JPH01128564A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents
半導体集積回路装置の製造方法Info
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- JPH01128564A JPH01128564A JP62285318A JP28531887A JPH01128564A JP H01128564 A JPH01128564 A JP H01128564A JP 62285318 A JP62285318 A JP 62285318A JP 28531887 A JP28531887 A JP 28531887A JP H01128564 A JPH01128564 A JP H01128564A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体集積回路装置に関し、特に、マスクR
OMを有する半導体集積回路装置に適用して有効な技術
に関するものである。
OMを有する半導体集積回路装置に適用して有効な技術
に関するものである。
特開昭53−41188号公報に記載されるように、高
集積化に最適な縦型マスクROMは2層ゲート構造(マ
ルチゲート構造)を採用している。
集積化に最適な縦型マスクROMは2層ゲート構造(マ
ルチゲート構造)を採用している。
2層ゲート構造は、ゲート長方向に所定間隔で配置され
た第1ゲート電極間に第2ゲート電極を配置している。
た第1ゲート電極間に第2ゲート電極を配置している。
第1ゲート電極は第1層目ゲート電極材料(多結晶珪素
膜)で形成されている。第2ゲート電極は第2層目ゲー
ト電極材料(多結晶珪素膜)で形成されている。第1ゲ
ート電極の端部と第2ゲート電極の端部とは、ll造工
程におけるマスク合せ余裕寸法に相当する分重ね合され
ている。
膜)で形成されている。第2ゲート電極は第2層目ゲー
ト電極材料(多結晶珪素膜)で形成されている。第1ゲ
ート電極の端部と第2ゲート電極の端部とは、ll造工
程におけるマスク合せ余裕寸法に相当する分重ね合され
ている。
このように構成される縦型マスクROMは、第1ゲート
電極と第2ゲート電極との間のソース領域又はドレイン
領域に相当する部分をなくすことができる。すなわち、
この種の縦型マスクROMは、ゲート長方向の面積を縮
小することができるので、集積度を向上することができ
る特徴がある。
電極と第2ゲート電極との間のソース領域又はドレイン
領域に相当する部分をなくすことができる。すなわち、
この種の縦型マスクROMは、ゲート長方向の面積を縮
小することができるので、集積度を向上することができ
る特徴がある。
前記縦型マスクROMの情報の書込は、前記第1ゲート
電極及び第2ゲート電極を形成する前に行ねれている。
電極及び第2ゲート電極を形成する前に行ねれている。
つまり、縦型マスクROMの情報の書込みは次のように
行われている。
行われている。
まず、半導体基板主面部のチャネル形成領域を予じめデ
ィプレッション型(又はエンハンスメント型)のしきい
値電圧に形成する。
ィプレッション型(又はエンハンスメント型)のしきい
値電圧に形成する。
次に、半導体基板主面上に不純物導入用マスクを形成す
る。不純物導入用マスクは、例えばフォトレジスト膜で
形成し、情報を書込む領域のチャネル形成領域上が開口
されている。
る。不純物導入用マスクは、例えばフォトレジスト膜で
形成し、情報を書込む領域のチャネル形成領域上が開口
されている。
次に、前記不純物導入用マスクを用い、その開口部を通
してチャネル形成領域に情報書込用不純物を導入する。
してチャネル形成領域に情報書込用不純物を導入する。
この情報書込用不純物はB(ボロン)を使用し、情報書
込用不純物が導入されたチャネル形成領域はエンハンス
メント型のしきい値電圧に形成される。
込用不純物が導入されたチャネル形成領域はエンハンス
メント型のしきい値電圧に形成される。
次に、第1ゲート電極を形成し、この後、第2ゲート電
横を形成する。
横を形成する。
一方、高速化に最適な横型マスクROMは、製品の完成
までに要する時間を短縮するために、ビット線(アルミ
ニウム膜)を形成した後に情報の書込みを行っている。
までに要する時間を短縮するために、ビット線(アルミ
ニウム膜)を形成した後に情報の書込みを行っている。
つまり、横型マスクROMの情報の書込みは次のように
行っている。
行っている。
まず、半導体基板主面部のチャネル形成領域を予じめエ
ンハンスメント型のしきい値電圧に形成する。
ンハンスメント型のしきい値電圧に形成する。
次に、半導体基板主面にnチャネルMISFETからな
るメモリセルを形成する。
るメモリセルを形成する。
次に、メモリセルのドレイン領域に接続されるビット線
を形成する。ビット線はアルミニウム或はCuが添加さ
れたアルミニウム合金で形成する。
を形成する。ビット線はアルミニウム或はCuが添加さ
れたアルミニウム合金で形成する。
ビット線は、メモリセルを覆う層間絶縁膜上に延在し、
メモリセルのドレイン領域には前記層間絶縁膜に形成さ
れた接続孔を通して接続されている。
メモリセルのドレイン領域には前記層間絶縁膜に形成さ
れた接続孔を通して接続されている。
次に、ビット線を覆うように不純物導入用マスクを形成
する。不純物導入用マスクは、フォトレジスト膜で形成
し、情報を書込むメモリセルのチャネル形成領域上が開
口されている。
する。不純物導入用マスクは、フォトレジスト膜で形成
し、情報を書込むメモリセルのチャネル形成領域上が開
口されている。
次に、前記不純物導入用マスクを用い、その開口部を通
してチャネル形成領域に情報書込用不純物を導入する。
してチャネル形成領域に情報書込用不純物を導入する。
この情報書込用不純物はB(ボロン)を使用し、情報書
込用不純物が導入されたチャネル形成領域はしきい値電
圧が高くなる。つまり、情報が書込まれたメモリセルは
、ゲート電極を選択してもソース領域とドレイン領域と
が専通しないように構成されている。
込用不純物が導入されたチャネル形成領域はしきい値電
圧が高くなる。つまり、情報が書込まれたメモリセルは
、ゲート電極を選択してもソース領域とドレイン領域と
が専通しないように構成されている。
次に、前記不純物導入用マスクを除去する。
本発明者は、前述の技術の検討の結果、次の問題点を見
出した。
出した。
前記縦型マスクROMは、情報の書込みがゲート電極を
形成する前に行われているので、ia品の完成までに要
する時間が長くなる。
形成する前に行われているので、ia品の完成までに要
する時間が長くなる。
また、前記縦型マスクROMは、情報書込用不純物が導
入される領域に対して、第1ゲート電極、第2ゲート電
極の夫々が製造工程におけるマスク合せずれを生じる。
入される領域に対して、第1ゲート電極、第2ゲート電
極の夫々が製造工程におけるマスク合せずれを生じる。
このマスク合せずれは、それに相当する分、第1ゲート
電極、第2ゲート電極の夫々のゲート長方向の寸法に余
裕を確保する必要があるので、縦型マスクROMの集積
度を低下させる。
電極、第2ゲート電極の夫々のゲート長方向の寸法に余
裕を確保する必要があるので、縦型マスクROMの集積
度を低下させる。
また、前記横型マスクROMは、ビット線を形成した後
にフォトレジスト膜で形成した不純物導入用マスクを形
成している。フォトレジスト膜は、水洗、現像、剥離等
所謂ウェット処理を使用するので、ビット線特にマイグ
レーシーンを低減するCuが添加されたアルミニウム合
金で形成されるビット線を腐食する。
にフォトレジスト膜で形成した不純物導入用マスクを形
成している。フォトレジスト膜は、水洗、現像、剥離等
所謂ウェット処理を使用するので、ビット線特にマイグ
レーシーンを低減するCuが添加されたアルミニウム合
金で形成されるビット線を腐食する。
本発明の目的は、縦型マスクROMを有する半導体集積
回路装置において、製品の完成までに要する時間を短縮
することが可能な技術を提供することにある。
回路装置において、製品の完成までに要する時間を短縮
することが可能な技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、縦型マスクROMを有する半導体
集積回路装置において、前記目的を達成すると共に、メ
モリセルの占有面積を縮小して高集積化を図ることが可
能な技術を提供することにある。
集積回路装置において、前記目的を達成すると共に、メ
モリセルの占有面積を縮小して高集積化を図ることが可
能な技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、縦型又は横型マスクROMを有す
る半導体集積回路装置において、情報書込工程に起因す
るビット線の腐食を低減することが可能な技術を提供す
ることにある。
る半導体集積回路装置において、情報書込工程に起因す
るビット線の腐食を低減することが可能な技術を提供す
ることにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は1本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
2層ゲート構造の縦型マスクROMを有する半導体集積
回路装置において、第1ゲート電極、第2ゲート電極を
順次形成した後に、所定の第1ゲート電極又は及び第2
ゲート電極を通してチャネル形成領域に情報書込用不純
物を導入し、情報の書込みを行う。
回路装置において、第1ゲート電極、第2ゲート電極を
順次形成した後に、所定の第1ゲート電極又は及び第2
ゲート電極を通してチャネル形成領域に情報書込用不純
物を導入し、情報の書込みを行う。
また、前記情報書込用不純物の導入は、前記第1ゲート
電極の端部と第2ゲート電極の端部とが重ね合された部
分を通過しないように行う。
電極の端部と第2ゲート電極の端部とが重ね合された部
分を通過しないように行う。
また、ビット線の形成後に情報の書込みを行うマスクR
OMを有する半導体集積回路装置において、前記ビット
線の表面に耐ウェット処理用の保護膜を形成した後に情
報書込用不純物導入マスクを形成し、情報の書込みを行
う。
OMを有する半導体集積回路装置において、前記ビット
線の表面に耐ウェット処理用の保護膜を形成した後に情
報書込用不純物導入マスクを形成し、情報の書込みを行
う。
上述した手段によれば、第1ゲート電極及び第2ゲート
電極を形成した後に情報の書込みを行うので、縦型マス
クROMの製品の完成までに要する時間を短縮すること
ができる。
電極を形成した後に情報の書込みを行うので、縦型マス
クROMの製品の完成までに要する時間を短縮すること
ができる。
また、前記重ね合された部分に規定され、所定の第1ゲ
ート電極下又は及び第2ゲート電極下のチャネル形成領
域のみ情報書込用不純物を導入することができるので、
第1ゲート電極又は及び第2ゲート電極に対して情報書
込用不純物を自己整合的に導入することができる。つま
り、メモリセルの占有面積を縮小することができるので
、縦型マスクROMの集積度を向上することができる。
ート電極下又は及び第2ゲート電極下のチャネル形成領
域のみ情報書込用不純物を導入することができるので、
第1ゲート電極又は及び第2ゲート電極に対して情報書
込用不純物を自己整合的に導入することができる。つま
り、メモリセルの占有面積を縮小することができるので
、縦型マスクROMの集積度を向上することができる。
また、情報書込用不純物導入マスクの形成工程及び除去
工程で使用されるウェット処理中に、ビット線を保護す
ることができるので、ビット線の腐食を低減することが
できる。
工程で使用されるウェット処理中に、ビット線を保護す
ることができるので、ビット線の腐食を低減することが
できる。
以下1本発明の結成について、一実施例とともに説明す
る。
る。
なお、実施例を説明するための全回において。
同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返し
の説明は省略する。
の説明は省略する。
(実施例■)
本実施例Iは、2層ゲート構造の縦型マスクROMを有
する半導体集積回路装置に本発明を適用した、本発明の
第1実施例である。
する半導体集積回路装置に本発明を適用した、本発明の
第1実施例である。
本発明の実施例■である2層ゲート構造の縦型マスクR
OMのメモリセルアレイの構成を第2図(要部平面図)
で示し、第2図のI−1切断−線でφった断面を第1図
で示す。
OMのメモリセルアレイの構成を第2図(要部平面図)
で示し、第2図のI−1切断−線でφった断面を第1図
で示す。
本実施例の縦型マスクROMは、8個のメモリセルM1
〜M、を直列に接続した所謂8段のNAND構造(これ
に限定されず例えば16段でもよい)で構成されている
。第1図及び第2図に示すように。
〜M、を直列に接続した所謂8段のNAND構造(これ
に限定されず例えば16段でもよい)で構成されている
。第1図及び第2図に示すように。
縦型マスクROMは単結晶珪素からなるp−型半導体基
板(又はウェル領域)1で構成されている。半導体基板
1の半導体素子形成領域間の主面にはフィールド絶縁膜
2及びp型チャネルストッパ領域3が設けられている。
板(又はウェル領域)1で構成されている。半導体基板
1の半導体素子形成領域間の主面にはフィールド絶縁膜
2及びp型チャネルストッパ領域3が設けられている。
縦型マスクROMのメモリセルMは、半導体基板1.ゲ
ート絶縁膜4及びゲート電極5で構成される奇数列のメ
モリセルM1.M3.M、、M、と、半導体基板1、ゲ
ート絶縁膜6及びゲート電極7で構成される偶数列のメ
モリセルM、、M4.M、、M。
ート絶縁膜4及びゲート電極5で構成される奇数列のメ
モリセルM1.M3.M、、M、と、半導体基板1、ゲ
ート絶縁膜6及びゲート電極7で構成される偶数列のメ
モリセルM、、M4.M、、M。
とで構成されている。すなわち、メモリセルMは、MI
S構造で構成され、MISFETのソース領域及びドレ
イン領域に相当する半導体領域部分が存在しない。
S構造で構成され、MISFETのソース領域及びドレ
イン領域に相当する半導体領域部分が存在しない。
奇数列のメモリセルMのゲート電極5は、ゲート長方向
(第2図では行方向)に所定の間隔で配置されている。
(第2図では行方向)に所定の間隔で配置されている。
このゲート電極5は第1層目ゲート電極形成工程で形成
されている6例えば、ゲート電極5は、 2000〜3
000[人]程度の膜厚の多結晶珪素膜で構成されてい
る。また、ゲート1tt4i5は。
されている6例えば、ゲート電極5は、 2000〜3
000[人]程度の膜厚の多結晶珪素膜で構成されてい
る。また、ゲート1tt4i5は。
高融点金属シリサイド(MoSi、WSi2.TaSi
2゜TiSi、)膜若しくは高融点金属(Mo、W、T
a、Ti)膜の単層、或は多結晶珪素膜上に夫々の金属
膜を積層した複合膜で形成してもよい。
2゜TiSi、)膜若しくは高融点金属(Mo、W、T
a、Ti)膜の単層、或は多結晶珪素膜上に夫々の金属
膜を積層した複合膜で形成してもよい。
偶数列のメモリセルMのゲート電極7は前記第1ゲート
電極5間に配置されている。ゲート電極7の端部は、ゲ
ート電極5に対する製造工程におけるマスク合せ余裕寸
法に相当する分、ゲート電極5の端部に重ね合せて構成
されている。ゲート電極7は第2層目ゲート電極形成工
程で形成されている0例えば、ゲート電極7は前記ゲー
ト電極5と同等の材料と実質的に同等の膜厚とで形成さ
れている。
電極5間に配置されている。ゲート電極7の端部は、ゲ
ート電極5に対する製造工程におけるマスク合せ余裕寸
法に相当する分、ゲート電極5の端部に重ね合せて構成
されている。ゲート電極7は第2層目ゲート電極形成工
程で形成されている0例えば、ゲート電極7は前記ゲー
ト電極5と同等の材料と実質的に同等の膜厚とで形成さ
れている。
前記ゲート電極5とゲート屯t4!7とは、符号を付け
ないが、ゲート電極5の表面に形成された層間絶縁膜(
例えば酸化珪素膜)によって電気的に分離されている。
ないが、ゲート電極5の表面に形成された層間絶縁膜(
例えば酸化珪素膜)によって電気的に分離されている。
奇数列のメモリセルMのうちメモリセルM、及びM7、
偶数列のメモリセルMのうちメモリセルM、及びM4は
情報が書込まれている。つまり、情報が書込まれたメモ
リセルMは、半導体基板1の主面部のチャネル形成領域
に情報書込用不純物9が導入されている(実際には熱処
理が行れ、p型半導体領域となっている)。メモリセル
Mは予じめ(情報の書込み前)ディプレッション型のし
きい値電圧で形成されるが、前記情報書込用不純物9の
導入によって、しきい値電圧はエンハンスメント型に変
化させられる。
偶数列のメモリセルMのうちメモリセルM、及びM4は
情報が書込まれている。つまり、情報が書込まれたメモ
リセルMは、半導体基板1の主面部のチャネル形成領域
に情報書込用不純物9が導入されている(実際には熱処
理が行れ、p型半導体領域となっている)。メモリセル
Mは予じめ(情報の書込み前)ディプレッション型のし
きい値電圧で形成されるが、前記情報書込用不純物9の
導入によって、しきい値電圧はエンハンスメント型に変
化させられる。
前記8段のメモリセルMを選択するメモリセル選択用M
ISFETQ!Iは、半導体基板1、ゲート絶縁膜4.
ゲート電極5(又は7)、ソース領域及びドレイン領域
として使用される一対のざ型半導体領域8で構成されて
いる。前記メモリセルMは、このM I S F E
T Q sと略同−製造工程によって形成されている。
ISFETQ!Iは、半導体基板1、ゲート絶縁膜4.
ゲート電極5(又は7)、ソース領域及びドレイン領域
として使用される一対のざ型半導体領域8で構成されて
いる。前記メモリセルMは、このM I S F E
T Q sと略同−製造工程によって形成されている。
接地電位配線V□は半導体領域8によって構成されてい
る。
る。
前記M I S F E T Q sの一方の半導体領
域8には、層間絶縁膜10に形成された接続孔11を通
してビット線12が接続されている0層間絶縁膜1oは
、例えば、CVDで積層した酸化珪素膜上にPSG膜を
形成した複合膜で形成する。ビット線12は、アルミニ
ウムか、Cu又は及びSiを添加したアルミニウム合金
で形成する。
域8には、層間絶縁膜10に形成された接続孔11を通
してビット線12が接続されている0層間絶縁膜1oは
、例えば、CVDで積層した酸化珪素膜上にPSG膜を
形成した複合膜で形成する。ビット線12は、アルミニ
ウムか、Cu又は及びSiを添加したアルミニウム合金
で形成する。
次に、このように構成される縦型マスクROMの製造方
法及び情報書込方法について、第3図乃至第7図(各製
造工程毎の要部断面図)を用いて簡単に説明する。
法及び情報書込方法について、第3図乃至第7図(各製
造工程毎の要部断面図)を用いて簡単に説明する。
まず、単結晶珪素からなるp−型半導体基板1を用意す
る。半導体基板1はlXl0”〜2X10”[aton
s/as”]程度の表面濃度で形成する。
る。半導体基板1はlXl0”〜2X10”[aton
s/as”]程度の表面濃度で形成する。
次に、前記半導体基板1の半導体素子形成領域間の主面
に、フィールド絶縁膜2及びp型チャネルストッパ領域
3を形成する。
に、フィールド絶縁膜2及びp型チャネルストッパ領域
3を形成する。
次に、半導体基板1のMISFET形成領域の主面部に
、しきい値電圧調整用の不純物13を導入する。不純物
13ハ、例えば2 X 10” 〜3’ X 10”
[atons/m”]程度のA s ” を60〜10
0[K e Vl程度のイオン打込みで導入する。この
不純物13の導入によって、しきい値電圧はディプレッ
ション型に調整される。
、しきい値電圧調整用の不純物13を導入する。不純物
13ハ、例えば2 X 10” 〜3’ X 10”
[atons/m”]程度のA s ” を60〜10
0[K e Vl程度のイオン打込みで導入する。この
不純物13の導入によって、しきい値電圧はディプレッ
ション型に調整される。
次に、第3図に示すように、半導体基板1のメモリセル
M形成領域及びM I S F E T Q s形成領
域の主面上にゲート絶縁膜4を形成する。ゲート絶縁膜
4は、半導体基板1の主面を熱酸化した酸化珪素膜で形
成し、200〜300[人]程度の膜厚で形成する。
M形成領域及びM I S F E T Q s形成領
域の主面上にゲート絶縁膜4を形成する。ゲート絶縁膜
4は、半導体基板1の主面を熱酸化した酸化珪素膜で形
成し、200〜300[人]程度の膜厚で形成する。
次に、第4図に示すように、第1層目ゲート電極形成工
程によって、ゲート絶縁膜4の所定上部にゲート電極(
第1ゲート電極)5を形成する。ゲート電極5は、前述
のように、多結晶珪素膜の単層で形成されている。多結
晶珪素膜はCVDで積層する。このゲート電極5を形成
することにより。
程によって、ゲート絶縁膜4の所定上部にゲート電極(
第1ゲート電極)5を形成する。ゲート電極5は、前述
のように、多結晶珪素膜の単層で形成されている。多結
晶珪素膜はCVDで積層する。このゲート電極5を形成
することにより。
奇数列のメモリセルMが形成される。
次に、メモリセルM形成領域のゲート電極5間において
、半導体基板1の主面上にゲート絶縁膜6を形成する。
、半導体基板1の主面上にゲート絶縁膜6を形成する。
ゲート絶縁膜6は、半導体基板1の主面を熱酸化した酸
化珪素膜で形成し、200〜300[入]程度の膜J’
Xで形成する。このゲート絶縁膜6を形成する工程と同
一製造工程によって、ゲート′ff1t45を覆う層間
絶縁膜が形成される。
化珪素膜で形成し、200〜300[入]程度の膜J’
Xで形成する。このゲート絶縁膜6を形成する工程と同
一製造工程によって、ゲート′ff1t45を覆う層間
絶縁膜が形成される。
次に、第5図に示すように、前記ゲート絶縁膜6の上部
に、第2層目ゲート電極形成工程によって、ゲート電極
(第2ゲート電極)7を形成する。
に、第2層目ゲート電極形成工程によって、ゲート電極
(第2ゲート電極)7を形成する。
ゲート電極7は、前述のように多結晶珪素膜で形成する
。ゲート電極7の端部は、製造工程におけるマスク合せ
余裕寸法に相当する分、ゲート電極5の端部と重ね合せ
て(オーバーラツプさせて)形成される。このゲート電
t47を形成することにより、偶数列のメモリセルMが
形成される。
。ゲート電極7の端部は、製造工程におけるマスク合せ
余裕寸法に相当する分、ゲート電極5の端部と重ね合せ
て(オーバーラツプさせて)形成される。このゲート電
t47を形成することにより、偶数列のメモリセルMが
形成される。
次に、前記ゲート電極5及び7を不純物導入用マスクと
して用い、第6図に示すように、半導体基板1の主面部
にn゛型半導体領域8を形成する。
して用い、第6図に示すように、半導体基板1の主面部
にn゛型半導体領域8を形成する。
半導体領域8はイオン打込みで形成する。半導体領域8
を形成することにより、メモリセル選択用MISFET
Qsが形成される(同様に周辺回路を構成するMISF
ETも形成される)。
を形成することにより、メモリセル選択用MISFET
Qsが形成される(同様に周辺回路を構成するMISF
ETも形成される)。
次に、情報書込工程を施す。まず、ゲート電極5及び7
の上部全面に情報書込用不純物導入マスク14を形成す
る。情報書込用不純物導入マスク14は、情報が書込ま
れるゲート電極5上又は及びゲート電極7上の表面が露
出する開口部14Aを有している。この開口部14Aの
ゲート長方向の内壁は、第7図に示すように、ゲート電
極5の端部とゲート電極7の端部とが重ね合された領域
内(製造工程におけるマスク合せ余裕寸法内)に位置す
るように形成されている。また、開口部14Aのゲート
幅方向の内壁は、メモリセルMのゲート幅よりも少なく
とも製造工程におけるマスク合せ余裕寸法に相当する分
外側に位置するように形成されている。この情報書込用
不純物導入マスク14は例えばフォトレジスト膜で形成
する。
の上部全面に情報書込用不純物導入マスク14を形成す
る。情報書込用不純物導入マスク14は、情報が書込ま
れるゲート電極5上又は及びゲート電極7上の表面が露
出する開口部14Aを有している。この開口部14Aの
ゲート長方向の内壁は、第7図に示すように、ゲート電
極5の端部とゲート電極7の端部とが重ね合された領域
内(製造工程におけるマスク合せ余裕寸法内)に位置す
るように形成されている。また、開口部14Aのゲート
幅方向の内壁は、メモリセルMのゲート幅よりも少なく
とも製造工程におけるマスク合せ余裕寸法に相当する分
外側に位置するように形成されている。この情報書込用
不純物導入マスク14は例えばフォトレジスト膜で形成
する。
そして、第7図に示すように、前記情報書込用不純物導
入マスク14を用い、開口部14Aから露出する奇数列
のメモリセルMのゲート電極5又は及び偶数列のメモリ
セルMのゲート電極7を通して。
入マスク14を用い、開口部14Aから露出する奇数列
のメモリセルMのゲート電極5又は及び偶数列のメモリ
セルMのゲート電極7を通して。
情報書込用不純物9をゲート電極5又は及びゲート電極
7下のチャネル形成領域に選択的に導入する。情報書込
用不純物9の導入は、例えば、7X10” 〜9 XI
O”[atoms/am”1程度のB′″を用い。
7下のチャネル形成領域に選択的に導入する。情報書込
用不純物9の導入は、例えば、7X10” 〜9 XI
O”[atoms/am”1程度のB′″を用い。
140〜160[K e V]径程度エネルギのイオン
打込みで行う。このような条件においては、情報書込用
不純物9の不純物濃度の最大値をゲート電極5又は及び
ゲート電極7下のチャネル形成領域に設定することがで
きる。また、情報書込用不純物9は。
打込みで行う。このような条件においては、情報書込用
不純物9の不純物濃度の最大値をゲート電極5又は及び
ゲート電極7下のチャネル形成領域に設定することがで
きる。また、情報書込用不純物9は。
ゲート電極5の端部とゲート電極7の端部とが重ね合さ
れた部分下の半導体基板1の主面部には膜厚が厚いので
導入されない。つまり、情報書込用不純物9は、前記情
報書込用不純物導入マスク14及び前記重ね合された部
分に規定され、ゲート電極5下又は及びゲート電極7下
のチャネル形成領域に自己整合的に導入される。情報書
込用不純物9は導入後熱処理によって活性化される。こ
の情報書込用不純物9の導入は、メモリセルMのしきい
値電圧をディプレッション型からエンハンスメント型に
変化させる。
れた部分下の半導体基板1の主面部には膜厚が厚いので
導入されない。つまり、情報書込用不純物9は、前記情
報書込用不純物導入マスク14及び前記重ね合された部
分に規定され、ゲート電極5下又は及びゲート電極7下
のチャネル形成領域に自己整合的に導入される。情報書
込用不純物9は導入後熱処理によって活性化される。こ
の情報書込用不純物9の導入は、メモリセルMのしきい
値電圧をディプレッション型からエンハンスメント型に
変化させる。
このように、2層ゲート構造の縦型マスクROMを有す
る半導体集積回路装置において、ゲート電極5、ゲート
電極7を順次形成した後に、所定のゲート電極5又は及
びゲート電極7を通してチャネル形成領域に情報書込用
不純物9を導入し、情報の書込みを行うことにより、ゲ
ート電極5及びゲート電極7を形成した後に情報の書込
みを行うので、縦型マスクROMの製品の完成までに要
する時間を短縮することができる。
る半導体集積回路装置において、ゲート電極5、ゲート
電極7を順次形成した後に、所定のゲート電極5又は及
びゲート電極7を通してチャネル形成領域に情報書込用
不純物9を導入し、情報の書込みを行うことにより、ゲ
ート電極5及びゲート電極7を形成した後に情報の書込
みを行うので、縦型マスクROMの製品の完成までに要
する時間を短縮することができる。
また、前記情報書込用不純物9の導入は、前記ゲート電
極5の端部とゲート電極7の端部とが重ね合された部分
を通過しないように行うことにより、前記重ね合された
部分に規定され、所定のゲート電極5下又は及びゲート
電極7下のチャネル形成領域のみ情報書込用不純物9を
導入することができるので、ゲート電極5又は及びゲー
ト電極7に対して情報書込用不純物9を自己整合的に導
入することができる。つまり、メモリセルMのゲ−1−
長方向の占有面積を縮小することができるので、縦型マ
スクROMの集積度を向上することができる。
極5の端部とゲート電極7の端部とが重ね合された部分
を通過しないように行うことにより、前記重ね合された
部分に規定され、所定のゲート電極5下又は及びゲート
電極7下のチャネル形成領域のみ情報書込用不純物9を
導入することができるので、ゲート電極5又は及びゲー
ト電極7に対して情報書込用不純物9を自己整合的に導
入することができる。つまり、メモリセルMのゲ−1−
長方向の占有面積を縮小することができるので、縦型マ
スクROMの集積度を向上することができる。
前記情報書込工程の後、前記情報書込用不純物導入マス
ク14を除去する。
ク14を除去する。
そして1層間絶縁膜10、接続孔11を順次形成した後
、前記第1図及び第2図に示すように、ビット線12を
形成することにより2本実施例の2層ゲート構造の縦型
マスクROMは完成する。
、前記第1図及び第2図に示すように、ビット線12を
形成することにより2本実施例の2層ゲート構造の縦型
マスクROMは完成する。
なお1本発明は、前記縦型マスクROMにおいて1層間
絶縁膜10又はビット線12を形成した後に情報書込工
程を施してもよい。
絶縁膜10又はビット線12を形成した後に情報書込工
程を施してもよい。
(実施例■)
本実施例■は、横型マスクROMを有する半導体集積回
路装置に本発明を適用した1本発明の第2実施例である
。
路装置に本発明を適用した1本発明の第2実施例である
。
本発明の実施例■である横型マスクROMのメモリセル
アレイの構成を第9図(要部平面図)で示し、第9図の
■−■切断線で切った断面を第8図で示す。
アレイの構成を第9図(要部平面図)で示し、第9図の
■−■切断線で切った断面を第8図で示す。
本実施例の横型マスクROMのメモリセルMは、第8図
及び第9図に示すように、MISFETで構成されてい
る。つまり、メモリセルMは、半導体基板1、ゲート絶
縁膜4、ゲート電t45及びソ−大領域又はドレイン領
域である一対のn・型半導体領域8で構成されている。
及び第9図に示すように、MISFETで構成されてい
る。つまり、メモリセルMは、半導体基板1、ゲート絶
縁膜4、ゲート電t45及びソ−大領域又はドレイン領
域である一対のn・型半導体領域8で構成されている。
メモリセルMは予じめエンハンスメント型のしきい値電
圧で形成される。情報書込工程によってチャネル形成領
域に情報書込用不純物9が導入されると、しきい値電圧
が高くなり、メモリセルMはゲート電極5に電圧を印加
してもソース領域とドレイン領域との間が導通しないよ
うに構成されている。
圧で形成される。情報書込工程によってチャネル形成領
域に情報書込用不純物9が導入されると、しきい値電圧
が高くなり、メモリセルMはゲート電極5に電圧を印加
してもソース領域とドレイン領域との間が導通しないよ
うに構成されている。
メモリセルMの一方の半導体領域8にはビット線12が
接続され、他方の半導体領域8にはセレクト信号線12
が接続されている。各メモリセルMの一方の半導体領域
8は、隣接する他の3つのメモリセルMの一方の半導体
領域8と一体に構成されている。他方の半導体領域8に
ついても同様である。
接続され、他方の半導体領域8にはセレクト信号線12
が接続されている。各メモリセルMの一方の半導体領域
8は、隣接する他の3つのメモリセルMの一方の半導体
領域8と一体に構成されている。他方の半導体領域8に
ついても同様である。
前記ビット線12及びセレクト信号線12の上部には、
保護膜15、パッシベーション膜15が順次積層されて
いる。
保護膜15、パッシベーション膜15が順次積層されて
いる。
前記保護膜15は、情報書込工程で使用される情報書込
用不純物導入マスク(14)を形成する工程及び除去工
程において、耐ウェット処理膜として使用される。具体
的には、保護膜15は、フォトレジスト膜の塗布、現像
、剥離の夫々の工程における、洗浄液処理、現像液処理
、剥離液処理の夫々のウェット処理に耐え得るように構
成されている。すなわち、保護WA15は、アルミニウ
ム又はその合金で形成されるビット線12及びセレクト
信号線12の腐食を低減するように構成されている。保
護膜15は1例えばシラン膜を用い、0.1〜0.2[
μm]程度の膜厚で形成する。保護膜15はパッシベー
ション膜としても使用することができるが、情報書込用
不純物9を低いエネルギで導入するために薄い膜厚で形
成する。
用不純物導入マスク(14)を形成する工程及び除去工
程において、耐ウェット処理膜として使用される。具体
的には、保護膜15は、フォトレジスト膜の塗布、現像
、剥離の夫々の工程における、洗浄液処理、現像液処理
、剥離液処理の夫々のウェット処理に耐え得るように構
成されている。すなわち、保護WA15は、アルミニウ
ム又はその合金で形成されるビット線12及びセレクト
信号線12の腐食を低減するように構成されている。保
護膜15は1例えばシラン膜を用い、0.1〜0.2[
μm]程度の膜厚で形成する。保護膜15はパッシベー
ション膜としても使用することができるが、情報書込用
不純物9を低いエネルギで導入するために薄い膜厚で形
成する。
パッシベーション膜16は、例えばシラン膜を用い、1
.0[μm]程度の厚い膜厚で形成する。パッシベーシ
ョン膜16は、前記情報書込用不純物9を活性化する熱
処理工程において保護膜15にクラックが生じないよう
に厚い膜厚で形成する。
.0[μm]程度の厚い膜厚で形成する。パッシベーシ
ョン膜16は、前記情報書込用不純物9を活性化する熱
処理工程において保護膜15にクラックが生じないよう
に厚い膜厚で形成する。
次に、このように構成される横型マスクROMの製造方
法及び情報書込方法について、第10図乃至第14図(
各製造工程毎の要部断面図)を用いて簡単に説明する。
法及び情報書込方法について、第10図乃至第14図(
各製造工程毎の要部断面図)を用いて簡単に説明する。
まず、半導体基板1を用意し、フィールド絶縁膜2及び
p型チャネルストッパ領域3を形成する。
p型チャネルストッパ領域3を形成する。
次に、しきい値電圧調整用不純物13を導入する。
そして、第10図に示すように、ゲート絶縁膜4を形成
する。
する。
次に、ゲート電極5を形成し、この後、第11−に示す
ように、n゛型半導体領域8を形成する。
ように、n゛型半導体領域8を形成する。
この半導体領域8を形成することにより、MISFET
からなるメモリセルMを形成される。
からなるメモリセルMを形成される。
次に、メモリセルM上に層間絶縁膜10を形成し、この
後、接続孔11を形成する。そして、第12図に示すよ
うに、ビット線12及びセレクト信号線12を形成する
。
後、接続孔11を形成する。そして、第12図に示すよ
うに、ビット線12及びセレクト信号線12を形成する
。
次に、第13図に示すように、ビット線12及びセレク
ト信号線12の表面を覆うように、保護膜15を形成す
る。保護膜15は、前述のように、CVDで積層したシ
ラン膜で形成する。
ト信号線12の表面を覆うように、保護膜15を形成す
る。保護膜15は、前述のように、CVDで積層したシ
ラン膜で形成する。
次に、前記保護膜15の上部に情報書込用不純物導入マ
スク14を形成する。そして、第14図に示すように、
情報書込用不純物導入マスク14の開口部14Aを通し
て情報書込用不純物9を所定のメモリセルMのチャネル
形成領域に導入し、情報の書込みを行う、情報書込用不
純物導入マスク14はフォトレジスト膜で形成する。
スク14を形成する。そして、第14図に示すように、
情報書込用不純物導入マスク14の開口部14Aを通し
て情報書込用不純物9を所定のメモリセルMのチャネル
形成領域に導入し、情報の書込みを行う、情報書込用不
純物導入マスク14はフォトレジスト膜で形成する。
次に、前記情報書込用不純物導入マスク14を除去する
。
。
このように、ビット線12及びセレクト信号線12の形
成後に情報の書込みを行う横型マスクROMを有する半
導体集積回路装置において、前記ビット線12及びセレ
クト信号線12の表面に耐ウェット処理用の保護膜15
を形成した後に情報書込用不純物導入マスク14を形成
し、情報の書込みを行うことにより、情報書込用不純物
導入マスク14の形成工程及び除去工程で使用されるウ
ェット処理中に、ビット線12及びセレクト信号線12
を保護することができるので、それらの腐食を低減する
ことができる。特に、ビット線12及びセレクト信号線
12としてマイグレーションを低減するCuが添加され
たアルミニウム合金は腐食し易いので、本発明は前記ア
ルミニウム合金を使用する横型マスクROMに特に有効
である。
成後に情報の書込みを行う横型マスクROMを有する半
導体集積回路装置において、前記ビット線12及びセレ
クト信号線12の表面に耐ウェット処理用の保護膜15
を形成した後に情報書込用不純物導入マスク14を形成
し、情報の書込みを行うことにより、情報書込用不純物
導入マスク14の形成工程及び除去工程で使用されるウ
ェット処理中に、ビット線12及びセレクト信号線12
を保護することができるので、それらの腐食を低減する
ことができる。特に、ビット線12及びセレクト信号線
12としてマイグレーションを低減するCuが添加され
たアルミニウム合金は腐食し易いので、本発明は前記ア
ルミニウム合金を使用する横型マスクROMに特に有効
である。
次に、前記第8図に示すように、保護膜15の上部にパ
ッシベーション膜16を形成する。この後。
ッシベーション膜16を形成する。この後。
前記情報書込工程で導入された情報書込用不純物9の活
性化を行う。
性化を行う。
以上1本発明者によってなされた発明を前記実施例に基
づき具体的に説明したが1本発明は、前記実施例に限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更し得ることは勿論である。
づき具体的に説明したが1本発明は、前記実施例に限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更し得ることは勿論である。
例えば、本発明は、前記実施例Iの縦型マスクROMに
おいて、ビット線12を形成した後に前記実施例■の保
護膜15を形成し、この後、情報書込工程を施してもよ
い。
おいて、ビット線12を形成した後に前記実施例■の保
護膜15を形成し、この後、情報書込工程を施してもよ
い。
本願において開示された発明のうち1代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば。
って得られる効果を簡単に説明すれば。
次のとおりである。
2層ゲート構造の縦型マスクROMの製品の完成までに
要する時間を短縮することができる。
要する時間を短縮することができる。
また、前記縦型マスクROMの集積度を向上することが
できる。
できる。
また、マスクROMにおいて、情報書込工程に起因する
配線の腐食を低減することができる。
配線の腐食を低減することができる。
第1図は1本発明の実施例■である2層ゲート構造の縦
型マスクROMのメモリセルアレイの構成を示す要部断
面図、 第2図は、前記縦型マスクROMの要部平面図。 第3図乃至第7図は、前記縦型マスクROMの製造方法
及び情報書込方法を説明するための各製造工程毎の要部
断面図。 第8図は、本発明の実施例■である横型マスクROMの
メモリセルアレイの構成を示す要部断面図。 第9図は、前記横型マスクROMの要部平面図、第10
図乃至第14゛図は、前記横型マスクROMの製造方法
及び情報書込方法を説明するための各製造工程毎の要部
断面図である。 図中、1・・・半導体基板、4.6・・・ゲート絶縁膜
、5.7・・・ゲート電極、8・・・半導体領域、9・
・・情報書込用不純物、12・・・ビット線又はセレク
ト信号線。 14・・・情報書込用不純物導入マスク、14A・・・
開口部、15・・・保護膜、16・・・パッシベーショ
ン膜1M・・・メモリセルである。 第9図
型マスクROMのメモリセルアレイの構成を示す要部断
面図、 第2図は、前記縦型マスクROMの要部平面図。 第3図乃至第7図は、前記縦型マスクROMの製造方法
及び情報書込方法を説明するための各製造工程毎の要部
断面図。 第8図は、本発明の実施例■である横型マスクROMの
メモリセルアレイの構成を示す要部断面図。 第9図は、前記横型マスクROMの要部平面図、第10
図乃至第14゛図は、前記横型マスクROMの製造方法
及び情報書込方法を説明するための各製造工程毎の要部
断面図である。 図中、1・・・半導体基板、4.6・・・ゲート絶縁膜
、5.7・・・ゲート電極、8・・・半導体領域、9・
・・情報書込用不純物、12・・・ビット線又はセレク
ト信号線。 14・・・情報書込用不純物導入マスク、14A・・・
開口部、15・・・保護膜、16・・・パッシベーショ
ン膜1M・・・メモリセルである。 第9図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ゲート長方向に所定の間隔で配置された第1層目の
第1ゲート電極間に第2層目の第2ゲート電極を形成し
た縦型マスクROMを有する半導体集積回路装置の製造
方法において、半導体基板上に第1ゲート電極、第2ゲ
ート電極を順次形成する工程と、該第1ゲート電極及び
第2ゲート電極のうち、所定の第1ゲート電極又は及び
第2ゲート電極を通して情報書込用不純物を半導体基板
主面部のチャネル形成領域に導入する工程とを備えたこ
とを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。 2、前記第1ゲート電極、第2ゲート電極の夫々は、多
結晶珪素膜で形成されていることを特徴とする特許請求
の範囲第1項に記載の半導体集積回路装置の製造方法。 3、前記情報書込用不純物は、イオン打込みで導入され
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項に
記載の半導体集積回路装置の製造方法。 4、前記情報書込用不純物の導入は、ディプレッション
型のしきい値電圧で形成されたチャネル形成領域をエン
ハンスメント型のしきい値電圧に変化させることである
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項に記
載の夫々の半導体集積回路装置の製造方法。 5、ゲート長方向に所定の間隔で配置された第1層目の
第1ゲート電極間に第2層目の第2ゲート電極を形成し
た縦型マスクROMを有する半導体集積回路装置の製造
方法において、半導体基板上に第1ゲート電極を形成す
る工程と、該第1ゲート電極間に第1ゲート電極の端部
と重ね合せて第2ゲート電極を形成する工程と、前記第
1ゲート電極の端部と第2ゲート電極の端部との重ね合
せた部分は通過させずに、前記第1ゲート電極及び第2
ゲート電極のうち、所定の第1ゲート電極又は及び第2
ゲート電極を通して情報書込用不純物を半導体基板主面
部のチャネル形成領域に導入する工程とを備えたことを
特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。 6、前記情報書込用不純物の導入はマスクの開口部を通
して行われ、このマスクの開口部の内壁は前記第1ゲー
ト電極の端部と第2ゲート電極の端部とを重ね合せた領
域内に位置するように構成されていることを特徴とする
特許請求の範囲第5項に記載の半導体集積回路装置の製
造方法。 7、メモリセルに接続されるビット線を形成した後に、
メモリセルのゲート電極を通してチャネル形成領域に情
報書込用不純物を導入するマスクROMを有する半導体
集積回路装置の製造方法において、前記メモリセルに接
続されるビット線を形成する工程と、該ビット線の表面
に耐ウェット処理用の保護膜を形成する工程と、該保護
膜上に所定のメモリセルのゲート電極に相当する部分が
開口された情報書込用不純物導入マスクを形成する工程
と、該情報書込用不純物導入マスクを用い、所定のメモ
リセルのゲート電極を通してチャネル形成領域に情報書
込用不純物を導入する工程と、前記情報書込用不純物導
入マスクを除去する工程とを備えたことを特徴とする半
導体集積回路装置の製造方法。 8、前記ビット線はCuが添加されたアルミニウム合金
で形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第7
項に記載の半導体集積回路装置の製造方法。 9、前記情報書込用不純物導入マスクはフォトレジスト
膜で形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
7項又は第8項に記載の半導体集積回路装置の製造方法
。 10、前記保護膜はCVDで積層したシラン膜であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第7項乃至第9項に記載
の夫々の半導体集積回路装置の製造方法。 11、前記保護膜上には、前記情報書込用不純物導入マ
スクを除去した後にパッシベーション膜が形成されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第7項乃至第10項に記
載の夫々の半導体集積回路装置の製造方法。
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