KR20020001248A - Method of manufacturing and erasing a flash memory device - Google Patents
Method of manufacturing and erasing a flash memory device Download PDFInfo
- Publication number
- KR20020001248A KR20020001248A KR1020000035682A KR20000035682A KR20020001248A KR 20020001248 A KR20020001248 A KR 20020001248A KR 1020000035682 A KR1020000035682 A KR 1020000035682A KR 20000035682 A KR20000035682 A KR 20000035682A KR 20020001248 A KR20020001248 A KR 20020001248A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- polysilicon
- layer
- polysilicon layer
- patterned
- forming
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B41/00—Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
- H10B41/30—Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the memory core region
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76897—Formation of self-aligned vias or contact plugs, i.e. involving a lithographically uncritical step
Abstract
Description
본 발명은 플래쉬 메모리 소자의 제조 방법 및 소거 방법에 관한 것으로, 특히 소거 게이트를 소오스 라인 상부 및 드레인 라인의 상부에 잔류하도록 형성하고, 소오스에서 뿐만 아니라 드레인에서도 소거를 실시하도록 함으로써 소자의 신뢰성 및 균일성을 향상시킬 수 있는 플래쉬 메모리 소자의 제조 방법 및 소거 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing and erasing a flash memory device. In particular, the erase gate is formed to remain on top of a source line and a top of a drain line, and erase is performed at the drain as well as at the source. The present invention relates to a method of manufacturing and erasing a flash memory device capable of improving the performance.
도 1은 종래의 플래쉬 메모리 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 소자의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a device for explaining a method of manufacturing a conventional flash memory device.
반도체 기판(101) 상부에 터널 산화막(102) 및 제 1 폴리실리콘막(103)이 순차적으로 형성된다. 마스크 및 식각 공정에 의해 제 1 폴리실리콘막(103) 및 터널 산화막(102)이 패터닝된다. 노출된 반도체 기판(101)상에 불순물 이온 주입 공정에 의해 소오스 라인(104) 및 드레인 라인(105)이 형성된다. 전체 구조 상부에 절연막(106)이 형성된 후 절연막(106)의 소정 영역이 식각되어 제 1 폴리실리콘막(103)이 소정 영역을 노출시키는 콘택홀이 형성된다. 콘택홀내에 도전막이 매립되어 플러그 (107)가 형성된다. 전체 구조 상부에 제 2 폴리실리콘막(108)이 형성된 후 패터닝된다. 제 2 폴리실리콘막(108)은 플러그(107)와 접촉되도록 패터닝된다. 전체 구조 상부에 유전체막(109), 제 3 폴리실리콘막(110) 및 산화막(111)이 순차적으로 형성된 후 이들이 패터닝되어 콘트롤 게이트가 형성된다. 전체 구조 상부에 산화막이 형성된 후 전면 식각되어 콘트롤 게이트 측벽에 스페이서(112)가 형성된다. 전체 구조 상부에 제 4 폴리실리콘막(113)이 형성된 후 드레인 라인(105) 상부에만 잔류하고, 소오스 라인(104) 상부에서는 제거되도록 패터닝되어 소거 게이트가 형성된다.The tunnel oxide film 102 and the first polysilicon film 103 are sequentially formed on the semiconductor substrate 101. The first polysilicon film 103 and the tunnel oxide film 102 are patterned by a mask and an etching process. The source line 104 and the drain line 105 are formed on the exposed semiconductor substrate 101 by an impurity ion implantation process. After the insulating film 106 is formed over the entire structure, a predetermined region of the insulating film 106 is etched to form a contact hole through which the first polysilicon film 103 exposes the predetermined region. A conductive film is embedded in the contact hole to form a plug 107. The second polysilicon film 108 is formed on the entire structure and then patterned. The second polysilicon film 108 is patterned to contact the plug 107. After the dielectric film 109, the third polysilicon film 110, and the oxide film 111 are sequentially formed on the entire structure, they are patterned to form a control gate. After the oxide film is formed on the entire structure, the entire surface is etched to form a spacer 112 on the sidewall of the control gate. After the fourth polysilicon layer 113 is formed on the entire structure, the fourth polysilicon layer 113 is formed to remain only on the drain line 105, and is patterned to be removed on the source line 104 to form an erase gate.
상기와 같은 공정에 의해 형성되는 플래쉬 메모리 소자는 두개의 셀당 하나의 소거 게이트가 존재하게 된다. 이를 위해서는 소오스 라인 상부의 소거 게이트로 사용되는 제 4 폴리실리콘막이 완전히 제거되어야 한다. 그런데, 제 4 폴리실리콘막을 제거하기 위한 식각 시간이 짧으면 폴리실리콘막이 완전히 제거되지 않고 폴리실리콘 잔류물이 잔존하게 된다. 반면에 식각 시간이 길게 되면 폴리실리콘 잔류물을 완전히 제거할 수 있지만 소오스 라인 상부에 형성된 절연막이 식각되게 된다. 이에 따라 셀을 소거하기 위해 소거 게이트에 17∼20V, 소오스 및 기판에 0V의 전압을 인가하게 되면, 절연막이 파손되는 결과를 초래하게 된다. 또한, 소거 동작을 소오스쪽에서만 실시하기 때문에 소자의 균일성이 저하되고, 고전압을 이용하므로 주변 회로의 형성이 어렵게 된다.In the flash memory device formed by the above process, there is one erase gate per two cells. For this purpose, the fourth polysilicon film used as the erase gate on the source line must be completely removed. However, when the etching time for removing the fourth polysilicon film is short, the polysilicon film is not completely removed and polysilicon residues remain. On the other hand, if the etching time is long, the polysilicon residue can be completely removed, but the insulating film formed on the source line is etched. Accordingly, when a voltage of 17 to 20 V is applied to the erase gate and 0 V to the source and the substrate to erase the cell, the insulating film is damaged. In addition, since the erasing operation is performed only on the source side, the uniformity of the element is lowered and the formation of the peripheral circuit becomes difficult because of the use of a high voltage.
본 발명의 목적은 소거 게이트를 형성하는 공정에서 소오스 라인의 절연막이 식가되지 않고 폴리실리콘 잔류물이 잔존하지 않는 플래쉬 메모리 소자의 제조 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a flash memory device in which an insulating film of a source line is not etched and no polysilicon residue remains in a process of forming an erase gate.
본 발명의 목적은 소오스에서 뿐만 아니라 드레인에서도 소거를 실시할 수 있도록 하여 소자의 균일성을 향상시킬 수 있는 플래쉬 메모리 소자의 제조 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a flash memory device capable of improving the uniformity of devices by enabling erasing not only at the source but also at the drain.
본 발명의 목적은 소오스에서 뿐만 아니라 드레인에서도 소거를 실시할 수 있도록 하고 종래보다 상대적으로 낮은 전압을 인가하여 소거를 실시할 수 있는 플래쉬 메모리 소자의 소거 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of erasing a flash memory device capable of performing erasing not only at the source but also at the drain, and performing erasing by applying a relatively lower voltage than the prior art.
도 1은 종래의 플래쉬 메모리 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 소자의 단면도.1 is a cross-sectional view of a device for explaining a method of manufacturing a conventional flash memory device.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 플래쉬 메모리 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 소자의 단면도.2 is a cross-sectional view of a device for describing a method of manufacturing a flash memory device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 플래쉬 메모리 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 소자의 단면도.3 is a cross-sectional view of a device for describing a method of manufacturing a flash memory device according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
101, 201 및 301 : 반도체 기판 102, 202 및 302 : 터널 산화막101, 201, and 301: semiconductor substrates 102, 202, and 302: tunnel oxide film
103, 203 및 303 : 제 1 폴리실리콘막103, 203, and 303: first polysilicon film
104, 204 및 304 : 소오스 라인 105, 205 및 305 : 드레인 라인104, 204, and 304: source lines 105, 205, and 305: drain lines
106, 206 및 306 : 절연막 107, 207 및 307 : 플러그106, 206, and 306: insulating film 107, 207, and 307: plug
108, 208 및 308 : 제 2 폴리실리콘막108, 208, and 308: second polysilicon film
109, 209 및 309 : 유전체막109, 209, and 309: dielectric film
110, 210 및 310 : 제 3 폴리실리콘막110, 210 and 310: third polysilicon film
111, 211 및 311 : 산화막 112, 212 및 312 : 스페이서111, 211, and 311: oxide films 112, 212, and 312: spacer
113, 213 및 313 : 제 4 폴리실리콘막113, 213, and 313: fourth polysilicon film
본 발명에 따른 플래쉬 메모리 소자의 제조 방법은 반도체 기판 상부에 터널 산화막 및 제 1 폴리실리콘막이 순차적으로 형성된 후 패터닝되는 단계와, 불순물 이온 주입 공정에 의해 상기 반도체 기판상에 소오스 라인 및 드레인 라인이 형성되는 단계와, 전체 구조 상부에 절연막이 형성된 후 상기 절연막의 소정 영역이 식각되어 상기 제 1 폴리실리콘막이 소정 영역을 노출시키는 콘택홀이 형성된 후 상기 콘택홀이 매립되도록 도전층이 형성되어 플러그가 형성되는 단계와, 전체 구조상부에 제 2 폴리실리콘막이 형성된 후 상기 플러그와 접촉되도록 패터닝되는 단계와, 전체 구조 상부에 유전체막, 제 3 폴리실리콘막 및 산화막이 순차적으로 형성된 후 이들이 패터닝되어 콘트롤 게이트가 형성되는 단계와, 상기 콘트롤 게이트 측벽에 스페이가 형성된 후 전체 구조 상부에 제 4 폴리실리콘막이 형성되는 단계와, 상기 제 4 폴리실리콘막이 전면 식각되어 소거 게이트가 형성되는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a flash memory device according to the present invention, a tunnel oxide film and a first polysilicon film are sequentially formed on a semiconductor substrate, and then patterned, and a source line and a drain line are formed on the semiconductor substrate by an impurity ion implantation process. And an insulating layer is formed over the entire structure, and then a predetermined region of the insulating layer is etched to form a contact hole for exposing the predetermined region of the first polysilicon layer, and then a conductive layer is formed to fill the contact hole. And forming a second polysilicon film on the entire structure, and then patterning the second polysilicon film to contact the plug, and subsequently forming a dielectric film, a third polysilicon film, and an oxide film on the entire structure, and then patterning the control gate. Forming a space on the sidewall of the control gate; After the entire structure above the fourth step and the polysilicon film, and the fourth polysilicon film is formed over the etch it is characterized in that made in a step that forms the erase gate.
또한, 본 발명에 따른 플래쉬 메모리 소자의 소거 방법은 상기 공정에 의해 제조된 플래쉬 메모리 소자의 소거 게이트에 12 내지 14V의 전압이 인가되고, 드레인 라인, 기판 및 소오스 라인에 -5V의 전압이 인가되어 실시되는 것을 특징으로 한다.In the erase method of the flash memory device according to the present invention, a voltage of 12 to 14 V is applied to the erase gate of the flash memory device manufactured by the above process, and a voltage of -5 V is applied to the drain line, the substrate and the source line. It is characterized in that the implementation.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 플래쉬 메모리 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 소자의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a device for describing a method of manufacturing a flash memory device according to an embodiment of the present invention.
반도체 기판(201) 상부에 터널 산화막(202) 및 제 1 폴리실리콘막(203)이 순차적으로 형성된다. 마스크 및 식각 공정에 의해 제 1 폴리실리콘막(203) 및 터널 산화막(202)이 패터닝된다. 노출된 반도체 기판(201)상에 불순물 이온 주입 공정에 의해 소오스 라인(204) 및 드레인 라인(205)이 형성된다. 전체 구조 상부에 절연막 (206)이 형성된 후 절연막(206)의 소정 영역이 식각되어 제 1 폴리실리콘막(203)이 소정 영역을 노출시키는 콘택홀이 형성된다. 콘택홀내에 도전막이 매립되어 플러그(207)가 형성된다. 전체 구조 상부에 제 2 폴리실리콘막(208)이 형성된 후 패터닝된다. 제 2 폴리실리콘막(208)은 플러그(207)와 접촉되도록 패터닝된다. 전체 구조 상부에 유전체막(209), 제 3 폴리실리콘막(210) 및 산화막(211)이 순차적으로 형성된 후 이들이 패터닝되어 콘트롤 게이트가 형성된다. 전체 구조 상부에 산화막이 형성된 후 전면 식각되어 콘트롤 게이트 측벽에 스페이서(212)가 형성된다. 전체 구조 상부에 제 4 폴리실리콘막(213)이 형성된 후 전면 식각 공정에 의해 플래쉬 메모리 셀 사이에 잔류되도록 패터닝되어 소거 게이트가 형성된다.The tunnel oxide film 202 and the first polysilicon film 203 are sequentially formed on the semiconductor substrate 201. The first polysilicon film 203 and the tunnel oxide film 202 are patterned by a mask and an etching process. The source line 204 and the drain line 205 are formed on the exposed semiconductor substrate 201 by an impurity ion implantation process. After the insulating film 206 is formed over the entire structure, a predetermined region of the insulating film 206 is etched to form a contact hole through which the first polysilicon film 203 exposes the predetermined region. A conductive film is embedded in the contact hole to form a plug 207. The second polysilicon film 208 is formed on the entire structure and then patterned. The second polysilicon film 208 is patterned to contact the plug 207. After the dielectric film 209, the third polysilicon film 210, and the oxide film 211 are sequentially formed on the entire structure, they are patterned to form a control gate. After the oxide film is formed on the entire structure, the entire surface is etched to form a spacer 212 on the sidewall of the control gate. The fourth polysilicon layer 213 is formed on the entire structure, and then patterned to remain between the flash memory cells by a front surface etching process to form an erase gate.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 플래쉬 메모리 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 소자의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a device for describing a method of manufacturing a flash memory device according to another embodiment of the present invention.
반도체 기판(301) 상부에 터널 산화막(302) 및 제 1 폴리실리콘막(303)이 순차적으로 형성된다. 마스크 및 식각 공정에 의해 제 1 폴리실리콘막(303) 및 터널 산화막(302)이 패터닝된다. 노출된 반도체 기판(301)상에 불순물 이온 주입 공정에 의해 소오스 라인(304) 및 드레인 라인(305)이 형성된다. 전체 구조 상부에 절연막 (306)이 형성된 후 절연막(306)의 소정 영역이 식각되어 제 1 폴리실리콘막(303)이 소정 영역을 노출시키는 콘택홀이 형성된다. 콘택홀내에 도전막이 매립되어 플러그 (307)가 형성된다. 전체 구조 상부에 제 2 폴리실리콘막(308)이 형성된 후 패터닝된다. 제 2 폴리실리콘막(308)은 플러그(307)와 접촉되도록 패터닝된다. 전체 구조 상부에 유전체막(309), 제 3 폴리실리콘막(310) 및 산화막(311)이 순차적으로 형성된 후 이들이 패터닝되어 콘트롤 게이트가 형성된다. 전체 구조 상부에 산화막이형성된 후 전면 식각되어 콘트롤 게이트 측벽에 스페이서(312)가 형성된다. 전체 구조 상부에 제 4 폴리실리콘막(313)이 형성된 후 소거 게이트 마스크를 이용한 마스크 및 식각 공정에 의해 패터닝되어 소거 게이트가 형성된다. 제 4 폴리실리콘막(313)은 플래쉬 메모리 셀 사이가 완전히 매립되고 소정 높이를 갖도록 패터닝되어 소거 게이트가 형성된다.The tunnel oxide film 302 and the first polysilicon film 303 are sequentially formed on the semiconductor substrate 301. The first polysilicon layer 303 and the tunnel oxide layer 302 are patterned by a mask and an etching process. The source line 304 and the drain line 305 are formed on the exposed semiconductor substrate 301 by an impurity ion implantation process. After the insulating film 306 is formed over the entire structure, a predetermined region of the insulating film 306 is etched to form a contact hole through which the first polysilicon film 303 exposes the predetermined region. A conductive film is embedded in the contact hole to form a plug 307. The second polysilicon film 308 is formed on the entire structure and then patterned. The second polysilicon film 308 is patterned to contact the plug 307. After the dielectric film 309, the third polysilicon film 310, and the oxide film 311 are sequentially formed on the entire structure, they are patterned to form a control gate. After the oxide film is formed on the entire structure, the entire surface is etched to form a spacer 312 on the sidewall of the control gate. The fourth polysilicon layer 313 is formed on the entire structure, and then patterned by a mask and an etching process using an erase gate mask to form an erase gate. The fourth polysilicon layer 313 is completely embedded between the flash memory cells and patterned to have a predetermined height to form an erase gate.
상기 본 발명에 따른 두 실시 예에서는 소거 동작을 실시하기 위해 소거 게이트에 12∼14V의 전압을 인가하고, 드레인, 기판 및 소오스에 각각 -5V의 저압을 인가한다.In the two embodiments according to the present invention, a voltage of 12 to 14 V is applied to the erase gate and a low voltage of −5 V is applied to the drain, the substrate, and the source, respectively, to perform the erase operation.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 소거 게이트가 드레인 라인 뿐만 아니라 소오스 라인 상부에도 형성되기 때문에 소오스 라인 상부의 절연막이 식각되지 않아 소거 동작을 실시할 때 인가되는 전압에서도 소오스 라인 상부의 절연막이 손상되지 않으므로 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 한 셀당 소오스 쪽에서만 소거를 실시하지 않고 드레인 쪽에서도 소거를 실시함으로 균일성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, since the erase gate is formed not only on the drain line but also on the source line, the insulating film on the source line is not etched, and thus the insulating film on the source line is not damaged even at a voltage applied when the erase operation is performed. The reliability of the device can be improved. In addition, uniformity can be improved by erasing only on the drain side instead of only on the source side per cell.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020000035682A KR100635193B1 (en) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | Method of manufacturing and erasing a flash memory device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020000035682A KR100635193B1 (en) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | Method of manufacturing and erasing a flash memory device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20020001248A true KR20020001248A (en) | 2002-01-09 |
KR100635193B1 KR100635193B1 (en) | 2006-10-16 |
Family
ID=19674203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020000035682A KR100635193B1 (en) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | Method of manufacturing and erasing a flash memory device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100635193B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100595119B1 (en) * | 2004-12-30 | 2006-06-30 | 매그나칩 반도체 유한회사 | Nonvolatile memory device and method for manufacturing the same |
-
2000
- 2000-06-27 KR KR1020000035682A patent/KR100635193B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100595119B1 (en) * | 2004-12-30 | 2006-06-30 | 매그나칩 반도체 유한회사 | Nonvolatile memory device and method for manufacturing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100635193B1 (en) | 2006-10-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100338104B1 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device | |
KR100317488B1 (en) | Method of manufacturing a flash memory device | |
US7696074B2 (en) | Method of manufacturing NAND flash memory device | |
JP4283763B2 (en) | Manufacturing method of split gate type flash memory device | |
KR20010065285A (en) | Method of manufacturing a flash memory cell | |
KR100635193B1 (en) | Method of manufacturing and erasing a flash memory device | |
KR100543637B1 (en) | Manufacturing Method of Flash Memory Device | |
KR20080038992A (en) | Method for fabricating semiconductor device | |
KR100685634B1 (en) | Method for fabricating flash memory device | |
US7517755B2 (en) | Method for fabricating semiconductor device | |
KR100274355B1 (en) | Method of forming a word line in a flash memory device | |
KR20030049781A (en) | Method of manufacturing a flash memory cell | |
KR0172513B1 (en) | Method for forming contact of semiconductor device | |
KR20050031299A (en) | Method for manufacturing control gate of the flash memory device | |
KR0140726B1 (en) | Method of manufacture semiconductor device | |
KR100342823B1 (en) | Method of manufacturing a flash memory device | |
KR100314737B1 (en) | Method for forming contact hole spacer in semiconductor device | |
KR100446314B1 (en) | Method for fabrication semicondcutor device improved refresh time | |
KR100239452B1 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
KR100474509B1 (en) | Method of manufacturing a flash memory cell | |
KR100316527B1 (en) | Manufacturing method for flash memory | |
KR20070076625A (en) | Method for fabricating a semiconductor device | |
KR100192398B1 (en) | Capacitor fabrication method of semiconductor device | |
KR20020096741A (en) | Method of manufacturing a flash memory cell | |
KR100587631B1 (en) | Method for manufacturing semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20100920 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |