KR20070002251A - Non-volatile memory device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치의 사시도이다. 1 is a perspective view of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치의 사시도이다. 2 to 10 are perspective views of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.
도 11 내지 도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치의 평면도이다. 11 to 15 are top plan views of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치를 제1 방향으로 절단한 단면도이다. 16 is a cross-sectional view of a nonvolatile memory device cut in a first direction according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 기판 102 : 패드 산화막 패턴100
104 : 제1 하드 마스크 패턴 105 : 소자 분리용 트렌치104: first hard mask pattern 105: trench for device isolation
106 : 제1 예비 소자 분리막 패턴 107 : 제2 예비 소자 분리막 패턴 106: first preliminary isolation pattern 107: second preliminary isolation pattern
107a : 소자 분리막 패턴 108 : 액티브 영역 107a: device isolation layer pattern 108: active region
110 : 개구부 112 : 터널 산화막 패턴110 opening 112 tunnel oxide film pattern
114 : 제1 도전막 114a : 플로팅 게이트 전극막114: first
114b : 플로팅 게이트 전극 115 : 희생막 114b: Floating gate electrode 115: Sacrificial film
115a : 희생막 패턴 116 : 포토레지스트 패턴115a:
118 : 유전막 123 : 제2 도전막 118
123a : 콘트롤 게이트 전극 123a: control gate electrode
본 발명은 불휘발성 메모리 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 커플링 비를 높일 수 있는 불휘발성 메모리 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nonvolatile memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a nonvolatile memory device and a method of manufacturing the same that can increase the coupling ratio.
불휘발성 메모리 장치는 전기적으로 데이터의 입·출력이 가능한 EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM) 또는 플래시 메모리 등이 이 있다. 이 중 상기 플래시 메모리 장치는 F-N 터널링(Fowler-Nordheim tunneling) 또는 채널 열전자 주입(Channel hot electron injection)을 이용하여 전기적으로 데이터의 입·출력을 제어하는 구조를 갖는다.Nonvolatile memory devices include EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM) or flash memory capable of electrically inputting and outputting data. Among them, the flash memory device has a structure for electrically controlling input and output of data by using F-N tunneling or channel hot electron injection.
상기 플래시 메모리 장치는 일반적으로 터널 산화막, 플로팅 게이트, 유전막 및 콘트롤 게이트가 순차적으로 적층된 스택 구조를 갖는다. 상기 스택 구조를 갖는 플래시 메모리 장치에 대한 예들은 미합중국 특허 6,153,469호(issued to Yun et al), 미합중국 특허 6,455,374호(issued to Lee et al) 등에 개시되어 있다.The flash memory device generally has a stack structure in which a tunnel oxide layer, a floating gate, a dielectric layer, and a control gate are sequentially stacked. Examples of flash memory devices having such a stack structure are disclosed in US Pat. No. 6,153,469 (issued to Yun et al), US Pat. No. 6,455,374 (issued to Lee et al), and the like.
상기 플래시 메모리 장치는 콘트롤 게이트에 전압을 인가하여 상기 플로팅 게이트에 전하를 주입하거나 빼냄으로서 프로그래밍을 수행한다. 이 때, 상기 콘트 롤 게이트로부터 플로팅 게이트로 전달되는 전압은 커플링 비(coupling ratio)를 향상시킴으로서 전압 손실을 충분하게 줄일 수 있다. 여기서, 상기 커플링 계수(R)는 아래의 수학식 1과 같이 표현된다.The flash memory device performs programming by applying a voltage to a control gate to inject or extract charges to the floating gate. At this time, the voltage transferred from the control gate to the floating gate can sufficiently reduce the voltage loss by improving the coupling ratio. Here, the coupling coefficient R is expressed as in Equation 1 below.
(여기서, 상기 CONO는 유전막의 커패시턴스를 나타내고, CTO는 터널 산화막 패턴의 커패시턴스를 나타낸다)(Wherein C ONO represents the capacitance of the dielectric film and C TO represents the capacitance of the tunnel oxide film pattern)
그리고, 상기 유전막(19)의 커패시턴스(C)는 아래의 수학식 2와 같이 표현된다.In addition, the capacitance C of the dielectric film 19 is expressed by Equation 2 below.
(여기서, 상기 ε은 유전막이 갖는 유전 상수를 나타내고, 상기 A는 유전막의 면적을 나타내고, 상기 T는 유전막의 두께를 나타낸다)(Wherein ε represents the dielectric constant of the dielectric film, A represents the area of the dielectric film, and T represents the thickness of the dielectric film)
따라서, 상기 커플링 비를 높일 수 있는 방법으로서는 상기 유전막(19)의 면적을 확장시키는 방법, 상기 유전막(19)의 두께를 감소시키는 방법 등이 있다. 하지만, 상기 플로팅 게이트의 구조를 변형시켜 유전막의 면적을 확장시킴에도 불구하고 원하는 수준의 커플링 비를 얻기에는 다소 한계가 있다. 따라서, 원하는 상기 커플링 비를 얻기 위한 다양한 방법이 현재에도 계속 연구 중에 있다.Accordingly, the coupling ratio may be increased by increasing the area of the dielectric layer 19 or reducing the thickness of the dielectric layer 19. However, although the structure of the floating gate is modified to expand the area of the dielectric layer, there are some limitations in obtaining a desired level of coupling ratio. Therefore, various methods for obtaining the desired coupling ratio are still under study.
한편, 상기 스택 구조의 플래시 메모리 장치를 형성하는 공정은 기판 상에 터널 산화막 패턴, 플로팅 게이트 전극막, 유전막 및 콘트롤 게이트 전극막을 형성하고, 상기 콘트롤 게이트 전극막, 유전막 및 플로팅 게이트 전극막을 패터닝하는 공정을 포함한다. 즉, 상기 콘트롤 게이트막을 먼저 패터닝한 후 동일한 마스크를 사용하여 계속적으로 유전막 및 플로팅 게이트 패턴을 패터닝함으로서 게이트 구조물을 완성할 수 있다.On the other hand, the process of forming the flash memory device of the stack structure is a step of forming a tunnel oxide film pattern, a floating gate electrode film, a dielectric film and a control gate electrode film on the substrate, and patterning the control gate electrode film, dielectric film and floating gate electrode It includes. That is, the gate structure may be completed by first patterning the control gate layer and subsequently patterning the dielectric layer and the floating gate pattern using the same mask.
그러나, 최근의 플래시 메모리 장치는 상기 유전막의 단차가 증가됨에 따라 콘트롤 게이트 전극막을 패터닝하기 위한 박막의 식각 두께가 영역별로 크게 달라지고 있으며 박막의 식각 두께도 매우 두꺼워지고 있다. 그러나, 상기 콘트롤 게이트 전극막을 패터닝하면 특정 부위, 즉 콘트롤 게이트 전극막의 두께가 얇은 부위에서는 과도하게 식각이 이루어지게 된다. 이후, 상기 플로팅 게이트 전극을 식각할 시에 상기 과도 식각된 부위는 기판의 표면까지 식각됨으로서 액티브 피팅 현상이 발생하게 된다. 상기 액티브 피팅이 발생된 영역에 형성되는 단위 소자는 동작 불량이 발생하거나 동작 특성이 나쁘다. 따라서, 상기 액티브 피팅의 발생은 반도체 장치의 수율 및 반도체 장치의 신뢰성에 악영향을 준다. However, in recent flash memory devices, as the level of the dielectric film increases, the etching thickness of the thin film for patterning the control gate electrode film is greatly changed for each region, and the etching thickness of the thin film is also very thick. However, when the control gate electrode film is patterned, etching is excessively performed at a specific part, that is, a part where the thickness of the control gate electrode film is thin. Subsequently, when the floating gate electrode is etched, the excessively etched portion is etched to the surface of the substrate, thereby causing an active fitting phenomenon. The unit device formed in the region where the active fitting is generated may have an operation failure or poor operation characteristics. Therefore, the occurrence of the active fitting adversely affects the yield of the semiconductor device and the reliability of the semiconductor device.
따라서, 본 발명의 제1 목적은 커플링 비율을 높힐 수 있는 불휘발성 메모리 장치를 제공하는데 있다. Accordingly, a first object of the present invention is to provide a nonvolatile memory device capable of increasing a coupling ratio.
본 발명의 제2 목적은 상기한 불휘발성 메모리 장치의 제조 방법을 제공하는데 있다. It is a second object of the present invention to provide a method of manufacturing the nonvolatile memory device.
상기한 제1 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치는, 제1 방향으로 연장되고 서로 반복적으로 배치되는 액티브 영역과 필드 영역을 갖는 기판과, 상기 기판의 액티브 영역 상에 형성되는 터널 산화막 패턴과, 상기 터널 산화막 패턴 상에 형성되고 U자 형태의 고립 패턴 형상을 갖는 플로팅 게이트 전극과, 상기 플로팅 게이트 전극의 상부면, 내부 및 외부 측면, 전면, 후면 및 필드 영역 상부면에 형성되는 유전막 및 상기 유전막 상에 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되는 콘트롤 게이트 전극을 포함한다. In order to achieve the above-described first object, a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention may include a substrate having an active region and a field region extending in a first direction and repeatedly arranged with each other, and on the active region of the substrate. A tunnel oxide layer pattern formed on the tunnel oxide layer, a floating gate electrode formed on the tunnel oxide layer pattern, and having a U-shaped isolation pattern shape, and an upper surface, an inner and outer side surface, a front surface, a rear surface, and an upper portion of the floating gate electrode. And a control gate electrode extending in a second direction perpendicular to the first direction on the dielectric layer formed on a surface thereof.
상기한 제2 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치를 제조하는 방법으로, 우선 기판으로부터 돌출되고 제1 방향으로 연장되는 트렌치 소자 분리막을 형성함으로서 상기 기판에 서로 반복적으로 배치되는 액티브 영역과 필드 영역을 마련한다. 상기 기판 상에 터널 산화막 패턴을 형성한다. 상기 터널 산화막 패턴 상에 U자 형태의 고립 패턴 형상을 갖는 플로팅 게이트 전극을 형성한다. 상기 플로팅 게이트 전극의 상부면, 내부 및 외부 측면, 전면, 후면 및 필드 영역 상부면에 유전막을 형성한다. 다음에, 상기 유전막 상에 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되는 콘트롤 게이트 전극을 형성한다. A method of manufacturing a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention in order to achieve the above-described second object, first by repeatedly forming a trench element isolation film protruding from the substrate and extending in the first direction to repeatedly The active area and the field area are arranged. A tunnel oxide film pattern is formed on the substrate. A floating gate electrode having a U-shaped isolation pattern shape is formed on the tunnel oxide layer pattern. A dielectric layer is formed on the upper surface, the inner and outer side surfaces, the front surface, the rear surface, and the upper surface of the field region of the floating gate electrode. Next, a control gate electrode is formed on the dielectric layer and extends in a second direction perpendicular to the first direction.
상기 방법에 의하면, U자 형태의 고립 패턴 형상을 갖는 플로팅 게이트 전극을 먼저 형성함으로서, 상기 플로팅 게이트 전극의 상부면, 내부 및 외부 측면, 전면, 후면 및 필드 영역 상부면에 유전막을 형성할 수 있다. 그러므로, 종래에 비해 유효 유전막의 면적이 확장됨으로서 높은 커플링 비를 수득할 수 있다. According to the above method, by forming a floating gate electrode having a U-shaped isolated pattern shape first, a dielectric film may be formed on the top surface, the inner and outer side surfaces, the front surface, the rear surface, and the top surface of the field region of the floating gate electrode. . Therefore, a higher coupling ratio can be obtained by expanding the area of the effective dielectric film as compared with the prior art.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하 고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치의 사시도이다. 1 is a perspective view of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 제1 방향으로 연장되고 서로 반복적으로 배치되는 액티브 영역과 필드 영역을 갖는 기판(100)이 구비된다. 상기 필드 영역에는 트렌치 소자 분리용 트렌치와 상기 소자 분리용 트렌치 내부를 매립하는 소자 분리막 패턴이 구비된다. Referring to FIG. 1, a
상기 기판(100)의 액티브 영역 상에 형성되는 터널 산화막 패턴(112)이 구비된다. The tunnel
상기 터널 산화막 패턴(112) 상에 형성되고, U자 형태의 고립 패턴 형상을 갖는 플로팅 게이트 전극(114b)이 구비된다. A
상기 플로팅 게이트 전극(114b)의 상부면, 내부 및 외부 측면, 전면, 후면 및 필드 영역 상부면에 형성되는 유전막(118)이 구비된다. 즉, 상기 유전막(118)은 상기 플로팅 게이트 전극(114b)의 저면을 제외한 전체 표면에 형성된다. A
상기 유전막(118) 상에 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되는 라인 형상의 콘트롤 게이트 전극(123a)이 구비된다. 상기 콘트롤 게이트 전극(123a)은 도핑된 폴리실리콘 패턴(120a) 및 금속 또는 금속 실리사이드 패턴(122a)이 적층된 형상을 갖는다. The line-shaped
상기 콘트롤 게이트 전극(123a)의 선폭은 상기 플로팅 게이트 전극(114b)의 제2 방향의 폭보다 넓게 형성된다. 그리고, 상기 콘트롤 게이트 전극(123a)은 상기 플로팅 게이트 전극(114b)을 완전히 감싸는 형상을 갖는다.The line width of the
상기 콘트롤 게이트 전극(123a) 상에는 제2 하드 마스크 패턴(124a)이 구비된다. The second
설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 불휘발성 메모리 장치는 플로팅 게이트 전극과 접촉하는 유전막의 증착 면적이 매우 증가된다. 그러므로, 종래의 불휘발성 메모리 장치에 비해 높은 커플링 비를 갖는다.As described, in the nonvolatile memory device according to the present invention, the deposition area of the dielectric film in contact with the floating gate electrode is greatly increased. Therefore, it has a high coupling ratio compared to the conventional nonvolatile memory device.
도 2 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치의 사시도이다. 도 11 내지 도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치의 평면도이다. 도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치를 제1 방향으로 절단한 단면도이다. 2 to 10 are perspective views of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention. 11 through 16 are top plan views of a nonvolatile memory device in accordance with an embodiment of the present invention. 