JPH0372677A - Manufacture of read only memory device - Google Patents

Manufacture of read only memory device

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JPH0372677A
JPH0372677A JP1208704A JP20870489A JPH0372677A JP H0372677 A JPH0372677 A JP H0372677A JP 1208704 A JP1208704 A JP 1208704A JP 20870489 A JP20870489 A JP 20870489A JP H0372677 A JPH0372677 A JP H0372677A
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memory device
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Abstract

PURPOSE:To reduce turnaround time, and prevent the alignment deviation of a mask, by forming a metal wiring layer so as to evade the channel region of an MIS transistor on a substrate, and selectively introducing impurity into the channel region by using the metal wiring layer as a part of a mask. CONSTITUTION:An aluminum system wiring layer 9 is formed on an interlayer insulating film 8 so as not to overlap with a channel region 7 on a plane and to evade it. Next, a resist film 13 is comparatively thickly formed, which is selectively exposed and developed to form a resist mask. An aperture is formed in the resist film 13 at a part corresponding with the channel region 7 of an MOS transistor to be turned into a depletion type. Since the aluminum system wiring layer 9 functions as a part of a mask in a region A1, high resolution is not required for the pattern of the resist mask 13. By using the resist film 13 wherein only the part transforming the MOS transistor into a depletion type is opened, high energy ion is implanted.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はMIS)ランジスクが直列に接続されて構成さ
れるNAND型の読み出し専用メモリ装置の製造方法に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for manufacturing a NAND type read-only memory device in which MIS (MIS) transistors are connected in series.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、MISI−ランジスタが直列に接続されて構
成されたNAND型の読み出し専用メモリ装置の製造方
法において、MISトランジスタのチャンネル領域を避
けた金属配線層をマスクの一部として選択的な不純物の
導入を行うことや、複数の並列した第1のゲート間に選
択的に不純物の導入を行った後、それら第1のゲート間
に第2のゲートを形成し、その第2のゲート形成のため
のパターニング用マスクを第1のゲート下部の選択的な
イオン注入のマスクの一部とすることにより、読み出し
専用メモリ装置の製造のターン・アラウンド・タイムの
短縮や、工程数の低減を図るものである。
The present invention is a method for manufacturing a NAND type read-only memory device configured by connecting MISI transistors in series, in which a metal wiring layer avoiding the channel region of an MIS transistor is used as a part of a mask to selectively impurity. After introducing impurities or selectively introducing impurities between a plurality of parallel first gates, a second gate is formed between the first gates, and for forming the second gate. By using the patterning mask as part of the mask for selective ion implantation under the first gate, the turn-around time and number of steps in the manufacture of read-only memory devices can be shortened. be.

〔従来の技術] 読み出し専用メモリ装置特にマスクROMは、高集積化
が進むにつれてNAND型が主流となってきている。
[Prior Art] As read-only memory devices, particularly mask ROMs, become more highly integrated, the NAND type has become mainstream.

このNAND型のマスクROMは、メモリセルが直列に
複数のMO3Lランジスタを並べた構造とされ、例えば
エンハンスメント(ノーマリ・オフ)型のMOSトラン
ジスタをデイプリージョン(ノーマリ・オン)型のMO
Sトランジスタに変化させることで、情報のプログラム
(書き込み)が行われる。
This NAND type mask ROM has a memory cell structure in which a plurality of MO3L transistors are arranged in series. For example, an enhancement (normally off) type MOS transistor is replaced with a depletion (normally on) type MOS transistor.
Information is programmed (written) by changing to an S transistor.

第7図はマルチゲート構造のマスクROMのメモリセル
の断面図であり、第8図はその等価回路図である。
FIG. 7 is a sectional view of a memory cell of a mask ROM having a multi-gate structure, and FIG. 8 is an equivalent circuit diagram thereof.

このマルチゲート構造のマスクROMについて第7図を
参照して簡単に説明すると、基板101上のゲート絶縁
膜上に、第1層目の配線層を用いて第1のゲート102
が複数並列に形成され、その第1のゲート102の間に
は絶縁膜を介して第2のゲート103が第2N目の配線
層を用いて形成される。第1のゲート102の下部や第
2のゲート103の下部には、選択的に不純物が打ち込
まれ、不純物の打ち込まれた不純物拡散領域104を有
したMOSトランジスタがデイプリージョン型にされる
To briefly explain this multi-gate structure mask ROM with reference to FIG.
A plurality of gates are formed in parallel, and a second gate 103 is formed between the first gates 102 with an insulating film interposed therebetween using a second Nth wiring layer. Impurities are selectively implanted into the lower part of the first gate 102 and the lower part of the second gate 103, and the MOS transistor having the impurity diffusion region 104 into which the impurity is implanted is made into a depletion type.

そして、読み出しは、ゲート電圧を例えば0■番こする
ことで行われ、選択されたMO3I−ランジスクがエン
ハンスメント型ならばビット線の電位が高しヘル、デイ
プリージョン型ならばビット線の電位が低レベルにされ
る。
Reading is performed by applying a gate voltage of, for example, 0. If the selected MO3I-ranjisku is an enhancement type, the potential of the bit line is high, and if it is a depletion type, the potential of the bit line is high. be brought to a low level.

〔発明が解決しようとする課朋〕[The problem that the invention aims to solve]

一般に、上述のようなマスクROM等のプログラムを行
って製品として出荷するようなメモリ装置では、プログ
ラムコードの発注から製品の完成までのターン・アラウ
ンド・タイムを短くすることが要求されている。ところ
が、従来の読み出し専用メモリ装置では、ゲート電極の
形成前にイオン注入によりプログラムすることが行われ
ており、それ以後のプロセスが長くなっていた。
Generally, in memory devices such as the above-mentioned mask ROM that are programmed and shipped as products, it is required to shorten the turnaround time from ordering the program code to completing the product. However, in conventional read-only memory devices, programming is performed by ion implantation before forming the gate electrode, which requires a long process.

また、第7図に示したようなマルチゲート構造のマスク
ROMは高集積化できる利点を有するが、プログラムの
ためのイオン注入のマスクずれや、隣接するゲート間で
の不純物拡散領域の拡がり等が問題となって、集積度を
高くすることが困難とされ、高集積化のためには、基板
の一部を削って位置ずれを補償する等の工程数の増加が
伴っていた。
Furthermore, although a mask ROM with a multi-gate structure as shown in FIG. 7 has the advantage of being highly integrated, it suffers from problems such as mask misalignment during ion implantation for programming and the spread of impurity diffusion regions between adjacent gates. This problem has made it difficult to increase the degree of integration, and increasing the degree of integration requires an increase in the number of steps, such as removing a portion of the substrate to compensate for positional deviations.

そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑み、高集積化
に必要な工程の簡略化を図りながら、タン・アラウンド
・タイムを短くするような読み出し専用メモリ装置の製
造方法を提供することを第1の目的とし、さらに、工程
数を低減すると共に、マスクの合わせずれ等を防止する
ような読み出し専用メモリ装置の製造方法を提供するこ
とを第2の目的とする。
Therefore, in view of the above-mentioned technical problems, the present invention aims to provide a method for manufacturing a read-only memory device that shortens the turn-around time while simplifying the steps necessary for high integration. The first object is to provide a method for manufacturing a read-only memory device that reduces the number of steps and prevents misalignment of masks and the like.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上述の第1の目的を達成するための本願の第1の発明の
読み出し専用メモリ装置の製造方法は、MISトランジ
スタが直列に接続されて構成されたNAND型の読み出
し専用メモリ装置の製造方法であって、基板上の上記M
ISトランジスタのチャンネル領域を避けて金属配線層
が形成され、その金属配線層をマスクの一部として上記
チャンネル領域に選択的に不純物を導入することでプロ
グラムすることを特徴とする。チャンネル領域を避けて
形成される金属配線層は、平面上型ならないパターンと
され、例えばアルくニウム系配線層等より形成できる。
A method for manufacturing a read-only memory device according to the first invention of the present application for achieving the first object described above is a method for manufacturing a NAND-type read-only memory device configured by connecting MIS transistors in series. Then, the above M on the substrate
A metal wiring layer is formed avoiding the channel region of the IS transistor, and programming is performed by selectively introducing impurities into the channel region using the metal wiring layer as part of a mask. The metal wiring layer formed avoiding the channel region has a pattern that cannot be formed on a plane, and can be formed of, for example, an aluminium-based wiring layer.

上記プログラムする際には、金属配線層と合わせてレジ
ストマスクを用いることができ、不純物の導入はイオン
注入によりゲートを貫通して行うことができる。
When programming, a resist mask can be used together with the metal wiring layer, and impurities can be introduced by penetrating the gate by ion implantation.

また、第2の目的舎達成するための本願の第2の発明の
読み出し専用メモリ装置の製造方法は、MISトランジ
スタが直列に接続されて構成されたNAND型の読み出
し専用メモリ装置の製造方法であって、基板上に複数の
第1のゲートを並列に形成する工程と、それら第1のゲ
ートをマスクの一部として第1のゲート間の基板表面に
選択的に不純物を導入する工程と、パターニング用マス
クを用い上記第1のゲート間に絶縁膜を介して複数の第
2のゲートを第1のゲートと並列に形成する工程と、上
記パターニング用マスクをイオン注入のマスクの一部と
して上記第1のゲートの下部の基板表面に選択的に不純
物を打ち込む工程とを有することを特徴とする。
Further, the method for manufacturing a read-only memory device according to the second invention of the present application for achieving the second objective is a method for manufacturing a NAND-type read-only memory device configured by connecting MIS transistors in series. a process of forming a plurality of first gates in parallel on a substrate; a process of selectively introducing impurities into the substrate surface between the first gates using the first gates as part of a mask; and patterning. a step of forming a plurality of second gates in parallel with the first gate with an insulating film interposed between the first gates using a patterning mask; The method is characterized in that it includes a step of selectively implanting impurities into the substrate surface under the first gate.

〔作用〕[Effect]

本願の第1の発明の読み出し専用メモリ装置の製造方法
は、金属配線層がMISトランジスタのチャンネル領域
を避けて形成されるため、イオン注入等によるプログラ
ムを金属配線層の形成後に行うことができる。また、チ
ャンネル領域を避けたパターンで形成される金属配線層
は、そのままマスクの一部として使用されるため、マス
クずれ等の問題も緩和される。
In the method for manufacturing a read-only memory device according to the first invention of the present application, since the metal wiring layer is formed avoiding the channel region of the MIS transistor, programming by ion implantation or the like can be performed after forming the metal wiring layer. Further, since the metal wiring layer formed in a pattern that avoids the channel region is used as it is as part of the mask, problems such as mask displacement are alleviated.

また、本願の第2の発明の読み出し専用メモリ装置の製
造方法は、第1のゲートが第2のゲートのMISトラン
ジスタのプログラムのマスクの一部として用いられ、上
記パターニング用マスクが第1のゲートのMISトラン
ジスタのマスクの一部として用いられる。このため、自
己整合的にプログラムが行われ、マスクずれ等の問題も
解決される。
Further, in the method for manufacturing a read-only memory device according to the second invention of the present application, the first gate is used as a part of a mask for programming the MIS transistor of the second gate, and the patterning mask is used as a part of the mask for programming the MIS transistor of the second gate. It is used as part of the mask for MIS transistors. Therefore, programming is performed in a self-aligned manner, and problems such as mask misalignment are also solved.

〔実施例] 本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。〔Example] Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1の実施例 本実施例は、マスクROMの製造方法の例であり、その
マスクROMは、金属配線層であるアルミニウム系配線
層が素子分離領域上に配線される構造を有している。
First Embodiment This embodiment is an example of a method for manufacturing a mask ROM, and the mask ROM has a structure in which an aluminum-based wiring layer, which is a metal wiring layer, is wired on an element isolation region.

まず、本実施例により製造されるマスクROMのメモリ
セルの回路構成を第4図に示す。その回路構成は、ビッ
ト線BLと接地電圧ラインとの間に、2列の直列接続さ
れたMOSトランジスタが配列される。ビット線BL側
の2行は、ビットセレクト用のMOSトランジスタであ
り、選択線BSl、BS2により択一的に2列の一方の
列が選択される。他のMOSトランジスタは、情報を記
憶するためのトランジスタであり、それらのゲートはワ
ード線W1〜W8の複数本並列した構成を有する。この
ようなワード線W1〜W8をゲート電極とするMOSト
ランジスタは、後述するようなイオン注入によりエンハ
ンスメント型とデイプリージョン型が選択的に形成され
、プログラムされる。
First, FIG. 4 shows the circuit configuration of a memory cell of a mask ROM manufactured according to this embodiment. In its circuit configuration, two series-connected MOS transistors are arranged between the bit line BL and the ground voltage line. Two rows on the bit line BL side are MOS transistors for bit selection, and one of the two columns is alternatively selected by selection lines BS1 and BS2. The other MOS transistors are transistors for storing information, and their gates have a configuration in which a plurality of word lines W1 to W8 are arranged in parallel. MOS transistors having such word lines W1 to W8 as gate electrodes are selectively formed into an enhancement type and a depletion type by ion implantation as described later, and are programmed.

次に、第1図〜第3図を参照して、プログラムされる前
の状態のマスクROMの構造について説明する。
Next, the structure of the mask ROM before being programmed will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

半導体基板1上にゲート絶縁膜2が形成され、そのゲー
ト絶縁膜2上には所定の間隔で並列して選択線BSI、
BS2及びワード線W1〜W8が形成されている。これ
ら選択線BSI、BS2及びワード線W1〜W8はポリ
シリコン等の材料からなり、側部にはサイドウオール3
がそれぞれ形成されている。これら選択線BSI、BS
2及びワード線W1〜W8は、第1図のX方向を長手方
向として延在されており、このX方向で選択線BSl、
BS2及びワード線W1〜W8は、第2図に示すように
、素子分離領域4上を横断するように形成される。その
素子分離領域4はMO3I−ランジスタの列に沿って第
1図中Y方向を長手方向として形成され、MO3I−ラ
ンジスタ列の間を電気的に分離する。この素子分離領域
4の下部にはチャンネルストッパー領域12が形成され
る。
A gate insulating film 2 is formed on a semiconductor substrate 1, and on the gate insulating film 2, selection lines BSI,
BS2 and word lines W1 to W8 are formed. These selection lines BSI, BS2 and word lines W1 to W8 are made of a material such as polysilicon, and have side walls 3 on the sides.
are formed respectively. These selection lines BSI, BS
2 and word lines W1 to W8 extend with the X direction in FIG.
BS2 and word lines W1 to W8 are formed so as to cross over the element isolation region 4, as shown in FIG. The element isolation region 4 is formed along the rows of MO3I transistors with the Y direction in FIG. 1 as the longitudinal direction, and electrically isolates the MO3I transistor rows. A channel stopper region 12 is formed under the element isolation region 4.

各選択線BSI、BS2及びワード線W1〜W8の間の
半導体基板1の表面には、ソース・トレ0 イン領域が形成される。このソース・ドレイン領域はサ
イドウオール3によるオフセットを利用して、高濃度不
純物領域5と低濃度不純物領域6からなる所謂LDD構
造とされる。MOSトランジスタ列の両端部の高濃度不
純物領域5はコンタクトホール14を介してビット線に
接続され或いは接地電圧GNDを供給するための接地電
圧ラインに接続される。これらソース・ドレイン領域の
間の各選択線BSI、BS2及びワード線W1〜W8の
下部の半導体基板1の表面がチャンネル領域7である。
A source train region is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 between each selection line BSI, BS2 and word lines W1 to W8. This source/drain region is formed into a so-called LDD structure consisting of a high concentration impurity region 5 and a low concentration impurity region 6 by utilizing the offset caused by the sidewall 3. High concentration impurity regions 5 at both ends of the MOS transistor array are connected to a bit line via a contact hole 14 or to a ground voltage line for supplying ground voltage GND. The surface of the semiconductor substrate 1 under each of the selection lines BSI, BS2 and the word lines W1 to W8 between these source/drain regions is a channel region 7.

そして、後述するように、それらチャンネル領域7に不
純物を選択的にイオン注入して、エンハンスメント型と
デイプリージョン型のMOSトランジスタを得る。
Then, as described later, impurity ions are selectively implanted into these channel regions 7 to obtain enhancement type and depletion type MOS transistors.

このような選択線BSI、BS2及びワード線W1〜W
8上には、層間絶縁膜8が全面に形成され、その層間絶
縁膜8上には、ビット線として機能するアルミニウム系
配線層9が形成される。このアルミニウム系配線層9は
、第1図中のY方向を長手方向として延在されており、
MOSトラン1 ジスタ列のチャンネル領域7上を避けて形成されている
。すなわち、アルミニウム系配線層9は、チャンネル領
域7上で窓10或いはビソト線間のスペース11を有し
ており、チャンネル領域7上にはアルミニウム系配線層
9が形成されない。第1図に示すように、このアルミニ
ウム系配線層9はY方向に延在されながら、コンタクト
ホール14を介して基板1の高濃度不純物領域5と接続
するために選択線BS2でX方向に曲げられる。
Such selection lines BSI, BS2 and word lines W1 to W
An interlayer insulating film 8 is formed over the entire surface of the interlayer insulating film 8, and an aluminum wiring layer 9 functioning as a bit line is formed on the interlayer insulating film 8. This aluminum wiring layer 9 extends with the Y direction in FIG. 1 as the longitudinal direction,
MOS transistor 1 is formed avoiding the channel region 7 of the transistor array. That is, the aluminum-based wiring layer 9 has a window 10 or a space 11 between the bisotho lines on the channel region 7, and the aluminum-based wiring layer 9 is not formed on the channel region 7. As shown in FIG. 1, this aluminum wiring layer 9 extends in the Y direction and is bent in the X direction at a selection line BS2 in order to connect to the high concentration impurity region 5 of the substrate 1 via a contact hole 14. It will be done.

以上のような第1図〜第3図に示すプログラム前の状態
から、プログラムを行って、製品が出荷される。これを
第5図(a)、 (b)を参照しながら説明する。
From the pre-program state shown in FIGS. 1 to 3 as described above, the program is executed and the product is shipped. This will be explained with reference to FIGS. 5(a) and 5(b).

第5図(a)はプログラム前の状態を示しており、第2
図と同し断面構造を有する。このプログラム前の状態で
は、層間絶縁膜8上にチャンネル領域7を平面上型なら
ずに避けて形成されたアルミニウム系配線層9が形成さ
れる。従って、アルミニウム系配線層9は、平面上、素
子分離領域4と重なるように形成される。
Figure 5(a) shows the state before programming, and the second
It has the same cross-sectional structure as the figure. In this pre-program state, an aluminum-based wiring layer 9 is formed on the interlayer insulating film 8, avoiding the channel region 7 in a planar manner. Therefore, the aluminum-based wiring layer 9 is formed so as to overlap the element isolation region 4 on a plane.

2 次番こ、第5図(1))に示すように、比較的厚くレジ
4ト膜13を形成し、これを選択的に露光、現像してレ
ジストマスクを得る。レジスト膜13の膜厚は、高エネ
ルギーで打ち込んだ不純物をも透過が阻止されるような
厚みとされ、例えば数μm程度の膜厚を有する。レジス
ト膜13はデイプリージョン型にすべきMOSトランジ
スタのチャンネル領域7に対応した部分で開口される。
Second, as shown in FIG. 5(1), a relatively thick resist film 13 is formed, and this is selectively exposed and developed to obtain a resist mask. The thickness of the resist film 13 is such that even impurities implanted with high energy are prevented from permeating, and the resist film 13 has a thickness of, for example, about several μm. The resist film 13 is opened at a portion corresponding to the channel region 7 of the MOS transistor to be made into a depletion type MOS transistor.

エンハンスメント型にされる領域は厚いレジスト膜13
が被着したままである。このレジスト膜13のパターン
は、アルミニウム系配線層9が領域A、でマスクの一部
として機能するために、高い解像度のものを必要としな
い。従って、プロセスを簡素化することができる。
The area to be made into an enhancement type is a thick resist film 13.
remains attached. The pattern of this resist film 13 does not need to have a high resolution because the aluminum wiring layer 9 functions as part of a mask in the region A. Therefore, the process can be simplified.

MOS トランジスタをデイプリージョン型にするとこ
ろのみ開口したレジスト膜13を用いて、高エネルギー
のイオン注入を行う。このイオン注入のエネルギーは、
例えば800に〜2MeVであり、レジスト膜13が形
成されていない領域で層間絶縁膜8と選択線若しくはワ
ード線を貫通してチャンネル領域7に不純物1mが打ち
込まれる。
High-energy ion implantation is performed using a resist film 13 that is open only where the MOS transistor is to be made into a depletion type. The energy of this ion implantation is
For example, 1 m of impurity is implanted into the channel region 7 at a voltage of 800 to 2 MeV, penetrating the interlayer insulating film 8 and the selection line or word line in a region where the resist film 13 is not formed.

この打ち込まれた不純物1mにより、闇値電圧V1.が
変化し、MOSトランジスタはデイプリージョン型とな
り、マスクROMはプログラムされる。
Due to this implanted impurity of 1 m, the dark value voltage V1. changes, the MOS transistor becomes a depletion type, and the mask ROM is programmed.

なお、選択線の部分については、予め不純物を導入して
おくこともできる。
Note that impurities may be introduced in advance into the selection line portion.

このようなプログラムの後、オーバーコート。After such a program, overcoat.

パッドの形成、シンタリング等を行って、マスクROM
を完成する。そのプログラムの後の工程は従前のプロセ
スに比べて十分に短くなり、ターン・アラウンド・タイ
ムの短縮が実現される。
After forming pads, sintering, etc., the mask ROM is
complete. The subsequent steps of the program are significantly shorter than previous processes, resulting in reduced turnaround time.

このように本実施例のマスクROMの製造方法では、チ
ャンネル領域7上を避けて形成されたアルミニウム系配
線層9の形成の後、プログラムのためのイオン注入が行
われる。このためターン・アラウンド・タイムを極めて
短いものにできる。
As described above, in the mask ROM manufacturing method of this embodiment, after the aluminum-based wiring layer 9 is formed avoiding the area above the channel region 7, ion implantation for programming is performed. Therefore, the turn around time can be extremely short.

また、プログラムのためのイオン注入に際して、アルミ
ニウム系配線層9をマスクの一部に利用できるために、
微細なレジスト膜は必要とされず、高集積化を図る場合
に有利であり、プロセス自体9 4 も簡素化できることになる。
In addition, since the aluminum-based wiring layer 9 can be used as a part of the mask during ion implantation for programming,
A fine resist film is not required, which is advantageous when achieving high integration, and the process itself can be simplified.

第2の実施例 本実施例は、所謂マルチゲート構造のマスクROMの製
造方法であり、そのプログラムに第1のゲートとパター
ニング用マスクが使用される例である。以下、本実施例
を第6図(a)〜第6図(d)を参照して説明する。
Second Embodiment This embodiment is a method of manufacturing a mask ROM having a so-called multi-gate structure, and is an example in which a first gate and a patterning mask are used in the program. This embodiment will be described below with reference to FIGS. 6(a) to 6(d).

まず、第6図(a)に示すように、半導体基板21上に
ゲート絶縁膜22や図示しない素子分離領域等を形成し
、そのゲート絶縁膜22上に第1のゲート電極層23を
形成される。この第1のゲート電極層23は、例えば全
面にポリシリコン層を形成した後、複数本並列したパタ
ーンとなるように異方性エツチング法によりエツチング
される。
First, as shown in FIG. 6(a), a gate insulating film 22, an element isolation region (not shown), etc. are formed on a semiconductor substrate 21, and a first gate electrode layer 23 is formed on the gate insulating film 22. Ru. The first gate electrode layer 23 is formed, for example, by forming a polysilicon layer over the entire surface, and then etching it by an anisotropic etching method so as to form a plurality of parallel patterns.

この第1のゲート電極層23のパターニングの後、リン
を含有したP2O層が全面に形成され、そのP2O層は
エッチハックされる。このエッチハックにより第1のゲ
ート電極層23の側部には、P2O層からなるサイドウ
オール24が形成され5 る。続いて、熱処理により、上記第1のゲート電極層2
3の表面及びサイドウオール24の間の基板表面に酸化
膜25が形成され、P2O層からなるサイドウオール2
4からはリンが拡散して、そのリンの拡散からサイドウ
オール24と自己整合的にMOSトランジスタ列のソー
ス・ドレイン領域26が形成される。
After patterning the first gate electrode layer 23, a P2O layer containing phosphorus is formed over the entire surface, and the P2O layer is etched and hacked. By this etch hack, sidewalls 24 made of a P2O layer are formed on the sides of the first gate electrode layer 23. Subsequently, the first gate electrode layer 2 is heated by heat treatment.
An oxide film 25 is formed on the surface of the substrate between the sidewall 24 and the sidewall 24 made of a P2O layer.
Phosphorus is diffused from 4, and source/drain regions 26 of the MOS transistor array are formed in self-alignment with the sidewalls 24 from the diffusion of phosphorus.

次に、第6図(b)に示すように、全面にレジスト膜2
7が形成され、そのレジスト膜27は選択的に露光、現
像される。このレジスト膜27のパターンは、プログラ
ムすべきMOSトランジスタの配置に対応したものとさ
れ、イオン注入すべき領域には窓部28が形成される。
Next, as shown in FIG. 6(b), a resist film 2 is applied to the entire surface.
7 is formed, and the resist film 27 is selectively exposed and developed. The pattern of this resist film 27 corresponds to the arrangement of the MOS transistors to be programmed, and a window 28 is formed in the region where ions are to be implanted.

この窓部28では、その底部で酸化膜25に覆われた第
1のゲート電極層23が臨む。すなわち、窓部28のパ
ターンは、上記第1のゲート電極層23がイオン注入の
マスクの一部として機能するために、苦熱的なもので良
い。従って、プロセスの簡略化が可能であり、メモリの
高集積化にも有利である。次に窓部28を利用してイオ
ン注入を行う。このイオン注6 人は後述する第2のゲート電極層30をゲートとするM
OSトランジスタに対するプログラムとなり、不純物が
打ち込まれたMOSトランジスタは、デイプリージョン
型にされる。
The first gate electrode layer 23 covered with the oxide film 25 faces the bottom of the window 28 . That is, the pattern of the window portion 28 may be a bitter pattern since the first gate electrode layer 23 functions as a part of a mask for ion implantation. Therefore, it is possible to simplify the process, and it is also advantageous for increasing the degree of memory integration. Next, ion implantation is performed using the window portion 28. This ion injection 6 uses a second gate electrode layer 30, which will be described later, as a gate.
This is a program for the OS transistor, and the MOS transistor into which impurities are implanted is made into a depletion type.

次に、レジスト膜27を除去し、第6図(C)に示すよ
うに、全面にポリシリコン層が被着され、これをパター
ニングするようにレジスト膜が形成される。ポリシリコ
ン層は第1のゲート電極層23の間で基板表面に絶縁膜
25を介して接する。そのレジスト膜は複数本並列して
形成された第1のゲート電極層23の間の領域を被覆す
るようなパターンに選択的に露光、現像されてパターニ
ング用マスク29となる。そして、そのパターニング用
マスク29を用いて異方性エツチングを行い、ポリシリ
コン層をパターニングして第2のゲート電極層30を得
る。この第2のゲート電極層30は、第1のゲート電極
層23間に複数本並列して形成される。
Next, the resist film 27 is removed, and as shown in FIG. 6C, a polysilicon layer is deposited on the entire surface, and a resist film is formed to pattern this. The polysilicon layer is in contact with the substrate surface between the first gate electrode layers 23 with an insulating film 25 interposed therebetween. The resist film is selectively exposed and developed to form a patterning mask 29 in a pattern that covers the area between the plurality of first gate electrode layers 23 formed in parallel. Then, anisotropic etching is performed using the patterning mask 29 to pattern the polysilicon layer to obtain a second gate electrode layer 30. A plurality of second gate electrode layers 30 are formed in parallel between the first gate electrode layers 23 .

次に、第6図(d)に示すように、第2のゲート電極層
30の形成に用いたパターニング用マスク29を除去せ
ず、そのまま残し、さらにプログラムのためのマスクと
なるレジスト膜31を全面に形成する。このレジスト膜
31は、次のイオン注入が第1のゲート電極層23を貫
通する高エネルギーイオン注入となるために、比較的厚
く形成される。一般に厚く形成した時では、解像度が犠
牲となるが、本実施例のマスクROMの製造方法では、
除去せずにおいたパターニング用マスク29.第2のゲ
ート電極30がマスクの一部として機能するために、イ
オン注入すべきチャンネル領域のパターンよりも大きめ
のサイズに窓部32を形成することができる。従って、
プロセスの簡略化が可能であり、マスクROMの高集積
化にも有利である。
Next, as shown in FIG. 6(d), the patterning mask 29 used to form the second gate electrode layer 30 is left as it is without being removed, and a resist film 31 is further formed as a mask for programming. Form on the entire surface. This resist film 31 is formed relatively thick because the next ion implantation is a high energy ion implantation that penetrates the first gate electrode layer 23. Generally, when the mask ROM is formed thickly, the resolution is sacrificed, but in the manufacturing method of the mask ROM of this embodiment,
Patterning mask left unremoved 29. Since the second gate electrode 30 functions as part of a mask, the window portion 32 can be formed to have a larger size than the pattern of the channel region into which ions are to be implanted. Therefore,
It is possible to simplify the process, and it is also advantageous for increasing the degree of integration of the mask ROM.

このような窓部32を有したレジスト膜31の形成後、
プログラム用のイオン注入を行う。このイオン注入は第
1のゲート電極層23を貫通し、その下部のチャンネル
に不純物が打ち込まれるように行われる。これで第1の
ゲート電極層23をゲートとするMOSトランジスタの
プログラムが7 8 行われ、不純物が打ち込まれたMOSトランジスタはデ
イプリージョン型とされる。
After forming the resist film 31 having such a window portion 32,
Perform ion implantation for programming. This ion implantation is performed so that the impurity is implanted through the first gate electrode layer 23 and into the channel below it. In this way, programming of the MOS transistor using the first gate electrode layer 23 as the gate is performed 7 8 , and the MOS transistor into which the impurity has been implanted is made into a depletion type.

以下、レジスト膜31等を除去し、通常の工程に従った
所要の配線等の形成を経て、マスクROMを完成する。
Thereafter, the resist film 31 and the like are removed, and necessary wiring and the like are formed according to a normal process, to complete the mask ROM.

このような工程からなる本実施例のマスクROMの製造
方法は、プログラムのためのイオン注入の際に形成され
るレジスト膜27.31は、それぞれ第1のゲート電極
層23やパターニング用マスク29がマスクの一部とし
て機能するために、大きめのサイズに選択的に露光した
ものとすることができ、このためプロセスの簡略化が可
能であり、マスクROMの高集積化にも有利である。
In the method for manufacturing the mask ROM of this embodiment, which includes such steps, the resist films 27 and 31 formed during ion implantation for programming are formed by the first gate electrode layer 23 and the patterning mask 29, respectively. In order to function as a part of the mask, it can be selectively exposed to a larger size, which allows the process to be simplified and is also advantageous for higher integration of the mask ROM.

また、パターニング用マスク29は、第2のゲート電極
層30の形成のためのマスクと兼用であるために、パタ
ーニング用マスク29を用いたイオン注入と第2のゲー
ト電極層30の形成は結果的にセルファラインで行われ
ることになり、高集積化に有利である。
Further, since the patterning mask 29 is also used as a mask for forming the second gate electrode layer 30, ion implantation using the patterning mask 29 and formation of the second gate electrode layer 30 are performed as a result. This will be done on a self-aligned line, which is advantageous for high integration.

また、本実施例のマスクROMの製造方法は、9 ソース・ドレイン領域26がサイドウオール24を用い
て、微細なゲート間の領域に整合的に形成される。この
ためマスクのROMの高集積化に有利であり、マスクの
合わせずれや拡散領域がずれる等の問題も解決される。
Further, in the method of manufacturing the mask ROM of this embodiment, nine source/drain regions 26 are formed using sidewalls 24 in alignment with the regions between fine gates. Therefore, it is advantageous for highly integrating the ROM of the mask, and problems such as misalignment of the mask and misalignment of the diffusion region can be solved.

(発明の効果〕 本願の第1の発明の読み出し専用メモリ装置の製造方法
では、金属配線層がチャンネル領域を避けて形成され、
その金属配線層をマスクの一部としてプログラムのため
の不純物の導入が行われるために、ターン・アラウンド
・タイムの短縮化が可能であり、工程の簡略化が図られ
ると共に高集積化にも有利である。
(Effects of the Invention) In the method for manufacturing a read-only memory device according to the first invention of the present application, the metal wiring layer is formed avoiding the channel region,
Since impurities are introduced for programming using the metal wiring layer as part of a mask, turn-around time can be shortened, which simplifies the process and is also advantageous for high integration. It is.

