KR20100131718A - Junction of a non-volatile memory device and forming method of the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A junction of a non-volatile memory device and a forming method of the same are provided to improve the uniformity of current flowing a bit line from a string structure by making junction areas connected to drain contact plugs unsymmetrical. CONSTITUTION: A tunnel insulating layer(104) is formed on a semiconductor substrate(102). A charge trapping layer(106) is formed on the turner insulating layer. A dielectric film(108) is formed on the charge trapping layer. The control gate film(110) is formed on the dielectric film. A hard mask pattern(112) is formed on the control gate film.

Description

불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 및 그 형성 방법{Junction of a non-volatile memory device and forming method of the same}Junction of a non-volatile memory device and forming method of the same

본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 및 그 형성방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a junction region of a nonvolatile memory device and a method of forming the same.

불휘발성 메모리 소자 중 고집적화 및 고용량화에 유리한 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, 및 다수의 메모리 셀을 포함한다. 각각의 스트링 구조에서 다수의 메모리 셀들은 드레인 셀렉트 트랜지스터 및 소스 셀렉트 트랜지스터 사이에서 접합 영역을 통해 직렬로 연결된다.A memory cell array of a NAND flash memory device, which is advantageous for high integration and high capacity among nonvolatile memory devices, 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, and a plurality of memory cells. In each string structure, a plurality of memory cells are connected in series through the junction region between the drain select transistor and the source select transistor.

접합 영역은 소스 영역, 드레인 영역 및 셀 접합 영역을 포함한다. 소스 영역은 소스 콘택 플러그를 통해 공통 소스 라인에 연결된다. 드레인 영역은 드레인 콘택 플러그를 통해 비트 라인에 연결된다. 그리고, 셀 접합 영역은 스트링 구조 내에서 다수의 메모리 셀들을 직렬로 연결시킨다.The junction region includes a source region, a drain region and a cell junction region. The source region is connected to the common source line through a source contact plug. The drain region is connected to the bit line through the drain contact plug. The cell junction region connects a plurality of memory cells in series in the string structure.

소스 콘택 플러그 및 드레인 콘택 플러그는 반도체 기판의 상부에 절연막을 형성한 후 절연막을 식각하여 소스 영역을 노출시키는 소스 콘택홀과 드레인 영역을 노출시키는 드레인 콘택홀을 형성하여 소스 콘택홀과 드레인 콘택홀 내부를 도전막으로 채움으로써 형성한다. The source contact plug and the drain contact plug form an insulating film on the semiconductor substrate, and then form a source contact hole for exposing the source region by etching the insulating film and a drain contact hole for exposing the drain region, thereby forming the inside of the source contact hole and the drain contact hole. Is formed by filling with a conductive film.

소스 콘택홀 및 드레인 콘택홀의 폭은 소자가 고집적화됨에 따라 점차 좁아지고 있고, 절연막의 두께는 감소되지 않고 있으므로 소스 콘택홀 및 드레인 콘택홀의 종횡비(aspect ratio)가 급격하게 증가하고 있다. 이 때, 소스 콘택홀은 라인 형태의 바-타입(bar-type)으로 형성되어 다수의 스트링 구조의 소스 영역들을 동시에 노출시키므로 공정 마진을 확보함에 있어서 크게 문제시되지 않는다. 반면, 드레인 콘택홀은 각각의 스트링 구조에 형성된 드레인 영역을 일대일로 노출시키도록 분리되어 형성되어야 한다. 따라서, 드레인 콘택홀을 형성하기 위한 식각 공정의 마진을 확보하기 어렵다. 이를 해결하기 위해서 이웃하는 드레인 콘택홀들이 서로 다른 열에 배열되도록 드레인 콘택홀을 2열로 지그재그로 배치하는 방안이 제시된바 있다.The width of the source contact hole and the drain contact hole is gradually narrowed as the device is highly integrated, and since the thickness of the insulating layer is not reduced, the aspect ratio of the source contact hole and the drain contact hole is rapidly increased. In this case, the source contact hole is formed in a bar-type of a line shape to expose the source regions of a plurality of string structures at the same time, so it is not a big problem in securing a process margin. On the other hand, the drain contact holes should be separated to expose the drain regions formed in each string structure one-to-one. Therefore, it is difficult to secure a margin of the etching process for forming the drain contact hole. In order to solve this problem, a method of arranging drain contact holes in two rows is provided in a zigzag manner so that neighboring drain contact holes are arranged in different rows.

도 1a 및 도 1b는 드레인 콘택홀들을 나타내는 사진들이다.1A and 1B are photographs illustrating drain contact holes.

도 1a를 참조하면, 드레인 콘택홀(DCT)들을 일렬로 배열할 경우, 식각 마진을 확보하기 어려워 드레인 영역이 충분히 노출되도록 식각하는 경우 드레인 콘택홀의 측벽이 과도 식각되어 이웃하는 드레인 콘택홀(DCT)들끼리 연결되는 현상이 발생할 수 있다. 반면, 드레인 콘택홀(DCT)들끼리 연결되지 않도록 절연막을 식각 하는 경우, 절연막이 충분한 깊이로 식각되지 않아서 드레인 콘택홀(DCT)을 통해 드레인 영역이 노출되지 않는 문제가 발생할 수 있다.Referring to FIG. 1A, when the drain contact holes DCT are arranged in a line, when the drain contact holes are etched so that the drain region is sufficiently exposed, the sidewalls of the drain contact holes are excessively etched so that neighboring drain contact holes DCT are etched. The connection between the fields may occur. On the other hand, when the insulating layer is etched so that the drain contact holes DCT are not connected to each other, the insulating layer may not be etched to a sufficient depth, and thus, the drain region may not be exposed through the drain contact hole DCT.

도 1b를 참조하면, 도 1a에서 상술한 문제를 개선하여 식각 마진을 확보할 수 있도록 드레인 콘택홀(DCT)들을 지그재그로 배열할 수 있다. 즉, 드레인 콘택홀(DCT)들은 제1 열을 구성하는 제1 드레인 콘택홀(DCT1)들과, 제2 열을 구성하는 제2 드레인 콘택홀(DCT2)들을 포함하되, 제1 드레인 콘택홀(DCT1) 및 제2 드레인 콘택홀(DCT2)이 나란하지 않고 대각선 방향으로 교대로 배치되도록 형성한다. 그 결과, 서로 이웃한 드레인 콘택홀(DCT)들 사이의 간격을 확보할 수 있다.Referring to FIG. 1B, the drain contact holes DCTs may be arranged in a zigzag to improve the problem described above with reference to FIG. 1A to secure an etching margin. That is, the drain contact holes DCT include the first drain contact holes DCT1 constituting the first row and the second drain contact holes DCT2 constituting the second row. The DCT1 and the second drain contact hole DCT2 are formed to be alternately arranged in a diagonal direction without being parallel. As a result, a gap between the drain contact holes DCTs adjacent to each other may be secured.

도 2a 및 도 2b는 게이트에 인가되는 전압에 따라 비트 라인에 흐르는 전류의 양을 나타내는 그래프들이다.2A and 2B are graphs showing the amount of current flowing in a bit line according to a voltage applied to a gate.

도 2a를 참조하면, 도 1a에 도시된 바와 같이 드레인 콘택 플러그들을 일렬로 형성한 경우, 동일한 게이트 전압(Vg)에 대해 비트 라인들(BL1, BL2, BL3)에는 거의 동일한 전류(Id)가 흐른다.Referring to FIG. 2A, when the drain contact plugs are formed in a line as shown in FIG. 1A, almost the same current Id flows through the bit lines BL1, BL2, and BL3 for the same gate voltage Vg. .

반면, 도 2b를 참조하면, 도 1b에 도시된 바와 같이 드레인 콘택홀들을 지그재그로 형성하는 경우, 동일한 게이트 전압(Vg)에 대해 오드 비트 라인(BL1, BL3)과 이븐 비트 라인(BL2) 사이에 현저히 다른 전류(Id)가 흐른다. 이는 드레인 콘택홀들을 지그재그로 형성하는 경우, 소스 콘택 플러그들과 드레인 콘택 플러그들 사이의 거리가 달라져서 접합 영역의 저항들이 달라지기 때문이다. 따라서, 공정 마진을 확보하기 위해 드레인 콘택홀들을 지그재그로 형성하더라도 불휘발성 메모리 소자의 동작 특성을 저하시키지 않는 방안이 요구된다.On the other hand, referring to FIG. 2B, when the drain contact holes are zigzagly formed as shown in FIG. 1B, between the odd bit lines BL1 and BL3 and the even bit line BL2 for the same gate voltage Vg. Remarkably different current Id flows. This is because when the drain contact holes are zigzag formed, the distance between the source contact plugs and the drain contact plugs is changed so that the resistances of the junction regions are different. Therefore, even if the drain contact holes are formed in a zigzag to secure the process margin, there is a need for a method that does not lower the operating characteristics of the nonvolatile memory device.

본 발명은 불휘발성 메모리 소자의 공정 마진을 확보하기 위해 콘택홀들을 지그재그로 형성하더라도 불휘발성 메모리 소자의 전기적 특성 균일도를 개선할 수 있는 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 및 그 형성방법을 제공한다.The present invention provides a junction region of a nonvolatile memory device and a method for forming the same, which may improve the uniformity of electrical characteristics of the nonvolatile memory device even when contact holes are zigzag to secure a process margin of the nonvolatile memory device.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법은 드레인 셀렉트 라인, 소스 셀렉트 라인 및, 상기 드레인 셀렉트 라인과 소스 셀렉트 라인 사이에 나란하게 배열된 다수의 워드 라인을 포함하는 게이트 패턴을 반도체 기판의 상부에 형성하는 단계와, 드레인 셀렉트 라인 및 워드 라인 사이에서 워드 라인에 인접한 반도체 기판을 노출시키는 제1 드레인 콘택홀과, 드레인 셀렉트 라인에 인접한 반도체 기판을 노출시키는 제2 드레인 콘택홀을 포함하는 절연막을 형성하는 단계와, 제1 드레인 콘택홀에 비해 제2 드레인 콘택홀을 통해 주입되는 불순물 이온의 깊이가 깊거나 농도가 높도록 제1 및 제2 드레인 콘택홀을 통해 반도체 기판에 상기 불순물 이온을 주입하는 단계를 포함한다.A method of forming a junction region of a nonvolatile memory device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a gate including a drain select line, a source select line, and a plurality of word lines arranged side by side between the drain select line and the source select line. Forming a pattern on top of the semiconductor substrate, a first drain contact hole exposing the semiconductor substrate adjacent to the word line between the drain select line and the word line, and a second drain contact exposing the semiconductor substrate adjacent to the drain select line Forming an insulating film including a hole, and forming a semiconductor substrate through the first and second drain contact holes to have a deeper or higher concentration of impurity ions implanted through the second drain contact hole than the first drain contact hole. Implanting the impurity ions into the.

제1 및 제2 드레인 콘택홀을 통해 반도체 기판에 불순물 이온을 주입하는 단계는 제1 및 제2 드레인 콘택홀을 통해 반도체 기판에 불순물 이온을 동시에 주입하는 단계와, 제1 드레인 콘택홀을 차단하고 제2 드레인 콘택홀을 개구시키는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 포토레지스트 패턴을 마스크로 제2 드레인 콘택 홀을 통해 반도체 기판에 불순물 이온을 추가로 주입하는 단계를 포함한다.Implanting impurity ions into the semiconductor substrate through the first and second drain contact holes simultaneously implanting impurity ions into the semiconductor substrate through the first and second drain contact holes, blocking the first drain contact hole, and Forming a photoresist pattern opening the second drain contact hole; and further implanting impurity ions into the semiconductor substrate through the second drain contact hole using the photoresist pattern as a mask.

제1 및 제2 드레인 콘택홀을 통해 반도체 기판에 불순물 이온을 동시에 주입하는 단계는 불순물 이온을 1E13 내지 1E16(ion/㎠)의 도즈량으로 1 내지 20KeV 에너지로 주입하여 실시한다.Injecting impurity ions simultaneously into the semiconductor substrate through the first and second drain contact holes is performed by implanting impurity ions at a dose of 1E13 to 1E16 (ion / cm 2) at 1 to 20 KeV energy.

포토레지스트 패턴을 마스크로 제2 드레인 콘택홀을 통해 반도체 기판에 불순물 이온을 추가로 주입하는 단계는 불순물 이온을 1E13 내지 1E16(ion/㎠)의 도즈량으로 1 내지 30KeV 에너지로 주입하여 실시한다.The implantation of the impurity ions into the semiconductor substrate through the second drain contact hole using the photoresist pattern as a mask is performed by implanting the impurity ions at a dose of 1E13 to 1E16 (ion / cm 2) at 1 to 30 KeV energy.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법은 드레인 셀렉트 라인, 소스 셀렉트 라인 및, 드레인 셀렉트 라인과 소스 셀렉트 라인 사이에 나란하게 배열된 다수의 워드 라인을 포함하는 게이트 패턴을 반도체 기판의 상부에 형성하는 단계와, 드레인 셀렉트 라인 및 워드 라인 사이에서 워드 라인에 인접한 반도체 기판을 노출시키는 제1 드레인 콘택홀과, 드레인 셀렉트 라인에 인접한 반도체 기판을 노출시키는 제2 드레인 콘택홀을 포함하는 절연막을 형성하는 단계와, 제1 드레인 콘택홀과 제2 드레인 콘택홀을 통해 반도체 기판에 불순물 이온을 주입하는 단계, 및 제1 드레인 콘택홀에 주입된 불순물 이온보다 제2 드레인 콘택홀에 주입된 불순물 이온의 활성화도를 높이는 단계를 포함한다.A method of forming a junction region of a nonvolatile memory device according to a second exemplary embodiment of the present invention includes a gate pattern including a drain select line, a source select line, and a plurality of word lines arranged side by side between the drain select line and the source select line. Forming an upper portion of the semiconductor substrate, a first drain contact hole exposing the semiconductor substrate adjacent to the word line between the drain select line and the word line, and a second drain contact hole exposing the semiconductor substrate adjacent to the drain select line. Forming an insulating film including an insulating film, implanting impurity ions into the semiconductor substrate through the first drain contact hole and the second drain contact hole, and forming a second drain contact hole than the impurity ions injected into the first drain contact hole. Increasing the activation degree of the impurity ion implanted in the.

제1 드레인 콘택홀에 주입된 불순물 이온보다 제2 드레인 콘택홀에 주입된 불순물 이온의 활성화도를 높이는 단계는 제2 드레인 콘택홀을 통해 노출된 반도체 기판을 레이저 조사를 통해 열처리하여 실시한다.The activation of the impurity ions injected into the second drain contact hole rather than the impurity ions injected into the first drain contact hole may be performed by heat-treating the semiconductor substrate exposed through the second drain contact hole through laser irradiation.

레이저로 녹색 레이저를 이용하는 것이 바람직하다. It is preferable to use a green laser as the laser.

레이저 조사로 실시되는 열처리는 200Å이내의 접합 영역을 타겟으로 실시한다.The heat treatment performed by laser irradiation targets the junction area within 200 microseconds of a target.

제1 드레인 콘택홀과 제2 드레인 콘택홀을 통해 반도체 기판에 불순물 이온을 주입하는 단계 이후, 제1 드레인 콘택홀에 주입된 불순물 이온보다 제2 드레인 콘택홀에 주입된 불순물 이온의 활성화도를 높이는 단계 이전, 제1 및 제2 드레인 콘택홀에 주입된 불순물 이온을 RTA 또는 퍼니스(furnace) 방식을 이용하여 활성화시키는 단계를 포함한다.After implanting the impurity ions into the semiconductor substrate through the first drain contact hole and the second drain contact hole, the activation degree of the impurity ions implanted in the second drain contact hole higher than the impurity ions implanted in the first drain contact hole Prior to the step, the impurity ions implanted into the first and second drain contact holes are activated using an RTA or furnace method.

불순물 이온을 RTA 또는 퍼니스(furnace) 방식을 이용하여 활성화시키는 단계는 800℃ 내지 1000℃의 온도에서 실시된다.The step of activating the impurity ions using the RTA or furnace method is carried out at a temperature of 800 ℃ to 1000 ℃.

불순물 이온을 RTA 또는 퍼니스(furnace) 방식을 이용하여 활성화시키는 단계는 N2분위기에서 150℃/sec의 램프-업 비율로 60초 이내에 실시한다.The step of activating impurity ions using an RTA or furnace method is carried out within 60 seconds at a ramp-up rate of 150 ° C./sec in N 2 atmosphere.

제1 드레인 콘택홀과 제2 드레인 콘택홀을 통해 반도체 기판에 불순물 이온을 주입하는 단계는 불순물 이온을 1E13 내지 1E16(ion/㎠)의 도즈량으로 1 내지 20KeV 에너지로 주입하여 실시한다.Injecting the impurity ions into the semiconductor substrate through the first drain contact hole and the second drain contact hole is performed by implanting the impurity ions with 1 to 20 KeV energy at a dose of 1E13 to 1E16 (ion / cm 2).

제1 및 제2 실시 예에서, 불순물 이온은 인 또는 비소를 포함하는 n형 불순물 이온이다.In the first and second embodiments, the impurity ions are n-type impurity ions containing phosphorus or arsenic.

제1 및 제2 실시 예에서, 제1 및 제2 드레인 콘택홀을 포함하는 절연막을 형성하는 단계는 게이트 패턴을 포함하는 반도체 기판의 상부에 제1 절연막을 형성하는 단계와, 제1 절연막의 상부에 제2 절연막을 형성하는 단계와, 반도체 기판이 노 출되도록 제1 및 제2 절연막을 식각하는 단계를 포함한다.In the first and second embodiments, forming the insulating film including the first and second drain contact holes may include forming the first insulating film on the semiconductor substrate including the gate pattern, and forming the insulating film on the first insulating film. Forming a second insulating film and etching the first and second insulating films to expose the semiconductor substrate.

제1 절연막을 형성하는 단계 이 후, 제2 절연막을 형성하는 단계 이전, 소스 셀렉트 라인 및 워드 라인 사이에서 워드 라인에 나란하게 반도체 기판을 노출시키도록 제1 절연막을 식각하여 소스 콘택홀을 형성하는 단계와, 소스 콘택홀을 통해 반도체 기판에 소스 영역을 형성하는 단계를 포함한다.Forming a source contact hole by etching the first insulating film to expose the semiconductor substrate in parallel to the word line between the source select line and the word line after the forming of the first insulating film; And forming a source region in the semiconductor substrate through the source contact hole.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 반도체 소자의 접합 영역은 드레인 셀렉트 라인, 소스 셀렉트 라인 및, 드레인 셀렉트 라인과 소스 셀렉트 라인 사이에 나란하게 배열된 다수의 워드 라인이 형성된 상부를 포함하는 반도체 기판과, 드레인 셀렉트 라인 및 워드 라인 사이에서 워드 라인에 인접한 반도체 기판 내에 불순물 이온을 주입하여 형성된 제1 드레인 영역과, 드레인 셀렉트 라인 및 워드 라인 사이에서 반도체 기판 내에 제1 드레인 영역 보다 깊은 깊이 또는 높은 농도로 불순물 이온을 주입하여 형성된 제2 드레인 영역을 포함한다.The junction region of the semiconductor device according to the first exemplary embodiment of the present invention may include a semiconductor substrate including a drain select line, a source select line, and an upper portion formed with a plurality of word lines arranged side by side between the drain select line and the source select line; And a first drain region formed by implanting impurity ions into the semiconductor substrate adjacent to the word line between the drain select line and the word line, and having a depth or a higher depth than the first drain region in the semiconductor substrate between the drain select line and the word line. And a second drain region formed by implanting impurity ions.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 소자의 접합영역은 드레인 셀렉트 라인, 소스 셀렉트 라인 및, 드레인 셀렉트 라인과 소스 셀렉트 라인 사이에 나란하게 배열된 다수의 워드 라인이 형성된 상부를 포함하는 반도체 기판과, 드레인 셀렉트 라인 및 워드 라인 사이에서 워드 라인에 인접한 반도체 기판 내에 불순물 이온을 주입하여 형성된 제1 드레인 영역과, 드레인 셀렉트 라인 및 워드 라인 사이에서 반도체 기판 내에 불순물 이온을 주입하여 형성되며, 불순물 이온의 활성화도가 제1 드레인 영역에 비해 높은 제2 드레인 영역을 포함한다.A junction region of a nonvolatile memory device according to a second embodiment of the present invention includes a semiconductor device including a drain select line, a source select line, and an upper portion formed with a plurality of word lines arranged side by side between the drain select line and the source select line. A first drain region formed by implanting impurity ions into the semiconductor substrate adjacent to the word line between the substrate, the drain select line and the word line, and formed by implanting impurity ions into the semiconductor substrate between the drain select line and the word line, The second drain region includes a higher degree of activation of ions compared to the first drain region.

제1 및 제2 실시 예에서 접합 영역은 소스 셀렉트 라인 및 워드 라인 사이에 서 워드 라인에 나란하게 반도체 기판내에 형성된 소스 영역을 포함한다.In the first and second embodiments, the junction region includes a source region formed in the semiconductor substrate parallel to the word line between the source select line and the word line.

본 발명에서는 지그재그로 배열된 드레인 콘택 플러그들에 연결된 접합 영역들을 비대칭적으로 형성함으로써 스트링 구조들마다 드레인 콘택 플러그와 소스 콘택 플러그 사이의 거리가 차이가 나더라도 각각의 스트링 구조로부터 비트 라인에 흐르는 전류의 균일도를 개선할 수 있다. 또한 본 발명에서는 소스 콘택 플러그에 더 인접한 드레인 콘택 플러그의 누설 전류 증가 특성을 극복할 수 있다.According to the present invention, asymmetrical formation of junction regions connected to zigzag drain contact plugs allows currents flowing from the respective string structures to the bit lines even if the distance between the drain contact plug and the source contact plug differs for each string structure. The uniformity of can be improved. In addition, the present invention can overcome the leakage current increase characteristic of the drain contact plug closer to the source contact plug.

이와 같이 본 발명에서는 드레인 콘택 플러그들을 지그재그로 형성하여 드레인 콘택 플러그들이 형성될 영역을 정의하는 드레인 콘택홀들의 형성 공정 마진을 확보할 수 있다. 그리고, 본 발명에서는 드레인 콘택홀들의 형성 공정 마진을 확보할 수 있음과 더불어 스트링 구조로부터 비트 라인에 흐르는 전류의 균일도를 개선할 수 있으므로 불휘발성 메모리 소자의 신뢰성을 개선할 수 있다.As described above, in the present invention, the drain contact plugs may be zigzag to secure a process margin for forming the drain contact holes that define the region in which the drain contact plugs are to be formed. In addition, in the present invention, it is possible to secure the margin of the process of forming the drain contact holes and to improve the uniformity of the current flowing through the bit line from the string structure, thereby improving the reliability of the nonvolatile memory device.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 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 제공 되는 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. 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 3은 본 발명에 따른 불휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 어레이의 일부를 개략적으로 나타내는 레이아웃도이다. 3 is a layout diagram schematically illustrating a portion of a memory cell array of a nonvolatile memory device according to the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 불휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 어레이는 나란하게 형성된 드레인 셀렉트 라인(DSL), 워드 라인(WL)들 및 소스 셀렉트 라인(SSL)을 포함하고, 워드 라인(WL)과 교차하여 형성된 비트 라인(BL)들을 포함한다. 드레인 셀렉트 라인(DSL), 워드 라인(WL)들 및 소스 셀렉트 라인(SSL)은 교대로 배열되며 나란하게 형성된 활성 영역(A) 및 소자 분리 영역(B)의 상부에 활성 영역(A) 및 소자 분리 영역(B)과 교차하여 형성된다.Referring to FIG. 3, a memory cell array of a nonvolatile memory device according to the present invention includes a drain select line DSL, word lines WL, and a source select line SSL formed side by side, and a word line WL. ) And bit lines BL formed to intersect with each other. The drain select line DSL, the word lines WL, and the source select line SSL are alternately arranged, and the active region A and the element are formed on the active region A and the device isolation region B, which are formed side by side. It is formed to intersect the separation region (B).

소자 분리 영역(B)은 절연물로 형성된 소자 분리막이 형성되는 영역이며, 활성 영역(A)은 소자 분리 영역(B)에 형성된 소자 분리막에 의하여 분리되는 영역이다.The device isolation region B is a region where the device isolation layer formed of an insulator is formed, and the active region A is a region separated by the device isolation layer formed in the device isolation region B. FIG.

워드 라인(WL)들은 메모리 셀들의 게이트들이 연결되어 형성된 것으로서, 드레인 셀렉트 라인(DSL) 및 소스 셀렉트 라인(SSL) 사이에 다수 형성된다. 그리고 드레인 셀렉트 라인(DSL)은 드레인 셀렉트 트랜지스터의 게이트들이 연결되어 형성된 것이며, 소스 셀렉트 라인(SSL)은 소스 셀렉트 트랜지스터의 게이트들이 연결되어 형성된 것이다.The word lines WL are formed by connecting the gates of the memory cells, and a plurality of word lines WL are formed between the drain select line DSL and the source select line SSL. The drain select line DSL is formed by connecting gates of the drain select transistor, and the source select line SSL is formed by connecting gates of the source select transistor.

비트 라인(BL)들은 서로 교대로 배열된 다수의 제1 비트 라인(BL1) 및 제2 비트 라인(BL2)을 포함한다.The bit lines BL include a plurality of first bit lines BL1 and second bit lines BL2 arranged alternately with each other.

하나의 활성 영역(A) 상에서 드레인 셀렉트 트랜지스터와 소스 셀렉트 트랜 지스터 사이에 형성된 다수의 메모리 셀들은 활성 영역(A)에 형성된 접합 영역을 사이에 두고 직렬로 연결되어 하나의 스트링 구조(ST)를 구성한다.A plurality of memory cells formed between the drain select transistor and the source select transistor on one active region A are connected in series with a junction region formed in the active region A interposed therebetween to form one string structure ST. do.

스트링 구조(ST)는 드레인 셀렉트 라인(DSL)과 워드 라인(WL) 사이에 형성된 제1 드레인 콘택 플러그(126a)를 통해 제1 비트 라인(BLa)에 접속되거나, 드레인 셀렉트 라인(DSL)과 워드 라인(WL) 사이에 형성된 제2 드레인 콘택 플러그(126a)를 통해 제2 비트 라인(BLb)에 접속된다. 즉, 제1 및 제2 드레인 콘택 플러그(126a, 126b)를 포함하는 드레인 콘택 플러그(126)는 스트링 구조(ST)와 비트 라인(BL)을 접속시키는 역할을 한다. The string structure ST is connected to the first bit line BLa through the first drain contact plug 126a formed between the drain select line DSL and the word line WL, or is connected to the drain select line DSL and the word. It is connected to the second bit line BLb through a second drain contact plug 126a formed between the lines WL. That is, the drain contact plug 126 including the first and second drain contact plugs 126a and 126b serves to connect the string structure ST and the bit line BL.

이와 같은 제1 및 제2 드레인 콘택 플러그(126a, 126b)는 각각 드레인 콘택홀 내부에 형성되는데, 드레인 콘택홀들 간의 간격을 넓게 확보하여 드레인 콘택홀 형성 공정시 공정 마진을 확보하기 위해 지그재그로 배열된다. 즉, 제1 및 제2 드레인 콘택 플러그(126a, 126b)는 교대로 배열되되, 일렬로 배열되지 않고 서로 다른 열로 배열된다. The first and second drain contact plugs 126a and 126b are formed inside the drain contact holes, respectively, and are arranged in a zigzag to secure a process margin during the drain contact hole forming process by widening the gap between the drain contact holes. do. That is, the first and second drain contact plugs 126a and 126b are alternately arranged, not arranged in a row, but arranged in different rows.

또한 스트링 구조(ST)들은 소스 셀렉트 라인(SSL)과 워드 라인(WL) 사이에 라인 형태의 바-타입(bar-type)으로 소스 셀렉트 라인(SSL)과 나란하게 형성된 소스 콘택 플러그(122)를 통해 도면에 도시되지 않은 공통 소스 라인에 공통으로 접속된다.In addition, the string structures ST may include a source contact plug 122 formed in parallel with the source select line SSL in a line-type bar-type between the source select line SSL and the word line WL. Common connections are made to common source lines not shown in the drawings.

한편, 스트링 구조(ST) 내에서 드레인 셀렉트 트랜지스터와 소스 셀렉트 트랜지스터 사이에 형성된 다수의 메모리 셀들을 연결시키며 반도체 기판의 활성 영역(A)에 형성된 접합 영역은 소스 영역(116s), 드레인 영역(116d) 및 셀 접합 영 역(116c)을 포함한다. 소스 영역(116s)은 소스 콘택 플러그(122)에 연결되며, 소스 셀렉트 라인(SSL)과 워드 라인(WL) 사이의 활성 영역(A)에 형성되는 것이다. 드레인 영역(116d)은 제1 드레인 콘택 플러그(126a)에 연결된 제1 드레인 영역(116d1)과 제2 드레인 콘택 플러그(126b)에 연결된 제2 드레인 영역(116d2)을 포함하며, 드레인 셀렉트 라인(DSL)과 워드 라인(WL) 사이의 활성 영역(A)에 형성되는 것이다. 셀 접합 영역(116c)은 워드 라인(WL)들 사이의 활성 영역(A)에 형성되는 것이다.Meanwhile, a plurality of memory cells formed between the drain select transistor and the source select transistor in the string structure ST are connected to each other, and the junction region formed in the active region A of the semiconductor substrate is the source region 116s and the drain region 116d. And cell junction region 116c. The source region 116s is connected to the source contact plug 122 and is formed in the active region A between the source select line SSL and the word line WL. The drain region 116d includes a first drain region 116d1 connected to the first drain contact plug 126a and a second drain region 116d2 connected to the second drain contact plug 126b and includes a drain select line DSL. ) And the word line WL in the active region A. The cell junction region 116c is formed in the active region A between the word lines WL.

이와 같이 제1 및 제2 드레인 콘택 플러그(126a, 126b)들을 지그재그로 배열하는 경우, 제1 드레인 콘택 플러그(126a)와 소스 콘택 플러그(122) 사이의 거리가 제2 드레인 콘택 플러그(126b)와 소스 콘택 플러그(122) 사이의 거리와 다르게 형성된다. 이 경우, 본 발명에서는 이하의 실시 예들에서 소자의 구동 시 스트링 구조(ST)들의 접합 영역에서 저항이 일정해지도록 하기 위한 접합 영역 형성 방법을 제공한다.When the first and second drain contact plugs 126a and 126b are arranged in a zigzag as described above, the distance between the first drain contact plug 126a and the source contact plug 122 may be different from that of the second drain contact plug 126b. It is formed differently from the distance between the source contact plug 122. In this case, the present invention provides a method of forming a junction region to make the resistance constant in the junction region of the string structures ST when the device is driven in the following embodiments.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 특히, 도 4a 내지 도 4e는 도 3에 도시된 선"I-I'" 및 선"Ⅱ-Ⅱ'" 방향에 따른 단면도들이다. 4A through 4E are cross-sectional views illustrating a method of forming a junction region of a nonvolatile memory device according to a first embodiment of the present invention. In particular, FIGS. 4A to 4E are cross-sectional views taken along lines "I-I '" and lines "II-II'" shown in FIG.

도 4a를 참조하면, 벌크 구조(예를 들어 n웰 및 p웰 중 적어도 어느 하나)가 형성되고 문턱 전압 조절을 위한 이온이 주입된 반도체 기판(102)의 상부에 터널 절연막(104)을 형성하고, 터널 절연막(104)의 상부에 게이트 패턴(G)들을 형성한다.Referring to FIG. 4A, a tunnel insulating layer 104 is formed on a semiconductor substrate 102 in which a bulk structure (eg, at least one of n well and p well) is formed and ions are implanted to adjust a threshold voltage. Gate patterns G are formed on the tunnel insulating layer 104.

터널 절연막(104)은 산화막으로 형성되며, 산화 공정을 통해 형성될 수 있다.The tunnel insulating layer 104 may be formed of an oxide film and may be formed through an oxidation process.

게이트 패턴(G)은 전하 저장막(104), 유전체막(108), 및 컨트롤 게이트막(110)이 적층된 구조로 형성된다. 또한 게이트 패턴(G)의 최상층에는 게이트 패턴(G)을 형성하기 위한 식각 공정시 식각 베리어로 이용된 게이트 하드 마스크 패턴(112)이 잔여할 수 있다. 이러한 게이트 패턴(G)들의 컨트롤 게이트(110)들이 연결되어 소스 셀렉트 라인(SSL), 드레인 셀렉트 라인(DSL) 및 워드 라인(WL)이 된다.The gate pattern G is formed in a structure in which the charge storage film 104, the dielectric film 108, and the control gate film 110 are stacked. In addition, a gate hard mask pattern 112 used as an etching barrier may remain in the uppermost layer of the gate pattern G during the etching process for forming the gate pattern G. The control gates 110 of the gate patterns G are connected to form a source select line SSL, a drain select line DSL, and a word line WL.

이하, 상술한 게이트 패턴(G)의 형성 공정의 일례를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, an example of the formation process of the above-mentioned gate pattern G is demonstrated concretely.

먼저, 게이트 패턴(G)을 형성하기 위해 터널 절연막(104) 상에 전하 저장막(106)을 형성한다. 전하 저장막(106)은 전하를 저장하거나 방출하는 막으로써 폴리 실리콘을 이용하여 형성할 수 있다.First, in order to form the gate pattern G, the charge storage layer 106 is formed on the tunnel insulating layer 104. The charge storage layer 106 may be formed using polysilicon as a film that stores or emits electric charges.

그리고, 반도체 기판(102)의 소자 분리 영역(도 3의 B) 상부에 형성된 전하 저장막(106)과 터널 절연막(104)을 식각하고 소자 분리 영역의 반도체 기판(102)을 식각하여 트렌치(미도시)를 형성한다. 그리고 트렌치(도시하지 않음)에 절연물질을 형성하여 활성 영역(도 3의 A)을 한정하는 소자 분리막(미도시)을 형성한다. Then, the charge storage layer 106 and the tunnel insulating layer 104 formed on the element isolation region (B of FIG. 3) of the semiconductor substrate 102 are etched and the semiconductor substrate 102 of the element isolation region is etched to form a trench (not shown). C). An insulating material is formed in the trench (not shown) to form an isolation layer (not shown) defining an active region (A of FIG. 3).

이후에, 소자 분리막을 포함하는 전하 저장막(106) 상에 유전체막(108)을 형성한다. 유전체막(108)은 전하 저장막(106)과 컨트롤 게이트용 도전막(110)을 절연시키는 막으로서 산화막, 질화막 및 산화막의 적층 구조인 ONO(Oxide/Nitride/Oxide) 구조로 형성할 수 있다. 이러한 유전체막(108)은 드레 인 셀렉트 라인(DSL) 및 소스 셀렉트 라인(SSL)이 형성될 영역에서 폴리 실리콘막으로 형성된 전하 저장막(106)을 노출시키는 게이트 콘택홀을 포함할 수 있다. 이러한 게이트 콘택홀을 통해 컨트롤 게이트막(110)과 폴리 실리콘막으로 형성된 전하 저장막(106)을 전기적으로 연결할 수 있다.Thereafter, the dielectric film 108 is formed on the charge storage film 106 including the device isolation film. The dielectric film 108 may be formed to have an ONO (Oxide / Nitride / Oxide) structure, which is a stacked structure of an oxide film, a nitride film, and an oxide film as an insulating film between the charge storage film 106 and the control gate conductive film 110. The dielectric layer 108 may include a gate contact hole exposing the charge storage layer 106 formed of the polysilicon layer in a region where the drain select line DSL and the source select line SSL are to be formed. The gate contact hole may electrically connect the control gate layer 110 and the charge storage layer 106 formed of the polysilicon layer.

이어서 유전체막(108) 상에 컨트롤 게이트막(110)을 형성한다. 컨트롤 게이트막(110)은 폴리 실리콘막을 이용한 단일막 구조로 형성하거나, 저항 개선을 위해 폴리 실리콘막 및 금속막의 적층막 구조로 형성할 수 있다. 컨트롤 게이트막(110) 상에는 게이트 패터닝 공정시 사용되는 하드 마스크 패턴(112)을 형성한다. 하드 마스크 패턴(112)은 노광 및 현상 공정을 포함하는 포토리소그래피 공정을 이용하여 형성된 포토레지스트 패턴(미도시)을 이용하여 패터닝된다. 이 후, 하드 마스크 패턴(112)을 식각 베리어로 이용한 식각 공정으로 컨트롤 게이트막(110), 유전체막(108) 및 전하 저장막(106)을 식각하여 게이트 패턴(G)들을 형성한다. 이후에, 잔류하는 포토 레지스트 패턴을 제거한다.Subsequently, the control gate layer 110 is formed on the dielectric layer 108. The control gate layer 110 may be formed as a single layer structure using a polysilicon layer, or may be formed as a laminated layer structure of a polysilicon layer and a metal layer to improve resistance. The hard mask pattern 112 used in the gate patterning process is formed on the control gate layer 110. The hard mask pattern 112 is patterned using a photoresist pattern (not shown) formed using a photolithography process including an exposure and development process. Thereafter, the gate pattern G is formed by etching the control gate layer 110, the dielectric layer 108, and the charge storage layer 106 by an etching process using the hard mask pattern 112 as an etching barrier. Thereafter, the remaining photoresist pattern is removed.

도 4b를 참조하면, 소스 셀렉트 라인(SSL), 드레인 셀렉트 라인(DSL), 및 워드 라인(WL)들을 마스크로 이용한 이온 주입 공정으로 반도체 기판(102)에 셀 접합 영역(116c) 및 제1 예비 접합 영역(114a)을 형성한다. 셀 접합 영역(116c) 및 제1 예비 접합 영역(114a)을 형성하기 위한 이온 주입 공정은 n형 불순물 이온을 이용하여 실시할 수 있다.Referring to FIG. 4B, the cell junction region 116c and the first preliminary portion are formed on the semiconductor substrate 102 by an ion implantation process using the source select line SSL, the drain select line DSL, and the word lines WL as masks. The junction region 114a is formed. An ion implantation process for forming the cell junction region 116c and the first preliminary junction region 114a can be performed using n-type impurity ions.

셀 접합 영역(116c)은 워드 라인(WL)들 사이의 반도체 기판(102)에 형성되며, 제1 예비 접합 영역(114a)은 소스 셀렉트 라인(SSL)과 워드 라인(WL)사이와, 드레인 셀렉트 라인(DSL)과 워드 라인(WL) 사이에 형성된다.The cell junction region 116c is formed in the semiconductor substrate 102 between the word lines WL, and the first preliminary junction region 114a is between the source select line SSL and the word line WL, and the drain select. It is formed between the line DSL and the word line WL.

도 4c를 참조하면, 드레인 셀렉트 라인(DSL), 소스 셀렉트 라인(SSL) 및 워드 라인(WL)을 포함하는 반도체 기판(102)의 표면에 스페이서막을 형성한 후, 에치백(etch-back) 공정 등으로 스페이서막을 식각하여 스페이서막이 게이트 패턴(G)의 측벽에만 잔류하도록 한다. 이로써 게이트 패턴(G)의 측벽에 스페이서(118)가 형성된다.Referring to FIG. 4C, an spacer layer is formed on a surface of a semiconductor substrate 102 including a drain select line DSL, a source select line SSL, and a word line WL, followed by an etch-back process. The spacer layer is etched using the etching method so that the spacer layer remains only on the sidewall of the gate pattern G. As a result, a spacer 118 is formed on the sidewall of the gate pattern G.

이어서, 드레인 셀렉트 라인(DSL), 소스 셀렉트 라인(SSL) 및 워드 라인(WL)을 포함하는 반도체 기판(102) 상에 제1 절연막(120)을 형성하고, 제1 절연막(120)을 식각하여 소스 셀렉트 라인(SSL)과 워드 라인(WL) 사이의 반도체 기판(102)을 노출시키는 소스 콘택홀(SCT)을 형성한다. 소스 콘택홀(SCT)은 소스 셀렉트 라인(SSL)과 워드 라인(WL) 사이에서 소스 셀렉트 라인(SSL) 및 워드 라인(WL)에 나란하게 라인 형태로 형성되어, 반도체 기판(102)의 활성 영역(도 3의 A) 뿐 아니라 소자 분리 영역(도 3의 B)을 노출시키도록 형성될 수 있다.Subsequently, the first insulating layer 120 is formed on the semiconductor substrate 102 including the drain select line DSL, the source select line SSL, and the word line WL, and the first insulating layer 120 is etched. A source contact hole SCT exposing the semiconductor substrate 102 between the source select line SSL and the word line WL is formed. The source contact hole SCT is formed in the form of a line parallel to the source select line SSL and the word line WL between the source select line SSL and the word line WL to form an active region of the semiconductor substrate 102. It can be formed to expose the device isolation region (B of FIG. 3) as well as (A of FIG. 3).

이 후, 소스 콘택홀(SCT)을 통해 노출된 반도체 기판(102)의 제1 예비 접합 영역에 n형 불순물 이온을 주입한 후, 주입된 이온을 활성화시키기 위한 급속 열처리 공정(RTP : Rapid Temperature Process)을 실시한다. 이로써 소스 셀렉트 라인(SSL)과 워드 라인(WL) 사이의 반도체 기판(102)에는 소스 영역(116S)이 형성된다. 이 후, 소스 콘택홀(SCT) 내부를 도전물질로 채워서 소스 영역(116S)에 연결된 소스 콘택 플러그(122)를 형성한다.Thereafter, after implanting n-type impurity ions into the first preliminary junction region of the semiconductor substrate 102 exposed through the source contact hole SCT, a rapid thermal process (RTP) for activating the implanted ions is performed. ). As a result, a source region 116S is formed in the semiconductor substrate 102 between the source select line SSL and the word line WL. Thereafter, the inside of the source contact hole SCT is filled with a conductive material to form a source contact plug 122 connected to the source region 116S.

이어서, 소스 콘택 플러그(122)를 포함하는 제1 절연막(120) 상에 제2 절연 막(124)을 형성한다. 그리고 제2 절연막(124)과 제1 절연막(120)을 식각하여 드레인 셀렉트 라인(DSL)과 워드 라인(WL) 사이의 반도체 기판(102)을 노출시키는 제1 및 제2 드레인 콘택홀(DCT1, DCT2)을 형성한다. 제1 드레인 콘택홀(DCT1)은 드레인 셀렉트 라인(DSL)과 워드 라인(WL) 중 워드 라인(WL)에 더 인접하게 형성되고, 제2 드레인 콘택홀(DST2)은 드레인 셀렉트 라인(DSL)과 워드 라인(WL) 중 드레인 셀렉트 라인(DSL)에 더 인접하게 형성된다. 이와 같이 서로 이웃하는 제1 및 제2 드레인 콘택홀(DST1, DST2)을 일렬로 형성하지 않고 지그재그로 형성함으로써 인접한 드레인 콘택홀(DST1, DST2)들 간의 간격을 확보하여 식각 공정 마진을 확보할 수 있다. Subsequently, a second insulating film 124 is formed on the first insulating film 120 including the source contact plug 122. The first and second drain contact holes DCT1, which expose the semiconductor substrate 102 between the drain select line DSL and the word line WL by etching the second insulating layer 124 and the first insulating layer 120, DCT2). The first drain contact hole DCT1 is formed to be adjacent to the word line WL among the drain select line DSL and the word line WL, and the second drain contact hole DST2 is formed with the drain select line DSL. The word line WL is formed closer to the drain select line DSL. As such, the first and second drain contact holes DST1 and DST2 adjacent to each other are not formed in a zigzag form, thereby securing an interval between the adjacent drain contact holes DST1 and DST2 to secure an etching process margin. have.

이 후, 제1 및 제2 드레인 콘택홀(DST1, DST2)을 통해 노출된 반도체 기판(102)의 제1 예비 접합 영역에 비소(As) 또는 인(P)과 같은 n형 불순물 이온을 주입한다. 이 때, 불순물 이온은 1E13 내지 1E16(ion/㎠)의 도즈량으로 주입되며, 이온 주입 에너지는 1 내지 20KeV로 사용할 수 있다. 이 후, 제1 예비 접합 영역에 주입된 이온을 활성화시키기 위한 급속 열처리 공정(RTP : Rapid Temperature Process)을 실시한다. 이로써 드레인 셀렉트 라인(DSL)과 워드 라인(WL) 사이의 반도체 기판(102)에는 제1 드레인 영역(116d1) 및 제2 예비 접합 영역(114b)이 형성된다. 제1 드레인 영역(116d1)은 제1 드레인 콘택홀(DST1) 하부의 반도체 기판(102)에 형성되며, 제2 예비 접합 영역(114b)은 제2 드레인 콘택홀(DST2) 하부의 반도체 기판(102)에 형성된다.Thereafter, n-type impurity ions such as arsenic (As) or phosphorus (P) are implanted into the first preliminary junction region of the semiconductor substrate 102 exposed through the first and second drain contact holes DST1 and DST2. . At this time, impurity ions are implanted at a dose of 1E13 to 1E16 (ion / cm 2), and ion implantation energy can be used at 1 to 20 KeV. Thereafter, a rapid thermal process (RTP) is performed to activate ions implanted in the first preliminary junction region. As a result, a first drain region 116d1 and a second preliminary junction region 114b are formed in the semiconductor substrate 102 between the drain select line DSL and the word line WL. The first drain region 116d1 is formed in the semiconductor substrate 102 under the first drain contact hole DST1, and the second preliminary junction region 114b is formed in the semiconductor substrate 102 under the second drain contact hole DST2. Is formed.

도 4d를 참조하면, 제1 드레인 콘택홀(DST1)을 통해 노출된 제1 드레인 영 역(116d1)을 차단하고, 제2 드레인 콘택홀(DST1)을 통해 노출된 반도체 기판(102)을 개구시키는 포토레지스트 패턴(PR)을 형성한다.Referring to FIG. 4D, the first drain region 116d1 may be blocked through the first drain contact hole DST1 and the semiconductor substrate 102 may be opened through the second drain contact hole DST1. The photoresist pattern PR is formed.

이 후, 포토레지스트 패턴(PR)을 이온 주입 마스크로 사용하여 제2 드레인 콘택홀(DST2)을 통해 노출된 반도체 기판(102)의 제2 예비 접합 영역에 비소(As) 또는 인(P)과 같은 n형 불순물 이온을 주입한다. 이 때, 불순물 이온은 1E13 내지 1E16(ion/㎠)의 도즈량으로 주입되며, 이온 주입 에너지는 1 내지 30KeV로 사용할 수 있다. 이 후, 제2 예비 접합 영역에 주입된 이온을 활성화시키기 위한 급속 열처리 공정(RTP : Rapid Temperature Process)을 실시한다. 이로써 제2 예비 접합 영역은 제2 드레인 영역(116d2)이 된다. 제2 드레인 영역(116d2)에는 제1 드레인 영역(116d1)에 비해 추가로 이온이 주입되며, 이온 주입 에너지를 높여서 불순물 이온을 주입할 수 있으므로, 제2 드레인 영역(116d2)은 제1 드레인 영역(116d1)보다 깊고 불순물 이온의 농도가 높다.Subsequently, arsenic (As) or phosphorus (P) and phosphorus (P) are formed in the second preliminary junction region of the semiconductor substrate 102 exposed through the second drain contact hole DST2 using the photoresist pattern PR as an ion implantation mask. The same n-type impurity ions are implanted. At this time, impurity ions are implanted at a dose of 1E13 to 1E16 (ion / cm 2), and ion implantation energy can be used at 1 to 30 KeV. Thereafter, a rapid heat treatment process (RTP) is performed to activate ions implanted in the second preliminary junction region. As a result, the second preliminary junction region becomes the second drain region 116d2. Since the second drain region 116d2 is further implanted with ions compared to the first drain region 116d1, and the impurity ions can be implanted by increasing the ion implantation energy, the second drain region 116d2 is the first drain region ( Deeper than 116d1) and the concentration of impurity ions is high.

도 4e를 참조하면, 포토레지스트 패턴(도 4d의 PR)을 제거하고 제1 및 제2 드레인 콘택홀(DST1, DST2) 내부를 도전물질로 채워서 제1 드레인 콘택홀(DST1) 내부에 제1 드레인 콘택 플러그(126a)를 형성하고, 제2 드레인 콘택홀(DST2) 내부에 제2 드레인 콘택 플러그(126b)를 형성한다. Referring to FIG. 4E, a first drain is formed in the first drain contact hole DST1 by removing the photoresist pattern (PR of FIG. 4D) and filling the first and second drain contact holes DST1 and DST2 with a conductive material. The contact plug 126a is formed, and the second drain contact plug 126b is formed in the second drain contact hole DST2.

이후에, 제2 절연막(124) 상에 제1 및 제2 드레인 콘택 플러그(126a, 126b)에 각각 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 비트 라인(BLa, BLb)을 형성한다.Thereafter, first and second bit lines BLa and BLb are formed on the second insulating layer 124 and are electrically connected to the first and second drain contact plugs 126a and 126b, respectively.

한편, 본 발명의 제1 실시 예에서 접합 영역을 형성하기 위한 불순물 이온 주입 공정들을 게이트 패턴(G)의 측벽에 의해 불순물 이온의 주입이 차단되는 쉐도 잉 효과(shadowing effect)를 피하기 위해 반도체 기판(102)에 대해 수직한 제로-틸트의 주입(zero-tilted implant) 공정으로 실시되는 것이 바람직하다.Meanwhile, in the first embodiment of the present invention, the impurity ion implantation processes for forming the junction region are performed in order to avoid the shadowing effect in which the implantation of the impurity ions is blocked by the sidewall of the gate pattern G. It is preferably carried out in a zero-tilted implant process perpendicular to 102.

상술한 바와 같이 본 발명의 제1 실시 예에서는 소스 콘택 플러그(SCT)까지의 거리가 상대적으로 먼 제2 드레인 영역(116d2)에 추가로 이온을 주입하여 제1 드레인 영역(116d1)보다 불순물 이온의 함량을 높이거나 깊게 형성함으로써 거리 증가에 따른 저항 증가를 보상할 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시 예에서는 제1 및 제2 드레인 콘택 플러그(126a, 126b)와 소스 콘택 플러그(122) 사이의 거리가 차이에 따른 저항 증가를 보상할 수 있으므로 소스 콘택 플러그(122)에 더 인접한 제1 드레인 콘택 플러그(126a)의 누설 전류 증가 특성을 극복할 수 있다. 그리고, 본 발명의 제2 실시 예에서는 제1 및 제2 드레인 콘택 플러그(126a, 126b)와 소스 콘택 플러그(122) 사이의 거리가 차이에 따른 저항 증가를 보상할 수 있으므로 제1 및 제2 드레인 콘택 플러그(126a, 126b)에 각각 접속된 제1 및 제2 비트 라인(BLa, BLb)에 흐르는 전류의 균일도를 개선할 수 있다.As described above, in the first embodiment of the present invention, ions are additionally implanted into the second drain region 116d2 where the distance to the source contact plug SCT is relatively far, so that the impurity ions may be removed from the first drain region 116d1. By increasing or increasing the content, it is possible to compensate for the increase in resistance with increasing distance. In addition, in the first embodiment of the present invention, since the distance between the first and second drain contact plugs 126a and 126b and the source contact plug 122 can compensate for an increase in resistance due to a difference, the source contact plug 122 The leakage current increasing characteristic of the first drain contact plug 126a that is further adjacent to the overhang may be overcome. Further, in the second embodiment of the present invention, since the distance between the first and second drain contact plugs 126a and 126b and the source contact plug 122 may compensate for an increase in resistance due to a difference, the first and second drains The uniformity of the current flowing through the first and second bit lines BLa and BLb connected to the contact plugs 126a and 126b may be improved.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법을 설명하기 위한 단면도들다.5A through 5C are cross-sectional views illustrating a method of forming a junction region in a nonvolatile memory device according to a second embodiment of the present invention.

도 5a를 참조하면, 도 4a에서 상술한 바와 동일한 방법으로 반도체 기판(202)의 상부에 터널 절연막(204)을 형성하고, 터널 절연막(204)의 상부에 드레인 셀렉트 라인(DSL), 워드 라인(WL), 및 소스 셀렉트 라인(SSL)을 포함하는 게이트 패턴(G)들을 형성한다.Referring to FIG. 5A, the tunnel insulating film 204 is formed on the semiconductor substrate 202 in the same manner as described above with reference to FIG. 4A, and the drain select line DSL and the word line are formed on the tunnel insulating film 204. WL) and the gate patterns G including the source select line SSL are formed.

이 후, 도 4b에서 상술한 바와 동일한 방법으로 반도체 기판(102)에 셀 접합 영역(216c) 및 제1 예비 접합 영역(미도시)을 형성한다. 이 후, 도 4c에서 상술한 바와 동일한 방법으로 제1 절연막(220)에 소스 콘택홀(SCT)을 형성하고, 소스 콘택홀(SCT)을 통해 소스 영역(216s)을 형성한 후, 소스 콘택홀(SCT) 내부에 소스 영역(216s)에 연결된 소스 콘택 플러그(222)를 형성한다. 이 후, 도 4c에서 상술한 바와 동일한 방법으로 제2 절연막(224)에 제1 및 제2 드레인 콘택홀(DCT1, DCT2)을 형성하고, 제1 드레인 콘택홀(DST1) 하부의 반도체 기판(202)에 제1 드레인 영역(116d1)을 형성하고, 제2 드레인 콘택홀(DST2) 하부의 반도체 기판(202)에 제2 예비 접합 영역(214b)을 형성한다.Thereafter, the cell junction region 216c and the first preliminary junction region (not shown) are formed in the semiconductor substrate 102 in the same manner as described above with reference to FIG. 4B. Thereafter, the source contact hole SCT is formed in the first insulating film 220 in the same manner as described above with reference to FIG. 4C, and the source region 216s is formed through the source contact hole SCT, and then the source contact hole is formed. A source contact plug 222 connected to the source region 216s is formed in the SCT. Thereafter, the first and second drain contact holes DCT1 and DCT2 are formed in the second insulating layer 224 in the same manner as described above with reference to FIG. 4C, and the semiconductor substrate 202 under the first drain contact hole DST1 is formed. ) Is formed in the first drain region 116d1, and the second preliminary junction region 214b is formed in the semiconductor substrate 202 under the second drain contact hole DST2.

한편, 제1 드레인 영역(216d1) 및 제2 예비 접합 영역(도 5a의 214b) 형성을 형성하는 단계에서 제1 예비 접합 영역에 주입된 이온을 활성화시키기 위한 급속 열처리 공정(RTP : Rapid Temperature Process)이 실시된다. 본 발명의 제2 실시 예에서는 제1 드레인 영역(216d1) 및 제2 예비 접합 영역(도 5a의 214b)의 이온을 동일하게 활성화시키기 위해 800℃ 내지 1000℃의 온도에서 0초 초과 60초 이하의 시간 동안 150℃/sec 이하의 램프 업비(ramp-up ratio)로 N2가 주입된 분위기에서 제1 예비 접합 영역을 열처리하는 것이 바람직하다. 1000℃이하의 온도에서 이온들의 활성화 비율은 40% 이내로 비교적 낮다.Meanwhile, a rapid thermal process (RTP) for activating ions implanted into the first preliminary junction region in the step of forming the first drain region 216d1 and the second preliminary junction region (214b in FIG. 5A). This is carried out. In the second embodiment of the present invention, in order to equally activate the ions of the first drain region 216d1 and the second preliminary junction region 214b of FIG. It is preferable to heat-treat the first preliminary junction region in an atmosphere in which N 2 is injected at a ramp-up ratio of 150 ° C./sec or less for a time. At temperatures below 1000 ° C., the activation rate of ions is relatively low, within 40%.

도 5b를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에서는 제1 드레인 영역(216d1) 및 제2 예비 접합 영역(도 5a의 214b) 형성 후, 제2 예비 접합 영역에 주입된 불순물 이온의 활성화비율(Activated Ratio)을 제1 드레인 영역(216d1)보다 높인다. 이 로써 제1 드레인 영역(216d1)보다 이온의 활성화 비율이 높은 제2 드레인 영역(216d2)이 형성된다.Referring to FIG. 5B, in the second embodiment of the present invention, after forming the first drain region 216d1 and the second preliminary junction region 214b of FIG. 5A, an activation ratio of impurity ions implanted into the second preliminary junction region ( Activated Ratio) is higher than the first drain region 216d1. As a result, a second drain region 216d2 having a higher activation ratio of ions than the first drain region 216d1 is formed.

제2 예비 접합 영역만을 선택적으로 활성화시켜서 제2 드레인 영역(216d)을 형성하기 위해서 레이저를 조사하여 열처리 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 레이저는 직진성이 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이 짧은 시간에 고온을 발생시킬 수 있으므로 제2 예비 접합 영역을 선택적으로 짧은 공정 시간 내에 활성화시킬 수 있으며 포토레지스트 패턴과 같은 별도의 마스크 공정을 삭제할 수 있다. 본 발명의 제2 실시 예에서는 제1 드레인 영역(216d1)에 비해 제2 드레인 영역(216d2)에서 활성화된 이온의 양이 더 커지도록 하기 위해 녹색 레이저를 이용하는 것이 바람직하다. 또한 레이저 조사로 실시되는 열처리는 1초 이내의 짧은 시간 동안 200Å이내의 접합 영역을 타겟으로 실시된다.In order to selectively activate only the second preliminary junction region to form the second drain region 216d, it is preferable to perform a heat treatment process by irradiating a laser. The laser is straight and can generate a high temperature in a short time, as shown in FIG. 6, thus enabling the second preliminary junction region to be selectively activated within a short process time and eliminating a separate mask process such as a photoresist pattern. have. In the second embodiment of the present invention, it is preferable to use a green laser to increase the amount of activated ions in the second drain region 216d2 as compared with the first drain region 216d1. In addition, the heat treatment performed by laser irradiation is performed to target the bonding area within 200 mW for a short time within 1 second.

도 5c를 참조하면, 제1 및 제2 드레인 영역(216d1, 216d2) 형성 후, 제1 및 제2 드레인 콘택홀(DST1, DST2) 내부를 도전물질로 채워서 제1 드레인 콘택홀(DST1) 내부에 제1 드레인 콘택 플러그(226a)를 형성하고, 제2 드레인 콘택홀(DST2) 내부에 제2 드레인 콘택 플러그(226b)를 형성한다. Referring to FIG. 5C, after the first and second drain regions 216d1 and 216d2 are formed, the first and second drain contact holes DST1 and DST2 are filled with a conductive material to form the first drain contact holes DST1. The first drain contact plug 226a is formed, and the second drain contact plug 226b is formed in the second drain contact hole DST2.

이후에, 제2 절연막(124) 상에 제1 및 제2 드레인 콘택 플러그(226a, 226b)에 각각 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 비트 라인(BLa, BLb)을 형성한다.Thereafter, first and second bit lines BLa and BLb are formed on the second insulating layer 124 and are electrically connected to the first and second drain contact plugs 226a and 226b, respectively.

한편, 본 발명의 제2 실시 예에서 접합 영역을 형성하기 위한 불순물 이온 주입 공정들을 게이트 패턴(G)의 측벽에 의해 불순물 이온의 주입이 차단되는 쉐도잉 효과(shadowing effect)를 피하기 위해 반도체 기판(202)에 대해 수직한 제로- 틸트의 주입(zero-tilted implant) 공정으로 실시되는 것이 바람직하다.Meanwhile, in the second embodiment of the present invention, impurity ion implantation processes for forming the junction region are performed in order to avoid a shadowing effect in which the implantation of impurity ions is blocked by the sidewall of the gate pattern G. It is preferably carried out in a zero-tilted implant process perpendicular to 202.

상술한 바와 같이 본 발명의 제2 실시 예에서는 소스 콘택 플러그(SCT)까지의 거리가 상대적으로 먼 제2 드레인 영역(216d2)의 이온의 활성도를 제1 드레인 영역(216d1)보다 높임으로써 거리 증가에 따른 저항 증가를 보상할 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 실시 예에서는 제1 및 제2 드레인 콘택 플러그(226a, 226b)와 소스 콘택 플러그(222) 사이의 거리가 차이에 따른 저항 증가를 보상할 수 있으므로 소스 콘택 플러그(222)에 더 인접한 제1 드레인 콘택 플러그(226a)의 누설 전류 증가 특성을 극복할 수 있다. 그리고, 본 발명의 제2 실시 예에서는 제1 및 제2 드레인 콘택 플러그(226a, 226b)와 소스 콘택 플러그(222) 사이의 거리가 차이에 따른 저항 증가를 보상할 수 있으므로 제1 및 제2 드레인 콘택 플러그(226a, 226b)에 각각 접속된 제1 및 비트 라인(BLa, BLb)에 흐르는 전류의 균일도를 개선할 수 있다.As described above, in the second embodiment of the present invention, the distance to the source contact plug SCT is increased by increasing the activity of ions in the second drain region 216d2, which is relatively far, than the first drain region 216d1. This can compensate for the increase in resistance. In addition, in the second embodiment of the present invention, since the distance between the first and second drain contact plugs 226a and 226b and the source contact plug 222 may compensate for an increase in resistance due to a difference, the source contact plug 222 The leakage current increasing characteristic of the first drain contact plug 226a that is further adjacent to may be overcome. In addition, in the second embodiment of the present invention, since the distance between the first and second drain contact plugs 226a and 226b and the source contact plug 222 may compensate for an increase in resistance due to a difference, the first and second drains The uniformity of the current flowing through the first and bit lines BLa and BLb respectively connected to the contact plugs 226a and 226b can be improved.

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 1a 및 도 1b는 드레인 콘택홀들을 나타내는 사진들.1A and 1B are photographs showing drain contact holes.

도 2a 및 도 2b는 게이트에 인가되는 전압에 따라 비트 라인에 흐르는 전류의 양을 나타내는 그래프들.2A and 2B are graphs showing the amount of current flowing in a bit line according to a voltage applied to a gate.

도 3은 본 발명에 따른 불휘발성 메모리 소자의 메모리 셀 어레이의 일부를 개략적으로 나타내는 레이아웃도.3 is a layout diagram schematically showing a part of a memory cell array of a nonvolatile memory device according to the present invention;

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법을 설명하기 위한 단면도들.4A through 4E are cross-sectional views illustrating a method of forming a junction region in a nonvolatile memory device according to a first embodiment of the present invention.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법을 설명하기 위한 단면도들.5A through 5C are cross-sectional views illustrating a method of forming a junction region in a nonvolatile memory device according to a second embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

WL : 워드 라인 DSL : 드레인 셀렉트 라인WL: word line DSL: drain select line

SSL : 소스 셀렉트 라인 SCT : 소스 콘택홀SSL: Source Select Line SCT: Source Contact Hole

222, 122 : 소스 콘택 플러그 116s : 소스 영역222, 122: source contact plug 116s: source region

102, 202 : 반도체 기판 116c, 216c : 셀 접합 영역102 and 202: semiconductor substrates 116c and 216c: cell junction region

116d1, 216d1 : 제1 드레인 영역 116d2, 216d2 : 제2 드레인 영역116d1 and 216d1: first drain region 116d2 and 216d2: second drain region

DST1 : 제1 드레인 콘택홀 DST2 : 제2 드레인 콘택홀DST1: first drain contact hole DST2: second drain contact hole

Claims (24)

드레인 셀렉트 라인, 소스 셀렉트 라인 및, 상기 드레인 셀렉트 라인과 소스 셀렉트 라인 사이에 나란하게 배열된 다수의 워드 라인을 포함하는 게이트 패턴을 반도체 기판의 상부에 형성하는 단계;Forming a gate pattern on the semiconductor substrate, the gate pattern including a drain select line, a source select line, and a plurality of word lines arranged side by side between the drain select line and the source select line; 상기 드레인 셀렉트 라인 및 상기 워드 라인 사이에서 상기 워드 라인에 인접한 상기 반도체 기판을 노출시키는 제1 드레인 콘택홀과, 상기 드레인 셀렉트 라인에 인접한 상기 반도체 기판을 노출시키는 제2 드레인 콘택홀을 포함하는 절연막을 형성하는 단계; 및An insulating film between the drain select line and the word line, the first drain contact hole exposing the semiconductor substrate adjacent to the word line and the second drain contact hole exposing the semiconductor substrate adjacent to the drain select line; Forming; And 상기 제1 드레인 콘택홀에 비해 상기 제2 드레인 콘택홀을 통해 주입되는 불순물 이온의 깊이가 깊거나 농도가 높도록 상기 제1 및 제2 드레인 콘택홀을 통해 상기 반도체 기판에 상기 불순물 이온을 주입하는 단계를 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법.Implanting the impurity ions into the semiconductor substrate through the first and second drain contact holes such that the depth of the impurity ions injected through the second drain contact hole is higher than the first drain contact hole or the concentration is higher. A method of forming a junction region in a nonvolatile memory device comprising the step. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 및 제2 드레인 콘택홀을 통해 상기 반도체 기판에 상기 불순물 이온을 주입하는 단계는Implanting the impurity ions into the semiconductor substrate through the first and second drain contact holes 상기 제1 및 제2 드레인 콘택홀을 통해 상기 반도체 기판에 상기 불순물 이온을 동시에 주입하는 단계;Simultaneously implanting the impurity ions into the semiconductor substrate through the first and second drain contact holes; 상기 제1 드레인 콘택홀을 차단하고 상기 제2 드레인 콘택홀을 개구시키는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및Forming a photoresist pattern blocking the first drain contact hole and opening the second drain contact hole; And 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 상기 제2 드레인 콘택홀을 통해 상기 반도체 기판에 상기 불순물 이온을 추가로 주입하는 단계를 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법.And implanting the impurity ions into the semiconductor substrate through the second drain contact hole using the photoresist pattern as a mask. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 불순물 이온은 인 또는 비소를 포함하는 n형 불순물 이온인 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법.And the impurity ions are n-type impurity ions containing phosphorus or arsenic. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 및 제2 드레인 콘택홀을 포함하는 절연막을 형성하는 단계는Forming an insulating layer including the first and second drain contact holes 상기 게이트 패턴을 포함하는 반도체 기판의 상부에 제1 절연막을 형성하는 단계;Forming a first insulating layer on the semiconductor substrate including the gate pattern; 상기 제1 절연막의 상부에 제2 절연막을 형성하는 단계; 및Forming a second insulating film on the first insulating film; And 상기 반도체 기판이 노출되도록 상기 제1 및 제2 절연막을 식각하는 단계를 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법.Etching the first and second insulating layers to expose the semiconductor substrate. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제1 절연막을 형성하는 단계 이 후, 상기 제2 절연막을 형성하는 단계 이전,After the forming of the first insulating film, before the forming of the second insulating film, 상기 소스 셀렉트 라인 및 상기 워드 라인 사이에서 상기 워드 라인에 나란하게 상기 반도체 기판을 노출시키도록 상기 제1 절연막을 식각하여 소스 콘택홀을 형성하는 단계; 및Forming a source contact hole by etching the first insulating layer to expose the semiconductor substrate parallel to the word line between the source select line and the word line; And 상기 소스 콘택홀을 통해 상기 반도체 기판에 소스 영역을 형성하는 단계를 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법.And forming a source region in the semiconductor substrate through the source contact hole. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 및 제2 드레인 콘택홀을 통해 상기 반도체 기판에 상기 불순물 이온을 동시에 주입하는 단계는 Simultaneously implanting the impurity ions into the semiconductor substrate through the first and second drain contact holes 상기 불순물 이온을 1E13 내지 1E16(ion/㎠)의 도즈량으로 1 내지 20KeV 에너지로 주입하여 실시하는 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법.A method of forming a junction region in a nonvolatile memory device, wherein the impurity ions are implanted at a dose of 1E13 to 1E16 (ion / cm 2) at 1 to 20 KeV energy. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 상기 제2 드레인 콘택홀을 통해 상기 반도체 기판에 상기 불순물 이온을 추가로 주입하는 단계는Implanting the impurity ions into the semiconductor substrate through the second drain contact hole using the photoresist pattern as a mask; 상기 불순물 이온을 1E13 내지 1E16(ion/㎠)의 도즈량으로 1 내지 30KeV 에너지로 주입하여 실시하는 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법. A method of forming a junction region in a nonvolatile memory device, wherein the impurity ions are implanted at 1 to 30 KeV energy at a dose of 1E13 to 1E16 (ion / cm 2). 드레인 셀렉트 라인, 소스 셀렉트 라인 및, 상기 드레인 셀렉트 라인과 소스 셀렉트 라인 사이에 나란하게 배열된 다수의 워드 라인을 포함하는 게이트 패턴을 반도체 기판의 상부에 형성하는 단계;Forming a gate pattern on the semiconductor substrate, the gate pattern including a drain select line, a source select line, and a plurality of word lines arranged side by side between the drain select line and the source select line; 상기 드레인 셀렉트 라인 및 상기 워드 라인 사이에서 상기 워드 라인에 인접한 상기 반도체 기판을 노출시키는 제1 드레인 콘택홀과, 상기 드레인 셀렉트 라인에 인접한 상기 반도체 기판을 노출시키는 제2 드레인 콘택홀을 포함하는 절연막을 형성하는 단계;An insulating film between the drain select line and the word line, the first drain contact hole exposing the semiconductor substrate adjacent to the word line and the second drain contact hole exposing the semiconductor substrate adjacent to the drain select line; Forming; 상기 제1 드레인 콘택홀 및 제2 드레인 콘택홀을 통해 상기 반도체 기판에 불순물 이온을 주입하는 단계; 및Implanting impurity ions into the semiconductor substrate through the first drain contact hole and the second drain contact hole; And 상기 제1 드레인 콘택홀에 주입된 상기 불순물 이온보다 상기 제2 드레인 콘택홀에 주입된 상기 불순물 이온의 활성화도를 높이는 단계를 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법.And increasing the activation degree of the impurity ions implanted into the second drain contact hole rather than the impurity ions implanted into the first drain contact hole. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제1 드레인 콘택홀에 주입된 상기 불순물 이온보다 상기 제2 드레인 콘택홀에 주입된 상기 불순물 이온의 활성화도를 높이는 단계는Increasing the activation degree of the impurity ions injected into the second drain contact hole rather than the impurity ions injected into the first drain contact hole 상기 제2 드레인 콘택홀을 통해 노출된 상기 반도체 기판을 레이저 조사를 통해 열처리하여 실시하는 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법.And a heat treatment of the semiconductor substrate exposed through the second drain contact hole by laser irradiation. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 레이저로 녹색 레이저를 이용하는 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법.A method for forming a junction region of a nonvolatile memory device using a green laser as the laser. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 레이저 조사로 실시되는 열처리는 200Å이내의 접합 영역을 타겟으로 실시하는 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법.The method of forming a junction region of a nonvolatile memory device, wherein the heat treatment performed by the laser irradiation targets a junction region within 200 mW. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제1 드레인 콘택홀과 상기 제2 드레인 콘택홀을 통해 상기 반도체 기판에 불순물 이온을 주입하는 단계 이후, 상기 제1 드레인 콘택홀에 주입된 불순물 이온보다 상기 제2 드레인 콘택홀에 주입된 상기 불순물 이온의 활성화도를 높이는 단계 이전,Implanting impurity ions into the semiconductor substrate through the first drain contact hole and the second drain contact hole; Before the step of increasing the activation of ions, 상기 제1 및 제2 드레인 콘택홀에 주입된 상기 불순물 이온을 RTA 또는 퍼니스(furnace) 방식을 이용하여 활성화시키는 단계를 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법.And activating the impurity ions implanted in the first and second drain contact holes by using an RTA or a furnace method. 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 불순물 이온을 RTA 또는 퍼니스(furnace) 방식을 이용하여 활성화시키는 단계는 800℃ 내지 1000℃의 온도에서 실시되는 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법.And activating the impurity ions using an RTA or a furnace method at a temperature of 800 ° C to 1000 ° C. 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 불순물 이온을 RTA 또는 퍼니스(furnace) 방식을 이용하여 활성화시키는 단계는 Activating the impurity ions using an RTA or furnace method N2분위기에서 150℃/sec의 램프-업 비율로 60초 이내에 실시하는 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법.A method of forming a junction region for a nonvolatile memory device, which is performed within 60 seconds at a ramp-up rate of 150 ° C./sec in an N 2 atmosphere. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 불순물 이온은 인 또는 비소를 포함하는 n형 불순물 이온인 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법.And the impurity ions are n-type impurity ions containing phosphorus or arsenic. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제1 및 제2 드레인 콘택홀을 포함하는 절연막을 형성하는 단계는Forming an insulating layer including the first and second drain contact holes 상기 게이트 패턴을 포함하는 반도체 기판의 상부에 제1 절연막을 형성하는 단계;Forming a first insulating layer on the semiconductor substrate including the gate pattern; 상기 제1 절연막의 상부에 제2 절연막을 형성하는 단계; 및Forming a second insulating film on the first insulating film; And 상기 반도체 기판이 노출되도록 상기 제1 및 제2 절연막을 식각하는 단계를 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법.Etching the first and second insulating layers to expose the semiconductor substrate. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 제1 절연막을 형성하는 단계 이 후, 상기 제2 절연막을 형성하는 단계 이전,After the forming of the first insulating film, before the forming of the second insulating film, 상기 소스 셀렉트 라인 및 상기 워드 라인 사이에서 상기 워드 라인에 나란하게 상기 반도체 기판을 노출시키도록 상기 제1 절연막을 식각하여 소스 콘택홀을 형성하는 단계; 및Forming a source contact hole by etching the first insulating layer to expose the semiconductor substrate parallel to the word line between the source select line and the word line; And 상기 소스 콘택홀을 통해 상기 반도체 기판에 소스 영역을 형성하는 단계를 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법.And forming a source region in the semiconductor substrate through the source contact hole. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제1 드레인 콘택홀과 상기 제2 드레인 콘택홀을 통해 상기 반도체 기판에 불순물 이온을 주입하는 단계는 Implanting impurity ions into the semiconductor substrate through the first drain contact hole and the second drain contact hole 상기 불순물 이온을 1E13 내지 1E16(ion/㎠)의 도즈량으로 1 내지 20KeV 에너지로 주입하여 실시하는 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역 형성방법.A method of forming a junction region in a nonvolatile memory device, wherein the impurity ions are implanted at a dose of 1E13 to 1E16 (ion / cm 2) at 1 to 20 KeV energy. 드레인 셀렉트 라인, 소스 셀렉트 라인 및, 상기 드레인 셀렉트 라인과 소스 셀렉트 라인 사이에 나란하게 배열된 다수의 워드 라인이 형성된 상부를 포함하는 반도체 기판;A semiconductor substrate including a drain select line, a source select line, and an upper portion formed with a plurality of word lines arranged side by side between the drain select line and the source select line; 상기 드레인 셀렉트 라인 및 상기 워드 라인 사이에서 상기 워드 라인에 인접한 상기 반도체 기판 내에 불순물 이온을 주입하여 형성된 제1 드레인 영역; 및A first drain region formed by implanting impurity ions into the semiconductor substrate adjacent to the word line between the drain select line and the word line; And 상기 드레인 셀렉트 라인 및 상기 워드 라인 사이에서 상기 반도체 기판 내에 상기 제1 드레인 영역 보다 깊은 깊이 또는 높은 농도로 상기 불순물 이온을 주 입하여 형성된 제2 드레인 영역을 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역. And a second drain region formed between the drain select line and the word line by implanting the impurity ions into the semiconductor substrate at a depth deeper or higher than that of the first drain region. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 불순물 이온은 인 또는 비소를 포함하는 n형 불순물 이온인 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역.And the impurity ions are n-type impurity ions including phosphorous or arsenic. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 소스 셀렉트 라인 및 상기 워드 라인 사이에서 상기 워드 라인에 나란하게 상기 반도체 기판내에 형성된 소스 영역을 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역.And a source region formed in the semiconductor substrate parallel to the word line between the source select line and the word line. 드레인 셀렉트 라인, 소스 셀렉트 라인 및, 상기 드레인 셀렉트 라인과 소스 셀렉트 라인 사이에 나란하게 배열된 다수의 워드 라인이 형성된 상부를 포함하는 반도체 기판;A semiconductor substrate including a drain select line, a source select line, and an upper portion formed with a plurality of word lines arranged side by side between the drain select line and the source select line; 상기 드레인 셀렉트 라인 및 상기 워드 라인 사이에서 상기 워드 라인에 인접한 상기 반도체 기판 내에 불순물 이온을 주입하여 형성된 제1 드레인 영역; 및A first drain region formed by implanting impurity ions into the semiconductor substrate adjacent to the word line between the drain select line and the word line; And 상기 드레인 셀렉트 라인 및 상기 워드 라인 사이에서 상기 반도체 기판 내에 상기 불순물 이온을 주입하여 형성되며, 상기 불순물 이온의 활성화도가 상기 제1 드레인 영역에 비해 높은 제2 드레인 영역을 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역.And a second drain region formed by implanting the impurity ions into the semiconductor substrate between the drain select line and the word line, wherein the impurity ions have a higher second drain region than the first drain region. Junction area. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22, 상기 불순물 이온은 인 또는 비소를 포함하는 n형 불순물 이온인 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역.And the impurity ions are n-type impurity ions including phosphorous or arsenic. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22, 상기 소스 셀렉트 라인 및 상기 워드 라인 사이에서 상기 워드 라인에 나란하게 상기 반도체 기판내에 형성된 소스 영역을 포함하는 불휘발성 메모리 소자의 접합 영역.And a source region formed in the semiconductor substrate parallel to the word line between the source select line and the word line.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130056568A (en) * 2011-11-22 2013-05-30 에스케이하이닉스 주식회사 Semiconductor device and method of manufacturing the same
CN105206672A (en) * 2014-06-20 2015-12-30 三星电子株式会社 Layouts And Vertical Structures Of Mosfet Devices
US9613811B2 (en) 2013-12-06 2017-04-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of manufacturing semiconductor devices

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130056568A (en) * 2011-11-22 2013-05-30 에스케이하이닉스 주식회사 Semiconductor device and method of manufacturing the same
US9613811B2 (en) 2013-12-06 2017-04-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of manufacturing semiconductor devices
CN105206672A (en) * 2014-06-20 2015-12-30 三星电子株式会社 Layouts And Vertical Structures Of Mosfet Devices
US9595582B2 (en) 2014-06-20 2017-03-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Layouts and vertical structures of MOSFET devices
CN105206672B (en) * 2014-06-20 2020-05-12 三星电子株式会社 Metal oxide semiconductor field effect transistor device

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