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KR20050055217A - Method of manufacturing a nand flash device - Google Patents

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KR20050055217A
KR20050055217A KR1020030088272A KR20030088272A KR20050055217A KR 20050055217 A KR20050055217 A KR 20050055217A KR 1020030088272 A KR1020030088272 A KR 1020030088272A KR 20030088272 A KR20030088272 A KR 20030088272A KR 20050055217 A KR20050055217 A KR 20050055217A
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KR
South Korea
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drain
source
contact
metal
interlayer insulating
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Withdrawn
Application number
KR1020030088272A
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Korean (ko)
Inventor
허현
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.)
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Publication date
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Abstract

본 발명은 낸드 플래시 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명은 소스라인 플러그와 드레인 콘택 플러그를 동시에 형성한 다음 각각의 상부에 금속 랜딩패드와 접촉을 위한 소스 금속 콘택과 비트라인과 접촉을 위한 드레인 금속 콘택을 형성하여 불필요한 공정 단계를 줄일 수 있고, 콘택을 통합하여 진행하기 때문에 콘택 형성시에 발생하는 오버레이 오차에 따른 불량 발생을 감소시킬 수 있는 낸드 플래시 소자의 제조 방법을 제공한다. The present invention relates to a method for manufacturing a NAND flash device, and the present invention is to simultaneously form a source line plug and a drain contact plug, and then to drain the source metal contact and the bit line for contact with the metal landing pad on each top. The present invention provides a method of manufacturing a NAND flash device capable of reducing unnecessary process steps by forming a metal contact, and reducing defects caused by an overlay error occurring at the time of forming a contact because the contact is integrated.

Description

낸드 플래시 소자의 제조 방법{Method of manufacturing a NAND flash device} Method of manufacturing a NAND flash device

본 발명은 낸드 플래시 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 낸드 플래시 소자의 드레인 콘택과 소스 콘택 형성 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a NAND flash device, and more particularly, to a method of forming a drain contact and a source contact of a NAND flash device.

낸드 플래시 소자의 셀 어레이(Cell Array)는 일반 플래시 소자와 달리 셀 어레이가 스트링(String)으로 연결되어 동작하고 있다. 이러한 특성상 스트링의 양 끝단에 비트라인(Bit Line)으로 연결되는 드레인 콘택(Drain Contact)과 글로벌 그라운드(Global Ground)를 위한 소스 라인 콘택(Source Line Contact)이 위치하게 되며 이들 콘택은 스트링 제어를 위한 셀렉트 트랜지스터(Select Transistor)의 정션과 연결된다. Unlike general flash devices, a cell array of a NAND flash device operates by connecting a cell array with a string. Due to this characteristic, there are drain contacts and source line contacts for global ground connected to bit lines at both ends of the string, and these contacts are used for string control. It is connected to the junction of the select transistor.

도 1은 종래의 낸드 플래시 소자의 어레이도이다. 1 is an array diagram of a conventional NAND flash device.

도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선상의 단면도 이다. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 전기적 정보를 저장하기 위한 셀 스트링(20)과 셀 스트링(20)의 드레인 단자를 선택하기 위한 드레인 선택 트랜지스터(30)와 셀 스트링(20)의 소스 단자를 선택하기 위한 소스 선택 트랜지스터(40)가 형성된 반도체 기판(10)상에 제 1 층간 절연막(12)을 형성한다. 1 and 2, the drain select transistor 30 and the source terminal of the cell string 20 are selected to select the cell string 20 and the drain terminal of the cell string 20 for storing electrical information. A first interlayer insulating film 12 is formed on the semiconductor substrate 10 on which the source select transistor 40 is formed.

전체 구조상에 감광막을 형성한 다음, 마스크를 이용한 사진 식각공정을 실시하여 소스 라인 영역을 개방하는 감광막 패턴(미도시)을 형성한다. 상기 감광막 패턴을 식각 마스크로 하는 식각공정을 실시하여 소스 선택 트랜지스터(40)의 소스 영역상부의 제 1 층간 절연막(12)을 제거하여 소스 라인 콘택홀을 형성한다. 스트립 공정을 통해 상기 감광막 패턴을 형성한다. 전체 구조상에 폴리 실리콘막을 증착한 다음, 제 1 층간 절연막(12)을 정지막으로 하는 화학 기계적 연마를 실시하여 상기 소스 라인 콘택을 폴리 실리콘으로 매립함으로써 소스 라인 플러그(14)를 형성한다. After the photoresist is formed on the entire structure, a photolithography process using a mask is performed to form a photoresist pattern (not shown) that opens the source line region. An etching process using the photoresist pattern as an etching mask is performed to remove the first interlayer insulating layer 12 on the source region of the source select transistor 40 to form a source line contact hole. The photoresist pattern is formed through a strip process. After depositing a polysilicon film on the entire structure, the source line plug 14 is formed by filling the source line contact with polysilicon by chemical mechanical polishing using the first interlayer insulating film 12 as a stop film.

전체 구조상에 제 2 층간 절연막(16)을 형성한다. 전체 구조상에 드레인 콘택 영역을 개방하는 감광막 패턴(미도시)을 형성한다. 상기 감광막 패턴을 식각마스크로 하는 식각공정을 실시하여 드레인 선택 트랜지스터(30)의 드레인 영역 상부의 제 2 및 제 1 층간 절연막(12 및 16)을 제거하여 드레인 콘택홀을 형성한다. 감광막 패턴을 제거한 다음, 전체 구조상에 폴리 실리콘막을 증착한다. 제 2 층간 절연막(18)을 정지막으로 하는 화학 기계적 연마를 실시하여 상기 드레인 콘택홀을 폴리 실리콘으로 매립함으로써 드레인 콘택 플러그(18)를 형성한다. The second interlayer insulating film 16 is formed over the entire structure. A photosensitive film pattern (not shown) is formed on the entire structure to open the drain contact region. An etching process using the photoresist pattern as an etching mask is performed to remove the second and first interlayer insulating layers 12 and 16 on the drain region of the drain select transistor 30 to form a drain contact hole. After removing the photoresist pattern, a polysilicon film is deposited on the entire structure. The drain contact plug 18 is formed by filling the drain contact hole with polysilicon by performing chemical mechanical polishing using the second interlayer insulating film 18 as a stop film.

이후, 금속 배선 형성공정을 통해 소스 라인 플러그 상부의 제 2 층간 절연막(18)의 소정 영역을 식각하여 소스 금속 플러그(52)를 형성하고 그 상부에 금속 랜딩 패드(60)를 형성한다. 또한, 드레인 콘택 플러그(18)와 연결되고, 셀 스트링(20) 및 소스 라인 플러그(14)와 직교된 형상의 비트라인(50)을 형성한다. Subsequently, a predetermined region of the second interlayer insulating layer 18 on the source line plug is etched through the metal line forming process to form the source metal plug 52 and the metal landing pad 60 is formed thereon. In addition, the bit line 50 is connected to the drain contact plug 18 and formed to be orthogonal to the cell string 20 and the source line plug 14.

상술한 바와 같이 드레인 콘택 플러그(18)와 소스 라인 플러그(14)를 각각의 독립적인 공정을 이용하여 형성하게 됨으로 인해 전체적인 마스크수의 증가와 공정 단계의 증가를 야기해 생산성을 저하 시키는 문제가 발생한다. 또한, 각기 콘택 플러그 및 금속배선의 독립적인 마스크 얼라인(Mask Align)이 필요하게 되어 오버레이(Overlay) 제어에 있어서 난점이 발생하게 된다. As described above, since the drain contact plug 18 and the source line plug 14 are formed by using independent processes, there is a problem that the overall number of masks and the number of process steps are increased, thereby lowering productivity. do. In addition, independent mask alignment of the contact plugs and the metal wirings is required, which causes difficulties in overlay control.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 소스라인 콘택과 드레인 콘택을 동시에 형성하고 이들 각각을 금속 배선공정을 통해 상부 금속막에 전기적으로 연결시킴으로써 공정의 단순화와 오정렬에 의한 수율 저하를 방지할 수 있는 낸드 플래시 소자의 제조 방법을 제공한다. Therefore, in order to solve the above problems, the present invention simultaneously forms a source line contact and a drain contact and electrically connects each of them to the upper metal film through a metal wiring process, thereby preventing a decrease in yield due to simplification and misalignment. It provides a method for manufacturing a NAND flash device.

