KR20090069859A - Nonvolatile memory device and method for manufacturing the same - Google Patents
Nonvolatile memory device and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20090069859A KR20090069859A KR1020070137673A KR20070137673A KR20090069859A KR 20090069859 A KR20090069859 A KR 20090069859A KR 1020070137673 A KR1020070137673 A KR 1020070137673A KR 20070137673 A KR20070137673 A KR 20070137673A KR 20090069859 A KR20090069859 A KR 20090069859A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gate electrode
- dummy
- transistor
- memory device
- select transistors
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 32
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 13
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 12
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 3
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 4
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005380 borophosphosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000005360 phosphosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100021867 Natural resistance-associated macrophage protein 2 Human genes 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108091006618 SLC11A2 Proteins 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- BUMGIEFFCMBQDG-UHFFFAOYSA-N dichlorosilicon Chemical compound Cl[Si]Cl BUMGIEFFCMBQDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N tungsten disilicide Chemical compound [Si]#[W]#[Si] WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021342 tungsten silicide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B63/00—Resistance change memory devices, e.g. resistive RAM [ReRAM] devices
- H10B63/80—Arrangements comprising multiple bistable or multi-stable switching components of the same type on a plane parallel to the substrate, e.g. cross-point arrays
-
- 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
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture 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
- H01L21/18—Manufacture 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
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
- H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
- H01L21/28026—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor
- H01L21/28123—Lithography-related aspects, e.g. sub-lithography lengths; Isolation-related aspects, e.g. to solve problems arising at the crossing with the side of the device isolation; Planarisation aspects
- H01L21/28141—Lithography-related aspects, e.g. sub-lithography lengths; Isolation-related aspects, e.g. to solve problems arising at the crossing with the side of the device isolation; Planarisation aspects insulating part of the electrode is defined by a sidewall spacer, e.g. dummy spacer, or a similar technique, e.g. oxidation under mask, plating
-
- 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
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying 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
- H01L21/76877—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
-
- 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
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76897—Formation of self-aligned vias or contact plugs, i.e. involving a lithographically uncritical step
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B63/00—Resistance change memory devices, e.g. resistive RAM [ReRAM] devices
- H10B63/30—Resistance change memory devices, e.g. resistive RAM [ReRAM] devices comprising selection components having three or more electrodes, e.g. transistors
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
Description
본 발명은 반도체 제조 기술에 관한 것으로, 특히 비휘발성 메모리 소자의 제조방법, 더욱 상세하게는 복수 개의 메모리 셀이 직렬 연결되어 스트링(string)을 구성하는 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 semiconductor manufacturing technology, and more particularly, to a method of manufacturing a nonvolatile memory device, and more particularly, to a NAND type flash memory device in which a plurality of memory cells are connected in series to form a string. It relates to a manufacturing method.
비휘발성 메모리 소자인 낸드 플래시 메모리 소자는 드레인 선택 트랜지스터(이하, 제1 선택 트랜지스터라 함)와, 소스 선택 트랜지스터(이하, 제2 선택 트랜지스터라 함)와, 제1 및 제2 선택 트랜지스터 사이에 직렬 연결된 복수 개의 메모리 셀로 이루어진 복수 개의 스트링을 포함한다. 또한, 스트링들 중 이웃하는 스트링끼리는 제1 선택 트랜지스터가 드레인 영역을 서로 공유-이웃하는 2개의 스트링을 한 쌍으로 제1 선택 트랜지터가 드레인 영역을 서로 공유-하여 드레인 콘택 플러그와 연결된다.The NAND flash memory device, which is a nonvolatile memory device, includes a drain select transistor (hereinafter referred to as a first select transistor), a source select transistor (hereinafter referred to as a second select transistor), and a series between the first and second select transistors. It includes a plurality of strings consisting of a plurality of memory cells connected. Further, neighboring strings of the strings are connected to the drain contact plug by pairing two strings in which the first select transistor shares the drain region with each other, and the first select transistor shares the drain region with each other.
도 1은 종래기술에 따른 낸드 플래시 메모리 소자의 메모리 셀 어레이를 도시한 등가 회로도이고, 도 2는 도 1에 도시된 메모리 셀 어레이 중 스트링(ST0)을 도시한 단면도이다. 여기서는 일례로 32개의 메모리 셀로 이루어진 스트링 구조를 도시하였다. 1 is an equivalent circuit diagram illustrating a memory cell array of a NAND flash memory device according to the prior art, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a string ST0 of the memory cell array shown in FIG. 1. Here, as an example, a string structure consisting of 32 memory cells is illustrated.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래기술에 따른 낸드 플래시 메모리 소자의 스트링(ST0, ST1)은 이웃하는 것끼리 서로 대칭적으로 배치된다. 즉, 제1 선택 트랜지스터(DST)가 서로 드레인 영역을 공유한다. 이러한 스트링(ST0, ST1) 각각은 제1 및 제2 선택 트랜지스터(DST, SST)와, 제1 선택 트랜지스터(DST)와 제2 선택 트랜지스터(SST) 사이에 직렬 연결된 복수 개의 메모리 셀(M0~M31)로 이루어진다. 또한, 제1 선택 트랜지스터(DST)의 드레인 영역(107)은 드레인 콘택 플러그(DCT)를 통해 비트라인(BL)과 연결되고, 제2 선택 트랜지스터(SST)의 소스 영역은 공통 소스 라인과 공통 연결된다. 또한, 각 스트링 내의 제1 선택 트랜지스터(DST)의 게이트는 드레인 선택 라인(DSL)과 연결되고, 제2 선택 트랜지스터(SST)의 게이트는 소스 선택 라인(SSL)과 연결된다. 또한, 메모리 셀(M0~M31)의 게이트는 각각 워드 라인(WL0~WL31)과 연결된다. 1 and 2, strings ST0 and ST1 of a NAND flash memory device according to the related art are arranged symmetrically with neighbors. That is, the first selection transistors DST share the drain region with each other. Each of the strings ST0 and ST1 includes a plurality of memory cells M0 to M31 connected in series between the first and second selection transistors DST and SST, and the first and second selection transistors DST and SST. ) In addition, the
한편, 도 2에서, '100'은 반도체 기판, '101'는 터널 절연막(또는, 게이트 절연막), '102'는 플로팅 게이트, '103'은 유전체막, '104'는 콘트롤 게이트, '105'는 셀용 게이트, '106'는 트랜지스터용 게이트, '107'는 접합영역(소스 및 드레인 영역), '108'는 스페이서, '109'는 식각 저지막, '110' 및 '111'는 층간 절연막을 나타낸다. Meanwhile, in FIG. 2, '100' is a semiconductor substrate, '101' is a tunnel insulating film (or gate insulating film), '102' is a floating gate, '103' is a dielectric film, '104' is a control gate, and '105' Is a cell gate, '106' is a transistor gate, '107' is a junction region (source and drain region), '108' is a spacer, '109' is an etch stop layer, and '110' and '111' are interlayer insulating films. Indicates.
그러나, 종래기술에 따른 낸드 플래시 메모리 소자의 메모리 셀 어레이는 1개의 드레인 콘택 플러그(DCT)가 이웃하는 2개의 스트링(ST0, ST1) 내에 구성된 제 1 선택 트랜지스터(DST)의 드레인 영역(107)과 공통으로 연결된 구조로 이루어져 있기 때문에 비트라인(BL)과 제1 선택 트랜지스터(DST)의 드레인 영역 간의 면저항이 증대되어 전자의 이동이 제한되고, 이로 인해 소자의 동작 속도가 저하되는 문제가 발생된다. However, the memory cell array of the NAND flash memory device according to the related art is connected to the
따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 비트라인과 제1 선택 트랜지스터의 드레인 영역 간의 저항을 감소시켜 소자의 동작 속도를 개선시킬 수 있는 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention is proposed to solve the problems of the prior art, and a nonvolatile memory device and a method of manufacturing the same, which can improve the operation speed of the device by reducing the resistance between the bit line and the drain region of the first selection transistor. The purpose is to provide.
상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은, 복수 개의 워드라인과, 상기 워드라인과 수직한 방향으로 직교하는 복수 개의 비트라인과, 제1 및 제2 선택 트랜지스터와, 상기 제1 및 제2 선택 트랜지스터 사이에 직렬 접속되어 상기 워드라인에 의해 선택되는 복수 개의 셀로 이루어진 복수 개의 셀 스트링과, 이웃하는 상기 셀 스트링의 제1 선택 트랜지스터 사이에 직렬 접속된 더미 트랜지스터와, 상기 더미 트랜지스터와 각각 접속된 이웃하는 상기 제1 선택 트랜지스터의 드레인 영역을 서로 독립적으로 상기 비트라인과 각각 연결하는 제1 및 제2 드레인 콘택 플러그를 포함하는 비휘발성 메모리 소자를 제공한다.According to an aspect of the present invention, a plurality of word lines, a plurality of bit lines orthogonal to a direction perpendicular to the word lines, first and second selection transistors, A plurality of cell strings consisting of a plurality of cells selected in series by second word transistors selected by the word line, a dummy transistor connected in series between first select transistors of neighboring cell strings, and the dummy transistors, respectively. A nonvolatile memory device including first and second drain contact plugs that independently connect drain regions of connected neighboring first select transistors to the bit lines, respectively, is provided.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은, 제1 및 제2 선택 트랜지스터와, 상기 제1 및 제2 선택 트랜지스터 사이에 직렬 연결된 복수 개의 메모리 셀로 이루어진 복수 개의 스트링을 포함하고, 상기 스트링들 중 이웃하는 것끼리 대칭적으로 배치된 비휘발성 메모리 소자의 제조방법에 있어서, 기판 상에 제1 및 제2 선택 트랜지스터의 게이트 전극과 상기 메모리 셀의 게이트 전극 을 각각 형성하는 동시에 이웃하는 상기 제1 선택 트랜지스터의 게이트 전극 사이에 더미 트랜지스터의 게이트 전극을 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극의 양측으로 노출되는 상기 기판 내에 접합영역을 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극의 양측벽에 스페이서를 형성하는 단계와, 상기 스페이서를 포함하는 구조물을 덮도록 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 층간 절연막을 식각하여 상기 더미 트랜지스터의 접합영역이 노출되는 콘택홀을 형성하는 단계와, 상기 콘택홀이 각각 매립되도록 제1 및 제2 드레인 콘택 플러그를 형성하는 단계를 포함하는 비휘발성 메모리 소자의 제조방법을 제공한다.In addition, according to another aspect of the present invention, a plurality of strings including a first and a second select transistor and a plurality of memory cells connected in series between the first and second select transistors, In a method of manufacturing a nonvolatile memory device in which neighboring ones of the strings are symmetrically arranged, a gate electrode of a first and a second selection transistor and a gate electrode of the memory cell are respectively formed on a substrate and adjacent to each other. Forming a gate electrode of the dummy transistor between the gate electrode of the first selection transistor, forming a junction region in the substrate exposed to both sides of the gate electrode, and forming spacers on both side walls of the gate electrode And forming an interlayer insulating film to cover the structure including the spacer. And forming a contact hole through which the junction region of the dummy transistor is exposed by etching the interlayer insulating layer, and forming first and second drain contact plugs to fill the contact holes, respectively. A method of manufacturing a memory device is provided.
상기한 구성을 포함하는 본 발명에 의하면, 각 스트링마다 독립적으로 1개의 드레인 콘택 플러그를 할당하고, 이 드레인 콘택 플러그를 통해 각 스트링을 비트라인과 연결시킴으로써 종래기술에 비해 드레인 콘택 플러그의 면저항을 1/2로 감소시키고, 이를 통해 전자의 이동을 증대시켜 소자의 동작 속도를 개선시킬 수 있다. According to the present invention including the above-described configuration, one drain contact plug is independently assigned to each string, and the string resistance of the drain contact plug is reduced by 1 by connecting each string to the bit line through the drain contact plug. / 2, which increases the movement of electrons, improving the device's operating speed.
이하에서는, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께와 간격은 설명의 편의와 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이며, 층이 다른 층 또는 기판 '상' 또는 '상부'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 걸 쳐서 동일한 도면번호로 표시된 부분은 동일한 층을 나타내며, 각 도면번호에 영문을 포함하는 경우 동일층이 식각 또는 연마 공정을 통해 일부가 변형된 것을 의미한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the most preferred embodiment of the present invention will be described. In addition, in the drawings, the thicknesses and spacings of layers and regions are exaggerated for ease of explanation and clarity, and when referred to as being on or above another layer or substrate, it is different. It may be formed directly on the layer or the substrate, or a third layer may be interposed therebetween. In addition, the parts denoted by the same reference numerals throughout the specification represents the same layer, and when the reference numerals include English, it means that the same layer is partially modified through an etching or polishing process.
실시예Example
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 어레이를 도시한 등가 회로도이고, 도 4는 도 3에 도시된 메모리 셀 어레이 중 스트링(ST0)을 도시한 단면도이다. 여기서는 일례로 32개의 메모리 셀로 이루어진 스트링 구조를 도시하였다. 3 is an equivalent circuit diagram illustrating a memory cell array of a nonvolatile memory device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a string ST0 of the memory cell array illustrated in FIG. 3. Here, as an example, a string structure consisting of 32 memory cells is illustrated.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자는 복수 개의 워드라인(WL0~WL31)과, 워드라인(WL0~WL31)과 수직한 방향으로 직교하는 복수 개의 비트라인(BL)과, 제1 및 제2 선택 트랜지스터(DST, SST) 사이에 직렬 접속되어 워드라인(WL0~WL31)에 의해 선택되는 복수 개의 셀(M0~M31)로 이루어진 복수 개의 셀 스트링(ST0, ST1)과, 이웃하는 셀 스트링(ST0, ST1)의 제1 선택 트랜지스터(DST) 사이에 직렬 접속된 더미 트랜지스터(DT)와, 더미 트랜지스터(DT)와 각각 접속된 이웃하는 제1 선택 트랜지스터(DST)의 드레인 영역(207)을 서로 독립적으로 비트라인(BL)과 연결하는 제1 및 제2 드레인 콘택 플러그(DCT1, DCT2)를 포함한다. 3 and 4, a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention may include a plurality of word lines WL0 to WL31 and a plurality of bit lines orthogonal to a direction perpendicular to the word lines WL0 to WL31. And a plurality of cell strings ST0, which are connected in series between the BL and the first and second selection transistors DST and SST and are composed of a plurality of cells M0 to M31 selected by the word lines WL0 to WL31. The dummy transistor DT connected in series between the ST1, the first selection transistor DST of the neighboring cell strings ST0 and ST1, and the neighboring first selection transistor DST respectively connected to the dummy transistor DT. And the first and second drain contact plugs DCT1 and DCT2 connecting the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자는 더미 트랜지스터(DT)의 게이트 전극(206)과 연결된 더미 라인(DL)을 더 포함한다. 이때, 더미 라인(DL)은 워드라인(WL0~WL31)과 나란한 방향으로 형성된다. 또한, 더미 트랜지스 터(DT)의 게이트 전극(206)은 더미 라인(DL)과 일체형으로 형성된다. 또한, 더미 트랜지스터(DT)의 게이트 전극(206)의 폭(워드라인 방향으로의 폭)은 제1 선택 트랜지스터(DST)의 게이트 전극의 폭(워드라인 방향으로의 폭)보다 작은 폭을 갖도록 형성된다. In addition, the nonvolatile memory device may further include a dummy line DL connected to the
이하, 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 도 3 및 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 제조방법에 대해 설명하기로 한다. 도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 제조방법을 도시한 공정 단면도이다. Hereinafter, a method of manufacturing a nonvolatile memory device according to an exemplary embodiment of the present invention shown in FIGS. 3 and 4 will be described with reference to FIGS. 5A to 5D. 5A through 5D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a nonvolatile memory device in accordance with an embodiment of the present invention.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(200), 예컨대 p형 기판 내에 트리플(tripple) n-웰(미도시)과, p-웰(미도시)을 형성한 후 문턱전압 조절용 이온주입 공정을 실시한다.First, as illustrated in FIG. 5A, triple n-wells (not shown) and p-wells (not shown) are formed in a
이어서, C-STI(Conventional-Shallow Trench Isolation), SA-STI(Self Aligned STI), ASA-STI(Advanced Self Aligned-STI) 또는 SAFG(Self Aligned Floating Gate) 공정을 실시하여 반도체 기판(200) 상에 제1 및 제2 선택 트랜지스터(DST, SST)와 메모리 셀(M0~M31)의 게이트 전극(205, 206)을 형성하는 동시에 제1 선택 트랜지스터(DST)의 게이트 전극(206) 사이에 더미 트랜지스터(DT)의 게이트 전극(205, 206)을 형성한다. 이때, 게이트 전극(205, 206)은 게이트 절연막(또는, 터널 절연막)(201), 플로팅 게이트(202), 유전체막(203) 및 콘트롤 게이트(204)를 포함한다. Subsequently, the
또한, 게이트 전극(205, 206) 각각은 콘트롤 게이트(204) 상에 형성된 도전 층(미도시)과 하드 마스크(미도시)를 더 포함한다. 이때, 상기 도전층은 전이금속, 2종류의 전이금속이 혼합된 합금막, 전이금속으로 이루어진 실리사이드층 또는 이들이 적층된 적층 구조로 형성할 수 있다. 예컨대, 전이금속으로는 철(Fe), 코발트(Co), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)을 사용한다. 또한, 금속실리사이드층으로는 텅스텐실리사이드층(Wsix)을 사용한다. Each of the
또한, 상기 하드 마스크는 질화막, 예컨대 실리콘질화막(Si3N4)으로 형성하며, 이 경우, 상기 도전층을 보호하기 위해 상기 도전층과 상기 하드 마스크 사이에는 완충막(미도시)을 더 형성할 수 있다. 이때, 상기 완충막은 산화막으로 형성한다. In addition, the hard mask may be formed of a nitride film such as silicon nitride film (Si 3 N 4 ), and in this case, a buffer film (not shown) may be further formed between the conductive layer and the hard mask to protect the conductive layer. Can be. In this case, the buffer film is formed of an oxide film.
구체적으로, 각 워드 라인(WL0~WL31)과 연결되어 메모리 셀-실질적으로 일체형으로 형성됨-로 기능하는 게이트 전극(205)은 게이트 절연막(201), 플로팅 게이트(202), 유전체막(203) 및 콘트롤 게이트(204)가 적층된 구조로 형성한다. 이에 반해, 제1 및 제2 선택 트랜지스터(DST, SST)로 기능하는 게이트 전극(206)은 게이트 전극(205)과 동일한 적층 구조로 형성되나, 유전체막(203)이 관통되어 플로팅 게이트(202)와 콘트롤 게이트(204)가 서로 전기적으로 접속된 구조로 형성한다. 이때, 게이트 절연막(201)은 산화막 또는 산화막과 질화막의 적층 구조로 형성할 수 있다. 또한, 유전체막(203)은 산화막-질화막-산화막의 적층 구조 또는 고유전막-Al2O3, HfO2, ZrO2- 중 선택된 어느 하나의 유전막 또는 이들의 혼합막, 적층막으로 형성할 수 있다. In detail, the gate electrode 205 connected to each of the word lines WL0 to WL31 and functioning as a memory cell, which is substantially integrally formed, includes the
이어서, 각 게이트 전극(205, 206) 사이로 노출되는 기판(200) 내에 소스 및 드레인 영역으로 각각 기능하는 접합영역(207)을 형성한다. 이때, 접합영역(207)은 단채널 효과를 방지하기 위해 LDD(Lightly Doped Drain) 영역을 포함할 수 있다. Subsequently, a
이어서, 게이트 전극(205, 206)을 포함하는 구조물의 상부면을 따라 스페이서(spacer)용 절연막을 증착한 후 에치 백(etch back) 공정과 같은 건식식각공정을 실시하여 게이트 전극(205, 206)의 양측벽에 스페이서(208)를 형성한다. 이때, 스페이서용 절연막은 산화막, 질화막 또는 이들이 적층된 적층막으로 형성할 수 있다. Subsequently, an insulating film for spacers is deposited along the upper surface of the structure including the
이어서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 스페이서(208)를 포함하는 구조물의 상부면을 따라 SAC(Self Aligned Contact)막으로 기능하는 식각 저지막(209)을 형성한다. 이때, 식각 저지막(209)은 질화막, 예컨대 실리콘 질화막(Si3N4)으로 형성하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 충분한 절연 특성을 가지면서 후속 층간 절연막과의 식각 선택비를 확보할 수 있는 물질은 모두 사용가능하다. 예컨대, 식각 저지막(209)은 DCS(DiChloroSilane(SiH2Cl2))와 NH3 가스를 이용하여 600~800℃의 온도에서 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 5B, an
이어서, 게이트 전극(205, 206) 사이가 매립되도록 식각 저지막(209) 상에 층간 절연막(210)(이하, 제1 층간 절연막이라 함)을 형성한다. 이때, 제1 층간 절연막(210)은 산화막 계열의 물질, 바람직하게는 실리콘산화막(SiO2)으로 형성한다. 예컨대, BPSG(BoroPhosphoSilicate Glass)막, PSG(PhosphoSilicate Glass)막, USG(Un-doped Silicate Glass)막, TEOS(Tetra Ethyle Ortho Silicate)막, SOG(Spin On Glass)막, HDP(High Density Plasma)막, CDO(Carbon Doped Oxide)막 중 선택된 어느 하나의 막으로 형성한다. 바람직하게는 매립 특성이 우수한 HDP막으로 형성한다. Subsequently, an interlayer insulating film 210 (hereinafter referred to as a first interlayer insulating film) is formed on the
이어서, 제1 층간 절연막(210)에 대해 평탄화 공정을 실시하여 상부면을 평탄화할 수 있다. 이때, 평탄화 공정은 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정으로 실시한다. Subsequently, the top surface may be planarized by performing a planarization process on the first
이어서, 제1 층간 절연막(210) 상에 층간 절연막(211)(이하, 제2 층간 절연막이라 함)을 형성한다. 이때, 제2 층간 절연막(211)은 제1 층간 절연막(210)으로 사용되는 물질들 중 선택된 어느 하나로 형성할 수 있다. 바람직하게는 TEOS막으로 형성한다. Next, an interlayer insulating film 211 (hereinafter referred to as a second interlayer insulating film) is formed on the first
한편, 상기에서는 층간 절연막을 제1 및 제2 층간 절연막(210, 211)으로 분리하여 적층 구조로 형성하였으나, 서로 동일 물질을 이용하여 단층 구조로 형성할 수도 있다. Meanwhile, in the above, the interlayer insulating film is separated into the first and second
이어서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 더미 트랜지스터(DT)의 접합영역(207)이 노출되도록 제1 및 제2 층간 절연막(210A, 211A)과 식각 저지막(209A)을 식각하여 콘택홀(212)을 형성한다. 이때, 콘택홀(212)은 원형 또는 바(bar) 형태로 형성할 수 있다. Subsequently, as illustrated in FIG. 5C, the first and second
이어서, 도 5d에 도시된 바와 같이, 콘택홀(212, 도 5c참조)이 각각 매립되 도록 제1 및 제2 드레인 콘택 플러그(213)를 형성한다. 이때, 제1 및 제2 드레인 콘택 플러그(213)는 도전성 물질 중 선택된 어느 하나로 형성할 수 있다. 예컨대 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 다결정실리콘막 중 어느 하나로 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 5D, the first and second drain contact plugs 213 are formed to fill the contact holes 212 (see FIG. 5C), respectively. In this case, the first and second drain contact plugs 213 may be formed of any one selected from conductive materials. For example, it is formed of any one of tungsten (W), aluminum (Al), copper (Cu) or a polycrystalline silicon film.
본 발명의 기술 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 특히, 본 발명의 실시예는 낸드 플래시 메모리 소자를 일례로 기술되었으나, 이는 일례로서, 메모리 셀 어레이가 스트링 구조로 이루어진 모든 비휘발성 메모리 소자에 모두 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 preferred embodiments, it should be noted that the above-described embodiments are for the purpose of description and not of limitation. In particular, although the embodiment of the present invention has been described as a NAND flash memory device as an example, this is an example, and the memory cell array can be applied to all nonvolatile memory devices having a string structure. 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.
도 1은 종래기술에 따른 낸드 플래시 메모리 소자의 메모리 셀 어레이를 도시한 등가 회로도.1 is an equivalent circuit diagram showing a memory cell array of a NAND flash memory device according to the prior art.
도 2는 도 1에 도시된 메모리 셀 어레이 중 스트링(ST0)을 도시한 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view of the string ST0 of the memory cell array shown in FIG.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 어레이를 도시한 등가 회로도.3 is an equivalent circuit diagram illustrating a memory cell array of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 메모리 셀 어레이 중 스트링(ST0)을 도시한 단면도.4 is a cross-sectional view showing the string ST0 of the memory cell array shown in FIG.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 소자의 제조방법을 도시한 공정 단면도.5A through 5D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a nonvolatile memory device in accordance with an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100, 200 : 반도체 기판100, 200: semiconductor substrate
101, 201 : 게이트 절연막(터널 절연막)101, 201: gate insulating film (tunnel insulating film)
102, 202 : 플로팅 게이트102, 202: floating gate
103, 203 : 유전체막103,203: dielectric film
104, 204 : 콘트롤 게이트104, 204: control gate
105, 106, 205, 206 : 게이트 전극105, 106, 205, 206: gate electrode
107, 207 : 접합영역107, 207: junction area
108, 208 : 스페이서108, 208: spacer
109, 209 : 식각 저지막109, 209: etch stop film
110, 111, 210, 211, 210A, 211A : 층간 절연막110, 111, 210, 211, 210A, 211A: interlayer insulation film
212 : 콘택홀212: contact hole
213: 드레인 콘택 플러그213: drain contact plug
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070137673A KR20090069859A (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | Nonvolatile memory device and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070137673A KR20090069859A (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | Nonvolatile memory device and method for manufacturing the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090069859A true KR20090069859A (en) | 2009-07-01 |
Family
ID=41321461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020070137673A KR20090069859A (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | Nonvolatile memory device and method for manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20090069859A (en) |
-
2007
- 2007-12-26 KR KR1020070137673A patent/KR20090069859A/en not_active Application Discontinuation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5148829B2 (en) | Nonvolatile memory device and manufacturing method thereof | |
KR100399363B1 (en) | Semiconductor device and method of forming the same | |
KR101845511B1 (en) | Method of manufacturing non-volatile memory device having Vertical structure | |
KR100454136B1 (en) | Non-volatile memory device to protect floating gate from charge loss and method for fabricating the same | |
KR20120124706A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
KR20120067634A (en) | Methods of manufacturing a semiconductor device | |
KR20070079015A (en) | Nonvolatile semiconductor memory device in which decrease in coupling ratio of memory cells is suppressed | |
JP2011176207A (en) | Nonvolatile semiconductor storage device and method of manufacturing the same | |
JP2013045837A (en) | Nonvolatile semiconductor storage device and manufacturing method of the same | |
JP2012222142A (en) | Semiconductor storage device and semiconductor storage device manufacturing method | |
KR100629357B1 (en) | Method of fabricating NAND flash memory device having fuse and load resistor | |
US7952133B2 (en) | Flash memory and method for manufacturing the same | |
JP4970507B2 (en) | Semiconductor memory device | |
US7727899B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device and semiconductor storage device including fine contact holes | |
KR101804420B1 (en) | Semiconductor devices and methods of manufacturing the same | |
KR20100126953A (en) | Resistor of semiconductor device and manufacturing method of the same | |
KR101060766B1 (en) | Manufacturing method of nonvolatile memory device | |
JP2012199313A (en) | Nonvolatile semiconductor memory device | |
JP2013191680A (en) | Method for manufacturing nonvolatile semiconductor memory device | |
JP2013004791A (en) | Semiconductor device and manufacturing method of the same | |
US20130049094A1 (en) | Non-volatile memory device and method for fabricating the same | |
KR20090069859A (en) | Nonvolatile memory device and method for manufacturing the same | |
JP2008177223A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
KR20090069858A (en) | Nonvolatile memory device and method for manufacturing the same | |
KR20090069857A (en) | Method for forming a contact plug in 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 |