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KR20010027677A - Flash memory device and manufacture method thereof - Google Patents

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KR20010027677A
KR20010027677A KR1019990039546A KR19990039546A KR20010027677A KR 20010027677 A KR20010027677 A KR 20010027677A KR 1019990039546 A KR1019990039546 A KR 1019990039546A KR 19990039546 A KR19990039546 A KR 19990039546A KR 20010027677 A KR20010027677 A KR 20010027677A
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Abstract

본 발명은 반도체 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 플래시 메모리 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 플래시 메모리 소자는, 종축 방향으로 신장된 액티브 영역에 형성된 드레인과 소스와, 드레인과 소스 사이의 채널 상에 형성된 플로팅 게이트와, 플로팅 게이트 상에 형성된 층간 유전막, 횡축 방향으로 신장된 워드 라인으로서의 콘트롤 게이트로 된 적층형 게이트와, 드레인과 소스 상에 자기 정합 콘택 방식으로 형성된 제1 비트 라인 콘택과 공통 소스 라인 콘택과, 제1 비트 라인 콘택과 연결된 상기 액티브 영역과 평행하는 방향으로 신장된 비트 라인과, 공통 소스 라인 콘택과 연결된 워드 라인과 평행하는 방향으로 신장된 공통 소스 라인을 구비하는 것을 특징으로 한다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a flash memory device and a method for manufacturing the same. A flash memory device according to the present invention includes a drain and a source formed in an active region extending in the longitudinal direction, a floating gate formed on a channel between the drain and the source, an interlayer dielectric film formed on the floating gate, and a word extended in the horizontal axis direction. A stacked gate as a control gate as a line, a first bit line contact and a common source line contact formed on a drain and a source in a self-matching contact manner, and extending in a direction parallel to the active region connected to the first bit line contact; And a common source line extending in a direction parallel to the bit line and a word line connected to the common source line contact.

Description

플래시 메모리 소자 및 그 제조 방법{Flash memory device and manufacture method thereof}Flash memory device and method for manufacturing same

본 발명은 반도체 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 플래시 메모리 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a flash memory device and a method for manufacturing the same.

불휘발성 기억 소자로서 널리 사용되는 이프롬(Electrically Programmable Read Only Memory; EPROM)은 전기적으로 데이터를 프로그램 시키는 것이 가능하나, 입력된 데이터를 소거하기 위해서는 칩을 시스템으로부터 분리하여 자외선 광선을 주사하여야하는 번거로움이 수반된다. 또한, 자외선에 셀(cell)을 노출시키기 위해서는 패키지에 광선 투과용 창이 필요하다. 데이터 소거시의 이러한 복잡함을 극복하기 위해 전기적으로 데이터의 쓰기, 지우기가 가능한 불휘발성 기억 소자로서 플래시(flash) EEPROM이 1984년 IEDM p.464에 마스오까(Masuoka)에 의하여 소개되었다.Electrically Programmable Read Only Memory (EPROM), widely used as a nonvolatile memory device, can program data electrically, but in order to erase the input data, it is necessary to separate the chip from the system and scan ultraviolet rays. Accompanied by remorse. In addition, in order to expose a cell to ultraviolet rays, a light transmitting window is required in the package. In order to overcome this complexity in data erasing, a flash EEPROM was introduced by Masuoka in 1984 in IEDM p.464 as a nonvolatile memory device capable of electrically writing and erasing data.

플래시 EEPROM은 비트 라인에 셀이 연결된 형태에 따라 NOR형, NAND형으로 나누어진다. NOR형 플래시 EEPROM 중 널리 사용되는 적층형(stacked) 게이트 플래시 EEPROM 셀의 기본 구조는 프로만 - 벤치코우스키(Froman - Bentchkowsky)에 의하여 미국 특허 제4,203,158호에 소개된 바 있다. 이러한 적층형 셀은 파울러 - 노드헤임(Fowler - Nordheim) 터널링(tunneling)에 의해서 데이터를 프로그램하고 소거하는 것을 특징으로 한다.Flash EEPROM is divided into NOR type and NAND type according to the type of cell connected to the bit line. The basic structure of stacked gate flash EEPROM cells, which are widely used among NOR flash EEPROMs, was described in US Pat. No. 4,203,158 by Froman-Bentchkowsky. Such stacked cells are characterized by programming and erasing data by Fowler-Nordheim tunneling.

또 다른 형태의 적층형 게이트 플래시 EEPROM를 구성하는 셀 트랜지스터가 미국 특허 제4,698,787호에 무커 지(Mukher jee)에 의해 소개되었으며, 그 구조는 도 1에 도시되어 있다. 이 셀은 채널 핫 전자(channel hot electron)를 드레인(16) 부근에 형성시켜 드레인의 측면으로부터 플로팅 게이트(floating gate)(12)로 주입시켜 프로그램하고, 파울러 - 노드헤임 터널링에 의하여 플로팅 게이트(12)에 주입된 전자를 소스(18) 부근의 채널로 방전(discharge)시켜 소거하는 것을 특징으로 한다. 도 1에 있어서, 미설명 도면부호 "10"은 반도체 기판을 나타내고, "14"는 콘트롤 게이트(control gate)를 나타낸다.A cell transistor constituting another type of stacked gate flash EEPROM has been introduced by Mukher jee in US Pat. No. 4,698,787, the structure of which is shown in FIG. The cell is programmed by forming channel hot electrons near the drain 16 and injecting them into the floating gate 12 from the side of the drain, followed by Fowler-Nordheim tunneling. Electrons injected into the N-channel are discharged to a channel near the source 18 to be erased. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a semiconductor substrate, and 14 denotes a control gate.

이와 같은 NOR형 플래시 EEPROM의 셀 구조는, 동작 특성 상, 한 개의 비트 라인 콘택(contact)에 두 개의 셀 트랜지스터가 직렬로 연결되어 있고, 이들 두 개의 셀 트랜지스터가 공통 소스 라인을 공유하는 도 2와 같은 등가 회로로서 간략화 될 수 있다.In the cell structure of the NOR flash EEPROM, two cell transistors are connected in series to one bit line contact, and these two cell transistors share a common source line. The same equivalent circuit can be simplified.

이러한 NOR형 플래시 EEPROM의 셀 구조에 의하면 반도체 소자의 집적도가 증가할수록 비트 라인 콘택의 면적이 셀에서 차지하는 비율은 더 커지게 된다. 이러한 셀에 대한 비트 라인 콘택의 점유 비율 증가를 도 3의 평면도 및 도 4의 수직 단면도를 참조하여 설명한다.According to the cell structure of the NOR flash EEPROM, as the degree of integration of semiconductor devices increases, the ratio of the area of the bit line contact to the cell becomes larger. An increase in the occupancy ratio of the bit line contacts for such a cell is described with reference to the top view of FIG.

먼저, 도 3을 참조하면, 비트 라인 콘택(R4)과 워드 라인 (즉, 콘트롤 게이트)(R3)은 전기적으로 연결이 되면 안되므로 최소 이격 거리(L1)가 필요하고, 워드 라인(R3)에서부터 공통 소스 액티브(R1)까지도 최소 이격 거리(L2)가 필요하다. 즉, 도 3 및 도 4의 NOR형 플래시 EEPROM 셀은 비트 라인 콘택(R4)에서 워드 라인(R3)까지 및 워드 라인(R3)에서 공통 소스 액티브(R1)까지 각각 최소 이격 거리(L1 및 L2)가 필요하므로 전체 셀 면적을 줄인다 하더라도 이러한 최소 이격 거리는 유지해야 하므로 결과적으로 셀에 대한 비트 라인 콘택의 점유 비율은 집적도 증가와 함께 증가한다. 또한 셀 면적 축소에도 한계가 있다.First, referring to FIG. 3, since the bit line contact R4 and the word line (ie, the control gate) R3 should not be electrically connected to each other, a minimum separation distance L1 is required and is common from the word line R3. Even the source active R1 requires a minimum separation distance L2. That is, the NOR-type flash EEPROM cells of FIGS. 3 and 4 have minimum separation distances L1 and L2 from bit line contact R4 to word line R3 and from word line R3 to common source active R1, respectively. This minimum separation distance must be maintained even if the total cell area is reduced, so that the percentage of bit line contacts to the cell increases with increasing density. There is also a limit to cell area reduction.

도 3에 있어서, 미 설명 도면부호 "R2"는 플로팅 게이트를 나타내고, "R5"는 비트 라인을 나타내며, 도 4에 있어서, 미 설명 도면부호 "20"은 반도체 기판을, "22"는 터널링 산화막을, "24"는 플로팅 게이트를, "26"은 층간 유전막을, "28"은 콘트롤 게이트 (즉, 워드 라인) 중 다결정실리콘층을, "30"은 콘트롤 게이트 중 실리사이드층을, "32"는 스페이서를, "34"는 드레인을, "36"은 공통 소스 액티브를, "38"은 층간 절연막을, "40"은 비트 라인 콘택을, 그리고 "42"는 비트 라인을 나타낸다.In FIG. 3, reference numeral "R2" denotes a floating gate, "R5" denotes a bit line, and in FIG. 4, reference numeral "20" denotes a semiconductor substrate and "22" denotes a tunneling oxide film. Where "24" is the floating gate, "26" is the interlayer dielectric, "28" is the polysilicon layer of the control gate (i.e. word line), "30" is the silicide layer of the control gate, "32" Is a spacer, "34" is a drain, "36" is a common source active, "38" is an interlayer insulating film, "40" is a bit line contact, and "42" is a bit line.

비트 라인 콘택(40)과 콘트롤 게이트(즉, 워드 라인)(28,30) 사이는 전기적 절연을 위해, 도 3에 표시된 바와 같이, 최소 이격 거리(L1)로 이격되어 있다. 따라서, 이러한 최소 이격 거리(L1)에 의해 셀 면적의 축소에는 한계가 있게 된다.The bit line contacts 40 and the control gates (ie word lines) 28 and 30 are spaced apart by a minimum separation distance L1, as shown in FIG. 3, for electrical isolation. Therefore, there is a limit to the reduction of the cell area by this minimum separation distance L1.

본 발명의 목적은 셀에 대한 비트 라인 콘택의 면적 비를 줄일 수 있음과 동시에 셀 면적의 축소를 용이하게 할 수 있는 플래시 메모리 소자를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a flash memory device capable of reducing the area ratio of the bit line contact to the cell and facilitating the reduction of the cell area.

본 발명의 다른 목적은 상기 플래시 메모리 소자를 제조하는데 있어서 가장 적합한 제조 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a manufacturing method most suitable for manufacturing the flash memory device.

도 1은 종래의 적층형 플래시 메모리 소자의 셀 트랜지스터를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a cell transistor of a conventional stacked flash memory device.

도 2는 NOR형 EEPROM의 등가 회로도이다.2 is an equivalent circuit diagram of a NOR type EEPROM.

도 3은 상기 도 2의 A부분의 평면도이다.3 is a plan view of portion A of FIG. 2.

도 4는 상기 도 2의 B부분의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of portion B of FIG. 2.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 플래시 메모리 소자의 평면도이다.5 is a plan view of a flash memory device according to an embodiment of the present invention.

도 6은 상기 도 5의 Ⅵ-Ⅵ'선을 잘라 본 단면도이다.6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI ′ of FIG. 5.

도 7 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 플래시 메모리 소자를 제조하는 방법을 공정 순서별로 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.7 to 15 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flash memory device according to an embodiment of the present invention in order of process.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 의한 플래시 메모리 소자는, 종축 방향으로 신장된 액티브 영역에 형성된 드레인과 소스와, 상기 드레인과 소스 사이의 채널 상에 형성된 플로팅 게이트와, 상기 플로팅 게이트 상에 형성된 층간 유전막, 횡축 방향으로 신장된 워드 라인으로서의 콘트롤 게이트로 된 적층형 게이트와, 드레인과 소스 상에 자기 정합 콘택 방식으로 형성된 제1 비트 라인 콘택과 공통 소스 라인 콘택과, 상기 제1 비트 라인 콘택과 연결된 상기 액티브 영역과 평행하는 방향으로 신장된 비트 라인과, 상기 공통 소스 라인 콘택과 연결된 상기 워드 라인과 평행하는 방향으로 신장된 공통 소스 라인을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a flash memory device according to the present invention includes a drain and a source formed in an active region extended in a longitudinal axis direction, a floating gate formed on a channel between the drain and the source, and formed on the floating gate. An interlayer dielectric layer, a stacked gate formed of a control gate as a word line extending in the horizontal axis direction, a first bit line contact and a common source line contact formed on a drain and a source in a self-matching contact manner, and connected to the first bit line contact; And a bit line extending in a direction parallel to the active region, and a common source line extending in a direction parallel to the word line connected to the common source line contact.

상기 제1 비트 라인 콘택 상에 상기 비트 라인과 연결되는 제2 비트 라인 콘택을 더 구비하며, 상기 공통 소스 라인은 다마신 방식으로 형성된 것이다.And a second bit line contact connected to the bit line on the first bit line contact, wherein the common source line is formed in a damascene manner.

상기 다른 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 의한 플래시 메모리 소자의 제조 방법은, 반도체 기판 상에 적층형 게이트를 형성하는 단계와, 상기 적층형 게이트 측벽에 스페이서를 형성하는 단계와, 상기 적층형 게이트들 사이의 액티브 영역에 드레인과 소스를 형성하는 단계와, 제1 층간 절연층을 형성한 후, 자기 정합 콘택 방식으로 드레인 및 소스 상에 각각 콘택홀들을 형성하는 단계와, 상기 콘택홀들을 금속 물질로 매움으로써 상기 드레인과 연결되는 제1 비트 라인 콘택과 상기 소스와 연결되는 공통 소스 라인 콘택을 형성하는 단계와, 제2 층간 절연층을 형성한 후, 상기 공통 소스 라인 콘택과 연결되는 공통 소스 라인을 다마신 방식으로 형성하는 단계와, 제3 층간 절연층을 형성한 후, 상기 제1 비트 라인 콘택과 연결되는 제2 비트 라인 콘택을 사진 식각 방법으로 형성하는 단계와, 상기 제2 비트 라인 콘택을 통해 제1 비트 라인 콘택과 연결되는 비트 라인을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a flash memory device, the method including forming a stacked gate on a semiconductor substrate, forming a spacer on the sidewall of the stacked gate, and forming a spacer between the stacked gates. Forming a drain and a source in the active region, forming a first interlayer insulating layer, and then forming contact holes on the drain and the source in a self-matching contact manner, respectively, and filling the contact holes with a metal material. Forming a first bit line contact connected to the drain and a common source line contact connected to the source, forming a second interlayer insulating layer, and then damming a common source line connected to the common source line contact The second bit line contact connected to the first bit line contact after forming the semiconductor layer, and forming a third interlayer insulating layer. And forming a bit line connected to the first bit line contact through the second bit line contact.

따라서, 본 발명에 의하면, 셀에 대한 비트 라인 콘택의 면적 비를 줄일 수 있음과 동시에 셀 면적의 축소를 용이하게 할 수 있다.Therefore, according to the present invention, the area ratio of the bit line contact to the cell can be reduced, and the cell area can be easily reduced.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면 상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and the like of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a more clear description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings means the same elements.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 플래시 메모리 소자의 평면도이고, 도 6은 상기 도 5의 Ⅵ-Ⅵ'선을 잘라 본 단면도이다.5 is a plan view of a flash memory device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI 'of FIG. 5.

도 5에 있어서, "R10"은 액티브 영역을, "R12"는 워드 라인을, "R14"는 비트 라인 콘택을, "R16"은 공통 소스 라인 콘택을, "R18"은 공통 소스 라인을, 그리고 "R20"은 비트 라인을 나타낸다.In FIG. 5, "R10" represents an active region, "R12" represents a word line, "R14" represents a bit line contact, "R16" represents a common source line contact, "R18" represents a common source line, and "R20" represents a bit line.

본 발명의 일 실시예에 의한 플래시 메모리 소자는, 먼저 각 셀 트랜지스터의 소스를 소스 액티브를 통해 연결하던 종래(도 3 및 도 4 참조)와 달리, 금속의 공통 소스 라인(R18,78)을 통해 서로 연결한다. 이때, 상기 공통 소스 라인은 공통 소스 라인 콘택(R16,74)를 통해 각 셀 트랜지스터의 소스(68)와 연결된다. 공통 소스 라인 콘택(R16,74) 및 제1 비트 라인 콘택(R14,72)은 자기 정합(self align) 방식으로 형성하기 때문에 종래와 같은 비트 라인 콘택(R14)과 워드 라인(R12) 사이의 최소 이격 거리(도 3 및 도 4에서의 L1 및 L2)를 제거할 수 있고, 각 셀 트랜지스터의 소스를 공통 소스 라인으로 연결하기 때문에 소스 액티브와 워드 라인 사이의 최소 이격 거리 또한 제거할 수 있다.Flash memory device according to an embodiment of the present invention, unlike the prior art (see FIGS. 3 and 4) that first connected the source of each cell transistor through the source active, through a common source line (R18, 78) of metal Connect to each other. In this case, the common source line is connected to the source 68 of each cell transistor through the common source line contacts R16 and 74. Since the common source line contacts R16 and 74 and the first bit line contacts R14 and 72 are formed in a self-aligned manner, a minimum between the conventional bit line contacts R14 and the word lines R12 is conventional. The separation distance (L1 and L2 in FIGS. 3 and 4) can be eliminated, and the minimum separation distance between the source active and the word line can also be eliminated because the source of each cell transistor is connected to a common source line.

즉, 자기 정합 콘택 방식으로 제1 비트 라인 콘택(R14,72)을 형성하므로 워드 라인(R12,61)으로부터 제1 비트 라인 콘택(R16,74)까지의 거리를 제거할 수 있고, 셀 트랜지스터의 소스를 액티브 라인으로 연결하던 종래의 구조 대신, 소스(68) 상에 자기 정합 콘택 방식으로 공통 소스 라인 콘택(R16,74)을 형성한 후 워드 라인(R12,61)과 평행한 방향으로 다미신 방식에 의한 공통 소스 라인(R18,78)을 형성하여 각 셀 트랜지스터의 소스들을 연결하므로 워드 라인(R12,61)으로부터 소스(66)까지의 최소 이격 거리를 제거할 수 있다. 따라서, 셀 면적을 효과적으로 축소시킬 수 있다.That is, since the first bit line contacts R14 and 72 are formed by the self-matching contact method, the distance from the word lines R12 and 61 to the first bit line contacts R16 and 74 can be eliminated, and Instead of the conventional structure in which the source is connected to the active line, the common source line contacts R16 and 74 are formed on the source 68 in a self-matching contact manner, and then the damin is parallel to the word lines R12 and 61. Since the source lines of the cell transistors are connected by forming the common source lines R18 and 78 according to the method, the minimum separation distance from the word lines R12 and 61 to the source 66 can be eliminated. Therefore, the cell area can be effectively reduced.

좀더 구체적으로 설명하면, 종축 방향으로 신장된 액티브 영역(R10)에 형성된 드레인(66)과 소스(68)가 있고, 상기 드레인(66)과 소스(68) 사이의 채널 상에는 플로팅 게이트(54), 층간 유전막(56), 횡축 방향으로 신장된 워드 라인(R12)로서의 콘트롤 게이트(61)가 있으며, 드레인(66)과 소스(68) 상에는 각각 자기 정합 방식으로 형성된 제1 비트 라인 콘택(R14,72)과 공통 소스 라인 콘택(R16,74)이 있다. 상기 제1 비트 라인 콘택(R14,72)은 액티브 영역(R10)과 평행하는 방향으로 신장된 비트 라인(R20,84)과 제2 비트 라인 콘택(82)를 통해 연결되어 있고, 상기 공통 소스 라인 콘택(R16,74)은 상기 워드 라인(R12,61)과 평행하는 방향으로 신장된 다마신 방식으로 형성된 공통 소스 라인(R18,78)과 연결되어 있다.More specifically, there is a drain 66 and a source 68 formed in the active region R10 extending in the longitudinal direction, and the floating gate 54 is formed on the channel between the drain 66 and the source 68. There is an interlayer dielectric film 56 and a control gate 61 as a word line R12 extending in the horizontal axis direction, and first bit line contacts R14 and 72 formed on the drain 66 and the source 68 in a self-matching manner, respectively. ) And common source line contacts (R16, 74). The first bit line contacts R14 and 72 are connected to the bit lines R20 and 84 extending in a direction parallel to the active region R10 through a second bit line contact 82 and the common source line. The contacts R16 and 74 are connected to the common source lines R18 and 78 formed in a damascene manner extending in a direction parallel to the word lines R12 and 61.

도 7 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 플래시 메모리 소자를 제조하는 방법을 공정 순서별로 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.7 to 15 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flash memory device according to an embodiment of the present invention in order of process.

먼저, 도 7을 참조하면, 실리콘 기판(50)에 형성된 P 웰(미도시) 상에 약 100Å 정도 두께의 터널 산화막(52)을 형성하고, 액티브 영역 상에 이와 평행하는 방향으로 신장하는 모양으로 이후에 플로팅 게이트(54)로 사용될 약 1,000Å 정도 두께의 다결정실리콘층을 형성한 후, 층간 유전막(56)과, 다결정실리콘층(58)과 약 2,000Å 정도 두께의 텅스텐 실리콘막(WSi)(60)과, 약 3,000Å 정도 두께의 실리콘 질화막(62)을 차례대로 형성한다.First, referring to FIG. 7, a tunnel oxide film 52 having a thickness of about 100 μs is formed on a P well (not shown) formed in the silicon substrate 50, and extends in a direction parallel thereto on the active region. After forming the polysilicon layer having a thickness of about 1,000 mW to be used as the floating gate 54, the interlayer dielectric film 56, the polysilicon layer 58, and the tungsten silicon film WSi having a thickness of about 2,000 mW ( 60) and a silicon nitride film 62 having a thickness of about 3,000 mm 3 in order.

도 8을 참조하면, 사진 식각 공정을 통하여 실리콘 질화막(62), 텅스텐 실리콘막(60), 다결정실리콘층(58), 층간 유전막(56), 플로팅 게이트(54)를 순차적으로 식각하여 셀 트랜지스터의 적층형 게이트를 형성한다. 이때, 상기 플로팅 게이트(54)는 셀 트랜지스터의 각 채널 영역에 고립되는 모양으로 형성되고, 다결정실리콘층(58)과 텅스텐 실리콘막(60)으로 구성된 콘트롤 게이트(즉, 워드 라인(R12,61))은 상기 액티브 영역(R10)에 직교하는 방향으로 신장하는 모양으로 형성된다.Referring to FIG. 8, the silicon nitride layer 62, the tungsten silicon layer 60, the polysilicon layer 58, the interlayer dielectric layer 56, and the floating gate 54 are sequentially etched through a photolithography process. Form a stacked gate. In this case, the floating gate 54 is formed to be isolated in each channel region of the cell transistor, and includes a control gate (ie, word lines R12 and 61) formed of a polysilicon layer 58 and a tungsten silicon layer 60. ) Is formed to extend in the direction orthogonal to the active region R10.

도 9를 참조하면, 이온 주입 공정을 통하여 셀 트랜지스터의 드레인(66)과 소스(68)를 형성하고, 질화막을 침적한 후 식각하여 적층형 게이트 측벽에 스페이서(64)를 형성한다.Referring to FIG. 9, a drain 66 and a source 68 of the cell transistor are formed through an ion implantation process, and a nitride layer is deposited and then etched to form spacers 64 on the sidewalls of the stacked gates.

도 10을 참조하면, 보론 인이 도우프된 실리콘 글라스(BPSG) 절연막을 약 5,000Å 정도 두께로 침적한 후 평탄화 공정을 통하여 그 표면을 평탄화시킴으로써 제1 층간 절연층(70a)을 형성한다.Referring to FIG. 10, a first interlayer insulating layer 70a is formed by depositing a boron phosphorus doped silicon glass (BPSG) insulating film to a thickness of about 5,000 μs and then planarizing the surface thereof through a planarization process.

도 11을 참조하면, 도 5의 R14와 R16과 같은 모양의 마스크 패턴을 사용한 사진 식각 공정을 통하여 제1 층간 절연층(70)을 식각함으로써 적층형 게이트에 자기 정합된 모양의 비트 라인 콘택홀(드레인(66) 상부의 홀)과 공통 소스 라인 콘택홀(소스(68) 상부의 홀)을 형성한다. 이때의 식각 조건은 제1 층간 절연층(70)을 구성하는 BPSG 절연물질과 스페이서(64)를 구성하는 실리콘 질화막의 선택비가 10:1 이상이 되도록 하여 진행하며, 적층형 게이트가 노출되지 않도록 한다. 따라서 비트 라인 콘택홀과 적층형 게이트 사이의 최소 이격 거리는 고려하지 않아도 되므로 셀 면적을 효과적으로 줄일 수 있다.Referring to FIG. 11, a bit line contact hole (drain) of a shape that is self-aligned to a stacked gate by etching the first interlayer insulating layer 70 through a photolithography process using a mask pattern having the same shape as R14 and R16 of FIG. 5. (66) holes and a common source line contact hole (holes on the source 68) are formed. At this time, the etching condition is performed such that the selectivity ratio between the BPSG insulating material constituting the first interlayer insulating layer 70 and the silicon nitride film constituting the spacer 64 is 10: 1 or more, and the stacked gate is not exposed. Therefore, since the minimum separation distance between the bit line contact hole and the stacked gate does not need to be considered, the cell area can be effectively reduced.

도 12를 참조하면, 콘택홀들을 매립하도록 텅스텐(W)을 침적한 후 상기 제1 층간 절연층(70)이 노출될 때까지 화학 기계적 폴리슁(CMP)을 행함으로써 상기 드레인(66)과 접속하는 제1 비트 라인 콘택(R14,72)과 상기 소스(68)와 접속하는 공통 소스 라인 콘택(R16,74)을 형성한다.Referring to FIG. 12, the tungsten (W) is deposited to fill contact holes, and then chemical mechanical poly (CMP) is performed until the first interlayer insulating layer 70 is exposed, thereby connecting to the drain 66. The first bit line contacts R14 and 72 are formed and the common source line contacts R16 and 74 are connected to the source 68.

도 13을 참조하면, 제2 층간 절연층(76)을 형성한 후 사진 식각 공정을 통하여 공통 소스 라인 콘택(74)이 노출되도록 상기 제2 층간 절연층(76)을 패터닝한다. 이후, 텅스텐(W)을 침적한 후 화학 기계적 폴리슁을 통하여 공통 소스 라인 콘택(74) 상부의 텅스텐만 남김으로써 공통 소스 라인(78)을 형성한다. 공통 소스 라인(78)을 형성하는 상기의 공정들은 통상의 다마신(damascene) 공정과 동일하다.Referring to FIG. 13, after forming the second interlayer insulating layer 76, the second interlayer insulating layer 76 is patterned to expose the common source line contact 74 through a photolithography process. Thereafter, after depositing tungsten (W), the common source line 78 is formed by leaving only the tungsten on the common source line contact 74 through the chemical mechanical polysilicon. The above processes for forming the common source line 78 are the same as the conventional damascene process.

도 14를 참조하면, 제3 층간 절연층(80)을 형성한 후, 비트 라인을 제1 비트 라인 콘택(72)를 통해 드레인(66)에 연결시키기 위하여 상기 제1 비트 라인 콘택(72) 상에 상기 공통 소스 라인을 형성하는 방식과 동일한 방식 (다마신 공정)으로 제2 비트 라인 콘택(82)을 형성한다.Referring to FIG. 14, after forming the third interlayer insulating layer 80, the bit line is connected on the first bit line contact 72 to the drain 66 through the first bit line contact 72. The second bit line contact 82 is formed in the same manner as the method of forming the common source line in the damascene process.

도 15를 참조하면, 예컨대 알루미늄(Al)과 같은 금속 물질을 약 6,000Å 정도 두께로 형성한 후 사진 식각 공정을 통하여 액티브 영역과 평행하는 방향으로 신장하는 비트 라인(R20,84)을 형성한다.Referring to FIG. 15, a metal material such as aluminum (Al) is formed to a thickness of about 6,000 Å, and thereafter, bit lines R20 and 84 are formed to extend in a direction parallel to the active region through a photolithography process.

본 발명에 의한 플래시 메모리 소자 및 그 제조 방법에 의하면, 비트 라인 콘택을 자기 정합 콘택 방식으로 형성하므로 비트 라인 콘택으로부터 워드 라인까지의 최소 이격 거리를 제거할 수 있고, 소스를 자기 정합 콘택 방식으로 형성된 공통 소스 라인 콘택을 개재하여 공통 소스 라인으로 연결하므로 워드 라인으로부터 소스 액티브까지의 최소 이격 거리를 제거할 수 있으므로 셀에 대한 비트 라인 콘택의 면적 비를 줄일 수 있음과 동시에 셀 면적의 축소를 용이하게 할 수 있다.According to the flash memory device and the manufacturing method thereof according to the present invention, since the bit line contact is formed by the self-matching contact method, the minimum separation distance from the bit line contact to the word line can be removed, and the source is formed by the self-matching contact method Connecting to a common source line via a common source line contact eliminates the minimum separation distance from the word line to the source active, thereby reducing the area ratio of the bit line contact to the cell and at the same time reducing the cell area. can do.

Claims (6)

종축 방향으로 신장된 액티브 영역에 형성된 드레인과 소스;A drain and a source formed in the active region extended in the longitudinal axis direction; 상기 드레인과 소스 사이의 채널 상에 형성된 플로팅 게이트와, 상기 플로팅 게이트 상에 형성된 층간 유전막, 횡축 방향으로 신장된 워드 라인으로서의 콘트롤 게이트로 된 적층형 게이트;A stacked gate formed of a floating gate formed on the channel between the drain and the source, an interlayer dielectric film formed on the floating gate, and a control gate as a word line extending in the horizontal axis direction; 드레인과 소스 상에 자기 정합 콘택 방식으로 형성된 제1 비트 라인 콘택과 공통 소스 라인 콘택;A first bit line contact and a common source line contact formed on the drain and the source in a self-matching contact manner; 상기 제1 비트 라인 콘택과 연결된 상기 액티브 영역과 평행하는 방향으로 신장된 비트 라인; 및A bit line extending in a direction parallel to the active region connected to the first bit line contact; And 상기 공통 소스 라인 콘택과 연결된 상기 워드 라인과 평행하는 방향으로 신장된 공통 소스 라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 소자.And a common source line extending in a direction parallel to the word line connected to the common source line contact. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 비트 라인 콘택 상에 상기 비트 라인과 연결되는 제2 비트 라인 콘택을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 소자.And a second bit line contact connected to the bit line on the first bit line contact. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공통 소스 라인은 다마신 방식으로 형성된 것인 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 소자.And said common source line is formed in a damascene manner. 반도체 기판 상에 적층형 게이트를 형성하는 단계;Forming a stacked gate on the semiconductor substrate; 상기 적층형 게이트 측벽에 스페이서를 형성하는 단계;Forming a spacer on the stacked gate sidewalls; 상기 적층형 게이트들 사이의 액티브 영역에 드레인과 소스를 형성하는 단계;Forming a drain and a source in an active region between the stacked gates; 제1 층간 절연층을 형성한 후, 자기 정합 콘택 방식으로 드레인 및 소스 상에 각각 콘택홀들을 형성하는 단계;After forming the first interlayer insulating layer, forming contact holes on the drain and the source in a self-matching contact manner, respectively; 상기 콘택홀들을 금속 물질로 매움으로써 상기 드레인과 연결되는 제1 비트 라인 콘택과 상기 소스와 연결되는 공통 소스 라인 콘택을 형성하는 단계;Filling the contact holes with a metal material to form a first bit line contact connected to the drain and a common source line contact connected to the source; 제2 층간 절연층을 형성한 후, 상기 공통 소스 라인 콘택과 연결되는 공통 소스 라인을 형성하는 단계; 및After forming a second interlayer insulating layer, forming a common source line connected to the common source line contact; And 제3 층간 절연층을 형성한 후, 상기 제1 비트 라인 콘택과 연결되는 비트 라인을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 소자의 제조 방법.And forming a bit line connected to the first bit line contact after forming a third interlayer insulating layer. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 제3 층간 절연층을 형성한 후, 상기 제1 비트 라인 콘택과 연결되는 제2 비트 라인 콘택을 다마신 방식으로 형성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 소자의 제조 방법.And forming a second bit line contact connected to the first bit line contact in a damascene manner after forming a third interlayer insulating layer. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 공통 소스 라인은 다마신 방식으로 형성하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 소자의 제조 방법.The common source line is a method of manufacturing a flash memory device, characterized in that formed in the damascene method.
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