KR20100106771A - Manufacturing method of nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents
Manufacturing method of nonvolatile semiconductor memory device Download PDFInfo
- Publication number
- KR20100106771A KR20100106771A KR1020090024939A KR20090024939A KR20100106771A KR 20100106771 A KR20100106771 A KR 20100106771A KR 1020090024939 A KR1020090024939 A KR 1020090024939A KR 20090024939 A KR20090024939 A KR 20090024939A KR 20100106771 A KR20100106771 A KR 20100106771A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- forming
- junction
- regions
- region
- select lines
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B43/00—EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators
- H10B43/40—EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators characterised by the peripheral circuit region
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
-
- 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System 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
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
- H01L21/76251—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques
- H01L21/76256—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques using silicon etch back techniques, e.g. BESOI, ELTRAN
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B43/00—EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators
- H10B43/10—EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators characterised by the top-view layout
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B43/00—EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators
- H10B43/30—EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators characterised by the memory core region
Abstract
Description
본 발명은 불휘발성 메모리 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 낸드 플래시 메모리 소자의 셀 어레이와 관련된 불휘발성 메모리 소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a nonvolatile memory device, and more particularly, to a method of manufacturing a nonvolatile memory device associated with a cell array of a NAND flash memory device.
최근 불휘발성 메모리 소자 중 고용량화 및 고집적화가 용이한 낸드 플래시 메모리 소자에 대한 개발이 활발히 진행되고 있다. 낸드 플래시 메모리 소자의 메모리 셀 어레이는 매트릭스 형태로 배열된 스트링 구조를 포함한다. 각각의 스트링 구조는 비트 라인에 드레인이 연결되는 드레인 셀렉트 트랜지스터, 공통 소스 라인에 소스가 연결되는 소스 셀렉트 트랜지스터, 드레인 셀렉트 트랜지스터 및 소스 셀렉트 트랜지스터 사이에 직렬로 연결된 다수의 메모리 셀을 포함한다. 상술한 스트링 구조들은 드레인 셀렉트 트랜지스터의 드레인 또는 소스 셀렉트 트랜지스터의 소스를 통해 연결될 수 있다.Recently, development of NAND flash memory devices having high capacity and easy integration among nonvolatile memory devices has been actively progressed. The memory cell array of the NAND flash memory device includes a string structure arranged in a matrix form. Each string structure includes a drain select transistor having a drain connected to a bit line, a source select transistor having a source connected to a common source line, a plurality of memory cells connected in series between the drain select transistor and the source select transistor. The string structures described above may be connected through the drain of the drain select transistor or the source of the source select transistor.
보다 구체적으로 교대로 배열된 소자 분리막들과 활성 영역들을 포함하는 반도체 기판 중 동일한 활성 영역 내에서 나란하게 배열된 스트링 구조들은 소스 또는 드레인을 통해 연결된다. 예를 들어 동일한 활성 영역 내에서 나란하게 배열된 제1 내지 제3 스트링 구조 중, 제1 스트링 구조에 포함된 드레인 셀렉트 트랜지스터의 드레인은 제2 스트링 구조에 포함된 드레인 셀렉트 트랜지스터의 드레인과 연결되고, 제2 스트링 구조에 포함된 소스 셀렉트 트랜지스터의 소스는 제3 스트링 구조에 포함된 소스 셀렉트 트랜지스터의 소스와 연결된다.More specifically, string structures arranged side by side in the same active region among semiconductor substrates including alternately arranged device isolation layers and active regions are connected through a source or a drain. For example, among the first to third string structures arranged side by side within the same active region, the drain of the drain select transistor included in the first string structure is connected to the drain of the drain select transistor included in the second string structure, The source of the source select transistor included in the second string structure is connected to the source of the source select transistor included in the third string structure.
한편, 낸드 플래시 메모리 소자의 동작시 오류가 발생하지 않도록 하기 위해 비트 라인으로부터 스트링 구조로의 전류소통이 원활하게 이루어져야 한다. 비트 라인과 스트링 구조는 드레인 셀렉트 트랜지스터의 드레인과 비트 라인을 연결하는 드레인 콘택 플러그를 통해 접속된다. 이 때, 드레인 콘택 플러그들은 낸드 플래시 메모리 소자가 고집적화에 따라 드레인 콘택 플러그들간의 브릿지(bridge)를 방지하기 위해 일렬로 배열되지 않는다. 이에 따라 비트 라인으로부터 스트링 구조로의 전류 소통이 원활하게 이루어지지 않아서 낸드 플래시 메모리 소자의 동작에 오류가 발생할 수 있다.Meanwhile, in order to prevent an error from occurring when the NAND flash memory device is operated, current communication from the bit line to the string structure should be smoothly performed. The bit line and string structure is connected through a drain contact plug connecting the drain and bit line of the drain select transistor. At this time, the drain contact plugs are not arranged in a line to prevent a bridge between the drain contact plugs as the NAND flash memory device is highly integrated. As a result, current communication from the bit line to the string structure may not be performed smoothly, and an error may occur in the operation of the NAND flash memory device.
이하, 도 1을 참조하여, 드레인 콘택 플러그가 일렬로 배열되지 않음에 따라 낸드 플래시 메모리 소자의 동작에 오류가 발생하는 이유에 대해 설명한다. 도 1은 종래 낸드 플래시 메모리 소자의 메모리 셀 어레이의 일부를 나타내는 단면도이다. 이하에서는 드레인 셀렉트 라인 및 워드 라인이 형성된 영역을 위주로 설명한다.Hereinafter, the reason why an error occurs in the operation of the NAND flash memory device as the drain contact plugs are not arranged in a line will be described with reference to FIG. 1. 1 is a cross-sectional view illustrating a portion of a memory cell array of a conventional NAND flash memory device. Hereinafter, an area where the drain select line and the word line are formed will be described.
도 1을 참조하면, 낸드 플래시 메모리 소자의 게이트는 게이트 절연막(3)을 사이에 두고 반도체 기판(1)의 상부에 형성되며, 전하 저장막(5), 유전체막(7), 및 컨트롤 게이트용 도전막(9)이 적층된 구조로 형성된다. 이러한 적층형 게이트들의 컨트롤 게이트용 도전막(9)이 연결되어 드레인 셀렉트 라인(DSL) 또는 워드 라인(WL)이 된다. 또한 적층형 게이트들의 최상층에는 적층형 게이트를 형성하기 위한 식각 공정시 식각 베리어로 이용된 게이트 하드 마스크 패턴(11)이 잔여할 수 있다.Referring to FIG. 1, a gate of a NAND flash memory device is formed on an upper surface of a semiconductor substrate 1 with a
상술한 적층형 게이트의 형성 후, 드레인 셀렉트 라인(DSL), 및 워드 라인(WL)을 마스크로 이용하여 불순물 이온을 주입한다. 이에 따라 인접한 드레인 셀렉트 라인(DSL)들 사이의 반도체 기판(1)에 드레인(1D)이 형성된다. 그리고, 워드 라인(WL) 양측의 반도체 기판(1)에 셀 접합 영역(1C)이 형성된다.After the formation of the stacked gate, the impurity ions are implanted using the drain select line DSL and the word line WL as masks. Accordingly, the
드레인(1D) 및 셀 접합 영역(1C)의 형성 후, 적층형 게이트의 양측벽에 스페이서(13)를 형성한다. 스페이서(13)는 게이트 하드 마스크 패턴(11)의 표면, 적층형 게이트들의 표면, 및 반도체 기판(1)의 표면에 스페이서막을 증착한 후 에치-백(etch back)등의 식각 공정으로 스페이서막을 식각함으로써 형성된다. 한편, 워드 라인(WL)들 사이의 공간, 및 워드 라인(WL)과 드레인 셀렉트 라인(DSL) 사이의 공간에 비해 드레인 셀렉트 라인(DSL)들 사이의 공간이 넓다. 따라서 스페이서막은 워드 라인(WL)들 사이의 공간, 및 워드 라인(WL)과 드레인 셀렉트 라인(DSL) 사이의 공간을 매립하는 반면, 드레인 셀렉트 라인(DSL)들 사이의 공간을 매립하지 못한다. 즉, 드레인 셀렉트 라인(DSL)들 사이의 반도체 기판(1)의 표면에 형성된 스페이서막의 두께가 워드 라인(WL)들 사이, 및 워드 라인(WL)과 드레인 셀렉트 라인(DSL)의 사이의 반도체 기판(1)의 표면에 형성된 스페이서막의 두께보다 상대적으로 얇다. 따라서 적층형 게이트의 양측벽에 스페이서(13)를 형성하기 위해 에치-백 공정을 실시하는 과정에서 드레인 셀렉트 라인(DSL)들 사이의 반도체 기판(1)이 식각되어 드레인(1D)이 손실될 수 있다.After formation of the
이 후, 후속 공정에서 식각 정지막(15) 및 층간 절연막들(17a, 17b)을 포함하는 절연막들을 형성한 후 드레인(1D)을 노출시키는 콘택홀(18)을 형성한다. 이 때 콘택홀(18)은 도면에 도시되지 않은 다른 콘택홀과 일렬로 배열되지 않고, 드레인(1D)의 일측을 노출시키도록 형성된다. 이후, 콘택홀(18) 내부를 도전물로 채워서 드레인 콘택 플러그(19)를 형성하고, 드레인 콘택 플러그(19)에 연결되는 비트 라인(BL)을 형성한다.Subsequently, in a subsequent process, insulating layers including the
상술한 바와 같이 스페이서(13)를 형성하는 과정에서 드레인(1D)이 손실됨에 따라 비트 라인(BL)으로부터 드레인(1D)을 경유하여 스트링 구조로 흐르는 전류의 소통이 원활하게 이루어지기 어렵다. 특히, 드레인 콘택 플러그(19)가 형성되는 영역을 정의하는 콘택홀(18)이 드레인(1D)의 일측에 형성됨에 따라 상대적으로 거리가 먼 드레인 셀렉트 라인(DSL) 쪽의 스트링 구조로 흐르는 전류의 소통이 원활하게 이루어지기 어렵다. 그 결과 불휘발성 메모리 소자의 동작에 오류가 발생하게 되는 문제가 있다.As described above, as the
본 발명은 비트 라인으로부터 스트링 구조로의 전류 소통을 원활하게 하여 불휘발성 메모리 소자의 동작에 오류가 발생하는 것을 개선할 수 있는 불휘발성 메모리 소자의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a nonvolatile memory device that facilitates current communication from a bit line to a string structure so that an error occurs in an operation of the nonvolatile memory device.
본 발명에 따른 불휘발성 메모리 소자의 제조방법은 교대로 배열된 활성 영역들 및 소자 분리막들을 포함하는 반도체 기판의 상부에 활성 영역 및 소자 분리막에 교차하는 셀렉트 라인들을 형성하는 단계, 셀렉트 라인들 중 서로 인접한 제1 및 제2 셀렉트 라인들 사이의 활성 영역들에 제1 접합 영역들을 형성하는 단계, 제1 접합 영역들의 일측 또는 타측에 제2 접합 영역들을 형성하는 단계, 셀렉트 라인들 양측에 스페이서를 형성하는 단계, 셀렉트 라인들, 제1 및 제2 접합 영역과 스페이서가 형성된 반도체 기판의 상부에 절연막을 형성하는 단계, 제1 접합 영역 중 제2 접합 영역이 형성된 영역의 맞은편을 노출시키는 콘택홀들을 형성하는 단계, 콘택홀들을 통해 노출된 제1 접합 영역에 제3 접합 영역을 형성하는 단계, 콘택홀 내부에 콘택 플러그를 형성하는 단계, 및 콘택 플러그에 연결된 금속 배선을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a nonvolatile memory device according to the present invention includes forming select lines crossing an active region and a device isolation layer on an upper portion of a semiconductor substrate including alternately arranged active regions and device isolation layers, wherein one of the select lines Forming first junction regions in active regions between adjacent first and second select lines, forming second junction regions on one side or the other of the first junction regions, forming spacers on both sides of the select lines Forming an insulating film on the semiconductor substrate on which the select lines, the first and second junction regions and the spacer are formed, and contact holes exposing opposite sides of the region in which the second junction region is formed. Forming a third bonding region in the first bonding region exposed through the contact holes, forming a contact plug in the contact hole Forming a metal wire connected to the contact plug.
셀렉트 라인들을 형성하는 단계에서 제1 및 제2 셀렉트 라인 양측으로 셀렉트 라인과 나란한 워드 라인들이 형성되고, 제1 접합 영역들을 형성하는 단계에서 워드 라인 양측의 활성 영역들에 셀 접합 영역들이 형성된다.In the forming of the select lines, word lines parallel to the select line are formed on both sides of the first and second select lines, and in the forming of the first junction regions, cell junction regions are formed in the active regions on both sides of the word line.
제1 및 제2 셀렉트 라인은 드레인 셀렉트 라인이다.The first and second select lines are drain select lines.
금속 배선은 비트 라인이다.The metal wiring is a bit line.
제2 접합 영역들은 제1 접합 영역의 일측과 제1 접합 영역의 타측에 교대로 형성된다.The second bonding regions are alternately formed at one side of the first bonding region and the other side of the first bonding region.
제2 접합 영역들을 형성하는 단계는 제1 접합 영역들의 일측 또는 타측을 개구시키는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 포토레지스트 패턴을 마스크로 제1 접합 영역에 불순물 이온을 주입하는 단계, 및 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.The forming of the second junction regions may include forming a photoresist pattern opening one side or the other side of the first junction regions, implanting impurity ions into the first junction region using the photoresist pattern as a mask, and photoresist pattern. Removing the step.
제2 접합 영역과 제3 접합 영역의 깊이는 제1 접합 영역의 깊이보다 깊게 형성된다. The depth of the second junction region and the third junction region is formed deeper than the depth of the first junction region.
본 발명에서는 스페이서의 형성 공정시 셀렉트 라인 사이의 제1 접합 영역이 손실되더라도 제2 및 제3 접합 영역의 추가 형성을 통해 손실된 제1 접합 영역을 보상할 수 있다. 이로써 본 발명은 비트 라인으로부터 스트링 구조로의 전류 소통이 원활해지도록 할 수 있으므로 불휘발성 메모리 소자의 동작 오류를 개선할 수 있다.In the present invention, even when the first junction region between the select lines is lost during the formation of the spacer, the first junction region lost through additional formation of the second and third junction regions may be compensated for. As a result, the present invention can facilitate the current communication from the bit line to the string structure, thereby improving the operation error of the nonvolatile memory device.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한 다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art. It is provided for complete information.
도 2는 본 발명에 따른 불휘발성 메모리 소자를 설명하기 위한 레이아웃도 이다. 특히, 도 2는 낸드 플래시 메모리 소자를 도시한 것이다. 이하에서는 드레인 셀렉트 라인 및 워드 라인이 형성된 영역을 위주로 설명한다.2 is a layout diagram illustrating a nonvolatile memory device according to the present invention. In particular, FIG. 2 illustrates a NAND flash memory device. Hereinafter, an area where the drain select line and the word line are formed will be described.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 낸드 플래시 메모리 소자의 메모리 셀 어레이는 나란하게 배열된 워드 라인(WL)들 및 제1 및 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL1, DSL2)을 포함한다. 제1 및 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL1, DSL2)은 서로 인접하게 형성되고, 제1 및 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL1, DSL2)들 양측으로 워드 라인들(WL)이 형성된다. 이러한 제1 및 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL1, DSL2)과 워드 라인들(WL)은 교대로 배열된 소자 분리 영역(B) 및 활성 영역(A)를 포함하는 반도체 기판의 상부에 소자 분리 영역(B) 및 활성 영역(A)과 교차되도록 형성된다.Referring to FIG. 2, a memory cell array of a NAND flash memory device according to the present invention includes word lines WL and first and second drain select lines DSL1 and DSL2 arranged side by side. The first and second drain select lines DSL1 and DSL2 are formed adjacent to each other, and word lines WL are formed on both sides of the first and second drain select lines DSL1 and DSL2. The first and second drain select lines DSL1 and DSL2 and the word lines WL may be disposed on the semiconductor substrate including the device isolation region B and the active region A, which are alternately arranged. And intersect with B) and active region (A).
반도체 기판의 소자 분리 영역(B)은 소자 분리막(102)이 형성되는 영역이다. 또한 반도체 기판의 활성 영역(A) 중 제1 및 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL1, DSL2)의 사이의 활성 영역(A)에는 드레인들이 형성되고, 워드 라인(WL)들 양측의 활성 영역(A)에는 셀 접합 영역들이 형성된다.The device isolation region B of the semiconductor substrate is a region in which the
드레인들은 워드 라인(WL)들, 제1 및 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL1, DSL2)과 교차되게 형성된 비트 라인(BL)들에 각각 접속된다. 여기서 드레인과 비트 라 인(BL)은 드레인 콘택홀(123) 내부에 형성된 드레인 콘택 플러그를 통해 접속된다. 드레인 콘택 플러그가 형성될 영역을 정의하는 드레인 콘택홀(123)은 낸드 플래시 메모리 소자의 고집적화에 따른 콘택 플러그들 간의 브릿지(bridge)를 방지하기 위해 일렬로 배열되지 않는다. 즉, 드레인 콘택홀(123)들은 교대로 배열된 제1 드레인 콘택홀(123a) 및 제2 드레인 콘택홀(123b)을 포함한다. 제1 드레인 콘택홀(123a)은 제1 드레인 셀렉트 라인(DSL1)에 인접하게 형성된 것이고, 제2 드레인 콘택홀(123b)은 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL2)에 인접하게 형성된 것이다.The drains are respectively connected to the word lines WL and the bit lines BL formed to intersect the first and second drain select lines DSL1 and DSL2. The drain and the bit line BL are connected to each other through a drain contact plug formed in the
이하, 도 2, 도 3a 내지 도 3f를 참조하여 본 발명에 따른 낸드 플래시 메모리 소자의 제조 방법을 설명한다. 도 3a 내지 도 3f는 도 2에 도시된 선 "I-I'"를 따라 절취하여 나타낸 단면도들이다.Hereinafter, a method of manufacturing a NAND flash memory device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3A to 3F. 3A to 3F are cross-sectional views taken along the line "I-I '" shown in FIG.
도 2 및 도 3a를 참조하면, 웰(well; 미도시)이 형성되고 문턱전압 조절용 이온주입 공정이 실시된 반도체 기판(101)의 상부에 게이트 절연막(103), 전하 저장막(105), 유전체막(107) 및 컨트롤 게이트용 도전막(109)을 형성한다. 게이트 절연막(103)은 산화막으로 형성할 수 있다. 전하 저장막(105)은 폴리실리콘막으로 형성할 수 있다. 예를 들면, 전하 저장막(105)은 도프트(doped) 폴리실리콘막으로 형성할 수 있으며, 또는 도프트 폴리실리콘막과 언도프트(undoped) 폴리실리콘막을 적층하여 형성할 수도 있다. 2 and 3A, a
한편, 도면의 단면에는 도시되지 않았지만, 반도체 기판(101)에 소자 분리막(미도시)을 형성한다. 예를 들면, 소자 분리막(102)은 게이트 절연막(103) 및 전하 저장막(105)을 형성한 후에 트렌치(trench)를 형성하고, 트렌치(trench)의 내부 에 산화막을 채워 형성할 수 있다. 이로써 반도체 기판(101)의 소자 분리 영역(B)에 소자 분리막(102)이 형성되고, 반도체 기판(101)의 활성 영역(A) 상부에 게이트 절연막(103) 및 전하 저장막(105)이 잔여할 수 있다.On the other hand, although not shown in the cross section of the figure, an element isolation film (not shown) is formed on the
상술한 바와 같이 소자 분리막(102), 게이트 절연막(103), 전하 저장막(105)을 형성한 후, 소자 분리막(102) 및 전하 저장막(105)의 표면에 유전체막(107)을 형성할 수 있다. 유전체막(107)은 산화막, 질화막 및 산화막을 적층하여 형성할 수 있다. 또한 유전체막(107)은 셀렉트 라인(select line)이 형성될 영역에서 전하 저장막(105)을 노출시키는 유전체막 콘택홀을 포함한다. 유전체막 콘택홀은 전하 저장막(105)과 컨트롤 게이트용 도전막(109)을 전기적으로 연결시는 홀(hole)이 될 수 있다. 컨트롤 게이트 도전막(109)은 폴리실리콘막의 단일막 또는 폴리 실리콘막 및 금속막이 적층된 이중막등으로 형성할 수 있다. As described above, after forming the
이어서, 컨트롤 게이트용 도전막(109)의 상부에 게이트 하드 마스크 패턴(111)을 형성한다. 이 후, 게이트 하드 마스크 패턴(111)을 식각 베리어로 이용한 식각 공정으로 게이트 절연막(103)이 노출될 때까지 컨트롤 게이트용 도전막(109), 유전체막(107), 및 전하 저장막(105)을 식각한다. 이로써, 워드 라인들(WL), 제1 및 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL1, DSL2)을 포함하는 적층형 게이트 패턴이 형성된다. 즉, 컨트롤 게이트용 도전막(109)이 식각되어 활성 영역(A) 및 소자 분리막(102)에 교차하는 워드 라인(WL)들 및 제1 및 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL1, DSL2)이 형성된다. 또한 활성 영역(A) 상부에 잔여하는 전하 저장막(105)이 식각되어 활성 영역(A)의 상부에서 다수의 패턴으로 분리된다. 한편, 도면에는 도시되지 않았지만 다수의 워드 라인(WL)들을 사이에 두고 제1 또는 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL1, DSL2)과 마주하는 소스 셀렉트 라인들 또한 동시에 형성된다.Subsequently, the gate
이 후, 워드 라인(WL)들, 제1 및 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL1, DSL2)을 마스크로 이용하여 반도체 기판(101)의 활성 영역(A)들에 불순물 이온을 주입한다. 이로써 워드 라인(WL)들 양측의 활성 영역(A)들에는 셀 접합 영역(101L)들이 형성되고, 제1 및 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL1, DSL2) 사이의 활성 영역(A)들에는 제1 접합 영역(101a)들이 형성된다. 불순물 이온은 형성하고자 하는 낸드 플래시 메모리 소자의 메모리 셀 및 셀렉트 트랜지스터가 NMOS인 경우 인(P)과 같은 n형 불순물 이온을 포함할 수 있다. 또한, 도면에 도시하지 않았으나, 소스 셀렉트 라인들 사이에는 셀 접합 영역(101L) 및 제1 접합 영역(101a)과 동시에 소스 영역이 형성될 수 있다.Thereafter, impurity ions are implanted into the active regions A of the
도 2 및 도 3b를 참조하면, 워드 라인(WL)들, 제1 및 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL1, DSL2)이 형성된 반도체 기판(101)의 상부에 제1 접합 영역(101a)들의 일측 또는 타측을 개구시키는 포토레지스트 패턴(113)을 형성한다. 이 때, 포토레지스트 패턴(113)은 후속 공정에서 제1 및 제2 콘택홀이 콘택 플러그의 브릿지를 방지하기 위해 교대로 형성되는 것을 고려하여 제1 접합 영역(101a)들의 일측 또는 타측을 교대로 개구시키도록 형성되는 것이 바람직하다.2 and 3B, one side or the other side of the
이 후, 포토레지스트 패턴(113)을 마스크로 이용하여 불순물 이온을 주입하여 제1 접합 영역(101a)들의 일측 또는 타측에 제2 접합 영역(101b)들을 형성한다. 이 때, 제2 접합 영역(101b)들은 제1 접합 영역(101a)의 일측과 제1 접합 영역(101b)의 타측에 교대로 형성된다. 즉, 제2 접합 영역(101b)들은 제1 드레인 셀렉트 라인(DSL1)과 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL2)에 교대로 인접하도록 형성된다. 이러한 제2 접합 영역(101a)은 후속 스페이서 형성 공정시 손실되는 제1 접합 영역(101a)을 보상하기 위해 형성되는 것으로서, 제1 접합 영역(101a)에 주입된 불순물과 동일한 불순물을 이용하여 형성되며, 제1 접합 영역(101a)보다 깊게 형성되는 것이 바람직하다. 또한 제2 접합 영역(101b)들을 제1 접합 영역(101a)들의 일측 또는 타측에 형성하는 것은 스페이서 형성 공정시 손실되는 제1 접합 영역(101a) 중 후속 공정에서 형성되는 제3 접합 영역을 통해 보상되기 어려운 부분을 추가로 보상하기 위해서이다. 이러한 제2 접합 영역(101b)들을 형성하기 위해 5.0E13의 도즈량으로 불순물 이온을 주입하는 것이 바람직하다.Thereafter, impurity ions are implanted using the
도 2 및 도 3c를 참조하면, 워드 라인(WL)들, 제1 및 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL1, DSL2)의 측벽을 보호하는 스페이서(115)를 형성한다. 이때, 제1 및 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL1, DSL2) 사이의 공간보다 워드 라인(WL)들 사이의 공간이 좁기 때문에 스페이서(115)에 의해 워드 라인(WL)들 사이의 공간이 채워질 수 있다. 2 and 3C,
스페이서(115)는 제1 및 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL1, DSL2)을 포함하는 적층형 게이트 패턴의 표면을 포함한 반도체 기판(101)의 표면에 스페이서막을 형성한 후 스페이서막이 제1 및 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL1, DSL2)의 측벽에 남도록 식각 공정을 실시함으로써 형성될 수 있다. 스페이서막은 산화막 등의 절연막을 이용하여 형성할 수 있다. 식각 공정은 에치-백(etch) 또는 전면 식각 공정으로 실시할 수 있다. 이때, 제1 및 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL1, DSL2) 사이의 간격이 워드라인(WL)들 사이의 간격보다 넓으므로 제1 및 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL1, DSL2) 사이에서는 제1 접합 영역(101a) 및 제2 접합 영역(101b)이 손실될 수 있다. 이 때, 제2 접합 영역(101b)은 제1 접합 영역(101a)보다 깊게 형성되었으므로 스페이서(115)의 형성 후에도 전류 소통을 원활하게 할 수 있도록 충분한 두께로 남을 수 있다. 한편, 제1 접합 영역(101a) 중 제2 접합 영역(101b)의 맞은편에서 손실된 부분은 제3 접합 영역을 형성하는 후속 공정에서 보상될 수 있다. The
워드라인(WL)들 사이에서는 스페이서(115)가 잔류하여 반도체 기판(101)이 드러나지 않으므로 셀 접합 영역(101L)이 손실되지 않는다.Since the
스페이서(115)의 형성 후, 절연막들을 형성한다. 절연막들은 식각 정지막(117) 및 제1 및 제2 층간 절연막(119, 121)을 포함할 수 있다. 식각 정지막(117)은 스페이서(115), 적층형 게이트 반도체 기판(101)의 표면을 따라 형성된다. 식각 정지막(117)은 후속 콘택 홀(contact hole)을 형성하는 식각 공정 시 적층형 게이트의 측벽이 노출되는 것을 방지하기 위하여 형성되는 막으로서, 질화막으로 형성할 수 있다. 제1 및 제2 층간 절연막(119, 121)은 식각 정지막(117)의 상부에 형성된다. 제1 및 제2 층간 절연막(119, 121)은 산화막으로 형성할 수 있다. 도면에 도시하진 않았으나 제2 층간 절연막(121)을 형성하기 전, 소스 셀렉트 라인들 사이의 소스 영역에 접촉되는 소스 콘택 라인을 형성하기 위해 제1 층간 절연막(119) 및 식각 정지막(117)을 관통하여 소스 영역을 노출시키는 소스 콘택홀 을 형성한 후, 소스 콘택홀 내부에 소스 콘택 라인을 형성할 수 있다.After the formation of the
도 2 및 도 3d를 참조하면, 제2 접합 영역(101b)의 맞은편에 위치하는 제1 접합 영역(101a)을 노출시키는 드레인 콘택홀(123)을 형성한다. 여기서, 드레인 콘택홀(123)은 제2 접합 영역(101b)들의 맞은편에 위치하는 제1 접합 영역(101a)들을 노출시키고, 제2 접합 영역(101b)들은 제1 드레인 셀렉트 라인(DSL1)과 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL2)에 교대로 인접한다. 따라서, 드레인 콘택홀(123)은 제1 드레인 셀렉트 라인(DSL1)에 인접한 제1 드레인 콘택홀(123a)과 제2 드레인 셀렉트 라인(DSL2)에 인접한 제2 드레인 콘택홀(123b)을 포함하며, 제1 드레인 콘택홀(123a)과 제2 드레인 콘택홀(123b)이 교대로 배치된다.2 and 3D, the
이 후, 드레인 콘택홀(123)을 통해 노출된 제1 접합 영역(101a)에 불순물 이온을 주입하여 제3 접합 영역(101c)을 형성한다. 이러한 제3 접합 영역(101c)은 스페이서(115) 형성 공정시 손실되는 제1 접합 영역(101a)을 보상할 뿐 아니라 드레인 콘택홀(123) 형성 공정시 손실되는 제1 접합 영역(101a)을 보상할 수 있다. 또한, 제3 접합 영역(101c)은 제1 접합 영역(101a)에 주입된 불순물과 동일한 불순물을 이용하여 형성되며, 제1 접합 영역(101a)보다 깊게 형성되는 것이 바람직하다.Thereafter, impurity ions are implanted into the
상술한 제3 접합 영역(101c)의 형성으로 제1 내지 제3 접합 영역(101a, 101b, 101c)을 포함하는 드레인 영역(101D)이 형성된다.By forming the
도 2 및 도 3e를 참조하면, 드레인 콘택홀(123)의 내부를 도전 물질로 채워서 드레인 콘택 플러그(125)를 형성한다. 보다 구체적으로 드레인 콘택 플러그(125)는 드레인 콘택홀(123) 내부가 매립되도록 충분한 두께의 도전 물질을 제2 층간 절연막(121)의 상부에 형성한 후 제2 층간 절연막(121)이 노출되도록 평탄화 공정을 실시함으로써 형성될 수 있다. 여기서, 평탄화 공정은 화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing; CMP) 공정으로 실시할 수 있다. 이로써 드레인 콘택 플러그(125)는 드레인 영역(101D) 중 제3 접합 영역(101c)에 연결된다.2 and 3E, the
도 2 및 도 3f를 참조하면, 제2 층간 절연막(121)의 상부에 드레인 콘택 플러그(125)에 연결되는 비트 라인(BL)을 형성한다. 2 and 3F, a bit line BL connected to the
상술한 바와 같이 본 발명에서는 스페이서(115)의 형성 공정시 제1 접합 영역(101a)이 손실되더라도 제2 및 제3 접합 영역(101b, 101c)의 추가 형성을 통해 손실된 제1 접합 영역(101a)을 보상할 수 있다. 이로써 본 발명은 비트 라인(BL)으로부터 스트링 구조로의 전류 소통이 원활해지도록 할 수 있다. 한편, 본 발명에서는 드레인 콘택홀(123)이 제1 접합 영역(101a)의 일측 또는 타측에 치우치게 형성되더라도 제2 접합 영역(101b)을 통해 상대적으로 거리가 먼 드레인 셀렉트 라인(DSL1 또는 DSL2) 쪽의 스트링 구조로 흐르는 전류의 소통이 원활하게 할 수 있다. 그 결과 불휘발성 메모리 소자의 동작에 오류가 발생하는 문제를 개선할 수 있다.As described above, in the present invention, even when the
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention described above has been described in detail in a preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, the present invention 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 종래 낸드 플래시 메모리 소자의 메모리 셀 어레이의 일부를 나타내는 단면도.1 is a cross-sectional view showing a portion of a memory cell array of a conventional NAND flash memory device.
도 2는 본 발명에 따른 불휘발성 메모리 소자를 설명하기 위한 레이아웃도.2 is a layout for explaining a nonvolatile memory device according to the present invention;
도 3a 내지 도 3f는 도 2에 도시된 선 "I-I'"를 따라 절취하여 나타낸 단면도들.3A-3F are cross-sectional views cut along the line " I-I " shown in FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
101 : 반도체 기판 101a : 제1 접합 영역101:
101b : 제2 접합 영역 101c : 제3 접합 영역101b:
101L : 셀 접합 영역 102: 소자 분리막101L: cell junction region 102: device isolation film
103 : 게이트 절연막 105 : 전하 저장막103: gate insulating film 105: charge storage film
107 : 유전체막 109 : 컨트롤 게이트용 도전막107
111 : 게이트 하드 마스크 패턴 113 : 포토레지스트 패턴111: gate hard mask pattern 113: photoresist pattern
115 : 스페이서 117 : 식각 정지막115: spacer 117: etching stop film
119 : 제1 층간 절연막 121 : 제2 층간 절연막119: first interlayer insulating film 121: second interlayer insulating film
123 : 드레인 콘택홀 123: drain contact hole
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090024939A KR20100106771A (en) | 2009-03-24 | 2009-03-24 | Manufacturing method of nonvolatile semiconductor memory device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090024939A KR20100106771A (en) | 2009-03-24 | 2009-03-24 | Manufacturing method of nonvolatile semiconductor memory device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100106771A true KR20100106771A (en) | 2010-10-04 |
Family
ID=43128802
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090024939A KR20100106771A (en) | 2009-03-24 | 2009-03-24 | Manufacturing method of nonvolatile semiconductor memory device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20100106771A (en) |
-
2009
- 2009-03-24 KR KR1020090024939A patent/KR20100106771A/en not_active Application Discontinuation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3917063B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
KR100675285B1 (en) | Semiconductor device having vertical transistor and method of fabricating the same | |
JP2006286720A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
JP5813447B2 (en) | Nand flash memory device and manufacturing method thereof | |
JP2006303009A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
US20120205805A1 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
US7696555B2 (en) | Semiconductor device and its manufacture method | |
JP2006344809A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
KR20120126433A (en) | Semiconductor device and manufacturing method of the same | |
KR101083918B1 (en) | Method of fabricating a semiconductor memory device | |
JP5330440B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
KR101044486B1 (en) | Resistor of semiconductor device and manufacturing method of the same | |
KR100941865B1 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP2011066052A (en) | Semiconductor device manufacturing method, and the semiconductor device | |
KR20100008942A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
KR101060868B1 (en) | Nonvolatile Memory Device and Manufacturing Method Thereof | |
JP2004152878A (en) | Semiconductor storage device and method of manufacturing the same | |
JP4944766B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2013004791A (en) | Semiconductor device and manufacturing method of the same | |
US20070196983A1 (en) | Method of manufacturing non-volatile memory device | |
JP2008103561A (en) | Semiconductor device and manufacturing method therefor | |
KR20100106771A (en) | Manufacturing method of nonvolatile semiconductor memory device | |
JP2009252773A (en) | Nonvolatile semiconductor memory device and manufacturing method thereof | |
KR20120103246A (en) | Method for forming semiconductor device | |
KR20100095724A (en) | Nonvolatile memory device and manufacturing method of the same |
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 |