is completed has a separate erase operation. It retains data permanently until it exists. On the other hand, the above erase operation is to emit electrons stored in the floating gate FG so that the threshold voltage of the cell transistor becomes the initial threshold voltage, that is, about 2V here. In this case, the bit line connected to the drain D of the selected cell transistor is allowed to float, and about 12 to 15 V is applied to the common source line CSL connected to the source S and 0 V is applied to the word line. As a result, a voltage difference is generated between the floating gate FG and the source junction region 12, and accordingly, electron tunneling occurs through a tunnel oxide film of about 100 kV. This phenomenon is the F-N tunneling scheme well known in the art. In this manner, electrons isolated in the floating gate FG are emitted to the source region 12 through the oxide film. Due to such an erase operation, since there are almost no electrons in the floating gate FG, the threshold voltage of the cell transistor is lowered again to maintain the original threshold voltage of 2 volts. On the other hand, during the read operation, a voltage of about 1V is applied to the bit line of the selected transistor and about 4 to 5V is applied to the word line to form a current path, thereby detecting the state of the stored data through the bit line.

도 3a에서 보여지는 영역 14는 소오스 접합영역의 브레이크 다운 전압을 높이고 밴드 대 밴드 터널링(BTBT;Band To Band Tunneling) 전류를 줄이기 위하여 상기 영역 12보다 낮은 농도분포를 갖는 엔(N-)형 이온주입 영역이다. 즉, 상기 도 3a의 셀 트랜지스터는 본 분야에 그 장점이 잘 알려진 바로서의 더블 도프드 드레인(DDD:Double Doped Drain)구조를 가진다. 그러나, 이러한 셀 트랜지스터 구조에서도 BTBT전류는 그 양이 줄어들 뿐 없어지지 아니하고 일정한 양으로서 여전히 존재한다. 상기 BTBT전류가 일정한 양을 가지고서 흐르는 경우에 상기 BTBT전류에 기인하여 부수적으로 홀(hole)에 의한 터널 산화막의 퇴화(degradation)현상이 일어난다. 상기 터널 산화막의 퇴화는 홀이 터널 산화막에 포획(trap)되는 현상으로서 이에 따라 터널 산화막은 열화되는 결점을 갖는다. 또한, 상기 DDD구조의 채용은 트랜지스터의 유효채널 길이를 감소시키기 때문에 채널의 길이는 일반적인 구조보다 길다. 따라서, 이러한 도 3a의 구조는 고집적화에 제한을 준다. 만약, DDD구조를 채용하면서도 채널의 길이를 일반적인 채널의 길이로 설정하면 프로그램시 드레인 전압에 의한 펀치스루우 현상이 발생할 확률이 매우 높다.The region 14 shown in FIG. 3A has an N-type ion implantation having a concentration distribution lower than that of the region 12 in order to increase the breakdown voltage of the source junction region and reduce the band-to-band tunneling (BTBT) current. Area. That is, the cell transistor of FIG. 3A has a double doped drain (DDD) structure, which is well known in the art. However, even in such a cell transistor structure, the BTBT current is not only reduced but is still present as a constant amount. When the BTBT current flows with a constant amount, the degradation of the tunnel oxide film due to holes occurs incidentally due to the BTBT current. The degradation of the tunnel oxide film is a phenomenon in which holes are trapped in the tunnel oxide film, and thus the tunnel oxide film has a defect of deterioration. In addition, since the adoption of the DDD structure reduces the effective channel length of the transistor, the length of the channel is longer than that of the general structure. Thus, this structure of FIG. 3A limits the high integration. If the channel length is set to the general channel length while adopting the DDD structure, the punch-through phenomenon due to the drain voltage during programming is very high.

상기한 도 3a의 소오스 소거에 따른 상기의 결점들을 개선하고 저전원동작 과 고집적화를 도모하기 위하여, 네거티브 게이트 바이어스드(negative gate biased) 소거 스킴을 가지는 노아형 플래쉬 메모리가 세이치 모리(Seiichi Mori)외 다수에 의해 1994년 심포지움 VLSI (1994 Symposium Technoiogy Digest of Technical Papers)의 53면 내지 54면에 걸쳐 게재된 논문 제목 "High Speed Sub-halfmicron Flash Memory Technology with Simple Stacked Gate Structure Cell"하에 개시되어 있으며, 이는 도 4에서 보여지는 구조를 가진다. 도 4에서의 셀영역내의 셀 트랜지스터 M1,M2에 대한 소거스킴은 도 3a와 동일하게 소오스 영역 12을 통해 달성된다. 그렇지만, 소거동작을 위해 메모리 셀 트랜지스터의 콘트롤 게이트에 약 -10볼트정도의 네거티브 전압을 인가하는 것과 주변영역에 네거티브 전압의 발생을 위한 더블 웰 구조를 형성한 것이 상기 도 3a에서의 소거 경우와 다르다. 또한, 소오스에는 +5볼트가 인가되고 드레인은 플로팅 상태로 된다. 상기한 조건, 즉 네거티브 게이트 바이어스드 소거 스킴으로써 소오스 영역 12을 통해 소거를 행하면 상기 BTBT전류는 도 3a의 경우보다 더 줄어든다. 따라서, 터널 산화막의 열화문제는 상대적으로 적어진다. 그러나, 상기 구조는 셀 트랜지스터의 드레인 영역 하부에 기판의 불순물 농도보다 저농도인 저농도 피형 포켓(P-)레이어를 제조하여야 하는 부담이 있어 0.4미크론 미터의 디자인 룰을 갖게 된다.In order to ameliorate the drawbacks due to the source erase of FIG. 3A and to promote low power supply operation and high integration, a quinoa flash memory having a negative gate biased erase scheme is described by Seiichi Mori et al. Many have been published under the title "High Speed Sub-halfmicron Flash Memory Technology with Simple Stacked Gate Structure Cell" published on pages 53-54 of the 1994 Symposium Technoiogy Digest of Technical Papers (VLSI) in 1994. It has the structure shown in FIG. An erase scheme for the cell transistors M1 and M2 in the cell region in FIG. 4 is achieved through the source region 12 as in FIG. 3A. However, applying a negative voltage of about -10 volts to the control gate of the memory cell transistor for the erase operation and forming a double well structure for generating the negative voltage in the peripheral region are different from the erase case in FIG. 3A. . In addition, +5 volts is applied to the source and the drain is in a floating state. When the erase is performed through the source region 12 by the above condition, that is, a negative gate biased erase scheme, the BTBT current is further reduced than in the case of FIG. 3A. Therefore, the degradation problem of the tunnel oxide film is relatively small. However, the above structure has a burden of manufacturing a low density pouch pocket (P-) layer which is lower than the impurity concentration of the substrate under the drain region of the cell transistor, and thus has a design rule of 0.4 micron.

상기한 노아형 플래쉬 메모리의 셀영역 및 주변영역의 웰 구조와 트랜지스터들을 단면도로서 보여주는 도 4를 참조하면, 주변영역에는 메모리 셀 트랜지스터의 구동을 위해 저전압용 엔형 및 피형 모오스 트랜지스터 20,21와 고전압용 엔형 및 피형 모오스 트랜지스터 22,23들이 배치된다. 여기서, 엔형 웰들 16,17내에 포켓 피형웰 19,20을 제조시 측면 확산(side diffusion)에 기인하여 엔형 웰 16,17 하부의 형태가 도트라인을 따라 형성될 수 있다. 이러한 경우에는 엔형 웰들 간의 거리는 부호 L로서 좁게 나타난다. 따라서, 소자들간의 절연특성은 취약하게 되는 문제가 있다. 플래쉬 메모리의 고집화에 따라 상기한 거리 L이 줄어들게 되므로 절연특성은 심각한 문제로 대두될 수 있다. 또한, 포켓 피형웰 19,20의 불순물 농도는 서로 동일하게 되므로 고전압용 엔형 모오스 트랜지스터 22와 저전압용 엔형 모오스 트랜지스터 20의 문턱전압을 각기 다르게 조절하는 것이 어렵다. 한편, 기판의 표면이 셀 영역에서 노출되므로 제조공정을 거치는 동안에 오염이 되어 셀 트랜지스터의 동작특성이 저하될 우려가 있다.Referring to FIG. 4, which shows the well structure and transistors of the cell region and the peripheral region of the noah type flash memory as a cross-sectional view, in the peripheral region, a low voltage en-type and a type Morse transistor 20 and 21 and a high voltage are used to drive the memory cell transistor. The N type and the MOS transistors 22 and 23 are disposed. Here, the shape of the lower portion of the N-type wells 16 and 17 may be formed along the dot line due to side diffusion when the pocket wells 19 and 20 are formed in the N-type wells 16 and 17. In this case, the distance between the wells is narrow as the sign L. Therefore, there is a problem in that the insulation characteristics between the elements become weak. Since the distance L is reduced according to the high density of the flash memory, the insulation characteristic may be a serious problem. In addition, since the impurity concentrations of the pocketed wells 19 and 20 are the same, it is difficult to adjust the threshold voltages of the high voltage en-type MOS transistor 22 and the low voltage en-type MOS transistor 20 differently. On the other hand, since the surface of the substrate is exposed in the cell region, the substrate may be contaminated during the manufacturing process, thereby degrading operation characteristics of the cell transistor.

상술한 바와 같이, 종래의 노아형 플래쉬 메모리에서는 데이터의 소거가 일측 방향의 접합영역인 소오스 영역을 통하여 행하여 졌기 때문에, BTBT전류에 기인하여 터널 산화막의 열화를 완전히 해결하기 어려운 문제점이 있었다. 또한, 셀 트랜지스터의 사이즈 축소는 동작특성의 보장조건에 영향을 받아 한계에 부닥친다. 그리고, 주변영역에 포켓 웰을 제조시 상기 포켓 웰을 감싸는 웰들간의 절연특성이 저하될 수 있는 문제가 있고 주변영역의 고전압용 엔형 모오스 트랜지스터의 문턱전압을 낮게 조절하는 것이 어려우며 오염에 취약한 문제가 있다.As described above, in the conventional Noah-type flash memory, since data is erased through the source region, which is a junction region in one direction, there is a problem that the degradation of the tunnel oxide film due to the BTBT current cannot be completely solved. In addition, the size reduction of the cell transistor is limited by the operation condition guarantee conditions. In addition, when fabricating a pocket well in a peripheral region, there is a problem that insulation characteristics between the wells surrounding the pocket well may be degraded, and it is difficult to control the threshold voltage of the high-voltage en-type MOS transistor in the peripheral region to be low and vulnerable to contamination. have.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점들을 해결할 수 있는 불휘발성 반도체 메모리 장치의 웰 구조 및 그에 따른 제조방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a well structure of a nonvolatile semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, which can solve the above-mentioned problems.

본 발명의 다른 목적은 소오스 영역을 통하지 않고도 데이터를 소거할 수 있는 노아형 플래쉬 메모리의 웰 구조 및 그에 따른 제조방법을 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide a well structure of a quinoa flash memory capable of erasing data without going through a source region and a method of manufacturing the same.

본 발명의 또 다른 목적은 BTBT전류에 기인하는 터널 산화막의 열화를 완전히 해결할 수 있는 노아형 플래쉬 EEPROM의 개선된 셀영역 및 주변영역의 웰 구조 그리고 그에 따른 제조방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide an improved cell structure and a well structure of a quinoa flash EEPROM capable of solving the degradation of the tunnel oxide film due to BTBT current, and a manufacturing method thereof.

본 발명의 또 다른 목적은 셀 트랜지스터의 사이즈 및 주변영역의 사이즈를 최소화할 수 있는 노아형 플래쉬 EEPROM을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a NOR-type flash EEPROM capable of minimizing the size of the cell transistor and the size of the peripheral region.

본 발명의 또 다른 목적은 주변영역에 위치된 웰들간의 절연특성을 강화할 수 있고 주변영역의 고전압용 엔형 모오스 트랜지스터의 문턱전압을 저전압용에 비해 낮게 조절할 수 있는 노아형 플래쉬 EEPROM의 개선된 셀영역 및 주변영역의 웰 구조 그리고 그에 따른 제조방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to improve the insulating properties between wells located in the peripheral region and to improve the cell voltage of the NOR-type flash EEPROM that can adjust the threshold voltage of the high voltage en-type MOS transistor in the peripheral region lower than that for the low voltage. And a well structure of the peripheral region and a method of manufacturing the same.

본 발명의 또 다른 목적은 고집적에 적합하면서도 제조시의 오염방지특성 및 제조후의 동작특성이 우수한 불휘발성 반도체 메모리 장치를 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a nonvolatile semiconductor memory device which is suitable for high integration and has excellent anti-pollution characteristics during manufacturing and operation characteristics after manufacturing.

본 발명의 또 다른 목적은 고집적에 적합하면서도 소자분리특성이 우수한 노아형 불휘발성 반도체 메모리 장치를 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a noah type nonvolatile semiconductor memory device suitable for high integration and having excellent device isolation characteristics.

본 발명의 또 다른 목적은 개선된 소거동작을 가지는 노아형 플래쉬 EEPROM을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a quinoa flash EEPROM having an improved erase operation.

상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 일 아스팩트에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치의 웰구조는, 데이터의 프로그램을 채널 열전자 주입방식으로 행하고 소거를 벌크영역을 통해 F-N터널링 방식으로 행하기 위해, 노아형 셀 어레이 구조를 형성하는 셀 트랜지스터들이 위치되는 셀 영역은 기판의 도전형과는 반대의 도전형으로 상기 기판에 형성된 제1웰과 상기 셀 트랜지스터들의 상기 벌크영역으로서 기능하기 위해 상기 제1웰에 의해 둘러쌓여지고 상기 기판의 도전형과는 동일한 도전형으로 형성된 제1포켓형 웰로 이루어지고, 상기 셀 영역과는 전기적으로 격리되어 저전압 및 고전압용 트랜지스터들이 위치되는 주변영역은 상기 저전압 및 고전압용 트랜지스터들중 피형 트랜지스터들을 각기 수용하기 위해 상기 기판의 도전형과는 반대의 도전형으로 상기 기판에 각기 격리적으로 형성된 제2,3웰과, 상기 고전압용 트랜지스터들중 엔형 트랜지스터들을 수용하기 위해 상기 제3웰에 의해 둘러쌓여지고 상기 기판의 도전형과는 동일한 도전형으로 형성된 제2포켓형 웰과, 상기 저전압용 트랜지스터들중 엔형 트랜지스터들을 수용하기 위해 상기 기판의 도전형과 동일한 도전형으로 상기 제1,2웰 사이의 상기 기판에 형성된 제4웰로 이루어진 것임을 특징으로 한다. 여기서, 상기 제2,3웰사이에는 상기 저전압용 트랜지스터들과 상기 고전압용 트랜지스터들간의 절연특성을 강화를 위해 상기 제4웰과 동일한 도전형으로 된 제5웰을 형성할 수 있다.In order to achieve the above objects, a well structure of a nonvolatile semiconductor memory device according to an aspect of the present invention is designed to perform a program of data by a channel hot electron injection method and an FN tunneling method through a bulk region to erase data. The cell region in which the cell transistors forming the type cell array structure are located is formed in the first well and the first well formed in the substrate in order to function as the bulk region of the cell transistors in a conductivity type opposite to that of the substrate. And a first pocket well formed by the same conductivity type as the conductivity type of the substrate, and electrically isolated from the cell area, where the low voltage and high voltage transistors are located. Contrary to the conductivity type of the substrate for accommodating each of the heavy transistors The second and third wells formed separately on the substrate in the conductivity type of the substrate, and surrounded by the third well to accommodate the N-type transistors among the high voltage transistors, and the same conductivity type as the conductivity type of the substrate. And a fourth well formed on the substrate between the first and second wells in the same conductivity type as that of the substrate to accommodate the N type transistors among the low voltage transistors. . Here, a fifth well of the same conductivity type as that of the fourth well may be formed between the second and third wells in order to enhance insulation characteristics between the low voltage transistors and the high voltage transistors.

또한 본 발명의 또 다른 아스팩트에 따라, 데이터의 프로그램을 채널 열전자 주입방식으로 행하고 소거를 벌크영역을 통해 F-N터널링 방식으로 행하기 위한 불휘발성 반도체 메모리 장치에서, 노아형 셀 어레이 구조를 형성하는 셀 트랜지스터들이 위치되는 셀 영역의 웰과, 상기 셀 영역과는 전기적으로 격리되어 저전압 및 고전압용 트랜지스터들이 위치되는 주변영역의 웰을 제조하기 위한 방법은: 피형의 반도체 기판상부 전체에 산화막 및 질화막을 차례로 형성한 후 피형 웰들이 형성될 부분의 상부에 놓여진 상기 질화막만을 마스킹하고 마스킹되지 아니한 질화막을 식각하여 상기 산화막의 일부를 노출시키는 단계와; 상기 노출된 산화막을 통하여 엔형 웰의 형성을 위한 엔형 불순물 이온을 상기 기판에 주입한 후, 국부산화 및 열처리를 실시하여 상기 셀 영역에는 제1웰과 제1 국부산화막이 초기적으로 형성되게 하는 동시에 상기 주변영역에는 제2,3웰과 제2,3국부산화막이 각기 이격적으로 초기적으로 형성되게 하는 단계와; 상기 질화막의 나머지를 제거한 후, 노출된 산화막을 통하여 상기 기판에 상기 피형 웰의 형성을 위한 피형 불순물 이온을 주입하여 상기 제2웰을 사이로 두고 제4,5웰이 초기적으로 형성되게 하는 단계와; 상기 제1,2,3국부산화막 및 상기 노출된 산화막을 제거하고 버퍼링 산화막을 형성한 후, 펀치스루우 방지를 위해 피형 불순물 이온을 상기 제1,2,3웰의 깊이보다 더 깊게 상기 기판에 주입하는 단계와; 상기 제1,3웰의 상부의 일부에 있는 상기 버퍼링 산화막을 포토마스크 패턴으로 노출시키고 포켓 피형 웰의 형성을 위한 피형 불순물 이온을 주입하여 상기 셀 트랜지스터들의 상기 벌크영역으로서 기능하는 제1포켓형 웰과 상기 고전압용 트랜지스터들중 엔형 트랜지스터들을 수용하기 위한 제2포켓형 웰이 초기적으로 형성되게 하는 단계와; 열처리를 수행하여 상기 웰들을 완전한 형태로 형성하는 단계를 가짐을 특징으로 한다.Further, according to another aspect of the present invention, in a nonvolatile semiconductor memory device for programming data by channel hot electron injection and erasing by FN tunneling through a bulk region, a cell forming a quinoa cell array structure A method for fabricating a well in a cell region in which transistors are located and a well in a peripheral region in which low voltage and high voltage transistors are electrically isolated from the cell region, includes: an oxide film and a nitride film are sequentially formed over an entire semiconductor substrate. After forming, masking only the nitride film placed over the portion where the wells are to be formed and etching the unmasked nitride film to expose a portion of the oxide film; After implanting the N-type impurity ions for forming the N-type well through the exposed oxide film into the substrate, local oxidation and heat treatment are performed to initially form the first well and the first local oxide film in the cell region. Allowing the second and third wells and the second and third local oxide films to be initially formed in the peripheral area at a distance from each other; After removing the remainder of the nitride film, implanting impurity ions for forming the wells into the substrate through the exposed oxide film to initially form the fourth and fifth wells with the second well interposed therebetween; ; After removing the first, second, and three local oxide films and the exposed oxide film and forming a buffering oxide film, implanted impurity ions are formed deeper than the first, second, and third wells to prevent punch-through. Injecting; A first pocket well serving as the bulk region of the cell transistors by exposing the buffered oxide film on the upper part of the first and third wells with a photomask pattern and implanting the dopant ions to form a pocket well; Initially forming a second pocket well for accommodating N-type transistors among the high voltage transistors; And performing a heat treatment to form the wells in a complete form.

상기한 웰 구조 및 그의 제조방법에 따르면, 고집적에 적합하면서도 제조시의 오염방지특성 및 제조후의 동작특성이 우수한 불휘발성 반도체 메모리 장치를 제공할 수 있고, 소자분리특성이 우수하며 개선된 소거동작을 가지는 이점이 얻어진다.According to the above-described well structure and its manufacturing method, it is possible to provide a nonvolatile semiconductor memory device which is suitable for high integration and excellent in pollution prevention characteristics during fabrication and operation after fabrication, and has excellent device isolation characteristics and improved erase operation. Advantages are obtained.

도 1은 본 발명에 적용되는 구조로서, 통상적인 노아형 셀 어레이 구조를 보인 등가회로도1 is an equivalent circuit diagram showing a structure of a conventional noah-type cell array as applied to the present invention.

도 2는 통상적인 낸드형 셀 어레이 구조를 보인 등가회로도2 is an equivalent circuit diagram showing a conventional NAND cell array structure.

도 3a는 도 1의 셀에 대한 소오스 소거방법을 설명하기 위한 도면3A is a diagram for describing a source erase method for the cell of FIG. 1.

도 3b는 본 발명에 적용되는 소거방법으로서 도 1의 셀에 대한 기판 소거방법을 설명하기 위한 도면3B is a diagram illustrating a substrate erasing method for the cell of FIG. 1 as an erasing method applied to the present invention.

도 4는 통상적인 노아형 플래쉬 메모리의 셀영역 및 주변영역의 웰 구조와 트랜지스터들을 보인 단면도4 is a cross-sectional view illustrating well structures and transistors of a cell region and a peripheral region of a typical NOR flash memory.

도 5는 본 발명에 따른 노아형 플래쉬 메모리의 셀영역 및 주변영역의 웰 구조와 트랜지스터들을 보인 단면도5 is a cross-sectional view illustrating well structures and transistors of a cell region and a peripheral region of a quinoa flash memory according to the present invention.

도 6 내지 도 15는 도 5의 단면구조를 만드는 순차적 제조공정을 설명하기 위해 도시된 도면들.6 to 15 are views for explaining the sequential manufacturing process for making the cross-sectional structure of FIG.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명되어질 것이다. 첨부된 도면들내에서 서로 동일한 요소나 부분들은 비록 다른 도면내에 있더라도 이해의 편의를 위해서 동일 내지 유사한 참조부호 또는 명칭으로서 라벨링된다. 다음의 설명에서는 본 발명의 보다 철저한 이해를 제공하기 위해 특정한 상세들이 예를들어 한정되고 자세하게 설명된다. 그러나, 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자들에게 있어서는 본 발명이 이러한 상세한 항목들이 없이도 상기한 설명에 의해서만도 실시될 수 있을 것이다. 또한, 본 분야에 너무나 잘 알려진 플로팅 게이트를 가지는 모오스 트랜지스터의 세부동작 및 제조공정의 공지부분은 본 발명의 요지를 흐리지 않게 하기 위해 상세히 설명되지 않는다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Elements or parts that are identical to one another in the accompanying drawings are labeled with the same or similar reference numerals or names for convenience of understanding, even if in different drawings. In the following description, specific details are set forth by way of example and in detail in order to provide a more thorough understanding of the present invention. However, for those skilled in the art, the present invention may be practiced only by the above description without these details. In addition, the detailed operation of the MOS transistor having a floating gate so well known in the art and the known part of the manufacturing process are not described in detail to obscure the subject matter of the present invention.

먼저, 도 3b에는 본 발명에 적용되는 소거방법으로서 도 1의 셀에 대한 기판또는 채널 소거방법을 설명하기 위한 도면이 도시된다. 도 3b에서는 채널 또는 기판 10으로의 소거가 행해지므로, 도 3a에서와 같은 BTBT전류가 발생되지 않는다. 소거동작시에 셀 트랜지스터의 워드라인에 0V를 인가하고 기판 10에 약 15V를 인가하거나 상기 기판 10에 약 5V의 소거전압을, 워드라인에 약 -10V를 인가한다. 그렇게 하면, 선택된 워드라인에 속한 다수의 셀들중 플로팅 게이트내에 전자를 보유하는 셀들이 한꺼번에 소거된다. 즉, 상기 인가전압에 의해 기판과 선택 셀들의 플로팅 게이트 사이에는 전압차가 발생하고, 이 전압차에 따라 플로팅 게이트내에 저장된 전자들이 터널 산화막을 통해 기판 또는 벌크실리콘으로 빠져나오게 된다. 이 역시, F-N 터널링방식에 의한 소거이다. 소거동작의 완료에 의해 선택된 셀들의 문턱전압은 초기전압 예컨대 약 2V정도로 낮아진다. 상기 기판 10에 포지티브 고전압을 인가하기 위해서는 상기 기판위에 기판과 동일한 도전형 웰을 포켓형으로 만들어주는 것이 필요하다. 이 것이 벌크영역이다. 도 3b의 셀 트랜지스터를 프로그램하는 경우에, 워드라인에 약10V를, 비트라인에 약6V를 인가하여 준다. 그렇게 하면, 셀 트랜지스터의 턴온에 의한 전류와 함께 발생되는 열전자들은 플로팅 게이트 FG로 주입된다. 결과로서, 프로그램이 완료된 상기 셀 트랜지스터는 약 7V 정도의 문턱전압을 가지게 된다. 한편, 프로그램된 상기 셀 트랜지스터에 대한 리드동작은 비트라인에 약1V, 소오스라인에 약0V, 워드라인에 약5V정도의 전원전압을 인가함에 의해 달성된다. 이 경우에 상기 셀 트랜지스터는 문턱전압이 약7V정도로 되어 있으므로, 대응 비트라인에는 전류가 거의 흐르지 않는다. 따라서, 비트라인에 연결된 센스앰프는 이를 데이터 "1"로서 감지출력한다. 반대로, 상기 셀 트랜지스터가 프로그램동작의 완료후에도 문턱전압을 약 2V로 가지고 있었다면 이는 데이터 "0"으로서 프로그램된 경우이다. 이 경우에는 리드시 상기 비트라인에 일정한 레벨의 전류가 흐른다. 따라서, 센스앰프는 이를 데이터 "0"으로서 감지출력한다.First, FIG. 3B is a diagram illustrating a substrate or channel erasing method for the cell of FIG. 1 as an erasing method applied to the present invention. In FIG. 3B, since the erase to the channel or the substrate 10 is performed, the BTBT current as in FIG. 3A does not occur. In the erase operation, 0V is applied to the word line of the cell transistor, about 15V is applied to the substrate 10, or about 5V is applied to the substrate 10, and about -10V is applied to the word line. Doing so erases all of the cells retaining electrons in the floating gate of the plurality of cells belonging to the selected word line at one time. That is, a voltage difference is generated between the substrate and the floating gate of the selected cells due to the applied voltage, and electrons stored in the floating gate are released to the substrate or the bulk silicon through the tunnel oxide film according to the voltage difference. This is also an erase by the F-N tunneling method. The threshold voltage of the cells selected by the completion of the erase operation is lowered to an initial voltage, for example, about 2V. In order to apply a positive high voltage to the substrate 10, it is necessary to make a pocket of the same conductive well as the substrate on the substrate. This is the bulk area. In the case of programming the cell transistor of FIG. 3B, about 10V is applied to the word line and about 6V is applied to the bit line. In doing so, hot electrons generated together with the current by the turn-on of the cell transistor are injected into the floating gate FG. As a result, the programmed cell transistor has a threshold voltage of about 7V. On the other hand, the programmed read operation for the cell transistor is achieved by applying a power supply voltage of about 1V to the bit line, about 0V to the source line, and about 5V to the word line. In this case, since the threshold voltage of the cell transistor is about 7 V, almost no current flows in the corresponding bit line. Therefore, the sense amplifier connected to the bit line senses and outputs this as data "1". Conversely, if the cell transistor had a threshold voltage of about 2V even after the completion of the program operation, this is the case where it is programmed as data "0". In this case, a constant level of current flows in the bit line during read. Thus, the sense amplifier senses this as data "0".

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 노아형 플래쉬 메모리의 셀영역 및 주변영역의 웰 구조와 트랜지스터들이 단면도로서 나타난다. 데이터의 프로그램을 채널 열전자 주입방식으로 행하고 소거를 채널 또는 벌크영역을 통해 F-N터널링 방식으로 행하기 위해, 셀 영역은 노아형 셀 어레이 구조를 형성하는 셀 트랜지스터들 M1,M2이 위치되는 영역이다. 상기 셀 영역의 웰구조는 피형 기판 10의 도전형과는 반대의 도전형인 엔형으로서 상기 기판 10에 형성된 제1웰 30과, 상기 셀 트랜지스터들 M1,M2의 상기 벌크영역으로서 기능하기 위해 상기 제1웰 30에 의해 둘러쌓여지고 상기 기판의 도전형과는 동일한 도전형(P)으로 형성된 제1포켓형 웰 36으로 이루어진다. 한편, 상기 셀 영역과는 필드 산화막 40에 의해 전기적으로 격리되어 저전압 및 고전압용 트랜지스터들 20,21,22,23이 위치되는 주변영역은, 상기 저전압 및 고전압용 트랜지스터들중 피형 트랜지스터들 21,23을 각기 수용하기 위해 상기 기판 10의 도전형과는 반대의 도전형으로 상기 기판 10에 각기 격리적으로 형성된 제2웰 31 및 제3웰 32과, 상기 고전압용 트랜지스터들중 엔형 트랜지스터들 22을 수용하기 위해 상기 제3웰 32에 의해 둘러쌓여지고 상기 기판 10의 도전형과는 동일한 도전형으로 형성된 제2포켓형 웰 37과, 상기 저전압용 트랜지스터들중 엔형 트랜지스터들 20을 수용하기 위해 상기 기판의 도전형과 동일한 도전형으로 상기 제1,2웰 사이의 상기 기판에 형성된 제4웰 34로 이루어진다. 상기 제2,3웰사이에는 상기 저전압용 트랜지스터들과 상기 고전압용 트랜지스터들간의 절연특성을 강화를 위해 상기 제4웰 34과 동일한 도전형으로 된 제5웰 35을 형성할 수 있다. 따라서, 데이터의 소거가 벌크 36를 통하여 행하여 지기 때문에, BTBT전류에 기인하여 발생되는 터널 산화막의 열화문제는 완전히 해결되어진다. 또한, 기판 10의 표면이 셀 및 주변영역의 어디에서도 노출되지 아니하고 웰들의 하부에 놓여지므로 제조공정중의 오염에 둔감하여 트랜지스터들의 동작특성이 보장된다.Referring to FIG. 5, well structures and transistors of a cell region and a peripheral region of a noah type flash memory according to an exemplary embodiment of the present invention are shown as cross-sectional views. In order to program data by channel hot electron injection and erase by F-N tunneling through a channel or bulk region, a cell region is a region where cell transistors M1 and M2 forming a quinoa cell array structure are located. The well structure of the cell region is a N-type conductivity opposite to that of the substrate 10, and the first well 30 formed on the substrate 10 and the first region to function as the bulk region of the cell transistors M1 and M2. A first pocket well 36, surrounded by well 30 and formed of the same conductivity type P as the conductivity type of the substrate. Meanwhile, the peripheral region in which the low voltage and high voltage transistors 20, 21, 22, and 23 are positioned by being electrically isolated from the cell region by the field oxide layer 40 is formed of the transistors 21 and 23 of the low voltage and high voltage transistors. To accommodate the second well 31 and the third well 32 separately formed on the substrate 10 in a conductivity type opposite to that of the substrate 10, and the N type transistors 22 of the high voltage transistors. A second pocket well 37 enclosed by the third well 32 and formed of the same conductivity type as the conductivity type of the substrate 10, and conductive of the substrate to accommodate the N type transistors 20 of the low voltage transistors. A fourth well 34 formed in the substrate between the first and second wells in the same conductivity type as the mold. A fifth well 35 having the same conductivity type as that of the fourth well 34 may be formed between the second and third wells in order to enhance the insulating property between the low voltage transistors and the high voltage transistors. Therefore, since the data is erased through the bulk 36, the problem of deterioration of the tunnel oxide film caused by the BTBT current is completely solved. In addition, since the surface of the substrate 10 is not exposed anywhere in the cell and the peripheral region but is placed under the wells, it is insensitive to contamination during the manufacturing process, thereby ensuring the operation characteristics of the transistors.

셀 트랜지스터들 M1,M2의 적층 게이트 55 및 저전압 및 고전압용 트랜지스터들 20,21,22,23의 게이트 56는 상기한 본 발명의 웰 구조상에서 필드 산화막들 40,41,42,43을 형성한 후 통상적인 제조방법으로 제조된다.The stacked gate 55 of the cell transistors M1 and M2 and the gate 56 of the low and high voltage transistors 20, 21, 22, and 23 form the field oxide layers 40, 41, 42, and 43 on the well structure of the present invention. It is manufactured by a conventional manufacturing method.

이하에서는 상기한 실시예에서 보여진 도 5의 구조를 어떻게 제조하는 가에 대한 설명이 이어진다. 도 6 내지 도 15는 도 5의 웰 배치구조 및 셀 및 주변회로영역의 트랜지스터들을 만드는 순차적 제조공정을 설명하기 위해 도시된 도면들이다.The following is a description of how to manufacture the structure of Figure 5 shown in the above embodiment. 6 to 15 are diagrams for explaining a sequential fabrication process of manufacturing the well arrangement structure and transistors of the cell and the peripheral circuit region of FIG.

도 6을 참조하면, 피형의 반도체 기판 10상부 전체에 산화막 60 및 질화막 62을 차례로 형성하는 것이 보여진다. 이는 바람직하기로는 약 5~18Ω㎝의 비저항을 갖는 p형 기판 10을 초기 세정 후 그 상부에 약 300Å∼900Å의 두께를 가지도록 산화막 데포공정을 실시하고, 약 1000Å의 질화막 62을 침적함에 의해 달성된다.Referring to Fig. 6, it is seen that the oxide film 60 and the nitride film 62 are sequentially formed on the entire top 10 of the semiconductor substrate. This is preferably achieved by performing an oxide film depot process such that the p-type substrate 10 having a resistivity of about 5-18 OMEGA cm is subjected to an initial cleaning and having a thickness of about 300 kPa to 900 kPa on the top thereof, and depositing about 1000 kW of the nitride film 62. do.

도 7을 참조하면, 피형 웰들이 형성될 부분의 상부에 놓여진 상기 질화막 62만을 마스킹하고 마스킹되지 아니한 질화막을 식각하여 상기 산화막 60의 일부를 노출시킨 후, 상기 노출된 산화막 60을 통하여 엔형 웰의 형성을 위한 엔형 불순물 이온 예컨대 인(Ph)을 상기 기판 10내로 주입하는 것이 보여진다. 이는 도 5에서 보여지는 N-well 30,31,32의 형성을 위해 포토 마스크, 예컨대 포토 레지스트를 노광 및 현상하여 포토 마스크 63의 패턴을 형성한 후, 그 패턴에 따라 노출된 부분의 질화막 62을 건식식각하고 n형의 불순물(Ph)을 100KeV∼200KeV의 에너지로 이온 주입함에 의해 달성된다. 이후, 국부산화 예컨대 LOCOS 및 열처리 예컨대 1000℃이상의 드라이브 인(drive-in)을 실시하면 도 8에서 보여지는 바로서 상기 셀 영역에는 제1웰 30과 제1 국부산화막 64이 초기적으로 형성되는 동시에 상기 주변영역에는 제2,3웰 31,32와 제2,3국부산화막 65,66이 각기 이격적으로 초기적으로 형성된다. 여기서, 상기 국부산화막들의 두께는 약3000Å∼6000Å로 되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 7, only a portion of the oxide layer 60 is exposed by masking only the nitride layer 62 placed over the portion where the wells are to be formed and etching the unmasked nitride layer, and then forming an N-type well through the exposed oxide layer 60. It is shown to inject N-type impurity ions such as phosphorus (Ph) into the substrate 10. This is performed by exposing and developing a photomask, for example, a photoresist, to form a pattern of the photomask 63 to form N-wells 30, 31, and 32 shown in FIG. 5, and then removing the nitride layer 62 of the exposed portion according to the pattern. It is achieved by dry etching and ion implantation of n-type impurities (Ph) with energy of 100 KeV to 200 KeV. Subsequently, when localization such as LOCOS and heat treatment, for example, drive-in of 1000 ° C. or more, first well 30 and first local oxide 64 are initially formed in the cell region as shown in FIG. 8. Second and third wells 31 and 32 and second and third local oxide films 65 and 66 are initially formed in the peripheral area, respectively. Here, the thickness of the local oxide films is preferably about 3000 kPa to 6000 kPa.

도 8을 참조하면, 감광막으로서의 상기 포토 마스크 63 하부에 있는 질화막 62을 제거한 후, 노출된 산화막 60을 통하여 상기 기판 10에 상기 피형 웰의 형성을 위한 피형 불순물 이온 예컨대 보론(B)을 주입하는 것이 나타난다. 따라서, 상기 제2웰 31을 사이로 두고 제4,5웰 34,35이 초기적으로 형성된다. 상기 P형의 분술물(B)은 상부전체에 걸쳐 50KeV이하의 에너지로 이온 주입된다. 이 경우에는 상기 국부 산화막들이 이온주입 차단 마스크로서 작용한다. 상기 불순물 이온 주입을 통해 L.V.NMOS가 형성되는 P-Well 34이 형성되며, P웰인 5웰 35가 함께 형성된다. 이후, 이온주입의 마스크로서 사용된 상기 제1,2,3국부산화막 64,65,66 및 상기 노출된 산화막 60을 제거하고 도 9에서 보여지는 버퍼링 산화막 70을 형성한다. 상기 막 70은 고 에너지 이온주입시 버퍼(buffer)역할을 하며 이는 산화공정을 통해 약500Å이상의 두께로 형성된다.Referring to FIG. 8, after removing the nitride film 62 under the photomask 63 as a photosensitive film, implanting impurity ions, for example, boron B, for forming the wells into the substrate 10 through the exposed oxide film 60 is performed. appear. Accordingly, fourth and fifth wells 34 and 35 are initially formed with the second well 31 interposed therebetween. The P-type aliquot (B) is ion implanted with energy of 50 KeV or less over the entire upper portion. In this case, the local oxide films serve as an ion implantation blocking mask. Through the impurity ion implantation, P-Well 34 in which L.V.NMOS is formed is formed, and 5-well 35, which is a P well, is formed together. Thereafter, the first, second and third local oxide films 64, 65 and 66 and the exposed oxide film 60 used as masks for ion implantation are removed and the buffering oxide film 70 shown in FIG. 9 is formed. The membrane 70 acts as a buffer for high energy ion implantation, which is formed to a thickness of about 500 kPa or more through an oxidation process.

도 9를 참조하면, 펀치스루우 방지를 위해 피형 불순물 이온 예컨대 보론을 상기 제1,2,3웰 30-32의 깊이보다 더 깊게 상기 기판 10에 주입하는 것이 보여진다. 즉, 안티 펀치스루우를 위해, 1MeV이상의 고에너지로 상부전체에 대하여 이온주입을 하면 부호 72까지의 깊이까지 주입이 된다. 상기의 공정에 의해 웰들 31,32사이의 사이드 확산(side diffusion)이 방지되어 고전압 및 저전압 트랜지스터들간의 소자분리특성이 보장된다.Referring to FIG. 9, it is shown that implanted impurity ions such as boron are implanted into the substrate 10 deeper than the depths of the first, second, and third wells 30-32 to prevent punchthrough. That is, for the anti punch through, ion implantation is performed to the entire upper portion at a high energy of 1 MeV or more, and the implantation is performed up to a depth of up to 72. By the above process, side diffusion between the wells 31 and 32 is prevented to ensure device isolation between the high voltage and low voltage transistors.

도 10을 참조하면, 상기 제1,3웰의 상부의 일부에 있는 상기 버퍼링 산화막을 포토마스크 75의 패턴으로 노출시키고 포켓 피형 웰의 형성을 위한 피형 불순물 이온 예컨데 보론을 상기 엔형 웰의 dose량보다 높게 80KeV이상의 에너지로 주입하는 것이 도시된다. 이에 따라 상기 셀 트랜지스터들 M1,M2의 상기 벌크영역으로서 기능하는 도 5의 제1포켓형 웰 36과 상기 고전압용 트랜지스터들중 엔형 트랜지스터들 22을 수용하기 위한 제2포켓형 웰 37이 초기적으로 형성된다.Referring to FIG. 10, the buffered oxide layer on the upper portion of the first and third wells is exposed in a pattern of a photomask 75 and the implanted impurity ions for forming the pocket wells, for example, boron, are less than the dose of the N well. It is shown to inject with energy of 80KeV or higher. Accordingly, a first pocket well 36 of FIG. 5 serving as the bulk region of the cell transistors M1 and M2 and a second pocket well 37 for accommodating the N-type transistors 22 of the high voltage transistors are initially formed. .

도 11을 참조하면, 열1000℃이상의 고온 열처리를 수행하여 상기 웰들 30-32,36,35,34,37을 완전한 형태로 형성한 구조가 도시된다. 상기 도 6에서 도 11까지의 공정을 통하여 셀영역이 셀 트랜지스터와 주변영역의 H.V. NMOS가 형성되는 PP웰 36,37과, L.V.NMOS가 형성되는 P웰 34, L.V.PMOS와 H.V.PMOS가 형성되는 N웰 31,32이 완전히 형성된다.Referring to FIG. 11, a structure in which the wells 30-32, 36, 35, 34, and 37 are formed in a complete form by performing a high temperature heat treatment of at least 1000 ° C. is illustrated. The cell region is the H.V. PP wells 36,37, on which NMOSs are formed, and P wells 34, on which L.V.NMOS are formed, and N wells 31,32, on which L.V.PMOS and H.V.PMOS are formed, are completely formed.

이하에서의 설명은 도 5에서 보여지는 셀 트랜지스터들 M1,M2의 적층 게이트 55 및 저전압 및 고전압용 트랜지스터들 20,21,22,23의 게이트 56를 상기한 본 발명에 따른 웰 구조상에서 어떻게 만드는 가를 보여주기 위한 것이다.The description below shows how to make the stacked gate 55 of the cell transistors M1 and M2 and the gate 56 of the low and high voltage transistors 20, 21, 22 and 23 shown in FIG. 5 in the well structure according to the present invention described above. It is to show.

도 12에서는 일반적인 로코스(LOCOS)공정을 이용하여 트랜지스터 소자가 실질적으로 형성되는 액티브 영역과 소자분리를 위한 4000Å 이상의 필드 절연막 40-43이 형성되는 것이 도시된다. 이후, 셀 영역은 프로그램과 소거의 효율을 증가시키기 위해 1차로 80Å 내지 100Å의 낮은 터널 산화막을 형성시키고 플로팅 게이트 FG의 재질이 될 폴리1(제1폴리실리콘)을 데포한 후 POCL3를 침적한다. 플로팅 게이트 형성을 위해 셀 내 필드위의 폴리1 일부를 식각한 후 차례로 ONO막을 형성시킨다.In FIG. 12, an active region in which a transistor device is substantially formed and a field insulating film 40-43 of 4000 Å or more for device isolation are formed using a general LOCOS process. Afterwards, the cell region first forms a low tunnel oxide film of 80 kV to 100 kV to increase the efficiency of program and erase, and deposits POCL3 after deforming poly1 (first polysilicon) to be a material of the floating gate FG. A portion of the poly 1 on the field in the cell is etched to form the floating gate, and then an ONO film is formed in sequence.

도 13에서는 주변회로 부위의 트랜지스터들의 형성을 위해 셀을 제외한 주변회로 부위의 ONO막과 폴리1을 포토레지스트 막 77의 패턴으로 노출시켜 이방성 식각하는 것이 도시된다. 이후에는, 주변회로 지역의 트랜지스터 문턱전압을 맞추기 위한 이온주입이 선택적으로 행해지고 저전압에서 동작시키기 위한 트랜지스터에 사용될 게이트 산화막(80Å 내지 150Å)와 고전압 트랜지스터에 사용될 게이트 산화막(200Å 내지 350Å)를 선택적으로 산화시킨 후 셀과 주변회로의 제어전극에 사용될 폴리2를 데포하고, POCL3을 침적시키며 낮은 폴리저항을 위해 WSix와 같은 폴리사이드 구조로 게이트를 만들 수도 있다.In FIG. 13, anisotropic etching is performed by exposing the ONO film and the poly 1 of the peripheral circuit portion except the cell to the pattern of the photoresist layer 77 to form the transistors of the peripheral circuit portion. Thereafter, ion implantation is selectively performed to match the transistor threshold voltage in the peripheral circuit area, and selectively oxidizes the gate oxide film (80 kV to 150 kV) to be used for the transistor for operating at low voltage and the gate oxide film (200 kV to 350 kV) to be used for the high voltage transistor. It is also possible to deposit poly2 to be used for control electrodes of cells and peripheral circuits, deposit POCL3, and gate to polyside structures such as WSix for low polyresistance.

도 14에서는 포토 마스크 78로 주변회로 지역을 모두 가리고 셀 영역을 선택적으로 덮은 후, 셀 지역의 폴리2 혹은 폴리2와 폴리사이드, ONO, 폴리1을 식각하여 플로팅 게이트 FG와 콘트롤 게이트 CG를 가지는 셀 트랜지스터 M1,M2를 형성시킨다.In FIG. 14, a cell having a floating gate FG and a control gate CG is formed by covering all peripheral circuit regions with a photo mask 78 and selectively covering the cell regions, and then etching poly2 or poly2, polyside, ONO, and poly1 in the cell region. Transistors M1 and M2 are formed.

도 15에서는 셀 영역의 부분은 모두 PR 80으로 가린 후, 셀을 제외한 주변회로 지역을 패터닝하고 폴리2 혹은 폴리2와 폴리사이드를 선택적으로 식각하여 고전압 및 저전압 트랜지스터를 형성한다. 여기서, 도 14와 도 15의 공정은 순서를 바꾸어 주변회로 영역의 패턴을 먼저 형성하고 셀의 패턴을 형성할 수도 있다.In FIG. 15, all of the cell regions are covered with PR 80, and then the peripheral circuit regions excluding the cells are patterned, and poly2 or poly2 and polysides are selectively etched to form high voltage and low voltage transistors. Here, the processes of FIGS. 14 and 15 may be reversed to form a pattern of a peripheral circuit region first and then a cell pattern.

도 15까지의 공정을 통해 PP웰 36위의 셀 영역에는 터널 산화막 50와 폴리1 (51),ONO(52), 폴리2(53)로 구성되는 도 5의 스택 게이트 셀 M1,M2이 형성되며 주변회로영역에는 저전압용의 게이트 산화막 50과 고전압용의 게이트 산화막 50과 폴리2 (53)가 형성되며, 저전압용 게이트 산화막을 갖는 게이트 전극 56은 P웰 34와 N웰 31위에 형성되고, 고전압용 게이트 산화막을 갖는 게이트 전극 56은 PP웰 37과 N웰 32의 일부에 형성된다.Through the process up to FIG. 15, the stack gate cells M1 and M2 of FIG. 5 including tunnel oxide 50 and poly 1 (51), ONO (52), and poly 2 (53) are formed in the cell region on the PP well 36. A low voltage gate oxide film 50, a high voltage gate oxide film 50, and a poly 2 (53) are formed in the peripheral circuit region, and a gate electrode 56 having a low voltage gate oxide film is formed on the P well 34 and the N well 31, The gate electrode 56 having the gate oxide film is formed in part of the PP well 37 and the N well 32.

도 5는 트랜지스터의 완전한 형성을 위해 불순물 이온 주입 과정을 거친 셀과 주변회로 부위의 단면도이다. 셀과 엔모스의 경우, As,Ph와 같은 엔형의 이온주입을 통하여 소오스,드레인 부위의 정션을 형성하며, 피모스의 경우 B, BF2 같은 피형의 이온주입을 통해 소오스,드레인 정션을 형성한다.5 is a cross-sectional view of a cell and a peripheral circuit portion that have undergone impurity ion implantation for complete formation of a transistor. In the case of cells and NMOS, the junction of the source and the drain region is formed through the en-ion implantation such as As and Ph, and in the case of PMOS, the source and the drain junction are formed through the implantation of the ion such as B and BF2.

셀 트랜지스터의 경우 정션(접합) 구조는 종래의 소오스 소거의 경우 소오스쪽의 정션에 있어 소오스쪽의 BTBT전류를 감소시키고, 정션 브레이크다운 전압을 높이고자 도 3a와 같이 상대적으로 농도가 높은 지역인 N+와 농도가 낮은 N-의 DDD구조를 사용했으나, 본 발명의 경우 기판 또는 벌크로의 소거를 진행하기 때문에 DDD, LDD는 물론 컨벤셔날한 구조의 정션 모두 가능하다. 채널아래의 벌크기판으로의 소거를 위해, 피형 기판위에는 엔웰내에 PP웰이 있으므로, 양의 전압이 셀 트랜지스터의 채널 아래 벌크에 인가될 경우, 엔웰과 피형 기판은 역방향 접합이므로 기판으로의 누설전류는 없게 된다.In the case of cell transistors, the junction (junction) structure is a relatively high concentration region of N + to reduce the BTBT current at the source side and to increase the junction breakdown voltage at the source side junction in the case of conventional source erase. Although the N-DDD structure having a low and low concentration is used, in the present invention, since the substrate or bulk is erased, the junction of the conventional structure as well as the DDD and LDD are possible. Because there is a PP well in the enwell above the substrate to erase to the bulk substrate below the channel, when the positive voltage is applied to the bulk below the channel of the cell transistor, the leakage current to the substrate is reduced because the enwell and the substrate are reverse junctions. There will be no.

주변회로중 논리회로등을 구성하기 위해 저전압에서 동작하는 씨모스의 경우 엔모오스는 피 서브(피형 기판)위에 형성된 피웰안에 형성하며, 피모스의 경우 피서브위에 형성된 엔웰위에 형성된다. 정션구조는 단채널에서의 펀치스루 방지를 위한 LDD구조나 컨벤셔날 한 구조를 사용할 수 있다. 양 혹은 음의 고전압을 셀에 인가하기 위한 씨모스의 경우 엔모스는 바디효과를 감소시키고, 낮은 문턱전압을 유지시키며, 음의 전압이 피서브로 빠져나가는 것을 막아주기 위해 피서브 위에 형성된 피웰에 비해 상대적으로 낮은 농도를 가지는 엔웰속의 PP웰 위에 형성하며, 피모스의 경우 엔웰 위에 형성되며, 이때 엔웰은 회로의 동작시 양의 전압으로 충전되므로, 논리회로를 구성하는 저전압에서 동작하는 트랜지스터가 형성되는 엔 웰과는 격리되어야 한다. 이때 격리되지 않고 함께 사용된다면 고전압이 빠져나가게 된다. 또한, 이런 고전압을 구동시키기 위한 회로에 사용되는 정션은 DDD,LDD를 사용하여 고전압에서의 정션 브레이크 다운을 높여준다. DDD나 LDD 정션의 형성과정에서 스페이서의 사용도 가능하며, 스페이서 형성 전에 한번 이온주입을 실시하고 스페이서 형성후에 이온주입을 실시하여 DDD나 LDD 같은 정션 구조를 형성할 수 있다. 정션의 형성이 완료된 후 HTO와 BPSG를 데포한 후 800℃이상의 온도에서 BPSG리플로우를 실시하고, 금속 도선과 정션, 금속도선과 폴리전극을 연결할 콘택을 형성한 뒤 금속 도선을 형성하여 정션과 폴리전극, 금속 도선을 연결한다.In the case of the CMOS operating at a low voltage to form a logic circuit among the peripheral circuits, the NMOS is formed in the pewell formed on the P-sub (formed substrate), and the PMOS is formed on the Enwell formed on the P-sub. The junction structure may use an LDD structure or a conventional structure to prevent punchthrough in a single channel. In the case of CMOS for applying positive or negative high voltage to the cell, the NMOS reduces body effect, maintains low threshold voltage, and compares with the Pwell formed on the P-Sub to prevent the negative voltage from escaping to the P-Sub. It is formed on a PP well in an enwell having a relatively low concentration, and in the case of PMOS, it is formed on an enwell. At this time, an enwell is charged with a positive voltage during operation of a circuit, so that a transistor operating at a low voltage constituting a logic circuit is formed. It should be isolated from the enwell. At this time, if used together without isolation, high voltage will escape. In addition, the junction used in the circuit for driving such a high voltage increases the breakdown of the junction at a high voltage by using DDD and LDD. Spacers may also be used in the formation of DDD or LDD junctions, and ion implantation may be performed before spacer formation and ion implantation after spacer formation to form junction structures such as DDD and LDD. After the formation of the junction is completed, deform the HTO and BPSG, perform BPSG reflow at a temperature above 800 ℃, form a contact between the metal lead and the junction, the metal lead and the poly electrode, and then form the metal lead. Connect the electrode and the metal lead.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, BTBT전류에 기인되는 터널 산화막의 열화문제가 해결되며, 셀 트랜지스터의 사이즈 축소가 가능해지며, 주변영역에 포켓 웰을 제조시 상기 포켓 웰을 감싸는 웰들간의 절연특성이 높아진다. 그리고, 주변영역의 고전압용 엔형 모오스 트랜지스터의 문턱전압을 상대적으로 낮게 조절하는 것이 쉽고 제조시 오염에 둔감한 특성이 있다.As described above, according to the present invention, a problem of deterioration of a tunnel oxide film caused by BTBT current is solved, and a size of a cell transistor can be reduced, and insulation between wells surrounding the pocket well when a pocket well is manufactured in a peripheral region is provided. Characteristics are increased. In addition, it is easy to control the threshold voltage of the high-voltage en-type MOS transistor in the peripheral region relatively low, and there is a characteristic insensitive to contamination during manufacturing.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 고집적화와 소자절연에 유리한 효과 및 셀 동작의 신뢰성이 개선되는 효과가 있다.According to the present invention as described above, there is an effect that it is advantageous for high integration and device isolation, and the reliability of cell operation is improved.

Claims (4)

불휘발성 반도체 메모리 장치의 웰구조에 있어서:In the well structure of a nonvolatile semiconductor memory device: 데이터의 프로그램을 채널 열전자 주입방식으로 행하고 소거를 벌크영역을 통해 F-N터널링 방식으로 행하기 위해, 노아형 셀 어레이 구조를 형성하는 셀 트랜지스터들이 위치되는 셀 영역은; 기판의 도전형과는 반대의 도전형으로 상기 기판에 형성된 제1웰과, 상기 셀 트랜지스터들의 상기 벌크영역으로서 기능하기 위해 상기 제1웰에 의해 둘러쌓여지고 상기 기판의 도전형과는 동일한 도전형으로 형성된 제1포켓형 웰로 이루어지고,In order to program data by channel hot electron injection and erase by bulk region F-N tunneling, a cell region in which cell transistors forming a quinoa cell array structure is located; A first well formed in the substrate in a conductivity type opposite to that of the substrate, and a conductivity type surrounded by the first well to function as the bulk region of the cell transistors and the same conductivity type as the conductivity type of the substrate Consists of a first pocket well formed in 상기 셀 영역과는 전기적으로 격리되어 저전압 및 고전압용 트랜지스터들이 위치되는 주변영역은; 상기 저전압 및 고전압용 트랜지스터들중 피형 트랜지스터들을 각기 수용하기 위해 상기 기판의 도전형과는 반대의 도전형으로 상기 기판에 각기 격리적으로 형성된 제2,3웰과, 상기 고전압용 트랜지스터들중 엔형 트랜지스터들을 수용하기 위해 상기 제3웰에 의해 둘러쌓여지고 상기 기판의 도전형과는 동일한 도전형으로 형성된 제2포켓형 웰과, 상기 저전압용 트랜지스터들중 엔형 트랜지스터들을 수용하기 위해 상기 기판의 도전형과 동일한 도전형으로 상기 제1,2웰 사이의 상기 기판에 형성된 제4웰로 이루어짐을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 메모리 장치의 웰구조.A peripheral region in which the low voltage and high voltage transistors are electrically isolated from the cell area; Second and third wells separately formed on the substrate in a conductivity type opposite to that of the substrate for accommodating each of the low voltage and high voltage transistors, and an N-type transistor among the high voltage transistors; A second pocket well surrounded by the third well for accommodating the second well and formed of the same conductivity type as the conductivity type of the substrate, and the same as the conductivity type of the substrate for accommodating N-type transistors among the low voltage transistors. And a fourth well formed in the substrate between the first and second wells in a conductive type. 제1항에 있어서, 상기 제2,3웰사이에는 상기 저전압용 트랜지스터들과 상기 고전압용 트랜지스터들간의 절연특성을 강화를 위해 상기 제4웰과 동일한 도전형으로 된 제5웰이 더 형성됨을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 메모리 장치의 웰구조.The semiconductor device of claim 1, further comprising a fifth well having the same conductivity type as that of the fourth well to enhance the insulating property between the low voltage transistors and the high voltage transistors between the second and third wells. Well structure of a nonvolatile semiconductor memory device. 데이터의 프로그램을 채널 열전자 주입방식으로 행하고 소거를 벌크영역을 통해 F-N터널링 방식으로 행하기 위한 불휘발성 반도체 메모리 장치에서, 노아형 셀 어레이 구조를 형성하는 셀 트랜지스터들이 위치되는 셀 영역의 웰과, 상기 셀 영역과는 전기적으로 격리되어 저전압 및 고전압용 트랜지스터들이 위치되는 주변영역의 웰을 제조하기 위한 방법에 있어서:In a nonvolatile semiconductor memory device for programming data by channel hot electron injection and erasing by FN tunneling through a bulk region, a well of a cell region in which cell transistors forming a quinoa cell array structure are located; A method for fabricating a well in a peripheral region in which low and high voltage transistors are located in electrical isolation from a cell region: 피형의 반도체 기판상부 전체에 산화막 및 질화막을 차례로 형성한 후 피형 웰들이 형성될 부분의 상부에 놓여진 상기 질화막만을 마스킹하고 마스킹되지 아니한 질화막을 식각하여 상기 산화막의 일부를 노출시키는 단계와;Forming an oxide film and a nitride film on the entire upper portion of the semiconductor semiconductor substrate, and then masking only the nitride film placed on the portion where the wells are to be formed and etching the unmasked nitride film to expose a portion of the oxide film; 상기 노출된 산화막을 통하여 엔형 웰의 형성을 위한 엔형 불순물 이온을 상기 기판에 주입한 후, 국부산화 및 열처리를 실시하여 상기 셀 영역에는 제1웰과 제1 국부산화막이 초기적으로 형성되게 하는 동시에 상기 주변영역에는 제2,3웰과 제2,3국부산화막이 각기 이격적으로 초기적으로 형성되게 하는 단계와;After implanting the N-type impurity ions for forming the N-type well through the exposed oxide film into the substrate, local oxidation and heat treatment are performed to initially form the first well and the first local oxide film in the cell region. Allowing the second and third wells and the second and third local oxide films to be initially formed in the peripheral area at a distance from each other; 상기 질화막의 나머지를 제거한 후, 노출된 산화막을 통하여 상기 기판에 상기 피형 웰의 형성을 위한 피형 불순물 이온을 주입하여 상기 제2웰을 사이로 두고 제4,5웰이 초기적으로 형성되게 하는 단계와;After removing the remainder of the nitride film, implanting impurity ions for forming the wells into the substrate through the exposed oxide film to initially form the fourth and fifth wells with the second well interposed therebetween; ; 상기 제1,2,3국부산화막 및 상기 노출된 산화막을 제거하고 버퍼링 산화막을 형성한 후, 펀치스루우 방지를 위해 피형 불순물 이온을 상기 제1,2,3웰의 깊이보다 더 깊게 상기 기판에 주입하는 단계와;After removing the first, second, and three local oxide films and the exposed oxide film and forming a buffering oxide film, implanted impurity ions are formed deeper than the first, second, and third wells to prevent punch-through. Injecting; 상기 제1,3웰의 상부의 일부에 있는 상기 버퍼링 산화막을 포토마스크 패턴으로 노출시키고 포켓 피형 웰의 형성을 위한 피형 불순물 이온을 주입하여 상기 셀 트랜지스터들의 상기 벌크영역으로서 기능하는 제1포켓형 웰과 상기 고전압용 트랜지스터들중 엔형 트랜지스터들을 수용하기 위한 제2포켓형 웰이 초기적으로 형성되게 하는 단계와;A first pocket well serving as the bulk region of the cell transistors by exposing the buffered oxide film on the upper part of the first and third wells with a photomask pattern and implanting the dopant ions to form a pocket well; Initially forming a second pocket well for accommodating N-type transistors among the high voltage transistors; 열처리를 수행하여 상기 웰들을 완전한 형태로 형성하는 단계를 가짐을 특징으로 하는 방법.And performing a heat treatment to form the wells in a complete form. 불휘발성 반도체 메모리 장치의 웰구조에 있어서:In the well structure of a nonvolatile semiconductor memory device: 데이터의 프로그램을 채널 열전자 주입방식으로 행하고 소거를 벌크영역을 통해 F-N터널링 방식으로 행하기 위해, 노아형 셀 어레이 구조를 형성하는 셀 트랜지스터들이 위치되는 셀 영역과 상기 셀 영역과는 격리되어 저전압 및 고전압용 트랜지스터들이 위치되는 주변영역의 일부는, 기판의 도전형과는 반대의 도전형으로 된 웰에 의해 둘러쌓여지고 상기 기판의 도전형과는 동일한 도전형으로 형성된 포켓형 웰로 이루어짐을 특징으로 하는 구조.In order to program data by channel hot electron injection method and erase by FN tunneling method through a bulk region, a cell region in which cell transistors forming a quinoa cell array structure is located and a low voltage and a high voltage are isolated from the cell region. And a portion of the peripheral region in which the transistors are located is formed of a pocket well formed by a conductivity type opposite to the conductivity type of the substrate and formed in the same conductivity type as the conductivity type of the substrate.
KR1019970071935A 1997-12-22 1997-12-22 Method for fabricating of nonvolatile memory device and well structure thereof KR100273705B1 (en)

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