JPH01253958A - Manufacture of mask rom - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10B20/00—Read-only memory [ROM] devices
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- H10B20/38—Doping programmed, e.g. mask ROM
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、製造工程中でプログラミングが行われろマ
スクROMの製造方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method of manufacturing a mask ROM in which programming is performed during the manufacturing process.
マスクROMのプログラミング工程において、従来より
行われている手法としては、第2図(a)。FIG. 2(a) shows a conventional method used in the mask ROM programming process.
(b)に示すようなイオン注入によって、所望のトラン
ジスタのしきい値電圧を高くする方法がある。There is a method of increasing the threshold voltage of a desired transistor by ion implantation as shown in (b).
以下、第2図(a)、(b)を参照して従来の方法を説
明する。The conventional method will be explained below with reference to FIGS. 2(a) and 2(b).
これらの図においては、21はp型単結晶Si基板、2
2ば酸化膜、23はn型ソース・ドレイン層、24はゲ
ート酸化膜、25はゲート電極、26はレジスト膜、2
7は注入層である。In these figures, 21 is a p-type single crystal Si substrate;
2 is an oxide film, 23 is an n-type source/drain layer, 24 is a gate oxide film, 25 is a gate electrode, 26 is a resist film, 2
7 is an injection layer.
まず、第2図(a)に示すように、p型巣結晶Si基板
21上に、局所的に分離のための厚い酸化膜22を形成
した後、ゲート酸化膜24と多結晶シリコン膜によるゲ
ート電極25を形成して、所望のパターンに加工する。First, as shown in FIG. 2(a), a thick oxide film 22 for local isolation is formed on a p-type nested crystal Si substrate 21, and then a gate oxide film 24 and a gate formed by a polycrystalline silicon film are formed. Electrodes 25 are formed and processed into a desired pattern.
次に、ヒ素もしくはリンをイオン注入して、n型ソース
°ドレイン層23を形成して、マスクROMのメモリセ
ルとなるNMO3トランジスタを構成する。Next, arsenic or phosphorus is ion-implanted to form an n-type source/drain layer 23, thereby forming an NMO3 transistor that will become a memory cell of the mask ROM.
その後、第2図(b)に示すように、レジス)・膜26
を塗布し、メモリセル内の所望のトランジスタ部分を開
孔するようにパターニングした後、ボロンイオンを所定
のエネルギーに加速して注入して注入層27を形成し、
n型ソース・ドレイン層23とともに、ゲート下チャネ
ル部におけるボロン濃度を高くする。After that, as shown in FIG. 2(b), the resist film 26
is coated and patterned to open a desired transistor portion in the memory cell, and then boron ions are accelerated to a predetermined energy and implanted to form an implantation layer 27.
Boron concentration is increased in the channel portion under the gate as well as in the n-type source/drain layer 23.
すなわち、このようにすることにより、ボロンを注入し
ないNMO3I−ランジスタに比べ、高いしきい値電圧
が得られるため、その差の中間電位に動作電圧を設定す
れば、注入されたNMO3I−ランジスタと注入されな
かったNMO3I−ランジスタの出力が、結果として“
Hi g h’″および“L o w ”に分けられて
ROMとして動作する。In other words, by doing this, a higher threshold voltage can be obtained compared to the NMO3I-transistor without boron implantation, so if the operating voltage is set to the intermediate potential of the difference, the implanted NMO3I-transistor and the implanted NMO3I-transistor can be As a result, the output of the NMO3I-transistor that was not
It is divided into "High" and "Low" and operates as a ROM.
上記のような従来のマスクROMの製造方法は、メモリ
セルを構成するMOS)−ランジスクの中から、任意の
ものを選んでそのしきい値電圧を高くするものであるが
、プログラミングのために第2図(b)に示すような工
程が必要であった。つまり、製造工程において、プログ
ラミングのためだけに写真製版のためのマスクとイオン
注入工程を必要とするため、工程数が増大するという欠
点があった。In the conventional mask ROM manufacturing method as described above, an arbitrary one is selected from among the MOS transistors constituting the memory cell and its threshold voltage is increased. The steps shown in Figure 2(b) were necessary. That is, in the manufacturing process, a mask for photolithography and an ion implantation process are required just for programming, resulting in an increase in the number of steps.
この発明は、かかる課題を解決するためになされたもの
で、従来のプロセス工程数を増やすことな(、プログラ
ミングを行うことが可能なマスクROMの製造方法を得
ることを目的とする。The present invention was made to solve this problem, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a mask ROM that allows programming without increasing the number of conventional process steps.
この発明に係るマスクROMの製造方法は、記憶部を構
成するMOSトランジスタと反対の導電型のM OS
I−ランジスタのソース・ドレイン層を形成する際に、
記憶部を構成するMO3トランジスタに対して選択的に
、ゲート下に拡散層を形成してプログラミングするもの
である。A method for manufacturing a mask ROM according to the present invention includes a method for manufacturing a mask ROM using a MOS transistor of a conductivity type opposite to that of a MOS transistor constituting a storage section.
When forming the source and drain layers of the I-transistor,
Programming is performed by selectively forming a diffusion layer under the gate of the MO3 transistor constituting the memory section.
この発明においては、記憶部を構成するMOSトランジ
スタと反対の導電型のMO8トランジスタのソース・ド
レイン層を形成する際に、同時に記憶部を構成するMO
3トランジスタのゲート下に拡散層が形成され、しきい
値電圧が変更されることによりプログラミングが行われ
る。In this invention, when forming the source/drain layer of the MO8 transistor of the opposite conductivity type to the MOS transistor forming the storage section, at the same time, the MOS transistor forming the storage section is formed.
A diffusion layer is formed under the gate of the three transistors, and programming is performed by changing the threshold voltage.
第1図(a)〜(d)はこの発明のマスクROMの製造
方法の一実施例を説明するための断面図であり、ここで
はメモリセルとしてNMOSトランジスタ、周辺回路と
して0M03回路を用いたマスクROMについて示し、
である。FIGS. 1(a) to 1(d) are cross-sectional views for explaining one embodiment of the method for manufacturing a mask ROM of the present invention. Here, a mask using an NMOS transistor as a memory cell and an 0M03 circuit as a peripheral circuit is shown. Indicates about ROM,
It is.
これらの図において、1はp型巣結晶Si基板、2は分
離用の厚い酸化膜、3はn型ウェル、4はデー1〜酸化
膜、5はCMO8回路部におけるPMOSトランジスタ
のゲート電極、6はCMO3回路部におけるNMO3I
−ランジスタのゲート電極、7は記憶部のNMO3トラ
ンジスタのゲート電極、8はチャネルカットのためのp
型拡散層、9は第1のフォトレジスト
ン注入層、10aはn型ソース・ドレイン層、11は第
2のフォトレジスl−112はp型ソース・ドレインa
人N、12 aはp型ソース・ドレイン層、13はp型
注入層、13aはp型拡散層である。In these figures, 1 is a p-type nested crystal Si substrate, 2 is a thick oxide film for isolation, 3 is an n-type well, 4 is a D1 to oxide film, 5 is a gate electrode of a PMOS transistor in the CMO8 circuit section, 6 is NMO3I in the CMO3 circuit section
- Gate electrode of the transistor, 7 is the gate electrode of the NMO3 transistor in the storage section, 8 is p for channel cut
type diffusion layer, 9 is the first photoresist injection layer, 10a is the n-type source/drain layer, 11 is the second photoresist l-112 is the p-type source/drain a
12a is a p-type source/drain layer, 13 is a p-type injection layer, and 13a is a p-type diffusion layer.
次に、第1図(a)〜(d)を参照してこの発明の製造
工程を説明する。Next, the manufacturing process of this invention will be explained with reference to FIGS. 1(a) to 1(d).
まず、第1図(a)に示すように、通常のCMOSプロ
セスと同様の工程を経て、p型巣結晶S!基板1に酸化
膜2.n型ウェル3.ゲート酸化gii4.ゲート電極
526p 7p P型拡散層8を形成する。First, as shown in FIG. 1(a), the p-type nested crystal S! Oxide film 2 on substrate 1. n-type well 3. Gate oxidation gii4. Gate electrode 526p 7p P-type diffusion layer 8 is formed.
次に、第1図(b)に示すように、PMO3トランジス
タ部のみを保護するようなパターンで第1のフォトレジ
スト9をパターニングし、ヒ素をイオン注入してNMO
3トランジスタ部に、n型ソース・ドレイン注入層10
を形成する。Next, as shown in FIG. 1(b), the first photoresist 9 is patterned to protect only the PMO3 transistor section, and arsenic is ion-implanted to form the NMO3 transistor.
3 transistor part, n-type source/drain injection layer 10
form.
次に、第1図(C)に示すように、第1のフォトレジス
ト9を除去し、第2のフォトレジスト11を塗布した後
、PMO8トランジスタ部と、記憶部のNMO8トラン
ジスタにおける、例えば、ソース側からゲート電極上の
一部まで延在して開孔されるようにパターニングする。Next, as shown in FIG. 1C, after removing the first photoresist 9 and applying a second photoresist 11, for example, the source of the PMO8 transistor section and the NMO8 transistor of the storage section is removed. The hole is patterned to extend from the side to a part of the gate electrode.
この後ボロンを注入して、PMOSトランジスタのp型
ソース・ドレインとなるべきp型ソース・ドレイン注入
層12と同時に、記憶部のNMO3トランジスタのソー
ス側の一部にp型注入層13を形成する。After this, boron is implanted to form a p-type implantation layer 13 on a part of the source side of the NMO3 transistor in the storage section at the same time as the p-type source/drain implantation layer 12 which is to become the p-type source/drain of the PMOS transistor. .
そして、第1図(d)に示すように、第2のフォトレジ
スト
理することにより、n型ソース・ドレイン拡散層10a
およびp型ソース・ドレイン拡散層12aを形成するが
、この際、記憶部のNMOSトランジスタのソース側に
注入されたp型注入層13も拡散する。このとき、n型
には不純物としてヒ素、p型には不純物としてボロンを
使用しており、それらの拡散係数の差によりボロンの方
がヒ素より深く、また横方向にも広く拡散層を形成する
ため、記憶部のNMOS1.ランジスタのゲート下チャ
ネル部の一部には、濃度の高いp型拡散層13aが形成
されることになる。したがって、このNMOS1〜ラン
ジスタはしきい値電圧が高くなり IILow”が書き
込まれたメモリセルとして動作する。Then, as shown in FIG. 1(d), by processing a second photoresist, the n-type source/drain diffusion layer 10a is
Then, a p-type source/drain diffusion layer 12a is formed. At this time, the p-type implantation layer 13 implanted on the source side of the NMOS transistor in the storage section is also diffused. At this time, arsenic is used as an impurity for n-type, and boron is used as an impurity for p-type, and due to the difference in their diffusion coefficients, boron forms a diffusion layer deeper than arsenic and also wider in the lateral direction. Therefore, NMOS1. A high concentration p-type diffusion layer 13a is formed in a part of the channel section under the gate of the transistor. Therefore, the threshold voltage of NMOS1 to transistor becomes high and operates as a memory cell in which "IILow" is written.
すなわち、この実施例のマスクROMの製造方法では、
PMOSトランジスタのp型ソース・ドし・イン注入層
12の形成と同時に、NMOSトランジスタのゲートの
近傍にp型注入層13を形成したのち、拡散を行うこと
によって、ゲート下のチャネル部までp型拡散層13a
のみを延ばしているので、新たなレジストを形成する必
要がなく、通常の製造手順で用いるレジストのみを用い
てしきい値電圧を高くすることが可能であり、また、当
然のことながら同じ注入エネルギーでp型ソース・ドレ
イン注入層12およびp型注入層13を形成することが
可能になっている。That is, in the mask ROM manufacturing method of this embodiment,
Simultaneously with the formation of the p-type source/drain/in injection layer 12 of the PMOS transistor, a p-type injection layer 13 is formed near the gate of the NMOS transistor, and then by diffusion, the p-type is injected into the channel region under the gate. Diffusion layer 13a
There is no need to form a new resist, and it is possible to increase the threshold voltage using only the resist used in normal manufacturing procedures. It is now possible to form the p-type source/drain injection layer 12 and the p-type injection layer 13.
なお、上記実施例ではp型およびn型の導電型を決定す
るための不純物としての、ボロンとヒ素の拡散係数の差
を利用して、p型拡散層13aをゲート下まで延ばして
NMOSI−ランジスタのしきい値電圧を高くしたが、
p型の不純物の拡散係数がn型の不純物の拡散係数に対
して充分大きくなる組み合わせのものであれば、ボロン
とヒ素以外の不純物を用いることも可能である。In the above embodiment, the p-type diffusion layer 13a is extended below the gate by utilizing the difference in the diffusion coefficients of boron and arsenic, which are impurities for determining the p-type and n-type conductivity types, to form an NMOSI-transistor. Although the threshold voltage of
It is also possible to use impurities other than boron and arsenic as long as the combination is such that the diffusion coefficient of the p-type impurity is sufficiently larger than the diffusion coefficient of the n-type impurity.
また、PMOSトランジスタのしきい値電圧を高くする
場合には、逆にn型の不純物の拡散係数がp型の不純物
の拡散係数に対して充分大きくなる組み合わせの不純物
を用いて、同様の手順でゲート下までn型拡散層を延ば
すようにすればよく、この場合も上記実施例と同様の効
果が得られる。To increase the threshold voltage of a PMOS transistor, conversely, use a combination of impurities in which the diffusion coefficient of n-type impurities is sufficiently larger than that of p-type impurities, and follow the same procedure. The n-type diffusion layer may be extended to below the gate, and the same effect as in the above embodiment can be obtained in this case as well.
この発明は以上説明したとおり、記憶部を構成するMO
Sトランジスタと反対の導電型のMOSl・ランジスタ
のソース・ドレイン層を形成する際に、記憶部を構成す
るMOSl−ランジスタに対して選択的に、ゲート下に
拡散層を形成してプログラミングするので、プロミング
のための特別な写真製版工程およびイオン注入工程を必
要とせず、ソース・ドレイン拡散層を形成するためのフ
ォトレジスト
更するだけで良いため、工程数の増加がなく、製造時間
の短縮が可能になるとともに、コストも低減できるとい
う効果がある。As explained above, the present invention provides MO
When forming the source/drain layers of the MOSl-transistor of the conductivity type opposite to the S transistor, a diffusion layer is selectively formed under the gate of the MOSl-transistor constituting the memory section for programming. There is no need for a special photolithography process or ion implantation process for programming, and it is only necessary to change the photoresist for forming the source/drain diffusion layer, so there is no increase in the number of processes and manufacturing time can be shortened. This also has the effect of reducing costs.
第1図はこの発明のマスクROMの製造方法の一実施例
を説明するための断面図、第2図はマスクROMの従来
のプログラミング方法を説明するための断面図である。
図において、1はp型車結晶81基板、2は分離用の厚
い酸化膜、3はn型ウェル、4はゲー1、酸化膜、5は
CMOS回路部におけるPMOS+。
ランジスタのゲート電極、6ばCMOS回路部における
NMOSトランジスタのゲート電極、7は記憶部のNM
OSトランジスタのゲート電極、8はチャネルカットの
ためのp型拡散層、9は第1のフォトレジス!、、10
はn型ソース・ドレイン注入層、10aはn型ソース・
ドレイン層、11は第2のフォトレジスト
レイン注入層、12aはp型ソース・ドレイン層、13
はp型注入層、13aはp型拡散層である。
なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining an embodiment of the method for manufacturing a mask ROM of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a conventional programming method for a mask ROM. In the figure, 1 is a p-type wheel crystal 81 substrate, 2 is a thick oxide film for isolation, 3 is an n-type well, 4 is a gate 1, oxide film, and 5 is a PMOS+ in the CMOS circuit section. Gate electrode of transistor, 6 is gate electrode of NMOS transistor in CMOS circuit section, 7 is NM of memory section
The gate electrode of the OS transistor, 8 is a p-type diffusion layer for channel cut, and 9 is the first photoresist! ,,10
10a is an n-type source/drain injection layer, and 10a is an n-type source/drain injection layer.
a drain layer; 11 is a second photoresist injection layer; 12a is a p-type source/drain layer; 13
13a is a p-type injection layer, and 13a is a p-type diffusion layer. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
ランジスタ回路で構成されるマスクROMの製造方法に
おいて、前記記憶部を構成するMOSトランジスタと反
対の導電型のMOSトランジスタのソース・ドレイン層
を形成する際に、前記記憶部を構成するMOSトランジ
スタに対して選択的に、ゲート下に拡散層を形成してプ
ログラミングすることを特徴とするマスクROMの製造
方法。In a method for manufacturing a mask ROM in which a storage section is a MOS transistor and a peripheral circuit section is a CMOS transistor circuit, when forming source/drain layers of a MOS transistor of a conductivity type opposite to that of the MOS transistor constituting the storage section, . A method of manufacturing a mask ROM, characterized in that programming is performed by selectively forming a diffusion layer under a gate of a MOS transistor constituting the storage section.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63082666A JPH01253958A (en) | 1988-04-04 | 1988-04-04 | Manufacture of mask rom |
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Publications (1)
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JPH01253958A true JPH01253958A (en) | 1989-10-11 |
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JP63082666A Pending JPH01253958A (en) | 1988-04-04 | 1988-04-04 | Manufacture of mask rom |
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JP (1) | JPH01253958A (en) |
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1988
- 1988-04-04 JP JP63082666A patent/JPH01253958A/en active Pending
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