KR20080015554A - Method of manufacturing a non-volatile memory device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 1 to 5 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a nonvolatile memory device in accordance with an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치의 예비 소스/드레인 영역을 나타낸 단면도이다. 6 is a cross-sectional view illustrating a preliminary source / drain region of a nonvolatile memory device according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치의 예비 소스/드레인 영역을 나타낸 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating a preliminary source / drain region of a nonvolatile memory device according to still another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 반도체 기판 102 : 터널 산화막100
104 : 제1 도전막 106 : 유전막104: first conductive film 106: dielectric film
108 : 제2 도전막 112 : 터널 산화막 패턴108: second conductive film 112: tunnel oxide film pattern
114 : 플로팅 게이트 116 : 유전막 패턴114: floating gate 116: dielectric film pattern
118 : 컨트롤 게이트 120 : 제1 게이트 구조물118: control gate 120: first gate structure
122 : 제2 게이트 구조물 124 : 게이트 구조물들122: second gate structure 124: gate structures
126 : 리세스 128 : 소스/드레인 영역126: recess 128: source / drain region
130 : 층간 절연막 패턴 132 : 콘택130: interlayer insulating film pattern 132: contact
I-I' : 제1 영역 Ⅱ-Ⅱ' : 제2 영역I-I ': first region II-II': second region
본 발명은 불휘발성 메모리 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 는 셀의 사이즈를 줄이는데 적당한 불휘발성 메모리 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a nonvolatile memory device, and more particularly, to a method of manufacturing a nonvolatile memory device suitable for reducing the size of a cell.
반도체 메모리 장치는 DRAM(dynamic random access memory) 및 SRAM(static random access memory)과 같이 시간이 지남에 따라 데이터를 잃어버리는 휘발성(volatile)이면서 데이터의 입·출력이 빠른 RAM 제품과, 한번 데이터를 입력하면 그 상태를 유지할 수 있는 불휘발성(non-volatile)이지만 데이터의 입·출력이 느린 ROM(read only memory) 제품으로 크게 구분할 수 있다. Semiconductor memory devices, such as dynamic random access memory (DRAM) and static random access memory (SRAM), are volatile and fast data input / output that loses data over time, and data is input once. This can be largely classified as a non-volatile (read-only memory) product that is non-volatile to maintain its state but has a slow input / output of data.
상기 불휘발성 메모리 장치의 경우 전기적으로 데이터의 입·출력이 가능한 EEPROM(electrically erasable and programmable ROM) 또는 플래시 메모리에 대한 수요가 늘고 있다. 상기 플래시 메모리 장치는 F-N 터널링(Fowler-Nordheim tunneling) 또는 채널 열전자 주입(channel hot electron injection)을 이용하여 전기적으로 데이터의 입·출력을 제어하는 구조를 갖는다. 그리고, 상기 플래시 메모리 장치는 노어 타입과 낸드 타입으로 분류할 수 있다. In the case of the nonvolatile memory device, there is an increasing demand for an electrically erasable and programmable ROM (EEPROM) or flash memory capable of electrically inputting / outputting data. The flash memory device has a structure for electrically controlling input and output of data by using F-N tunneling or channel hot electron injection. The flash memory device may be classified into a NOR type and a NAND type.
상기 노어 타입의 플래시 메모리 장치는 각 셀 트랜지스터의 소스 영역 및 드레인 영역 상에 콘택홀을 형성하기 때문에 집적화를 시키는 것이 용이하지 않다. 이에 반해, 낸드 타입의 플래시 메모리 장치는 복수개의 셀 트랜지스터들이 직렬 연결된 스트링 구조를 갖기 때문에 집적화를 시키는 것이 용이하다.Since the NOR flash memory device forms contact holes on the source region and the drain region of each cell transistor, it is not easy to integrate. In contrast, the NAND type flash memory device has a string structure in which a plurality of cell transistors are connected in series to facilitate integration.
이러한 낸드 타입의 플래시 메모리 장치의 메모리 셀은 게이트 전극이 가지는 형태에 따라 적층형(stack)형과 스프리트(split)형으로 나누어지며, 일반적인 적층형의 플래시 메모리 셀은 반도체 기판 상에 형성된 박막의 터널 산화막과, 절연막 상에 적층된 플로팅(floating) 게이트 및 컨트롤(control) 게이트와, 노출된 기판 부위에 형성된 소스/드레인 영역을 포함하여 구성된다.The memory cells of the NAND flash memory device are divided into a stack type and a split type according to the shape of the gate electrode. A general stacked type flash memory cell includes a tunnel oxide film of a thin film formed on a semiconductor substrate. And a floating gate and a control gate stacked on the insulating layer, and a source / drain region formed on the exposed substrate.
상기 플래시 메모리를 제조하는 방법은 일 예로서, 미합중국 특허 제6,465,293호에 의하면, 소자 분리막이 형성된 반도체 기판 상에 터널 산화막, 제1 폴리실리콘층을 순차적으로 형성한다. 상기 터널 산화막이 노출될 때까지 상기 제1 폴리실리콘층을 평탄화하여 플로팅 게이트를 형성한다. 노출된 부분의 상기 터널 산화막 및 상기 산화막 패턴을 소정 두께만큼 식각한 후 전체 상부면에 유전체막을 형성한다. 상기 유전체막 상에 제2폴리실리콘층, 텅스텐 실리사이드층 및 하드 마스크를 순차적으로 형성한 후 패터닝하여 컨트롤 게이트를 형성한다. 상기 플로팅 게이트의 양측부의 노출된 기판에 불순물 이온을 주입하여 정션 영역을 형성한다.As a method of manufacturing the flash memory, for example, according to US Patent No. 6,465,293, a tunnel oxide film and a first polysilicon layer are sequentially formed on a semiconductor substrate on which a device isolation film is formed. The floating layer is formed by planarizing the first polysilicon layer until the tunnel oxide layer is exposed. The tunnel oxide layer and the oxide layer pattern of the exposed portion are etched by a predetermined thickness to form a dielectric layer on the entire upper surface. A second polysilicon layer, a tungsten silicide layer, and a hard mask are sequentially formed on the dielectric layer, and then patterned to form a control gate. Impurity ions are implanted into the exposed substrates on both sides of the floating gate to form a junction region.
그리고, 상기 플래시 메모리 장치는 문턱 전압에 의해 그 상태가 결정된다. 즉, 상기 셀 트랜지스터의 플로팅 게이트에 저장되는 전하량을 변화시켜 상기 셀 트랜지스터의 문턱 전압을 달리함으로서 소거(erase) 상태 또는 프로그램 상태로 결정하는 것이다. 이때, 상기 소거 상태는 문턱 전압이 낮아져 있는 상태로서 "0" 로 표시하고, 상기 프로그램 상태는 문턱 전압이 높아져 있는 상태로서 "1"로 표시 한다.The state of the flash memory device is determined by a threshold voltage. That is, by changing the amount of charge stored in the floating gate of the cell transistor to change the threshold voltage of the cell transistor to determine the erase or program state. In this case, the erase state is a state in which the threshold voltage is low and is displayed as "0", and the program state is in a state where the threshold voltage is high and is represented by "1".
최근에 상기 플래시 메모리의 셀 사이즈가 더욱 작아지고 있으며, 이로 인하여 게이트의 길이가 짧아져, 쇼트-채널 효과(short channel effect)가 증가되고 있다. 또한, 문턱 전압(threshold voltage : Vth) 및 아문턱 기울기(sub-threshold slope)가 증가됨에 따라 상기 문턱 전압을 높게 유지시키기 위해 상기 채널 영역에 주입하는 불순물 이온의 농도를 더 증가시키고 있다. In recent years, the cell size of the flash memory has become smaller, and as a result, the gate length is shortened, and the short channel effect is increased. In addition, as the threshold voltage (Vth) and the sub-threshold slope are increased, the concentration of impurity ions injected into the channel region is further increased to maintain the threshold voltage.
그러나, 상기 미합중국 특허 제6,465,293호에 의하면, 상기 터널 산화막과 기판의 경계면 사이에 형성되는 채널 영역에 불순물을 고농도로 주입하면 상기 불순물이 상기 정션 영역으로도 퍼질 수 있어 상기 채널 영역에서의 캐패시턴스를 증가시킬 수 있다. 즉, 상기 채널 영역에 주입하는 불순물 이온으로서 보론(boron), 플루오르 보론(BF2) 등이 사용될 때 보론 등은 넓게 퍼져 정션 영역에서의 농도를 증가시킬 수 있어 트랜지스터의 문턱 전압 조절이 용이하지 않기 때문에 상기 플래시 메모리 장치의 오작동이 빈번하게 발생한다. However, according to US Pat. No. 6,465,293, when impurities are injected at a high concentration into the channel region formed between the tunnel oxide film and the interface of the substrate, the impurities can also spread to the junction region, thereby increasing capacitance in the channel region. You can. That is, when boron, fluorine boron (BF 2 ), or the like is used as the impurity ions to be injected into the channel region, boron, etc., can be widely spread to increase the concentration in the junction region, thereby making it difficult to control the threshold voltage of the transistor. Therefore, malfunction of the flash memory device occurs frequently.
이에 따라, 상기 트랜지스터가 형성되는 부위에 선택적인 이온 주입을 수행하여 상기 트랜지스터의 문턱 전압을 조절하기도 한다. 그러나, 상기 이온 주입 공정은 고집적화됨에 따라 더욱 어려워지고 있다.Accordingly, the threshold voltage of the transistor may be adjusted by performing selective ion implantation on a portion where the transistor is formed. However, the ion implantation process is becoming more difficult as it is highly integrated.
따라서, 트랜지스터의 문턱 전압 조절을 용이하게 하여 불휘발성 메모리 장치의 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있는 방법이 요구된다. Therefore, there is a need for a method of facilitating adjustment of the threshold voltage of a transistor to improve electrical reliability of a nonvolatile memory device.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 소스/드레인 영역과 채널 부위 사이의 정션 영역에서 서로 다른 고농도의 불순물들이 만나지 않으며 트랜지스터의 문턱 전압 조절을 용이하도록 한 불휘발성 메모리 장치의 제조 방법을 할 수 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a nonvolatile memory device in which a high concentration of impurities do not meet each other in a junction region between a source / drain region and a channel region to facilitate threshold voltage regulation of a transistor. can do.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치의 제조 방법은 반도체 기판 상에 터널 산화막 패턴, 플로팅 게이트, 유전막 패턴 및 컨트롤 게이트를 포함하는 게이트 구조물들을 형성한다. 상기 게이트 구조물들과 인접하는 기판의 표면 부위들을 식각하여 경사진 측면을 갖는 리세스들을 형성한다. 상기 게이트 구조물들을 이온 주입 마스크로 하고 상기 리세스들의 표면 부위들에 불순물을 주입하여 소스/드레인 영역들을 형성한다. 상기 소스/드레인 영역들을 노출시키는 콘택홀들을 갖고, 상기 게이트 구조물들을 매립하는 층간 절연막 패턴을 형성한다. 상기 콘택홀들을 매몰하는 콘택들을 형성한다. 그 결과, 리세스들을 포함하는 소스/드레인 영역을 갖는 불휘발성 메모리 장치가 제조된다.A method of manufacturing a nonvolatile memory device according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object to form a gate structure including a tunnel oxide film pattern, a floating gate, a dielectric film pattern and a control gate on a semiconductor substrate. Surface portions of the substrate adjacent to the gate structures are etched to form recesses having sloped sides. The gate structures are used as ion implantation masks, and impurities are implanted into surface portions of the recesses to form source / drain regions. An interlayer insulating layer pattern having contact holes exposing the source / drain regions and filling the gate structures is formed. Forming contacts to bury the contact holes. As a result, a nonvolatile memory device having a source / drain region including recesses is manufactured.
이때, 상기 게이트 구조물들은 제1 폭을 갖는 제1 게이트 구조물들 및 상기 제1 게이트 구조물들 주변 부위에 형성되는 상기 제1 폭보다 넓은 제2 폭을 갖는 제2 게이트 구조물들을 포함한다.In this case, the gate structures include first gate structures having a first width and second gate structures having a second width wider than the first width formed at a portion around the first gate structures.
일 예로서, 상기 리세스들은 상기 제1 게이트 구조물들 사이 및 상기 제1 게이트 구조물들과 제2 게이트 구조물들 사이의 기판 표면 부위들에 형성될 수 있다.As an example, the recesses may be formed in substrate surface portions between the first gate structures and between the first gate structures and the second gate structures.
다른 예로서, 상기 리세스들은 상기 제1 게이트 구조물들 사이의 기판 표면 부위들에 형성될 수 있다.As another example, the recesses may be formed in substrate surface portions between the first gate structures.
이에 따라, 본 발명은 리세스들이 형성된 소스/드레인 영역을 갖는 트랜지스터를 형성할 수 있어, 정션 영역에서 고농도의 불순물들이 만나지 않을 수 있으며, 상기 트랜지스터의 문턱 전압 조절이 용이할 수 있다. 따라서, 향상된 전기적 신뢰성을 갖는 불휘발성 메모리 장치, 특히 낸드 타입의 플래시 메모리 장치의 구현이 가능하다. Accordingly, the present invention may form a transistor having a source / drain region in which recesses are formed, so that impurities of high concentration may not meet in the junction region, and the threshold voltage of the transistor may be easily adjusted. Therefore, it is possible to implement a nonvolatile memory device having an improved electrical reliability, particularly a NAND type flash memory device.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 불휘발성 메모리 장치의 제조 방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나, 본 발명은 하기의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 보다 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된다. 도면들에 있어서, 각 장치 또는 막(층) 및 영역들의 두께는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 과장되게 도시되었으며, 또한 각 장치는 본 명세서에서 설명되지 아니한 다양한 부가 장치들을 구비할 수 있으며, 막(층)이 다른 막(층) 또는 기판 상에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 다른 막(층) 또는 기판 상에 직접 형성되거나 그들 사이에 추가적인 막(층)이 개재될 수 있다.Hereinafter, a method of manufacturing a nonvolatile memory device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments and may be implemented in other forms. The embodiments introduced herein are provided to make the disclosure more complete and to fully convey the spirit and features of the invention to those skilled in the art. In the drawings, the thickness of each device or film (layer) and regions has been exaggerated for clarity of the invention, and each device may have a variety of additional devices not described herein. When (layer) is mentioned as being located on another film (layer) or substrate, an additional film (layer) may be formed directly on or between the other film (layer) or substrate.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치의 예비 소스/드레인 영역을 나타낸 단면도이다. 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치의 예비 소스/드레인 영역을 나타낸 단면도이다.1 to 5 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a nonvolatile memory device in accordance with an embodiment of the present invention. 6 is a cross-sectional view illustrating a preliminary source / drain region of a nonvolatile memory device according to another exemplary embodiment of the present invention. 7 is a cross-sectional view illustrating a preliminary source / drain region of a nonvolatile memory device according to still another embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 트랜치 소자 분리막과 같은 소자 분리 영역(미도시)을 갖는 반도체 기판(100)을 마련한다. 이때, 상기 반도체 기판(100)은 후속의 비트 라인과 직렬로 연결되는 복수개의 셀 트랜지스터가 형성될 제1 영역(I-I', 도 2)과, 상기 셀 트랜지스터와 좌우로 연결되는 스트링 선택 트랜지스터 및 그라운드 선택 트랜지스터가 형성될 제2 영역(Ⅱ-Ⅱ', 도 2)으로 구분된 기판(100)이다. 이때, 상기 제1 영역(I-I')에서는 제1 폭을 갖는 제1 게이트 구조물들이 형성될 수 있고, 상기 제2 영역(Ⅱ-Ⅱ')에서는 상기 제1 폭보다 넓은 제2 폭을 갖는 제2 게이트 구조물들이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 1, a
이어서, 상기 반도체 기판(100) 상에 터널 산화막(102)을 형성한다. 상기 터널 산화막(102)은 실리콘 산화막으로서 열산화법 또는 라디칼 산화법 등을 수행하여 형성한다. 이때, 상기 터널 산화막(102)은 약 10 내지 500Å의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. Subsequently, a
이어서, 상기 터널 산화막(102) 상에 플로팅 게이트로 사용될 제1 도전막(104)을 형성한다. 상기 제1 도전막(104)은 주로 폴리 실리콘, 질화 티타늄, 질화 탄탈륨, 질화 텅스텐, 루데늄 등과 같은 물질을 사용하여 형성한다. 상기 물질은 단독으로 사용하는 것이 바람직하지만, 경우에 따라서 둘 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다. Subsequently, a first
특히, 상기 폴리 실리콘으로 상기 제1 도전막(104)을 형성할 경우에는 주로 상기 제1 도전막(104)은 적층이 이루어지는 제1 공정과 불순물을 도핑시키는 제2 공정을 수행하여 형성한다. 여기서, 상기 제1 공정은 퍼니스를 사용한 실란(SiH4) 가스의 열 분해를 수행하여 형성하는 것이 바람직하다. 상기 제2 공정은 상기 제1 공정 이후에 확산, 이온 주입을 수행하여 상기 불순물을 도핑시키거나 상기 제1 공정을 수행하는 도중에 인-시튜로 상기 불순물을 도핑시키는 것이 바람직하다. 또한, 상기 질화 티타늄, 질화 탄탈륨, 질화 텅스텐 등과 같은 질화 금속막으로 상기 제1 도전막(104)을 형성할 경우에는 주로 화학 기상 증착 공정을 수행하는 것이 바람직하다.In particular, when the first
이어서, 상기 제1 도전막(104)의 표면 상에 유전막(106)을 형성한다. 여기서, 상기 유전막(106)은 플래시 메모리 장치의 유전막 패턴으로 형성하기 위한 것으로서 높은 커패시턴스를 가져야 한다. 따라서, 상기 유전막(106)은 고유전율(high-k dielectric)인 하프늄 산화물(HfO2), 지르코늄 산화물(ZrO2) 또는 지르코늄-하프늄-산화물을 함유하여 형성할 수 있다. 이는, 상기 유전막이 높은 커패시턴스를 가질 경우 상기 플래시 메모리 장치의 커플링 비가 향상되기 때문이다. Subsequently, a
이어서, 상기 유전막(106)의 표면 상에 컨트롤 게이트로 사용될 제2 도전막(108)을 형성한다. 상기 제2 도전막(108)의 경우에도 상기 제1 도전막(104)과 마찬가지로 폴리 실리콘, 질화 티타늄, 질화 탄탈륨, 질화 텅스텐, 루데늄, 텅스텐 등과 같은 물질을 사용하여 형성한다. 상기 물질은 단독으로 사용하는 것이 바람직하지만, 경우에 따라서 둘 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.Subsequently, a second
도 2를 참조하면, 상기 제2 도전막(108), 상기 유전막(106), 상기 제1 도전막(104) 및 상기 터널 산화막(102)을 차례로 패터닝한다. 이에 따라, 상기 제2 도전막(108)은 컨트롤 게이트(118)로 형성되고, 상기 유전막(106)은 유전막 패턴(116)으로 형성되고, 상기 제1 도전막(104)은 플로팅 게이트(114)로 형성되고, 상기 터널 산화막(202)은 터널 산화막 패턴(212)으로 형성된다.Referring to FIG. 2, the second
따라서, 상기 반도체 기판(100) 상에는 터널 산화막 패턴(112), 플로팅 게이트(114), 유전막 패턴(116) 및 컨트롤 게이트(118)로 이루어지는 불휘발성 메모리 장치의 게이트 구조물들(124)이 형성된다. 특히, 상기 반도체 기판(100)의 제1 영역(I-I')에서는 제1 폭(119)을 갖는 제1 게이트 구조물들(120)이 형성되고, 상기 제2 영역(Ⅱ-Ⅱ')에서는 상기 제1 폭(119)보다 넓은 제2 폭(121)을 갖는 제2 게이트 구조물들(122)이 형성된다. Accordingly,
이어서, 상기 제1 게이트 구조물들(120) 및 제2 게이트 구조물들(122)이 형성된 반도체 기판(100)을 리옥시데이션하여 노출되어 있는 반도체 기판(100) 및 상기 게이트 구조물들(124)의 외부면에 산화막(미도시)을 형성시킬 수 있다. 이때, 상기 리옥시데이션 공정은 상기 게이트 구조물들(124)을 형성하기 위해 수행되는 식각 공정 시에 고에너지의 이온 충격으로 야기된 손상(damage)을 큐어링하기 위하여 수행할 수 있다. Subsequently, an outside of the
도 3을 참조하면, 상기 게이트 구조물들(124)과 인접하는 반도체 기판(100)의 표면 부위들을 식각하여 경사진 측면을 갖는 리세스(126)들을 형성한다. 이때, 상기 리세스(126)들을 형성하는 이유는 이후 이온 주입하여 소스/드레인 영역을 형 성할 때 상기 반도체 기판(100)의 저면보다 낮은 저면에 불순물을 분포시킴으로써 상기 터널 산화막 패턴(112) 하부의 채널 영역에 주입되는 불순물이 소스/드레인 영역으로 고농도로 확산되지 않도록 하기 위함이다. 따라서, 상기 기판(100)의 채널 영역에서의 캐패시턴스가 감소될 수 있으며, 부스팅(boosting) 특성이 좋아져 트랜지스터의 문턱 전압(Vth)의 조절이 용이하게 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 3, surface portions of the
일 예로서, 상기 경사진 측면을 갖는 리세스(126)들은 상기 제1 게이트 구조물들(120) 및 제2 게이트 구조물들(122) 사이의 반도체 기판(100)의 측면이 상부면에 대해 경사를 갖도록 상기 기판(100)을 건식 식각하여 형성될 수 있다. As an example, the
다른 예로서, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 리세스(127)들은 상기 제1 게이트 구조물들(120) 사이 및 상기 제1 게이트 구조물들(120)과 제2 게이트 구조물들(122) 사이의 기판(100) 표면 부위들에 형성될 수 있다. 즉, 상기 리세스(127)들은 반도체 기판(100)의 제1 영역(I-I') 및 상기 제1 영역(I-I')과 주변 부위의 제2 영역(Ⅱ-Ⅱ') 사이에 노출되는 기판(100)을 식각하여 형성한다. 구체적으로, 낸드형 플래시 메모리 장치에서 셀 트랜지스터를 형성하는 제1 게이트 구조물들(120) 사이에 노출되는 기판(100) 및 상기 셀 트랜지스터와 양측으로 연결되는 스트링 선택 트랜지스터와 그라운드 선택 트랜지스터를 형성하는 제2 게이트 구조물들(122) 사이에 노출되는 기판(100)을 식각하여 형성될 수 있다. As another example, as shown in FIG. 6, the
또 다른 예로서, 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 리세스(129)들은 상기 제1 게이트 구조물들(120) 사이의 기판(100) 표면 부위들에 형성될 수 있다. 즉, 상기 리세스(129)들은 낸드형 플래시 메모리 장치에서 셀 트랜지스터를 형성하는 제1 영 역(I-I')인 제1 게이트 구조물들(120) 사이에 노출되는 기판(100)을 식각하여 형성될 수 있다. 이때, 주변 부위에서 소스 라인 또는 비트 라인과 만나거나, 그라운드 선택 트랜지스터와 워드 라인이 서로 만나거나, 스트링 선태 트랜지스터와 워드 라인이 서로 만나는 제2 영역(Ⅱ-Ⅱ')에서는 식각이 수행되지 않아, 종래와 동일한 선택 트랜지스터 특성을 유지시킬 수 있다.As another example, as shown in FIG. 7, the
도 4를 참조하면, 상기 게이트 구조물들(124)을 이온 주입 마스크로 하고 상기 리세스(126)들의 표면 부위들에 불순물을 주입한다. 이때, 상기 불순물 주입은 경사를 갖는 리세스(126)들의 경사진 측면 및 저면과 만나는 기판(100)으로 수직하게 수행될 수 있다. 이어서, 상기 주입된 불순물들을 활성화시키기 위해 열처리 공정을 수행한다. 그 결과, 상기 주입된 불순물들이 리세스(126)들의 하부에서 좀더 확산되어 기판(100) 상에 소스/드레인 영역들(128)이 형성된다. Referring to FIG. 4, the
도 5를 참조하면, 상기 게이트 구조물들(124) 사이의 소스/드레인 영역들(128)을 노출시키는 콘택홀들(미도시)을 갖고, 상기 게이트 구조물들(124)을 매립하는 층간 절연막 패턴(130)을 형성한다. 이어서, 상기 콘택홀들을 매몰하여 콘택들(132)을 형성한다. Referring to FIG. 5, an interlayer insulating layer pattern having contact holes (not shown) exposing source /
구체적으로, 먼저 상기 게이트 구조물들(124)을 매몰하도록 층간 절연막을 형성한다. 상기 층간 절연막은 실리콘 산화물로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 층간 절연막은 고밀도 플라즈마(HDP) 산화물 또는 BPSG(Boro Phosphor Silicate Glass)로 이루어질 수 있다. 이어서, 상기 층간 절연막의 소정 부위를 식각하여 상기 게이트 구조물들(124)과 인접하는 소스/드레인 영역들(128)을 노출시키는 콘택 홀들을 형성한다. 또한, 상기 층간 절연막은 층간 절연막 패턴(130)으로 전환된다. 이때, 상기 층간 절연막 패턴(130)은 평탄한 상부면을 갖는다.Specifically, first, an interlayer insulating layer is formed to bury the
이어서, 상기 콘택홀들을 도전물질로 매몰하여 상기 소스/드레인 영역들(128)과 전기적으로 접촉하는 콘택들(132)을 형성한다. 상기 콘택들(132)은 이후 비트 라인이나 소스 라인으로 적용된다. Subsequently, the contact holes are buried in a conductive material to form
상기 방법에 의하면, 반도체 기판 상에 게이트 구조물들 사이에 리세스들을 형성하여 상기 터널 산화막 패턴보다 낮은 저면에 불순물 이온을 주입할 수 있어, 채널이 형성되는 기판 부위와 상기 소스/드레인 영역과의 정션 영역에서 서로 다른 고농도의 불순물들이 만나지 않을 수 있다. 그로 인해, 상기 채널 영역에서의 채널 캐패시턴스가 감소되고 부스팅(boosting)특성이 좋아져, 상기 트랜지스터의 문턱 전압(Vth) 조절이 용이할 수 있다.According to the method, it is possible to implant recesses between gate structures on the semiconductor substrate to implant impurity ions into a lower surface than the tunnel oxide layer pattern, so that the junction between the substrate portion where the channel is formed and the source / drain region is formed. High concentrations of impurities may not meet in the region. As a result, the channel capacitance in the channel region is reduced and the boosting characteristic is improved, so that the threshold voltage Vth of the transistor can be easily adjusted.
또한, 본 실시예에서는 플로팅 게이트 타입의 플래시 메모리 장치에 대해서 설명하고 있지만, 상기 플로팅 게이트 대신에 전하 트랩층(charge trap layer)을 사용하는 전하 트랩 타입의 플래시 메모리 장치에도 상기 경사진 측면을 갖는 리세스들을 포함하는 소스/드레인 영역을 형성하여 트랜지스터의 문턱 전압 조절이 용이하도록 적용시킬 수 있다. In addition, in the present embodiment, a description is given of a floating gate type flash memory device, but a charge trap type flash memory device using a charge trap layer in place of the floating gate also has the inclined side surface. A source / drain region including the sets may be formed to easily adjust the threshold voltage of the transistor.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 불휘발성 메모리 장치의 제조 방법에 의하면, 경사진 측면을 갖는 리세스들이 형성된 소스/드레인 영역들을 갖는 트랜지스터를 형성할 수 있어, 채널이 형성되는 기판 부위와 상기 소스/ 드레인 영역과의 정션 영역에서 서로 다른 고농도의 불순물들이 만나지 않을 수 있으므로, 상기 채널 영역에서의 전압을 올릴 수 있다. 그로 인해, 컨트롤 게이트와 채널 간의 전압차가 줄어들어 상기 트랜지스터의 문턱 전압 조절이 용이할 수 있어 실행하고자 하는 프로그램과 연관된 스트링만을 작동시킬 수 있다. 따라서, 향상된 전기적 신뢰성을 획득할 수 있으며, 특히, 낸드 타입의 플래시 메모리 장치의 구현을 향상시킬 수 있다. As described above, according to the method of manufacturing the nonvolatile memory device according to the preferred embodiment of the present invention, a transistor having source / drain regions in which recesses having sloped sides are formed may be formed, thereby forming a substrate on which a channel is formed. Since high concentrations of impurities may not meet each other in the junction region between the portion and the source / drain region, the voltage in the channel region may be increased. As a result, the voltage difference between the control gate and the channel is reduced, so that the threshold voltage of the transistor can be easily adjusted, so that only the string associated with the program to be executed can be operated. Thus, improved electrical reliability can be obtained, and in particular, the implementation of the NAND type flash memory device can be improved.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
Claims (4)
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2006
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