KR20010065022A - Cell structure of flash memory and method of forming thereof - Google Patents

Cell structure of flash memory and method of forming thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20010065022A
KR20010065022A KR1019990059522A KR19990059522A KR20010065022A KR 20010065022 A KR20010065022 A KR 20010065022A KR 1019990059522 A KR1019990059522 A KR 1019990059522A KR 19990059522 A KR19990059522 A KR 19990059522A KR 20010065022 A KR20010065022 A KR 20010065022A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gate
insulating film
floating gate
cell
inter
Prior art date
Application number
KR1019990059522A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
오태석
Original Assignee
박종섭
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박종섭, 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 박종섭
Priority to KR1019990059522A priority Critical patent/KR20010065022A/en
Publication of KR20010065022A publication Critical patent/KR20010065022A/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H01L29/4232Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/42324Gate electrodes for transistors with a floating gate

Abstract

PURPOSE: A cell structure of a flash memory device is provided to improve an erase speed and to control over-erase, by forming a floating gate of a concave groove structure by an improved stack-type cell structure, and by forming an insulation layer between gates and a control gate inside the groove. CONSTITUTION: A tunnel oxide layer is formed on an active region of a semiconductor substrate(100). A floating gate of a concave groove structure is formed on the tunnel oxide layer. A thin insulation layer(104) between gates is formed inside the concave groove of the floating gate. A control gate is filled in the groove on the insulation layer between the gates. Source/drain regions(120a,120b) are separated in the surface of the substrate, formed at both sides of a channel under the tunnel oxide layer.

Description

플래시 메모리장치의 셀 구조 및 그 제조 방법{Cell structure of flash memory and method of forming thereof}Cell structure of flash memory device and manufacturing method thereof {Cell structure of flash memory and method of forming}

본 발명은 반도체장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 소거 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 플래시 메모리장치의 셀 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a cell structure of a flash memory device capable of improving the reliability of an erase operation and a method of manufacturing the same.

일반적으로 비휘발성인 플래시 메모리장치는 전원이 중단되어도 저장된 데이터가 손실되지 않는 장점을 가지고 있어 PC Bios용, Set-top Box, 프린터 및 네트워크 서버 등의 데이터 저장용으로 많이 사용되고 있으며 최근에는 디지털 카메라와 휴대폰 등에서도 많이 이용되고 있는 실정이다.In general, nonvolatile flash memory devices have the advantage that the stored data is not lost even when the power is interrupted. They are widely used for data storage such as PC Bios, Set-top Box, printers and network servers. It is also used in many mobile phones.

도 1은 통상적인 플래시 메모리장치의 스택형(stack) 셀 구조를 나타낸 단면도로서, 이는 반도체기판으로서 실리콘기판(10)에 형성된 필드산화막(12)과, 필드산화막(12)에 의해 드러난 기판의 활성 영역에 형성된 터널 산화막(14)과, 그 위에 순차 적층된 플로팅 게이트(floating gate)(16), 게이트간 절연막(18) 및 컨트롤 게이트(20)로 이루어진 스택형 게이트전극(G)이 있다. 그리고, 이 플래시 메모리의 셀은 그 게이트전극(G)과 필드산화막(12) 사이의 기판 내에 도전형 불순물이 주입된 소스/드레인 영역(22a,22b)을 포함하고 있다.FIG. 1 is a cross-sectional view showing a stacked cell structure of a conventional flash memory device, in which the field oxide film 12 formed on the silicon substrate 10 as a semiconductor substrate and the activity of the substrate exposed by the field oxide film 12 are shown. There is a tunnel oxide film 14 formed in the region, and a stacked gate electrode G including a floating gate 16, an inter-gate insulating film 18, and a control gate 20 sequentially stacked thereon. The flash memory cell includes source / drain regions 22a and 22b in which conductive impurities are implanted into the substrate between the gate electrode G and the field oxide film 12.

상기와 같이 스택형 게이트 구조의 셀을 가지는 플래시 메모리장치는 컨트롤 게이트(20)에 소정 전압을 인가해서 드레인(22b)에서 플로팅 게이트(16)로 전자를 주입시켜 프로그래밍(programming) 동작을 수행하고, 상기 플로팅 게이트(16)에 주입된 전자를 기판 하부로 방출시켜 문턱 전압을 낮춤으로써 소거(erase) 동작을 수행한다.A flash memory device having a cell having a stacked gate structure as described above applies a predetermined voltage to the control gate 20 to inject electrons from the drain 22b to the floating gate 16 to perform a programming operation. Erasing is performed by emitting electrons injected into the floating gate 16 under the substrate to lower the threshold voltage.

이러한 스택형 플래시 메모리는 섹터 또는 블록 단위로 일괄 소거하는 방식을 취하고 있기 때문에 몇몇의 슬로우 비트(slow bit)가 존재할 경우 이 슬로우 비트로 인해 정상적으로 소거되었던 셀의 문턱 전압이 0V 이하의 값을 갖는 과소거(over erase) 상태로 되어 심각한 에러를 초래하게 된다.Since the stacked flash memory performs a batch erasing scheme in units of sectors or blocks, when a few slow bits exist, the threshold voltage of a cell that has been normally erased due to the slow bits has a value of 0V or less. (over erase) will cause a serious error.

또한, 스택형 게이트 구조의 셀은 드레인 영역(22b)에서의 터널 산화막을 통해 핫-캐리어 주입으로 프로그래밍하고, 다시 터널 산화막을 통해 채널쪽으로 소거하므로 터널 산화막에 미치는 스트레스가 크다.In addition, the cell of the stacked gate structure is programmed by hot-carrier injection through the tunnel oxide film in the drain region 22b and erased back to the channel through the tunnel oxide film, thereby increasing the stress on the tunnel oxide film.

한편, 플래시 메모리장치는 고집적화 추세에 따라 다수개의 메모리셀 중에서 어느 특정 열 또는 행의 메모리의 셀들을 선택하기 위한 선택 트랜지스터를 메모리 셀의 컨트롤 게이트와 일체화한 스플리트(split) 게이트 구조의 메모리 셀로 개선해서 그 메모리장치의 집적화를 높였다.Meanwhile, according to a high integration trend, a flash memory device improves a selection transistor for selecting cells of a specific column or row among a plurality of memory cells into a split gate structure integrating a control gate of the memory cell. This increased the integration of the memory device.

도 2는 통상적인 플래시 메모리장치의 스플리트(split) 게이트형 셀 구조를 나타낸 단면도로서, 이를 참조하면 플래시 메모리의 단위 셀은 실리콘기판(30)에 형성된 필드산화막(32)과, 상기 필드산화막(32) 사이의 기판의 활성 영역에 형성된 터널산화막(34)과, 그 위에 플로팅 게이트(36)와, 상기 플로팅 게이트(36) 측면과 상부에 소정 부분 오버랩된 컨트롤 및 선택 게이트(40)와, 상기 컨트롤 및 선택 게이트(40)와 플로팅 게이트(36)를 절연하는 게이트간 절연막(38)과, 상기 플로팅 게이트(36) 에지와 필드 산화막(32)사이의 기판내에 형성된 소스 영역(42a)과, 상기선택 게이트(40) 에지와 필드 산화막(32) 사이의 기판내에 형성된 드레인 영역(42b)으로 구성된다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a split gate type cell structure of a conventional flash memory device. Referring to this, a unit cell of a flash memory includes a field oxide film 32 formed on a silicon substrate 30 and the field oxide film ( A tunnel oxide film 34 formed in an active region of the substrate between the substrate 32, a floating gate 36 thereon, a control and selection gate 40 partially overlapping the sides and top of the floating gate 36, and An inter-gate insulating film 38 which insulates the control and selection gate 40 and the floating gate 36, a source region 42a formed in the substrate between the edge of the floating gate 36 and the field oxide film 32, and And a drain region 42b formed in the substrate between the edge of the select gate 40 and the field oxide film 32.

이와 같이, 스플리트 게이트형 셀은 소스 영역(42b)에서 터널 산화막(34)을 통해 프로그래밍이 되고, 게이트간 절연막(38)을 통해 컨트롤 게이트(40)쪽으로 소거하므로써 터널 산화막(34)에 가해지는 스트레스를 감소시키며 과소거의 문제를 완화시키는 장점이 있다.As such, the split gate type cell is programmed through the tunnel oxide film 34 in the source region 42b and applied to the tunnel oxide film 34 by erasing it toward the control gate 40 through the inter-gate insulating film 38. It has the advantage of reducing stress and mitigating the problem of over-erasing.

그러나, 상대적으로 두꺼운 게이트간 절연막(38)을 통해 소거 동작이 이루어지므로 속도가 느리다는 단점이 있고, 셀 면적이 커서 높은 밀도의 셀 어레이를 제조하는데 한계가 있었다.However, since the erase operation is performed through the relatively thick inter-gate insulating film 38, the speed is slow. There is a limitation in manufacturing a cell array having a high density due to the large cell area.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 개선된 스택형 셀 구조에 의해 플로팅 게이트가 요(凹)홈 형태를 갖으며 그 홈 내에 게이트간 절연막 및 컨트롤 게이트를 구성함으로써 프로그래밍이 드레인과 플로팅 사이에서 이루어지며 소거 동작이 플로팅 및 컨트롤 게이트 사이에서 이루어져 소거 속도를 향상시키고 과소거를 억제할 수 있는 플래시 메모리장치의 셀 구조 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to solve the above problems of the prior art, the floating gate has a concave groove shape by the improved stacked cell structure and programming by forming an inter-gate insulating film and a control gate in the groove The present invention provides a cell structure of a flash memory device and a method of manufacturing the same, which are performed between the drain and the floating, and an erase operation is performed between the floating and control gates to improve the erase speed and suppress over erasure.

도 1은 통상적인 플래시 메모리장치의 스택형(stack) 셀 구조를 나타낸 단면도,1 is a cross-sectional view showing a stacked cell structure of a conventional flash memory device;

도 2는 통상적인 플래시 메모리장치의 스플리트(split) 게이트형 셀 구조를 나타낸 단면도,2 is a cross-sectional view showing a split gate type cell structure of a conventional flash memory device;

도 3은 본 발명에 따른 플래시 메모리장치의 개선된 스택형 셀 구조를 나타낸 단면도,3 is a cross-sectional view showing an improved stacked cell structure of a flash memory device according to the present invention;

도 4a 내지 도 4h는 본 발명에 따른 플래시 메모리장치의 스택형 셀을 형성하기 위한 공정 순서도.4A-4H are process flow diagrams for forming a stacked cell of a flash memory device according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 실리콘 기판 102 : 필드 산화막100 silicon substrate 102 field oxide film

104 : 절연막 105 : 터널 산화막104: insulating film 105: tunnel oxide film

106,114,116 : 포토레지스트 패턴106,114,116: photoresist pattern

108 : 제 1도전체 108': 플로팅 게이트108: first conductor 108 ': floating gate

110,110' : 게이트간 절연막 112,112' : 컨트롤 게이트110,110 ': inter-gate insulating film 112,112': control gate

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 플래시 메모리의 셀 구조에 있어서,반도체 기판의 활성 영역 상부에 형성된 터널 산화막과, 터널 산화막 상부에 요홈 구조로 형성된 플로팅 게이트와, 플로팅 게이트의 요홈 내측에 얇게 형성된 게이트간 절연막과, 게이트간 절연막 상부의 홈을 채운 컨트롤 게이트와, 터널 산화막 하부의 채널을 사이에 두고 기판 표면내에 서로 이격된 소스/드레인 영역을 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a cell structure of a flash memory, comprising: a tunnel oxide film formed on an active region of a semiconductor substrate, a floating gate formed in a groove structure on the tunnel oxide film, and a gate formed thinly in the groove of the floating gate. An interlayer insulating film, a control gate filling a groove in an upper gate insulating film, and a source / drain region spaced apart from each other in a substrate surface with a channel under the tunnel oxide film interposed therebetween.

본 발명의 플래시 메모리장치의 셀에 있어서, 상기 셀의 프로그래밍 동작은 드레인 영역에서 플로팅 게이트로 데이터를 기입한다. 반면에, 셀의 소거 동작은 플로팅 게이트에서 컨트롤 게이트 사이로 데이터를 소거하되, 주로 플로팅 게이트와 컨트롤 게이트 사이 측벽에서 소거 동작이 이루어진다.In the cell of the flash memory device of the present invention, the programming operation of the cell writes data to the floating gate in the drain region. On the other hand, the erase operation of the cell erases data from the floating gate to the control gate, but mainly on the sidewall between the floating gate and the control gate.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 플래시 메모리의 셀 제조방법에 있어서, 반도체 기판에 소자의 활성 영역과 비활성 영역을 정의하는 필드 산화막을 형성하는 단계와, 기판 상부에 절연막을 증착하고, 기판의 활성 영역에 소정 두께의 절연막이 남도록 이 절연막을 요홈 형태로 식각해서 반도체 기판 상부에 터널 산화막을 형성하는 단계와, 절연막 전면에 제 1도전체막, 게이트간 절연막 및 제 2도전체막을 순차 적층하는 단계와, 제 2도전체막 및 게이트간 절연막을 패터닝하여 컨트롤 게이트를 형성하되, 컨트롤 게이트의 측면을 둘러싼 형태가 되도록 게이트간 절연막을 패터닝하는 단계와, 게이트간 절연막을 둘러싼 형태가 되도록 제 1도전체막을 패터닝하여 요홈 구조의 플로팅 게이트를 형성하는 단계와, 플로팅 게이트 에지에 셀프얼라인 되도록 절연막을 패터닝하는 단계와, 플로팅 게이트 에지와 필드 산화막 사이의 기판 표면내에 서로 이격된 소스/드레인 영역을 형성하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method of manufacturing a cell of a flash memory, the method comprising: forming a field oxide film defining an active region and an inactive region of a device on a semiconductor substrate, depositing an insulating film on the substrate, and Forming a tunnel oxide film over the semiconductor substrate by etching the insulating film in a groove shape so that an insulating film having a predetermined thickness remains in the region, and sequentially laminating a first conductive film, an inter-gate insulating film, and a second conductive film on the entire surface of the insulating film; Patterning the second conductive film and the inter-gate insulating film to form a control gate, and patterning the inter-gate insulating film to form a shape surrounding the side of the control gate, and patterning the first conductive film to form a shape surrounding the inter-gate insulating film. Forming a floating gate having a recess structure, and self-aligning the floating gate edge And patterning the insulating film to, and forming a floating gate edge and spaced apart from each other the source / drain regions in the substrate surface between the field oxide film.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 플래시 메모리장치의 개선된 스택형 셀 구조를 나타낸 단면도로서, 이는 반도체 기판으로서 실리콘 기판(100)에 형성된 필드산화막(102)과, 상기 필드산화막(102) 사이의 기판의 활성 영역에 형성된 터널산화막(104)과, 터널 산화막(104) 상부에 요홈 구조로 형성된 플로팅 게이트(108')와, 플로팅 게이트(108)의 요홈 내측으로 얇게 형성된 게이트간 절연막(110')과, 게이트간 절연막(110') 상부의 홈을 채운 컨트롤 게이트(112')와, 터널 산화막(104) 하부의 채널을 사이에 두고 기판 표면내에 서로 이격된 소스/드레인 영역(120a,120b)을 포함한다.3 is a cross-sectional view showing an improved stacked cell structure of a flash memory device according to the present invention, which is a field oxide film 102 formed on a silicon substrate 100 as a semiconductor substrate and a substrate between the field oxide film 102. A tunnel oxide film 104 formed in the active region, a floating gate 108 'formed with a recess structure on the tunnel oxide film 104, an inter-gate insulating film 110' thinly formed inside the recess of the floating gate 108, A control gate 112 'filling the groove on the inter-gate insulating film 110', and source / drain regions 120a and 120b spaced apart from each other in the substrate surface with the channel under the tunnel oxide film 104 interposed therebetween. .

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 플래시 메모리장치의 셀은, 프로그래밍 동작(p)시 드레인 영역(120b)의 전자가 터널산화막(104)을 통해 플로팅 게이트(108')로 주입되어 데이터가 기입된다.In the cell of the flash memory device of the present invention having the structure described above, electrons in the drain region 120b are injected into the floating gate 108 'through the tunnel oxide film 104 to write data during the programming operation p. .

또한, 셀의 소거 동작(e)은 플로팅 게이트(108')의 주입된 전자가 게이트간 절연막(110')을 통해 컨트롤 게이트(112')로 이동하여 데이터를 소거하게 된다. 이때, 소거 동작시 전자의 이동은 플로팅 게이트(108')와 컨트롤 게이트(112') 사이의 측벽에서 주로 이루어진다.In addition, in the erase operation (e) of the cell, the injected electrons of the floating gate 108 ′ move to the control gate 112 ′ through the inter-gate insulating layer 110 ′ to erase the data. At this time, the movement of electrons in the erase operation is mainly performed at the sidewall between the floating gate 108 'and the control gate 112'.

이러한 플래시 메모리장치의 스택형 게이트 셀 구조는 플로팅 게이트(108')로 컨트롤 게이트(112')를 둘러싼 형태가 되기 때문에 프로그래밍 동작은 통상의 스택형 셀 구조와 동일하지만, 소거 동작은 플로팅 게이트에서 컨트롤 게이트에서 이루어진다. 그러므로, 본 발명은 프로그래밍 및 소거시 터널 산화막에 미치는 스트레스를 줄일 수 있으며 소거 방식이 스플리트 구조의 셀과 동일한 방식을 채택하고 있으므로 일괄 소거로 인한 과소거를 방지할 수 있으며 이로 인해 소거 속도를 향상시킬 수 있다. 더욱이, 스택형 셀 구조를 그대로 유지하고 있으므로 셀이 차지하는 여분의 면적이 필요하지 않아 셀 밀도 증가의 문제점을 해결할 수 있다.Since the stacked gate cell structure of the flash memory device has a floating gate 108 'surrounding the control gate 112', the programming operation is the same as a conventional stacked cell structure, but the erase operation is controlled at the floating gate. Is done at the gate. Therefore, the present invention can reduce the stress on the tunnel oxide during programming and erasing, and since the erasing method adopts the same method as that of the split structure cell, it is possible to prevent over erasure due to the batch erasing, thereby improving the erasing rate. You can. In addition, since the stacked cell structure is maintained as it is, an extra area occupied by the cell is not required, thereby solving the problem of increasing cell density.

도 4a 내지 도 4h는 본 발명에 따른 플래시 메모리장치의 스택형 셀을 형성하기 위한 공정 순서도로서, 이를 참조하면 개선된 스택형 셀의 제조 방법은 다음과 같다.4A to 4H are process flowcharts for forming a stacked cell of a flash memory device according to the present invention. Referring to this, the improved method for manufacturing a stacked cell is as follows.

우선, 도 4a에 도시된 바와 같이, 반도체 기판으로서 실리콘 기판(100)에 소자의 활성 영역과 비활성 영역을 정의하는 필드 산화막(102)을 형성하고, 그 기판 전면에 절연막(104)으로서 산화물을 증착한다. 사진 공정을 진행하여 상기 절연막(104) 위에 터널 산화막 형성을 위한 포토레지스트 패턴(106)을 형성한다.First, as shown in FIG. 4A, a field oxide film 102 defining an active region and an inactive region of an element is formed on a silicon substrate 100 as a semiconductor substrate, and an oxide is deposited as an insulating film 104 on the entire surface of the substrate. do. A photo process is performed to form a photoresist pattern 106 for forming a tunnel oxide layer on the insulating layer 104.

그 다음, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 포토레지스트 패턴(106)에 의해 드러난 기판의 활성 영역에 소정 두께의 절연막(104)이 남도록 이를 요홈(107) 형태로 식각해서 기판 상부에 소정 폭(Wg)을 갖는 터널 산화막(105)을 형성하고, 상기 포토레지스트 패턴(106)을 제거한다.Next, as illustrated in FIG. 4B, the insulating film 104 is etched in the form of the recess 107 so that the insulating film 104 of a predetermined thickness remains in the active region of the substrate exposed by the photoresist pattern 106. A tunnel oxide film 105 having Wg) is formed, and the photoresist pattern 106 is removed.

이어서, 도 4c 및 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 터널 산화막(105)이 형성된 기판 전면에 제 1도전체막(108)으로서 도프트 폴리실리콘을 증착한다. 그리고, 그 위에 게이트간 절연막(110)으로서 ONO(Oxide-Nitride-Oxide) 및 제 2도전체막(112)으로서 도프트 폴리실리콘을 순차 적층한다.Next, as shown in FIGS. 4C and 4D, doped polysilicon is deposited as the first conductive film 108 on the entire surface of the substrate on which the tunnel oxide film 105 is formed. Then, an oxide-nitride-oxide (ONO) as the inter-gate insulating film 110 and a doped polysilicon are sequentially stacked as the second conductive film 112.

그 다음, 도 4e에 도시된 바와 같이, 컨트롤 게이트 마스크를 이용한 사진 공정을 진행하여 상기 결과물에 프토레지스트 패턴(116)을 형성한 후에 식각 공정으로 상기 제 2도전체막(112) 및 게이트간 절연막(110)을 패터닝하여 컨트롤 게이트(112')를 형성한다. 이때, 패터닝된 게이트간 절연막(110)은 컨트롤 게이트(112')의 측면을 둘러싼 형태가 되도록 한다. 그리고, 포토레지스트 패턴(116)을 제거한다.Next, as shown in FIG. 4E, the photoconductive process using the control gate mask is performed to form the photoresist pattern 116 on the resultant, and then the second conductive film 112 and the inter-gate insulating film (etched) are etched. The 110 is patterned to form the control gate 112 '. In this case, the patterned inter-gate insulating layer 110 is formed to surround the side of the control gate 112 ′. Then, the photoresist pattern 116 is removed.

도 4f에 도시된 바와 같이, 플로팅 게이트 마스크를 이용한 사진 공정을 진행하여 상기 결과물에 포토레지스트 패턴(118)을 형성하고, 식각 공정으로 상기 제 1도전체막을 패터닝하여 플로팅 게이트(108')를 형성한다. 이때, 플로팅 게이트(108')는 남아 있는 게이트간 절연막(110')을 둘러싼 형태가 되어 전체적으로 요(凹)홈 구조를 갖는다. 그리고, 포토레지스트 패턴(118)을 제거한다.As shown in FIG. 4F, a photoresist pattern 118 is formed on the resultant by performing a photolithography process using a floating gate mask, and the first conductive layer is patterned by an etching process to form a floating gate 108 ′. do. In this case, the floating gate 108 ′ has a shape surrounding the remaining inter-gate insulating layer 110 ′ and has a concave groove structure as a whole. Then, the photoresist pattern 118 is removed.

그 다음, 도 4g에 도시된 바와 같이, 상기 패터닝된 컨트롤 게이트(112'), 게이트간 절연막(110') 및 플로팅 게이트(108')을 마스크로 삼아 남아 있는 절연막(104)을 패터닝한다. 그러면, 기판 상부에는 플로팅 게이트(108')에 셀프얼라인된 터널 산화막(105)이 남아 있게 된다. 이때, 상기 절연막(104) 제거 공정은 상기 포토레지스트 패턴(118)을 이용해서 실시할 수도 있다.Next, as shown in FIG. 4G, the remaining insulating film 104 is patterned using the patterned control gate 112 ′, the inter-gate insulating film 110 ′, and the floating gate 108 ′ as a mask. Then, the tunnel oxide film 105 self-aligned to the floating gate 108 ′ remains on the substrate. In this case, the insulating film 104 may be removed using the photoresist pattern 118.

그 다음, 도 4h에 도시된 바와 같이, 통상의 도전형 불순물 이온 주입공정을실시하여 플로팅 게이트(108') 에지와 필드 산화막(102) 사이에 드러난 기판 표면내에 서로 이격된 소스/드레인 영역(120a,120b)을 형성하여 본 발명에 따른 플래시 메모리 셀의 제조 공정을 완료한다.Then, as shown in FIG. 4H, a source / drain region 120a spaced apart from each other in the substrate surface exposed between the floating gate 108 ′ edge and the field oxide film 102 by performing a conventional conductive impurity ion implantation process. 120b) to complete the manufacturing process of the flash memory cell according to the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명은 플로팅 게이트가 게이트간 절연막 및 컨트롤 게이트를 둘러싼 형태의 스택형 셀 구조에 의해 프로그래밍은 통상의 스택형 셀과 동일한 방식, 드레인에서 플로팅 게이트로 하고 소거는 통상의 스플리트 게이트형 셀과 동일하게 플로팅 게이트와 컨트롤 게이트 사이에서 이루어진다.As described above, the present invention is a stack cell structure in which a floating gate surrounds an inter-gate insulating film and a control gate, so that programming is performed in the same manner as a conventional stacked cell, a floating gate at a drain, and a general split is erased. As with the gated cell, it is made between the floating gate and the control gate.

그러므로, 본 발명은 스택 게이트의 셀 구조의 과소거와 터널 산화막의 스트레스 문제를 해결할 수 있다.Therefore, the present invention can solve the problem of over-erasing of the cell structure of the stack gate and stress of the tunnel oxide film.

또한, 본 발명은 스플리트 게이트형 셀 구조와 비교하여 상대적으로 얇은 게이트간 절연막을 통해서 소거 동작이 이루어지며 증가된 플로팅 게이트와 컨트롤 게이트의 접촉 면적에 의해 소거 속도를 향상시킬 수 있고, 셀 면적이 스택형 셀 구조를 갖기 때문에 높은 밀도의 셀 어레이를 제조할 수 있다.In addition, in the present invention, the erase operation is performed through a relatively thin inter-gate insulating film, compared to the split gate type cell structure, and the erase speed can be improved by the increased contact area between the floating gate and the control gate. Because of the stacked cell structure, a cell array of high density can be manufactured.

Claims (5)

플래시 메모리의 셀 구조에 있어서,In the cell structure of a flash memory, 반도체 기판의 활성 영역 상부에 형성된 터널 산화막;A tunnel oxide film formed over the active region of the semiconductor substrate; 상기 터널 산화막 상부에 요홈 구조로 형성된 플로팅 게이트;A floating gate having a recess structure on the tunnel oxide layer; 상기 플로팅 게이트의 요홈 내측에 얇게 형성된 게이트간 절연막;An inter-gate insulating film thinly formed inside the recess of the floating gate; 상기 게이트간 절연막 상부의 홈을 채운 컨트롤 게이트; 및A control gate filling the groove on the inter-gate insulating layer; And 상기 터널 산화막 하부의 채널을 사이에 두고 기판 표면내에 서로 이격된 소스/드레인 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리장치의 셀 구조.And a source / drain region spaced apart from each other in the substrate surface with the channel under the tunnel oxide layer interposed therebetween. 제 1항에 있어서, 상기 셀의 프로그래밍 동작은 드레인 영역에서 플로팅 게이트로 데이터를 기입하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리장치의 셀 구조.The cell structure of claim 1, wherein the programming operation of the cell writes data to a floating gate in a drain region. 제 1항에 있어서, 상기 셀의 소거 동작은 플로팅 게이트에서 컨트롤 게이트 사이로 데이터를 소거하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리장치의 셀 구조.The cell structure of claim 1, wherein the erasing operation of the cell erases data from a floating gate to a control gate. 제 1항에 있어서, 상기 셀의 소거 동작은 플로팅 게이트와 컨트롤 게이트 사이 측벽에서 주로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리장치의 셀 구조.2. The cell structure of a flash memory device according to claim 1, wherein the erasing operation of the cell is mainly performed at the sidewall between the floating gate and the control gate. 플래시 메모리의 셀 제조방법에 있어서,In the cell manufacturing method of the flash memory, 반도체 기판에 소자의 활성 영역과 비활성 영역을 정의하는 필드 산화막을 형성하는 단계;Forming a field oxide film on the semiconductor substrate, the field oxide film defining an active region and an inactive region of the device; 상기 기판 상부에 절연막을 증착하고, 기판의 활성 영역에 소정 두께의 절연막이 남도록 이 절연막을 요홈 형태로 식각해서 반도체 기판 상부에 터널 산화막을 형성하는 단계;Depositing an insulating film on the substrate, and etching the insulating film into a groove shape so that an insulating film having a predetermined thickness remains in an active region of the substrate to form a tunnel oxide film on the semiconductor substrate; 상기 절연막 전면에 제 1도전체막, 게이트간 절연막 및 제 2도전체막을 순차 적층하는 단계;Sequentially stacking a first conductive film, an inter-gate insulating film, and a second conductive film on the entire insulating film; 상기 제 2도전체막 및 게이트간 절연막을 패터닝하여 컨트롤 게이트를 형성하되, 상기 컨트롤 게이트의 측면을 둘러싼 형태가 되도록 게이트간 절연막을 패터닝하는 단계;Patterning the second conductive film and the inter-gate insulating film to form a control gate, and patterning the inter-gate insulating film to form a shape surrounding the side of the control gate; 상기 게이트간 절연막을 둘러싼 형태가 되도록 제 1도전체막을 패터닝하여 요홈 구조의 플로팅 게이트를 형성하는 단계;Patterning a first conductive layer so as to surround the inter-gate insulating layer to form a floating gate having a recess structure; 상기 플로팅 게이트 에지에 셀프얼라인 되도록 상기 절연막을 패터닝하는 단계; 및Patterning the insulating film to self-align to the floating gate edge; And 상기 플로팅 게이트 에지와 필드 산화막 사이의 기판 표면내에 서로 이격된 소스/드레인 영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리장치의 셀 제조방법.Forming a source / drain region spaced apart from each other in the substrate surface between the floating gate edge and the field oxide layer.
KR1019990059522A 1999-12-20 1999-12-20 Cell structure of flash memory and method of forming thereof KR20010065022A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990059522A KR20010065022A (en) 1999-12-20 1999-12-20 Cell structure of flash memory and method of forming thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990059522A KR20010065022A (en) 1999-12-20 1999-12-20 Cell structure of flash memory and method of forming thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010065022A true KR20010065022A (en) 2001-07-11

Family

ID=19627399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990059522A KR20010065022A (en) 1999-12-20 1999-12-20 Cell structure of flash memory and method of forming thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20010065022A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101150756B1 (en) * 2004-11-23 2012-06-08 매그나칩 반도체 유한회사 method for manufacturing semiconductor device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5729496A (en) * 1994-07-30 1998-03-17 Lg Semicon Co., Ltd. Nonvolatile semiconductor memory element and method for fabricating the same
KR19980025839A (en) * 1996-10-05 1998-07-15 김광호 Nonvolatile Memory Device and Manufacturing Method Thereof
US5801415A (en) * 1996-05-16 1998-09-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Non-volatile-memory cell for electrically programmable read only memory having a trench-like coupling capacitors
US5854501A (en) * 1995-11-20 1998-12-29 Micron Technology, Inc. Floating gate semiconductor device having a portion formed with a recess

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5729496A (en) * 1994-07-30 1998-03-17 Lg Semicon Co., Ltd. Nonvolatile semiconductor memory element and method for fabricating the same
US5854501A (en) * 1995-11-20 1998-12-29 Micron Technology, Inc. Floating gate semiconductor device having a portion formed with a recess
US5801415A (en) * 1996-05-16 1998-09-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Non-volatile-memory cell for electrically programmable read only memory having a trench-like coupling capacitors
KR19980025839A (en) * 1996-10-05 1998-07-15 김광호 Nonvolatile Memory Device and Manufacturing Method Thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101150756B1 (en) * 2004-11-23 2012-06-08 매그나칩 반도체 유한회사 method for manufacturing semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7547602B2 (en) Semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method
KR100471188B1 (en) Non-volatile memory cells having dual gate and method of forming the same
US7553725B2 (en) Nonvolatile memory devices and methods of fabricating the same
US7867883B2 (en) Methods of fabricating non-volatile memory devices
US20090086540A1 (en) Method of operating non-volatile memory array
US6770920B2 (en) Nonvolatile memory devices
KR100598108B1 (en) Non volatile memory device having side-wall transistor and method of fabricating the same
US20090179256A1 (en) Memory having separated charge trap spacers and method of forming the same
US6867463B2 (en) Silicon nitride read-only-memory
US7713795B2 (en) Flash memory device with single-poly structure and method for manufacturing the same
KR100731076B1 (en) Vertical spilit gate structure of flash memory device, and manufacturing method thereof
KR101188551B1 (en) Flash memory device and method for manufacturing Flash memory device
US6844232B2 (en) Flash memory device and fabricating method therefor
KR100615581B1 (en) flash memory device having FinFET structure and fabrication method thereof
KR100773354B1 (en) Flash memory devices and methods of fabricating the same
US20060039200A1 (en) Non-volatile memory cell, fabrication method and operating method thereof
KR20050069184A (en) Non-volatile memory device and fabricating method thereof
US20050253184A1 (en) Nonvolatile memory, nonvolatile memory array and manufacturing method thereof
KR20010065022A (en) Cell structure of flash memory and method of forming thereof
KR20050065143A (en) Method for manufacturing non-volatile memory device
US20070147123A1 (en) Split gate type non-volatile memory device and method of manufacturing the same
KR100541710B1 (en) Nonvalotile memory device and method of fabricating the same
US7982262B2 (en) NAND memory device with inversion bit lines
KR100540337B1 (en) Method for fabricating gate of semiconductor device
KR100806776B1 (en) 1-poly structure of flash memory device, and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application