KR20070062041A - Method of manufacturing a flash memory device - Google Patents
Method of manufacturing a flash memory device Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070062041A KR20070062041A KR1020050121710A KR20050121710A KR20070062041A KR 20070062041 A KR20070062041 A KR 20070062041A KR 1020050121710 A KR1020050121710 A KR 1020050121710A KR 20050121710 A KR20050121710 A KR 20050121710A KR 20070062041 A KR20070062041 A KR 20070062041A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- hard mask
- polysilicon
- film
- device isolation
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 13
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 54
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 36
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 35
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
Images
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
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/76224—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials
-
- 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
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
- H01L21/8232—Field-effect technology
- H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
- H01L21/823437—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type with a particular manufacturing method of the gate conductors, e.g. particular materials, shapes
-
- 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
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
- H01L21/8232—Field-effect technology
- H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
- H01L21/823481—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type isolation region manufacturing related aspects, e.g. to avoid interaction of isolation region with adjacent structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/401—Multistep manufacturing processes
- H01L29/4011—Multistep manufacturing processes for data storage electrodes
- H01L29/40114—Multistep manufacturing processes for data storage electrodes the electrodes comprising a conductor-insulator-conductor-insulator-semiconductor structure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
Description
도 1은 기존의 플래쉬 메모리 소자의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a conventional method of manufacturing a flash memory device.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 플래쉬 메모리 소자의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 단면도이다.2A to 2E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flash memory device according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 반도체 기판 102 : 터널 산화막100
104 : 제1 폴리실리콘막 106 : 소자 분리막104: first polysilicon film 106: device isolation film
108 : 제2 폴리실리콘막 110 : 하드마스크 질화막108: second polysilicon film 110: hard mask nitride film
112 : 하드마스크 산화막 114 : 포토레지스트 패턴112: hard mask oxide film 114: photoresist pattern
본 발명은 플래쉬 메모리 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히, SA-STI(Self Align-Shallow Trench Isolation) 스킴을 이용한 플래쉬 메모리 소자 제조시 소자분리막의 EFH(Effective Field Height)를 낮추기 위한 식각 공정시 플로팅 게이트가 어택을 받지 않도록 하면서 EFH를 효과적으로 낮추어 간섭 효과를 개선할 수 있는 플래쉬 메모리 소자의 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
도 1은 SA-STI 스킴을 이용한 플래쉬 메모리 소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view for describing a method of manufacturing a flash memory device using the SA-STI scheme.
도 1을 참조하면, 반도체 기판(10) 상에 터널 산화막(11), 플로팅 게이트용 제1 폴리실리콘막(12) 및 질화막(미도시)을 형성 한 후, 소정의 마스크를 이용한 사진 및 식각 공정으로 질화막, 제1 폴리실리콘막(12), 터널 산화막(11) 및 반도체 기판(10)의 일부를 식각하여 트렌치를 형성한다. 트렌치가 매립되도록 전체 구조 상부에 HDP 산화막을 형성한 후 질화막 상부가 노출될 때까지 HDP 산화막을 연마하여 소자 분리막(13)을 형성한다. 이후, 질화막을 제거한다. Referring to FIG. 1, after forming the tunnel oxide film 11, the
전체 구조 상부에 플로팅 게이트용 제2 폴리실리콘막(14)을 형성하고, 상기 소자분리막(13) 상부의 제2 폴리실리콘막(14)을 노출하는 포토레지스트(미도시)를 마스크로 상기 제 2 폴리실리콘막(14)을 식각하여 제1 폴리실리콘막(12)과 제2 폴리실리콘막(14)으로 구성된 플로팅 게이트를 형성한다. A
반도체 소자의 고집적화에 따라 소자 분리막(13)의 폭이 줄어들게 되고, 이에 따라 서로 인접하는 제1 폴리실리콘막(12)의 간격이 줄어들게 되어 서로 인접하는 제1 폴리실리콘막(12)에 의한 기생 캐패시턴스가 증가 되며, 이로 인해 간섭 효 과가 증가 되고 있다. 또한, 기생 캐패시턴스의 증가로 인하여 프로그램시 동작 속도가 느려진다. As the semiconductor device is highly integrated, the width of the
이를 해결하기 위하여 제2 폴리실리콘막(14) 식각시 소자 분리막(13)이 제1 폴리실리콘막(12) 이하로 위치되도록 하기 위해 상기 제 2 폴리실리콘막(14) 식각 공정을 오버 에치(over etch)로 진행하여 하부의 소자분리막(13)을 50Å 내지 150Å 정도 식각하여 소자분리막(13)의 EFH를 낮춘다.In order to solve this problem, the etching process of the
그러나, 상기 오버 에치 진행시 포토레지스트 마진이 부족하여 제2 폴리실리콘막(14) 상부가 어택(attack)을 받아 일부 손실된다(도 1의 A). However, due to the lack of photoresist margin during the over-etching process, the upper part of the
상기 제2 폴리실리콘막(14) 상부가 어택을 받아 일부 손실되는 것을 방지하기 위해서는 포토레지스트의 두께를 증가시키면 되나, 두꺼운 포토레지스트로는 미세 패터닝이 불가능하여 고집적 소자 제조에 어려움이 있다.In order to prevent the upper part of the
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 소자분리막의 EFH(Effective Field Height)를 낮추기 위한 식각 공정시 플로팅 게이트가 어택을 받지 않도록 하면서 EFH를 효과적으로 낮추어 간섭 효과를 개선할 수 있는 플래쉬 메모리 소자의 제조방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention devised to solve the above problems is a flash memory capable of improving the interference effect by effectively lowering the EFH while preventing the floating gate from being attacked during the etching process to lower the effective field height (EFH) of the device isolation layer. It is to provide a method for manufacturing a device.
본 발명의 실시예에 따른 플래쉬 메모리 소자의 제조방법은, 반도체 기판상 에 터널 산화막 및 제1 폴리실리콘막을 형성한 후 상기 제1 폴리실리콘막, 터널 산화막 및 반도체 기판의 일부를 식각하여 트렌치를 형성하는 단계와, 상기 트렌치 내에 소자 분리막을 형성한 후 전체 구조상에 제2 폴리실리콘막, 하드마스크 질화막 및 하드마스크 산화막을 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 소자 분리막 상의 상기 제2 폴리실리콘막 상부가 노출되도록 상기 하드 마스크 질화막 및 하드마스크 산화막을 패터닝하는 단계와, 상기 패터닝된 하드마스크 산화막과 하드마스크 질화막을 식각 마스크로 이용하여 상기 제2 폴리실리콘막과 그 하부의 상기 소자분리막을 식각하는 단계를 포함하는 플래쉬 메모리 소자의 제조방법을 제공한다.In the method of manufacturing a flash memory device according to an embodiment of the present invention, after forming a tunnel oxide film and a first polysilicon film on a semiconductor substrate, a trench is formed by etching a portion of the first polysilicon film, the tunnel oxide film and the semiconductor substrate. And forming a second polysilicon film, a hard mask nitride film, and a hard mask oxide film sequentially on the entire structure after forming the device isolation film in the trench, and exposing an upper portion of the second polysilicon film on the device isolation film. Patterning the hard mask nitride layer and the hard mask oxide layer to etch, and etching the second polysilicon layer and the device isolation layer thereunder using the patterned hard mask oxide layer and the hard mask nitride layer as etch masks. A method of manufacturing a flash memory device is provided.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시예에 따른 플래쉬 메모리 소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.2A through 2E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flash memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2a를 참조하면, 반도체 기판(100) 상에 터널 산화막(102), 플로팅 게이트용 제1 폴리실리콘막(104) 및 질화막(미도시)을 형성한 후, 소정의 마스크를 이용한 사진 및 식각 공정으로 질화막, 제1 폴리실리콘막(104), 터널 산화막(102) 및 반도체 기판(100)의 일부를 식각하여 트렌치를 형성한다. 이어, 상기 트렌치가 매립되도록 전체 구조상에 HDP 산화막을 형성한 후 질화막 상부가 노출될 때까지 HDP 산화막을 연마하여 소자 분리막(106)을 형성한다. Referring to FIG. 2A, after the
이후, 질화막을 제거한 후, 전체 구조 상부에 플로팅 게이트용 제2 폴리실리 콘막(108)을 형성한다. 이때, 제2 폴리실리콘막(108)은 700Å 내지 1200Å의 두께로 형성한다. Thereafter, after the nitride film is removed, the
제2 폴리실리콘막(108) 상에 하드마스크 질화막(110)을 형성한다. 이때, 하드마스크 질화막(110)은 PE-CVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 방식을 이용하여 100Å 내지 200Å의 두께로 형성한다. The hard
하드마스크 질화막(110) 상에 하드마스크 산화막(112)을 형성하고, 상기 소자분리막(106) 상부의 하드마스크 산화막(112)를 노출하는 포토레지스트 패턴(114)을 형성한다. 이때, 하드마스크 산화막(112)은 PE-CVD 방식을 이용하여 100Å 내지 200Å의 두께로 형성한다. A hard
도 2b를 참조하면, 포토레지스트 패턴(114)을 식각 마스크로 하는 식각 공정으로 하드마스크 산화막(112) 및 하드마스크 질화막(110)을 패터닝한다. 이후, 세정 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(114)을 제거한다. Referring to FIG. 2B, the hard
도 2c를 참조하면, 패터닝된 하드마스크 산화막(112)을 식각 마스크로 이용하여 제2 폴리실리콘막(108)을 식각한다. 이때, 제2 폴리실리콘막(108) 식각 공정시 HBr 가스 또는 HBr 및 O2를 혼합한 혼합 가스를 이용하여 제2 폴리실리콘막(108)과 하드마스크 산화막(112)의 식각 선택비가 10:1 내지 50:1이 되게 한다. 제2 폴리실리콘막(108) 식각 공정시 하드마스크 질화막(110) 상에 형성된 하드마스크 산화막(112)은 완전히 제거되게 된다.Referring to FIG. 2C, the
도 2d를 참조하면, 패터닝된 하드마스크 질화막(110)을 식각 마스크로 이용 하여 상기 소자분리막(106)의 EFH를 낮추기 위하여 소자 분리막(106)을 식각한다. 이때, C5F8 또는 CH2F2 가스를 이용하여 소자 분리막(106)과 하드마스크 질화막(110)의 식각 선택비가 10:1 내지 50:1이 되게 한다. 소자 분리막(104) 식각 공정을 실시한 후 제2 폴리실리콘막(108)상에 하드마스크 질화막(110)이 일부 잔류하게 된다. 이때, 잔류하는 하드마스크 질화막(110)의 두께는 50Å 내지 150Å이 되도록 한다.Referring to FIG. 2D, the
도 2e를 참조하면, 제2 폴리실리콘막(108) 상에 잔류하는 하드마스크 질화막(110)을 습식 식각하여 제거한다. 이때, 잔류하는 하드마스크 질화막 패턴(110)은 150℃ 내지 250℃의 온도에서 H3PO4 용액을 이용하여 제거한다.Referring to FIG. 2E, the hard
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above-described preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
상술한 바와 같이 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the present invention has the following effects.
첫째, 폴리실리콘막과의 식각 선택비가 우수한 하드마스크 산화막과 소자분리막과 식각 선택비가 우수한 하드마스크 질화막을 마스크로 하여 플로팅 게이트용 폴리실리콘막 식각 공정 및 소자분리막의 EFH를 낮추기 위한 소자분리막 식각 공정을 실시하므로 플로팅 게이트용 폴리실리콘막 상부가 어택을 받지 않으면서 소자 분리막의 EFH를 효과적으로 낮추어 간섭 효과를 개선할 수 있다.First, the polysilicon film etching process for floating gate and the device isolation film etching process for lowering the EFH of the device isolation film are used as a mask using a hard mask oxide film having excellent etching selectivity with a polysilicon film, a device isolation film and a hardmask nitride film having an excellent etching selectivity. Therefore, the interference effect can be improved by effectively lowering the EFH of the device isolation layer without the attack of the upper portion of the polysilicon layer for the floating gate.
둘째, 간섭 효과를 개선시킬 수 있으므로 프로그램시 동작 속도를 향상시킬 수 있다.Second, since the interference effect can be improved, the operation speed during programming can be improved.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050121710A KR20070062041A (en) | 2005-12-12 | 2005-12-12 | Method of manufacturing a flash memory device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050121710A KR20070062041A (en) | 2005-12-12 | 2005-12-12 | Method of manufacturing a flash memory device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070062041A true KR20070062041A (en) | 2007-06-15 |
Family
ID=38357585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020050121710A KR20070062041A (en) | 2005-12-12 | 2005-12-12 | Method of manufacturing a flash memory device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20070062041A (en) |
-
2005
- 2005-12-12 KR KR1020050121710A patent/KR20070062041A/en not_active Application Discontinuation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100615593B1 (en) | Method for manufacturing semiconductor device with recess channel | |
KR100647001B1 (en) | Method of forming a floating gate electrode in flash memory device | |
KR100789629B1 (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
KR20070113604A (en) | Method for forming micro pattern of semiconductor device | |
JP2003258245A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
KR20070062041A (en) | Method of manufacturing a flash memory device | |
CN100527381C (en) | Method of manufacturing flash memory device | |
KR20080038854A (en) | Method of manufacturing a flash memory device | |
KR20060002138A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
KR100724631B1 (en) | Method for fabricating the same of semiconductor device in recess gate | |
KR100672132B1 (en) | Method for fabrication of semiconductor device | |
JP2011165933A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
KR20080000785A (en) | Method of manufacturing a nand type flash memory device | |
KR100723769B1 (en) | Method of manufacturing in flash memory device | |
KR100575616B1 (en) | Method for forming borderless contact hole in a semiconductor device | |
TWI532096B (en) | Process of forming slit in substrate | |
KR100607306B1 (en) | Method of forming a contact plug in semiconductor device | |
KR100976684B1 (en) | Method for forming the contact hall of semiconductor memory device | |
KR20060113265A (en) | Method for manufacturing semiconductor device using recess gate process | |
KR20070002504A (en) | Method of forming a spacer in semiconductor device | |
KR100706825B1 (en) | Method for manufacturing semiconductor device using recess gate process | |
KR100779015B1 (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
KR20070076625A (en) | Method for fabricating a semiconductor device | |
KR100721583B1 (en) | Method for fabricating the same of semiconductor device with bulb recess gate | |
KR101019697B1 (en) | method for manufacturing semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |