KR20060136205A - Method of manufacturing a Non-volatile memory device - Google Patents
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Abstract
공정의 단축시킬 수 있는 불 휘발성 메모리 장치의 제조방법에 있어서, 공통 소오스 라인 형성영역과 콘택영역을 포함하는 기판 상에 게이트 구조물들을 형성한다. 상기 기판 상에 게이트 구조물을 덮고, 상기 기판의 공통 소오스 라인 형성영역을 노출시키는 라인형 제1 개구 및 상기 콘택영역을 노출시키는 제2 개구를 포함하는 제1 층간절연막 패턴을 형성한다. 상기 제1 개구내에 공통 소오스 라인을 제2 개구내에 콘택패드를 형성한다. 상기 공통 소오스 라인, 상기 콘택패드 및 상기 제1 층간절연막 패턴 상에 상기 콘택패드는 노출시키는 제3 개구를 포함하는 제2 층간절연막 패턴을 형성한다. 상기 제2 층간절연막 패턴 상에 제3 개구를 통해 상기 콘택패드와 연결되는 배선을 형성함으로서 상기 공통 소오스 라인과 적어도 하나의 콘택패드 동시에 형성할 수 있다. 상기 방법은 불 휘발성 메모리 장치의 제조 공정을 단축시킬 수 있다.In a method of manufacturing a nonvolatile memory device capable of shortening a process, gate structures are formed on a substrate including a common source line forming region and a contact region. A first interlayer insulating layer pattern may be formed on the substrate, the first interlayer insulating layer pattern including a first linear opening to expose a common source line forming region of the substrate and a second opening to expose the contact region. A common source line is formed in the first opening and a contact pad is formed in the second opening. A second interlayer insulating layer pattern including a third opening exposing the contact pad is formed on the common source line, the contact pad, and the first interlayer insulating layer pattern. The common source line and the at least one contact pad may be simultaneously formed by forming a wire connected to the contact pad through a third opening on the second interlayer insulating layer pattern. The method can shorten the manufacturing process of the nonvolatile memory device.
Description
도 1 내지 도 4는 종래의 NAND형 플래쉬 메모리 장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1 to 4 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a conventional NAND type flash memory device.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 NAND형 플래쉬 메모리 셀의 레이 아웃을 나타내는 도이고, 도 6은 도 5를 Y-Y' 방향으로 절단한 NAND형 플래쉬 메모리 셀의 단면도이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a layout of a NAND type flash memory cell according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the NAND type flash memory cell obtained by cutting FIG. 5 in the Y-Y 'direction.
도 7 내지 도 9는 도 6에 도시된 NAND형 플래쉬 메모리 셀의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.7 to 9 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the NAND type flash memory cell shown in FIG. 6.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 NAND형 플래쉬 메모리 셀의 단면도이다.10 is a cross-sectional view of a NAND type flash memory cell according to a second embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 반도체 기판 103 : 터널 산화막100
104 : 플로팅 게이트 106 : 층간 유전막104: floating gate 106: interlayer dielectric film
108 : 컨트롤 게이트 110 : 제1 층간절연막 패턴108: control gate 110: first interlayer insulating film pattern
113 : 제1 개구 114 : 공통 소오스 라인113: first opening 114: common source line
115 : 제2 개구 116 : 비트라인 콘택패드115: second opening 116: bit line contact pad
220 : 제2 층간절연막 패턴 128 : 금속배선220: second interlayer insulating film pattern 128: metal wiring
본 발명은 반도체 장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공통 소스 라인 및 비트라인 콘택패드를 포함하는 불 휘발성 메모리 장치의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a nonvolatile memory device including a common source line and a bit line contact pad.
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 있지만 데이터의 입·출력이 느린 ROM(read only memory) 제품으로 크게 구분할 수 있다. 이러한 ROM 제품 중에서, 전기적으로 데이터의 입·출력이 가능한 EEPROM(electrically erasable and programmable ROM) 또는 플래쉬 메모리에 대한 수요가 늘고 있다. 플래쉬 메모리 장치는 고속으로 전기적 소거가 가능한 EEPROM의 진보된 형태로서, F-N 터널링(Fowler-Nordheim tunneling) 또는 열전자 주입(hot electron injection)에 의해 전기적으로 데이터의 입·출력을 제어하는 장치이다.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. If you do this, you can maintain the status, but it can be divided into ROM (read only memory) products with slow data input and output. Among these ROM products, there is an increasing demand for electrically erasable and programmable ROM (EEPROM) or flash memory that can electrically input and output data. The flash memory device is an advanced form of EEPROM that can be electrically erased at high speed. The flash memory device electrically controls input and output of data by F-N tunneling or hot electron injection.
플래쉬 메모리 장치를 회로적 관점에서 살펴보면, n개의 셀 트랜지스터들이 직렬로 연결되어 단위 스트링(string)을 이루고 이러한 단위 스트링들이 비트라인과 접지라인(ground line) 사이에 병렬로 연결되어 있는 NAND형과, 각각의 셀 트랜 지스터들이 비트라인과 접지라인 사이에 병렬로 연결되어 있는 NOR형으로 구분할 수 있다. 상기 NOR형은 고속 동작에 유리한 반면, 상기 NAND형은 고집적화에 유리하다.Looking at the flash memory device from a circuit point of view, a NAND type in which n cell transistors are connected in series to form a unit string, and the unit strings are connected in parallel between a bit line and a ground line. Each cell transistor can be classified into a NOR type connected in parallel between the bit line and the ground line. The NOR type is advantageous for high speed operation, while the NAND type is advantageous for high integration.
도 1 내지 도 4는 종래의 NAND형 플래쉬 메모리 장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1 to 4 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a conventional NAND type flash memory device.
도 1을 참조하면, 기판(10) 상에 메모리 셀 트랜지스터 및 선택 트랜지스터의 게이트 구조물(12)들을 형성한다. 상기 기판(10)은 공통 소오스 라인 형성영역(A)과 비트라인 콘택영역(B) 및 금속배선 콘택영역(C)을 포함한다.Referring to FIG. 1,
이어서, 상기 게이트 구조물(12)이 형성된 기판(10) 상에 제1 층간절연막을 형성한 후, 통상의 사진식각 공정에 의해 상기 제1 층간절연막을 선택적으로 식각함으로써, 공통 소오스 라인(common source line; CSL)이 형성되어질 제1 개구(미도시)를 포함하는 제1 층간절연막 패턴(20)을 형성한다. 이어서, 도전물질 증착 및 제1 화학기계적 연마 공정을 수행하여 상기 제1 개구 내에 공통 소오스 라인(22)을 형성한다.Subsequently, after the first interlayer insulating film is formed on the
도 2를 참조하면, 상기 공통 소오스 라인(22)이 형성된 결과물 상에 제2 층간절연막을 형성한 후 통상의 사진식각 공정에 의해 상기 제2 층간절연막 및 제1 층간절연막 패턴을 선택적으로 식각하여 상기 기판의 비트라인 콘택영역(B)을 노출시키는 제2 개구(미도시)를 포함하는 제2 층간절연막 패턴(30)을 형성한다. 이어서, 도전물 증착 및 제2 화학기계적 연막 공정을 수행하여 제2 개구 내에 비트라인 콘택패드(32)를 형성한다.Referring to FIG. 2, after forming the second interlayer insulating film on the resultant material on which the
도 3을 참조하면, 통상의 사진식각 공정에 의해 상기 제2 층간절연막 패턴(30)을 선택적으로 식각하여 상기 기판의 금속배선 콘택영역(C)을 노출시키는 제3 개구(미도시)를 형성한다. 이어서, 도전물 증착 및 제3 화학기계적 연막 공정을 수행하여 제3 개구 내에 금속배선 콘택패드(34)를 형성한다. Referring to FIG. 3, the second interlayer
도 4를 참조하면, 상기 결과물 상에 도전성 물질을 증착하여 상기 비트라인 콘택패드 및 금속배선 콘택패드와 연결되는 도전성 배선(36)을 형성한다. 상기 도전성 배선은 비트라인 및 금속배선에 해당한다.Referring to FIG. 4, a conductive material is deposited on the resultant to form
상술한 종래 방법에 의하면, 공통 소오스 라인, 비트라인 콘택패드, 금속배선 콘택패드를 형성하기 위해서는 적어도 세 번의 화학기계적 연마공정과 개구를 형성하는 공정을 수행해야 한다.According to the above-described conventional method, at least three chemical mechanical polishing processes and an opening forming process should be performed to form a common source line, bit line contact pad, and metal wiring contact pad.
또한, 불 휘발성 소자의 집적도가 증가되는 만큼 적용되는 상기 제1 및 제2 층간절연막의 높이도 증가되기 때문에 도 3의 제3 개구를 일정한 직경을 갖도록 형성하기 어려울 뿐만 아니라 상기 개구에 의해 상기 기판이 노출되지 않는 문제점이 초래된다. 또한, 상기 층간절연막의 높이 증가는 상기 개구의 깊이의 증가를 의미한다. 따라서, 상기 개구에 형성되는 비트라인 콘택패드 및 금속배선의 콘택패드에 보이드가 생성되는 문제점이 초래된다.In addition, since the heights of the first and second interlayer insulating films, which are applied as the degree of integration of the nonvolatile device is increased, it is difficult to form the third opening of FIG. 3 to have a constant diameter, and the substrate is formed by the openings. The problem of not being exposed is caused. In addition, increasing the height of the interlayer insulating film means increasing the depth of the opening. Accordingly, a problem arises in that voids are generated in the bit line contact pads formed in the openings and the contact pads of the metal wiring.
따라서, 본 발명의 목적은 공통 소오스 라인과 적어도 하나의 콘택 패드를 동시에 형성할 수 있는 불 휘발성 메모리 장치의 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a nonvolatile memory device capable of simultaneously forming a common source line and at least one contact pad.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 불 휘발성 메모리 장치의 제조 방법에 있어서, 공통 소오스 라인 형성영역과 콘택영역을 포함하는 기판 상에 게이트 구조물들을 형성한다. 상기 기판 상에 게이트 구조물을 덮고, 상기 기판의 공통 소오스 라인 형성영역 및 상기 콘택영역을 노출시키는 제1 개구를 포함하는 제1 층간절연막 패턴을 형성한다. 상기 제1 개구 내에 공통 소오스 라인 및 콘택패드를 형성한다. 상기 공통 소오스 라인, 상기 콘택패드 및 상기 제1 층간절연막 패턴 상에 상기 콘택패드는 노출시키는 제2 개구를 포함하는 제2 층간절연막 패턴을 형성한다. 상기 제2 층간절연막 패턴 상에 제2 개구를 통해 상기 콘택패드와 연결되는 배선을 형성함으로서 상기 공통 소오스 라인과 적어도 하나의 콘택 패드 동시에 형성할 수 있는 불 휘발성 메모리 장치를 제조할 수 있다.In the method of manufacturing a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the gate structures are formed on a substrate including a common source line forming region and a contact region. A first interlayer insulating layer pattern may be formed on the substrate to cover the gate structure, the first interlayer insulating layer pattern including a common source line forming region of the substrate and a first opening exposing the contact region. A common source line and a contact pad are formed in the first opening. A second interlayer insulating layer pattern including a second opening exposing the contact pad is formed on the common source line, the contact pad, and the first interlayer insulating layer pattern. A nonvolatile memory device capable of simultaneously forming the common source line and the at least one contact pad may be manufactured by forming a wire connected to the contact pad through a second opening on the second interlayer insulating layer pattern.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 불 휘발성 메모리 장치의 제조 방법에 있어서, 셀 영역과 주변영역으로 구분되는 기판 상에 n개의 워드라인과, 상기 n개의 워드라인 중 첫 번째 워드라인과 인접한 스트링 선택라인 및 상기 n번째 워드라인과 인접한 접지 선택라인을 형성한다. 상기 n개의 워드라인, 스트링 선택라인, 접지 선택라인이 형성된 기판 상에 제1 층간절연막을 형성한다. 상기 제1 층간절연막을 식각하여 상기 접지 선택라인 사이의 기판을 노출시키는 제1 개구, 상기 스트링 선택라인 사이의 기판을 노출시키는 제2 개구 및 상기 기판의 주변영역을 노출시키는 제3 개구를 포함하는 제1 층간절연막 패턴을 형성한다. 상기 제1 개구내에 공통 소오스 라인을, 상기 제2 개구내에 비트라인 콘택패드를, 상기 제3 개구내에 금속배선 콘택패드를 동시에 형성한다. 상기 공통 소오 스 라인, 상기 비트라인 콘택패드, 상기 금속배선 콘택패드 및 제1 층간절연막 패턴 상에 상기 비트라인 콘택패드를 노출시키는 제4 개구와 상기 금속배선 콘택패드를 노출시키는 제5 개구를 포함하는 제2 층간절연막 패턴을 을 형성한다. 이어서, 상기 제2 층간절연막 패턴 상에 제4 개구 및 제5 개구를 통해 상기 비트라인 콘택패드 및 금속배선 콘택패드와 연결되는 배선을 형성함으로써 공통 소오스 라인과 적어도 하나의 콘택 패드 동시에 형성할 수 있는 불 휘발성 메모리 장치를 제조할 수 있다.In the method of manufacturing a nonvolatile memory device according to a specific embodiment of the present invention for achieving the above object, n word lines on the substrate divided into a cell region and a peripheral region, and the first of the n word lines A string select line adjacent to the word line and a ground select line adjacent to the nth word line are formed. A first interlayer insulating film is formed on the substrate on which the n word lines, the string select lines, and the ground select lines are formed. A first opening exposing the substrate between the ground selection lines by etching the first interlayer insulating film, a second opening exposing the substrate between the string selection lines, and a third opening exposing a peripheral region of the substrate; A first interlayer insulating film pattern is formed. A common source line is formed in the first opening, a bit line contact pad is formed in the second opening, and a metal wiring contact pad is formed in the third opening. A fourth opening exposing the bit line contact pad on the common source line, the bit line contact pad, the metal wiring contact pad, and the first interlayer insulating layer pattern, and a fifth opening exposing the metal wiring contact pad. A second interlayer insulating film pattern is formed. Subsequently, a common source line and at least one contact pad may be simultaneously formed by forming a wire connected to the bit line contact pad and the metal wiring contact pad through a fourth opening and a fifth opening on the second interlayer insulating layer pattern. A nonvolatile memory device can be manufactured.
상기 방법에서 제1 층간절연막 패턴은 상기 게이트 구조물이 형성된 기판을 덮는 제1 층간절연막을 형성한 후 식각마스크를 이용한 식각공정을 수행하여 상기 제1 층간절연막에 상기 기판의 공통 소오스 라인 형성영역 및 상기 기판의 콘택영역을 노출시키는 제1 개구를 형성함으로서 형성할 수 있다.In the method, the first interlayer insulating layer pattern may be formed by forming an first interlayer insulating layer covering the substrate on which the gate structure is formed, and then performing an etching process using an etching mask to form a common source line forming region of the substrate on the first interlayer insulating layer. It can be formed by forming a first opening that exposes the contact region of the substrate.
또한, 상기 공통 소오스 라인 및 상기 콘택패드는 상기 제1 개구를 매립하도록 상기 제1 층간절연막 패턴 상에 도전막을 형성한 후 상기 제1 층간절연막 패턴의 표면이 노출되도록 상기 도전막을 화학 기계적 연마하여 형성할 수 있다.The common source line and the contact pad may be formed by forming a conductive film on the first interlayer insulating film pattern to fill the first opening, and then chemically mechanically polishing the conductive film so that the surface of the first interlayer insulating film pattern is exposed. can do.
본 발명에 의하면, 공통 소오스 라인을 형성할 때 비트라인 콘택패드 및 금속배선 콘택패드를 동시에 형성한 후 상기 콘택패드들을 노출시키는 개구부를 갖는 절연막 패턴을 형성한다. According to the present invention, when forming a common source line, a bit line contact pad and a metal wiring contact pad are formed at the same time, and then an insulating layer pattern having openings exposing the contact pads is formed.
따라서, 상기 비트라인 콘택패드 위에 비트라인 콘택홀이 형성되므로, 비트라인 콘택홀을 형성하기 위한 사진식각 공정시 미스얼라인 마진을 확보할 수 있다. 또한, 상술한 사진식각 공정시 하부의 층간절연막 단차에 의한 식각 마진을 확보할 수 있다.Accordingly, since bit line contact holes are formed on the bit line contact pads, misaligned margins can be secured during a photolithography process for forming bit line contact holes. In addition, during the above-described photolithography process, an etching margin may be secured due to a lower interlayer insulating layer step.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 NAND형 플래쉬 메모리 셀의 레이 아웃을 나타내는 도이고, 도 6은 도 5를 Y-Y' 방향으로 절단한 NAND형 플래쉬 메모리 셀의 단면도이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a layout of a NAND type flash memory cell according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the NAND type flash memory cell obtained by cutting FIG. 5 in the Y-Y 'direction.
도 5 및 도 6을 참조하면, 메모리 셀 트랜지스터의 채널과 소오스/드레인이 형성될 액티브 영역(102)들이 각각 필드 영역(101)에 의해 이격되어 서로 평행하게 Y축으로 신장하면서 X축으로 반복되어 배열된다.5 and 6, the
상기 액티브 영역(102) 상에는 n개의 워드라인(W/L1, W/L2, …, W/Ln)들이 X축으로 신장하면서 Y축으로 반복되어 배열됨으로써, 플로팅 게이트(104)와 컨트롤 게이트(108)로 구성된 스택 게이트 구조의 메모리 셀 트랜지스터들이 형성된다. 이와 같이 소정 간격으로 이격되는 워드라인(W/L1, W/L2, …, W/Ln)들 사이의 노출된 액티브 영역(102)의 표면에 고농도의 소오스/드레인 영역(미도시)들이 형성된다.N word lines (W / L 1 , W / L 2 ,..., W / L n ) are repeatedly arranged in the Y-axis while extending in the X-axis on the
Y축으로 신장하는 액티브 영역(102)과 X축으로 신장하는 워드라인(W/L1, W/L2, …, W/Ln)의 배열에 의해 X-Y 방향으로 배열되는 다수의 메모리 셀 어레이를 형성할 때, 첫 번째 워드라인(W/L1)과 n번째 워드라인(W/Ln)의 바깥에 각각 선택 트랜지스터인 스트링 선택라인(SSL)과 접지 선택라인(GSL)을 구비하여 하나의 메모리 단위로서 "스트링"을 형성한다. 상기 스트링에서, n개의 메모리 셀 트랜지스터들은 소오스/드레인을 공유하면서 직렬 연결된다.A plurality of memory cell arrays arranged in the XY direction by an array of the
스트링 선택 라인(SSL)과 접지 선택 라인(GSL)을 구성하는 선택 트랜지스터들은 저항에 의한 신호지연 현상을 방지하기 위하여 각 입/출력(I/O) 사이의 필드 영역(101)에 플로팅 게이트(104)와 컨트롤 게이트(108)를 연결시키기 위한 버팅 콘택홀(도시하지 않음)을 구비한다. 따라서, 선택 트랜지스터들은 전기적으로 1층의 게이트를 갖는 MOS 트랜지스터로서 동작하게 된다.Select transistors constituting the string select line SSL and the ground select line GSL have a floating
서로 이웃하는 스트링 선택 라인(SSL) 사이에는 비트라인 콘택패드(116)가 한 개씩 구비되며, 두 개의 스트링은 거울상(mirror image) 형태로 한 개의 비트라인 콘택패드(116)를 공유한다. 상기 워드라인(W/L1, W/L2, …, W/Ln) 상에는 제1 층간절연막(110) 및 제2 층간절연막(120)을 개재하여 워드라인과 직교하도록 Y축으로 신장하면서 X축으로 반복되는 k개의 비트라인(B/Lk, B/Lk-1, B/Lk-2, …)들이 형성된다. 상기 "스트링"의 또 다른 바깥쪽에는 서로 이웃한 접지 선택 라인(GSL) 사이에 X축 방향으로 신장되는 공통 소오스 라인(114)이 구비되고, 상기 공통 소오스 라인(114) 위에 복수개의 비트라인마다 하나의 콘택홀(미도시)이 형성된다.One bit
도 6에 따르면, 상기 공통 소오스 라인(114) 및 상기 비트라인 콘택패드(116)는 제1 층간절연막 패턴에 형성된 개구(113,115)들를 매몰하면서 상기 제1 층간절연 패턴(110)과 동일한 높이로 평탄화되어 동시에 형성된다. 이후, 상기 비트라인 콘택패드(116)를 노출시키는 개구(122)를 갖는 제2 층간절연막 패턴(120) 상 에 상기 비트라인 콘택패드와 연결되는 비트라인(128)이 형성된다.Referring to FIG. 6, the
도 7 내지 도 9는 도 6에 도시된 NAND형 플래쉬 메모리 셀의 제조방법을 나타내는 단면도들이다.7 to 9 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the NAND type flash memory cell shown in FIG. 6.
도 7을 참조하면, 기판(100)에 소자 분리막(미도시)을 형성함으로서 상기 기판(100)을 액티브 영역과 소자분리 영역으로 정의한다. 상기 소자 분리막은 셸로우 트렌치 소자분리(shallow trench isolation; STI) 공정을 수행하여 형성할 수 있다. 상기 기판(100)은 공통 소오스 라인 형성영역(A)과 콘택영역(B)을 포함한다. 특히, 콘택영역(B)은 금속배선의 콘택 패드와 연결되는 영역 및 비트라인의 콘택패드와 연결되는 영역을 포함한다.Referring to FIG. 7, an isolation layer (not shown) is formed on the
이어서, 상기 액티브 영역의 기판에 터널 산화막(즉, 게이트 산화막)(103)을 형성한다. 상기 터널 산화막(103)은 열산화 공정, 화학기상증착 공정, 원자층 증착공정등을 수행하여 형성할 수 있다. 또는, 선택 트랜지스터와 셀 트랜지스터의 터널 산화막 두께를 서로 다르게 하기 위하여, 상기 기판(100) 상에 게이트 산화막을 성장시킨 후 사진식각 공정으로 셀 트랜지스터 영역의 게이트 산화막을 습식 식각 공정으로 제거한 후 터널 산화막(103)을 형성할 수도 있다.Subsequently, a tunnel oxide film (ie, a gate oxide film) 103 is formed on the substrate in the active region. The
상기 게이트 산화막 상에 셀 트랜지스터의 플로팅 게이트로 사용될 제1 도전막(미도시)을 형성한 후 통상의 사진식각 공정으로 제1 도전막을 선택적으로 식각한다. 상기 제1 도전막의 예로서는 도핑된 폴리실리콘막 또는 금속막등을 들 수 있다.After forming a first conductive layer (not shown) to be used as a floating gate of the cell transistor on the gate oxide layer, the first conductive layer is selectively etched by a conventional photolithography process. Examples of the first conductive film include a doped polysilicon film or a metal film.
상기 선택적으로 식각된 제1 도전막 상에 유전막을 형성한다. 상기 유전막의 예로서는 ONO막, 금속 산화막등을 들 수 있다.A dielectric film is formed on the selectively etched first conductive film. Examples of the dielectric film include an ONO film and a metal oxide film.
상기 유전막 상에 셀 트랜지스터의 컨트롤 게이트로 사용될 제2 도전막을 형성한다. 상기 제2 도전막의 예로서는 도핑된 폴리실리콘막, 금속막 및 폴리실리콘막과 텅스텐 실리사이드막이 적층된 복합막 등을 들 수 있다. A second conductive layer to be used as a control gate of the cell transistor is formed on the dielectric layer. Examples of the second conductive film include a doped polysilicon film, a metal film, a composite film in which a polysilicon film and a tungsten silicide film are laminated.
이어서, 사진 공정으로 메모리 셀 영역을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 포토레지스트 패턴에 노출된 상기 제2 도전층, 유전막 및 제1 도전막을 순차적으로 건식 식각하여 셀 트랜지스터의 게이트(WL)를 형성한다. 이와 동시에, 스트링 선택 트랜지스터(SSL) 및 접지 선택 트랜지스터의 게이트(GSL)들도 형성된다. 상기 셀 트랜지스터의 게이트(WL), 스트링 선택 트랜지스터의 게이트(SSL) 및 접지 선택 트랜지스터의 게이트(GSL)는 플로팅 게이트(104), 층간 유전막(106) 및 컨트롤 게이트(108)를 포함한다.Subsequently, after forming a photoresist pattern exposing the memory cell region by a photo process, the second conductive layer, the dielectric layer, and the first conductive layer exposed to the photoresist pattern are sequentially dry-etched to form the gate WL of the cell transistor. To form. At the same time, the string select transistor SSL and the gates GSL of the ground select transistor are formed. The gate WL of the cell transistor, the gate SSL of the string select transistor, and the gate GSL of the ground select transistor include a floating
일 예로 공지의 자기 정렬된 셸로우 트렌치 소자분리(self-aligned shallow trench isolation; SA-STI) 공정을 수행하여 소자 분리막을 및 플로팅 게이트를 동시에 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 층간 유전막(106)의 면적을 증가시키기 위해 소자분리 공정 후 플로팅 게이트용 도전막을 다시 증착할 수 있다. 이어서, 통상의 이온주입 공정으로 셀 트랜지스터 및 선택 트랜지스터들의 소오스/드레인 영역(도시하지 않음)을 형성한다.For example, a well-known self-aligned shallow trench isolation (SA-STI) process may be performed to simultaneously form a device isolation layer and a floating gate. In this case, in order to increase the area of the
이후, 상기 셀 트랜지스터의 게이트(WL), 스트링 선택 트랜지스터(SSL) 및 접지 선택 트랜지스터의 게이트(SSL)들이 형성된 기판 상에 제1 층간절연막(미도시)을 형성한다. 상기 제1 층간절연막은 BPSG(boro-phosphor silicate glass), PSG(phosphor silicate glass), USG(undoped silicate glass), SOG(spin on glass), PE-TEOS(plasma enhanced-tetraethylorthosilicate)등과 같은 산화물을 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 상기 제1 층간절연막은 화학 기상 증착 공정, 플라즈마 증대 화학 기상 증착(PE-CVD) 공정, 원자층 적층 공정 또는 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착(HDP-CVD) 공정을 이용하여 형성할 수 있다.Thereafter, a first interlayer insulating film (not shown) is formed on a substrate on which the gate WL, the string select transistor SSL, and the ground select transistor SSL of the cell transistor are formed. The first interlayer insulating layer uses an oxide such as boro-phosphor silicate glass (BPSG), phosphor silicate glass (PSG), undoped silicate glass (USG), spin on glass (SOG), plasma enhanced-tetraethylorthosilicate (PE-TEOS), or the like. Can be formed. The first interlayer dielectric layer may be formed using a chemical vapor deposition process, a plasma enhanced chemical vapor deposition (PE-CVD) process, an atomic layer deposition process, or a high density plasma chemical vapor deposition (HDP-CVD) process.
이어서, 사진식각 공정으로 상기 제1 층간절연막을 건식식각하여 제1 층간절연막 패턴(110)을 형성한다. 상기 제1 층간절연막 패턴은 서로 이웃하는 접지 선택 라인(GSL) 사이의 기판(공통 소오스 라인 형성영역)을 노출시키는 제1 개구(113) 및 서로 이웃하는 스트링 선택 라인(SSL) 사이의 기판(콘택영역)을 노출시키는 제2 개구(115)를 포함한다. 일 예로 상기 제1 절연막 패턴은 기판의 주변영역을 노출시키는 제3 개구(미도시)를 더 포함 할 수 있다.Subsequently, the first interlayer dielectric layer may be dry-etched by a photolithography process to form a first interlayer
도 8을 참조하면, 상기 제1 개구(113) 및 제2 개구(115)를 포함하는 제1 층절연막 패턴(110) 상에 상기 제1 개구 및 제2 개구가 매몰되도록 제3 도전막(미도시)을 형성한다. 상기 제3 도전막의 예로서는 텅스텐, 알루미늄, 티타늄으로 이루어진 금속막을 들 수 있다.Referring to FIG. 8, a third conductive layer (not shown) is buried in the first layer insulating
상기 제3 도전막 형성 후 에치백 또는 화학기계적 연마(CMP)공정을 수행하여 상기 제1 층간절연막 패턴(110)의 표면이 노출될 때까지 제3 도전막을 제거한다. 그러면, 상기 제1 개구(113)의 내부에 공통 소오스 라인(114)이 형성되고, 상기 제2 개구(113)의 내부에 콘택패드(116)가 형성된다. 상기 공통 소오스 라인(114) 및 비트라인의 콘택패드(116)는 동시에 형성된다.After forming the third conductive layer, an etch back or chemical mechanical polishing (CMP) process is performed to remove the third conductive layer until the surface of the first interlayer insulating
일 예로 상기 제1 층간절연막 패턴에 제3 개구가 형성되어 있을 경우 상기 제3 개구 내에는 금속배선의 콘택패드(미도시)가 형성된다.For example, when a third opening is formed in the first interlayer insulating layer pattern, a contact pad (not shown) of a metal wiring is formed in the third opening.
도 9를 참조하면, 상기 공통 소오스 라인(114), 상기 비트라인 콘택패드(116) 및 제1 층간절연막 패턴(110) 상에 제2 층간절연막을 형성한다. 상기 제2 층간절연막의 형성방법 및 상기 제2 층간절연막을 형성하기 위한 산화물은 위에서 상세히 설명하였기 때문에 생략한다.Referring to FIG. 9, a second interlayer insulating layer is formed on the
이어서, 사진식각 공정으로 상기 제2 층간절연막을 건식 식각하여 제2 층간절연막 패턴(120)을 형성한다. 상기 제2 층간절연막 패턴은 상기 비트라인 콘택패드(116)를 노출시키는 제4 개구(122)를 포함한다. 일 예로 상기 제2 층간절연막 패턴(120)은 기판의 주변영역에 형성된 금속배선 콘택패드(미도시)를 노출시키는 제5 개구(미도시)를 더 포함 할 수 있다.Subsequently, the second interlayer dielectric layer is dry-etched by a photolithography process to form a second interlayer
이어서 상기 제4 개구(122)를 포함하는 제2 층간절연막 패턴(118) 상에 상기 제4 개구를 매몰하는 제4 도전막을 형성한다. 따라서, 상기 도 6에 도시된 바와 같이 상기 비트라인 콘택패드(116)와 연결되는 비트라인 플러그를 포함하는 도전성 배선(128)이 형성된다. 상기 도전성 배선(128)은 비트라인이다. 상기 제4 도전막의 예로서는 텅스텐, 알루미늄, 티타늄으로 이루어진 금속막을 들 수 있다. 상기 제4 도전막은 텅스텐막을 사용하는 것이 바람직하다.Subsequently, a fourth conductive layer is formed on the second interlayer insulating layer pattern 118 including the
상기 비트라인(128)은 비트라인 콘택패드(115a)를 통해 이웃하는 스트링 선택 라인의 게이트(SSL)들 사이에 노출된 기판에 연결된다.The
상술한 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 의하면, 공통 소오스 라인(114)을 형성할 때 비트라인 콘택패드(116)를 동시에 형성할 수 있어 반도체 제조 공정을 최소한으로 단축시킬 수 있다. 또한, 이후 비트라인 콘택패드(116) 위에 비트라인 형성용 개구(122)가 형성되므로, 상기 비트라인 형성용 개구(120)를 형성하기 위한 사진식각 공정시 미스얼라인 마진 및 식각 마진을 확보할 수 있다.As described above, according to the first embodiment of the present invention, the bit
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 NAND형 플래쉬 메모리 셀의 단면도이다.10 is a cross-sectional view of a NAND type flash memory cell according to a second embodiment of the present invention.
이하, 도 10을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 NAND형 플래쉬 메모리 셀의 제조방법을 설명하기로 한다. 기판 상에 셀 트랜지스터의 게이트(WL), 스트링 선택 트랜지스터(SSL), 접지 선택 트랜지스터의 게이트(SSL) 및 층간절연막을 형성하는 단계까지는 상술한 실시예와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 여기서, 참조부호 200은 기판, 203은 터널 산화막, 204는 플로팅 게이트, 206은 층간 유전막, 208은 컨트롤 게이트를 나타낸다.Hereinafter, a method of manufacturing a NAND flash memory cell according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10. The steps of forming the gate WL of the cell transistor, the string select transistor SSL, the gate SSL of the ground select transistor, and the interlayer insulating layer on the substrate are the same as in the above-described embodiment, and thus description thereof will be omitted. . Here,
상기 제1 실시예와 동일한 방법으로 상기 제1 층간절연막 패턴은 제1 개구(213) 및 서로 이웃하는 스트링 선택 라인(SSL) 사이의 기판(콘택영역)을 노출시키는 제2 개구(215) 및 기판의 주변영역(C)을 노출시키는 제3 개구(217)를 더 포함 할 수 있다.In the same manner as in the first embodiment, the first interlayer insulating layer pattern may include a
상기 제1 개구(213), 제2 개구(215), 제3 개구(217)를 포함하는 제1 층절연막 패턴(210) 상에 상기 제1 개구, 제2 개구 및 제3 개구가 매몰되도록 제3 도전막(미도시)을 형성한다. 상기 제3 도전막은 텅스텐막이다. 상기 제3 도전막 형성 후 에치백 또는 화학기계적 연마(CMP)공정을 수행하여 상기 제1 층간절연막 패턴(210) 의 표면이 노출될 때까지 제3 도전막을 제거한다. 그러면, 상기 제1 개구(213)의 내부에 공통 소오스 라인(214)이 형성되고, 상기 제2 개구(213)의 내부에 비트라인의 콘택패드(216)가 형성되고, 제3 개구(217)의 내부에는 금속배선의 콘택패드(218)가 형성된다. 상기 공통 소오스 라인(214), 비트라인의 콘택패드(216) 및 금속배선의 콘택패드(218)는 동시에 형성된다.The first opening, the second opening, and the third opening may be buried in the first layer insulating
상기 공통 소오스 라인(214), 비트라인의 콘택패드(216), 금속배선의 콘택패드(218) 및 제1 층간절연막 패턴(210) 상에 제2 층간절연막을 형성한다. 상기 제2 층간절연막의 형성방법 및 상기 제2 층간절연막을 형성하기 위한 산화물은 위에서 상세히 설명하였기 때문에 생략한다. 이어서, 제2 층간절연막을 건식 식각하여 제2 층간절연막 패턴(220)을 형성한다. 상기 제2 층간절연막 패턴(220)은 상기 비트라인 콘택패드(216)를 노출시키는 제4 개구(222)를 포함하고, 금속배선의 콘택패드(218)를 노출시키는 제5 개구(224)를 포함한다.A second interlayer insulating film is formed on the
이어서 제2 층간절연막 패턴(220) 상에 제4 개구(222) 및 제5 개구(224)를 매몰하는 제4 도전막을 형성한다. 따라서, 상기 도 10에 도시된 바와 같이 상기 비트라인 콘택패드(216)와 연결되는 비트라인 플러그 및 금속배선의 콘택패드(218)와연결되는 금속배선 플러그(미도시)를 포함하는 도전성 배선(228)이 형성된다. 상기 도전성 배선(228)은 비트라인이다. 상기 제4 도전막은 텅스텐막이다.Subsequently, a fourth conductive layer is formed on the second interlayer insulating
상술한 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 의하면, 공통 소오스 라인(214)을 형성할 때 비트라인 콘택패드(216) 및 금속배선 콘택패드(218)를 동시에 형성할 수 있어 반도체 제조 공정을 최소한으로 단축시킬 수 있다.As described above, according to the second embodiment of the present invention, when forming the
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 공통 소오스 라인을 형성할 때 비트라인 콘택패드 및 금속배선 콘택패드를 동시에 형성할 수 있어 반도체 제조 공정을 최소한으로 단축시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, when forming a common source line, the bit line contact pad and the metal wiring contact pad can be formed at the same time, thereby minimizing the semiconductor manufacturing process.
또한, 이후 비트라인 콘택패드 및 금속배선 콘택패드 상에 각각 비트라인 및 금속배선을 형성하기 위한 개구를 형성할 수 있어 상기 개구를 형성하기 위한 사진식각 공정시 미스얼라인 마진 및 식각 마진을 확보할 수 있다. 또한, 층간절연막 식각 공정시 층간절연막의 높이에 따른 식각 마진을 확보할 수 있다.In addition, openings for forming bit lines and metal wirings may be formed on the bit line contact pads and the metal wiring contact pads, respectively, to secure misalignment margins and etching margins during the photolithography process for forming the openings. Can be. In addition, an etching margin according to the height of the interlayer insulating layer may be secured during the interlayer insulating layer etching process.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 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.As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. And can be changed.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050055800A KR20060136205A (en) | 2005-06-27 | Method of manufacturing a Non-volatile memory device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050055800A KR20060136205A (en) | 2005-06-27 | Method of manufacturing a Non-volatile memory device |
Publications (2)
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|---|---|
| KR20070000235A KR20070000235A (en) | 2007-01-02 |
| KR20060136205A true KR20060136205A (en) | 2007-01-02 |
Family
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20050627 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| PC1203 | Withdrawal of no request for examination |