KR20010065305A - Method of manufacturing a flash memory device - Google Patents

Method of manufacturing a flash memory device Download PDF

Info

Publication number
KR20010065305A
KR20010065305A KR1019990065178A KR19990065178A KR20010065305A KR 20010065305 A KR20010065305 A KR 20010065305A KR 1019990065178 A KR1019990065178 A KR 1019990065178A KR 19990065178 A KR19990065178 A KR 19990065178A KR 20010065305 A KR20010065305 A KR 20010065305A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gate
film
flash memory
memory device
semiconductor substrate
Prior art date
Application number
KR1019990065178A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김상수
안재춘
홍성훈
강진아
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 KR1019990065178A priority Critical patent/KR20010065305A/en
Publication of KR20010065305A publication Critical patent/KR20010065305A/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
    • H01L29/42336Gate electrodes for transistors with a floating gate with one gate at least partly formed in a trench

Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a flash memory device is to prevent a bridge between patterns and a short failure and prevent a charge loss of a gate oxide layer, thereby improving a reliability of the device. CONSTITUTION: A cell region and a peripheral region are defined in a semiconductor substrate(30). A buffer oxide layer(31) and a gate mask are sequentially formed on the semiconductor substrate. The cell region and the peripheral region of the semiconductor substrate are exposed using an etching process to thereby form a trench. A gate oxide layer(34), the first polysilicon layer(35) and an ONO layer(36) are sequentially formed on an entire structure. An etch stop mask (37) is formed, and the ONO layer disposed in the peripheral region is removed. The etch stop mask is removed. The second polysilicon layer(37) is deposited on an entire structure, and the buffer oxide layer is etched to thereby form a gate electrode(38) within the trench. A source/drain junction region is formed.

Description

플래쉬 메모리 소자의 제조방법{Method of manufacturing a flash memory device}Method of manufacturing a flash memory device

본 발명은 플래쉬 메모리 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 셀(cell) 영역 및 주변(peri)영역 간에 단차를 해소 할 수 있는 플래쉬 메모리 소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a flash memory device, and more particularly, to a method of manufacturing a flash memory device capable of eliminating a step between a cell region and a peri region.

일반적인 플래쉬 메모리 소자 제조공정에서 셀 영역과 주변 영역간에는 서로다른 구조의 차이에 의해 후속 공정 후 단차가 발생한다.In a typical flash memory device manufacturing process, a difference occurs after a subsequent process due to a difference in structure between a cell region and a peripheral region.

종래 플래쉬 메모리 소자의 제조방법을 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a method of manufacturing a conventional flash memory device is as follows.

도 1a 내지 도 1c는 종래 플래쉬 메모리 소자의 제조방법을 설명하기 위한 소자의 단면도이다.1A to 1C are cross-sectional views of devices for explaining a method of manufacturing a conventional flash memory device.

도 1a를 참조하면, 반도체 기판(10)에 셀 영역 및 주변영역을 정의한 후 게이트 산화막(11), 제 1 폴리실리콘막(12)을 형성한 다음, 플로팅 게이트 마스크를 이용한 식각공정을 실시하고, 전체 상부면에 ONO막(13) 및 제 2 폴리실리콘막(14)을 순차적으로 증착한 후 셀 영역에 감광막 패턴(15)을 형성한 다음 감광막 패턴(15)을 마스크로 이용한 식각공정으로 주변영역의 제 2 폴리실릴콘막(14) 및 ONO막(13)을 제거한다.Referring to FIG. 1A, after the cell region and the peripheral region are defined in the semiconductor substrate 10, the gate oxide layer 11 and the first polysilicon layer 12 are formed, and an etching process using a floating gate mask is performed. The ONO film 13 and the second polysilicon film 14 are sequentially deposited on the entire upper surface, the photoresist pattern 15 is formed in the cell region, and then the peripheral region is etched using the photoresist pattern 15 as a mask. The second polysilicon film 14 and the ONO film 13 are removed.

도 1b를 참조하면, 감광막 패턴(15)를 제거한 후 게이트 마스크(16)를 형성한다.Referring to FIG. 1B, the gate mask 16 is formed after removing the photoresist pattern 15.

도 1c를 참조하면, 게이트 마스크(16)를 이용한 식각공정으로 게이트 전극(17)을 형성한 후 게이트 마스크(16)를 제거한다.Referring to FIG. 1C, after the gate electrode 17 is formed by an etching process using the gate mask 16, the gate mask 16 is removed.

상기에서, 셀영역의 게이트 전극(17)에서 제 1 폴리실리콘막(12)은 플래쉬 메모리소자의 플로팅 게이트가 되고, 제 2 폴리실리콘막(14)은 플래쉬 메모리 소자의 콘트롤 게이트가 된다.In the above, in the gate electrode 17 of the cell region, the first polysilicon film 12 becomes a floating gate of the flash memory device, and the second polysilicon film 14 becomes a control gate of the flash memory device.

그후, 후속 소오스/드레인 이온 주입공정으로 접합부를 형성하여 셀 영역에 플래쉬 메모리 소자를 형성하고, 주변영역에 트랜지스터를 형성한다.A junction is then formed by a subsequent source / drain ion implantation process to form a flash memory device in the cell region and a transistor in the peripheral region.

도 2는 종래 플래쉬 메모리 소자를 형성한 후 후속공정인 PSG막, BPSG막 등의 층간절연막을 형성한 상태의 단면 사진이다.2 is a cross-sectional photograph of a state in which an interlayer insulating film such as a PSG film or a BPSG film, which is a subsequent process, is formed after the conventional flash memory device is formed.

상술한 바와같이, 종래 셀영역과 주변영역의 단차의 높이는 1000 내지 1500Å 정도의 차이가 나는데, 후속 공정의 스페이서, PSG, BPSG막 등이 증착되는 공정을 지나면서 평탄화 정도를 나타내는 도 2 사진의 β 값은 약 70。 정도가 되며, 셀영역과 주변영역의 최종 단차를 나타내는 도 2 사진의 d 값은 약 4000Å 정도가 된다. 이와같이 셀영역과 주변영역의 단차는 후속 금속 콘택 마스크 및 식각공정시 공정을 불안정하게 하고, 패턴간 브리지(bridge) 및 쇼트(short)가 발생하여 소자의 패일(fail)의 원인이 된다.As described above, the height of the step difference between the conventional cell region and the peripheral region is about 1000 to 1500 차이, and the β of FIG. 2 shows the degree of planarization as the spacer, PSG, BPSG film, etc. of the subsequent process are deposited. The value is about 70 °, and the d value in the picture in FIG. 2 showing the final step between the cell area and the peripheral area is about 4000 mW. As such, the step difference between the cell region and the peripheral region may cause an unstable process during subsequent metal contact masks and etching processes, and bridges and shorts between patterns may occur, causing a device to fail.

따라서, 본 발명은 플래쉬 메모리 소자 제조공정에서 셀영역과 주변영역 간의 단차를 최소화하여 안정된 후속공정을 실시할 수 있는 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of performing a stable subsequent process by minimizing a step between a cell region and a peripheral region in a flash memory device manufacturing process.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조방법은 반도체 기판에 셀 영역 및 주변영역을 정의한 후 상기 반도체 기판 상에 완충산화막 및 게이트 마스크를 순차적을 형성하는 단계; 게이트 마스크를 이용한 식각공정으로 상기 셀영역 및 주변영역에 반도체 기판이 노출되도록 트랜치를 형성하는 단계; 전체상부면에 게이트 산화막, 제 1 폴리실리콘막 및 ONO막을 순차적으로 증착하는 단계; 주변영역만 개방되도록 식각방지 마스크를 형성한 후 주변 영역의 상기 ONO막을 제거하고, 상기 식각방지 마스크을 제거하는 단계; 전체 상부면에 제 2 폴리실리콘막을 증착한 후 상기 완충산화막이 노출되도록 전면식각공정을 실시하여 상기 트랜치 내부에 게이트 전극을 형성하는 단계; 및 소오스/드레인 접합부를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a semiconductor device, the method including: sequentially forming a cell region and a peripheral region on a semiconductor substrate, and sequentially forming a buffer oxide film and a gate mask on the semiconductor substrate; Forming a trench to expose a semiconductor substrate in the cell region and the peripheral region by an etching process using a gate mask; Sequentially depositing a gate oxide film, a first polysilicon film, and an ONO film on the entire upper surface; Forming an etch mask to open only a peripheral area, and then removing the ONO film in the peripheral area and removing the etch mask; Forming a gate electrode in the trench by depositing a second polysilicon layer on the entire upper surface and performing a front side etching process to expose the buffer oxide layer; And forming a source / drain junction.

도 1a 내지 도 1c는 종래 플래쉬 메모리 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 소자의 단면도.1A to 1C are cross-sectional views of a device for explaining a method of manufacturing a conventional flash memory device.

도 2는 종래 플래쉬 메모리 소자를 형성한 후 후속공정을 실시한 상태의 단면 사진.Figure 2 is a cross-sectional photograph of a state following a subsequent process after forming a conventional flash memory device.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명에 따른 플래쉬 메모리 소자의 제조방법을 설명하기 위한 소자의 단며도.3A to 3F are schematic views of a device for explaining a method of manufacturing a flash memory device according to the present invention.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호 설명〉<Description of Signs of Major Parts of Drawings>

10 및 30 : 반도체 기판 11 및 34 : 게이트 산화막10 and 30: semiconductor substrate 11 and 34: gate oxide film

12 및 35 : 제 1 폴리실리콘막 13 및 36: ONO막12 and 35: first polysilicon film 13 and 36: ONO film

14 및 37 : 제 2 폴리실리콘막 16 및 32: 게이트 마스크14 and 37: second polysilicon films 16 and 32: gate mask

17 및 38 : 게이트 전극 31 : 완충산화막17 and 38: gate electrode 31: buffer oxide film

37 : 식각방지 마스크37: anti-etch mask

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명에 따른 플래쉬 메모리 소자의 제조방법을 설명하기 위한 소자의 단면도이다.3A to 3F are cross-sectional views of devices for describing a method of manufacturing a flash memory device according to the present invention.

도 3a를 참조하면, 반도체 기판(30)에 셀 영역 및 주변영역을 정의한 후 반도체 기판(30) 상에 완충산화막(31)을 형성하고, 완충산화막(31) 상부면에 게이트 마스크(32)를 형성한다.Referring to FIG. 3A, after the cell region and the peripheral region are defined in the semiconductor substrate 30, the buffer oxide film 31 is formed on the semiconductor substrate 30, and the gate mask 32 is formed on the upper surface of the buffer oxide film 31. Form.

상기에서, 완충산화막(31)은 PSG막 또는 BPSG막으로 3000 내지 5000Å 두께로 형성한다.In the above, the buffer oxide film 31 is formed of a PSG film or a BPSG film to a thickness of 3000 to 5000 Å.

도 3b를 참조하면, 게이트 마스크(32)를 이용한 식각공정으로 셀영역 및 주변영역에 반도체 기판(30)이 노출되도록 트랜치(trench;33)를 형성한다.Referring to FIG. 3B, a trench 33 is formed to expose the semiconductor substrate 30 in the cell region and the peripheral region by an etching process using the gate mask 32.

도 3c를 참조하면, 전체상부면에 게이트 산화막(34), 제 1 폴리실리콘막 (35) 및 ONO막(36)을 순차적으로 적층한다.Referring to FIG. 3C, the gate oxide film 34, the first polysilicon film 35, and the ONO film 36 are sequentially stacked on the entire upper surface.

도 3d를 참조하면, 주변영역만 개방되도록 식각방지 마스크(37)를 형성한 후 주변 영역의 ONO막(36)을 제거한다.Referring to FIG. 3D, after forming the etch stop mask 37 to open only the peripheral region, the ONO layer 36 of the peripheral region is removed.

도 3e를 참조하면, 식각방지 마스크(37)을 제거한 후 전체 상부면에 제 2 폴리실리콘막(37)을 증착한다.Referring to FIG. 3E, the second polysilicon layer 37 is deposited on the entire upper surface after removing the etch stop mask 37.

도 3f를 참조하면, 완충산화막(31)이 노출되도록 전면식각공정을 실시하여 셀영역 및 주변영역의 트랜치(33) 내부에 게이트 전극(38)을 형성한다.Referring to FIG. 3F, the gate electrode 38 is formed in the trench 33 in the cell region and the peripheral region by performing an entire surface etching process to expose the buffer oxide film 31.

상기에서, 셀영역의 게이트 전극(38)에서 제 1 폴리실리콘막(35)은 플래쉬 메모리소자의 플로팅 게이트가 되고, 제 2 폴리실리콘막(37)은 플래쉬 메모리 소자의 콘트롤 게이트가 된다. 또한, 플로팅 게이트인 제 1 폴리실리콘막(35)이 콘트롤 게이트인 제 2 폴리실리콘막(37)을 감싸는 구조가 되어 ONO 커플링 비(coupling ratio)를 증가시킨다.In the above, in the gate electrode 38 of the cell region, the first polysilicon film 35 becomes a floating gate of the flash memory device, and the second polysilicon film 37 becomes a control gate of the flash memory device. In addition, the first polysilicon film 35 serving as the floating gate may have a structure surrounding the second polysilicon film 37 serving as the control gate, thereby increasing the ONO coupling ratio.

그후, 소오스/드레인 이온주입공정으로 접합부를 형성하여 플래쉬 메모리 소자를 형성한다.After that, a junction portion is formed by a source / drain ion implantation process to form a flash memory device.

상술한 바와 같이, 본 발명은 셀 영역과 주변 영역의 상이한 구조로 인한 단차를 제거하여 평탄화함으로써 후속 공정시 패턴간 브리지 및 쇼트 되는 문제를 개선하여 소자의 패일(fail)을 감소 시킨다. 또한, 플로팅 게이트가 콘트롤 게이트를 감싸는 구조이므로 ONO 커플링비를 증가시켜 저전압 구동소자에 유리하고, 완충산화막이 게이트 전극을 감싸고 있기 때문에 종래 게이트 전극을 정의하기 위한 자기정렬식각공정에 의한 기판 및 게이트 산화막의 손상을 근원적으로 방지하여 게이트 산화막의 전하 손실을 방지하므로 소자의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.As described above, the present invention eliminates the step difference caused by the different structure of the cell region and the peripheral region to planarize, thereby improving the problem of bridges and shorts between patterns in subsequent processes, thereby reducing the device failure. In addition, since the floating gate surrounds the control gate, the ONO coupling ratio is increased, which is advantageous for low voltage driving devices. Since the buffer oxide film surrounds the gate electrode, the substrate and the gate oxide film are formed by a self-aligned etching process to define the gate electrode. By preventing the damage of the gate oxide to prevent the charge loss of the gate oxide film has the effect of improving the reliability of the device.

Claims (3)

반도체 기판에 셀 영역 및 주변영역을 정의한 후 상기 반도체 기판 상에 완충산화막 및 게이트 마스크를 순차적을 형성하는 단계;Defining a cell region and a peripheral region in the semiconductor substrate and sequentially forming a buffer oxide film and a gate mask on the semiconductor substrate; 게이트 마스크를 이용한 식각공정으로 상기 셀영역 및 주변영역에 반도체 기판이 노출되도록 트랜치를 형성하는 단계;Forming a trench to expose a semiconductor substrate in the cell region and the peripheral region by an etching process using a gate mask; 전체상부면에 게이트 산화막, 제 1 폴리실리콘막 및 ONO막을 순차적으로 증착하는 단계;Sequentially depositing a gate oxide film, a first polysilicon film, and an ONO film on the entire upper surface; 주변영역만 개방되도록 식각방지 마스크를 형성한 후 주변 영역의 상기 ONO막을 제거하고, 상기 식각방지 마스크을 제거하는 단계;Forming an etch mask to open only a peripheral area, and then removing the ONO film in the peripheral area and removing the etch mask; 전체 상부면에 제 2 폴리실리콘막을 증착한 후 상기 완충산화막이 노출되도록 전면식각공정을 실시하여 상기 트랜치 내부에 게이트 전극을 형성하는 단계; 및Forming a gate electrode in the trench by depositing a second polysilicon layer on the entire upper surface and performing a front side etching process to expose the buffer oxide layer; And 소오스/드레인 접합부를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플래쉬 메모리 소자의 제조방법.A method of manufacturing a flash memory device comprising the step of forming a source / drain junction. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 완충산화막은 PSG막 또는 BPSG막으로 3000 내지 5000Å 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 플래쉬 메모리 소자의 제조방법.The buffer oxide film is a PSG film or a BPSG film manufacturing method of a flash memory device, characterized in that formed to a thickness of 3000 to 5000Å. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 셀영역의 상기 제 1 폴리실리콘막은 플로팅 게이트가 되고, 상기 제 2 폴리실리콘막은 콘트롤 게이트가 되며 플로팅 게이트인 제 1 폴리실리콘막이 콘트롤 게이트인 상기 제 2 폴리실리콘막을 감싸는 구조가 되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 플래쉬 메모리 소자의 제조방법.Wherein the first polysilicon film of the cell region is a floating gate, and the second polysilicon film is a control gate, and the first polysilicon film, which is a floating gate, is formed to surround the second polysilicon film, which is a control gate. A method of manufacturing a flash memory device.
KR1019990065178A 1999-12-29 1999-12-29 Method of manufacturing a flash memory device KR20010065305A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990065178A KR20010065305A (en) 1999-12-29 1999-12-29 Method of manufacturing a flash memory device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990065178A KR20010065305A (en) 1999-12-29 1999-12-29 Method of manufacturing a flash memory device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010065305A true KR20010065305A (en) 2001-07-11

Family

ID=19632382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990065178A KR20010065305A (en) 1999-12-29 1999-12-29 Method of manufacturing a flash memory device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20010065305A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100397176B1 (en) * 2001-07-26 2003-09-06 삼성전자주식회사 Method of planarizing non-volatile memory device
KR100555280B1 (en) * 2003-09-25 2006-03-03 산요덴키가부시키가이샤 Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR100567070B1 (en) * 2004-12-20 2006-04-04 주식회사 하이닉스반도체 Method for forming isolation layer in semiconductor device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100397176B1 (en) * 2001-07-26 2003-09-06 삼성전자주식회사 Method of planarizing non-volatile memory device
KR100555280B1 (en) * 2003-09-25 2006-03-03 산요덴키가부시키가이샤 Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR100567070B1 (en) * 2004-12-20 2006-04-04 주식회사 하이닉스반도체 Method for forming isolation layer in semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100359780B1 (en) Method for Fabricating of Semiconductor device
CN116825786B (en) Semiconductor structure and preparation method thereof
KR20010065305A (en) Method of manufacturing a flash memory device
KR100289808B1 (en) Manufacturing method for mos transistor
KR20010065285A (en) Method of manufacturing a flash memory cell
KR100274355B1 (en) Method of forming a word line in a flash memory device
KR100368321B1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
KR100368303B1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
KR100334963B1 (en) Method of forming semiconductor device with contact plug
KR100323873B1 (en) Method of manufacturing a flash memory device
KR0164152B1 (en) Capacitor fabrication method of semiconductor device
KR100381030B1 (en) Method for fabricating semicondductor device
KR100317487B1 (en) Method of manufacturing a flash memory device
KR100376270B1 (en) Method of manufacturing a split gate type flash memory device
KR20020070554A (en) Semiconductor Memory device and Method for fabricating the Same
JP3783240B2 (en) Manufacturing method of flash memory
KR20010004992A (en) Method of forming a flash memory device
KR960006719B1 (en) Method of forming a self-align contact in semiconductor memory device
KR100283111B1 (en) Manufacturing method of semiconductor device
KR930009476B1 (en) Manufacturing method of self-aligned contact in semiconductor device
KR100792411B1 (en) Method for fabricating the same of semiconductor device
KR100316527B1 (en) Manufacturing method for flash memory
KR100460704B1 (en) Method for fabricating bottom gate-type tft of sram to increase capacitance of node
KR100447258B1 (en) Method for forming capacitor of semiconductor device with stable three-dimensional lower storage node electrode
KR20010044868A (en) Method of manufacturing a capacitor in a semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid