KR20080101378A - 플래쉬 메모리 소자의 제조방법 - Google Patents

플래쉬 메모리 소자의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080101378A
KR20080101378A KR1020070048049A KR20070048049A KR20080101378A KR 20080101378 A KR20080101378 A KR 20080101378A KR 1020070048049 A KR1020070048049 A KR 1020070048049A KR 20070048049 A KR20070048049 A KR 20070048049A KR 20080101378 A KR20080101378 A KR 20080101378A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
common source
forming
flash memory
region
trench
Prior art date
Application number
KR1020070048049A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100958632B1 (ko
Inventor
정태웅
Original Assignee
주식회사 동부하이텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 동부하이텍 filed Critical 주식회사 동부하이텍
Priority to KR1020070048049A priority Critical patent/KR100958632B1/ko
Publication of KR20080101378A publication Critical patent/KR20080101378A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100958632B1 publication Critical patent/KR100958632B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/30Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the memory core region
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321After treatment
    • H01L21/3213Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture 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
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/76224Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture 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
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

본 발명은 플래쉬 메모리 소자의 제조방법에 관한 것으로, 공통 소오스 형성을 위한 RCS(Recessed Common Source)공정에 있어서, 새로운 RCS공정을 제안하여 컨트롤 게이트의 손상을 미연에 방지하고 안정적인 공통 소오스 형성을 위한 이온 주입이 가능하게 하기 위한 것이다. 이로 인해 소자의 특성을 더욱 안정화시키고 향상시킬 수 있다.
공통 소오스, RCS, STI

Description

플래쉬 메모리 소자의 제조방법{Fabricating Method of Flash Memory Device}
도 1a 내지 도 1d는 일반적인 플래시 메모리 셀의 제조 공정을 나타낸 공정 순서도
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 플래시 메모리 셀의 제조 공정을 나타낸 공정 순서도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100, 200 : 반도체 기판 101, 201 : 소자 격리 물질
102, 204 : 터널 산화막 103, 205 : 플로팅 게이트
104, 206 : ONO막 105, 207 : 컨트롤 게이트
106, 202 : 감광막 107, 203 : 공통 소오스
본 발명은 플래쉬 메모리 소자의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 RCS(Recessed Common Source) 공정 시 컨트롤 게이트(control gate)의 손실을 줄이고 얕은 트렌치 소자 격리(Shallow Trench Isolation, STI) 공정시 산화막(oxide) 의 남음으로 인한 공통 소오스(common source) 형성 시의 블로킹(blocking) 현상을 개선한 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 회로의 고 집적도 경쟁력이 높아짐에 따라 셀 사이즈 축소는 필수 불가결하며, 따라서 미세 회로를 구현하기 위한 노력은 지속 되고 있다.
SAC(Self Aligned Contact), SA-STI(Self-Aligned Shallow Trench Isolation)와 같은 셀프-얼라인 기술은 이러한 노력의 일환이라 할 수 있으며 오늘날 반도체 소자의 셀 사이즈를 최소화시키는데 결정적인 역할을 하고 있다.
한편, RCS(Recessed Common Source)는 SAS(Self-Aligned Source) 방식으로 플래시 소자의 공통 소스 라인(Common Source Line)을 형성하는 공정을 지칭한다.
기본적으로 플래시 메모리 소자에서 소스 층을 형성시킬 때 각 단위 셀마다 콘택(contact)을 연결하는 방법이 있지만 이 방법은 콘택 마진(contact margin)을 고려해야하기 때문에 고집적 소자에는 적절하지 않은 방법이다.
따라서 최근에는 플래시 메모리 소자의 고 집적화를 실현하기 위해 공통 소스 라인을 많이 적용하고 있다.
즉, 두 플래시 메모리 소자 사이의 STI의 격리(isolation) 물질을 제거하고 이온 주입 공정을 통해서 공통 소스를 형성하는 공정이 있다.
STI의 격리 방식은 실리콘 기판을 식각하고 산화막(oxide)으로 채워서 격리(isolation)하는 방식으로 격리영역 이외의 추가적인 영역이 최소화되어 집적도 증가에 유리하고 격리(isolation) 두께에 다른 깊이(depth) 차이가 없고 평탄화 특성이 우수하다.
도 1a 내지 도 1d는 일반적인 플래시 메모리 셀의 제조 공정을 나타낸 공정 순서도이다. 이들 도면들을 참조하면 일반적인 기술의 일 실시예에 의한 플래시 메모리 셀의 제조 방법은 다음과 같다.
우선 도 1a에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(100)으로서 실리콘기판에 STI 공정을 진행하여 소자 격리를 위한 트렌치를 형성하고, 산화막(oxide)과 같은 소자 격리 물질(101)을 메운다.
그 후 실리콘 기판의 활성 영역 표면에 실리콘 산화막(SiO2)을 형성하고, 터널 부위의 실리콘산화막(SiO2)을 패터닝(patterning)하여 터널 산화막(tunnel oxide ; 102)을 형성한다.
이어, 도 1b를 보면, 터널 산화막(102) 상부 면에 플로팅 게이트(floating gate ; 103)를 증착하고 그 위에 순차적으로 유전체막으로서 ONO막(Oxide Nitride Oxide ; 104)과 컨트롤 게이트(105)를 형성한다.
이어, 도 1c를 보면, 공통 소오스가 형성될 영역을 제외하도록 감광막(photoresist ; 106)을 패터닝하고 소자 격리 물질(101)인 산화막을 제거한다.
여기서, 소자 격리 물질(101)을 제거하는 단계로 인해 컨트롤 게이트(105)의 측면이 손상되게 되며, 공통 소오스가 형성될 영역에 산화막이 잔류할 수 있어 이온 주입시 블로킹 현상이 나타나게 된다.
이어, 도 1d를 보면, 이온 주입으로 공통 소오스(107)를 형성하고 감광막(106)을 제거한다.
따라서, 본 발명의 목적은 RCS공정 진행시 컨트롤 게이트의 손실과 공통 소오스 형성시의 블로킹 현상을 해결하여, 공정의 안정화 및 소자 손실을 줄여 소자 특성향상을 기대할 수 있는 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 특징은 플래쉬 메모리 소자의 제조방법에 있어서, 액티브 영역이 구획되는 반도체 기판에 얕은 트렌치 소자 격리(STI)영역과 공통 소오스 영역이 위치할 트렌치를 형성하는 단계와, 상기 공통 소오스 영역을 정의하고 상기 공통 소오스 영역에 이온을 주입하여 공통 소오스를 형성하는 단계와, 상기 트렌치에 소자 격리 물질을 매립하는 단계와 상기 액티브 영역에 터널 산화막, 플로팅 게이트, 게이트 절연막 및 컨트롤 게이트를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 트렌치를 형성하는 방법은 반응 이온 식각(Reactive Ion Etching, RIE)이 될 수 있다.
상기 게이트 절연막은 ONO막이 될 수 있다.
발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상 과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 플래시 메모리 셀의 제조 공정을 나타낸 공정 순서도로서 개선된 RCS 형성 공정방법을 제안하고 있다.
우선 도 2a에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(200)으로서 실리콘기판에 STI 공정을 진행하여 소자 격리를 위한 트렌치를 형성하되, 산화막(oxide)과 같은 소자 격리 물질은 메우지 않는다.
STI는 셀을 격리하는 역할을 하며, 반도체 기판(200)을 식각하고 소자 격리 물질인 산화막(Oxide)을 채워서 격리하는 것이 원칙이다. 그러나 본 발명에서 제안되는 공정에서는 일반적인 경우와는 다르게 소자 격리 물질을 먼저 메우지 않는다.
STI는 소자 격리 영역 이외의 추가적인 영역이 최소화되어 밀도 증가에 유리하고 격리 두께에 다른 깊이 차이가 없어 평탄화 특성이 우수하다.
이어, 도 2b를 보면, 공통 소오스가 형성될 영역을 제외하도록 감광막(202)을 패터닝하고 이온 주입으로 공통 소오스(203)를 형성한다.
여기서 보면, 본 발명에서 제안되는 공정은 소자 격리 물질을 제거하고 공통 소오스 영역을 형성하는 일반적인 공정과는 다르게 소자 격리 물질을 채우기 전에 공통 소오스(203)를 형성한다.
이어, 도 2c를 보면, 감광막(202)을 제거하고 트렌치에 산화막과 같은 소자 격리 물질(201)을 메운 후 실리콘 기판의 활성 영역 표면에 실리콘 산화막을 형성하고, 터널 부위의 실리콘 산화막을 패터닝하여 터널 산화막(204)을 형성한다.
여기서 보면, 본 발명에서 제안되는 공정은 소자 격리를 위한 산화막이 제거 된 후 그 자리에 공통소오스 영역을 형성하는 일반적인 공정과는 다르게, 공통 소오스(203)를 형성한 후 소자 격리 물질(201)을 메우게 된다.
이어, 도 2d를 보면, 터널 산화막(204) 상부 면에 플로팅 게이트(205)를 증착하고 그 위에 순차적으로 유전체막으로서 ONO막(206)과 컨트롤 게이트(207)를 형성한다.
여기서, 좀더 구체적으로 살펴보면, 열 산화(thermal oxidation) 공정으로 반도체 기판인 실리콘 기판의 활성 영역 표면에 실리콘산화막(SiO2)을 형성하고, 터널 부위의 실리콘산화막(SiO2)을 패터닝하여 터널 산화막(204)을 형성한다.
터널 산화막(204) 상부 면에 플로팅 게이트(205)용 도전막으로서, 도프트 폴리실리콘을 증착하고 그 위에 순차적으로 유전체막으로서 ONO(Oxide Nitride Oxide) 막을 증착 할 수 있다.
산화막의 한층 만으로는 요구되는 유전용량을 낼 수 없기 때문에 유전용량이 2배 가량 큰 질화막을 산화막 사이에 형성하여 줌으로써 높은 유전용량을 얻는 방법이다.
또한, 도 2d의 컨트롤 게이트(207)는 도 1d의 컨트롤 게이트(105)와 비교해 측면의 손상이 없음이 자명하다.
여기서, 일반적인 기술과는 달리 공통 소오스 영역의 소자 격리 물질(201)을 제거하는 단계를 없애고, 먼저 공통 소오스(203)를 생성하고 소자 격리 물질(201)을 트렌치에 메운 후 컨트롤 게이트(207)를 생성함으로 인해 컨트롤 게이트(207)의 측면이 손상되는 문제를 피할 수 있게 되며, 공통 소오스 영역에 산화막이 잔류 할 문제 또한 피할 수 있어 공통 소오스(203) 형성을 위한 이온 주입시 블로킹 현상을 극복할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 플래쉬 메모리 소자의 제조방법은 RCS공정에 있어서, 기존 공정의 STI를 위한 소자 격리 물질의 제거에 따른 컨트롤 게이트의 손실과 소자 격리 물질의 잔류에 따른 공통 소오스를 위한 이온 주입 시의 블로킹 현상을 극복하여 소자의 특성을 더욱 안정화 및 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (3)

  1. 플래쉬 메모리 소자의 제조방법에 있어서,
    액티브 영역이 구획되는 반도체 기판에 얕은 트렌치 소자 격리(STI)영역과 공통 소오스 영역이 위치할 트렌치를 형성하는 단계;
    상기 공통 소오스 영역에 이온을 주입하여 공통 소오스를 형성하는 단계;
    상기 트렌치에 소자 격리 물질을 매립하는 단계; 및
    상기 액티브 영역에 터널 산화막, 플로팅 게이트, 게이트 절연막 및 컨트롤 게이트를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플래쉬 메모리 소자의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 트렌치를 형성하는 방법은 반응 이온 식각(RIE)인 것을 특징으로 하는 플래쉬 메모리 소자의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 절연막은 ONO막인 것을 특징으로 하는 플래쉬 메모리 소자의 제조방법.
KR1020070048049A 2007-05-17 2007-05-17 플래쉬 메모리 소자의 제조방법 KR100958632B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070048049A KR100958632B1 (ko) 2007-05-17 2007-05-17 플래쉬 메모리 소자의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070048049A KR100958632B1 (ko) 2007-05-17 2007-05-17 플래쉬 메모리 소자의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080101378A true KR20080101378A (ko) 2008-11-21
KR100958632B1 KR100958632B1 (ko) 2010-05-20

Family

ID=40287643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070048049A KR100958632B1 (ko) 2007-05-17 2007-05-17 플래쉬 메모리 소자의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100958632B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9899226B2 (en) 2014-06-26 2018-02-20 Electronics And Telecommunications Research Institute Semiconductor device and fabrication method thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100543637B1 (ko) * 1998-12-29 2006-03-28 주식회사 하이닉스반도체 플래쉬 메모리 소자의 제조 방법
KR100419963B1 (ko) * 2002-01-24 2004-02-26 주식회사 하이닉스반도체 플래시 메모리 소자의 공통 소오스 영역 제조방법
KR100638426B1 (ko) 2004-12-23 2006-10-24 동부일렉트로닉스 주식회사 플래시 메모리 셀 및 그 제조 방법
KR100665799B1 (ko) 2005-07-21 2007-01-09 동부일렉트로닉스 주식회사 플래시 기억 장치 및 그 제조방법
KR100871982B1 (ko) * 2005-10-13 2008-12-03 동부일렉트로닉스 주식회사 플래시 메모리 셀 및 그 제조 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9899226B2 (en) 2014-06-26 2018-02-20 Electronics And Telecommunications Research Institute Semiconductor device and fabrication method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR100958632B1 (ko) 2010-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100799024B1 (ko) 낸드 플래시 메모리 소자의 제조방법
CN107833891B (zh) 半导体器件及其制造方法
KR100341480B1 (ko) 자기 정렬된 얕은 트렌치 소자 분리 방법
KR100766232B1 (ko) 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조 방법
JP2005530357A (ja) 導電スペーサで拡張されたフローティングゲート
KR100807112B1 (ko) 플래쉬 메모리 및 그 제조 방법
KR20090090715A (ko) 플래시 메모리 소자 및 그 제조 방법
US11678484B2 (en) Semiconductor structure and manufacturing method thereof and flash memory
KR100958632B1 (ko) 플래쉬 메모리 소자의 제조방법
KR100824152B1 (ko) 플래시 메모리 소자의 제조 방법
KR20070053488A (ko) 플래쉬 메모리 소자의 제조방법
KR20010055525A (ko) 얕은 트렌치 소자분리 방법
TWI786813B (zh) 浮置閘極的製造方法
KR100895382B1 (ko) 반도체 소자의 제조 방법
KR100705212B1 (ko) 플래쉬 메모리 소자의 제조방법
KR20030049781A (ko) 플래시 메모리 셀 제조 방법
US7262097B2 (en) Method for forming floating gate in flash memory device
KR101094522B1 (ko) 불휘발성 메모리 소자 및 그의 제조방법
KR20050075631A (ko) 자기정렬 방식으로 플로팅 게이트를 형성하는 플래쉬메모리 소자의 제조 방법
KR100922962B1 (ko) 반도체 소자의 제조방법
KR20100074678A (ko) 플래시 메모리 소자의 제조 방법
KR20070067563A (ko) 플로팅 게이트 형성 방법
KR20090009392A (ko) 반도체 소자의 제조 방법
KR20030000136A (ko) 반도체소자의 제조방법
KR20080033614A (ko) 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
S901 Examination by remand of revocation
E902 Notification of reason for refusal
GRNO Decision to grant (after opposition)
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee