KR20080039095A - Method for manufacturing nand type flash memory device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a 내지 도 1e는 종래기술에 따른 낸드 플래시 메모리 소자의 제조방법을 도시한 공정 단면도.1A to 1E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a NAND flash memory device according to the prior art.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시예에 따른 낸드 플래시 메모리 소자의 제조방법을 도시한 공정 단면도.2A to 2E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a NAND flash memory device according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10, 110 : 반도체 기판10, 110: semiconductor substrate
11 : 터널 산화막11: tunnel oxide film
12, 112 : 플로팅 게이트용 폴리실리콘막12, 112: polysilicon film for floating gate
13, 113 : 패드 질화막13, 113: pad nitride film
14, 114 : 트렌치14, 114: trench
15, 115 : 소자 분리막15, 115: device separator
16, 116 : 감광막 패턴16, 116 photosensitive film pattern
18, 118 : 유전체막18, 118: dielectric film
19, 119 : 콘트롤 게이트용 폴리실리콘막19, 119: polysilicon film for control gate
111 : 게이트 절연막111: gate insulating film
본 발명은 반도체 제조 기술에 관한 것으로, 특히 메모리 셀(memory cell)이 형성되는 메모리 셀 어레이(memory cell array) 영역과, 메모리 셀을 구동시키기 위한 구동회로(디코더(decoder), 페이지 버퍼(page buffer) 등)가 형성되는 주변회로 영역 사이에 실제 소자 동작에 사용되지 않는 더미 셀 어레이(dummy cell array)가 형성된 낸드 플래시 메모리 소자(NAND type flash memory device)의 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing technology, and more particularly to a memory cell array region in which memory cells are formed, a driving circuit (decoder) and a page buffer for driving the memory cells. The present invention relates to a method of manufacturing a NAND type flash memory device in which a dummy cell array that is not used for an actual device operation is formed between peripheral circuit areas in which a) and the like are formed.
최근에는 전기적으로 프로그램(program)과 소거(erase)가 가능하며, 일정 주기로 데이터(data)를 재기입하는 리프레시(refresh) 기능이 필요 없는 플래시 메모리 소자의 수요가 증가하고 있다. 그리고, 많은 데이터를 저장할 수 있는 대용량 메모리 소자의 개발을 위해서 메모리 소자의 고집적화 기술에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 여기서, 프로그램이라 함은 데이터를 메모리 셀에 기입(write)하는 동작을 가리키며, 소거라 함은 메모리 셀에 기입된 데이터를 제거하는 동작을 가리킨다. Recently, the demand for flash memory devices that can be electrically programmed and erased and that does not require a refresh function to rewrite data at regular intervals is increasing. In order to develop a large-capacity memory device capable of storing a large amount of data, researches on a high integration technology of the memory device have been actively conducted. Here, the program refers to an operation of writing data to a memory cell, and the erasing refers to an operation of removing data written to the memory cell.
이러한 결과로, 메모리 소자의 고집적화를 위해 복수 개의 메모리 셀들이 직 렬로 접속되어 한 개의 스트링(string)을 이루는 낸드 플래시 메모리 소자가 제안되었다. As a result, a NAND flash memory device in which a plurality of memory cells are connected in series to form a string is proposed for high integration of the memory device.
낸드 플래시 메모리 소자는 노어 플래시 메모리 소자(NOR-type flash memory device)와 다르게 순차적으로 데이터를 독출(read)하는 메모리 소자로서, 파울러-노드하임(Fowler-Nordheim; FN) 터널링(tunneling) 방식을 이용하여 플로팅 게이트(floating gate)에 전자를 주입하거나, 주입된 전자를 방출하면서 메모리 셀의 문턱전압(threshold voltage)을 제어하는 방식으로 프로그램 및 소거 동작을 수행한다. Unlike NOR-type flash memory devices, NAND flash memory devices read data sequentially and use a Fowler-Nordheim (FN) tunneling scheme. By injecting electrons into the floating gate or by emitting the injected electrons, the program and erase operations are performed in a manner of controlling the threshold voltage of the memory cell.
일반적으로, 70nm급 이하의 선폭을 갖는 낸드 플래시 메모리 소자의 제조공정에서, 플로팅 게이트는 SA-STI(Self Aligned Shallow Trench Isolation) 또는 ASA-STI(Advanced SA-STI) 공정을 이용하여 형성하고 있다. 이 과정에서 메모리 셀 어레이 영역과 주변회로 영역 간에는 터널 산화막(또는, 게이트 산화막)의 두께 차와 같은 여러 가지 이유에 의해 단차가 발생되며, 이러한 단차를 줄이기 위해 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, 이하 CMP라 함) 공정을 실시하여 소자의 평탄화를 이루고 있다. 평탄화 공정은 후속 공정에서 사진 식각공정을 실시함에 있어서 구조물의 단차로 인해 해상력이 떨어지는 문제점을 해결할 수 있으므로 필수적으로 수행되고 있는 공정 중의 하나이다. 이러한 평탄화 공정은 단차가 형성되어 있는 구조물에 물질을 채움과 동시에 상부를 평탄화시키는 CMP 공정이 통상적으로 실시되고 있다. In general, in the manufacturing process of a NAND flash memory device having a line width of 70 nm or less, the floating gate is formed by using a Self Aligned Shallow Trench Isolation (SA-STI) or an Advanced SA-STI (ASA-STI) process. In this process, a step is generated between the memory cell array area and the peripheral circuit area due to various reasons such as the difference in the thickness of the tunnel oxide film (or the gate oxide film). In order to reduce the step, chemical mechanical polishing (CMP) The process is performed to achieve planarization of the device. The planarization process is one of the processes that are essentially performed because it can solve the problem that the resolution decreases due to the step of the structure in performing the photolithography process in the subsequent process. In the planarization process, a CMP process is generally performed to fill a material in a structure having a stepped level and to planarize an upper portion thereof.
그러나, CMP 공정은 평탄화 측면에서 우수한 특성을 얻을 수 있는 이점은 있 지만, CMP 공정시 대상막의 두께를 균일하게 가져가야만 하는 공정상의 제약이 따른다. 그 이유는 CMP 공정시 소위 말하는 디싱(dishing) 현상이 발생되기 때문이다. 이러한 디싱 현상은 CMP 대상막, 즉 물질층 아래에 형성되어 있는 하부층의 패턴모양, 크기나 그 위치에 따라 국부적으로 CMP 대상막이 아래로 꺼지는 현상을 말한다. However, although the CMP process has an advantage of obtaining excellent characteristics in terms of planarization, there is a process limitation in that the thickness of the target film must be uniformly applied during the CMP process. This is because so-called dishing occurs during the CMP process. This dishing phenomenon refers to a phenomenon in which the CMP target layer is locally turned off according to the pattern shape, size, or position of the CMP target layer, that is, the lower layer formed under the material layer.
이러한 디싱 현상을 해소하기 위해 낸드 플래시 메모리 소자에서는 메모리 셀 어레이와 주변회로 영역 간에 실제 소자 동작에는 사용되지 않는 더미 셀 어레이를 부가적으로 형성시키고 있으며, 메모리 셀 어레이 영역과 동일 공정으로 형성하고 있다. In order to solve this dishing phenomenon, a NAND flash memory device additionally forms a dummy cell array that is not used for actual device operation between the memory cell array and the peripheral circuit region, and is formed in the same process as the memory cell array region.
이하, 더미 셀 어레이를 구비한 종래기술에 따른 낸드 플래시 메모리 소자의 제조방법을 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of manufacturing a NAND flash memory device according to the related art having a dummy cell array will be described.
도 1a 내지 도 1e는 종래기술에 따른 낸드 플래시 메모리 소자의 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 공정 단면도로서, 일례로 ASA-STI 공정을 적용한 공정 단면도이다. 1A to 1E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a NAND flash memory device according to the prior art, and are cross-sectional views of an ASA-STI process.
먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 메모리 셀 어레이 영역(MC)(이하, 메모리 셀 영역이라 함), 더미 셀 어레이 영역(DC)(이하, 더미 셀 영역이라 함) 및 주변회로 영역(PERI)으로 정의된 반도체 기판(10)을 제공한다. 여기서, 메모리 셀 영역(MC)에서는 소자 분리막(또는, 플로팅 게이트 패턴)이 더미 셀 영역(DC)과 주변회로 영역(PERI)에서보다 높은 밀도로 형성된다. 또한, 주변회로 영역(PERI)에서는 소자 분리막이 메모리 셀 영역(MC)과 더미 셀 영역(DC)에서 보다 큰 폭으로 형성된 다. 또한, 더미 셀 영역(DC)에서는 소자 분리막이 메모리 셀 영역(MC)에서보다 낮은 밀도로 형성된다. First, as shown in FIG. 1A, a memory cell array region MC (hereinafter referred to as a memory cell region), a dummy cell array region DC (hereinafter referred to as a dummy cell region), and a peripheral circuit region PERI It provides a
이어서, 메모리 셀 영역(MC), 더미 셀 영역(DC) 및 주변회로 영역(PERI)을 포함하는 기판(10) 상부에 터널 산화막(11), 플로팅 게이트용 폴리실리콘막(12) 및 패드 질화막(13)을 순차적으로 증착한다. Subsequently, the
이어서, STI(Shallow Trench Isolation) 식각공정을 실시하여 패드 질화막(13), 폴리실리콘막(12), 터널 산화막(11) 및 기판(10)을 식각하여 복수의 트렌치(14)를 형성한다. 이때, 트렌치(14)는 각 영역(MC, DC, PERI)에 따라 서로 다른 폭을 갖도록 형성된다. 예컨대, 주변회로 영역(PERI)이 가장 큰 폭으로 형성되고, 그 다음으로 더미 셀 영역(DC), 그 다음으로 메모리 셀 영역(MC) 순으로 형성된다. 또한, 트렌치(14)의 조밀도는 메모리 셀 영역(MC), 더미 셀 영역(DC), 주변회로 영역(PERI) 순으로 높다. Next, a shallow trench isolation (STI) etching process is performed to etch the
이어서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 복수의 트렌치(14, 도 1a참조)가 완전히 매립되도록 소자 분리막용 절연막으로 고밀도 플라즈마(High Density Plasma, 이하, HDP라 함)막을 증착한 후 CMP 공정을 실시하여 트렌치(14) 내부에 고립되는 소자 분리막(15)을 형성한다. Subsequently, as shown in FIG. 1B, a high density plasma (HDP) film is deposited as an insulating film for device isolation so that a plurality of trenches 14 (see FIG. 1A) are completely embedded, and then a CMP process is performed. As a result, an
이어서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 패드 질화막(13, 도 1b참조)을 제거한다. Subsequently, as shown in FIG. 1C, the pad nitride film 13 (see FIG. 1B) is removed.
이어서, 세정공정을 실시하여 완전히 제거되지 않고 잔류되는 패드 질화막의 잔류물을 제거한다. Subsequently, a washing process is performed to remove the residue of the pad nitride film remaining without being completely removed.
상기한, 패드 질화막(13) 제거공정 및 세정공정에 의해 소자 분리막(15) 또한 일부가 식각되어 동도면과 같은 프로파일(profile)을 갖는다. A part of the
이어서, 도 1d에 도시된 바와 같이, 패드 질화막(13)이 제거된 전체 구조 상부에 감광막을 도포한 후 포토 마스크(photo mask)를 이용한 노광 및 현상공정을 실시하여 감광막 패턴(16)을 형성한다. 이때, 감광막 패턴(16)은 주변회로 영역(PERI)은 닫히고, 메모리 셀 영역(MC)과 더미 셀 영역(DC)은 개방되는 구조를 갖는다. Subsequently, as shown in FIG. 1D, the photoresist film is coated on the entire structure from which the
이어서, 감광막 패턴(16)을 식각 마스크로 이용한 식각공정(17)을 실시하여 선택적으로 메모리 셀 영역(MC)과 더미 셀 영역(DC)의 소자 분리막(15)의 높이를 제어한다. Subsequently, an
이어서, 도 1e에 도시된 바와 같이, 감광막 패턴(16, 도 1d참조)을 제거한 후 전체 구조 상부면에 유전체막(18)과 콘트롤 게이트용 폴리실리콘막(19)을 증착한다. Subsequently, as shown in FIG. 1E, after the photoresist pattern 16 (see FIG. 1D) is removed, the
그러나, 상기한 종래기술에 따른 낸드 플래시 메모리 소자의 제조방법에서는 다음과 같은 문제가 발생된다. However, the following problem occurs in the method of manufacturing the NAND flash memory device according to the prior art.
구체적으로, 도 1d를 통해 설명한 바와 같이, 메모리 소자의 커플링 비(coupling ratio)를 증대시키기 위해서는 유전체막(18)과 플로팅 게이트용 폴리실리콘막(12) 간의 접촉면적을 증대시켜야 하는데, 그 방법 중 하나가 메모리 셀 영역(MC)에 형성된 소자 분리막(15)을 식각하여 소자 분리막(15)의 EFH를 조절하는 것이다. Specifically, as described with reference to FIG. 1D, in order to increase the coupling ratio of the memory device, the contact area between the
그러나, 종래기술에 따른 낸드 플래시 메모리 소자의 제조방법에서는 식각공정(17)시 주변회로 영역(PERI)만을 닫고, 다른 영역, 즉 메모리 셀 영역(MC)과 더미 셀 영역(DC)을 모두 개방시키는 감광막 패턴(16)을 식각 마스크로 이용하기 때문에 메모리 셀 영역(MC)에 비해 소자 분리막(15)의 패턴 밀도가 낮은 더미 셀 영역(DC)에 형성된 소자 분리막(15)이 메모리 셀 영역(MC)에 형성된 소자 분리막(15)에 비해 더 많이 식각되어 그 높이(H2)가 'H1'만큼 낮게 제어되는 문제가 발생된다. However, in the method of manufacturing a NAND flash memory device according to the related art, only the peripheral circuit region PERI is closed during the
전술한 바와 같이 메모리 셀 영역(MC)과 더미 셀 영역(DC) 간의 소자 분리막(15)의 단차의 원인은 식각공정(17)이 원인일 수는 있다. 하지만 직접적인 원인은 도 1b에서 실시되는 CMP 공정때문인 것으로 판단된다. 구체적으로, 비교적 넓은 폭을 갖는 소자 분리막(15)이 형성된 주변회로 영역(PERI)에 인접한 더미 셀 영역(DC)에 형성된 소자 분리막(15)은 주변회로 영역(PERI)과 비교적 멀리 떨어진 메모리 셀 영역(MC)에 형성된 소자 분리막(15)에 비해 더 많이 연마된다-전술한 디싱 현상에 기인함-. 보통, CMP 공정 후 더미 셀 영역(DC)에 형성된 소자 분리막(15)은 메모리 셀 영역(MC)에 형성된 소자 분리막(15)에 비해 0~100Å 정도 낮은 EFH를 갖는다. As described above, the step of the
이에 따라, 더미 셀 영역(DC)에서 비교적 낮게 제어되는 소자 분리막(15)에 의해 후속 공정을 통해 증착되는 콘트롤 게이트용 폴리실리콘막(19)과 액티브 영역(채널영역) 간의 거리가 120Å 이하로 제어되어 이들 간에 직접적인 단락(short)이 발생되지 않더라도 근접 효과(간섭)에 기인한 누설전류(leakage)가 발생되어 소 자 프로그램 동작시 콘트롤 게이트에 인가되는 프로그램 바이어스 전압(대략 18V)을 강하시켜 원하는 수준의 프로그램 바이어스 전압을 확보하지 못해 소자 특성이 저하된다.Accordingly, the distance between the control
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 메모리 셀 영역과 주변회로 영역 사이에 더미 셀 영역이 형성된 낸드 플래시 메모리 소자의 제조방법에 있어서, 더미 셀 영역에서 발생되는 콘트롤 게이트와 액티브 간의 누설전류를 방지할 수 있는 낸드 플래시 메모리 소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems of the prior art, and in the manufacturing method of a NAND flash memory device having a dummy cell region formed between a memory cell region and a peripheral circuit region, control generated in the dummy cell region. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a NAND flash memory device capable of preventing a leakage current between a gate and an active device.
상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은, 서로 이웃하도록 메모리 셀 영역, 더미 셀 영역 및 주변회로 영역으로 정의되고, 상기 메모리 셀 영역, 상기 더미 셀 영역 및 상기 주변회로 영역에 각각 복수의 소자 분리막이 형성된 반도체 기판을 제공하는 단계와, 상기 반도체 기판 상에 상기 더미 셀 영역 및 상기 주변회로 영역은 닫히고, 상기 메모리 셀 영역은 개방된 식각 마스크를 이용한 식각공정을 실시하여 상기 메모리 셀 영역에 형성된 소자 분리막을 선택적으로 식각하여 유효 높이를 제어하는 단계를 포함하는 낸드 플래시 메모리 소자의 제조방법을 제공한다. According to an aspect of the present invention, a memory cell region, a dummy cell region, and a peripheral circuit region are defined to be adjacent to each other, and a plurality of the memory cell region, the dummy cell region, and the peripheral circuit region are respectively provided. Providing a semiconductor substrate having a device isolation layer formed thereon, and performing an etching process using an etch mask in which the dummy cell region and the peripheral circuit region are closed and the memory cell region is closed on the semiconductor substrate. A method of manufacturing a NAND flash memory device comprising the step of selectively etching the device isolation film formed in the to control the effective height.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은, 메모리 셀 영역, 더미 셀 영역 및 주변회로 영역으로 정의된 반도체 기판을 제공하는 단계와, 상기 반도체 기판 상에 게이트 절연막, 플로팅 게이트용 제1 폴리실리콘막 및 패드 질화막을 형성하는 단계와, 상기 패드 질화막, 상기 메모리 셀 영역, 상기 더미 셀 영역 및 상기 주변회로 영역에 각각 복수의 트렌치를 형성하는 단계와, 상기 복수의 트렌치가 매립되도록 소자 분리막을 형성하는 단계와, 상기 패드 질화막을 제거하는 단계와, 상기 패드 질화막이 제거된 상기 반도체 기판 상에 상기 더미 셀 영역 및 상기 주변회로 영역은 닫히고, 상기 메모리 셀 영역은 개방된 식각 마스크를 형성하는 단계와, 상기 식각 마스크를 이용한 식각공정을 실시하여 상기 메모리 셀 영역에 형성된 소자 분리막을 선택적으로 리세스시키는 단계와, 상기 리세스된 소자 분리막을 포함하는 전체 구조 상부면을 따라 유전체막을 형성하는 단계와, 상기 유전체막 상에 콘트롤 게이트용 제2 폴리실리콘막을 형성하는 단계를 포함하는 낸드 플래시 메모리 소자의 제조방법을 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor substrate defined by a memory cell region, a dummy cell region, and a peripheral circuit region, and a gate insulating film and a floating gate on the semiconductor substrate. Forming a first polysilicon film and a pad nitride film, forming a plurality of trenches in the pad nitride film, the memory cell region, the dummy cell region, and the peripheral circuit region, respectively, and filling the plurality of trenches. Forming an isolation layer; removing the pad nitride layer; closing the dummy cell region and the peripheral circuit region on the semiconductor substrate from which the pad nitride layer is removed; Forming a small portion of the memory cell region by performing an etching process using the etching mask; Selectively recessing the separator, forming a dielectric film along the upper surface of the entire structure including the recessed device isolation film, and forming a second polysilicon film for the control gate on the dielectric film. A method of manufacturing a NAND flash memory device is provided.
전술한 바와 같이, 종래기술에 따른 낸드 플래시 메모리 소자의 제조방법에서는 더미 셀 영역에 형성된 소자 분리막의 높이가 낮게 제어되어 문제가 발생되는 것으로서, 본 발명에서는 더미 셀 영역에 형성된 소자 분리막의 높이를 메모리 셀 영역에 형성된 소자 분리막의 높이보다 높게 제어할 수 있는 방법을 제안하고자 한다. As described above, in the method of manufacturing a NAND flash memory device according to the related art, a problem occurs because the height of the device isolation film formed in the dummy cell region is controlled to be low. An object of the present invention is to propose a method of controlling the height of the device isolation layer formed in the cell region.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명 의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이며, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나, 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면번호(참조번호)는 표시된 부분은 동일한 요소를 나타낸다. DETAILED DESCRIPTION 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 technical idea of the present invention. In addition, in the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity, and in the case where the layers are said to be "on" another layer or substrate, they may be formed directly on another layer or substrate or Or a third layer may be interposed therebetween. In addition, the same reference numerals (reference numerals) denote the same elements throughout the specification.
실시예Example
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시예에 따른 낸드 플래시 메모리 소자의 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 공정 단면도로서, 일례로 ASA-STI 공정을 적용한 공정 단면도이다. 2A to 2E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a NAND flash memory device according to an exemplary embodiment of the present invention. For example, FIG.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 메모리 셀 영역(MC), 더미 셀 영역(DC) 및 주변회로 영역(PERI)으로 정의된 반도체 기판(110)을 제공한다. 여기서, 메모리 셀 영역(MC)에서는 소자 분리막(또는, 플로팅 게이트 패턴)이 더미 셀 영역(DC)과 주변회로 영역(PERI)에서보다 높은 밀도로 형성된다. 또한, 주변회로 영역(PERI)에서는 소자 분리막이 메모리 셀 영역(MC)과 더미 셀 영역(DC)에서 보다 큰 폭으로 형성된다. 또한, 더미 셀 영역(DC)에서는 소자 분리막이 메모리 셀 영역(MC)에서보다 낮은 밀도로 형성된다. First, as shown in FIG. 2A, a
이어서, 메모리 셀 영역(MC), 더미 셀 영역(DC) 및 주변회로 영역(PERI)을 포함하는 기판(10) 상부에 F-N 터널링이 일어나는 게이트 절연막(111), 플로팅 게이트용 폴리실리콘막(112), 완충 산화막(미도시) 및 패드 질화막(113)을 순차적으 로 증착한다. 여기서, 게이트 절연막(111)은 데이터 유지(data retention) 특성을 향상시키기 위해 산화막과 질화막이 적층된 구조로 형성되며, 완충 산화막은 패드 질화막(113) 증착공정시 폴리실리콘막(112)이 손상되는 것을 방지하기 위해 형성된다. Subsequently, a
이어서, STI 식각공정을 실시하여 패드 질화막(113), 완충 산화막, 폴리실리콘막(112), 게이트 절연막(111) 및 기판(110)을 식각하여 복수의 트렌치(114)를 형성한다. 이때, 트렌치(114)는 각 영역(MC, DC, PERI)에 따라 서로 다른 폭을 갖도록 형성될 수 있다. 예컨대, 주변회로 영역(PERI)이 가장 큰 폭으로 형성되고, 그 다음으로 더미 셀 영역(DC)과 메모리 셀 영역(MC) 순으로 형성될 수 있다. 물론, 더미 셀 영역(DC)과 메모리 셀 영역(MC)에서는 일부만이 서로 다른 폭으로 형성될 수도 있으며, 후속 식각공정(117, 도 2d참조)에서 사용되는 감광막 패턴(116)과의 중첩 자유도(overlay margin)를 고려하여 메모리 셀 영역(MC)과 인접한 폴리실리콘막(112) 패턴은 다른 패턴에 비해 적어도 2배 이상을 갖도록 형성할 수도 있다. 또한, 트렌치(114)는 메모리 셀 영역(MC), 더미 셀 영역(DC), 주변회로 영역(PERI) 순으로 높은 밀도로 형성된다. Subsequently, a plurality of
이어서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 복수의 트렌치(114, 도 2a참조)가 완전히 매립되도록 소자 분리막용 절연막으로 HDP 단독막 또는 PSZ(polisilazane)막이 적층된 적층 구조로 증착한 후 CMP 공정을 실시하여 트렌치(114) 내부에 고립되는 소자 분리막(115)을 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 2B, a CMP process is performed by depositing an HDP single layer or a PSZ (polisilazane) layer in a stacked structure as an insulating film for device isolation so that a plurality of trenches 114 (see FIG. 2A) are completely filled. As a result, an
이어서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 패드 질화막(113, 도 2b참조)을 제거한 다. 이때, 패드 질화막(113)은 인산(H3PO4)을 이용한 식각공정을 통해 제거할 수 있다. Subsequently, as shown in FIG. 2C, the pad nitride film 113 (see FIG. 2B) is removed. In this case, the
이어서, 세정공정을 실시하여 완전히 제거되지 않고 잔류되는 패드 질화막의 잔류물을 제거한다. Subsequently, a washing process is performed to remove the residue of the pad nitride film remaining without being completely removed.
이어서, 패드 질화막(113)이 제거되어 노출되는 완충 산화막을 제거할 수 있다. 이때, 완충 산화막은 제거하지 않고 그대로 잔류시킬 수도 있으며, 이 경우 후속 소자 분리막(115)의 EFH를 조절하기 위한 식각공정(117, 도 2d참조)시 제거된다. Subsequently, the
이어서, 도 2d에 도시된 바와 같이, 패드 질화막(113)이 제거된 전체 구조 상부에 감광막을 도포한 후 포토 마스크를 이용한 노광 및 현상공정을 순차적으로 실시하여 감광막 패턴(116)을 형성한다. 이때, 감광막 패턴(116)은 주변회로 영역(PERI)과 더미 셀 영역(DC)은 닫히고, 메모리 셀 영역(MC)만 개방되는 구조를 갖는다. Subsequently, as shown in FIG. 2D, the photoresist film is coated on the entire structure from which the
이어서, 감광막 패턴(116)을 식각 마스크로 이용한 식각공정(117)을 실시하여 선택적으로 메모리 셀 영역(MC)의 소자 분리막(115)만을 일정 깊이로 리세스(recess)시킨다. 이로써, 메모리 셀 영역(MC)에 형성된 소자 분리막(115)의 EFH가 제어된다. Subsequently, an
이어서, 도 2e에 도시된 바와 같이, 감광막 패턴(116, 도 2d참조)을 제거한 후 전체 구조 상부면에 유전체막(118)과 콘트롤 게이트용 폴리실리콘막(119)을 증 착한다. Subsequently, as shown in FIG. 2E, after the photoresist pattern 116 (see FIG. 2D) is removed, the dielectric film 118 and the
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 낸드 플래시 메모리 소자의 제조방법에서는 더미 셀 영역(DC)에 형성된 소자 분리막(115)의 높이를 메모리 셀 영역(MC)에 형성된 소자 분리막(115)의 높이보다 높게 제어하기 위해 메모리 셀 영역(MC)에 형성된 소자 분리막(115)의 EFH를 조절하기 위한 식각공정(117)시 사용되는 식각 마스크를 더미 셀 영역(DC)을 제외한 메모리 셀 영역(MC)만을 개방시키는 구조로 형성한다. As described above, in the method of manufacturing a NAND flash memory device according to an exemplary embodiment of the present invention, the height of the
본 발명의 기술적 사상은 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 특히, 본 발명의 실시예에서는 ASA-STI 공정에 대해서만 설명하였으나, 이는 일례로서 SA-STI 공정에도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail in the embodiments, it should be noted that the above-described embodiments are for the purpose of description and not for the purpose of limitation. In particular, the embodiment of the present invention has been described only for the ASA-STI process, this can be applied to the SA-STI process as an example. In addition, it will be understood by those skilled in the art that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 메모리 셀 영역에 형성된 소자 분리막의 EFH를 조절하기 위한 식각공정시 더미 셀 영역과 주변회로 영역은 닫히고, 메모리 셀 영역만이 개방된 식각 마스크를 이용함으로써 더미 셀 영역에 형성된 소자 분리막의 높이를 메모리 셀 영역에 형성된 소자 분리막의 높이보다 높게 제어하여 종래기술에서와 같이 더미 셀 영역에서 콘트롤 게이트와 액티브 영역 간 에 발생되는 누설전류를 방지할 수 있으며, 이를 통해 소자의 동작 특성을 개선시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, in the etching process for adjusting the EFH of the device isolation layer formed in the memory cell region, the dummy cell region and the peripheral circuit region are closed and the dummy mask is opened by using the etching mask in which only the memory cell region is opened. By controlling the height of the device isolation layer formed in the cell region higher than the height of the device isolation layer formed in the memory cell region, it is possible to prevent the leakage current generated between the control gate and the active region in the dummy cell region, as in the prior art. The operating characteristics of the device can be improved.
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KR1020060106841A KR20080039095A (en) | 2006-10-31 | 2006-10-31 | Method for manufacturing nand type flash memory device |
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---|---|---|---|---|
CN105304572A (en) * | 2014-07-29 | 2016-02-03 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | Semiconductor device formation method |
US10515819B2 (en) | 2017-07-07 | 2019-12-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device |
-
2006
- 2006-10-31 KR KR1020060106841A patent/KR20080039095A/en not_active Application Discontinuation
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