KR20040060551A - source resistance improvement structure of flash memory and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A structure of a flash memory and a manufacturing method thereof are provided to improve considerably source resistance by forming a common source line having a low resistance in the second trench alone using ion-implantation. CONSTITUTION: An active region(1) and a trench region are alternately formed along the bit line direction. The trench region includes the first trench region and the second trench region(8b). The first trench region is formed at both sides of the active region along the bit line direction. The second trench is formed between the first trenches at the periphery of the active region. A common source line(12) is formed in the second trench region by using ion-implantation.

Description

플래시 메모리의 소오스 저항 개선 구조 및 그 제조 방법{source resistance improvement structure of flash memory and its manufacturing method}Source resistance improvement structure of flash memory and its manufacturing method

본 발명은 플래시 메모리의 소오스 저항 개선 구조 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 플래시 메모리의 셀 사이즈를 축소하기 위해 적용된 STI(Shallow Trench Isolation) 기술과 SAS(Self Aligned Floating Gate) 기술을 동시에 적용하였을 경우 소오스 저항을 현저히 개선시킬 수 있는 플래시 메모리의 소오스 저항 개선 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a source resistance improving structure of a flash memory and a method of manufacturing the same. Specifically, a shallow trench isolation (STI) technology and a self aligned floating gate (SAS) technology applied to reduce a cell size of a flash memory are described. The present invention relates to a source resistance improving structure of a flash memory and a method of manufacturing the same, which can significantly improve the source resistance when applied simultaneously.

일반적으로 NOR형 플래시 메모리는 커몬 소오스(common source) 방식을 사용하고 있다. 즉, 16개의 셀마다 1개의 컨택(contact)이 형성되며, 이 16개의 셀의 소오스 라인(source line)은 디퓨젼 레이어(diffusion layer)(N+)로 연결되어 있다. 0.25㎛ 또는 0.18㎛급 이하에서는 대부분의 반도체는 소자 분리 기술(isolation technology)로 STI(Shallow Trench Isolation) 기술을 사용하고 있고, 플래시 메모리는 0.35급 이하에서 SAS(Self Aligned Floating Gate) 기술을 사용하여 셀 사이즈를 현저하게 축소하고 있으며, 이러한 기술의 흐름을 설명하면 아래와 같다.In general, NOR flash memory uses a common source method. In other words, one contact is formed in each of the 16 cells, and source lines of the 16 cells are connected to a diffusion layer (N +). Most semiconductors use Shallow Trench Isolation (STI) technology as the isolation technology at 0.25μm or 0.18μm or less, while flash memory uses the Self Aligned Floating Gate (SAS) at 0.35 or below. The cell size is significantly reduced, and the flow of these technologies is described below.

먼저, 도1a를 참조하면, SAS(Self Aligned Floating Gate) 기술을 적용하지 않은 경우의 플래시 메모리 셀의 평면도가 도시되어 있고, 도1b를 참조하면, SAS 기술을 적용한 경우의 플래시 메모리 셀의 평면도가 도시되어 있다.First, referring to FIG. 1A, a plan view of a flash memory cell when the SAS (Self Aligned Floating Gate) technology is not applied is illustrated. Referring to FIG. 1B, a plan view of the flash memory cell when the SAS technology is applied is illustrated. Is shown.

여기서, 도면부호 2는 커몬 소오스 라인이고, 6은 게이트이며, 8은 소자 분리 영역 즉 STI(Shallow Trench Isolation)이며, 10은 드레인 컨택이며, 9는 비트 라인이며, 4는 게이트(6)에서 커몬 소오스 라인(2)을 향하는 소정 간극이다. 또한, X축과 Y축에는 각각 0.1㎛에 해당하는 길이도 표시되어 있어, 도1a와 도1b의 플래시 메모리 셀 사이즈 차이를 알 수 있게 되어 있다.Here, reference numeral 2 denotes a common source line, 6 denotes a gate, 8 denotes a device isolation region, that is, shallow trench isolation (STI), 10 denotes a drain contact, 9 denotes a bit line, and 4 denotes a common at the gate 6. It is a predetermined gap facing the source line 2. In addition, the lengths corresponding to 0.1 占 퐉 are also displayed on the X and Y axes, so that the flash memory cell sizes in FIGS. 1A and 1B can be known.

도시된 바와 같이 SAS 기술은 비트 라인(9)(bit line) 방향으로 셀을 축소할 수 있는 기술로, 도1a에 도시된 게이트(6)에서 커몬 소오스 라인(2)을 향하는 소정간극(4)을 제거할 수 있어, 0.25㎛ 기술에서는 필수적인 공정이다. 위와 같은 SAS 기술의 도입으로 셀 사이즈를 대략 20% 축수할 수 있게 되었다.As shown, SAS technology is a technique for shrinking a cell in the direction of a bit line (9), a predetermined gap (4) from the gate 6 shown in Figure 1a toward the common source line (2). Can be removed, which is an essential process in 0.25 μm technology. With the introduction of SAS technology, we can reduce cell size by approximately 20%.

다음으로, 도2를 참조하면, 도1a에서와 같이 SAS 기술을 사용하지 않은 경우 다수의 플래시 메모리 셀의 어레이 상태가 평면적으로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 다수의 플래시 메모리 셀은 각각 드레인 컨택(10)을 가지며, 각각의 셀은 비트 라인(9)과 수직 방향을 갖는 일련의 커몬 소오스 라인(2)을 통하여 공통으로 연결되어 있다.Next, referring to FIG. 2, an array state of a plurality of flash memory cells is shown in a plan view when SAS technology is not used as in FIG. 1A. As shown, a plurality of flash memory cells each have a drain contact 10, and each cell is commonly connected through a series of common source lines 2 having a vertical direction with a bit line 9.

다음으로, 도3a를 참조하면, SAS 기술을 사용한 경우 다수의 플래시 메모리 셀의 어레이 상태가 평면적으로 도시되어 있고, 도3b를 참조하면, 도3a의 a-a 선 단면도가 도시되어 있다.Next, referring to FIG. 3A, an array state of a plurality of flash memory cells is shown in a plan view when using SAS technology, and referring to FIG. 3B, a cross-sectional view taken along the line a-a of FIG.

도시된 바와 같이 SAS 기술을 이용한 경우에는 비트 라인(9)에 평행하게 형성된 다수의 트렌치 영역(8a)(이 트렌치 영역에 고밀도 플라즈마에 의해 산화막이 충진됨으로써, 소자 분리 영역(8)이 됨) 및 액티브 영역(1)에 이온 주입하여 일련의 커몬 소오스 라인(2)을 형성한다. 따라서, 상기 커몬 소오스 라인(2)의 형태는 단면상 대략 구형파 형태가 된다.As shown, in the case of using the SAS technique, a plurality of trench regions 8a formed in parallel with the bit lines 9 (filled with oxide films by high density plasma in the trench regions become the device isolation regions 8) and Ion implantation into the active region 1 forms a series of common source lines 2. Therefore, the shape of the common source line 2 is substantially square in cross section.

그런데, 도3b와 같이 정션(junction) 즉, 커몬 소오스 라인(2)이 트렌치 영역(8a)의 표면 및 액티브 영역(1)의 표면을 따라 대략 구형파 모양으로 형성되므로 실제 셀당 저항은 급격하게 커지는 경향이 있다. 이와 같이 커몬 소오스 라인(2)의저항이 커지는 이유는 도3b와 같이 정션 저항이 트렌치 영역(8a)의 표면 모양을 따라 형성되므로, 실제적인 면저항의 길이가 길어지는 한편, 트렌치 영역(8a)의 측벽 비저항 자체가 커지기 때문이다. 즉, 디퓨젼 또는 이온 주입시 트렌치 영역(8a)의 측벽에는 상대적으로 적은 량의 이온이 주입되어 저항이 매우 높아지기 때문이다.However, since the junction, that is, the common source line 2 is formed in a substantially square wave shape along the surface of the trench region 8a and the surface of the active region 1, as shown in FIG. 3B, the actual resistance per cell tends to increase rapidly. There is this. The reason why the resistance of the common source line 2 is increased in this way is that since the junction resistance is formed along the surface shape of the trench region 8a as shown in FIG. 3B, the actual sheet resistance length is long, and the trench region 8a is This is because the sidewall resistivity itself becomes large. In other words, a relatively small amount of ions are implanted into the sidewall of the trench region 8a during diffusion or ion implantation, so that the resistance is very high.

도4를 참조하면, 도3a에서와 같이 커몬 소오스 라인을 이용할 경우 소오스 저항을 포함한 플래시 메모리 회로가 도시되어 있다.Referring to FIG. 4, a flash memory circuit including a source resistor when the common source line is used as shown in FIG. 3A is illustrated.

도시된 바와 같이 셀당 저항이 커질 경우 소오스 컨택이 16개마다 형성되므로, 첫번째 셀과 여덟번째 셀 사이의 IR 전압강하 때문에 백 바이어스(back bias)의 정도가 다르게 나타난다. 따라서, 플래시 메모리의 리드(read)시 에러가 발생할 수 있다. 특히 플래시 메모리는 내부 고전압을 사용하므로, 셀 사이즈가 축소되면서 트렌치 영역의 깊이가 깊어져서 점점 소오스 저항에 불리하게 작용하고 있다.As shown in the figure, when the resistance per cell increases, the source contact is formed every 16, so the degree of back bias is different due to the IR voltage drop between the first and eighth cells. Therefore, an error may occur when reading the flash memory. In particular, since the flash memory uses an internal high voltage, as the cell size is reduced, the trench region is deepened, which is increasingly detrimental to the source resistance.

한편, 아래 표1은 소오스 저항이 셀당 600Ω일때, IR 전압 강하를 계산한 것으로, 첫번째 셀과 여덟번째 셀 간의 전압 차이가 약 0.06V로 VDS 차이로 전류 차이가 발생함을 알 수 있다. 여기서, 저항 표시는 셀 1개의 소오스 저항을 표시한 것이다.Meanwhile, Table 1 below calculates the IR voltage drop when the source resistance is 600 mA per cell. The voltage difference between the first and eighth cells is about 0.06V, indicating that the current difference occurs due to the VDS difference. Here, the resistance display indicates the source resistance of one cell.

1번째 셀1st cell 2번째 셀2nd cell 3번째 셀Third cell 4번째 셀4th cell 5번째 셀5th cell 6번째 셀6th cell 7번째 셀7th cell 8번째 셀8th cell 9번째 셀9th cell 1One 22 33 44 55 66 77 88 99 왼쪽저항Left resistance 600600 12001200 18001800 24002400 30003000 36003600 42004200 48004800 54005400 오른쪽저항Right resistance 96009600 90009000 84008400 78007800 72007200 66006600 60006000 54005400 48004800 총저항Total resistance 564.7564.7 1058.81058.8 1482.41482.4 1835.31835.3 2117.62117.6 2329.42329.4 2470.62470.6 2541.22541.2 2541.22541.2 IR 전압강하IR drop 0.0170.017 0.0320.032 0.0440.044 0.0550.055 0.0640.064 0.0700.070 0.0740.074 0.0760.076 0.0760.076

이어서, 도5a를 참조하면, 종래 SAS 기술이 적용된 플래시 메모리 셀의 평면도가 도시되어 있고, 도5b 및 도5c를 참조하면, 도5a의 a-a선 및 b-b선 단면도가 도시되어 있다.Next, referring to FIG. 5A, a plan view of a flash memory cell to which the conventional SAS technology is applied is shown, and referring to FIGS. 5B and 5C, cross-sectional views of a-a and b-b lines of FIG. 5A are shown.

먼저, 도5b에 도시된 바와 같이 도5a의 a-a선 단면은 비트 라인(9) 방향으로 실리콘 섭스트레이트(14)가 돌출되어 액티브 영역(1)을 이루고, 상기 액티브 영역(1)의 양측부는 실제 소자 분리 영역(8)이 형성되는 트렌치 영역(8a)이 형성되어 있다. 여기서, 상술한 바와 같이 상기 트렌치 영역(8a)의 측벽과 액티브 영역(1)의 표면에는 단면상 대략 구형파 모양의 커몬 소오스 라인(2)이 형성됨을 알 수 있다.First, as shown in FIG. 5B, the cross section aa of FIG. 5A has a silicon substrate 14 protruding toward the bit line 9 to form an active region 1, and both sides of the active region 1 are actually formed. The trench region 8a in which the element isolation region 8 is formed is formed. Here, as described above, it can be seen that the common source line 2 having a substantially square wave shape in cross section is formed on the sidewall of the trench region 8a and the surface of the active region 1.

또한, 도5c에 도시된 바와 같이 도5a의 b-b선 단면은 실리콘 섭스트레이트(14) 위에 컨택트(10)가 형성되어 있고, 상기 컨택트(10)의 우측으로는 플로팅 게이트(16) 및 컨트롤 게이트(6)가 형성되어 있으며, 상기 게이트(16,6)의 우측에는 어떠한 트렌치 영역도 형성되어 있지 않다. 여기서, 위의 도5b 및 도5c는 본원 발명의 요지가 흐려지지 않도록 최대한 간략화하여 도시하였으며, 위의 도5b 및 도5c에서 트렌치 영역(8a)에 채워진 소자 격리 영역(예를 들면, 산화막)(8)도 이해의 편의를 위해 도시하지 않았다.In addition, as shown in FIG. 5C, the bb line cross-section of FIG. 5A has a contact 10 formed on the silicon substrate 14, and a floating gate 16 and a control gate are formed on the right side of the contact 10. 6) is formed, and no trench region is formed on the right side of the gates 16 and 6. 5B and 5C are shown as simplified as possible so as not to obscure the subject matter of the present invention, and in FIG. 5B and 5C, the device isolation regions (eg, oxide films) filled in the trench regions 8a ( 8) Also not shown for convenience of understanding.

이상에서 설명한 바와 같이 위의 STI 기술과 SAS 기술은 셀의 X축 및 Y축을 축소하기 위한 필수적인 기술인데, 이 두가지 기술을 동시에 적용하는 경우에 소오스 저항이 수배 커지는 문제가 있다.As described above, the STI technology and the SAS technology are essential technologies for reducing the X-axis and the Y-axis of the cell. When the two technologies are applied at the same time, the source resistance increases several times.

즉, 일반적인 LOCOS(Local Oxidation of Silicon) 분리 기술에서 SAS 기술을 적용할 경우 셀당 저항이 300Ω인데 반해, STI를 적용하게 되면 1000Ω/셀 정도로 높아지게 된다. 따라서 플래시 메모리의 프로그래밍 및 리드(read)시에 높은 소오스 저항때문에, IR 전압강하가 발생하고, 따라서 소오스 단자의 전압이 높게 되어 VDS 값은 낮아져 결국 리드 및 프로그래밍 효율이 떨어져 소자가 오동작하는 문제가 있다.In other words, when SAS technology is applied in a typical LOCOS (Local Oxidation of Silicon) isolation technology, the resistance per cell is 300kW, but when STI is applied, it is about 1000kW / cell. As a result, a high source resistance during programming and reading of the flash memory causes an IR voltage drop. Therefore, the voltage of the source terminal becomes high, resulting in a low VDS value, resulting in a malfunction of the device due to poor read and programming efficiency. .

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 플래시 메모리 셀 사이즈를 축소하기 위해 적용된 STI(Shallow Trench Isolation) 기술과 SAS(Self Aligned Floating Gate) 기술을 동시에 적용하였을 경우 소오스 저항을 현저히 개선시킬 수 있는 플래시 메모리의 소오스 저항 개선 구조 구조 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to overcome the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a source when a shallow trench isolation (STI) technique and a self-aligned floating gate (SAS) technique are simultaneously applied to reduce a flash memory cell size. The present invention provides a source resistance improving structure of a flash memory and a method of manufacturing the same that can significantly improve resistance.

도1a는 SAS(Self Aligned Floating Gate) 기술을 적용하지 않은 경우의 플래시 메모리 셀을 도시한 평면도이고, 도1b는 SAS 기술을 적용한 경우의 플래시 메모리 셀을 도시한 평면도이다.FIG. 1A is a plan view showing a flash memory cell when the SAS (Self Aligned Floating Gate) technology is not applied, and FIG. 1B is a plan view showing a flash memory cell when the SAS Technology is applied.

도2는 SAS 기술을 사용하지 않은 경우의 플래시 메모리 셀의 어레이 상태를 도시한 평면도이다.Fig. 2 is a plan view showing the array state of flash memory cells when SAS technology is not used.

도3a는 SAS 기술을 사용한 경우의 플래시 메모리 셀의 어레이 상태를 도시한 평면도이고, 도3b는 도3a의 a-a 선 단면도이다.FIG. 3A is a plan view showing an array state of a flash memory cell in the case of using the SAS technology, and FIG.

도4는 도3a에서와 같이 커몬 소오스 라인을 이용할 경우 소오스 저항을 포함한 플래시 메모리 회로를 도시한 회로도이다.FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a flash memory circuit including a source resistor when using a common source line as shown in FIG. 3A.

도5a는 종래 SAS 기술이 적용된 플래시 메모리 셀을 도시한 평면도이고, 도5b 및 도5c는 도5a의 a-a선 및 b-b선 단면도이다.Fig. 5A is a plan view showing a flash memory cell to which the conventional SAS technology is applied, and Figs. 5B and 5C are cross sectional views taken along lines a-a and b-b of Fig. 5A.

도6a는 본 발명에 의한 SAS 기술이 적용된 플래시 메모리 셀을 도시한 평면도이고, 도6b 및 도6c는 도6a의 a-a선 및 b-b선 단면도이다.6A is a plan view showing a flash memory cell to which the SAS technology according to the present invention is applied, and FIGS. 6B and 6C are cross-sectional views taken along lines a-a and b-b of FIG. 6A.

도7a는 트렌치 마스크의 레이아웃을 도시한 평면도이고, 도7b는 실제 웨이퍼에 구현된 트렌치 영역을 도시한 평면도이다.FIG. 7A is a plan view showing the layout of the trench mask, and FIG. 7B is a plan view showing the trench region implemented in the actual wafer.

도8a는 OPC(Optical Proximity Correction)가 적용된 트렌치 마스크의 레이아웃을 도시한 평면도이고, 도8b는 실제 웨이퍼에 구현된 트렌치 영역을 도시한 평면도이다.FIG. 8A is a plan view showing a layout of a trench mask to which optical proximity correction (OPC) is applied, and FIG. 8B is a plan view showing trench regions implemented in an actual wafer.

도9a 내지 도9c는 본 발명에 의한 플래시 메모리의 제조 방법중 일례를 도시한 평면도 및 단면도이다.9A to 9C are a plan view and a sectional view showing one example of a method of manufacturing a flash memory according to the present invention.

-도면중 주요 부호에 대한 설명-Description of the main symbols in the drawings

1; 액티브 영역 2; 커몬 소오스 라인One; Active region 2; Common Source Line

4; 게이트에서 소오스를 향하는 간극 6; 컨트롤 게이트4; Gap 6 from the gate towards the source; Control gate

8; 소자 분리 영역 8a; 제1트렌치 영역8; Device isolation region 8a; First trench region

8b; 제2트렌치 영역 9; 비트 라인8b; Second trench region 9; Bit line

10; 컨택 14; 실리콘 서브스트레이트10; Contact 14; Silicon substrate

16; 플로팅 게이트 18; 트렌치 마스크16; Floating gate 18; Trench mask

19; 광근접 보정 영역 20; 산화막19; Optical proximity correction area 20; Oxide film

22; 질화막 24; 고밀도 산화막22; Nitride film 24; High density oxide film

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 실리콘 서브스트레이트의 액티브 영역에 도전성 웰, 플로팅 게이트, 컨트롤 게이트, 컨택트 및 비트 라인 방향에 수직 방향으로 커몬 소오스 라인이 형성되고, 상기 액티브 영역의 외주연에는 트렌치 영역이 형성된 플래시 메모리에 있어서, 상기 액티브 영역과 트렌치 영역은 비트 라인 방향과 평행하게 번갈아 가면서 형성된 동시에, 상기 커몬 소오스 라인은 일부 영역이 트렌치 영역에 이온 주입되어 형성됨을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a common source line in a direction perpendicular to the conductive well, floating gate, control gate, contact, and bit line directions in the active region of the silicon substrate, and in the outer periphery of the active region. In the region where the region is formed, the active region and the trench region are alternately formed in parallel with the bit line direction, and the common source line is formed by ion implanting a portion of the common source line in the trench region.

여기서, 상기 트렌치 영역은 상기 비트 라인 방향과 평행한 동시에, 각각의 액티브 영역의 좌,우측에 형성된 제1트렌치 영역과, 상기 제1트렌치 영역과 수직 방향으로 형성되며, 상기 커몬 소오스 라인과 평행하고, 상기 커몬 소오스 라인의 일부를 포함하도록 형성된 제2트렌치 영역으로 이루어져 있다.The trench region may be parallel to the bit line direction, and may be formed in a first trench region formed at left and right sides of each active region, and perpendicular to the first trench region, and may be parallel to the common source line. And a second trench region formed to include a portion of the common source line.

또한, 상기 커몬 소오스 라인이 형성되는 제2트렌치 영역은 소오스 저항이 최소가 되도록 모든 측벽이 평탄하게 형성되어 있다.In addition, all sidewalls of the second trench region where the common source line is formed are formed to have a minimum source resistance.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 실리콘 서브스트레이트에 액티브 영역이 구비되고, 상기 액티브 영역의 외주연에는 트렌치 영역이 제1트렌치 영역과 제2트렌치 영역으로 구분되어 형성되고, 상기 제1트렌치 영역은 비트 라인과 평행하여, 상기 액티브 영역의 좌,우측에 형성되고, 상기 제2트렌치 영역은 상기 제1트렌치 영역과 수직으로 형성되는 플래시 메모리 제조 방법에 있어서, 상기 실리콘 서브스트레이트 위에 패드 산화막과 패드 질화막을 순차적으로 형성하는 단계와, 마스크를 이용하여 상기 질화막 및 산화막이 비트 라인 방향으로만 잔존하도록 식각하는 단계와, 마스크를 이용하여 커몬 소오스 라인 영역에 남아 있는 질화막 및 산화막을 식각하여 제거하는 단계와, 상기 잔존 질화막을 하드 마스크로 하여, 상기 실리콘 서브스트레이트를 식각하여 상기 제1,2트렌치 영역을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, an active region is provided in a silicon substrate, and a trench region is divided into a first trench region and a second trench region at an outer periphery of the active region, and the first trench region is formed. The semiconductor device of claim 1, wherein the second trench region is formed on the left and right sides of the active region in parallel with the bit line, and the second trench region is formed perpendicular to the first trench region. Sequentially forming a nitride film, etching the nitride film and the oxide film to remain only in the bit line direction using a mask, and etching and removing the nitride film and the oxide film remaining in the common source line region using a mask. And the silicon substress using the remaining nitride film as a hard mask. It characterized in that: etching the set has the step of forming the first and second trench region.

여기서, 상기 트렌치 제조 단계후에는 상기 실리콘 서브스트레이트에 확산 공정으로 일정 두께의 산화막을 형성하는 단계와, 상기 트렌치에 고밀도 플라즈마 공정으로 산화막을 형성하는 단계와, 상기 고밀도 플라즈마에 의한 산화막을 화학적 기계적 평탄화 공정으로 제거하고, 남은 질화막도 제거하는 단계와, 상기 실리콘 서브스트레이트의 액티브 영역에 웰, 게이트 산화막, 플로팅 게이트 및 컨트롤 게이트를 형성하고, 커몬 소오스 라인이 형성될 영역을 오픈하는 소오스 마스크 단계와, 상기 고밀도 플라즈마 산화막을 소오스 마스크를 이용하여 제거하는 단계와, 상기 소오스 마스크를 이용하여 이온 주입함으로써, 커몬 소오스 라인을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.Here, after the trench manufacturing step, forming an oxide film having a predetermined thickness in the silicon substrate by a diffusion process, forming an oxide film in the trench by a high density plasma process, and chemically mechanical planarization of the oxide film by the high density plasma. Removing the remaining nitride film by a process, forming a well, a gate oxide film, a floating gate and a control gate in an active region of the silicon substrate, and opening a region where a common source line is to be formed; And removing the high density plasma oxide layer using a source mask, and forming a common source line by ion implantation using the source mask.

여기서, 상기 트렌치 영역은 엣지 부분이 대략 직각으로 형성될 수 있도록, 트렌치 마스크의 모서리에 돌출된 광근접 보정 영역을 더 형성하되, 상기 광근접 보정 영역이 트렌치 영역이 되도록 함이 바람직하다.In this case, the trench region may further include an optical proximity correction region protruding from an edge of the trench mask so that an edge portion may be formed at substantially right angles, and the optical proximity correction region is a trench region.

상기와 같이 하여 본 발명에 의한 플래시 메모리의 소오스 저항 개선 구조 및 그 제조 방법에 의하면, 플래시 메모리 개발에 있어서 기존의 셀 사이즈 축소시 장애가 되었던 소오스 저항 문제를 해결하여, 플래시 메모리의 리드 및 프로그래밍 효율을 향상시키는 장점이 있다.As described above, according to the source resistance improving structure and manufacturing method of the flash memory according to the present invention, the problem of source resistance, which has been an obstacle when reducing the existing cell size in flash memory development, is solved, thereby improving the read and programming efficiency of the flash memory. There is an advantage to improve.

이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 종래와 동일한 구성 요소는 동일한 부호를 이용하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. Here, the same components as in the prior art will use the same reference numerals.

도6a를 참조하면, 본 발명에 의한 SAS 기술이 적용된 플래시 메모리 셀의 평면도가 도시되어 있고, 도6b 및 도6c를 참조하면 도6a의 a-a선 및 b-b선 단면도가 도시되어 있다.Referring to Fig. 6A, a plan view of a flash memory cell to which the SAS technology according to the present invention is applied is shown, and Figs. 6B and 6C are cross sectional views taken along lines a-a and b-b of Fig. 6A.

실리콘 서브스트레이트(14)의 액티브 영역(1)에는 도전성 웰(도시되지 않음), 플로팅 게이트(16), 컨트롤 게이트(6), 컨택트(10) 및 비트 라인(9) 방향에 수직 방향인 커몬 소오스 라인(2)이 형성되어 있고, 상기 액티브 영역(1)의 외주연에는 트렌치 영역(8a,8b)이 형성되어 있다.In the active region 1 of the silicon substrate 14, a common source perpendicular to the conductive wells (not shown), the floating gate 16, the control gate 6, the contact 10, and the bit line 9 directions. Lines 2 are formed, and trench regions 8a and 8b are formed on the outer periphery of the active region 1.

본 발명은 상기 액티브 영역(1)과 트렌치 영역(8a,8b)이 비트 라인(9) 방향과 평행하게 번갈아 가면서 형성된 동시에, 상기 커몬 소오스 라인(2)은 상기 트렌치 영역(8b)에 이온주입되어 형성된 것을 주요 특징으로 한다.According to the present invention, the active region 1 and the trench regions 8a and 8b are alternately formed in parallel with the bit line 9 direction, and the common source line 2 is ion implanted into the trench region 8b. The main feature is that formed.

여기서, 상기 트렌치 영역(8a,8b)은 상기 비트 라인(9) 방향과 평행한 동시에, 각각의 액티브 영역(1)의 좌,우측에 형성된 제1트렌치 영역(8a)과, 상기 제1트렌치 영역(8a)과 수직 방향으로 형성되며, 상기 커몬 소오스 라인(2)과 평행하고, 상기 커몬 소오스 라인(2)의 일부를 포함하도록 형성된 제2트렌치 영역(8b)으로 이루어져 있다.Here, the trench regions 8a and 8b are parallel to the bit line 9 direction, the first trench regions 8a formed on the left and right sides of the active regions 1, and the first trench regions. The second trench region 8b is formed in a direction perpendicular to 8a and is parallel to the common source line 2 and includes a portion of the common source line 2.

즉, 본 발명은 상기 커몬 소오스 라인(2)이 형성되는 제2트렌치 영역(8b)을 별도로 형성한 것이 특징이고, 또한 그 소오스 저항이 최소가 되도록 제2트렌치 영역(8b)의 모든 측벽이 평탄하게 형성되어 있다.That is, the present invention is characterized in that the second trench region 8b in which the common source line 2 is formed is formed separately, and all sidewalls of the second trench region 8b are flat so that the source resistance thereof is minimized. It is formed.

도6a중 미설명 부호 8은 산화막 등이 제1,2트렌치 영역(8a,8b)에 채워져 형성된 소자 분리 영역이며, 이는 도6b 및 도6c에는 도시되어 있지 않다.In FIG. 6A, reference numeral 8 denotes an isolation region formed by filling an oxide film or the like into the first and second trench regions 8a and 8b, which are not shown in FIGS. 6B and 6C.

도7a를 참조하면, 트렌치 마스크(18)의 평면 레이아웃이 도시되어 있고, 도7b를 참조하면, 실제 실리콘 서브스트레이트(14)에 구현되는 트렌치 영역(8a,8b)이 도시되어 있다.Referring to FIG. 7A, a planar layout of the trench mask 18 is shown, and referring to FIG. 7B, trench regions 8a and 8b, which are implemented in the actual silicon substrate 14, are shown.

도시된 바와 같이 트렌치 마스크(18)의 모서리를 직각 형태로 형성하면, 실제 구현되는 트렌치 영역(8a,8b)의 모서리는 라운드 형태로 형성되어 바람직하지 않다.As illustrated, when the corners of the trench mask 18 are formed at right angles, the corners of the trench regions 8a and 8b that are actually implemented are formed in a round shape, which is not preferable.

한편, 도8a를 참조하면, OPC(Optical Proximity Correction)가 적용된 트렌치 마스크(18)의 평면 레이아웃이 도시되어 있고, 도8b를 참조하면, 실제 실리콘 서브스트레이트(14)에 구현된 트렌치 영역(8a,8b)이 도시되어 있다.Meanwhile, referring to FIG. 8A, a planar layout of the trench mask 18 to which optical proximity correction (OPC) is applied is illustrated. Referring to FIG. 8B, the trench regions 8a, which are implemented in the actual silicon substrate 14, are illustrated. 8b) is shown.

도시된 바와 같이 제1,2트렌치 영역(8a,8b)은 모서리 부분이 대략 직각으로 형성될 수 있도록, 트렌치 마스크(18)의 모서리에 돌출된 광근접 보정 영역(19)을 더 형성하되, 상기 광근접 보정 영역(19)은 트렌치 영역(8a,8b)이 되도록 함이 바람직하다. 위와 같이 하면, 실제로 실리콘 서브스트레이트(14)에 형성되는 제1,2트렌치 영역(8a,8b)의 모서리가 대략 직각 형태로 형성된다.As shown, the first and second trench regions 8a and 8b further form an optical proximity correction region 19 protruding from the corner of the trench mask 18 so that the corner portions may be formed at substantially right angles. Preferably, the optical proximity correction region 19 is a trench region 8a, 8b. In this manner, the corners of the first and second trench regions 8a and 8b which are actually formed in the silicon substrate 14 are formed at approximately right angles.

다음으로, 도9a 내지 도9c를 참조하면, 본 발명에 의한 플래시 메모리의 제조 방법중 일례가 도시되어 있다.Next, referring to Figs. 9A to 9C, an example of a method of manufacturing a flash memory according to the present invention is shown.

먼저 실리콘 서브스트레이트(14) 위에 패드 산화막(20)과 패드 질화막(22)을 순차적으로 형성한다.First, the pad oxide film 20 and the pad nitride film 22 are sequentially formed on the silicon substrate 14.

이어서, 트렌치 마스크(18)를 이용하여 상기 질화막(22) 및 산화막(20)이 비트 라인(9)(도6a 참조) 방향으로만 잔존하도록 식각하여 제거한다.(도9a 참조)Subsequently, by using the trench mask 18, the nitride film 22 and the oxide film 20 are etched and removed so as to remain only in the direction of the bit line 9 (see FIG. 6A). (See FIG. 9A)

이어서, 트렌치 마스크를 이용하여 커몬 소오스 라인(2)이 될 영역에 남아 있는 질화막(22) 및 산화막(20)을 식각하여 제거한다.(도9b 참조)Next, the nitride film 22 and the oxide film 20 remaining in the region to be the common source line 2 are etched and removed using a trench mask (see Fig. 9B).

마지막으로, 상기 잔존 질화막(22)을 하드 마스크로 하여, 상기 실리콘 서브스트레이트(14)를 식각하여 제1,2트렌치 영역(8a,8b)(도8b 참조)을 형성한다.(도9c 참조)Finally, the silicon substrate 14 is etched using the remaining nitride film 22 as a hard mask to form first and second trench regions 8a and 8b (see FIG. 8B) (see FIG. 9C).

물론, 이러한 공정 이후에는 통상의 플래시 메모리 제조 공정을 그대로 수행한다.Of course, after this process, a normal flash memory manufacturing process is performed as it is.

즉, 실리콘 서브스트레이트(14)에 확산 공정으로 일정 두께의 산화막을 형성한다.In other words, an oxide film having a predetermined thickness is formed on the silicon substrate 14 by a diffusion process.

이어서, 상기 제1,2트렌치 영역(8a,8b)에 고밀도 플라즈마 공정으로 산화막(24)을 형성한다.Next, an oxide film 24 is formed in the first and second trench regions 8a and 8b by a high density plasma process.

이어서, 상기 고밀도 플라즈마에 의한 산화막(24)을 화학적 기계적 평탄화 공정으로 제거하고, 남은 질화막(22)도 제거한다.Subsequently, the oxide film 24 by the high density plasma is removed by a chemical mechanical planarization process, and the remaining nitride film 22 is also removed.

이어서, 상기 실리콘 서브스트레이트(14)의 액티브 영역(1)에 웰, 게이트 산화막, 플로팅 게이트(16) 및 컨트롤 게이트(6)를 형성하고, 커몬 소오스 라인(2)이형성될 영역이 오픈되도록 소오스 마스크를 형성한다.Subsequently, a well, a gate oxide layer, a floating gate 16, and a control gate 6 are formed in the active region 1 of the silicon substrate 14, and a source mask is formed so that the region where the common source line 2 is formed is opened. To form.

이어서, 상기 고밀도 플라즈마 산화막(24)을 소오스 마스크를 이용하여 제거한다.Next, the high density plasma oxide film 24 is removed using a source mask.

마지막으로, 상기 소오스 마스크를 이용하여 이온 주입함으로써, 커몬 소오스 라인(2)이 제2트렌치 영역(8b)에 저저항으로 평탄하게 형성되도록 함으로써, 본 발명에 의한 플래시 메모리가 제조된다.Finally, the ion source is implanted using the source mask so that the common source line 2 is formed flat in the second trench region 8b with low resistance, thereby producing a flash memory according to the present invention.

상술한 바와같이, 본 발명에 따른 플래시 메모리의 소오스 저항 개선 구조 및 그 제조 방법에 의하면, 플래시 메모리 개발에 있어서 기존의 셀 사이즈 축소시 장애가 되었던 소오스 저항 문제를 해결하여, 플래시 메모리의 리드 및 프로그래밍 효율을 향상시키는 효과가 있다.As described above, according to the source resistance improving structure and manufacturing method of the flash memory according to the present invention, the problem of source resistance, which has been an obstacle when reducing the existing cell size in flash memory development, is solved, and the read and programming efficiency of the flash memory is solved. Has the effect of improving.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 플래시 메모리의 소오스 저항 개선 구조 및 그 제조 방법를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for implementing the source resistance improving structure and manufacturing method of the flash memory according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, it is claimed in the claims As will be apparent to those skilled in the art without departing from the gist of the present invention, the technical spirit of the present invention to the extent that various changes can be made.

Claims (6)

실리콘 서브스트레이트의 액티브 영역에 도전성 웰, 플로팅 게이트, 컨트롤 게이트, 컨택트 및 비트 라인 방향에 수직 방향인 커몬 소오스 라인이 형성되고, 상기 액티브 영역의 외주연에는 트렌치 영역이 형성된 플래시 메모리에 있어서,In a flash memory in which a conductive source, a floating gate, a control gate, a contact, and a common source line perpendicular to the bit line direction are formed in an active region of a silicon substrate, and a trench region is formed at an outer periphery of the active region. 상기 액티브 영역과 트렌치 영역은 비트 라인 방향과 평행하게 번갈아 가면서 형성된 동시에, 상기 커몬 소오스 라인은 상기 트렌치 영역에 이온주입되어 형성됨을 특징으로 하는 플래시 메모리의 소오스 저항 개선 구조.Wherein the active region and the trench region are alternately formed in parallel with the bit line direction, and the common source line is formed by ion implantation into the trench region. 제1항에 있어서, 상기 트렌치 영역은 상기 비트 라인 방향과 평행한 동시에, 각각의 액티브 영역의 좌,우측에 형성된 제1트렌치 영역과, 상기 제1트렌치 영역과 수직 방향으로 형성되며, 상기 커몬 소오스 라인과 평행하고, 상기 커몬 소오스 라인의 일부를 포함하도록 형성된 제2트렌치 영역으로 이루어진 것을 특징으로 하는 플래시 메모리의 소오스 저항 개선 구조.The common trench of claim 1, wherein the trench region is parallel to the bit line direction, and is formed in a first trench region formed at left and right sides of each active region, and is perpendicular to the first trench region. And a second trench region which is parallel to the line and formed to include a portion of the common source line. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 커몬 소오스 라인이 형성되는 제2트렌치 영역은 소오스 저항이 최소가 되도록 모든 측벽이 평탄하게 형성됨을 특징으로 하는 플래시 메모리의 소오스 저항 개선 구조.3. The source resistance improvement structure of a flash memory according to claim 1 or 2, wherein all sidewalls of the second trench region where the common source line is formed are formed to have a minimum source resistance. 실리콘 서브스트레이트에 액티브 영역이 구비되고, 상기 액티브 영역의 외주연에는 트렌치 영역이 제1트렌치 영역과 제2트렌치 영역으로 구분되어 형성되고, 상기 제1트렌치 영역은 비트 라인과 평행하여, 상기 액티브 영역의 좌,우측에 형성되고, 상기 제2트렌치 영역은 상기 제1트렌치 영역과 수직으로 형성되는 플래시 메모리 제조 방법에 있어서,An active region is provided in the silicon substrate, and a trench region is formed on the outer periphery of the active region by dividing the first trench region and the second trench region, and the first trench region is parallel to a bit line. In the left and right of the, and the second trench region is a flash memory manufacturing method which is formed perpendicular to the first trench region, 상기 실리콘 서브스트레이트 위에 패드 산화막과 패드 질화막을 순차적으로 형성하는 단계;Sequentially forming a pad oxide film and a pad nitride film on the silicon substrate; 마스크를 이용하여 상기 질화막 및 산화막이 비트 라인 방향으로만 잔존하도록 식각하는 단계;Etching by using a mask so that the nitride film and the oxide film remain only in the bit line direction; 마스크를 이용하여 커몬 소오스 라인 영역에 남아 있는 질화막 및 산화막을 식각하여 제거하는 단계; 및,Etching away the nitride film and the oxide film remaining in the common source line region using a mask; And, 상기 잔존 질화막을 하드 마스크로 하여, 상기 실리콘 서브스트레이트를 식각하여 상기 제1,2트렌치 영역을 형성하는 단계로 이루어진 플래시 메모리의 제조 방법.And etching the silicon substrate to form the first and second trench regions by using the remaining nitride layer as a hard mask. 제4항에 있어서, 상기 트렌치 제조 단계후에는The method of claim 4, wherein after the trench manufacturing step 상기 실리콘 서브스트레이트에 확산 공정으로 일정 두께의 산화막을 형성하는 단계;Forming an oxide film having a predetermined thickness on the silicon substrate by a diffusion process; 상기 트렌치에 고밀도 플라즈마 공정으로 산화막을 형성하는 단계;Forming an oxide film on the trench by a high density plasma process; 상기 고밀도 플라즈마에 의한 산화막을 화학적 기계적 평탄화 공정으로 제거하고, 남은 질화막도 제거하는 단계;Removing the oxide film by the high density plasma by a chemical mechanical planarization process and removing the remaining nitride film; 상기 실리콘 서브스트레이트의 액티브 영역에 웰, 게이트 산화막, 플로팅 게이트 및 컨트롤 게이트를 형성하고, 커몬 소오스 라인이 형성될 영역을 오픈하는 소오스 마스크 단계;A source mask step of forming a well, a gate oxide layer, a floating gate, and a control gate in an active region of the silicon substrate, and opening a region where a common source line is to be formed; 상기 고밀도 플라즈마 산화막을 소오스 마스크를 이용하여 제거하는 단계; 및,Removing the high density plasma oxide film using a source mask; And, 상기 소오스 마스크를 이용하여 이온 주입함으로써, 커몬 소오스 라인을 형성하는 단계로 이루어진 플래시 메모리 제조 방법.Forming a common source line by ion implantation using the source mask. 제4항에 있어서, 상기 트렌치 영역은 모서리 부분이 대략 직각으로 형성될 수 있도록, 트렌치 마스크의 모서리에 돌출된 광근접 보정 영역을 더 형성하되, 상기 광근접 보정 영역이 트렌치 영역이 되도록 함을 특징으로 하는 플래시 메모리의 제조 방법.The method of claim 4, wherein the trench region further includes an optical proximity correction region protruding from an edge of the trench mask so that the corner portion is formed at a right angle, and the optical proximity correction region is a trench region. The manufacturing method of the flash memory.
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