KR100504689B1 - Nand type flash memory device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비트 라인(BL)과 공통 소오스 라인(CSL)간의 절연효과가 높은 NAND형 플래시 메모리 소자 및 그의 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명은, 반도체 기판; 상기 기판상에 동일한 방향으로 신장되고 평행 배열된 스트링 선택 라인과 워드 라인과 접지 선택 라인을 포함하는 스트링; 상기 스트링을 이루는 각각의 라인이 신장되는 방향과 실질적으로 수직하는 방향으로 신장된 비트 라인; 상기 스트링 선택 라인의 드레인과 상기 비트 라인과는 전기적으로 도통되는 콘택 플러그; 및 상기 접지 선택 라인의 소오스와는 전기적으로 도통되는 하부막과, 상기 비트 라인과는 전기적으로 절연되는 상부막으로 구성되는 공통 소오스 라인을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 비트 라인과 공통 소오스 라인 사이의 절연효과가 높아지는 효과가 있다. 또한, 절연막의 전체 높이를 낮아짐으로써 후속 공정이 용이해지는 효과가 있다.The present invention discloses a NAND type flash memory device having a high insulation effect between a bit line BL and a common source line CSL, and a method of manufacturing the same. The present invention disclosed is a semiconductor substrate; A string including a string select line, a word line, and a ground select line arranged on the substrate and extending in the same direction and arranged in parallel; A bit line extending in a direction substantially perpendicular to a direction in which each line constituting the string extends; A contact plug in electrical connection with the drain of the string select line and the bit line; And a common source line including a lower layer electrically connected to the source of the ground selection line and an upper layer electrically insulated from the bit line. According to the present invention, there is an effect that the insulation effect between the bit line and the common source line is increased. In addition, by lowering the overall height of the insulating film, there is an effect that the subsequent process becomes easy.
Description
본 발명은 NAND형 플래시 메모리 소자 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비트 라인(BL)과 공통 소오스 라인(CSL)간의 절연효과가 높은 NAND형 플래시 메모리 소자 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a NAND flash memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a NAND flash memory device having a high insulation effect between the bit line (BL) and the common source line (CSL) and a method of manufacturing the same.
일반적으로 반도체 소자는 메모리 소자와 비메모리 소자로 대별되고, 이중에서 메모리 소자는 휘발성 메모리 소자(Volatile Memory Device)와 비휘발성 메모리 소자(Nonvolatile Memory Device)로 소별된다. 휘발성 메모리 소자란 전원의 공급이 중단되면 기록 상태가 유지가 되지 않는 것으로 동적 임의 접근 메모리(Dynamic Random Access Memory) 소자, 즉 디램(DRAM) 소자를 그 대표적인 예로 들 수 있다. 이와 달리, 비휘발성 메모리 소자란 전원의 공급을 중단하여도 기록 상태를 그대로 유지할 수 있는 것으로 전기적으로 기입(Program) 및 소거(Erase)할 수 있는 플래시 메모리(Flash Memory) 소자를 그 대표적인 예로 들 수 있다. 플래시 메모리 소자는 동작속도의 고속화에 유리한 NOR형과 수 개의 셀을 하나의 묶음체로 제어할 수 있어 고집적화에 유리한 NAND형으로 구분되는 것이 일반적이다.Generally, semiconductor devices are classified into memory devices and non-memory devices, and memory devices are classified into volatile memory devices and nonvolatile memory devices. A volatile memory device does not maintain a write state when a power supply is interrupted. The volatile memory device may be a dynamic random access memory device, that is, a DRAM device. In contrast, the nonvolatile memory device is a flash memory device that can be electrically programmed and erased even when the power supply is interrupted. have. Flash memory devices are generally classified into a NOR type, which is advantageous for speeding up operation speed, and a NAND type, which is advantageous for high integration because several cells can be controlled by one bundle body.
도 1은 종래 기술에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자의 일부를 도시한 평면도이다.1 is a plan view showing a part of a NAND type flash memory device according to the prior art.
도 1을 참조하면, NAND형 플래시 메모리 소자는 실리콘 기판(10)상에 스트링 선택 라인(30;String Selection Line)과 접지 선택 라인(40;Ground Selection Line) 사이에 수 개의 워드 라인(20;Word Line)이 연결되어 스트링(String)을 구성한다. 이러한 스트링은 비트 라인(70;Bit Line)에 수 개 연결되어 하나의 블록(Block)을 구성한다. 여기서, 스트링 선택 라인(30)의 드레인은 콘택 플러그(60)에 의해 비트 라인(70)과 전기적으로 연결되며, 접지 선택 라인(40)의 소오스는 공통 소오스 라인(50;Common Selection Line)과 전기적으로 연결되며, 블록내의 모든 스트링은 공통 소오스 라인(50)을 공유한다. Referring to FIG. 1, a NAND type flash memory device includes several word lines 20 between a string selection line 30 and a ground selection line 40 on a silicon substrate 10. Lines are connected to form a string. These strings are connected to several bit lines 70 to form one block. Here, the drain of the string select line 30 is electrically connected to the bit line 70 by the contact plug 60, and the source of the ground select line 40 is electrically connected to the common source line 50. All strings in the block share a common source line 50.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선을 절취한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 1.
도 2를 참조하면, NAND형 플래시 메모리 소자는 실리콘 기판(10)상에 형성된 스트링 선택 라인(30;SSL)과 접지 선택 라인(40;GSL) 사이에 수 개의 워드 라인(20;WL)이 배열되어 하나의 스트링(String)을 구성한다. 접지 선택 라인(40;GSL)의 소오스(14)는 공통 소오스 라인(50;CSL)과 전기적으로 연결되어 소자의 기입(Program)과 소거(Erase) 및 독출(Read)을 위한 기준전위를 제공한다. 스트링 선택 라인(30;SSL)의 드레인(12)은 제1절연막(45)과 제2절연막(55)을 관통하는 콘택 플러그(60)를 통하여 비트 라인(70;BL)과 전기적으로 연결되어 스트링(String)에 선택적으로 전위를 제공한다. 한편, 도 2에는 도시되지 아니 하였지만, 공통 소오스 라인(50)의 길이 방향과 수직하는 방향으로 수 개가 배열되는 비트 라인(70)은 제3절연막(미도시)에 의해 각각 이격되어 있다.Referring to FIG. 2, in a NAND type flash memory device, several word lines 20 (WL) are arranged between a string select line (SSL) 30 and a ground select line 40 (GSL) formed on a silicon substrate 10. To form a string. The source 14 of the ground select line 40 (GSL) is electrically connected to the common source line 50 (CSL) to provide a reference potential for programming, erasing, and reading the device. . The drain 12 of the string selection line 30 (SSL) is electrically connected to the bit line 70 (BL) through a contact plug 60 passing through the first insulating layer 45 and the second insulating layer 55. Optionally supply a potential to (String). Although not shown in FIG. 2, the bit lines 70 in which several are arranged in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the common source line 50 are spaced apart from each other by a third insulating film (not shown).
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 절취한 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1.
도 3을 참조하면, 실리콘 기판(10)상에 형성된 공통 소오스 라인(50)과 비트 라인(70)은 제2절연막(55)에 의하여 절연되어 있다. 비트 라인(70)은 공통 소오스 라인(50)의 길이 방향으로 수 개가 평행 배열되어 있으며, 상기한 바와 같이 비트 라인(70) 각각은 제3절연막(65)에 의해 서로 이격되어 있다.Referring to FIG. 3, the common source line 50 and the bit line 70 formed on the silicon substrate 10 are insulated by the second insulating layer 55. The bit lines 70 are arranged in parallel in the longitudinal direction of the common source line 50, and as described above, each of the bit lines 70 is spaced apart from each other by the third insulating layer 65.
위에서 살펴본 바와 같이, NAND형 플래시 메모리 소자는 그 구조상 비트 라인(70)과 콘택 플러그(60)는 직접적으로 연결되어야 한다. 그러나, 비트 라인(70)과 공통 소오스 라인(50)은 전기적으로 완전히 절연시켜야 하나, 비트 라인(70)과 공통 소오스 라인(50)을 절연시키는 제2절연막(55)은 산화막으로 구성되어 있어 절연효과가 낮다. 또한, 콘택 플러그(60)와 비트 라인(70)은 제2절연막(55)을 형성한 후 선택적으로 식각하는 공정으로 형성된다. 따라서, 비트 라인(70)과 공통 소오스 라인(50)이 서로 연결되는 것을 방지하기 위하여 제2절연막(55)을 두껍게 형성하여야 한다. 이 경우, 콘택 플러그(60) 형성시 두꺼운 제2절연막(55)을 식각하여야 하므로 최근의 고집적화 추세에 따른 작은 사이즈의 콘택 플러그(60)를 형성하는데 있어서 어려움이 따르는 문제점이 있다.As described above, in the NAND type flash memory device, the bit line 70 and the contact plug 60 must be directly connected. However, the bit line 70 and the common source line 50 must be electrically insulated completely. However, the second insulating layer 55 that insulates the bit line 70 and the common source line 50 is composed of an oxide film. The effect is low. In addition, the contact plug 60 and the bit line 70 may be formed by a process of selectively etching the second insulating layer 55. Therefore, in order to prevent the bit line 70 and the common source line 50 from being connected to each other, the second insulating layer 55 should be formed thick. In this case, since the thick second insulating layer 55 needs to be etched when the contact plug 60 is formed, there is a problem in that a small size of the contact plug 60 is formed according to the recent high integration trend.
이에, 본 발명은 상기한 종래 기술상의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 비트 라인과 공통 소오스 라인간의 절연효과가 높은 NAND형 플래시 메모리 소자 및 그의 제조방법을 제공함에 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a NAND flash memory device having a high insulation effect between a bit line and a common source line, and a method of manufacturing the same.
또한, 본 발명의 다른 목적은 비트 라인과 공통 소오스 라인간의 절연막 두께가 낮은 NAND형 플래시 메모리 소자 및 그의 제조방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a NAND type flash memory device having a low insulating film thickness between a bit line and a common source line, and a method of manufacturing the same.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자는, 반도체 기판; 상기 기판상에 동일한 방향으로 신장되고 평행 배열된 스트링 선택 라인과 워드 라인과 접지 선택 라인을 포함하는 스트링; 상기 스트링을 이루는 각각의 라인이 신장되는 방향과 실질적으로 수직하는 방향으로 신장된 비트 라인; 상기 스트링 선택 라인의 드레인과 상기 비트 라인과는 전기적으로 도통되는 콘택 플러그; 및 상기 접지 선택 라인의 소오스와는 전기적으로 도통되는 하부막과, 상기 비트 라인과는 전기적으로 절연되는 상부막으로 구성되는 공통 소오스 라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a NAND flash memory device comprising: a semiconductor substrate; A string including a string select line, a word line, and a ground select line arranged on the substrate and extending in the same direction and arranged in parallel; A bit line extending in a direction substantially perpendicular to a direction in which each line constituting the string extends; A contact plug in electrical connection with the drain of the string select line and the bit line; And a common source line including a lower layer electrically connected to the source of the ground selection line and an upper layer electrically insulated from the bit line.
상기 기판과 비트 라인 사이에 1개층의 층간절연막이 형성되어 있고, 상기 콘택 플러그는 상기 층간절연막을 관통하여 상기 스트링 선택 라인의 드레인과 비트 라인을 전기적으로 도통시키며, 상기 공통 소오스 라인은 상기 층간절연막을 관통하여 상기 접지 선택 라인의 소오스와는 상기 하부막에 의해 전기적으로 도통되며, 상기 비트 라인과는 상기 상부막에 의해 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 한다. One layer of an interlayer insulating film is formed between the substrate and the bit line, and the contact plug penetrates the interlayer insulating film to electrically conduct the drain and the bit line of the string selection line, and the common source line is the interlayer insulating film. The conductive material is electrically connected to the source of the ground selection line by the lower layer and is electrically insulated from the bit line by the upper layer.
또는, 상기 기판과 비트 라인 사이에 제1층간절연막과 제2층간절연막으로 구성된 2개층의 층간절연막이 형성되어 있고, 상기 콘택 플러그는 상기 제1층간절연막과 제2층간절연막을 관통하여 상기 스트링 선택 라인의 드레인과 비트 라인을 전기적으로 도통시키며, 상기 공통 소오스 라인은 상기 제1층간절연막을 관통하여 상기 접지 선택 라인의 소오스와는 상기 하부막에 의해 전기적으로 도통되며, 상기 비트 라인과는 상기 상부막과 제2층간절연막에 의해 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 한다. Alternatively, two interlayer insulating films including a first interlayer insulating film and a second interlayer insulating film are formed between the substrate and the bit line, and the contact plug passes through the first interlayer insulating film and the second interlayer insulating film to select the string. A drain line of the line and a bit line are electrically connected to each other, and the common source line passes through the first interlayer insulating layer, and is electrically connected to the source of the ground selection line by the lower layer. The film is electrically insulated by the second interlayer insulating film.
상기 공통 소오스 라인을 구성하는 하부막은 폴리실리콘막이고, 상부막은 질화막인 것을 특징으로 한다.The lower layer constituting the common source line is a polysilicon layer, and the upper layer is a nitride layer.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자의 제조방법은, 반도체 기판을 제공하는 단계; 상기 기판상에 스트링 선택 라인과 워드 라인과 접지 선택 라인을 포함하는 스트링을 형성하는 단계; 상기 스트링이 형성된 기판 전면상에 층간절연막을 형성하는 단계; 상기 접지 선택 라인의 드레인이 노출되도록 상기 층간절연막을 선택적으로 제거하여 제1콘택홀을 형성하는 단계; 상기 제1콘택홀을 제1도전체와 절연체를 순차로 매립하여 상기 제1도전체로 구성된 하부막과 상기 절연체로 구성된 상부막을 형성하여, 상기 하부막과 상부막을 포함하는 공통 소오스 라인을 형성하는 단계; 상기 스트링 선택 라인의 드레인이 노출되도록 상기 층간절연막을 선택적으로 제거하여 제2콘택홀을 형성하는 단계; 상기 제2콘택홀을 제2도전체로 매립하여 콘택 플러그를 형성하는 단계; 및 상기 층간절연막상에 상기 공통 소오스 라인과는 상기 상부막에 의해 전기적으로 절연되며 상기 콘택 플러그와는 전기적으로 도통되는 비트 라인을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a NAND flash memory device, the method including: providing a semiconductor substrate; Forming a string including a string select line, a word line, and a ground select line on the substrate; Forming an interlayer insulating film on an entire surface of the substrate on which the string is formed; Selectively removing the interlayer insulating layer to expose a drain of the ground select line to form a first contact hole; Filling the first contact hole with the first conductor and the insulator sequentially to form a lower layer formed of the first conductor and an upper layer formed of the insulator, thereby forming a common source line including the lower layer and the upper layer; ; Selectively removing the interlayer insulating layer to expose a drain of the string select line to form a second contact hole; Filling the second contact hole with a second conductor to form a contact plug; And forming a bit line on the interlayer insulating layer, the bit line being electrically insulated from the common source line by the upper layer and electrically connected to the contact plug.
상기 공통 소오스 라인을 형성하는 단계는, 상기 제1콘택홀을 매립하도록 상기 층간절연막상에 제1도전체를 증착하는 단계; 상기 층간절연막이 노출되도록 상기 제1도전체를 식각하되, 상기 제1콘택홀내에 증착된 제1도전체 일부도 식각하여 상기 제1도전체로 구성되며 상기 제1콘택홀의 높이보다 낮은 높이를 가지며 상기 접지 선택 라인의 드레인과 전기적으로 도통되는 하부막을 형성하는 단계; 상기 하부막이 형성된 제1콘택홀의 매립되지 아니한 나머지 부분이 매립되도록 상기 층간절연막상에 절연체를 증착하는 단계; 및 상기 층간절연막이 노출되도록 상기 절연체를 화학기계적 연마로 평탄화하여, 상기 절연체로 구성되며 상기 비트 라인과 전기적으로 절연되는 상부막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The forming of the common source line may include depositing a first conductor on the interlayer insulating layer to fill the first contact hole; The first conductor is etched to expose the interlayer insulating layer, and a portion of the first conductor deposited in the first contact hole is etched to constitute the first conductor and has a height lower than that of the first contact hole. Forming a lower layer in electrical communication with the drain of the ground select line; Depositing an insulator on the interlayer insulating film such that the remaining portion of the first contact hole in which the lower layer is formed is not buried; And planarizing the insulator by chemical mechanical polishing so that the interlayer insulating layer is exposed, thereby forming an upper layer composed of the insulator and electrically insulated from the bit line.
상기 공통 소오스 라인을 구성하는 하부막은 폴리실리콘막으로 형성되고, 상기 상부막은 질화막으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The lower layer constituting the common source line is formed of a polysilicon layer, and the upper layer is formed of a nitride layer.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일실시예에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자의 제조방법은, 반도체 기판을 제공하는 단계; 상기 기판상에 스트링 선택 라인과 워드 라인과 접지 선택 라인을 포함하는 스트링을 형성하는 단계; 상기 스트링이 형성된 기판 전면상에 제1층간절연막을 형성하는 단계; 상기 접지 선택 라인의 드레인이 노출되도록 상기 제1층간절연막을 선택적으로 제거하여 제1콘택홀을 형성하는 단계; 상기 제1콘택홀을 제1도전체와 절연체를 순차로 매립하여 상기 제1도전체로 구성된 하부막과 상기 절연체로 구성된 상부막을 형성하여, 상기 하부막과 상부막을 포함하는 공통 소오스 라인을 형성하는 단계; 상기 제1층간절연막상에 제2층간절연막을 형성하는 단계; 상기 스트링 선택 라인의 드레인이 노출되도록 상기 제2층간절연막과 제1층간절연막을 선택적으로 제거하여 제2콘택홀을 형성하는 단계; 상기 제2콘택홀을 제2도전체로 매립하여 콘택 플러그를 형성하는 단계; 및 상기 제2층간절연막상에 상기 공통 소오스 라인과는 상기 상부막과 제1층간절연막에 의해 전기적으로 절연되며 상기 콘택 플러그와는 전기적으로 도통되는 비트 라인을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, a method of manufacturing a NAND flash memory device according to another embodiment of the present invention for achieving the above object comprises the steps of providing a semiconductor substrate; Forming a string including a string select line, a word line, and a ground select line on the substrate; Forming a first interlayer insulating film on an entire surface of the substrate on which the string is formed; Selectively removing the first interlayer insulating layer to expose a drain of the ground select line to form a first contact hole; Filling the first contact hole with the first conductor and the insulator sequentially to form a lower layer formed of the first conductor and an upper layer formed of the insulator, thereby forming a common source line including the lower layer and the upper layer; ; Forming a second interlayer insulating film on the first interlayer insulating film; Selectively removing the second interlayer dielectric layer and the first interlayer dielectric layer so that the drain of the string select line is exposed to form a second contact hole; Filling the second contact hole with a second conductor to form a contact plug; And forming a bit line on the second interlayer insulating layer, the bit line being electrically insulated from the common source line by the upper layer and the first interlayer insulating layer and electrically connected to the contact plug. .
상기 공통 소오스 라인을 형성하는 단계는, 상기 제1콘택홀을 매립하도록 상기 제1층간절연막상에 제1도전체를 증착하는 단계; 상기 제1층간절연막이 노출되도록 상기 제1도전체를 식각하되, 상기 제1콘택홀내에 증착된 제1도전체 일부도 식각하여 상기 제1도전체로 구성되며 상기 제1콘택홀의 높이보다 낮은 높이를 가지며 상기 접지 선택 라인의 드레인과 전기적으로 도통되는 하부막을 형성하는 단계; 상기 하부막이 형성된 제1콘택홀의 매립되지 아니한 나머지 부분이 매립되도록 상기 제1층간절연막상에 절연체를 증착하는 단계; 상기 제1층간절연막이 노출되도록 상기 절연체를 화학기계적 연마로 평탄화하여, 상기 절연체로 구성되며 상기 비트 라인과 전기적으로 절연되는 상부막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The forming of the common source line may include depositing a first conductor on the first interlayer insulating layer to fill the first contact hole; The first conductor is etched to expose the first interlayer insulating layer, and a portion of the first conductor deposited in the first contact hole is also etched to form a height lower than the height of the first contact hole. Forming a bottom layer having a bottom layer and electrically connected to a drain of the ground select line; Depositing an insulator on the first interlayer insulating film such that the remaining portion of the first contact hole in which the lower layer is formed is not buried; And planarizing the insulator by chemical mechanical polishing so that the first interlayer insulating film is exposed, thereby forming an upper film composed of the insulator and electrically insulated from the bit line.
상기 공통 소오스 라인을 구성하는 하부막은 폴리실리콘막으로 형성되고, 상기 상부막은 질화막으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The lower layer constituting the common source line is formed of a polysilicon layer, and the upper layer is formed of a nitride layer.
본 발명에 의하면, 비트 라인과 공통 소오스 라인 사이의 절연효과가 높아지고, 절연막의 전체 높이가 낮아진다.According to the present invention, the insulating effect between the bit line and the common source line is increased, and the overall height of the insulating film is lowered.
이하, 본 발명에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자 및 그의 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면에 있어서, 막 및 영역의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어 진 것이다. 또한, 막이 다른 막 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우는 그것은 다른 막 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그 사이에 제3의 막이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, a NAND flash memory device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed subject matter is thorough and complete, and that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey. In the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for clarity. Also, where a film is said to be "on" another film or substrate, it may be formed directly on another film or substrate, or a third film may be interposed therebetween. Like numbers refer to like elements throughout the specification.
도 4는 본 발명에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자를 도시한 평면도이고, 도 5 및 도 6은 도 4의 Ⅰ-Ⅰ선을 절취한 단면도이다. 도 7 내지 14는 본 발명의 일실시예에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자의 제조방법을 도시한 공정별 단면도이고, 도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자의 공통 소오스 라인을 길이 방향으로 절취한 단면도이다. 도 16 내지 도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자의 제조방법을 도시한 공정별 단면도이고, 도 23는 본 발명의 다른 실시예에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자의 공통 소오스 라인을 길이 방향으로 절취한 단면도이다.4 is a plan view illustrating a NAND flash memory device according to the present invention, and FIGS. 5 and 6 are cross-sectional views taken along line II of FIG. 4. 7 to 14 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a NAND flash memory device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 15 illustrates a common source line of a NAND flash memory device according to an embodiment of the present invention. It is sectional drawing cut in the longitudinal direction. 16 to 22 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a NAND flash memory device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 23 is a common source line of a NAND flash memory device according to another embodiment of the present invention. Is a cross-sectional view taken in the longitudinal direction.
(실시예)(Example)
본 발명에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자는, 도 4에 도시된 바와 같이, 실리콘(Si)과 같은 반도체 기판(100)상에 동일한 방향으로 신장되고 평행 배열된 스트링 선택 라인(300;String Selection Line)과 접지 선택 라인(400;Ground Selection Line) 사이에 수 개의 워드 라인(200;Word Line)을 포함하는 스트링(110;String)을 단위로 하여 구성되어 있다. 그리고, 스트링(110)을 이루는 각각의 라인(200)(300)(400)이 신장되는 방향과 실질적으로 수직하는 방향으로 비트 라인(700;Bit Line)이 신장되어 있다. 여기서, 스트링 선택 라인(300)의 드레인(도 5의 120 참조)과 비트 라인(700)은 전도체로 이루어진 콘택 플러그(600;Contact Plug)에 의해 전기적으로 도통된다. 또한, 접지 선택 라인(400)의 소오스(도 5의 140 참조)와 전기적으로 도통되는 하부막(510)과, 비트 라인(700)과 전기적으로 절연되는 상부막(520)으로 구성되는 공통 소오스 라인(500;Common Source Line)이 접지 선택 라인(400) 사이에 형성되어 있다. 공통 소오스 라인(500)에 있어서, 하부막(510)은 전기적으로 도통되는 성질을 지녀야 하므로 폴리실리콘과 같은 도전체로 형성되어 있는 것이 바람직하며, 상부막(520)은 전기적으로 절연되는 성질을 지녀야 하므로 특히 고유전율을 가진 질화막으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.In the NAND type flash memory device according to the present invention, as shown in FIG. 4, a string selection line 300 extended and arranged in parallel in the same direction on a semiconductor substrate 100 such as silicon (Si). And a string 110 including a plurality of word lines 200 between a ground selection line 400 and a ground selection line 400. The bit line 700 extends in a direction substantially perpendicular to the direction in which the lines 200, 300, and 400 of the string 110 extend. Here, the drain of the string select line 300 (see 120 of FIG. 5) and the bit line 700 are electrically connected by a contact plug 600 made of a conductor. In addition, a common source line including a lower layer 510 electrically connected to a source of the ground select line 400 (see 140 in FIG. 5) and an upper layer 520 electrically insulated from the bit line 700. A common source line 500 is formed between the ground select lines 400. In the common source line 500, since the lower layer 510 should have an electrically conductive property, the lower layer 510 is preferably formed of a conductor such as polysilicon, and the upper layer 520 must have an electrically insulating property. In particular, it is preferable to form the nitride film having a high dielectric constant.
이와 같은 구조에 있어서, 접지 선택 라인(400)의 소오스(140)는 공통 소오스 라인(500)과 전기적으로 도통되어 소자의 기입(Program)과 소거(Erase) 및 독출(Read)을 위한 기준 전위를 제공한다. 스트링 선택 라인(300)의 드레인(120)은 콘택 플러그(600)를 통하여 비트 라인(700)과 전기적으로 도통되어 스트링(110)에 선택적으로 전위를 제공한다.In such a structure, the source 140 of the ground select line 400 is electrically connected to the common source line 500 to provide a reference potential for programming, erasing, and reading the device. to provide. The drain 120 of the string select line 300 is electrically connected to the bit line 700 via the contact plug 600 to selectively provide a potential to the string 110.
한편, 기판(100)과 비트 라인(700) 사이에는 1개층으로 이루어진 단층구조의 층간절연막 또는 2개층 이상으로 이루어진 적층구조의 층간절연막이 형성되어 있는데, 이를 도 4의 Ⅰ-Ⅰ선의 단면을 도시한 도 5와 도 6을 참조하여 설명한다.On the other hand, between the substrate 100 and the bit line 700, an interlayer insulating film having a single layer structure or an interlayer insulating film having a multilayer structure having two or more layers is formed, which is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. This will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
도 5를 참조하여, 기판(100)과 비트 라인(700) 사이에는 1개층의 층간절연막(450)만이 형성되어 있을 수 있다. 여기서, 콘택 플러그(600)는 층간절연막(450)을 관통하여 스트링 선택 라인(300)의 드레인(120)과 비트 라인(700)을 전기적으로 도통시킨다. 그리고, 공통 소오스 라인(510)은 층간절연막(450)을 관통하여 접지 선택 라인(400)의 소오스(140)와는 폴리실리콘과 같은 전도체로 이루어진 하부막(510)에 의해 전기적으로 도통되며, 비트 라인(700)과는 질화막과 같은 고유전율 물질로 이루어진 상부막(520)에 의해 전기적으로 절연된다. 따라서, 공통 소오스 라인(500)과 비트 라인(700)은 별도의 층간절연막의 개재없이 질화막과 같은 고유전율 물질로 이루어진 상부막(520)에 의해 충분히 절연된다. 또한, 공통 소오스 라인(500)과 비트 라인(700)간의 절연을 위한 별도의 층간절연막이 형성되어 있지 아니하므로 소자 전체의 높이가 낮아지게 된다.Referring to FIG. 5, only one layer of the interlayer insulating layer 450 may be formed between the substrate 100 and the bit line 700. Here, the contact plug 600 penetrates the interlayer insulating film 450 to electrically conduct the drain 120 and the bit line 700 of the string select line 300. The common source line 510 penetrates the interlayer insulating film 450 and is electrically connected to the source 140 of the ground select line 400 by the lower layer 510 made of a conductor such as polysilicon. The 700 is electrically insulated from the upper film 520 made of a high dielectric constant material such as a nitride film. Accordingly, the common source line 500 and the bit line 700 are sufficiently insulated by the upper layer 520 made of a high dielectric constant material such as a nitride layer without intervening a separate interlayer insulating layer. In addition, since a separate interlayer insulating film for insulating between the common source line 500 and the bit line 700 is not formed, the height of the entire device is lowered.
도 6을 참조하여, 기판(100')과 비트 라인(700') 사이에는 제1층간절연막(450')과 제2층간절연막(650')으로 구성된 2개층의 층간절연막이 형성되어 있을 수 있다. 여기서, 콘택 플러그(600')는 제1층간절연막(450')과 제2층간절연막(550')을 관통하여 스트링 선택 라인(300')의 드레인(120')과 비트 라인(700')을 전기적으로 도통시킨다. 그리고, 공통 소오스 라인(500')은 제1층간절연막(450')을 관통하여 접지 선택 라인(400')의 소오스(140')와는 폴리시리콘과 같은 전도체로 이루어진 하부막(510')에 의해 전기적으로 도통되며, 비트 라인(700')과는 질화막과 같은 고유전율 물질로 이루어진 상부막(520')과 산화막 등으로 이루어진 제2층간절연막(550')에 의해 전기적으로 절연된다. 따라서, 공통 소오스 라인(500')과 비트 라인(700')은 질화막과 같은 고유전율 물질로 이루어진 상부막(520') 이외에 제2층간절연막(550')에 의해서도 전기적으로 절연되므로 절연효과가 극대화된다.Referring to FIG. 6, two layers of an interlayer insulating film including a first interlayer insulating film 450 ′ and a second interlayer insulating film 650 ′ may be formed between the substrate 100 ′ and the bit line 700 ′. . Here, the contact plug 600 'penetrates through the first interlayer insulating film 450' and the second interlayer insulating film 550 'to drain the bit 120' and the bit line 700 'of the string select line 300'. It is electrically conductive. The common source line 500 'penetrates through the first interlayer insulating layer 450' and is formed by a lower layer 510 'formed of a conductor such as polysilicon with the source 140' of the ground select line 400 '. Electrically conductive, the bit line 700 'is electrically insulated from the upper layer 520' made of a high dielectric constant material such as a nitride film and the second interlayer insulating film 550 'made of an oxide film or the like. Therefore, the common source line 500 'and the bit line 700' are electrically insulated by the second interlayer insulating film 550 'in addition to the upper film 520' made of a high dielectric constant material such as a nitride film, thereby maximizing the insulating effect. do.
이하, 본 발명의 일시예에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자의 제조방법을 도 7 내지 도 15를 참조하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a NAND flash memory device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 15.
본 발명의 일시예에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자의 제조방법은, 도 7에 도시된 바와 같이, 먼저 실리콘과 같은 반도체 원소로 구성된 반도체 기판(100)을 준비한다. 그런다음, 기판(100)상에 소정의 물질의 증착과 식각과 이온주입 등의 제공정을 통해 스트링 선택 라인(300)과 워드 라인(200)과 접지 선택 라인(400)을 포함하는 스트링(110)을 형성한다. 이때, 워드 라인(200)은 데이터를 저장하기 위한 플로팅 게이트를 포함하는 구조로 형성하며, 스트링 선택 라인(300)이나 접지 선택 라인(400)은 데이터를 저장하는 플로팅 게이트를 요하지 않으므로 플로팅 게이트를 포함하지 않는 구조로 형성한다. 계속하여, 스트링(110)이 형성된 기판(100) 전면상에 산화막 등을 증착하여 층간절연막(450)을 형성한다.In the method of manufacturing a NAND flash memory device according to one embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7, first, a semiconductor substrate 100 made of a semiconductor element such as silicon is prepared. Next, the string 110 including the string select line 300, the word line 200, and the ground select line 400 through deposition of a predetermined material on the substrate 100, and provision of etching and ion implantation. ). In this case, the word line 200 is formed in a structure including a floating gate for storing data, and the string select line 300 or the ground select line 400 includes a floating gate because it does not require a floating gate for storing data. It is formed in a structure that does not. Subsequently, an interlayer insulating film 450 is formed by depositing an oxide film or the like on the entire surface of the substrate 100 on which the string 110 is formed.
다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 포토 공정으로 층간절연막(450)상에 일정한 형태의 감광막 패턴(미도시)을 형성한 다음, 감광막 패턴(미도시)을 마스크로 하는 건식 식각 공정을 이용하여 접지 선택 라인(400)의 드레인(140)이 노출되도록 층간절연막(450)을 선택적으로 제거한다. 그리하여, 층간절연막(450)을 관통하여 접지 선택 라인(400)의 드레인(140)을 개방시키는 제1콘택홀(470)을 형성한다. 다음으로, 제1콘택홀(470)을 매립하도록 상기 층간절연막상에 제1도전체(510a)를 증착한다. Next, as shown in FIG. 8, a photoresist pattern (not shown) having a predetermined shape is formed on the interlayer insulating layer 450 by a photo process, and then a dry etching process using the photoresist pattern (not shown) as a mask is used. Thus, the interlayer insulating film 450 is selectively removed to expose the drain 140 of the ground select line 400. Thus, a first contact hole 470 is formed through the interlayer insulating film 450 to open the drain 140 of the ground select line 400. Next, a first conductor 510a is deposited on the interlayer insulating layer so as to fill the first contact hole 470.
이어서, 도 9에 도시된 바와 같이, 층간절연막(450)이 노출되도록 제1도전체(510a)를 식각한다. 이때, 제1콘택홀(470)내에 증착된 제1도전체(510a) 일부도 식각하여 제1도전체(510a)로 구성되며 제1콘택홀(470)의 높이보다 낮은 높이를 가지며 접지 선택 라인(400)의 드레인(140)과 전기적으로 도통되는 하부막(510)을 형성한다. 하부막(510)은 전기적으로 도통되어야 하므로 폴리실리콘막으로 형성하는 것이 바람직하며, 이외에 다른 전도성 물질로도 형성할 수 있음은 물론이다.Next, as illustrated in FIG. 9, the first conductor 510a is etched to expose the interlayer insulating film 450. At this time, a part of the first conductor 510a deposited in the first contact hole 470 is also etched to constitute the first conductor 510a, and has a height lower than that of the first contact hole 470 and the ground selection line. A lower layer 510 is formed to be electrically connected to the drain 140 of 400. Since the lower layer 510 should be electrically conductive, the lower layer 510 may be formed of a polysilicon layer, and may be formed of another conductive material.
다음으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 도전성 하부막(510)이 형성된 제1콘택홀(470) 내부 공간에서 매립되지 아니한 나머지 부분이 매립되도록 층간절연막(470)상에 절연체(520a)를 증착한다. Next, as shown in FIG. 10, an insulator 520a is deposited on the interlayer insulating layer 470 so that the remaining portion which is not buried in the first contact hole 470 in which the conductive lower layer 510 is formed is buried. do.
그다음, 도 11에 도시된 바와 같이, 층간절연막(450)이 노출되도록 절연체(520a)를 화학기계적 연마(CMP)로 평탄화한다. 그리하여, 절연체(520a)로 구성되며 후속 공정으로 형성되는 비트 라인(도 14의 700 참조)과 전기적으로 절연되는 상부막(520)을 형성한다. 따라서, 접지 선택 라인(400)의 소오스(140)와 전기적으로 도통되는 하부막(510)과, 하부막(510)상에 형성되며 후속하는 비트 라인(도 의 14의 700 참조)과 전기적으로 절연되는 상부막(520)으로 구성되는 공통 소오스 라인(500)을 형성한다. 상부막(520)으로는 절연성이 우수한 질화막으로 형성하는 것이 바람직하며, 이외에 다른 절연성 물질로도 형성할 수 있음은 물론이다. Next, as shown in FIG. 11, the insulator 520a is planarized by chemical mechanical polishing (CMP) so that the interlayer insulating film 450 is exposed. Thus, an upper film 520 formed of the insulator 520a and electrically insulated from the bit line (see 700 of FIG. 14) formed in a subsequent process is formed. Accordingly, the lower layer 510 is electrically connected to the source 140 of the ground select line 400, and is electrically insulated from the subsequent bit line (see 700 in FIG. 14) formed on the lower layer 510. The common source line 500 formed of the upper layer 520 is formed. The upper film 520 is preferably formed of a nitride film having excellent insulating properties, and of course, may be formed of another insulating material.
이어서, 도 12에 도시된 바와 같이, 스트링 선택 라인(300)의 드레인(120)이 노출되도록 층간절연막(450)을 선택적으로 제거하여 제2콘택홀(570)을 형성한다. 계속하여, 층간절연막(450)상에의 제2도전체의 증착과 화학기계적 연마 공정 등으로 제2콘택홀(570)을 매립하여 콘택 플러그(600)를 형성한다. Next, as illustrated in FIG. 12, the interlayer insulating layer 450 is selectively removed to expose the drain 120 of the string select line 300 to form a second contact hole 570. Subsequently, the second contact hole 570 is buried by deposition of the second conductor on the interlayer insulating film 450, a chemical mechanical polishing process, or the like to form a contact plug 600.
그다음, 도 13에 도시된 바와 같이, 공통 소오스 라인(500)과 콘택 플러그(600)가 형성되어 있는 층간절연막(450)상에 소정의 산화막(640a)을 형성한다. 이때의 산화막(640a)은 후속으로 형성되는 비트 라인(도 14의 700 참조)간을 서로 절연 이격시키기 위한 것이다. 한편, 산화막(640a)을 형성하기 이전에 산화막(640a)에 대한 식각 공정시 산화막(640a) 하부에 형성되어 있는 층간절연막(450)을 식각 손상으로부터 보호하기 위하여 소정의 식각 보호막(620a)을 더 형성할 수 있다.Next, as shown in FIG. 13, a predetermined oxide film 640a is formed on the interlayer insulating film 450 on which the common source line 500 and the contact plug 600 are formed. At this time, the oxide film 640a is to insulate the space between the bit lines (see 700 of FIG. 14) formed subsequently. Meanwhile, in order to protect the interlayer insulating film 450 formed under the oxide film 640a from etching damage during the etching process on the oxide film 640a before the oxide film 640a is formed, a predetermined etching protective film 620a is further added. Can be formed.
다음으로, 도 14에 도시된 바와 같이, 포토 공정과 식각 공정 등을 이용하여 산화막(640a)을 패터닝 한 후, 패터닝된 산화막(도 15의 640 참조)에 의해 서로 이격되는 비트 라인(700)을 형성한다. 이때, 비트 라인(700)은 콘택 플러그(600)와는 전기적으로 도통되지만, 공통 소오스 라인(500)과는 절연성이 우수한 질화막 등으로 형성된 상부막(520)에 의해 전기적으로 절연된다. 만일, 식각 보호막(620a)을 더 형성하는 경우에는 식각 보호막(620a)을 산화막(640a)과 같이 패터닝한다. Next, as shown in FIG. 14, after the oxide film 640a is patterned by using a photo process and an etching process, the bit lines 700 spaced apart from each other by the patterned oxide film (see 640 of FIG. 15) are formed. Form. In this case, the bit line 700 is electrically connected to the contact plug 600, but is electrically insulated from the common source line 500 by the upper layer 520 formed of a nitride film having excellent insulation. If the etching protection film 620a is further formed, the etching protection film 620a is patterned like the oxide film 640a.
도 4의 Ⅱ-Ⅱ선을 절취한 도 15에 도시된 바와 같이, 공통 소오스 라인(500)은 전도성의 하부막(510)에 의해 기판(100), 구제척으로는 접지 선택 라인의 소오스와 전기적으로 도통된다. 또한, 공통 소오스 라인(520)은 절연성이 우수한 상부막(520)에 의해 비트 라인(700)과 전기적으로 충분히 절연된다. 따라서, 공통 소오스 라인(520)과 비트 라인(700) 사이에 전기적으로 절연시키기 위한 별도의 절연막 형성이 필요치 않다. 한편, 비트 라인(700)은 패터닝된 산화막(640), 또는 패터닝된 산화막(640)과 식각 보호막(620)에 의해 서로 이격되어 있다.As shown in FIG. 15, taken along the line II-II of FIG. 4, the common source line 500 is electrically connected to the substrate 100 by the conductive underlayer 510 and to the relief and the source of the ground selection line. Is conducted. In addition, the common source line 520 is sufficiently electrically insulated from the bit line 700 by the upper layer 520 having excellent insulation property. Therefore, a separate insulating film is not required to electrically insulate between the common source line 520 and the bit line 700. Meanwhile, the bit lines 700 are spaced apart from each other by the patterned oxide layer 640 or the patterned oxide layer 640 and the etching protection layer 620.
계속하여, 후속 공정을 진행하여 전도성 하부막과 절연성 상부막으로 구성되는 공통 소오스 라인이 형성되어 있어, 공통 소오스 라인과 비트 라인 사이에 전기적 절연을 위한 별도의 층간절연막 형성이 필요없는 NAND형 플래시 메모리 소자를 완성한다.Subsequently, a subsequent process is performed to form a common source line consisting of a conductive lower layer and an insulating upper layer, thereby eliminating the need for a separate interlayer insulating layer for electrical insulation between the common source line and the bit line. Complete the device.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자의 제조방법을 도 16 내지 도 23을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a NAND flash memory device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 16 to 23.
본 발명의 다른 실시예에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자의 제조방법은, 도 16에 도시된 바와 같이, 먼저 반도체 기판(100')상에 스트링 선택 라인(300')과 워드 라인(200')과 접지 선택 라인(400')을 포함하는 스트링(110')을 형성한 다음, 스트링(110')이 형성된 기판(100') 전면상에 산화막 등을 증착하여 제1층간절연막(450')을 형성한다.As shown in FIG. 16, a method of manufacturing a NAND flash memory device according to another exemplary embodiment of the present invention may include a string select line 300 'and a word line 200' on a semiconductor substrate 100 '. After forming the string 110 ′ including the ground select line 400 ′, an oxide layer or the like is deposited on the entire surface of the substrate 100 ′ on which the string 110 ′ is formed to form a first interlayer dielectric layer 450 ′. do.
다음으로, 도 17에 도시된 바와 같이, 접지 선택 라인(400')의 드레인(140')이 노출되도록 제1층간절연막(450')을 선택적으로 제거한다. 그리하여, 제1층간절연막(450')을 관통하여 접지 선택 라인(400')의 드레인(140')을 개방시키는 제1콘택홀(470')을 형성한다. 다음으로, 제1도전체의 증착과 식각 공정을 이용하여 제1콘택홀(470')의 높이보다 낮은 높이를 가지며 접지 선택 라인(400')의 드레인(140')과 전기적으로 도통되는 하부막(510')을 형성한다. 하부막(510')은 폴리실리콘막 또는 이외의 전도체막으로 형성한다.Next, as shown in FIG. 17, the first interlayer insulating film 450 ′ is selectively removed to expose the drain 140 ′ of the ground select line 400 ′. Thus, a first contact hole 470 'is formed through the first interlayer insulating film 450' to open the drain 140 'of the ground select line 400'. Next, a lower layer having a height lower than that of the first contact hole 470 'and electrically connected to the drain 140' of the ground select line 400 'by using the deposition and etching process of the first conductor. 510 '. The lower film 510 'is formed of a polysilicon film or other conductor film.
이어서, 도 18에 도시된 바와 같이, 증착과 화학기계적 연마 공정을 이용하여 하부막(510')이 형성된 제1콘택홀(470')의 내부 공간중 매립되지 아니한 나머지 부분을 절연체로 매립한다. 그리하여, 후속하는 비트 라인(도 의 700' 참조)과 전기적으로 절연되는 상부막(520')을 형성한다. 그결과, 접지 선택 라인(400')의 소오스(140')와 전기적으로 도통되는 하부막(510')과, 하부막(510')상에 형성되며 후속하는 비트 라인(도 22의 700' 참조)과 전기적으로 절연되는 상부막(510')으로 구성되는 공통 소오스 라인(500')이 형성된다. 상부막(520')으로는 절연성이 우수한 질화막으로 형성하는 것이 바람직하며, 이외에 다른 절연성 물질로도 형성할 수 있음은 물론이다. Subsequently, as shown in FIG. 18, the remaining unfilled portion of the first contact hole 470 ′ in which the lower layer 510 ′ is formed is filled with an insulator using deposition and chemical mechanical polishing processes. Thus, an upper film 520 'is electrically insulated from the subsequent bit line (see 700' in FIG.). As a result, a lower layer 510 'electrically conductive with the source 140' of the ground select line 400 ', and a subsequent bit line formed on the lower layer 510' (see 700 'in FIG. 22). ) Is formed with a common source line 500 ', which is composed of an upper layer 510' electrically insulated from each other. The upper film 520 'is preferably formed of a nitride film having excellent insulating properties, and of course, may be formed of another insulating material.
다음으로, 도 19에 도시된 바와 같이, 공통 소오스 라인(500')이 형성되어 있는 제1층간절연막(450')상에 산화막 등을 증착하여 제2층간절연막(550')을 형성한다.Next, as illustrated in FIG. 19, an oxide film or the like is deposited on the first interlayer insulating film 450 ′ on which the common source line 500 ′ is formed to form a second interlayer insulating film 550 ′.
이어서, 도 20에 도시된 바와 같이, 스트링 선택 라인(300')의 드레인(120')이 노출되도록 제2층간절연막(550')과 제1층간절연막(450')을 선택적으로 제거하여 제2콘택홀(570')을 형성한다. 그런다음, 제2층간절연막(550')상에의 제2도전체의 증착과 화학기계적 연마 공정 등으로 제2콘택홀(570')을 제2도전체로 매립하여 콘택 플러그(600')를 형성한다.Next, as shown in FIG. 20, the second interlayer insulating film 550 ′ and the first interlayer insulating film 450 ′ are selectively removed to expose the drain 120 ′ of the string select line 300 ′. A contact hole 570 'is formed. Thereafter, the second contact hole 570 'is filled with the second conductor by deposition of the second conductor on the second interlayer insulating film 550', chemical mechanical polishing, or the like to form a contact plug 600 '. do.
다음으로, 도 21에 도시된 바와 같이, 제2층간절연막(550')상에 소정의 산화막(640a')을 형성한다. 이때의 산화막(640a')은 후속으로 형성되는 비트 라인(도 의 700' 참조)간을 서로 절연 이격시키기 위한 것이다. 한편, 산화막(640a')을 형성하기 이전에 산화막(640a')에 대한 식각 공정시 산화막(640a') 하부에 형성되어 있는 제2층간절연막(550')을 식각 손상으로부터 보호하기 위하여 소정의 식각 보호막(620a')을 더 형성할 수 있다.Next, as shown in FIG. 21, a predetermined oxide film 640a 'is formed on the second interlayer insulating film 550'. At this time, the oxide film 640a 'is to insulate the space between the subsequent formed bit lines (see 700' of FIG.). Meanwhile, in order to protect the second interlayer insulating film 550 'formed under the oxide film 640a' during the etching process on the oxide film 640a 'before forming the oxide film 640a', the predetermined etching is performed. The passivation layer 620a 'may be further formed.
그다음, 도 22에 도시된 바와 같이, 포토 공정과 식각 공정 등을 이용하여 산화막(640a')을 패터닝 한 후, 패터닝된 산화막(도 23의 640 참조)에 의해 서로 이격되는 비트 라인(700')을 형성한다. 이때, 비트 라인(700')은 콘택 플러그(600')와는 전기적으로 도통되지만, 공통 소오스 라인(500')과는 절연성이 우수한 질화막 등으로 형성된 상부막(520')과 제1층간절연막(450')에 의해 전기적으로 절연된다. 만일, 식각 보호막(620a')을 더 형성하는 경우에는 식각 보호막(620a')을 산화막(640a')과 같이 패터닝한다. Next, as shown in FIG. 22, after patterning the oxide film 640a 'using a photo process and an etching process, the bit lines 700' spaced apart from each other by the patterned oxide film (see 640 of FIG. 23). To form. At this time, the bit line 700 'is electrically connected to the contact plug 600', but the upper layer 520 'and the first interlayer insulating layer 450 formed of a nitride film having excellent insulation with the common source line 500'. Electrically insulated by '). If the etching protection film 620a 'is further formed, the etching protection film 620a' is patterned like the oxide film 640a '.
공통 소오스 라인(500')을 길이 방향으로 절취한 도 23을 참조하여, 공통 소오스 라인(500')은 전도성의 하부막(510')에 의해 기판(100'), 구제척으로는 접지 선택 라인의 소오스와 전기적으로 도통된다. 또한, 공통 소오스 라인(500')은 제1층간절연막(450')과 절연성이 우수한 질화막 등으로 형성된 상부막(520')에 의해 비트 라인(700')과 전기적으로 충분히 절연된다. 따라서, 공통 소오스 라인(500')과 비트 라인(700') 사이에는 제2층간절연막(550')과 절연성이 우수한 상부막(520')이 형성되어 있으므로 전기적으로 충분히 절연된다. 한편, 비트 라인(700')은 패터닝된 산화막(640'), 또는 패터닝된 산화막(640')과 식각 보호막(620')에 의해 서로 이격되어 있다.Referring to FIG. 23 in which the common source line 500 'is cut in the longitudinal direction, the common source line 500' is formed by the conductive lower layer 510 ', which is a substrate 100', and a relief line is a ground selection line. Is electrically connected to the source. In addition, the common source line 500 ′ is sufficiently electrically insulated from the bit line 700 ′ by the upper layer 520 ′ formed of the first interlayer insulating layer 450 ′ and the nitride film having excellent insulation property. Therefore, since the second interlayer insulating film 550 'and the upper film 520' having excellent insulating property are formed between the common source line 500 'and the bit line 700', they are electrically sufficiently insulated. Meanwhile, the bit lines 700 ′ are spaced apart from each other by the patterned oxide layer 640 ′, or the patterned oxide layer 640 ′ and the etching protection layer 620 ′.
계속하여, 후속 공정을 진행하여 전도성 하부막과 절연성 상부막으로 구성되는 공통 소오스 라인이 형성되어 있어, 비트 라인과 공통 소오스 라인간의 절연효과가 우수한 NAND형 플래시 메모리 소자를 완성한다.Subsequently, a subsequent process is performed to form a common source line composed of a conductive lower layer and an insulating upper layer, thereby completing a NAND type flash memory device having excellent insulation effect between the bit line and the common source line.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자 및 그 제조방법에 의하면, 비트 라인과 공통 소오스 라인 사이의 절연효과가 높아지는 효과가 있다. 또한, 절연막의 전체 높이를 낮아짐으로써 후속 공정이 용이해지는 효과가 있다.As described above, according to the NAND-type flash memory device and the manufacturing method thereof according to the present invention, there is an effect that the insulation effect between the bit line and the common source line is increased. In addition, by lowering the overall height of the insulating film, there is an effect that the subsequent process becomes easy.
도 1은 종래 기술에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자를 도시한 평면도이다.1 is a plan view illustrating a NAND type flash memory device according to the prior art.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선을 절취한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 1.
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 절취한 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1.
도 4는 본 발명에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자를 도시한 평면도이다.4 is a plan view illustrating a NAND flash memory device according to the present invention.
도 5 및 도 6은 도 4의 Ⅰ-Ⅰ선을 절취한 단면도이다.5 and 6 are cross-sectional views taken along the line II of FIG. 4.
도 7 내지 14는 본 발명의 일실시예에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자의 제조방법을 도시한 공정별 단면도이다.7 to 14 are cross-sectional views illustrating processes for manufacturing a NAND flash memory device according to an embodiment of the present invention.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자의 공통 소오스 라인을 길이 방향으로 절취한 단면도이다.15 is a cross-sectional view of a common source line of the NAND type flash memory device cut in the length direction according to an embodiment of the present invention.
도 16 내지 도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자의 제조방법을 도시한 공정별 단면도이다.16 to 22 are cross-sectional views of processes illustrating a method of manufacturing a NAND flash memory device according to another embodiment of the present invention.
도 23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 NAND형 플래시 메모리 소자의 공통 소오스 라인을 길이 방향으로 절취한 단면도이다.FIG. 23 is a cross-sectional view taken along a length of a common source line of a NAND type flash memory device according to another exemplary embodiment of the present inventive concept.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on main parts of drawing
100; 반도체 기판 110; 스트링100; A semiconductor substrate 110; String
120; 스트링 선택 라인의 드레인 140; 접지 선택 라인의 소오스120; Drain 140 of string select line; Source of ground select line
200; 워드 라인 300; 스트링 선택 라인200; Word line 300; String select line
400; 접지 선택 라인 450; 층간절연막400; Ground select line 450; Interlayer insulation film
470; 제1콘택홀 500; 공통 소오스 라인470; First contact hole 500; Common source line
510; 하부막 520; 상부막510; Bottom layer 520; Top film
570; 제2콘택홀 600; 콘택 플러그570; Second contact hole 600; Contact plug
700; 비트 라인700; Bit line
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000091450A (en) * | 1998-09-09 | 2000-03-31 | Toshiba Corp | Nonvolatile semiconductor storage device and its manufacture |
KR20010027677A (en) * | 1999-09-15 | 2001-04-06 | 윤종용 | Flash memory device and manufacture method thereof |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000091450A (en) * | 1998-09-09 | 2000-03-31 | Toshiba Corp | Nonvolatile semiconductor storage device and its manufacture |
KR20010027677A (en) * | 1999-09-15 | 2001-04-06 | 윤종용 | Flash memory device and manufacture method thereof |
KR20020062435A (en) * | 2001-01-20 | 2002-07-26 | 삼성전자 주식회사 | Flash memory device and method of fabricating the same |
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