17 is a cross-sectional view of a nonvolatile memory device cut in a first direction according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 실리콘과 같은 반도체 물질로 이루어지는 기판(100) 상에 패드 산화막(도시안됨)을 형성한다. 상기 패드 산화막은 상기 기판의 표면을 산화시켜 형성하거나 또는 화학 기상 증착 공정을 통해 실리콘 산화물을 증착시켜 형성할 수 있다. 상기 패드 산화막은 10 내지 100Å의 두께로 형성한다. 상기 패드 산화막은 이 후에 형성되는 하드 마스크막과 기판이 직접적으로 접촉하는 것을 방지하기 위해 제공된다. Referring to FIG. 2, a pad oxide film (not shown) is formed on a
상기 패드 산화막 상에 실리콘 질화물을 증착시켜 하드 마스크막(도시안됨)을 형성한다. 상기 하드 마스크막은 후속 공정을 통해 소자 분리용 트렌치를 형성하기 위한 마스크 패턴으로 제공될 뿐 아니라, 플로팅 게이트 전극 형성을 위한 개구 부위를 생성시킨다. 따라서, 상기 하드 마스크막은 목표한 플로팅 게이트 전극 의 두께보다 더 두껍게 형성하여야 한다. 후속의 세정 및 연마 공정 등을 진행하면서 상기 하드 마스크막이 일부 소모될 수 있으므로, 상기 하드 마스크막은 상기 목표한 플로팅 게이트 전극의 두께에 상기 공정 중에 소모되는 막의 두께만큼 더 두껍게 형성하여야 한다. 보다 구체적으로, 상기 목표한 플로팅 게이트 전극의 두께보다 100 내지 3000Å 더 두껍게 상기 하드 마스크막을 형성한다.Silicon nitride is deposited on the pad oxide layer to form a hard mask layer (not shown). The hard mask layer not only serves as a mask pattern for forming a device isolation trench through a subsequent process, but also creates an opening for forming a floating gate electrode. Therefore, the hard mask layer should be formed thicker than the target floating gate electrode thickness. Since the hard mask film may be partially consumed during the subsequent cleaning and polishing process, the hard mask film should be formed thicker as the thickness of the film consumed during the process to the thickness of the target floating gate electrode. More specifically, the hard mask layer is formed to be 100 to 3000 microns thicker than the target floating gate electrode.
다음에, 사진 공정을 통해 소자 분리 영역을 선택적으로 노출하는 포토레지스트 패턴을 형성하고 이를 식각 마스크로 사용하여 하드 마스크막 및 패드 산화막을 식각함으로서 패드 산화막 패턴(102) 및 제1 하드 마스크 패턴(104)을 형성한다. 상기 제1 하드 마스크 패턴(104)은 기판을 가로지르는 제1 방향으로 연장되는 라인 형태를 갖는다. 또한, 상기 제1 하드 마스크 패턴(104)의 선폭 및 상기 제1 하드 마스크 패턴(104)들 사이의 간격은 실질적으로 동일하다. Next, a photoresist pattern is formed through the photolithography process to selectively expose the device isolation region, and the hard oxide layer and the pad oxide layer are etched using the photoresist pattern as an etch mask, thereby forming the pad
상기 제1 하드 마스크 패턴(104)을 식각 마스크로 사용하여 상기 기판(100)을 식각함으로서 소자 분리용 트렌치(105)를 형성한다. 본 실시예에서, 상기 소자 분리 트렌치(105)는 90nm이하의 미세한 선폭을 갖는다. Using the first
이후, 상기 소자 분리용 트렌치(105) 형성을 위한 식각 공정 시에 발생한 기판의 손상을 치유하고 누설 전류 발생을 방지하기 위해 트렌치 내벽 산화막(도시안함)을 형성한다. 상기 트렌치 내벽 산화막을 형성하는 공정은 공정의 단순화를 위해 생략할 수도 있다. Thereafter, a trench inner wall oxide layer (not shown) is formed to cure damage to the substrate generated during the etching process for forming the
상기 소자 분리용 트렌치(105) 내부를 완전히 채우도록 소자 분리용 절연막(도시안됨)을 형성한다. 상기 소자 분리용 절연막은 실리콘 산화물을 증착시켜 형성 할 수 있다. 상기 소자 분리용 절연막은 화학 기상 증착 공정, 고밀도 화학 기상 증착 공정, 스핀온 글래스 공정 등을 통해 형성될 수 있다. An isolation layer (not shown) is formed to completely fill the inside of the
다음에, 상기 제1 하드 마스크 패턴(104)이 노출되도록 상기 소자 분리용 절연막을 연마함으로서 제1 예비 소자 분리막 패턴(106)을 형성한다. 상기 제1 예비 소자 분리막 패턴(106)에 의해 기판의 액티브 영역(108) 및 필드 영역이 마련된다.Next, the first preliminary device
도 3 및 도 11을 참조하면, 상기 노출된 제1 하드 마스크 패턴(104)을 습식 식각 공정을 통해 제거한다. 구체적으로, 우선 불산(HF) 희석액을 사용하여 상기 제1 하드 마스크 패턴(104)상에 형성되어 있는 산화물이나 파티클들을 세정한다. 다음에, 인산(H3PO4)을 포함하는 식각액을 사용하여 상기 제1 하드 마스크 패턴(104)을 식각한다.3 and 11, the exposed first
이 후, 상기 패드 산화막 패턴(102)을 습식 식각 공정을 통해 제거함으로서 플로팅 게이트를 성형(mold)하기 위한 개구부(110)를 형성한다. 상기 패드 산화막 패턴(102)은 NH4OH, H2O2 및 H2O의 혼합액(통상적으로, SC1 또는 SC2)을 사용하여 제거할 수 있다. Thereafter, the pad
상기 패드 산화막 패턴(102)을 식각할 시에 제1 예비 소자 분리막 패턴(106)의 측벽이 일부 식각되면서 상부 선폭이 감소된 제2 예비 소자 분리막 패턴(107)이 형성된다. 때문에, 상기 제2 예비 소자 분리막 패턴(107) 사이에 생성되는 상기 개구부(110)는 액티브 영역(108)의 선폭보다 더 넓은 폭을 갖는다. When the pad
상기 공정에 의해 액티브 영역(108)의 기판 표면이 외부에 노출된다. 도 10에 도시된 것과 같이, 상기 액티브 영역(108)과 필드 영역은 제1 방향으로 연장되 고 서로 반복적으로 배치된다. The process exposes the substrate surface of the
도 4를 참조하면, 상기 개구부(110)의 저면에 노출된 기판 상에 터널 산화막패턴(112)을 형성한다. 상기 터널 산화막 패턴(112)은 기판에 열 산화 공정을 수행하여 형성된 실리콘 산화물로 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 4, a tunnel
다음에, 상기 개구부(110)의 측벽, 터널 산화막 패턴(112)의 표면 및 상기 예비 소자 분리막 패턴의 표면 상에 연속적으로 제1 도전막(114)을 형성한다. 상기 제1 도전막(114)은 상기 개구부(110) 내부를 완전히 채우지 않을 정도의 두께 즉, 상기 개구부(110) 내부 폭의 1/2보다 얇은 두께로 형성한다. 상기 제1 도전막(114)은 후속 공정을 통해 플로팅 게이트 전극으로 제공된다. 상기 제1 도전막(114)은 저압 화학 기상 증착(low pressure chemical vapor deposition; LPCVD)공정을 통해 불순물이 도핑된 폴리실리콘 물질을 증착시켜 형성할 수 있다. 상기 불순물 도핑은 POCl3 확산, 이온주입, 또는 인-시튜 도핑 방법으로 수행할 수 있다.Next, a first
다음에, 상기 개구부(110) 내부를 완전히 채우는 희생막(115)을 형성한다. 상기 희생막(115)은 갭 매립 특성이 우수한 실리콘 산화물을 증착시켜 형성할 수 있다.Next, a
도 5 및 12를 참조하면, 상기 제2 예비 소자 분리막 패턴(107)의 상부면이 노출되도록 상기 제1 도전막(도 9, 114)과 희생막(도 9, 115)의 일부를 제거함으로서 노드 분리된 플로팅 게이트 전극막(114a) 및 희생막 패턴(115a)을 형성한다. 상기 제거는 화학 기계적 연마에 의해 달성될 수 있다. 상기 플로팅 게이트 전극막(114a)은 단면이 U자 형상을 가지면서 상기 제1 방향으로 연장된다. 5 and 12, a node is removed by removing a portion of the first conductive layer (FIGS. 9 and 114) and the sacrificial layer (FIGS. 9 and 115) such that an upper surface of the second
도 6 및 도 13을 참조하면, 상기 희생막 패턴(115a) 및 플로팅 게이트 전극막(114a) 상에 포토레지스트막(도시안됨)을 코팅한다. 다음에, 노광 및 현상 공정을 수행함으로서 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되는 라인 형상의 포토레지스트 패턴(116)을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴은 플로팅 게이트 전극이 형성될 영역을 덮도록 형성한다. 6 and 13, a photoresist layer (not shown) is coated on the
도 7 및 14를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(116)을 식각 마스크로 사용하여 상기 플로팅 게이트 전극막(114a)을 식각함으로서 고립된 U자 형상의 플로팅 게이트 전극(114b)을 형성한다. 상기 공정에서는 상기 포토레지스트 패턴(116)에 의해 노출된 희생막 패턴(115a) 및 제2 예비 소자 분리막 패턴(107)이 거의 식각되지 않는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 노출된 희생막 패턴(115a)및 제2 예비 소자 분리막(107)의 일부분이 다소 식각되더라도 공정 불량이 발생하지는 않는다. 7 and 14, an isolated U-shaped floating
상기와 같이, 고립된 U자 형상의 플로팅 게이트 전극(114b)은 제1 방향으로 연장되는 라인 형태의 플로팅 게이트 전극막(114a)과는 달리 전면 및 후면이 외부에 노출되는 형상을 갖게 된다. As described above, the isolated U-shaped floating
다음에, 상기 포토레지스트 패턴(116)을 에싱 및 스트립 공정을 수행함으로서 제거한다. Next, the
도 9를 참조하면, 상기 플로팅 게이트 전극(114b) 내부에 남아있는 희생막 패턴(115a) 및 상기 플로팅 게이트 전극(114b)의 측벽과 접하는 제2 예비 소자 분리막 패턴(107)의 일부분을 제거한다. 상기 공정에 의해, 제2 예비 소자 분리막 패 턴(107)에 비해 낮은 높이를 갖는 소자 분리막 패턴(107a)이 완성된다. Referring to FIG. 9, portions of the
이 때, 상기 희생막 패턴(115a)은 완전히 제거되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 소자 분리막 패턴이 상기 터널 산화막 또는 액티브 영역의 기판과 접하지 않도록 상기 제2 예비 소자 분리막 패턴(107)의 상부 일부분만이 제거되는 것이 바람직하다. 상기 제거 공정에 의해, 상기 플로팅 게이트 전극(114b)의 상부면, 내부 및 외부 측면, 전면 및 후면이 외부에 노출된다. In this case, the
다음에, 상기 플로팅 게이트 전극(114b)의 상부면, 내부 및 외부 측면, 전면, 및 필드 영역 상부면에 연속적으로 유전막(118)을 형성한다. 상기 유전막(118)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막이 적층된 형상을 갖도록 형성할 수 있다. 또는, 상기 유전막(118)은 상기 실리콘 산화물에 비해 높은 유전율을 갖는 금속 산화물을 사용하여 형성할 수 있다. Next, the
그런데, 설명한 것과 같이, 상기 플로팅 게이트 전극(114b)이 고립된 패턴 형상을 갖게 되어, 종래와는 달리 상기 유전막(118)을 형성하기 이 전 공정에서 플로팅 게이트 전극(114b)의 전면 및 후면과 내부 및 외부 측면까지 노출되어 있으므로 상기 유전막(118)의 증착 면적이 증가된다. 이로 인해, 불휘발성 메모리 장치의 단위 셀에서 커플링비를 충분히 증가시킬 수 있다. However, as described above, the floating
도 10을 참조하면, 상기 유전막(118) 상에 제2 도전막(123)을 형성한다. 상기 제2 도전막(123)은 불순물이 도핑된 폴리실리콘막(120)을 증착한 이 후 금속 또는 금속 실리사이드막(122)을 증착함으로서 형성할 수 있다. 상기 제2 도전막(123) 상에 제2 하드 마스크막(124)을 형성한다. Referring to FIG. 10, a second
도 11, 15 및 16을 참조하면, 상기 제2 하드 마스크막(124) 상에 포토레지스트막을 코팅하고 이를 노광 및 현상함으로서 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되는 라인 형상의 포토레지스트 패턴(도시안됨)을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 제2 하드 마스크막(124)을 식각함으로서 제2 하드 마스크 패턴(124a)을 형성한다. 다음에, 상기 포토레지스트 패턴을 에싱 및 스트립 공정을 통해 제거한다. 이 때, 도 16 및 17에 도시된 것과 같이, 상기 제2 하드 마스크 패턴(124)의 선폭이 상기 플로팅 게이트 전극(114b)의 제2 방향의 폭보다 넓게 되도록 한다. 11, 15 and 16, by coating a photoresist film on the second
이어서, 상기 제2 하드 마스크 패턴(124)에 의해 노출된 제2 도전막(123)을 식각함으로서 콘트롤 게이트 전극(123a)을 형성한다. 본 실시예에서, 상기 콘트롤 게이트 전극(123a)은 폴리실리콘막 패턴(120a) 상에 금속 실리사이드막 패턴 또는 금속 패턴(122a)이 적층된 형상을 갖는다. Subsequently, the
이 때, 상기 플로팅 게이트 전극(114b)이 이미 고립 패턴 형상을 갖고 있으므로, 상기 제2 도전막(123)만을 패터닝하는 것으로 터널 산화막 패턴(112), 플로팅 게이트 전극(114b), 유전막(118) 및 콘트롤 게이트 전극(123a)을 포함하는 게이트 구조물을 완성할 수 있다. 상기 공정을 통해 형성되는 콘트롤 게이트 전극(123a)은 상기 플로팅 게이트 전극(114b)의 제2 방향의 폭보다 넓은 선폭을 가지면서 상기 플로팅 게이트 전극(114b)을 감싸도록 형성된다. In this case, since the floating
설명한 것과 같이, 종래와는 달리 상기 콘트롤 게이트 전극을 형성한 이 후에 유전막 및 플로팅 게이트 전극을 최종적으로 패터닝하는 공정이 수행되지 않는 다. 그러므로, 상기 유전막 및 플로팅 게이트 전극을 최종적으로 패터닝하는 공정에서 빈번하게 발생되었던 액티브 피팅 현상을 감소시킬 수 있다. As described above, unlike the related art, after the control gate electrode is formed, a process of finally patterning the dielectric layer and the floating gate electrode is not performed. Therefore, it is possible to reduce the active fitting phenomenon frequently generated in the process of finally patterning the dielectric film and the floating gate electrode.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 플로팅 게이트 전극과 접촉하는 유전막의 면적이 증가됨으로서 높은 커플링 비율을 갖는 불휘발성 메모리 장치를 제공할 수 있다. 또한, 불휘발성 메모리 장치를 제조할 시에 액티브 피팅과 같은 공정 불량을 감소시킬 수 있다. 이로 인해, 불휘발성 메모리 장치의 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, the area of the dielectric layer in contact with the floating gate electrode is increased, thereby providing a nonvolatile memory device having a high coupling ratio. In addition, when manufacturing a nonvolatile memory device, process defects such as active fittings can be reduced. Therefore, there is an effect that can improve the characteristics and reliability of the nonvolatile memory device.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. And can be changed.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050057673A KR20070002251A (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Non-volatile memory device and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050057673A KR20070002251A (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Non-volatile memory device and method for manufacturing the same |
Publications (1)
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KR20070002251A true KR20070002251A (en) | 2007-01-05 |
Family
ID=37869275
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020050057673A KR20070002251A (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Non-volatile memory device and method for manufacturing the same |
Country Status (1)
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KR (1) | KR20070002251A (en) |
-
2005
- 2005-06-30 KR KR1020050057673A patent/KR20070002251A/en not_active Application Discontinuation
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