KR20090003717A - Nand flash memory device, structure and fabricating method the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 기술에 관한 것으로, 특히, 낸드 플래시 메모리 장치에 관한 것이다. The present invention relates to semiconductor technology, and more particularly, to a NAND flash memory device.
반도체 메모리 장치는 DRAM 및 SRAM과 같이 시간이 지남에 따라서 데이터를 잃어버리는 휘발성(volatile)이면서 데이터의 입, 출력이 빠른 RAM 제품과, 한번 데이터를 입력하면 그 상태를 유지할 수 있지만 입, 출력이 느린 ROM 제품으로 크게 구분할 수 있다. Semiconductor memory devices, such as DRAM and SRAM, are volatile and fast data input / output devices that lose data over time, and can be maintained once data is input. It can be divided into ROM products.
이러한 ROM 제품 중에서 전기적으로 데이터의 입, 출력이 가능한 플래시 메모리(flash memory) 장치에 대한 수요가 늘어나고 있다. Among these ROM products, there is a growing demand for flash memory devices capable of electrically inputting and outputting data.
플래시 메모리 장치는 노아(NOR)형과 낸드(NAND)형으로 분류되는데, 노아형은 2셀 당 1개의 콘택이 필요하며 고집적화에 불리하지만 셀 전류가 커서 고속화에 유리하다는 장점을 가지며, 낸드형은 셀 전류가 적어 고속화에 불리하지만 다수의 셀이 하나의 콘택을 공유하여 고집적화에 유리하다는 장점을 갖는다. 따라서, 낸드형 플래시 메모리 장치는 최근 MP3, 디지털 카메라 등에 사용되는 등 차세대 메모리 장치로 각광받고 있다.Flash memory devices are classified into NOR and NAND types, which require one contact per two cells and are disadvantageous for high integration, but have advantages of high speed due to large cell current. Although the cell current is low, it is disadvantageous for high speed, but has the advantage that a plurality of cells share one contact, which is advantageous for high integration. Therefore, NAND flash memory devices have recently been in the spotlight as next generation memory devices, such as those used in MP3s, digital cameras and the like.
도 1은 종래 기술에 따른 낸드형 플래시 메모리 장치를 나타낸 회로도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 낸드형 플래시 메모리 장치의 구조를 나타내는 도면으로, (a)는 평면도이고, (b)는 (a)을 Ⅰ-Ⅰ' 라인에 따라 절단한 단면도이고, (c)는 Ⅱ-Ⅱ' 라인에 따라 절단한 단면도이다.1 is a circuit diagram showing a NAND flash memory device according to the prior art, Figure 2 is a view showing the structure of the NAND flash memory device according to the prior art, (a) is a plan view, (b) is (a) Is a cross-sectional view taken along the line II ', and (c) is a cross-sectional view taken along the line II-II'.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 낸드 플래시 메모리 셀 어레이는 비트라인(Bit Line)에 연결되는 드레인 선택 트랜지스터(Drain Select Transistor, DST)와, 공통 소오스 라인(Common Source Line)에 연결되는 소오스 선택 트랜지스터(Source Select Transistor, SST)와, 이들 사이에 32개의 메모리 셀 트랜지스터들(MC0 내지 MC31)이 직렬로 연결되어 하나의 스트링(string)을 구성한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the NAND flash memory cell array includes a drain select transistor (DST) connected to a bit line and a source connected to a common source line. The source select transistor (SST) and 32 memory cell transistors MC0 to MC31 are connected in series to form a string.
트랜지스터들(SST, MC0 내지 MC31, DST)은 행과 열의 매트릭스(matric) 형태로 배열되고, 동일 열들에 배열된 드레인 선택 트랜지스터(DST)들 및 소오스 선택 트랜지스터(SST)들의 게이트는 각각 드레인 선택 라인(Drain Select Line, DSL) 및 소오스 선택 라인(Source Select Line, SSL)과 접속된다. 또한, 동일 열들에 배열된 메모리 셀 트랜지스터들(MC0 내지 MC31)의 게이트는 대응되는 워드라인(WL0 내지 WL31)에 접속된다. The transistors SST, MC0 to MC31, and DST are arranged in a matrix form of rows and columns, and the gates of the drain select transistors DST and the source select transistors SST arranged in the same columns are respectively drain select lines. (Drain Select Line, DSL) and source select line (Source Select Line, SSL). In addition, the gates of the memory cell transistors MC0 to MC31 arranged in the same column are connected to the corresponding word lines WL0 to WL31.
그리고, 동일 열에 배열되는 드레인 선택 트랜지스터(DST)들의 드레인은 각각 대응되는 비트라인(BL0, BL1, BL2, …)에 연결되며, 동일 열에 배열되는 소오 스 선택 트랜지스터(SST)들의 소오스는 공통 소오스 라인(CSL)에 연결된다.The drains of the drain select transistors DST arranged in the same column are connected to the corresponding bit lines BL0, BL1, BL2, ..., respectively, and the source of the source select transistors SST arranged in the same column is a common source line. (CSL).
메모리 셀 트랜지스터들(MC0 내지 MC31)은 기판(10) 상부에 터널링 절연막(12)을 개재하여 형성된 플로팅 게이트(13)와, 플로팅 게이트(13) 상부에 유전체막(14)을 개재하여 형성된 컨트롤 게이트(15)가 적층된 구조를 갖는다. 플로팅 게이트(13)는 액티브 라인과 그 양측의 소자분리막(11) 가장자리의 일부 영역에 걸쳐 형성됨으로써 이웃한 메모리 셀 트랜지스터의 플로팅 게이트(13)와 격리된다. 컨트롤 게이트(15)는 소자분리막(11)을 사이에 두고 독립적으로 형성된 플로팅 게이트(13)를 포함하여 이웃하는 메모리 셀 트랜지스터의 컨트롤 게이트(15)와 연결됨으로써 워드라인을 형성한다. The memory cell transistors MC0 to MC31 may include a
선택 트랜지스터들(DST, SST)은 데이터를 저장하는 플로팅 게이트가 필요 없는 트랜지스터이므로, 플로팅 게이트(13)와 컨트롤 게이트(15) 사이의 유전체막(14)이 일부 또는 전부가 제거되어, 전기적으로 1층의 게이트를 갖는 모스트랜지스터로서 동작하게 된다.Since the select transistors DST and SST are transistors that do not require a floating gate to store data, some or all of the
메모리 셀 트랜지스터들(MC0 내지 MC31)이 형성된 기판(10) 상부에는 제 1 층간절연막(16)이 형성되고, 제 1 층간절연막(16)에는 소오스 선택 트랜지스터(SST)의 소오스를 공통 소오스 라인(CSL)에 연결하기 위한 소오스 콘택(17)이 형성된다. 소오스 콘택(17)을 포함한 제 1 층간절연막(16)상에는 제 2 층간절연막(18)이 형성되고, 제 2, 제 1 층간절연막(18, 16)에는 드레인 선택 트랜지스터(DST)의 드레인을 비트라인에 연결시키기 위한 비트라인 콘택(19)이 형성되며, 액티브 라인 상부의 제 2 층간절연막(18)상에는 비트라인 콘택(19)에 접속되는 비 트라인(BL)이 형성된다.A first
이와 같은 종래 기술에 따른 낸드 플래시 메모리 장치는 다음과 같은 문제점들을 갖는다.The NAND flash memory device according to the related art has the following problems.
첫째, 32개의 메모리 셀 트랜지스터들(MC0 내지 MC31)이 모두 프로그램되면 채널 저항이 매우 커지게 된다.First, when all 32 memory cell transistors MC0 to MC31 are programmed, the channel resistance becomes very large.
채널 저항이 커지면, BPD(Back Pattern Dependancy)가 무시 못할 수준이 되어 프로그램 셀의 문턱전압(Vt)이 워드라인(WL0 내지 WL31)별로 차이를 보이게 되므로, 메모리 셀의 문턱전압 분포가 넓어지게 된다. If the channel resistance increases, the BPD (Back Pattern Dependancy) is not negligible so that the threshold voltage Vt of the program cell is different for each of the word lines WL0 to WL31, thereby increasing the threshold voltage distribution of the memory cell.
또한, 채널 저항이 커지면 온 커런트(on current)가 감소되므로 사이클링(cycling) 특성 및 데이터 리텐션(data retention) 특성이 열화된다. In addition, as the channel resistance increases, the on current is reduced, thereby deteriorating cycling characteristics and data retention characteristics.
둘째, 비트라인을 액티브 라인과 동일한 개수로 형성하므로, 비트라인도 최소 디자인 룰(minimum design rule)을 따르게 된다. 이렇다 보니 테크놀로지(technology)가 감소되면 비트라인의 라인(line) 및 스페이스(space) 폭이 감소되어, 비트라인 저항이 증가되고, 이웃하는 비트라인간 캐패시턴스가 증가되어, RC 딜레이(delay)가 증가되게 된다.Second, since the bit lines are formed in the same number as the active lines, the bit lines also follow the minimum design rule. As a result, reduced technology reduces the line and space widths of the bit lines, increases the bit line resistance, increases the capacitance between neighboring bit lines, and increases the RC delay. Will be.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 채널 저항을 줄일 수 있고, 비트라인 RC 딜레이를 줄일 수 있는 낸드 플래시 메모리 장치, 그 구조 및 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide a NAND flash memory device capable of reducing channel resistance and reducing bit line RC delay, a structure thereof, and a manufacturing method thereof.
상기한 목적을 달성하기 위한 일측면에 따른 본 발명은, 비트라인과 공통 소오스 라인 사이에 직렬 연결되는 제 1 드레인 선택 트랜지스터와 제 1 그룹 메모리셀들과 제 1 소오스 선택 트랜지스터로 구성되는 제 1 스트링과, 상기 제 1 드레인 선택 트랜지스터와 상기 제 1 그룹 메모리셀들과 상기 제 1 소오스 선택 트랜지스터에 대응되는 제 2 드레인 선택 트랜지스터와 제 2 그룹 메모리셀들과 제 2 소오스 선택 트랜지스터들이 상기 비트라인과 상기 공통 소오스 라인 사이에 직렬 연결되어 구성되는 제 2 스트링을 포함하며, 상기 제 1 드레인 선택 트랜지스터의 게이트 및 상기 제 2 드레인 선택 트랜지스터의 게이트가 서로 다른 제 1, 제 2 신호 라인에 각각 접속되어, 상기 제 1, 제 2 신호 라인에 인가되는 전기 신호에 따라 상기 제 1 스트링과 상기 제 2 스트링이 개별적으로 선택되는 낸드 플래시 메모리 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, a first string includes a first drain select transistor, a first group memory cell, and a first source select transistor connected in series between a bit line and a common source line. And the second drain select transistor, the second group memory cells, and the second source select transistors corresponding to the first drain select transistor, the first group memory cells, and the first source select transistor. A second string configured to be connected in series between a common source line, wherein a gate of the first drain select transistor and a gate of the second drain select transistor are connected to different first and second signal lines, respectively; The first string and the second switch according to electrical signals applied to first and second signal lines. Provides a NAND flash memory device of the ring is independently selected.
상기한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은, 쌍을 이루며 평행하게 배열되는 제 1, 제 2 액티브 라인이 형성된 기판과, 상기 제 1, 제 2 액티 브 라인의 일정 부분에 형성된 제 1, 제 2 드레인 콘택 영역과, 상기 기판상에 상기 제 1, 제 2 액티브 라인을 가로지르며 형성된 워드라인들 및 소오스 선택 라인과, 상기 워드라인들과 상기 제 1, 제 2 드레인 콘택 영역 사이의 상기 제 1, 제 2 액티브 라인상에 형성된 제 1, 제 2 드레인 선택 게이트와, 상기 워드라인들, 소오스 선택 라인 및 상기 제 1, 제 2 드레인 선택 게이트를 덮는 제 1 층간절연막과, 상기 제 1 층간절연막을 관통하여 상기 제 1, 제 2 드레인 선택 게이트에 각각 접속되는 제 1, 제 2 콘택과, 상기 제 1 층간절연막을 관통하여 상기 제 1, 제 2 드레인 콘택 영역에 각각 접속되는 제 3, 제 4 콘택과, 상기 제 1 층간절연막상에 형성되며 상기 제1, 제 2 콘택에 각각 연결되는 제 1, 제 2 신호 라인과, 상기 제 1 층간절연막상에 형성되며 상기 제 3 콘택과 상기 제 4 콘택을 연결하는 도전성 라인과, 상기 제 1, 제 2 신호 라인 및 도전성 라인을 덮는 제 2 층간절연막과, 상기 제 2 층간절연막을 관통하여 상기 도전성 라인에 접속되는 제 5 콘택과, 상기 제 2 층간절연막상에 형성되며 상기 제 5 콘택에 연결되는 비트라인을 포함하는 낸드 플래시 메모리 장치의 구조를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a substrate on which first and second active lines are formed in pairs and arranged in parallel, and a first portion formed on a portion of the first and second active lines. And a second drain contact region, word lines and source selection lines formed on the substrate to cross the first and second active lines, and the word line and the first and second drain contact regions between the word lines and the first and second drain contact regions. First and second drain select gates formed on first and second active lines, a first interlayer insulating film covering the word lines, source select lines, and the first and second drain select gates, and the first interlayer First and second contacts penetrating the insulating film and connected to the first and second drain selection gates, respectively, and third and second penetrating through the first interlayer insulating film and connected to the first and second drain contact regions, respectively. 4 cones And first and second signal lines formed on the first interlayer insulating film and connected to the first and second contacts, respectively, and formed on the first interlayer insulating film and forming the third contact and the fourth contact. A conductive line to be connected, a second interlayer insulating film covering the first and second signal lines and the conductive line, a fifth contact connected to the conductive line through the second interlayer insulating film, and on the second interlayer insulating film The structure of the NAND flash memory device includes a bit line connected to the fifth contact.
상기한 목적을 달성하기 위한 또 다른 측면에 따른 본 발명은, 쌍을 이루는 제 1, 제 2 액티브 라인이 형성된 기판상에 상기 제 1, 제 2 액티브 라인을 가로지르는 드레인 선택 라인, 워드라인들 및 소오스 선택 라인을 형성하는 단계와, 상기 드레인 선택 라인 일측의 상기 제 1, 제 2 액티브 라인에 제 1, 제 2 드레인 콘택 영역을 형성하는 단계와, 상기 드레인 선택 라인을 패터닝하여 상기 제 1, 제 2 액티브 라인상에 제 1, 제 2 드레인 선택 게이트를 형성하는 단계와, 상기 결과물상 에 제 1 층간절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 1 층간절연막을 관통하여 상기 제 1, 제 2 드레인 선택 게이트에 접속되는 제 1, 제 2 콘택 및 상기 제 1, 제 2 드레인 콘택 영역에 접속되는 제 3, 제 4 콘택을 형성하는 단계와, 상기 제 1 층간절연막상에 상기 제 1 콘택 및 제 2 콘택에 각각 연결되는 제 1 및 제 2 신호 라인과, 상기 제 3 콘택과 상기 제 4 콘택을 연결하는 도전성 라인을 형성하는 단계와, 상기 결과물상에 제 2 층간절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 2 층간절연막을 관통하여 상기 도전성 라인에 연결되는 제 5 콘택을 형성하는 단계와, 상기 제 5 콘택을 포함한 상기 제 2 층간절연막상에 비트라인을 형성하는 단계를 포함하는 낸드 플래시 메모리 장치의 제조방법을 제공한다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a drain select line, word lines, and a plurality of intersecting first and second active lines on a substrate on which paired first and second active lines are formed. Forming a source select line, forming first and second drain contact regions in the first and second active lines on one side of the drain select line, and patterning the drain select line to form the first and second Forming first and second drain select gates on an active line, forming a first interlayer insulating film on the resultant, and penetrating the first interlayer insulating film to pass through the first and second drain select gates Forming first and second contacts connected to the first and second contacts and the third and fourth contacts connected to the first and second drain contact regions, and forming the first and second contacts on the first interlayer insulating film.Forming first and second signal lines connected to each other, a conductive line connecting the third contact and the fourth contact, forming a second interlayer insulating film on the resultant, and forming the second interlayer Forming a fifth contact penetrating the insulating film to be connected to the conductive line; and forming a bit line on the second interlayer insulating film including the fifth contact. do.
본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention, the following effects are obtained.
첫째, 하나의 스트링에 직렬로 연결되는 메모리셀의 개수를 절반으로 줄이어 채널 길이를 줄일 수 있으므로 채널 저항을 낮출 수 있다. First, the channel length can be reduced by reducing the number of memory cells connected in series to one string in half, thereby lowering the channel resistance.
따라서, BPD(Back Pattern Dependancy)가 감소되고 온 커런트가 향상되므로 메모리셀의 문턱전압 분포를 줄일 수 있고 사이클링 특성 및 데이터 리텐션 특성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, since the BPD (Back Pattern Dependancy) is reduced and the on current is improved, the threshold voltage distribution of the memory cell can be reduced, and the cycling characteristics and the data retention characteristics can be improved.
둘째, 액티브 라인 2개당 1개의 비트라인을 형성하여 비트라인의 라인 및 스페이스 폭을 증가시킬 수 있으므로, 비트라인 저항 및 /간 캐패시턴스를 줄일 수 있어, 비트라인 RC 딜레이를 감소시킬 수 있다.Second, since one bit line is formed per two active lines, the line and space widths of the bit lines can be increased, thereby reducing bit line resistance and inter / capacitance, thereby reducing bit line RC delay.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 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 기판상에 직접 형성될 수 있거나, 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 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 throughout the specification represent the same components.
실시예Example
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 낸드 플래시 메모리 장치를 나타낸 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating a NAND flash memory device according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 낸드 플래시 메모리 장치는 종래에 하나의 스트링에 직렬 연결되던 32개의 메모리셀 트랜지스터들이, 2개의 스트링으로 나뉘어져, 각 스트링 당 16개의 메모리셀 트랜지스터들이 직렬 연결되며, 2개의 스트링이 쌍을 이루어 하나의 비트라인을 공유하는 구조를 갖는다.As shown in FIG. 3, in the NAND flash memory device according to the present invention, 32 memory cell transistors, which are conventionally connected in series to one string, are divided into two strings, and 16 memory cell transistors in each string are connected in series. The two strings form a pair to share one bit line.
예를 들어, 공유되는 비트라인이 BL0인 경우, 쌍을 이루는 2개의 스트링들 중 어느 하나의 스트링은 BL0과 공통 소오스 라인(CSL) 사이에 직렬 연결되는 제 1 드레인 선택 트랜지스터(DSTo), 16개의 제 1 그룹 메모리셀 트랜지스터들(MC0_o 내 지 MC15_o) 및 소오스 선택 트랜지스터(SSTo)로 구성되고, 나머지 다른 하나의 스트링은 BL0과 공통 소오스 라인(CSL) 사이에 직렬 연결되는 제 2 드레인 선택 트랜지스터(DSTe), 16개의 제 2 그룹 메모리셀 트랜지스터들(MC0_e 내지 MC15_e) 및 제 2 소오스 선택 트랜지스터(SSTe)로 구성된다.For example, if the shared bit line is BL0, any one of the two strings in the pair is the first drain select transistor DSTo connected in series between BL0 and the common source line CSL. The second drain select transistor DSTe includes the first group memory cell transistors MC0_o to MC15_o and the source select transistor SSTo, and the other string is connected in series between BL0 and the common source line CSL. ), Sixteen second group memory cell transistors MC0_e to MC15_e and a second source select transistor SSTe.
여기서, 제 2 드레인 선택 트랜지스터(DSTe), 제 2 그룹 메모리셀 트랜지스터들(MC0_e 내지 MC15_e) 및 제 2 소오스 선택 트랜지스터(SSTe)는 각기 제 1 드레인 선택 트랜지스터(DSTo), 제 1 그룹 메모리셀 트랜지스터들(MC0_o 내지 MC15_o) 및 소오스 선택 트랜지스터(SSTo)에 대응되어, 동일 열에 배열된다.Here, the second drain select transistor DSTe, the second group memory cell transistors MC0_e to MC15_e and the second source select transistor SSTe are respectively the first drain select transistor DSTo and the first group memory cell transistors. Corresponding to (MC0_o to MC15_o) and the source select transistor SSTo, they are arranged in the same column.
동일 열에 배열된 제 1, 제 2 소오스 선택 트랜지스터(SSTo, SSTe)는 하나의 게이트 라인(이하, '소오스 선택 라인'이라 함)(SSL)을 공유하며, 제 1 그룹 메모리셀 트랜지스터들(MC0_o 내지 MC15_o)과 제 2 그룹 메모리셀 트랜지스터들(MC0_e 내지 MC0_e)은 서로 대응되는 메모리 셀 트랜지스터들끼리 동일 열에 배열되어 하나의 워드라인을 공유한다.The first and second source select transistors SSTo and SSTe arranged in the same column share one gate line (hereinafter, referred to as a source select line) SSL, and include the first group memory cell transistors MC0_o through. The MC15_o and the second group memory cell transistors MC0_e to MC0_e are arranged in the same column with each other and share a word line.
한편, 제 1 및 2 드레인 선택 트랜지스터(DSTo, DSTe)는 서로 다른 게이트 라인에 연결된다. 즉, 제 1 드레인 선택 트랜지스터(DSTo)는 제 1 게이트 라인(이하, '제 1 드레인 선택 라인'이라 함, DSLo)에 연결되고, 제 2 드레인 선택 트랜지스터(DSTe)는 제 2 게이트 라인(이하, '제 2 드레인 선택 라인'이라 함, DSLe)에 연결된다.Meanwhile, the first and second drain select transistors DSTo and DSTe are connected to different gate lines. That is, the first drain select transistor DSTo is connected to a first gate line (hereinafter referred to as a 'first drain select line', DSLo), and the second drain select transistor DSTe is connected to a second gate line (hereinafter, referred to as “drain”). Is referred to as a 'second drain select line', DSLe).
따라서, 제 1, 제 2 드레인 선택 라인(DSLo, DSLe)에 인가되는 전기 신호(전압값)에 따라 제 1, 제 2 드레인 선택 트랜지스터(DSTo, DSTe)는 개별적으로 턴 온(turn on)되며, 드레인 선택 트랜지스터(DSTo, DSTe)의 턴온 여부에 따라서 스트링의 선택/비선택이 결정된다.Therefore, the first and second drain select transistors DSTo and DSTe are individually turned on according to electrical signals (voltage values) applied to the first and second drain select lines DSLo and DSLe. The selection / non-selection of the string is determined according to whether the drain selection transistors DSTo and DSTe are turned on.
이와 같은 회로 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 낸드 플래시 메모리 장치의 구조 및 제조방법을 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A structure and a manufacturing method of a NAND flash memory device according to an embodiment of the present invention having such a circuit configuration will be described below with reference to FIGS. 4 to 7.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 낸드 플래시 메모리 장치의 제조방법을 설명하기 위한 도면으로, (a)는 평면도이고, (b)는 (a)를 Ⅰ-Ⅰ' 라인에 따라 절단한 단면도이고, (c)는 (a)를 Ⅱ-Ⅱ' 라인에 따라 절단한 단면도이며, (d)는 (a)를 Ⅲ-Ⅲ' 라인에 따라 절단한 단면도이다.4 to 7 are views for explaining a method of manufacturing a NAND flash memory device according to an embodiment of the present invention, (a) is a plan view, and (b) is a cut along the line II ′ of FIG. (C) is sectional drawing which cut (a) along the II-II 'line, (d) is sectional drawing which cut (a) along the III-III' line.
먼저, 도 4의 (a), (b), (c)에 도시된 바와 같이, 기판(40)에 일방향으로 배열되는 소자분리 라인(41)을 형성하여 액티브 라인(40A)을 정의하고, 기판(40)상에 액티브 라인(40A)을 가로지르는 소오스 선택 라인(SSL), 워드라인들(WL0 내지 WL15), 드레인 선택 라인(DSL)을 형성한다. 액티브 라인(40A)의 라인 개수는 2개씩이 한 쌍을 이룰 수 있도록 짝수 개로 형성함이 바람직하다. First, as shown in (a), (b) and (c) of FIG. 4, an
워드라인들(WL0 내지 WL15)은 기판(40) 상에 터널링 절연막(42), 플로팅 게이트(43), 유전체막(44) 및 컨트롤 게이트(45)가 적층된 구조로 형성하고, 소오스 선택 라인(SSL)과 드레인 선택 라인(DSL)은 워드라인(WL0 내지 WL15) 형성시 플로팅 게이트(43)와 컨트롤 게이트(45) 사이의 유전체막(44)의 일부 또는 전부를 제거하여 형성한다.The word lines WL0 to WL15 have a structure in which a
이어서, 워드라인(WL15)측에 반대되는 드레인 선택 라인(DSL) 일측의 액티브 라인(40A)에 드레인 콘택 영역(미도시)을 형성하고, 워드라인(WL0)측에 반대되는 소오스 선택 라인(SSL) 타측의 액티브 라인(40A)에 소오스 콘택 영역(미도시)을 형성한다.Next, a drain contact region (not shown) is formed in the
이어서, 도 5의 (a), (b), (c)에 도시된 바와 같이, 소자분리막(41) 상부에서 드레인 선택 라인(DSL)이 분리되도록 드레인 선택 라인(DSL)이 패터닝하여 액티브 라인(40A) 및 이에 인접한 소자분리막(41)의 소정 부분상에 고립된 섬(isolated island) 형태의 드레인 선택 게이트들(DSGo, DSGe)을 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIGS. 5A, 5B, and 5C, the drain select line DSL is patterned so that the drain select line DSL is separated from the
여기서, 드레인 선택 게이트(DSGo)는 홀수 번째 액티브 라인(40A) 상부에 형성되는 드레인 선택 게이트(이하, '제 1 드레인 선택 게이트'라 함)를 나타내고, 드레인 선택 게이트(DSGe)는 짝수 번째 액티브 라인(40A) 상부에 형성되는 드레인 선택 게이트(이하, '제 2 드레인 선택 게이트'라 함)를 나타낸다.Here, the drain select gate DSGo represents a drain select gate (hereinafter, referred to as a “first drain select gate”) formed over the odd-numbered
이어서, 전체 구조물상에 제 1 층간절연막(46)을 형성하고, 드레인 콘택 영역들 및 제 1 및 제 2 드레인 선택 게이트들(DSGo, DSGe)을 노출하는 콘택홀들과, 소오스 콘택 영역들을 노출하는 트렌치를 형성하고, 콘택홀들 및 트렌치에 도전막을 매립하여 제 1 및 제 2 드레인 선택 게이트(DSGo, DSGe)들에 접속되는 제 1 및 제 2 콘택(47A, 47B)들과 드레인 콘택 영역들에 접속되는 제 3, 제 4 콘택(48A, 48B)들과, 소오스 콘택 영역들에 접속되는 공통 소오스 라인(CSL, 49)을 형성한다. Subsequently, the first
이때, 제 1 콘택(47A)들이 하나의 라인상에 위치되고, 제 2 콘택(47B)들이 상기 라인과 평행한 다른 하나의 라인상에 위치되도록, 제 1 콘택(47A)들 및 제 2 콘택들(47B)을 지그재그(Zig Zag) 형태로 레이아웃시킴이 바람직하다.At this time, the
이어서, 도 6의 (a), (b), (c) 및 (d)에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 4 콘택(47A, 47B, 48A, 48B)들이 형성된 전면에 도전막을 형성하고 패터닝하여 이웃하여 쌍을 이루는 제 3, 제 4 콘택(48A, 28B)을 연결하는 도전막 라인(50), 제 1 드레인 선택 게이트(47A)들을 연결하는 제 1 신호 라인(51A) 및 제 2 드레인 선택 게이트(47B)들을 연결하는 제 2 신호 라인(51B)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIGS. 6A, 6B, 6C, and 6D, a conductive film is formed and patterned on the entire surface on which the first to
이어서, 도 7의 (a), (b), (c) 및 (d)에 도시된 바와 같이, 도전막 라인(50) 및 제 1, 제 2 신호 라인(51A, 51B)을 포함한 전면에 제 2 층간절연막(52)을 형성하고, 제 2 층간절연막(52)을 관통하여 도전막 라인(50)에 연결되는 제 5 콘택(53)을 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIGS. 7A, 7B, 7C, and 7D, the front surface including the
이때, 제 5 콘택(53)은 제 3 콘택(48A) 및 제 4 콘택(48B)과 동일한 전기적인 거리를 가질 수 있도록 쌍을 이루는 액티브 라인(40A)들 사이의 소자분리 라인(41) 상부에 레이아웃시킴이 바람직하다.At this time, the
이어서, 제 5 콘택(53)을 포함하는 제 2 층간절연막(52)상에 소자분리 라인(41)상에 오버랩되게 비트라인(BL)을 형성한다.Subsequently, a bit line BL is formed on the
따라서, 이웃하여 쌍을 이루는 2개의 액티브 라인(40A)들은 제 3, 제 4 콘택(48A, 48B), 도전막 라인(50) 및 제 5 콘택(53)을 통해 하나의 비트라인(BL)에 연결되어, 2개의 스트링이 단일 비트라인(BL)을 공유하게 된다.Therefore, two
이와 같이 낸드 플래시 메모리 장치를 구성하면, 단일 스트링에 직렬로 연결되는 메모리셀 트랜지스터의 개수가 32개에서 16개로 감소되어 채널 길이가 절반으로 줄게 되어 채널 저항이 감소된다.When the NAND flash memory device is configured as described above, the number of memory cell transistors connected in series to a single string is reduced from 32 to 16, thereby reducing the channel resistance by half the channel length.
또한, 액티브 라인(40A) 2개 당 1개의 비트라인(BL)을 형성하므로 비트라 인(BL)의 디자인 룰은 최소 디자인 룰(minimum design rule)의 2배 사이즈가 된다. 따라서, 비트라인(BL)의 라인 및 스페이스 폭을 증가시키는 것이 가능하다.In addition, since one bit line BL is formed per two
이상에서는 단위 스트링에 포함되는 메모리 셀 트랜지스터의 개수가 16개인 경우에 한하여 설명하였으나, 8개, 32개 및 그 이상인 경우에도 적용 가능함은 당연하다. In the above description, only the number of memory cell transistors included in the unit string has been described.
본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 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 in the preferred embodiments, it should be noted that the above-described embodiments are 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.
도 1은 종래 기술에 따른 낸드 플래시 메모리 장치를 나타낸 회로도.1 is a circuit diagram showing a NAND flash memory device according to the prior art.
도 2a 내지 2c는 종래 기술에 따른 낸드 플래시 메모리 장치의 구조를 나타낸 도면.2A to 2C are views showing the structure of a NAND flash memory device according to the prior art.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 낸드 플래시 메모리 장치를 나타내는 회로도.3 is a circuit diagram illustrating a NAND flash memory device according to an embodiment of the present invention.
도 4의 (a),(b),(c) 내지 도 7의 (a),(b),(c),(d)는 본 발명의 실시예에 따른 낸드 플래시 메모리 장치를 공정 흐름에 따라 나타낸 도면들.4 (a), (b), (c) to (a), (b), (c), and (d) of FIGS. 4A to 7D illustrate a NAND flash memory device according to an embodiment of the present invention according to a process flow. Figures shown.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
DSLo, DSLe : 제 1, 제 2 신호 라인DSLo, DSLe: first and second signal lines
WL0 내지 WL15 : 워드라인들WL0 to WL15: word lines
SSL : 소오스 선택 라인SSL: source select line
CSL : 공통 소오스 라인CSL: Common Source Line
DSTo, DSTe: 제 1, 제 2 드레인 선택 트랜지스터DSTo, DSTe: first and second drain select transistors
MC0_o 내지 MC15_o : 제 1 그룹 메모리셀 트랜지스터들MC0_o to MC15_o: first group memory cell transistors
MC0_e 내지 MC15_e : 제 2 그룹 메모리셀 트랜지스터들MC0_e to MC15_e: second group memory cell transistors
SSTo, SSTe : 제 1, 제 2 소오스 선택 트랜지스터SSTo, SSTe: first and second source select transistors
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140010273A (en) * | 2012-07-16 | 2014-01-24 | 에스케이하이닉스 주식회사 | Antifuse of semiconductor device, module and system having the semiconductor device and manufacturing method for the antifuse |
KR20150134438A (en) * | 2013-04-17 | 2015-12-01 | 마이크론 테크놀로지, 인크. | Sharing support circuitry in a memory |
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2007
- 2007-07-03 KR KR1020070066624A patent/KR20090003717A/en not_active Application Discontinuation
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