KR20050080705A - Flash memory device having gate contact plug and fabrication method thereof - Google Patents

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KR20050080705A KR1020040008813A KR20040008813A KR20050080705A KR 20050080705 A KR20050080705 A KR 20050080705A KR 1020040008813 A KR1020040008813 A KR 1020040008813A KR 20040008813 A KR20040008813 A KR 20040008813A KR 20050080705 A KR20050080705 A KR 20050080705A
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Abstract

게이트 콘택 플러그를 갖는 플래시 메모리 소자를 제공한다. 상기 플래시 메모리 소자는 반도체기판의 소정영역에 형성되어 활성영역을 한정하는 소자분리막을 구비한다. 상기 소자분리막 및 상기 활성영역을 가로지르면서, 상기 반도체기판 상에 게이트 전극이 배치된다. 상기 게이트 전극 상에 상기 게이트 전극 폭으로 게이트 콘택홀 영역을 노출시키는 개구부를 갖는다. 상기 게이트 전극 및 하드 마스크 패턴을 덮는 층간절연막이 배치된다. 상기 층간절연막을 관통하면서 상기 게이트 콘택홀 영역에 접속하는 게이트 콘택 플러그가 배치된다. 상기 게이트 전극의 형성은 다음과 같다. 상기 소자분리막 및 활성영역 상에 게이트 전극막 및 하드 마스크막을 차례로 형성한 후, 상기 하드 마스크막을 패터닝하여 하드 마스크 패턴을 형성한다. 이어, 상기 하드 마스크 패턴을 식각 마스크로 이용해서 상기 게이트 전극막을 식각하여 게이트 전극을 형성한다. 상기 게이트 전극은 상기 소자분리막 및 활성영역을 가로지르도록 형성된다. 그 후, 상기 하드 마스크 패턴을 상기 게이트 전극 폭으로 게이트 콘택홀 영역이 노출되도록 패터닝한다.Provided is a flash memory device having a gate contact plug. The flash memory device includes an isolation layer formed in a predetermined region of a semiconductor substrate to define an active region. A gate electrode is disposed on the semiconductor substrate while crossing the device isolation layer and the active region. An opening is formed on the gate electrode to expose a gate contact hole region in the width of the gate electrode. An interlayer insulating film covering the gate electrode and the hard mask pattern is disposed. A gate contact plug penetrating the interlayer insulating film and connected to the gate contact hole region is disposed. The gate electrode is formed as follows. After the gate electrode film and the hard mask film are sequentially formed on the device isolation film and the active region, the hard mask film is patterned to form a hard mask pattern. Subsequently, the gate electrode layer is etched using the hard mask pattern as an etching mask to form a gate electrode. The gate electrode is formed to cross the device isolation layer and the active region. Thereafter, the hard mask pattern is patterned to expose a gate contact hole region at the gate electrode width.

Description

게이트 콘택 플러그를 갖는 플래시 메모리 소자 및 그 제조방법{flash memory device having gate contact plug and fabrication method thereof}Flash memory device having a gate contact plug and a method of manufacturing the same

본 발명은 반도체소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 게이트 콘택 플러그를 갖는 플래시 메모리 소자 및 그 제조방법에 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 flash memory device having a gate contact plug and a method of manufacturing the same.

노아형 플래시 메모리 반도체 구조에서는 셀 게이트 패터닝 시에는 하드 마스크 식각공정을 이용하고 있다. 하드 마스크 공정을 사용하는 이유는 셀 게이트 패터닝 시에는 텅스텐 실리사이드, 폴리 실리콘, ONO(산화막/질화막/산화막), 폴리 실리콘 등의 여러 층의 식각공정이 필요하고, 이는 패터닝 시에 포토레지스트 마진이 부족하게 되는 요인이 된다. 따라서 얇은 두께의 포토레지스트를 이용하여 텅스텐 실리사이드 위의 하드 마스크만 식각한 후에 포토레지스트를 제거한다. 그 후 패터닝된 하드 마스크를 식각마스크로 이용하여 하부 막들을 식각하게 된다. 이렇게 함으로서 포토레지스트 선택비 마진과 패턴 정확도 향상의 두 가지 요소를 충족 하게 된다. 그러나 이러한 공정은 실리사이드 위에 일정 두께의 하드 마스크가 잔존하고 있게 된다. 따라서 현재의 무경계(borderless) 콘택 식각공정 하에서는 콘택 식각 저지막으로 사용되는 질화막을 형성하고 층간절연막을 형성한 다음 콘택홀 식각을 진행하게 된다. 콘택홀은 활성영역 및 게이트 전극 상에 동시에 형성 되게 되는데 콘택홀 형성 시에 게이트 전극 상에 하드 마스크 산화막, 질화막, 층간절연막의 구조가 되고, 활성영역 상은 게이트 산화막, 질화막, 층간절연막의 구조가 되어 게이트 전극 상의 잔존 하드 마스크가 콘택홀 식각 마진을 부족하게 하는 요소가 된다. 따라서 콘택홀 형성 전에 콘택홀이 형성될 부분의 하드 마스크를 미리 제거하는 단계가 필요하다. 상기 하드 마스크를 콘택홀 형성 전에 미리 제거하는 단계에 대하여 대한민국 공개특허 특 2003-0044195 호에 제시된 바 있다.In the Noah type flash memory semiconductor structure, a hard mask etching process is used for cell gate patterning. The reason for using the hard mask process is that the cell gate patterning requires etching of several layers such as tungsten silicide, polysilicon, ONO (oxide / nitride / oxide), and polysilicon, which results in insufficient photoresist margin during patterning. Become a factor. Therefore, only a hard mask on the tungsten silicide is etched using a thin photoresist to remove the photoresist. The lower layers are then etched using the patterned hard mask as an etch mask. This satisfies two factors: photoresist selectivity margin and improved pattern accuracy. In this process, however, a hard mask of a certain thickness remains on the silicide. Therefore, in the current borderless contact etching process, a nitride film used as a contact etch stop layer is formed, an interlayer insulating film is formed, and then contact hole etching is performed. The contact hole is formed on the active region and the gate electrode at the same time. The contact hole is formed on the gate electrode to form a hard mask oxide film, a nitride film, and an interlayer insulating film. The remaining hard mask on the gate electrode becomes an element that lacks the contact hole etching margin. Therefore, before forming the contact hole, a step of removing the hard mask of the portion where the contact hole is to be formed in advance is necessary. The step of removing the hard mask in advance before forming the contact hole has been presented in Korean Patent Laid-Open No. 2003-0044195.

도 1a는 상기 하드 마스크를 콘택홀 형성 전에 미리 제거하여 제조된 플래시 메모리 소자를 설명하기 위한 평면도이다. 1A is a plan view illustrating a flash memory device manufactured by removing the hard mask before forming a contact hole.

도 1b는 도 1a의 상기 하드 마스크를 콘택홀 형성 전에 미리 제거하여 제조된 플래시 메모리 소자의 I-I' 단면도이다.FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line II ′ of a flash memory device manufactured by removing the hard mask of FIG. 1A before forming a contact hole. FIG.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 반도체기판(100)의 소정영역에 소자분리막(110)이 배치되어 활성영역을 한정한다. 상기 소자분리막(110)은 트렌치 소자분리 구조를 갖는다. 상기 소자분리막(110)을 포함한 반도체기판 상에 상기 소자분리막(110) 및 활성영역을 가로지르는 게이트 전극(120)이 배치된다. 상기 게이트 전극(120) 상에 상기 게이트 전극(120)의 게이트 콘택홀 영역의 일부영역(H)을 노출시키는 하드 마스크 패턴(125)이 배치된다. 상기 게이트 전극(120) 및 하드 마스크 패턴(125)을 포함하는 반도체기판 전면 상에 콘포말한 질화막(130)이 배치된다. 상기 질화막(130) 상에 층간절연막(135)이 배치된다. 상기 층간절연막(135) 및 질화막(130)을 관통하면서 상기 게이트 전극(120) 상부와 접속하는 게이트 콘택 플러그(140)가 배치된다. 상기 층간절연막(135) 및 질화막(130)을 관통하면서 상기 반도체기판(100)의 활성영역과 접속하는 콘택 플러그(150)가 배치된다. 상기 게이트 전극(120)의 일 측은 공통 소오스 라인(S)이 배치된다.1A and 1B, an isolation layer 110 is disposed in a predetermined region of the semiconductor substrate 100 to define an active region. The device isolation layer 110 has a trench device isolation structure. A gate electrode 120 crossing the device isolation layer 110 and the active region is disposed on the semiconductor substrate including the device isolation layer 110. A hard mask pattern 125 is disposed on the gate electrode 120 to expose a partial region H of the gate contact hole region of the gate electrode 120. A conformal nitride film 130 is disposed on the entire surface of the semiconductor substrate including the gate electrode 120 and the hard mask pattern 125. An interlayer insulating layer 135 is disposed on the nitride layer 130. A gate contact plug 140 penetrating the interlayer insulating layer 135 and the nitride layer 130 and connecting to the upper portion of the gate electrode 120 is disposed. A contact plug 150 penetrates the interlayer insulating layer 135 and the nitride layer 130 and connects with the active region of the semiconductor substrate 100. The common source line S is disposed at one side of the gate electrode 120.

종래 기술에서는 상기 게이트 전극(120) 상의 게이트 콘택홀 영역의 일부영역(H)만 하드 마스크를 식각하여 콘택 형성 마진을 확보 하였다. 그러나, 상기 게이트 전극(120) 상에 상기 게이트 콘택 플러그(140)를 둘러싸는 잔존 하드 마스크 패턴 및 잔존 하드 마스크 패턴을 덮는 질화막(A)이 배치됨으로 인해 상기 게이트 전극(120) 상에 콘택 플러그를 형성할 수 있는 폭이 좁아지게 된다. In the prior art, only a partial region H of the gate contact hole region on the gate electrode 120 is etched to secure the contact formation margin. However, the contact plug is formed on the gate electrode 120 because the remaining hard mask pattern surrounding the gate contact plug 140 and the nitride film A covering the remaining hard mask pattern are disposed on the gate electrode 120. The width that can be formed becomes narrow.

또한, 소자가 점차 소형화 되면서 게이트 전극 상에 게이트 콘택홀 영역의 일부 영역만 하드 마스크를 식각하기가 어렵게 된다. 따라서 고집적화에 적합한 게이트 콘택 플러그 형성방법에 대한 연구가 필요하다.In addition, as the device is gradually miniaturized, it is difficult to etch the hard mask only in a portion of the gate contact hole region on the gate electrode. Therefore, there is a need for a method for forming a gate contact plug suitable for high integration.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 게이트 콘택홀 형성 부분의 콘택 형성 마진을 확보하기에 적합한 플래시 메모리 소자 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a flash memory device suitable for securing a contact formation margin of a gate contact hole forming portion and a method of manufacturing the same.

본 발명의 실시예들은 게이트 콘택 플러그를 갖는 플래시 메모리 소자를 제공한다. 상기 플래시 메모리 소자는 반도체기판의 소정영역에 형성되어 활성영역을 한정하는 소자분리막을 구비한다. 상기 소자분리막 및 상기 활성영역을 가로지르면서, 상기 반도체기판 상에 게이트 전극이 배치된다. 상기 게이트 전극 상에 상기 게이트 전극 폭으로 게이트 콘택홀 영역을 노출시키는 개구부를 갖는다. 상기 게이트 전극 및 하드 마스크 패턴을 덮는 층간절연막이 배치된다. 상기 층간절연막을 관통하면서 상기 게이트 콘택홀 영역에 접속하는 게이트 콘택 플러그가 배치된다.Embodiments of the present invention provide a flash memory device having a gate contact plug. The flash memory device includes an isolation layer formed in a predetermined region of a semiconductor substrate to define an active region. A gate electrode is disposed on the semiconductor substrate while crossing the device isolation layer and the active region. An opening is formed on the gate electrode to expose a gate contact hole region in the width of the gate electrode. An interlayer insulating film covering the gate electrode and the hard mask pattern is disposed. A gate contact plug penetrating the interlayer insulating film and connected to the gate contact hole region is disposed.

상기 게이트 전극은 부유게이트 도전체막, 유전막 및 제어게이트 도전체막이 차례로 적층된 구조인 것이 바람직하다.The gate electrode preferably has a structure in which a floating gate conductor film, a dielectric film, and a control gate conductor film are sequentially stacked.

상기 게이트 전극의 일 측에는 공통 소오스 접합영역이 배치되는 것이 바람직하다.Preferably, the common source junction region is disposed on one side of the gate electrode.

본 발명의 다른 실시예들은 게이트 콘택 플러그를 갖는 플래시 메모리 소자의 제조방법을 제공한다. 이 방법은 반도체기판에 활성영역을 한정하는 소자분리막을 형성하는 것을 포함한다. 상기 소자분리막 및 활성영역 상에 게이트 전극막 및 하드 마스크막을 차례로 형성한다. 상기 하드 마스크막을 패터닝하여 하드 마스크 패턴을 형성한다. 상기 하드 마스크 패턴을 식각 마스크로 이용해서 상기 게이트 전극막을 식각하여 게이트 전극을 형성한다. 상기 게이트 전극은 상기 소자분리막 및 활성영역을 가로지르도록 형성된다. 상기 하드 마스크 패턴을 패터닝하여 상기 게이트 전극 폭으로 게이트 콘택홀 영역의 개구부를 갖도록 한다. 상기 게이트 전극 및 하드 마스크 패턴을 갖는 반도체기판 상에 층간절연막을 형성한다. 상기 층간절연막을 관통하면서 상기 게이트 콘택홀 영역에 접속하는 게이트 콘택 플러그를 형성한다.Other embodiments of the present invention provide a method of manufacturing a flash memory device having a gate contact plug. This method includes forming a device isolation film defining an active region on a semiconductor substrate. A gate electrode film and a hard mask film are sequentially formed on the device isolation layer and the active region. The hard mask layer is patterned to form a hard mask pattern. The gate electrode layer is etched using the hard mask pattern as an etching mask to form a gate electrode. The gate electrode is formed to cross the device isolation layer and the active region. The hard mask pattern is patterned to have an opening in the gate contact hole region at the gate electrode width. An interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate having the gate electrode and the hard mask pattern. A gate contact plug is formed to penetrate the interlayer insulating film and to be connected to the gate contact hole region.

상기 게이트 전극은 부유게이트 도전체막, 유전막 및 제어게이트 도전체막이 차례로 적층되어 형성되는 것이 바람직하다.The gate electrode may be formed by sequentially stacking a floating gate conductor film, a dielectric film, and a control gate conductor film.

하드 마스크 패턴을 패터닝하는 것은 상기 게이트 전극의 일 측에 공통 소오스 접합영역을 패터닝하는 것을 더 포함할 수 있다.Patterning the hard mask pattern may further include patterning a common source junction region on one side of the gate electrode.

상기 하드 마스크막을 산화막으로 형성하는 것이 바람직하다.It is preferable to form the hard mask film as an oxide film.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 설명의 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided as examples to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. In the drawings, lengths, thicknesses, and the like of layers and regions may be exaggerated for convenience of description. Like numbers refer to like elements throughout.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플래시 메모리 소자의 평면도이다.2 is a plan view of a flash memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 실시예에 따른 플래시 메모리 소자의 제조방법을 설명하기 위한 도 2의 II-II' 단면도들이다.3A to 3G are cross-sectional views taken along the line II-II 'of FIG. 2 for describing a method of manufacturing a flash memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3a를 참조하면, 반도체기판(10)에 활성영역을 한정하는 소자분리막(15)을 형성한다. 상기 소자분리막(15)은 트렌치 소자분리방법에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 상기 반도체기판(10)의 활성영역 상에 게이트 산화막(20)을 형성한다. 2 and 3A, an isolation layer 15 is formed on the semiconductor substrate 10 to define an active region. The device isolation film 15 is preferably formed by a trench device isolation method. A gate oxide film 20 is formed on the active region of the semiconductor substrate 10.

도 2 및 도3b를 참조하면, 상기 게이트 산화막(20) 및 소자분리막(15) 상에 제 1 도전체막(25)을 형성한다. 상기 제 1 도전체막(25)은 폴리실리콘으로 형성할 수 있다. 상기 제 1 도전체막(25) 상에 유전막(30)을 형성한다. 상기 유전막(30)은 ONO(산화막/질화막/산화막)막으로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 유전막(30) 상에 제 2 도전체막(35)을 형성한다. 상기 제 2 도전체막(35)은 폴리실리콘으로 형성할 수 있다. 상기 제 2 도전체막(35) 상에 제 3 도전체막(40)이 형성된다. 상기 제 3 도전체막(40)은 텅스텐실리사이드로 형성할 수 있다. 상기 제 3 도전체막(40) 상에 하드 마스크막을 형성한다. 상기 하드 마스크막을 패터닝하여 상기 소자분리막 및 활성영역을 가로지르는 하드 마스크 패턴(45)을 형성한다. 상기 하드 마스크 패턴(45)은 산화막으로 형성하는 것이 바람직하다. 2 and 3B, a first conductor layer 25 is formed on the gate oxide layer 20 and the device isolation layer 15. The first conductor layer 25 may be formed of polysilicon. A dielectric film 30 is formed on the first conductor film 25. The dielectric film 30 is preferably formed of an ONO (oxide film / nitride film / oxide film) film. A second conductor film 35 is formed on the dielectric film 30. The second conductor layer 35 may be formed of polysilicon. The third conductor film 40 is formed on the second conductor film 35. The third conductor film 40 may be formed of tungsten silicide. A hard mask film is formed on the third conductor film 40. The hard mask layer is patterned to form a hard mask pattern 45 that crosses the device isolation layer and the active region. The hard mask pattern 45 is preferably formed of an oxide film.

도 2 및 도 3c를 참조하면, 상기 하드 마스크 패턴(45)을 식각마스크로 사용하여 상기 제 3 도전체막(40), 제 2 도전체막(35), 유전막(30) 및 제 1 도전체막(25)을 차례로 식각하여 상기 소자분리막 및 활성영역을 가로지르는 제 3 도전체 패턴(40a), 제 2 도전체 패턴(35a), 유전막 패턴(30a) 및 제 1 도전체 패턴(25a)으로 구성된 게이트 전극(43)을 형성한다. 상기 제 1 도전체 패턴(25a)은 부유게이트 전극이 되며, 상기 제 2 및 제 3 도전체 패턴(35a, 40a)은 제어게이트 전극이 된다. 2 and 3C, the third conductor layer 40, the second conductor layer 35, the dielectric layer 30, and the first conductor layer 25 using the hard mask pattern 45 as an etching mask. ) Is sequentially etched to form a gate electrode including a third conductor pattern 40a, a second conductor pattern 35a, a dielectric film pattern 30a, and a first conductor pattern 25a crossing the device isolation layer and the active region. To form 43. The first conductor pattern 25a becomes a floating gate electrode, and the second and third conductor patterns 35a and 40a become a control gate electrode.

도 2 및 도 3d를 참조하면, 상기 게이트 전극(43)을 갖는 반도체기판 전면 상에 포토레지스트막을 형성한다. 상기 포토레지스트막을 패터닝하여 제 1 개구부(52) 및 제 2 개구부(53)를 갖는 포토레지스트 패턴(50)을 형성한다. 따라서, 상기 제 1 개구부(52)는 도 3d에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 전극(43) 일 측의 상기 게이트 산화막(20) 및 소자분리막(15)의 상부를 노출시킨다. 후속 공정에 의해, 상기 제 1 개구부(52)를 통해 노출되는 영역에는 공통 소오스 라인(S)이 형성되고, 상기 제 1 개구부(52)가 형성되지 않고 상기 포토레지스트 패턴(50)으로 덮이는 활성영역에는 드레인 접합영역이 형성된다. 상기 제 2 개구부(53)는 후속 공통 소오스 라인(S) 형성을 위한 식각 공정에서, 상기 하드 마스크 패턴(45)이 함께 식각될 영역을 한정한다. 따라서, 상기 제 2 개구부(53)는 게이트 콘택홀이 형성될 영역(B)에서 상기 하드 마스크 패턴(45)의 상부면을 노출시킨다.2 and 3D, a photoresist film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate having the gate electrode 43. The photoresist film is patterned to form a photoresist pattern 50 having a first opening 52 and a second opening 53. Accordingly, the first opening 52 exposes the upper portion of the gate oxide film 20 and the device isolation layer 15 on one side of the gate electrode 43, as shown in FIG. 3D. In a subsequent process, a common source line S is formed in a region exposed through the first opening 52, and the first opening 52 is not formed and is covered with the photoresist pattern 50. A drain junction region is formed in the active region. The second opening 53 defines a region in which the hard mask pattern 45 is to be etched together in an etching process for forming a common source line S. Accordingly, the second opening 53 exposes the top surface of the hard mask pattern 45 in the region B in which the gate contact hole is to be formed.

도 2 및 도 3e를 참조하면, 상기한 바와 같이 공통 소오스 라인(S)을 형성하기 위해, 산화막 식각 레서피를 사용한 이방성 식각의 방법으로, 상기 제 1 개구부(52)를 통해 노출된 상기 소자분리막(15) 및 게이트 산화막(20)을 식각한다. 이때, 상기 산화막 식각 레서피는 상기 반도체기판(10)에 대해 식각 선택비를 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 제 1 개구부(52)의 하부에는 상기 게이트 산화막(20) 및 상기 소자분리막(15)이 식각되어, 상기 활성영역의 상부면 및 상기 트렌치의 내벽이 노출된다. 또한, 상기 산화막 식각 레서피를 사용하는 상기 식각 공정은, 상기 제 2 개구부(53)를 통해 노출된 상기 하드 마스크 패턴(45)을 함께 식각한다. 이에 따라, 상기 게이트 콘택홀 영역(B)의 게이트 전극(43)의 상부면이 노출되게 된다. 따라서 상기 게이트 콘택홀 영역(B)의 상기 게이트 전극(43) 상의 상기 하드 마스크 패턴(45)은 모두 식각되고, 상기 게이트 콘택홀 영역 외의 부분(C)의 상기 하드 마스크 패턴(45)은 그대로 남아있게 된다. 2 and 3E, in order to form a common source line S as described above, the device isolation layer exposed through the first opening 52 by an anisotropic etching method using an oxide film etching recipe ( 15 and the gate oxide film 20 are etched. In this case, the oxide film etching recipe preferably has an etching selectivity with respect to the semiconductor substrate 10. Accordingly, the gate oxide layer 20 and the device isolation layer 15 are etched under the first opening 52 to expose the upper surface of the active region and the inner wall of the trench. In the etching process using the oxide film etching recipe, the hard mask patterns 45 exposed through the second openings 53 are etched together. Accordingly, the top surface of the gate electrode 43 of the gate contact hole region B is exposed. Accordingly, all of the hard mask patterns 45 on the gate electrode 43 of the gate contact hole region B are etched, and the hard mask patterns 45 of the portion C outside the gate contact hole region remain. Will be.

도 2 및 도 3f를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(50)을 제거한 후, 상기 반도체기판(10) 전면 상에 콘포말한 제 1 층간절연막(55)을 형성한다. 상기 제 1 층간절연막(55) 상에 제 2 층간절연막(60)을 형성한다. 상기 제 1 층간절연막(55)은 상기 제 2 층간절연막(60)에 대해 식각 선택성을 갖는 물질막으로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 제 2 층간절연막(60)은 산화막으로 형성하는 것이 바람직하다.2 and 3F, after removing the photoresist pattern 50, a conformal first interlayer insulating layer 55 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 10. A second interlayer insulating film 60 is formed on the first interlayer insulating film 55. The first interlayer dielectric layer 55 may be formed of a material layer having an etch selectivity with respect to the second interlayer dielectric layer 60. The second interlayer insulating film 60 is preferably formed of an oxide film.

도 2 및 도 3g를 참조하면, 상기 제 2 및 제 1 층간절연막(60, 55)을 차례로 패터닝하여 상기 게이트 전극(43)의 상부 면을 노출시키는 게이트 콘택홀 및 상기 드레인 접합영역의 상기 활성영역을 노출시키는 드레인 콘택홀을 형성한다. 상기 게이트 콘택홀 및 드레인 콘택홀을 채우는 게이트 콘택 플러그(65) 및 드레인 콘택 플러그(70)를 형성한다. 특히 상기 게이트 콘택홀의 경우 상기 게이트 콘택홀 영역(B)의 상기 게이트 전극(43)의 폭만큼 게이트 콘택홀을 형성할 수 있게 되어 소자의 소형화에 따른 콘택 불량이 감소하게 된다.2 and 3G, the active region of the gate contact hole and the drain junction region exposing the top surface of the gate electrode 43 by sequentially patterning the second and first interlayer insulating layers 60 and 55. A drain contact hole is formed to expose the drain. A gate contact plug 65 and a drain contact plug 70 filling the gate contact hole and the drain contact hole are formed. In particular, in the case of the gate contact hole, the gate contact hole can be formed by the width of the gate electrode 43 of the gate contact hole region B, thereby reducing the contact failure due to the miniaturization of the device.

도 2 및 도 3g를 다시 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 플래시 메모리 소자를 설명하기로 한다.Referring to FIGS. 2 and 3G again, a flash memory device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described.

도 2 및 도 3g를 참조하면, 반도체기판(10)의 소정영역에 소자분리막(15)이 배치되어 활성영역을 한정한다. 상기 소자분리막(15)은 트렌치 소자분리 구조를 갖는 것이 바람직하다. 상기 소자분리막(15)을 포함한 반도체기판 상에 상기 소자분리막(15) 및 활성영역을 가로지르는 게이트 전극(43)이 배치된다. 상기 게이트 전극(43)은 상기 소자분리막(15) 상에 차례로 형성된 제 1 도전체 패턴(25a), 유전막 패턴(30a), 제 2 도전체 패턴(35a) 및 제 3 도전체 패턴(40a)으로 이루어진다. 상기 제 1 및 제 2 도전체 패턴(25a, 35a)은 폴리실리콘일 수 있다. 상기 유전막 패턴(30a)은 ONO(산화막/질화막/산화막)막인 것이 바람직하다. 상기 제 3 도전체 패턴(40a)은 텅스텐실리사이드인 것이 바람직하다. 상기 제 1 도전체 패턴(25a)은 부유게이트 전극이 되며, 상기 제 2 및 제 3 도전체 패턴(35a, 40a)은 제어게이트 전극이 된다. 상기 게이트 전극(43) 상에 게이트 콘택홀 영역(B)을 노출시키는 상기 하드 마스크 패턴(C)이 배치된다. 따라서 하드 마스크 패턴(C)은 상기 활성영역 및 소자분리막을 가로지르도록 배치된다. 2 and 3G, an isolation layer 15 is disposed in a predetermined region of the semiconductor substrate 10 to define an active region. The device isolation layer 15 preferably has a trench device isolation structure. A gate electrode 43 crossing the device isolation layer 15 and the active region is disposed on the semiconductor substrate including the device isolation layer 15. The gate electrode 43 is formed of a first conductor pattern 25a, a dielectric layer pattern 30a, a second conductor pattern 35a, and a third conductor pattern 40a sequentially formed on the device isolation layer 15. Is done. The first and second conductor patterns 25a and 35a may be polysilicon. The dielectric film pattern 30a is preferably an ONO (oxide film / nitride film / oxide film) film. Preferably, the third conductor pattern 40a is tungsten silicide. The first conductor pattern 25a becomes a floating gate electrode, and the second and third conductor patterns 35a and 40a become a control gate electrode. The hard mask pattern C exposing the gate contact hole region B is disposed on the gate electrode 43. Therefore, the hard mask pattern C is disposed to cross the active region and the device isolation layer.

상기 게이트 전극(43)의 일 측에 공통 소오스 라인(common source line ; S)을 형성하기 위한 상기 활성영역의 상부면 및 상기 트렌치의 내벽이 노출되면서 배치된다. 상기 게이트 전극(43)을 포함하는 반도체기판 전면 상에 콘포말한 제 1 층간절연막(55)이 배치된다. 상기 제 1 층간절연막(55) 상에 제 2 층간절연막(60)이 배치된다. 상기 제 1 층간절연막(55)은 상기 제 2 층간절연막(60)에 대해 식각 선택성을 갖는 물질막인 것이 바람직하다. 상기 제 2 층간절연막(60)은 산화막인 것이 바람직하다. 상기 제 2 및 제 1 층간절연막(60, 55)을 관통하면서 상기 게이트 전극(43)의 상부 면과 접속하는 게이트 콘택 플러그(65)가 배치된다. 상기 제 2 및 제 1 층간절연막(60, 55)을 관통하면서 상기 반도체기판(10)의 활성영역과 접속하는 드레인 콘택 플러그(70)가 배치된다. The upper surface of the active region and the inner wall of the trench are formed to expose a common source line S on one side of the gate electrode 43. A conformal first interlayer insulating film 55 is disposed on the entire surface of the semiconductor substrate including the gate electrode 43. A second interlayer insulating layer 60 is disposed on the first interlayer insulating layer 55. The first interlayer dielectric layer 55 may be a material layer having an etch selectivity with respect to the second interlayer dielectric layer 60. The second interlayer insulating film 60 is preferably an oxide film. A gate contact plug 65 penetrating the second and first interlayer insulating films 60 and 55 and connecting to the upper surface of the gate electrode 43 is disposed. A drain contact plug 70 penetrates through the second and first interlayer insulating films 60 and 55 and connects with an active region of the semiconductor substrate 10.

전술한 바와 같이 이루어지는 본 발명은, 게이트 콘택홀 형성 부분의 하드 마스크 패턴을 상기 게이트 전극 폭 만큼 식각함으로써 상기 게이트 전극의 폭 만큼 게이트 콘택홀을 형성할 수 있게 되어 소자의 소형화에 따른 콘택 불량을 감소할 수 있게 된다. 따라서, 플래시 메모리 소자의 집적도를 향상시킬 수 있게 된다.According to the present invention as described above, the gate contact hole can be formed by the width of the gate electrode by etching the hard mask pattern of the gate contact hole forming portion by the width of the gate electrode, thereby reducing contact defects due to the miniaturization of the device. You can do it. Therefore, the degree of integration of the flash memory device can be improved.

도 1a는 종래기술에 따른 플래시 메모리 소자를 설명하기 위한 평면도이다. 1A is a plan view illustrating a flash memory device according to the related art.

도 1b는 도 1a의 종래기술에 따른 플래시 메모리 소자의 I-I' 단면도이다.FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line II ′ of the flash memory device of FIG. 1A.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플래시 메모리 소자의 평면도이다.2 is a plan view of a flash memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 실시예에 따른 플래시 메모리 소자의 제조방법을 설명하기 위한 도 2의 II-II' 단면도들이다.3A to 3G are cross-sectional views taken along the line II-II 'of FIG. 2 for describing a method of manufacturing a flash memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.

Claims (8)

반도체기판;Semiconductor substrates; 상기 반도체기판의 소정영역에 형성되어 활성영역을 한정하는 소자분리막;An isolation layer formed in a predetermined region of the semiconductor substrate to define an active region; 상기 소자분리막 및 상기 활성영역을 가로지르면서, 상기 반도체기판 상에 배치되는 게이트 전극;A gate electrode disposed on the semiconductor substrate while crossing the device isolation layer and the active region; 상기 게이트 전극 상에 상기 게이트 전극 폭으로 게이트 콘택홀 영역을 노출시키는 개구부를 갖는 하드 마스크 패턴;A hard mask pattern having an opening on the gate electrode to expose a gate contact hole region at a width of the gate electrode; 상기 게이트 전극 및 하드 마스크 패턴을 덮는 층간절연막; 및An interlayer insulating layer covering the gate electrode and the hard mask pattern; And 상기 층간절연막을 관통하면서 상기 게이트 콘택홀 영역에 접속하는 게이트 콘택 플러그를 포함하는 플래시 메모리 소자.And a gate contact plug penetrating the interlayer insulating layer and connected to the gate contact hole region. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 게이트 전극은 부유게이트 도전체막, 유전막 및 제어게이트 도전체막이 차례로 적층된 구조인 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 소자.And the gate electrode has a structure in which a floating gate conductor film, a dielectric film, and a control gate conductor film are sequentially stacked. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 게이트 전극의 일 측에는 공통 소오스 접합영역이 배치되는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 소자.And a common source junction region on one side of the gate electrode. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하드 마스크 패턴은 산화막인 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 소자. And the hard mask pattern is an oxide film. 반도체기판에 활성영역을 한정하는 소자분리막을 형성하고,Forming a device isolation film defining an active region on the semiconductor substrate, 상기 소자분리막 및 활성영역 상에 게이트 전극막 및 하드 마스크막을 차례로 형성하고,A gate electrode film and a hard mask film are sequentially formed on the device isolation layer and the active region; 상기 하드 마스크막을 패터닝하여 하드 마스크 패턴을 형성하고,Patterning the hard mask layer to form a hard mask pattern; 상기 하드 마스크 패턴을 식각 마스크로 이용해서 상기 게이트 전극막을 식각하여 상기 소자분리막 및 활성영역을 가로지르는 게이트 전극을 형성하고,The gate electrode layer is etched using the hard mask pattern as an etch mask to form a gate electrode crossing the device isolation layer and the active region, 상기 하드 마스크 패턴을 패터닝하여 상기 게이트 전극 폭으로 게이트 콘택홀 영역의 개구부를 갖도록 하고, Patterning the hard mask pattern to have an opening in a gate contact hole region at the gate electrode width, 상기 게이트 전극 및 하드 마스크 패턴을 갖는 반도체기판 상에 층간절연막을 형성하고,An interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate having the gate electrode and the hard mask pattern; 상기 층간절연막을 관통하면서 상기 게이트 콘택홀 영역에 접속하는 게이트 콘택 플러그를 형성하는 것을 포함하는 플래시 메모리 소자 제조방법.And forming a gate contact plug that penetrates the interlayer insulating layer and connects to the gate contact hole region. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 게이트 전극은 부유게이트 도전체막, 유전막 및 제어게이트 도전체막이 차례로 적층되어 형성된 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 소자 제조방법.And the gate electrode is formed by sequentially stacking a floating gate conductor film, a dielectric film, and a control gate conductor film. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 하드 마스크 패턴을 패터닝하는 동안, 상기 게이트 전극의 일 측에 공통 소오스 접합영역을 패터닝하는 것을 더 포함하는 플래시 메모리 소자 제조방법.Patterning a common source junction region on one side of the gate electrode while patterning a hard mask pattern. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 하드 마스크막을 산화막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 소자 제조방법.And forming said hard mask film as an oxide film.
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