[go: up one dir, main page]

KR100642383B1 - Flash memory device having improved erase efficiency and manufacturing method thereof - Google Patents

Flash memory device having improved erase efficiency and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR100642383B1
KR100642383B1 KR1020050057390A KR20050057390A KR100642383B1 KR 100642383 B1 KR100642383 B1 KR 100642383B1 KR 1020050057390 A KR1020050057390 A KR 1020050057390A KR 20050057390 A KR20050057390 A KR 20050057390A KR 100642383 B1 KR100642383 B1 KR 100642383B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gate electrode
semiconductor substrate
recess region
region
disposed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020050057390A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김경도
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR1020050057390A priority Critical patent/KR100642383B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100642383B1 publication Critical patent/KR100642383B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/01Manufacture or treatment
    • H10D30/021Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
    • H10D30/0411Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of FETs having floating gates
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/68Floating-gate IGFETs
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/68Floating-gate IGFETs
    • H10D30/6891Floating-gate IGFETs characterised by the shapes, relative sizes or dispositions of the floating gate electrode
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/01Manufacture or treatment
    • H10D84/0123Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs
    • H10D84/0126Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs
    • H10D84/0147Manufacturing their gate sidewall spacers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/01Manufacture or treatment
    • H10D84/02Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies
    • H10D84/03Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group IV technology, e.g. silicon technology or silicon-carbide [SiC] technology
    • H10D84/038Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group IV technology, e.g. silicon technology or silicon-carbide [SiC] technology using silicon technology, e.g. SiGe

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

본 발명의 플래시 메모리소자는, 리세스영역을 갖는 반도체기판과, 리세스영역의 반도체기판상에 배치되는 터널절연막과, 터널절연막 위에서 리세스영역의 측벽과 중첩되도록 배치되는 플로팅게이트전극과, 플로팅게이트전극 위에 배치되는 게이트간절연막과, 게이트간절연막 위에 배치되는 컨트롤게이트전극과, 그리고 리세스영역의 반도체기판 측벽에 인접되게 배치되는 불순물영역을 구비한다.The flash memory device of the present invention includes a semiconductor substrate having a recessed region, a tunnel insulating film disposed on the semiconductor substrate of the recessed region, a floating gate electrode disposed to overlap with the sidewall of the recessed region on the tunnel insulating film, and floating. An inter-gate insulating film disposed over the gate electrode, a control gate electrode disposed over the inter-gate insulating film, and an impurity region disposed adjacent to the sidewall of the semiconductor substrate of the recess region.

Description

개선된 소거효율을 갖는 플래시 메모리소자 및 그 제조방법{Flash memory device having improved erase efficiency and method of fabricating the same}Flash memory device having improved erase efficiency and method of fabricating the same

도 1은 종래의 플래시 메모리소자를 나타내 보인 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a conventional flash memory device.

도 2는 본 발명에 따른 플래시 메모리소자를 나타내 보인 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a flash memory device according to the present invention.

도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 플래시 메모리소자의 제조방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 단면도들이다.3 to 6 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flash memory device according to the present invention.

본 발명은 불휘발성 반도체메모리소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하세는 개선된 소거효율을 갖는 플래시 메모리소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a flash memory device having an improved erase efficiency and a method of manufacturing the same.

반도체 메모리소자 중에 플래시 메모리소자는 전원이 공급되지 않더라도 메모리셀에 저장된 정보가 소멸되지 않는 특성을 갖는다. 따라서 컴퓨터에 사용하는 메모리 카드 등에 널리 이용되고 있다. 플래시 메모리소자의 단위 셀로는 플로팅게이트전극과 컨트롤게이트전극이 차례로 적층된 구조를 갖는 적층형 게이트 구조가 널리 사용되고 있다.Among the semiconductor memory devices, the flash memory device does not lose information stored in the memory cell even when power is not supplied. Therefore, it is widely used for memory cards used in computers. As a unit cell of a flash memory device, a stacked gate structure having a structure in which a floating gate electrode and a control gate electrode are sequentially stacked is widely used.

도 1은 이와 같은 적층형 게이트 구조를 갖는 종래의 플래시 메모리소자를 나타내 보인 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a conventional flash memory device having such a stacked gate structure.

도 1을 참조하면, 반도체기판(100)의 채널영역 상부에 게이트스택이 배치된다. 이 게이트스택은, 터널산화막패턴(110), 플로팅게이트전극패턴(120), 게이트간절연막패턴(130), 컨트롤게이트전극패턴(140), 금속실리사이드막패턴(150) 및 하드마스크막패턴(160)이 순차적으로 적층되어 이루어진다. 게이트스택의 양 측면에는 게이트스페이서막(170)이 배치되는데, 게이트스페이서막(170)은 산화막스페이서(171) 및 질화막스페이서(172)가 순차적으로 적층되는 구조를 갖는다. 반도체기판(100)의 채널영역 양쪽으로는 각각 소스영역(181) 및 드레인영역(182)이 배치된다.Referring to FIG. 1, a gate stack is disposed above a channel region of a semiconductor substrate 100. The gate stack includes a tunnel oxide film pattern 110, a floating gate electrode pattern 120, an inter-gate insulating film pattern 130, a control gate electrode pattern 140, a metal silicide film pattern 150, and a hard mask film pattern 160. ) Are sequentially stacked. Gate spacer layers 170 are disposed on both sides of the gate stack, and the gate spacer layer 170 has a structure in which the oxide spacer 171 and the nitride spacer 172 are sequentially stacked. Source regions 181 and drain regions 182 are disposed at both sides of the channel region of the semiconductor substrate 100, respectively.

이와 같은 종래의 플래시 메모리소자에 있어서, 소거(erase) 동작은, 컨트롤게이트단자와 소스영역(181) 사이에 높은 전계를 형성하여, 플로팅게이트전극패턴(120) 내에 트랩되어 있는 전자를 소스영역(181)으로 터널링시킴으로써 이루어진다. 따라서 플래시 메모리소자의 소거효율(erase efficiency)은 플로팅게이트전극패턴(120)과 소스영역(181)이 상호 중첩되는 폭(w)에 의해 영향을 받는다.In such a conventional flash memory device, the erasing operation forms a high electric field between the control gate terminal and the source region 181, thereby trapping electrons trapped in the floating gate electrode pattern 120 in the source region. 181 by tunneling. Therefore, the erase efficiency of the flash memory device is affected by the width w at which the floating gate electrode pattern 120 and the source region 181 overlap each other.

통상적으로 플로팅게이트전극패턴(120)과 소스영역(181)의 상호 중첩되는 폭(w)은, 소스영역(181) 형성을 위한 불순물이온주입공정과 불순물확산공정에 의해 결정된다. 그런데 이와 같은 통상의 불순물이온주입공정 및 불순물확산공정만으로 플로팅게이트전극패턴(120)과 소스영역(181)의 상호 중첩영역을 증가시키는데는 한계가 있으며, 따라서 플래시 메모리소자의 소거효율을 증대시키는데도 한계를 나타낸다.Typically, the width w overlapping the floating gate electrode pattern 120 and the source region 181 is determined by an impurity ion implantation process and an impurity diffusion process for forming the source region 181. However, there is a limit to increase the overlapping area of the floating gate electrode pattern 120 and the source region 181 only by the conventional impurity ion implantation process and the impurity diffusion process, thus increasing the erase efficiency of the flash memory device. Indicates a limit.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 플로팅게이트전극패턴과 소스영역의 상호 중첩영역을 증대시켜 소거동작의 효율을 향상시킬 수 있는 플래시 메모리소자를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a flash memory device capable of improving the efficiency of an erase operation by increasing an overlapping region of a floating gate electrode pattern and a source region.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기와 같은 플래시 메모리소자를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the flash memory device as described above.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플래시 메모리소자는, 리세스영역을 갖는 반도체기판; 상기 리세스영역의 반도체기판상에 배치되는 터널절연막; 상기 터널절연막 위에서 상기 리세스영역의 측벽과 중첩되도록 배치되는 플로팅게이트전극; 상기 플로팅게이트전극 위에 배치되는 게이트간절연막; 상기 게이트간절연막 위에 배치되는 컨트롤게이트전극; 및 상기 리세스영역의 반도체기판 측벽에 인접되게 배치되는 불순물영역을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, a flash memory device according to the present invention, a semiconductor substrate having a recess region; A tunnel insulating film disposed on the semiconductor substrate in the recess region; A floating gate electrode disposed on the tunnel insulating layer to overlap a sidewall of the recess region; An inter-gate insulating film disposed on the floating gate electrode; A control gate electrode disposed on the inter-gate insulating film; And an impurity region disposed adjacent to a sidewall of the semiconductor substrate of the recess region.

상기 리세스영역의 깊이는 10-3000Å인 것이 바람직하다.The depth of the recess region is preferably 10-3000 mm.

본 발명에 있어서, 상기 컨트롤게이트전극 위에 배치되는 금속실리사이드막과, 상기 금속실리사이드막 위에 배치되는 절연성 하드마스크막과, 그리고 상기 플로팅게이트전극, 게이트간절연막, 컨트롤게이트전극, 금속실리사이드막 및 절연성 하드마스크막의 측벽에 배치되는 절연성 스페이서막을 더 구비할 수 있다.In the present invention, a metal silicide layer disposed on the control gate electrode, an insulating hard mask layer disposed on the metal silicide layer, and the floating gate electrode, an inter-gate insulating layer, a control gate electrode, a metal silicide layer, and an insulating hard layer The insulating spacer film may be further disposed on sidewalls of the mask film.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플래시 메모리소자의 제조방법은, 반도체기판에 일정깊이의 리세스영역을 형성하는 단계; 상기 리 세스영역 위에 터널절연막, 플로팅게이트전극, 게이트간절연막 및 컨트롤게이트전극이 순차적으로 적층된 게이트스택을 형성하는 단계; 및 상기 리세스영역의 반도체기판 측벽에 인접되도록 불순물영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above another technical problem, a method of manufacturing a flash memory device according to the present invention, forming a recessed region of a predetermined depth on the semiconductor substrate; Forming a gate stack in which a tunnel insulating film, a floating gate electrode, an inter-gate insulating film, and a control gate electrode are sequentially stacked on the recess region; And forming an impurity region to be adjacent to a sidewall of the semiconductor substrate of the recess region.

상기 리세스영역을 형성하는 단계는, 상기 반도체기판 위에 상기 리세스영역이 형성될 표면을 노출시키는 개구부를 갖는 마스크막패턴을 형성하는 단계와, 상기 마스크막패턴을 식각마스크로 한 식각으로 상기 반도체기판의 노출표면을 일정깊이로 제거하여 상기 리세스영역을 형성하는 단계와, 그리고 상기 마스크막패턴을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the recess region may include forming a mask layer pattern having an opening on the semiconductor substrate to expose a surface on which the recess region is to be formed, and etching the semiconductor layer by etching using the mask layer pattern as an etch mask. The method may include removing the exposed surface of the substrate to a predetermined depth to form the recessed region, and removing the mask layer pattern.

이 경우, 상기 마스크막패턴은 10-5000Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.In this case, the mask film pattern is preferably formed to a thickness of 10-5000Å.

상기 식각은 건식식각방법을 사용하여 수행할 수 있다.The etching may be performed using a dry etching method.

상기 리세스영역은 10-3000Å의 깊이를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.The recessed region is preferably formed to have a depth of 10-3000 microns.

상기 플로팅게이트전극은 상기 리세스영역의 측벽 전체와 중첩되도록 형성하는 것이 바람직하다.The floating gate electrode may be formed to overlap the entire sidewall of the recess region.

본 발명은 플래시 메모리소자의 플로팅게이트전극패턴을 반도체기판의 리세스영역에 배치시켜 리세스영역의 측벽상의 플로팅게이트전극패턴과 소스영역 사이의 중첩면적이 증대되도록 함으로써 소거동작의 효율을 증대시키는 점에 그 특징이 있다. 이하 첨부 도면을 참조하여 이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.The present invention increases the efficiency of the erase operation by disposing a floating gate electrode pattern of a flash memory device in a recess region of a semiconductor substrate so that the overlapping area between the floating gate electrode pattern on the sidewall of the recess region and the source region is increased. Has its features. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 플래시 메모리소자를 나타내 보인 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a flash memory device according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 플래시 메모리소자는 리세스영역(202)을 갖는 반도체기판(200)에 형성된다. 리세스영역(202)의 깊이는 대략 10-3000Å이다. 리세스영역(202) 양쪽의 반도체기판(200) 상부영역에는 소스영역(281) 및 드레인영역(282)이 배치된다. 비록 도면에 나타내지는 않았지만, 이와 같이 플래시 메모리 소자의 셀 트랜지스터가 형성되는 액티브영역은 소자분리막(미도시)에 의해 다른 소자영역과 분리된다. 또한 반도체기판(200)은 p형 기판이거나, 또는 p형 웰영역을 가지며, 이 경우 소스영역(281) 및 드레인영역(282)은 고농도의 n형, 즉 n+형의 도전형을 갖는다.Referring to FIG. 2, a flash memory device according to the present invention is formed on a semiconductor substrate 200 having a recess region 202. The depth of the recessed area 202 is approximately 10-3000 mm 3. The source region 281 and the drain region 282 are disposed in the upper region of the semiconductor substrate 200 on both sides of the recess region 202. Although not shown, the active region in which the cell transistor of the flash memory device is formed is separated from other device regions by an isolation layer (not shown). In addition, the semiconductor substrate 200 is a p-type substrate or has a p-type well region. In this case, the source region 281 and the drain region 282 have a high concentration of n-type, that is, n + -type conductivity.

리세스영역(202)의 반도체기판(200) 위에는 터널절연막(210)이 배치된다. 터널절연막(210)은 산화막으로 이루어진다. 터널절연막(210) 위에는 플로팅게이트전극패턴(220), 게이트간절연막패턴(230), 컨트롤게이트전극패턴(240), 금속실리사이드막패턴(250) 및 하드마스크막패턴(260)이 순차적으로 배치되어 게이트스택을 구성한다. 플로팅게이트전극패턴(220) 및 컨트롤게이트전극패턴(240)은 폴리실리콘막으로 이루어진다. 게이트간절연막패턴(230)은 산화막이나, 또는 산화막/질화막/산화막(ONO)막으로 이루어진다. 그리고 금속실리사이드막패턴(250)은 텅스텐실리사이드막으로 이루어진다. 그러나 이와 같은 막질 이외에도 유사한 다른 막질이 사용될 수 있다는 것은 당연하다. 게이트스택의 측벽에는 게이트스페이서막(270)이 배치된다. 게이트스페이서막(270)은 산화막(271) 및 질화막(272)이 순차적으로 적층되는 구조를 갖는다.The tunnel insulating layer 210 is disposed on the semiconductor substrate 200 of the recess region 202. The tunnel insulation film 210 is made of an oxide film. The floating gate electrode pattern 220, the inter-gate insulation layer pattern 230, the control gate electrode pattern 240, the metal silicide layer pattern 250, and the hard mask layer pattern 260 are sequentially disposed on the tunnel insulation layer 210. Configure the gate stack. The floating gate electrode pattern 220 and the control gate electrode pattern 240 are made of a polysilicon film. The inter-gate insulating film pattern 230 is formed of an oxide film, or an oxide film / nitride film / oxide film (ONO) film. The metal silicide film pattern 250 is formed of a tungsten silicide film. However, it is natural that similar membranes may be used in addition to the membranes. The gate spacer layer 270 is disposed on the sidewall of the gate stack. The gate spacer film 270 has a structure in which the oxide film 271 and the nitride film 272 are sequentially stacked.

이와 같은 구조의 플래시 메모리소자에 있어서, 저장되어 있는 데이터를 소거시키는 소거동작은, 게이트단자와 소스단자 사이에 높은 전계가 형성되도록 바이어스(bias)를 인가하여, 플로팅게이트전극패턴(220) 내에 트랩되어 있는 전자를 소스영역(281)으로 터널링시킴으로써 이루어진다. 이때 플로팅게이트전극패턴(220)과 소스영역(281)의 중첩부분이 넓을수록 전자의 터널링은 빠른 속도로 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 플래시 메모리 소자의 경우, 도면에서 "d1"로 나타낸 바와 같이, 대략 리세스영역(202)의 깊이만큼 플로팅게이트전극패턴(220)과 소스영역(281)이 중첩된다. 따라서 리세스영역(202)의 깊이를 조절함으로써 플로팅게이트전극패턴(220) 및 소스영역(281)의 중첩면적을 조절할 수 있으며, 결과적으로 리세스영역(202)의 깊이가 일정 크기 이상이 되도록 함으로써 소자의 소거동작속도를 빠르게 할 수 있다.In the flash memory device having such a structure, in the erase operation for erasing the stored data, a bias is applied so that a high electric field is formed between the gate terminal and the source terminal, and a trap is trapped in the floating gate electrode pattern 220. This is achieved by tunneling the electrons into the source region 281. In this case, as the overlapping portion of the floating gate electrode pattern 220 and the source region 281 becomes wider, tunneling of electrons can be made faster. In the case of the flash memory device according to the present invention, the floating gate electrode pattern 220 and the source region 281 overlap each other by the depth of the recess region 202, as indicated by "d1" in the drawing. Therefore, by adjusting the depth of the recess region 202, the overlapping area of the floating gate electrode pattern 220 and the source region 281 can be adjusted. As a result, the depth of the recess region 202 is greater than or equal to a predetermined size. The erase operation speed of the device can be increased.

도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 플래시 메모리소자의 제조방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 단면도들이다.3 to 6 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flash memory device according to the present invention.

먼저 도 3을 참조하면, 반도체기판(200) 위에 마스크막패턴(300)을 형성한다. 도면에 나타내지는 않았지만, 마스크막패턴(300)을 형성하기 전에, 반도체기판(200)에 p형 웰영역(미도시)을 형성하는 공정과, 액티브영역을 한정하는 소자분리공정을 수행한다. 상기 마스크막패턴(300)은 폴리실리콘막으로 대략 10-5000Å의 두께로 형성하며, 반도체기판(200)의 리세스될 부분의 표면을 노출시키는 개구부(opening)(310)를 갖는다.First, referring to FIG. 3, a mask film pattern 300 is formed on a semiconductor substrate 200. Although not shown in the drawing, before forming the mask film pattern 300, a step of forming a p-type well region (not shown) in the semiconductor substrate 200 and a device isolation process for defining an active region are performed. The mask layer pattern 300 is formed of a polysilicon layer having a thickness of about 10-5000 microns and has an opening 310 that exposes a surface of a portion to be recessed of the semiconductor substrate 200.

다음에 도 4를 참조하면, 상기 마스크막패턴(도 3의 300)을 식각마스크로 한 식각공정을 수행하여 반도체기판(200)을 일정깊이(d2)로 식각한다. 그러면 반도체기판(200)의 상부 일정영역에는 일정깊이(d2)의 리세스영역(202)이 만들어진다. 이 리세스영역(202)의 깊이(d2)는 대략 10-3000Å이 되도록 한다. 리세스영역(202) 형성을 위한 식각공정은 건식식각방법을 사용하여 수행할 수 있다. 리세스영역(202)을 형성한 후에는 상기 마스크막패턴(300)을 제거한다.Next, referring to FIG. 4, the semiconductor substrate 200 is etched to a predetermined depth d2 by performing an etching process using the mask film pattern 300 as an etching mask. Then, a recessed region 202 having a predetermined depth d2 is formed in the upper predetermined region of the semiconductor substrate 200. The depth d2 of the recess region 202 is set to approximately 10-3000 kPa. An etching process for forming the recess region 202 may be performed using a dry etching method. After the recess region 202 is formed, the mask layer pattern 300 is removed.

다음에 도 5를 참조하면, 리세스영역(202)을 갖는 반도체기판(200) 위에 터널절연막(212), 플로팅게이트전극막(222), 게이트간절연막(232), 컨트롤게이트전극막(242), 금속실리사이드막(252) 및 하드마스크막(262)을 순차적으로 적층한다. 터널절연막(212)은 산화막으로 형성한다. 플로팅게이트전극막(222) 및 컨트롤게이트전극막(242)은 폴리실리콘막으로 형성한다. 게이트간절연막(232)은 산화막 또는 산화막/질화막/산화막으로 형성한다. 금속실리사이드막(252)은 텅스텐실리사이드막으로 형성한다. 그리고 하드마스크막(262)은 질화막으로 형성한다.Next, referring to FIG. 5, a tunnel insulating film 212, a floating gate electrode film 222, an inter-gate insulating film 232, and a control gate electrode film 242 are formed on the semiconductor substrate 200 having the recess region 202. The metal silicide film 252 and the hard mask film 262 are sequentially stacked. The tunnel insulating film 212 is formed of an oxide film. The floating gate electrode film 222 and the control gate electrode film 242 are formed of a polysilicon film. The inter-gate insulating film 232 is formed of an oxide film or an oxide film / nitride film / oxide film. The metal silicide film 252 is formed of a tungsten silicide film. The hard mask film 262 is formed of a nitride film.

다음에 도 6을 참조하면, 통상의 패터닝을 수행하여 반도체기판(200)의 리세스영역(202) 위에 터널절연막패턴(210), 플로팅게이트전극패턴(220), 게이트간절연막패턴(230), 컨트롤게이트전극패턴(240), 금속실리사이드막패턴(250) 및 하드마스크막패턴(260)이 순차적으로 적층된 게이트스택을 형성한다. 상기 게이트스택을 형성하는 과정을 보다 구체적으로 설명하면, 먼저 하드마스크막(도 5의 262) 위에 하드마스크막(262)의 일부 표면을 노출시키는 포토레지스트막패턴(미도시)을 형성한다. 다음에 이 포토레지스트막패턴을 식각마스크로 한 식각공정으로, 하드마스크막 (262), 금속실리사이드막(252), 컨트롤게이트전극막(242), 게이트간절연막(232), 플로팅게이트전극막(222) 및 터널절연막(212)의 노출부분을 순차적으로 제거한다. 이와 같은 식각공정에 의해 게이트스택을 형성한 후에는 포토레지스트막패턴을 제거한다.Next, referring to FIG. 6, the tunnel insulating film pattern 210, the floating gate electrode pattern 220, the inter-gate insulating film pattern 230, and the like are formed on the recess region 202 of the semiconductor substrate 200 by performing normal patterning. A gate stack in which the control gate electrode pattern 240, the metal silicide layer pattern 250, and the hard mask layer pattern 260 are sequentially stacked is formed. Referring to the process of forming the gate stack in more detail, first, a photoresist film pattern (not shown) exposing a part of the surface of the hard mask film 262 is formed on the hard mask film 262 of FIG. 5. Next, in the etching process using this photoresist film pattern as an etching mask, the hard mask film 262, the metal silicide film 252, the control gate electrode film 242, the inter-gate insulating film 232, and the floating gate electrode film ( The exposed portions of the 222 and the tunnel insulating film 212 are sequentially removed. After the gate stack is formed by the etching process, the photoresist film pattern is removed.

다음에 리세스영역(202)에서 반도체기판(200) 위로 돌출되는 게이트스택의 측벽에 게이트스페이서막(270)을 형성한다. 이 게이트스페이서막(270)은 산화막(271) 및 질화막(272)을 순차적으로 적층한 후에, 통상의 에치백(etch-back)과 같은 식각공정을 수행하여 형성할 수 있다. 다음에 통상의 이온주입공정을 수행하여, 도 2에 나타낸 바와 같이, 리세스영역(202) 양쪽의 반도체기판(200) 상부에 소스영역(281) 및 드레인영역(282)을 형성한다.Next, a gate spacer layer 270 is formed on the sidewall of the gate stack protruding from the recess region 202 onto the semiconductor substrate 200. The gate spacer layer 270 may be formed by sequentially stacking the oxide layer 271 and the nitride layer 272, and then performing an etching process such as a conventional etch-back. Next, a normal ion implantation process is performed to form a source region 281 and a drain region 282 on the semiconductor substrate 200 on both sides of the recess region 202, as shown in FIG.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 플래시 메모리소자 및 그 제조방법에 의하면, 플로팅게이트전극패턴을 반도체기판의 리세스영역에 배치시켜 리세스영역의 측벽상의 플로팅게이트전극패턴과 소스영역 사이의 중첩면적이 증대되도록 함으로써, 소거동작속도를 증대시킬 수 있으며, 이와 같은 특성개선으로 인하여 동작전압을 감소시켜 전력소모량을 줄일 수 있다는 이점이 제공된다.As described so far, according to the flash memory device and the manufacturing method thereof, the floating gate electrode pattern is disposed in the recess region of the semiconductor substrate so that the floating gate electrode pattern on the sidewall of the recess region overlaps the source region. By allowing the area to be increased, the erase operation speed can be increased, and the improvement of the characteristics provides the advantage of reducing the power consumption by reducing the operating voltage.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 당연하다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention. Do.

Claims (9)

리세스영역을 갖는 반도체기판;A semiconductor substrate having a recess region; 상기 리세스영역의 반도체기판상에 배치되는 터널절연막;A tunnel insulating film disposed on the semiconductor substrate in the recess region; 상기 터널절연막 위에서 상기 리세스영역의 측벽과 중첩되도록 배치되는 플로팅게이트전극;A floating gate electrode disposed on the tunnel insulating layer to overlap a sidewall of the recess region; 상기 플로팅게이트전극 위에 배치되는 게이트간절연막;An inter-gate insulating film disposed on the floating gate electrode; 상기 게이트간절연막 위에 배치되는 컨트롤게이트전극; 및A control gate electrode disposed on the inter-gate insulating film; And 상기 리세스영역의 반도체기판 측벽에 인접되게 배치되는 불순물영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 소자.And an impurity region disposed adjacent to a sidewall of the semiconductor substrate of the recess region. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 리세스영역의 깊이는 10-3000Å인 것을 특징으로 하는 플래시 메모리소자.And a depth of the recess region is 10-3000 microns. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 컨트롤게이트전극 위에 배치되는 금속실리사이드막;A metal silicide layer disposed on the control gate electrode; 상기 금속실리사이드막 위에 배치되는 절연성 하드마스크막; 및An insulating hard mask layer disposed on the metal silicide layer; And 상기 플로팅게이트전극, 게이트간절연막, 컨트롤게이트전극, 금속실리사이드막 및 절연성 하드마스크막의 측벽에 배치되는 절연성 스페이서막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리소자.And an insulating spacer layer disposed on sidewalls of the floating gate electrode, the inter-gate insulating layer, the control gate electrode, the metal silicide layer, and the insulating hard mask layer. 반도체기판에 일정깊이의 리세스영역을 형성하는 단계;Forming a recessed region of a predetermined depth in the semiconductor substrate; 상기 리세스영역 위에 터널절연막, 플로팅게이트전극, 게이트간절연막 및 컨트롤게이트전극이 순차적으로 적층된 게이트스택을 형성하는 단계; 및Forming a gate stack in which a tunnel insulating film, a floating gate electrode, an inter-gate insulating film, and a control gate electrode are sequentially stacked on the recess region; And 상기 리세스영역의 반도체기판 측벽에 인접되도록 불순물영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리소자의 제조방법.And forming an impurity region adjacent to a sidewall of the semiconductor substrate of the recess region. 제4항에 있어서, 상기 리세스영역을 형성하는 단계는,The method of claim 4, wherein the forming of the recess region comprises: 상기 반도체기판 위에 상기 리세스영역이 형성될 표면을 노출시키는 개구부를 갖는 마스크막패턴을 형성하는 단계;Forming a mask layer pattern on the semiconductor substrate, the mask layer pattern having an opening exposing a surface on which the recess region is to be formed; 상기 마스크막패턴을 식각마스크로 한 식각으로 상기 반도체기판의 노출표면을 일정깊이로 제거하여 상기 리세스영역을 형성하는 단계; 및Forming the recess region by removing the exposed surface of the semiconductor substrate to a predetermined depth by etching using the mask layer pattern as an etching mask; And 상기 마스크막패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리소자의 제조방법.And removing the mask layer pattern. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 마스크막패턴은 10-5000Å의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리소자의 제조방법.The mask film pattern is a method of manufacturing a flash memory device, characterized in that formed in a thickness of 10-5000Å. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 식각은 건식식각방법을 사용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리소자의 제조방법.The etching is a method of manufacturing a flash memory device, characterized in that performed using a dry etching method. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 리세스영역은 10-3000Å의 깊이를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리소자의 제조방법.The recessed area is formed to have a depth of 10-3000Å. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 플로팅게이트전극은 상기 리세스영역의 측벽 전체와 중첩되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리소자의 제조방법.And forming the floating gate electrode to overlap the entire sidewall of the recess region.
KR1020050057390A 2005-06-29 2005-06-29 Flash memory device having improved erase efficiency and manufacturing method thereof Expired - Fee Related KR100642383B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050057390A KR100642383B1 (en) 2005-06-29 2005-06-29 Flash memory device having improved erase efficiency and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050057390A KR100642383B1 (en) 2005-06-29 2005-06-29 Flash memory device having improved erase efficiency and manufacturing method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100642383B1 true KR100642383B1 (en) 2006-11-03

Family

ID=37649965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050057390A Expired - Fee Related KR100642383B1 (en) 2005-06-29 2005-06-29 Flash memory device having improved erase efficiency and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100642383B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100824535B1 (en) * 2006-11-20 2008-04-24 동부일렉트로닉스 주식회사 Flash memory cell and manufacturing method thereof
CN116801702A (en) * 2023-08-24 2023-09-22 致真存储(北京)科技有限公司 Method for manufacturing semiconductor device and semiconductor device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100824535B1 (en) * 2006-11-20 2008-04-24 동부일렉트로닉스 주식회사 Flash memory cell and manufacturing method thereof
CN116801702A (en) * 2023-08-24 2023-09-22 致真存储(北京)科技有限公司 Method for manufacturing semiconductor device and semiconductor device
CN116801702B (en) * 2023-08-24 2023-11-14 致真存储(北京)科技有限公司 Method for manufacturing semiconductor device and semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100239459B1 (en) Semiconductor memory device and manufacturing method thereof
CN111180447B (en) Nonvolatile memory and method of manufacturing the same
US7081651B2 (en) Non-volatile memory device with protruding charge storage layer and method of fabricating the same
US6468864B1 (en) Method of fabricating silicon nitride read only memory
KR100568445B1 (en) A method of manufacturing a partial sonos type gate structure and a method of manufacturing a nonvolatile memory cell having the same
KR100510541B1 (en) High voltage transistor and method for manufacturing the same
US6960527B2 (en) Method for fabricating non-volatile memory device having sidewall gate structure and SONOS cell structure
KR20000073371A (en) Semiconductor memory device and fabricating method thereof
JP5998512B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device
US6998669B2 (en) Memory cells with nonuniform floating gate structures
KR100642383B1 (en) Flash memory device having improved erase efficiency and manufacturing method thereof
CN116504614A (en) Manufacturing method of non-volatile memory element
JPH10144810A (en) Non-volatile semiconductor memory and manufacture thereof
KR20060062554A (en) Nonvolatile Memory Device with Uneven Structure Active Area and Manufacturing Method Thereof
KR100654359B1 (en) Nonvolatile Memory Device Manufacturing Method
KR100339420B1 (en) Method for fabricating semiconductor memory device
KR100687402B1 (en) Semiconductor device and manufacturing method
KR100536799B1 (en) semiconductor device and fabricating method thereof
KR100833440B1 (en) Gate spacer formation method of semiconductor device
KR100262002B1 (en) Method of fabricating a flash memory
KR100444841B1 (en) Manufacturing Method of Flash Memory Cell
KR20010063021A (en) non-volatile semiconductor memory device and manufacturing method thereof
KR100423576B1 (en) Fabricating method of flash memory device for reducing undercut and noise
CN115410919A (en) Method of forming memory device
KR20100079159A (en) Method for manufacturing semiconductor flash memory, flash memory cell

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20100920

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903

Not in force date: 20111028

Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903

Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

Not in force date: 20111028

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000