JP3434630B2 - Mask ROM device and manufacturing method thereof - Google Patents

Mask ROM device and manufacturing method thereof

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JP3434630B2
JP3434630B2 JP25546495A JP25546495A JP3434630B2 JP 3434630 B2 JP3434630 B2 JP 3434630B2 JP 25546495 A JP25546495 A JP 25546495A JP 25546495 A JP25546495 A JP 25546495A JP 3434630 B2 JP3434630 B2 JP 3434630B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はマスクROM装置と
その製造方法に関し、特にゲート電極に駆動電圧を与え
ない状態でもソース・ドレイン間が導通するデプレッシ
ョン型メモリトランジスタと、ゲート電極に駆動電圧を
与えない状態ではソース・ドレイン間が導通しないエン
ハンスメント型メモリトランジスタとの組み合わせによ
って情報を記憶するNAND型マスクROM装置とその
製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mask ROM device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a depletion type memory transistor in which a source and a drain are electrically connected to each other even when a driving voltage is not applied to a gate electrode, and a driving voltage is applied to a gate electrode. The present invention relates to a NAND-type mask ROM device that stores information by a combination with an enhancement-type memory transistor that does not conduct between a source and a drain when there is no state, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】NAND型マスクROMで記憶すべき情
報に従ったプログラムをゲート電極形成以前に行なう方
法では、受注から製品完成までの期間TAT(Turn Around
Time)が長くなる問題がある。そこで、TATを短くするた
めの製造方法として、ゲート電極形成後、メモリセルト
ランジスタのソース・ドレインをゲート電極をまたぐ導
電体層によって短絡することによりデプレッション型と
してプログラムする方法がいくつか提案されている。
2. Description of the Related Art In a method in which a program according to information to be stored in a NAND type mask ROM is performed before forming a gate electrode, a period TAT (Turn Around) from an order to a product is completed.
There is a problem that Time) becomes long. Therefore, as a manufacturing method for shortening the TAT, some methods have been proposed in which after the gate electrode is formed, the source / drain of the memory cell transistor is short-circuited by a conductor layer that straddles the gate electrode to program it as a depletion type. .

【0003】デプレッション型トランジスタの変わりに
ソース・ドレイン間をアルミニウムなどの金属配線で短
絡する方法では、通常の金属配線の下にプログラム用の
金属配線層を作る(特開昭60−9157号公報参
照)。プログラム用の金属配線はソース・ドレインを短
絡させてデプレッション型とするゲート電極のところの
みにその金属配線を残す場合と、全てのメモリトランジ
スタを短絡させておき、エンハンスメント型とするメモ
リトランジスタの所のみその金属配線を断線させる場合
の2通りが紹介されている。全てのメモリトランジスタ
を短絡させておき、エンハンスメント型とする所のみを
断線する方法は特開平2−194648号公報にも紹介
されている。金属配線に代えて低抵抗化したポリシリコ
ン層やシリサイド層を使用することも示されている(特
開平4−257259号公報参照)。
In the method of short-circuiting the source and drain with a metal wiring such as aluminum instead of the depletion type transistor, a metal wiring layer for programming is formed under a normal metal wiring (see Japanese Patent Laid-Open No. 9157/1985). ). For the metal wiring for programming, short the source / drain and leave the metal wiring only at the gate electrode that is to be the depletion type, or if all memory transistors are short-circuited and only the memory transistor that is to be the enhancement type. Two types of wire breaks have been introduced. A method of short-circuiting all memory transistors and disconnecting only the enhancement type is also disclosed in JP-A-2-194648. It is also shown that a low resistance polysilicon layer or a silicide layer is used in place of the metal wiring (see Japanese Patent Laid-Open No. 4-257259).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】これらの提案されてい
る方法では、ワードラインのゲート電極と通常の金属配
線との間に、記憶すべき情報に応じてデプレッション型
とするメモリトランジスタについては、部分的に更にも
う1層の配線層が必要となる。そのため、デバイス表面
の凹凸が著しくなり、微細化に伴って金属配線の断線や
短絡、パッシベーション膜のクラック発生などの問題が
生じてくる。
SUMMARY OF THE INVENTION In these proposed methods, a memory transistor of a depletion type is provided between a gate electrode of a word line and a normal metal wiring in accordance with information to be stored. Another additional wiring layer is required. Therefore, the unevenness of the device surface becomes remarkable, and problems such as disconnection and short circuit of metal wiring and cracking of the passivation film occur with miniaturization.

【0005】また、エンハンスメント型トランジスタの
ソース・ドレイン領域の表面やビットコンタクト部、デ
プレッション型とする導電体層とソース・ドレインとの
コンタクト部は不純物拡散層のままであるので、微細化
に伴ってシート抵抗やコンタクト抵抗の上昇が顕著とな
り、デバイスの動作速度が低下する問題がある。
Further, since the surface of the source / drain region of the enhancement type transistor, the bit contact part, and the contact part between the depletion type conductor layer and the source / drain remain as the impurity diffusion layer, they are accompanied by miniaturization. There is a problem that the sheet resistance and the contact resistance increase remarkably and the operation speed of the device decreases.

【0006】そこで、本発明はNAND型マスクROM
のデプレッション型にすべきメモリトランジスタのソー
ス・ドレインをゲート電極をまたぐ導電体層により短絡
することによりプログラムする点では提案されたものと
同じであるが、その短絡用の導電体層によってその上層
に形成される金属配線の下地の凹凸を顕著に増大させ
ず、かつソース・ドレインを低抵抗化し、コンタクト抵
抗も低下させることのできるNAND型マスクROMと
その製造方法を提供することを目的とするものである。
Therefore, the present invention is a NAND type mask ROM.
Is the same as the one proposed in that the source / drain of the memory transistor to be depletion type is programmed by short-circuiting with the conductor layer that straddles the gate electrode, An object of the present invention is to provide a NAND type mask ROM capable of reducing the resistance of the source / drain and reducing the contact resistance without significantly increasing the unevenness of the base of the metal wiring to be formed, and a manufacturing method thereof. Is.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板上
で互いに平行に延びた複数のゲート電極と、ゲート電極
の延びる方向と直交する方向でゲート電極間の半導体基
板に設けられたソース・ドレイン用不純物領域とにより
直列接続されたMOSメモリトランジスタ列を構成した
NAND型マスクROM装置であり、ゲート電極を挾ん
で隣接するソース・ドレイン間をそのゲート電極をまた
ぐ導電体層により短絡させるか否かによりプログラムが
施されており、かつ、その導電体層は基板のシリコン上
に形成されたシリサイド層、ゲート電極の側面に絶縁膜
を介して形成されたポリシリコンサイドウォール上に形
成されたシリサイド層、及びゲート電極上面に耐酸化性
絶縁層を介して形成されたポリシリコンキャップ層上に
形成されたシリサイド層からなる連続したものである。
According to the present invention, a plurality of gate electrodes extending parallel to each other on a semiconductor substrate and a source / source provided on the semiconductor substrate between the gate electrodes in a direction orthogonal to the extending direction of the gate electrodes are provided. A NAND-type mask ROM device having a series of MOS memory transistors connected in series with a drain impurity region, wherein a source electrode and a drain electrode sandwiching a gate electrode are short-circuited by a conductor layer that straddles the gate electrode. And the conductor layer is a silicide layer formed on the silicon of the substrate, and the silicide formed on the polysilicon sidewall formed on the side surface of the gate electrode via the insulating film. Layer and a silicon cap layer formed on a polysilicon cap layer formed on the upper surface of the gate electrode through an oxidation resistant insulating layer. In which successive consisting De layer.

【0008】このマスクROM装置を製造する本発明の
方法は、半導体基板上にゲート酸化膜を介して互いに平
行に延びた複数のゲート電極を形成した後、デプレッシ
ョン型メモリトランジスタとするゲート電極のまわりを
ポリシリコンで被い、エンハンスメント型メモリトラン
ジスタとするゲート電極のまわりをシリコン酸化膜で被
い、ソース・ドレイン領域の基板シリコンを露出させた
状態にした後、高融点金属膜を堆積し、熱処理を施して
ポリシリコン上と基板シリコン上に自己整合的にシリサ
イド層を形成する。
According to the method of the present invention for manufacturing the mask ROM device, a plurality of gate electrodes extending in parallel with each other via a gate oxide film are formed on a semiconductor substrate, and then a gate electrode to be a depletion type memory transistor is formed. Is covered with polysilicon, and a silicon oxide film is covered around the gate electrode used as the enhancement type memory transistor to expose the substrate silicon in the source / drain regions, and then a refractory metal film is deposited and heat treated. Is performed to form a silicide layer on the polysilicon and the substrate silicon in a self-aligned manner.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】メモリトランジスタのゲート電極
は、ゲート酸化膜上に形成されたポリシリコン層又はそ
の上層にさらにシリサイド層が形成されたポリサイド層
にてなり、そのゲート電極上には耐酸化性絶縁層を介し
てキャップ層が形成され、そのゲート電極の側面には絶
縁膜を介してサイドウォールが形成されており、ゲート
電極に駆動電圧を与えない状態ではソース・ドレイン間
が導通しないエンハンスメント型のメモリトランジスタ
ではキャップ層とサイドウォールが絶縁体となってお
り、ゲート電極に駆動電圧を与えない状態でもソース・
ドレイン間が導通するデプレッション型のメモリトラン
ジスタではキャップ層とサイドウォールがポリシリコン
で、それらのポリシリコン上にプログラム用の導電体層
としてシリサイド層が形成されている。ソース・ドレイ
ンを低抵抗化し、コンタクト抵抗も低下させるために
は、全てのメモリトランジスタ及び周辺トランジスタの
ソース・ドレイン領域上がシリサイド化されていること
が好ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The gate electrode of a memory transistor is composed of a polysilicon layer formed on a gate oxide film or a polycide layer on which a silicide layer is further formed. A cap layer is formed via a conductive insulating layer, and a sidewall is formed on the side surface of the gate electrode via an insulating film, so that the source and drain do not conduct when the drive voltage is not applied to the gate electrode. Type memory transistor, the cap layer and sidewalls are insulators, and even if the drive voltage is not applied to the gate electrode, the
In a depletion type memory transistor in which drains are electrically connected, a cap layer and a sidewall are made of polysilicon, and a silicide layer is formed as a conductor layer for programming on the polysilicon. In order to reduce the resistance of the source / drain and the contact resistance, it is preferable that the source / drain regions of all the memory transistors and peripheral transistors are silicided.

【0010】製造方法においては、半導体基板上にゲー
ト酸化膜を介してポリシリコン層、その上に耐酸化性絶
縁層、さらにその上にポリシリコン層を形成した後、ゲ
ート酸化膜上の層をゲート電極形状にパターン化し、ゲ
ート電極表面を酸化膜で被った状態でポリシリコン膜を
形成しエッチバックを施してゲート電極の側面にポリシ
リコンサイドウォールを形成し、デプレッション型メモ
リトランジスタとするゲート電極の表面のみを耐酸化性
絶縁膜で被った状態で酸化処理を施し、ソース・ドレイ
ン領域の基板シリコンが露出するまで酸化膜のエッチバ
ックを施すことによりデプレッション型メモリトランジ
スタとするゲート電極のまわりをポリシリコンで被い、
エンハンスメント型メモリトランジスタとするゲート電
極のまわりをシリコン酸化膜で被い、ソース・ドレイン
領域の基板シリコンを露出させた状態とする。
In the manufacturing method, a polysilicon layer is formed on a semiconductor substrate via a gate oxide film, an oxidation resistant insulating layer is formed on the polysilicon layer, and a polysilicon layer is formed on the polysilicon layer, and then the layer on the gate oxide film is formed. A gate electrode to be a depletion type memory transistor by patterning into a gate electrode shape, forming a polysilicon film with the surface of the gate electrode covered with an oxide film and performing etch back to form a polysilicon sidewall on the side surface of the gate electrode. Oxidation treatment is performed with only the surface of the substrate covered with the oxidation-resistant insulating film, and the oxide film is etched back until the substrate silicon in the source / drain regions is exposed. Covered with polysilicon,
A silicon oxide film is formed around the gate electrode of the enhancement type memory transistor to expose the substrate silicon in the source / drain regions.

【0011】[0011]

【実施例】図1に本発明のNAND型マスクROMの一
実施例を示す。(A)は概略平面、(B)は(A)のX
−X’線位置での断面図である。シリコン基板2上にゲ
ート酸化膜4を介して互いに平行に延びた複数のワード
ラインを兼ねるゲート電極6がN型不純物導入により低
抵抗化されたポリシリコン層により形成されている。ゲ
ート電極6の延びる方向と直交する方向でゲート電極間
の基板2にはN型不純物拡散層によるソース・ドレイン
8が形成されている。ゲート電極6は複数のメモリトラ
ンジスタについて連続しており、ゲート電極6上には耐
酸化性絶縁膜としてシリコン窒化膜10が形成されてい
る。
1 shows an embodiment of a NAND type mask ROM of the present invention. (A) is a schematic plane, (B) is X of (A)
It is sectional drawing in the -X 'line position. On the silicon substrate 2, a gate electrode 6 which extends in parallel with each other via a gate oxide film 4 and also serves as a plurality of word lines is formed of a polysilicon layer whose resistance is lowered by introducing an N-type impurity. A source / drain 8 of an N-type impurity diffusion layer is formed on the substrate 2 between the gate electrodes in a direction orthogonal to the extending direction of the gate electrode 6. The gate electrode 6 is continuous for a plurality of memory transistors, and a silicon nitride film 10 is formed on the gate electrode 6 as an oxidation resistant insulating film.

【0012】エンハンスメント型メモリトランジスタ1
2eではゲート電極6及びその上のシリコン窒化膜10
のまわりがシリコン酸化膜14で囲まれている。一方、
デプレッション型メモリトランジスタ12dではシリコ
ン窒化膜10上に更にポリシリコンキャップ層16が形
成され、ゲート電極側面にはシリコン酸化膜18を介し
てポリシリコンサイドウォール20が形成され、ゲート
電極上のポリシリコンキャップ層16上、ポリシリコン
サイドウォール20上及びソース・ドレイン8上には連
続したシリサイド層22が形成されて、そのメモリトラ
ンジスタ12dのソースとドレインを短絡している。
Enhancement-type memory transistor 1
2e, the gate electrode 6 and the silicon nitride film 10 on it
Is surrounded by a silicon oxide film 14. on the other hand,
In the depletion type memory transistor 12d, a polysilicon cap layer 16 is further formed on the silicon nitride film 10, a polysilicon side wall 20 is formed on the side surface of the gate electrode via a silicon oxide film 18, and a polysilicon cap on the gate electrode is formed. A continuous silicide layer 22 is formed on the layer 16, the polysilicon sidewall 20 and the source / drain 8 to short-circuit the source and drain of the memory transistor 12d.

【0013】このメモリトランジスタはLDD構造をな
しており、サイドウォール20,14の下部に低濃度不
純物層8aが形成され、それにつながってその外側に高
濃度不純物層8bが形成されている。デプレッション型
メモリトランジスタのシリサイド層22は自己整合的に
形成されたサリサイド構造であり、短絡のために提案さ
れた方法のような導電体層を別途堆積するのに比べると
工程も簡単であり、膜厚も薄く、その上部の通常の金属
配線が形成される層間絶縁膜の表面の段差も小さくな
る。
This memory transistor has an LDD structure, and a low-concentration impurity layer 8a is formed below the sidewalls 20 and 14, and a high-concentration impurity layer 8b is formed outside the low-concentration impurity layer 8a. Since the silicide layer 22 of the depletion type memory transistor has a salicide structure formed in a self-aligned manner, the process is simple as compared with the case where a conductor layer is separately deposited as in the method proposed for short circuit, and the film is formed. The thickness is also small, and the level difference on the surface of the interlayer insulating film on which the normal metal wiring is formed is also small.

【0014】次に、この実施例を製造する方法について
図2と図3を参照して説明する。 (A)通常行なわれているように、P型シリコン基板2
の表面に熱酸化によりゲート酸化膜4を形成し、その上
にゲート電極用のN型ポリシリコン層6を形成する。ポ
リシリコン層6は、不純物を含んでいないポリシリコン
層をCVD法により堆積した後、イオン注入法や拡散法
によりN型不純物の砒素やリンを導入したものでもよ
く、CVD法によりそのような不純物を含んだポリシリ
コン層として堆積したものであってもよい。ここまでの
工程は通常行なわれているところである。
Next, a method for manufacturing this embodiment will be described with reference to FIGS. (A) P-type silicon substrate 2 as is normally done
A gate oxide film 4 is formed on the surface of the substrate by thermal oxidation, and an N-type polysilicon layer 6 for a gate electrode is formed thereon. The polysilicon layer 6 may be formed by depositing a polysilicon layer containing no impurities by a CVD method and then introducing an N-type impurity such as arsenic or phosphorus by an ion implantation method or a diffusion method. It may be deposited as a polysilicon layer containing. The steps up to this point are usually performed.

【0015】ポリシリコン層6上に膜厚約1000Åの
シリコン窒化膜10をCVD法により堆積し、更にその
上にキャップ層となるN型ポリシリコン層16を数10
0〜2000Åの厚さに堆積する。ポリシリコン層16
もポリシリコン層6と同様に、不純物を含んでいないポ
リシリコン層をCVD法により堆積した後、イオン注入
法や拡散法によりN型不純物の砒素やリンを導入したも
のでもよく、CVD法によりそのような不純物を含んだ
ポリシリコン層として堆積したものであってもよい。な
お、ここでシリコン窒化膜10とポリシリコン層16の
間にストレスを緩和するために更にシリコン酸化膜を形
成しておいてもよい。
A silicon nitride film 10 having a thickness of about 1000 Å is deposited on the polysilicon layer 6 by a CVD method, and an N-type polysilicon layer 16 to be a cap layer is formed on the silicon nitride film 10 by several tens.
Deposit to a thickness of 0-2000Å. Polysilicon layer 16
Similarly to the polysilicon layer 6, a polysilicon layer containing no impurities may be deposited by the CVD method, and then N-type impurities such as arsenic and phosphorus may be introduced by the ion implantation method or the diffusion method. It may be deposited as a polysilicon layer containing such impurities. Here, a silicon oxide film may be further formed between the silicon nitride film 10 and the polysilicon layer 16 in order to reduce stress.

【0016】(B)ワードラインを兼ねるゲート電極を
形成するために、互いに平行な帯状のレジストパターン
を形成し、それをマスクとしてポリシリコン層16、シ
リコン窒化膜10及びポリシリコン層6を順次エッチン
グすることにより、互いに平行な帯状のゲート電極を形
成する。このとき、ゲート電極間の領域ではゲート酸化
膜4が除去されてシリコン基板2が露出する。
(B) In order to form a gate electrode which also serves as a word line, strip-shaped resist patterns parallel to each other are formed, and the polysilicon layer 16, the silicon nitride film 10 and the polysilicon layer 6 are sequentially etched using the resist patterns as a mask. By doing so, band-shaped gate electrodes parallel to each other are formed. At this time, the gate oxide film 4 is removed in the region between the gate electrodes to expose the silicon substrate 2.

【0017】次に、熱酸化によりシリコン基板2上で数
10〜数100Åの膜厚となるように再酸化を行ないシ
リコン酸化膜18を形成する。シリコン酸化膜18はシ
リコン基板2及びゲート電極を被うように形成される。
その後、ソース・ドレインのLDD構造の低濃度不純物
層とするための砒素又はリンによるイオン注入を行な
う。8aは注入された不純物イオン層を表している。
Next, the silicon oxide film 18 is formed by thermal oxidation so as to have a film thickness of several tens to several hundreds Å on the silicon substrate 2. The silicon oxide film 18 is formed so as to cover the silicon substrate 2 and the gate electrode.
After that, ion implantation with arsenic or phosphorus is performed to form a low-concentration impurity layer of the LDD structure of the source / drain. 8a represents the implanted impurity ion layer.

【0018】(C)全面にポリシリコン膜を1000〜
3000Åの厚さになるようにCVD法により堆積し、
エッチバックを施すことによりゲート電極の側面にシリ
コン酸化膜18を介してポリシリコンサイドウォール2
0を形成する。
(C) A polysilicon film is formed on the entire surface by 1000 to 1000.
Deposited by the CVD method to a thickness of 3000Å,
By performing etch back, the polysilicon sidewall 2 is formed on the side surface of the gate electrode through the silicon oxide film 18.
Form 0.

【0019】(D)全面にシリコン窒化膜をCVD法に
より数100Å〜2000Åの厚さに堆積する。デプレ
ッション型にしたいメモリトランジスタ部分のみにその
シリコン窒化膜30が残るように写真製版とエッチング
によりシリコン窒化膜30をパターン化する。図3
(D)で斜線が施されている部分はシリコン窒化膜30
が残された部分である。エンハンスメント型とすべきメ
モリトランジスタ上のシリコン窒化膜はエッチングによ
り除去されている。この時点ではメモリトランジスタは
全てエンハンスメント型になるように条件を設定してお
く。
(D) A silicon nitride film is deposited on the entire surface by the CVD method to a thickness of several hundred liters to 2,000 liters. The silicon nitride film 30 is patterned by photolithography and etching so that the silicon nitride film 30 remains only in the memory transistor portion where the depletion type is desired. Figure 3
The hatched portion in (D) is the silicon nitride film 30.
Is the remaining part. The silicon nitride film on the memory transistor to be enhancement type is removed by etching. At this point, the conditions are set so that all memory transistors are of the enhancement type.

【0020】(E)酸化を行ない、シリコン窒化膜30
で被われていないメモリトランジスタ、すなわちエンハ
ンスメント型にしておきたいメモリトランジスタのポリ
シリコンサイドウォール22及びゲート電極上層のポリ
シリコンキャップ層16を全てシリコン酸化膜14に変
える。この酸化工程では、ポリシリコンは柱状グレイン
から構成されているので、酸化は基板面に対して垂直方
向に選択的に進み、基板面内方向すなわち横方向への酸
化は抑制され、ほぼシリコン窒化膜30のパターン通り
に酸化と非酸化が区別される。
(E) Oxidation is performed to form the silicon nitride film 30.
The polysilicon side wall 22 and the polysilicon cap layer 16 above the gate electrode of the memory transistor which is not covered with the above, that is, the memory transistor which is desired to be the enhancement type are all changed to the silicon oxide film 14. In this oxidation step, since the polysilicon is composed of columnar grains, the oxidation selectively advances in the direction perpendicular to the substrate surface, and the oxidation in the in-plane direction of the substrate, that is, in the lateral direction is suppressed, and the silicon nitride film is almost formed. Oxidation and non-oxidation are distinguished according to 30 patterns.

【0021】また、ポリシリコンキャップ層16とポリ
シリコンサイドウォール22が酸化されるエンハンスメ
ント型メモリトランジスタにおいても、ゲート電極のポ
リシリコン層6上には耐酸化性絶縁膜であるシリコン窒
化膜10が設けられているので、そのシリコン窒化膜1
0が酸素分子の拡散を阻止し、ゲート電極のポリシリコ
ン層6は酸化されず、上層のポリシリコンキャップ層1
6とポリシリコンサイドウォール22のみが酸化され
る。
Also in the enhancement type memory transistor in which the polysilicon cap layer 16 and the polysilicon sidewall 22 are oxidized, the silicon nitride film 10 which is an oxidation resistant insulating film is provided on the polysilicon layer 6 of the gate electrode. Therefore, the silicon nitride film 1
0 prevents the diffusion of oxygen molecules, the polysilicon layer 6 of the gate electrode is not oxidized, and the polysilicon cap layer 1 of the upper layer is not oxidized.
Only 6 and the polysilicon sidewall 22 are oxidized.

【0022】その後、シリコン窒化膜30を除去し、更
にシリコン酸化膜を1部エッチングすることにより、活
性領域のシリコン基板表面と、デプレッション型メモリ
トランジスタの上層のポリシリコンキャップ層16を露
出させる。図3(E)の斜線部は、上層のポリシリコン
キャップ層16及びポリシリコンサイドウォール20が
残っている部分を表わしている。
After that, the silicon nitride film 30 is removed and the silicon oxide film is partially etched to expose the surface of the silicon substrate in the active region and the polysilicon cap layer 16 which is the upper layer of the depletion type memory transistor. The hatched portion in FIG. 3 (E) represents the portion where the upper polysilicon cap layer 16 and the polysilicon sidewall 20 remain.

【0023】(F)ソース・ドレインの高濃度不純物層
8bのためのリン又は砒素によるN型不純物注入を行な
い、その後不純物層8aと8bの活性化のための熱処理
を行なう。その後、全面にチタン膜を堆積し、アニール
を行なって基板シリコン又はポリシリコン層16,20
と接触している部分のチタンとシリコンによるシリサイ
ド化反応を行なわせた後、アルカリ溶液で未反応チタン
のみを除去する。これにより、デプレッション型メモリ
トランジスタのドレイン8−ポリシリコンサイドウォー
ル20−上層ポリシリコンキャップ層16−ポリシリコ
ンサイドウォール20−ソース8間が連続したシリサイ
ド層で接続され、そのメモリトランジスタが短絡された
状態になる。
(F) N-type impurity implantation of phosphorus or arsenic for the source / drain high-concentration impurity layer 8b is performed, and then heat treatment for activating the impurity layers 8a and 8b is performed. After that, a titanium film is deposited on the entire surface and annealed to form the substrate silicon or polysilicon layers 16 and 20.
After performing a silicidation reaction by titanium and silicon in the portion in contact with, only unreacted titanium is removed with an alkaline solution. As a result, the drain 8-polysilicon sidewall 20-upper polysilicon cap layer 16-polysilicon sidewall 20-source 8 of the depletion type memory transistor is connected by a continuous silicide layer, and the memory transistor is short-circuited. become.

【0024】また活性領域の不純物拡散層(ソース・ド
レイン)8の表面もシリサイド化されており、ビットラ
インの抵抗及びビットコンタクトの抵抗が低下する。そ
の後、既知の工程に従って層間絶縁膜を形成し、コンタ
クトホールを開け、層間絶縁膜上にメタル配線を形成
し、パッシベーション膜を形成して半導体装置が完成す
る。
The surface of the impurity diffusion layer (source / drain) 8 in the active region is also silicided, and the resistance of the bit line and the resistance of the bit contact are reduced. After that, an interlayer insulating film is formed according to a known process, contact holes are opened, metal wiring is formed on the interlayer insulating film, and a passivation film is formed to complete the semiconductor device.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明ではデプレッション型メモリトラ
ンジスタとするソースとドレイン間の短絡を、アルミニ
ウムやポリシリコン層のような別途堆積した導電体層に
よるのではなく、サリサイド化プロセスによる導電体層
により形成するので、デバイスの平坦化が実現されて、
その上方に形成されるメタル配線の断線やパッシベーシ
ョン膜のクラック発生を抑えることができる。また本発
明では拡散層上も全てシリサイド化されるため、ビット
拡散層のシート抵抗及びビットコンタクトのコンタクト
抵抗が低減され、デバイスの高速化が可能となる。ソー
ス・ドレイン間の短絡のための導電体層の元になるポリ
シリコン層をゲート電極のまわりにセルフアラインで形
成しているため、微細化、高集積化が可能である。ま
た、シリサイド化させたくない部分のポリシリコン層を
酸化してシリコン酸化膜にしているが、ゲート電極のポ
リシリコン層上には耐酸化層が設けられているので、十
分な酸化を行なってもゲート電極が酸化されることはな
い。
According to the present invention, the short circuit between the source and the drain of the depletion type memory transistor is formed not by the separately deposited conductor layer such as aluminum or polysilicon layer but by the conductor layer by the salicide process. Therefore, the flatness of the device is realized,
It is possible to suppress disconnection of the metal wiring formed above it and generation of cracks in the passivation film. Further, in the present invention, since the diffusion layer is entirely silicided, the sheet resistance of the bit diffusion layer and the contact resistance of the bit contact are reduced, and the device speed can be increased. Since the polysilicon layer, which is the source of the conductor layer for short-circuiting between the source and the drain, is formed around the gate electrode by self-alignment, miniaturization and high integration are possible. Further, the polysilicon layer in the portion which is not desired to be silicidized is oxidized to form a silicon oxide film. However, since the oxidation resistant layer is provided on the polysilicon layer of the gate electrode, even if sufficient oxidation is performed. The gate electrode is not oxidized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】一実施例のマスクROMを示す図であり、
(A)は概略平面図、(B)はそのX−X’線位置での
断面図である。
FIG. 1 is a diagram showing a mask ROM of one embodiment,
(A) is a schematic plan view and (B) is a cross-sectional view taken along the line XX ′.

【図2】本発明の製造方法の実施例の工程の前半部を示
す工程断面図である。
FIG. 2 is a process sectional view showing a first half of a process of an embodiment of the manufacturing method of the present invention.

【図3】同製造方法の実施例の後半部を示す図であり、
(D)〜(F)はそれぞれの工程を平面図として示した
もの、(d)〜(f)はそれぞれの平面図のX−X’線
位置での断面図を表したものである。
FIG. 3 is a diagram showing the latter half of the embodiment of the manufacturing method,
(D) to (F) show respective steps as plan views, and (d) to (f) show sectional views taken along line XX 'of each plan view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 P型シリコン基板 4 ゲート酸化膜 6 ゲート電極のポリシリコン層 8 ソース・ドレイン 10 シリコン窒化膜 16 ポリシリコンキャップ層 18 シリコン酸化膜 20 ポリシリコンサイドウォール 22 シリサイド層 30 シリコン窒化膜 2 P-type silicon substrate 4 Gate oxide film 6 Polysilicon layer of gate electrode 8 Source / Drain 10 Silicon nitride film 16 Polysilicon cap layer 18 Silicon oxide film 20 Polysilicon sidewall 22 Silicide layer 30 Silicon nitride film

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板上で互いに平行に延びた複数
のゲート電極と、ゲート電極の延びる方向と直交する方
向でゲート電極間の半導体基板に設けられたソース・ド
レイン用不純物領域とにより直列接続されたMOSメモ
リトランジスタ列を構成したNAND型マスクROM装
置において、 ゲート電極を挾んで隣接するソース・ドレイン間をその
ゲート電極をまたぐ導電体層により短絡させるか否かに
よりプログラムが施されており、かつ、その導電体層は
基板のシリコン上に形成されたシリサイド層、ゲート電
極の側面に絶縁膜を介して形成されたポリシリコンサイ
ドウォール上に形成されたシリサイド層、及びゲート電
極上面に耐酸化性絶縁層を介して形成されたポリシリコ
ンキャップ層上に形成されたシリサイド層からなる連続
したものであることを特徴とするマスクROM装置。
1. A plurality of gate electrodes extending parallel to each other on a semiconductor substrate and a source / drain impurity region provided on the semiconductor substrate between the gate electrodes in a direction orthogonal to the extending direction of the gate electrodes are connected in series. In a NAND-type mask ROM device configured with a MOS memory transistor array formed as described above, programming is performed depending on whether or not a source electrode and a drain electrode that sandwich a gate electrode are short-circuited by a conductor layer that straddles the gate electrode. In addition, the conductor layer is a silicide layer formed on the silicon of the substrate, a silicide layer formed on the polysilicon sidewall formed on the side surface of the gate electrode via an insulating film, and an oxidation resistance on the upper surface of the gate electrode. Of a silicide layer formed on a polysilicon cap layer formed through a conductive insulating layer Mask ROM device, characterized in that the at it.
【請求項2】 メモリトランジスタの前記ゲート電極
は、ゲート酸化膜上に形成されたポリシリコン層又はそ
の上層にさらにシリサイド層が形成されたポリサイド層
にてなり、そのゲート電極上には耐酸化性絶縁層を介し
てキャップ層が形成され、そのゲート電極の側面には絶
縁膜を介してサイドウォールが形成されており、 ゲート電極に駆動電圧を与えない状態ではソース・ドレ
イン間が導通しないエンハンスメント型のメモリトラン
ジスタでは前記キャップ層とサイドウォールが絶縁体と
なっており、 ゲート電極に駆動電圧を与えない状態でもソース・ドレ
イン間が導通するデプレッション型のメモリトランジス
タでは前記キャップ層とサイドウォールがポリシリコン
で、それらのポリシリコン上に前記プログラム用の導電
体層としてシリサイド層が形成されている請求項1に記
載のマスクROM装置。
2. The gate electrode of the memory transistor is composed of a polysilicon layer formed on a gate oxide film or a polycide layer having a silicide layer formed on the polysilicon layer, and the gate electrode has oxidation resistance. A cap layer is formed via an insulating layer, and a sidewall is formed on the side surface of the gate electrode via an insulating film, so that the source and drain do not conduct when the drive voltage is not applied to the gate electrode. In the memory transistor of, the cap layer and the sidewall are insulators, and in the depletion type memory transistor in which the source and drain are electrically connected even when the driving voltage is not applied to the gate electrode, the cap layer and the sidewall are made of polysilicon. On the polysilicon as a conductor layer for the programming. Mask ROM device of claim 1, the side layer is formed.
【請求項3】 全てのメモリトランジスタ及び周辺トラ
ンジスタのソース・ドレイン領域上がシリサイド化され
ている請求項1又は2に記載のマスクROM装置。
3. The mask ROM device according to claim 1, wherein the source / drain regions of all memory transistors and peripheral transistors are silicided.
【請求項4】 半導体基板上にゲート酸化膜を介して互
いに平行に延びた複数のゲート電極を形成した後、 デプレッション型メモリトランジスタとするゲート電極
のまわりをポリシリコンで被い、 エンハンスメント型メモリトランジスタとするゲート電
極のまわりをシリコン酸化膜で被い、ソース・ドレイン
領域の基板シリコンを露出させた状態にした後、高融点
金属膜を堆積し、熱処理を施してポリシリコン上と基板
シリコン上に自己整合的にシリサイド層を形成すること
を特徴とするマスクROM装置の製造方法。
4. An enhancement type memory transistor in which a plurality of gate electrodes extending in parallel to each other via a gate oxide film are formed on a semiconductor substrate, and then the gate electrode to be a depletion type memory transistor is covered with polysilicon. After covering the gate electrode with a silicon oxide film to expose the substrate silicon in the source and drain regions, deposit a refractory metal film and heat treat it on the polysilicon and substrate silicon. A method of manufacturing a mask ROM device, which comprises forming a silicide layer in a self-aligned manner.
【請求項5】 半導体基板上にゲート酸化膜を介してポ
リシリコン層、その上に耐酸化性絶縁層、さらにその上
にポリシリコン層を形成した後、ゲート酸化膜上の層を
ゲート電極形状にパターン化し、ゲート電極表面を酸化
膜で被った状態でポリシリコン膜を形成しエッチバック
を施してゲート電極の側面にポリシリコンサイドウォー
ルを形成し、 デプレッション型メモリトランジスタとするゲート電極
の表面のみを耐酸化性絶縁膜で被った状態で酸化処理を
施し、ソース・ドレイン領域の基板シリコンが露出する
まで酸化膜のエッチバックを施すことによりデプレッシ
ョン型メモリトランジスタとするゲート電極のまわりを
ポリシリコンで被い、エンハンスメント型メモリトラン
ジスタとするゲート電極のまわりをシリコン酸化膜で被
い、ソース・ドレイン領域の基板シリコンを露出させた
状態とする請求項4に記載のマスクROM装置の製造方
法。
5. After forming a polysilicon layer on a semiconductor substrate via a gate oxide film, an oxidation resistant insulating layer thereon, and a polysilicon layer thereon, the layer on the gate oxide film is formed into a gate electrode shape. Then, a polysilicon film is formed with the gate electrode surface covered with an oxide film and etched back to form a polysilicon sidewall on the side surface of the gate electrode. Only the surface of the gate electrode to be the depletion type memory transistor is formed. Is covered with an oxidation-resistant insulating film, and is oxidized, and the oxide film is etched back until the substrate silicon in the source / drain regions is exposed. Cover, around the gate electrode to be the enhancement type memory transistor with a silicon oxide film, Method for manufacturing a mask ROM according to claim 4, while exposing the substrate silicon over scan and drain regions.
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