본 발명에 따른 낸드 플래시 셀과 상기 셀의 드레인 단자를 선택하기 위한 드레인 선택 트랜지스터와 상기 셀의 소스 단자를 선택하기 위한 소스 단자를 선택하기 위한 소스 선택 트랜지스터가 형성된 반도체 기판이 제공되는 단계와, 상기 반도체 기판상에 제 1 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 1 층간 절연막을 패터닝 한 후, 이를 도전성막으로 매립 평탄화 하여 상기 드레인 선택 트랜지스터의 드레인 영역 상에 드레인 콘택 플러그와, 상기 소스 선택 트랜지스터의 소스 영역 상에 소스 라인 플러그를 형성하는 단계와, 상기 제 1 층간 절연막 상에 제 2 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제 2 층간 절연막을 패터닝 한 후, 이를 금속막으로 매립 평탄화하여 상기 드레인 콘택 플러그 상에 드레인 금속 콘택과 상기 소스 라인 플러그 상에 소스 금속 콘택을 형성하는 단계 및 금속배선 공정을 실시하여 상기 드레인 금속 콘택 상에 비트라인을 형성하고 상기 소스 금속 콘택 상에 금속 랜딩 패드를 형성하는 단계를 포함하는 낸드 플래시 소자의 제조 방법을 제공한다. Providing a semiconductor substrate having a NAND flash cell and a drain select transistor for selecting a drain terminal of the cell and a source select transistor for selecting a source terminal for selecting a source terminal of the cell according to the present invention; Forming a first interlayer insulating film on the semiconductor substrate, patterning the first interlayer insulating film, and then filling the first interlayer insulating film with a conductive film to form a drain contact plug on the drain region of the drain selection transistor, Forming a source line plug on a source region, forming a second interlayer insulating film on the first interlayer insulating film, patterning the second interlayer insulating film, and then filling the metal layer with a metal film to planarize the drain contact A drain metal contact on the plug and a source on the source line plug Forming a bit line on the drain metal contact and forming a metal landing pad on the source metal contact by forming a metal contact and performing a metallization process.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you. Like numbers refer to like elements in the figures.

도 3은 본 발명에 따른 낸드 플래시 소자의 어레이도이다. 3 is an array diagram of a NAND flash device according to the present invention.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 낸드 플래시 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도 3의 Ⅲ-Ⅲ'선상의 단면도들이다. 4A to 4C are cross-sectional views taken along line III-III 'of FIG. 3 for explaining a method of manufacturing a NAND flash device according to the present invention.

도 3 및 도 4a를 참조하면, 낸드 플래시 셀(120)과 셀(120)의 드레인 단자를 선택하기 위한 드레인 선택 트랜지스터(130)와 셀의 소스 단자를 선택하기 위한 소스 단자를 선택하기 위한 소스 선택 트랜지스터(140)가 형성된 반도체 기판(110) 상에 제 1 층간 절연막(116)을 형성한다. 제 1 층간 절연막(116)은 플래시 셀(120)과 트랜지스터를 보호하기 위한 산화막(112) 및 층간의 절연을 위한 유전체 물질막(114)이 적층된 구조로 형성하는 것이 바람직하다.3 and 4A, a drain select transistor 130 for selecting a NAND flash cell 120 and a drain terminal of the cell 120, and a source selector for selecting a source terminal for selecting a source terminal of the cell The first interlayer insulating layer 116 is formed on the semiconductor substrate 110 on which the transistor 140 is formed. The first interlayer insulating layer 116 is preferably formed in a structure in which a flash cell 120 and an oxide film 112 for protecting a transistor and a dielectric material film 114 for insulating between layers are stacked.

상기에서 낸드 플래시 셀(120)과 드레인 및 소스 선택 트랜지스터(130 및 140)의 형성은 반도체 기판(110) 상에 기판 표면의 결정결함 억제 또는 표면처리 및 이온주입시 버퍼층 역활을 하는 스크린 산화막(미도시)을 증착한 다음 이온주입을 실시하여 웰 및 문턱 전압 조절을 위한 이온층(미도시)을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 스크린 산화막을 제거한 다음 터널 산화막(미도시), 제 1 도전막(미도시) 및 패드 질화막(미도시)을 증착한다. The formation of the NAND flash cell 120 and the drain and source selection transistors 130 and 140 may be performed by screen oxide films (not shown) that suppress crystal defects on the surface of the substrate on the semiconductor substrate 110 or serve as buffer layers for surface treatment and ion implantation. It is preferable to form an ion layer (not shown) for the well and the threshold voltage control by depositing ion) and then ion implantation. After removing the screen oxide film, a tunnel oxide film (not shown), a first conductive film (not shown), and a pad nitride film (not shown) are deposited.

상기 패드 질화막 상에 감광막을 도포한 다음 감광막 마스크를 이용한 사진 식각 공정을 실시하여 감광막 패턴(미도시)을 형성한다. 상기 감광막 패턴을 식각 마스크로 하는 식각공정을 실시하여 패드 질화막, 제 1 도전막, 터널 산화막 및 반도체 기판을 식각하여 STI 구조의 트렌치(18)를 형성하는 것이 바람직하다. 전체 구조 상부에 고밀도 플라즈마(High Density Plasma; HDP) 산화막을 증착하여 트렌치 내부를 매립한다. 패드 질화막을 정지층으로 하는 평탄화 공정을 실시하여 패드 질화막 상의 HDP 산화막을 제거하여 소자 분리막(111)을 형성하는 것이 바람직하다. After the photoresist is coated on the pad nitride layer, a photolithography process using a photoresist mask is performed to form a photoresist pattern (not shown). An etching process using the photoresist pattern as an etching mask may be performed to etch the pad nitride film, the first conductive film, the tunnel oxide film, and the semiconductor substrate to form the trench 18 having an STI structure. A high density plasma (HDP) oxide film is deposited on the entire structure to fill the trench. It is preferable to form the device isolation film 111 by performing a planarization process using the pad nitride film as a stop layer to remove the HDP oxide film on the pad nitride film.

패드 질화막을 인산 딥 아웃(H3PO4 dip out)을 이용한 질화막 스트립(nitride strip) 공정을 수행함으로써, 소자 분리막(111)의 일부가 돌출되도록 형성하는 것이 바람직하다. DHF를 이용한 전처리 세정 공정을 실시하여 제 1 도전막 상부에 형성된 자연산화막과 잔류물들을 제거한다. 전체 구조 상부에 제 2 도전막(미도시)을 증착한 다음, 상기 제 2 도전막의 일부를 패터닝 하여 플로팅 게이트전극을 형성한다.The pad nitride layer may be formed to protrude a portion of the device isolation layer 111 by performing a nitride strip process using a phosphate dip out (H 3 PO 4 dip out). A pretreatment cleaning process using DHF is performed to remove the native oxide film and residues formed on the first conductive film. A second conductive film (not shown) is deposited on the entire structure, and then a portion of the second conductive film is patterned to form a floating gate electrode.

전체구조의 단차를 따라 유전체막(미도시)을 증착하고, 컨트롤 게이트를 형성하기 위한 제 3 도전막(미도시), 텅스텐 실리사이드막(WSix) 및 하드 마스크막(미도시)을 순차적으로 증착한다. 유전체막으로는 ONO(SiO2-Si3N4-SiO2 )구조의 유전체막을 형성하는 것이 바람직하다. 게이트 마스크와 에칭(Gate mask and etching)공정과 셀프 얼라인드 마스크와 에칭(Self aligned mask and etching) 공정을 수행하여 컨트롤 게이트 전극을 형성하는 것이 바람직하다. 이로써, 플래시 셀용 게이트 전극 및 트랜지스터용 게이트 전극을 형성하게 된다. 이후, 이온주입 공정을 실시하여 소스/드레인을 형성하는 것이 바람직하다. 상기에서 형성된 게이트 전극들을 보호하기 위해 전체 구조상부에 그 단차를 따라 산화막을 형성하는 것이 효과적이다. 층간 절연을 위한 유전체 물질막을 순차적으로 형성한다.A dielectric film (not shown) is deposited along the step of the entire structure, and a third conductive film (not shown), a tungsten silicide film (WSi x ), and a hard mask film (not shown) are sequentially formed to form a control gate. do. As the dielectric film, it is preferable to form a dielectric film having an ONO (SiO 2 -Si 3 N 4 -SiO 2 ) structure. It is preferable to form a control gate electrode by performing a gate mask and etching process and a self aligned mask and etching process. As a result, the gate electrode for the flash cell and the gate electrode for the transistor are formed. Thereafter, it is preferable to perform an ion implantation process to form a source / drain. In order to protect the gate electrodes formed above, it is effective to form an oxide film along the step on the entire structure. A dielectric material film for interlayer insulation is formed sequentially.

도 3 및 도 4b를 참조하면, 패터닝 공정을 통해 소스 및 드레인 상부의 제 1 층간 절연막(116)을 제거하여 소스 라인용 콘택과 드레인 콘택을 형성한 다음, 상기 콘택홀들을 도전성막으로 매립 평탄화 하여 소스 라인 플러그(142)와 드레인 콘택 플러그(132)를 형성한다. 3 and 4B, through the patterning process, the first interlayer insulating layer 116 on the source and the drain is removed to form a source line contact and a drain contact, and then the contact holes are filled with a conductive film. The source line plug 142 and the drain contact plug 132 are formed.

상기에서 제 1 층간 절연막(116) 상에 감광막을 도포한 다음, 감광막 마스크를 이용한 사진 식각공정을 실시하여 소스 라인 영역과 드레인 영역을 개방하는 감광막 패턴(미도시)을 형성하는 것이 바람직하다. 낸드 플래시 소자이기 때문에 소스 선택 트랜지스터(140)와 드레인 선택 트랜지스터(130)의 소스 영역과 드레인 영역을 개방하는 것이 효과적이다. 상기의 감광막 마스크는 드레인 콘택 마스크와 소스라인 콘택 마스크를 혼합한 마스크로 두개의 콘택을 동시에 형성할 수 있는 마스크를 지칭한다. 상기 감광막 패턴을 식각마스크로 하는 식각공정을 통해 제 1 층간 절연막(116)을 제거하여 소스라인 콘택홀과 드레인 콘택홀을 형성하는 것이 바람직하다. 상기의 감광막 패턴을 소정의 감광막 스트립 공정을 통해 제거한다. It is preferable to form a photoresist pattern (not shown) which opens the source line region and the drain region by applying a photoresist layer on the first interlayer insulating layer 116 and performing a photolithography process using a photoresist mask. Since it is a NAND flash device, it is effective to open the source region and the drain region of the source select transistor 140 and the drain select transistor 130. The photoresist mask may be a mask in which a drain contact mask and a source line contact mask are mixed to form two contacts at the same time. It is preferable to form a source line contact hole and a drain contact hole by removing the first interlayer insulating layer 116 through an etching process using the photoresist pattern as an etching mask. The photoresist pattern is removed through a predetermined photoresist strip process.

전체 구조상에 도전성막을 증착한 다음, 제 1 층간 절연막(116)을 정지막으로 하는 평탄화 공정을 실시하여 제 1 층간 절연막(116) 상의 도전성막을 제거하여 소스라인 플러그(142)와 드레인 콘택 플러그(132)를 형성하는 것이 바람직하다. 평탄화 공정은 전면식각 또는 화학 기계적 연마를 이용하는 것이 바람직하다. 도전성막 증착 전에 셀 정션의 특성 유지를 위해 플러그 이온주입을 실시할 수도 있다. After depositing a conductive film on the entire structure, a planarization process using the first interlayer insulating film 116 as a stop film is performed to remove the conductive film on the first interlayer insulating film 116 to thereby remove the source line plug 142 and the drain contact plug 132. Is preferably formed. The planarization process preferably uses surface etching or chemical mechanical polishing. Plug ion implantation may be carried out to maintain the characteristics of the cell junction before depositing the conductive film.

도 3 및 도 4c를 참조하면, 식각 정지막(118) 및 제 2 층간 절연막(119)을 순차적으로 형성한다. 소스라인 플러그(142) 및 드레인 콘택 플러그(132) 상부의 제 2 층간 절연막(119) 및 식각정지막(118)을 패터닝 하여 소스 금속 콘택홀 및 드레인 금속 콘택홀을 형성한다. 소스 금속 콘택홀 및 드레인 금속 콘택홀을 금속막으로 매립 평탄화 하여 소스 금속 콘택(144) 및 드레인 금속 콘택(134)을 형성한다. 금속 배선 공정을 실시하여 소스 금속 콘택(144) 상부에는 금속 랜딩 패드(160)를 형성하고, 드레인 금속 콘택(134) 상부에 비트라인(150)을 형성한다. 3 and 4C, the etch stop layer 118 and the second interlayer insulating layer 119 are sequentially formed. The second interlayer insulating layer 119 and the etch stop layer 118 on the source line plug 142 and the drain contact plug 132 are patterned to form a source metal contact hole and a drain metal contact hole. The source metal contact hole and the drain metal contact hole are buried and planarized with a metal film to form the source metal contact 144 and the drain metal contact 134. A metal wiring process is performed to form a metal landing pad 160 on the source metal contact 144 and a bit line 150 on the drain metal contact 134.

상기에서 식각 정지막(118)은 금속 콘택홀 형성을 위한 식각공정시 하부의 플러그를 보호하고, 식각공정의 정지막 역할을 위해 질화막을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. 제 2 층간 절연막(119)은 상부와 하부 구조간의 전기적 절연을 위한 유전체 물질막을 사용하는 것이 바람직하다. 유전체 물질막으로는 저유전율막 및 산화막을 사용할 수 있다. The etch stop layer 118 may be formed by using a nitride layer to protect the plug of the lower portion during the etching process for forming the metal contact hole and to serve as a stop layer of the etching process. As the second interlayer insulating film 119, it is preferable to use a dielectric material film for electrical insulation between the upper and lower structures. As the dielectric material film, a low dielectric constant film and an oxide film can be used.

소스 금속 콘택(144) 및 드레인 금속 콘택(134)의 형성은 제 2 층간 절연막(119) 상에 감광막을 도포한 다음, 감광막 마스크를 이용한 사진 식각공정을 실시하여 소스라인 플러그(142) 및 드레인 콘택 플러그(132) 상부를 개방하는 감광막 패턴(미도시)을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 감광막 패턴을 식각마스크로 하는 식각공정을 실시하여 제 2 층간 절연막(119)을 제거하고, 노출된 식각정지막(118)을 제거함으로써 소스라인 플러그(142) 상부에는 소스 금속 콘택홀을 형성하고, 드레인 콘택 플러그(132) 상부에는 드레인 금속 콘택홀을 형성하는 것이 바람직하다. 전체구조상에 금속막을 증착하여 소스 금속 콘택홀 및 드레인 금속 콘택홀을 매립한 다음, 평탄화 공정을 실시하여 제 2 층간 절연막(119) 상의 금속막을 제거하여 소스 금속 콘택(144)과 드레인 금속 콘택(134)을 형성하는 것이 바람직하다. The source metal contact 144 and the drain metal contact 134 may be formed by applying a photoresist film on the second interlayer insulating film 119, and then performing a photolithography process using a photoresist mask, thereby forming the source line plug 142 and the drain contact. It is preferable to form a photoresist pattern (not shown) that opens the upper portion of the plug 132. By performing an etching process using the photoresist pattern as an etching mask, the second interlayer insulating layer 119 is removed, and the exposed etch stop layer 118 is removed to form a source metal contact hole on the source line plug 142. The drain metal contact hole may be formed on the drain contact plug 132. A metal film is deposited on the entire structure to fill the source metal contact hole and the drain metal contact hole, and then a planarization process is performed to remove the metal film on the second interlayer insulating layer 119 to remove the source metal contact 144 and the drain metal contact 134. Is preferably formed.

이로써, 종래에는 소스 라인 플러그는 금속 콘택을 통해 금속 랜딩 패드에 연결되고, 드레인 콘택 플러그는 별도의 콘택 없이 비트라인에 접촉되지만, 본 발명은 금속 콘택을 소스라인 플러그(142) 및 드레인 콘택 플러그(132) 상부에 금속 콘택(134 및 144)을 형성하여 각기 금속 랜딩 패드(160)와 비트라인(150)에 접촉시킬 수 있다. 이때 소스 금속 콘택(144)과 드레인 금속 콘택(134) 각각은 디자인 룰이 허용하는 한 선택 트랜지스터의 게이트 단자 사이에서 최대한 좌우로 확장 시켜 형성하는 것이 효과적이다. 이는 금속 콘택(소스 금속 콘택 및 드레인 금속 콘택)을 하부의 플러그(소스 라인 플러그 및 드레인 콘택 플러그)와 동일한 크기로 형성하여 두 콘택 사이의 저항을 최소화 시킬 수 있기 때문이다. 본 발명에서는 식각 정지막의 과도 식각시간을 정밀히 조절함으로써, 두 레이어간의 미스얼라인에 의한 영향을 방지할 수 있다. Thus, while the source line plug is conventionally connected to the metal landing pad through the metal contact, and the drain contact plug is in contact with the bit line without a separate contact, the present invention provides a metal contact with the source line plug 142 and the drain contact plug ( 132, the metal contacts 134 and 144 may be formed on the upper surface of the metal contact pads 160 and the bit line 150, respectively. In this case, the source metal contact 144 and the drain metal contact 134 may be formed to be extended to the left and right as much as possible between the gate terminals of the select transistor as long as design rules allow. This is because the metal contact (source metal contact and drain metal contact) can be formed to the same size as the lower plug (source line plug and drain contact plug) to minimize the resistance between the two contacts. In the present invention, by precisely adjusting the excessive etching time of the etch stop film, it is possible to prevent the influence of the misalignment between the two layers.

금속 배선공정은 금속막 증착과 패터닝 공정을 포함하는 배선 공정 또는 다마신 기법을 이용한 배선 공정을 지칭한다. The metal wiring process refers to a wiring process including a metal film deposition and patterning process or a wiring process using a damascene technique.

상술한 바와 같이, 본 발명은 소스라인 플러그와 드레인 콘택 플러그를 동시에 형성한 다음 각각의 상부에 금속 랜딩패드와 접촉을 위한 소스 금속 콘택과 비트라인과 접촉을 위한 드레인 금속 콘택을 형성하여 불필요한 공정 단계를 줄일 수 있다.As described above, the present invention forms a source line plug and a drain contact plug at the same time, and then forms a source metal contact for contact with the metal landing pad and a drain metal contact for contact with the bit line on each of the unnecessary process steps. Can be reduced.

또한, 콘택을 통합하여 진행하기 때문에 콘택 형성시에 발생하는 오버레이 오차에 따른 불량 발생을 감소시킬 수 있다. In addition, since the integrated contact proceeds, the occurrence of defects due to the overlay error occurring at the time of contact formation can be reduced.

도 1은 종래의 낸드 플래시 소자의 어레이도이다. 1 is an array diagram of a conventional NAND flash device.

도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선상의 단면도 이다. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 1.

도 3은 본 발명에 따른 낸드 플래시 소자의 어레이도이다. 3 is an array diagram of a NAND flash device according to the present invention.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 낸드 플래시 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도 3의 Ⅲ-Ⅲ'선상의 단면도들이다. 4A to 4C are cross-sectional views taken along line III-III 'of FIG. 3 for explaining a method of manufacturing a NAND flash device according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10, 110 : 반도체 기판 11, 111 : 소자 분리막10, 110: semiconductor substrate 11, 111: device isolation film

12, 16, 116, 119 : 층간 절연막 14, 142 : 소스 라인 플러그12, 16, 116, 119: interlayer insulating film 14, 142: source line plug

18, 132 : 드레인 콘택 플러그 20, 120 : 셀18, 132: drain contact plug 20, 120: cell

30, 130 : 드레인 선택 트랜지스터 40, 140 : 소스 선택 트랜지스터30, 130: drain select transistor 40, 140: source select transistor

50, 150 : 비트라인 52, 144 : 소스 금속 콘택50, 150: bit line 52, 144: source metal contact

60, 160 : 금속 랜딩 패드 112 : 산화막60, 160: metal landing pad 112: oxide film

114 : 유전체 물질막 118 : 식각 정지막 114: dielectric material film 118: etch stop film

134 : 드레인 금속 콘택 134: Drain Metal Contact

Claims (3)

낸드 플래시 셀과 상기 셀의 드레인 단자를 선택하기 위한 드레인 선택 트랜지스터와 상기 셀의 소스 단자를 선택하기 위한 소스 단자를 선택하기 위한 소스 선택 트랜지스터가 형성된 반도체 기판이 제공되는 단계;Providing a semiconductor substrate having a drain select transistor for selecting a NAND flash cell and a drain terminal of the cell and a source select transistor for selecting a source terminal for selecting a source terminal of the cell; 상기 반도체 기판상에 제 1 층간 절연막을 형성하는 단계;Forming a first interlayer insulating film on the semiconductor substrate; 상기 제 1 층간 절연막을 패터닝 한 후, 이를 도전성막으로 매립 평탄화 하여 상기 드레인 선택 트랜지스터의 드레인 영역 상에 드레인 콘택 플러그와, 상기 소스 선택 트랜지스터의 소스 영역 상에 소스 라인 플러그를 형성하는 단계;Patterning the first interlayer insulating film, and then filling the planarity with a conductive film to form a drain contact plug on a drain region of the drain select transistor and a source line plug on a source region of the source select transistor; 상기 제 1 층간 절연막 상에 제 2 층간 절연막을 형성하는 단계;Forming a second interlayer insulating film on the first interlayer insulating film; 상기 제 2 층간 절연막을 패터닝 한 후, 이를 금속막으로 매립 평탄화하여 상기 드레인 콘택 플러그 상에 드레인 금속 콘택과 상기 소스 라인 플러그 상에 소스 금속 콘택을 형성하는 단계; 및Patterning the second interlayer insulating film, and then filling the buried planarity with a metal film to form a drain metal contact on the drain contact plug and a source metal contact on the source line plug; And 금속배선 공정을 실시하여 상기 드레인 금속 콘택 상에 비트라인을 형성하고 상기 소스 금속 콘택 상에 금속 랜딩 패드를 형성하는 단계를 포함하는 낸드 플래시 소자의 제조 방법. Forming a bit line on the drain metal contact and forming a metal landing pad on the source metal contact. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 층간 절연막 형성 공정 전에, The method of claim 1, wherein before the second interlayer insulating film forming process, 상기 드레인 및 소스 금속 콘택의 정렬 오차를 줄이기 위한 식각정지막을 형성하는 단계를 더 포함하는 낸드 플래시 소자의 제조 방법. And forming an etch stop layer to reduce alignment errors of the drain and source metal contacts. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 소스 라인 플러그와 상기 소스 금속 콘택을 동일한 크기로 형성하고, 상기 드레인 콘택 플러그와 상기 드레인 금속 콘택을 동일한 크기로 형성하는 낸드 플래시 소자의 제조 방법.And forming the drain contact plug and the drain metal contact in the same size, and forming the drain contact plug and the drain metal contact in the same size.
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KR100818379B1 (en) * 2006-01-19 2008-04-02 가부시끼가이샤 도시바 Nand type semiconductor memory device and method of manufacturing the same
KR101492695B1 (en) * 2012-02-08 2015-02-11 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 A semiconductor device and method of forming the same

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