また、本願の第2の発明の読み出し専用メモリ装置の製
造方法では、第1のゲート及びパターニング用マスクが
それぞれマスクの一部として用いられるために、微細な
パターンのレジスト膜を形成する必要がなく、工程の簡
素化が可能であり、高集積化に有利である。また、パタ
ーニング用マ0 スフを用いたイオン注入と第2のゲートの形成は、セル
ファラインで行われ、工程の簡略化や素子の微細化に有
利である。
Further, in the method for manufacturing a read-only memory device according to the second invention of the present application, since the first gate and the patterning mask are each used as a part of the mask, there is no need to form a resist film with a fine pattern. , it is possible to simplify the process, and it is advantageous for high integration. Further, the ion implantation using a patterning mask and the formation of the second gate are performed on a self-alignment line, which is advantageous for simplifying the process and miniaturizing the device.

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

第1図は本発明の読み出し専用メモリ装置の製造方法に
かかる読み出し専用メモリ装置の一例の部分平面図、第
2図は第1図の■−■線に沿った上記読み出し専用メモ
リ装置の一例の断面図、第3図は第1図の■−■線に沿
った上記読み出し専用メモリ装置の一例の断面図、第4
図は上記読み出し専用メモリ装置の一例のメモリセルの
回路図、第5図(a)及び第5図(b)は本発明の読み
出し専用メモリ装置の製造方法の一例をその工程に従っ
て説明するためのそれぞれ工程断面図である。第6図(
a)〜第6図(d)は本発明の読み出し専用メモリ装置
の製造方法の他の一例をその工程に従って説明するため
のそれぞれ工程断面図である。第7図は従来の所謂マル
チゲート構造のマスクROMの概略断面図、第8図はそ
の従来のマスクROMのメモリセルの回路図である。 1・・・半導体基板 7・・・チャンネル領域 8・・・層間絶縁膜 9・・・アルミニウム系配線層 10・・・窓部 11・・・スペース 13・・・レジスト膜 BSI  BS2・・・選択線 W1〜W8・・・ワード線 21・・・半導体基板 23・・・第1のゲート電極層 24・・・サイドウオール 27・・・レジスト膜 29・・・パターニング用マスク 30・・・第2のゲート電極層 31・・・レジスト膜
FIG. 1 is a partial plan view of an example of a read-only memory device according to the method of manufacturing a read-only memory device of the present invention, and FIG. 2 is a partial plan view of an example of the read-only memory device taken along the line ■-■ in FIG. 3 is a sectional view of an example of the read-only memory device taken along the line ■-■ in FIG.
The figure is a circuit diagram of a memory cell of an example of the above-mentioned read-only memory device, and FIGS. Each is a process sectional view. Figure 6 (
A) to FIG. 6D are process sectional views for explaining another example of the method for manufacturing a read-only memory device according to the present invention according to the steps. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a conventional mask ROM having a so-called multi-gate structure, and FIG. 8 is a circuit diagram of a memory cell of the conventional mask ROM. 1...Semiconductor substrate 7...Channel region 8...Interlayer insulating film 9...Aluminum wiring layer 10...Window portion 11...Space 13...Resist film BSI BS2...Selection Lines W1 to W8...Word line 21...Semiconductor substrate 23...First gate electrode layer 24...Side wall 27...Resist film 29...Patterning mask 30...Second Gate electrode layer 31...resist film

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)MISトランジスタが直列に接続されて構成され
たNAND型の読み出し専用メモリ装置の製造方法にお
いて、基板上の上記MISトランジスタのチャンネル領
域を避けて金属配線層が形成され、その金属配線層をマ
スクの一部として上記チャンネル領域に選択的に不純物
を導入することでプログラムすることを特徴とする読み
出し専用メモリ装置の製造方法。
(1) In a method of manufacturing a NAND type read-only memory device configured by connecting MIS transistors in series, a metal wiring layer is formed avoiding the channel region of the MIS transistor on the substrate, and the metal wiring layer is A method of manufacturing a read-only memory device, characterized in that programming is performed by selectively introducing impurities into the channel region as part of a mask.
(2)MISトランジスタが直列に接続されて構成され
たNAND型の読み出し専用メモリ装置の製造方法にお
いて、基板上に複数の第1のゲートを並列に形成する工
程と、それら第1のゲートをマスクの一部として第1の
ゲート間の基板表面に選択的に不純物を導入する工程と
、パターニング用マスクを用い上記第1のゲート間に絶
縁膜を介して複数の第2のゲートを第1のゲートと並列
に形成する工程と、上記パターニング用マスクをイオン
注入のマスクの一部として上記第1のゲートの下部の基
板表面に選択的に不純物を打ち込む工程とを有すること
を特徴とする読み出し専用メモリ装置の製造方法。
(2) A method for manufacturing a NAND type read-only memory device configured by connecting MIS transistors in series, including a step of forming a plurality of first gates in parallel on a substrate, and masking the first gates. A step of selectively introducing impurities into the substrate surface between the first gates as part of the process, and a step of introducing impurities into the substrate surface between the first gates using a patterning mask and inserting a plurality of second gates into the first gates with an insulating film interposed between the first gates. A read-only method comprising the steps of: forming the patterning mask in parallel with the gate; and selectively implanting impurities into the substrate surface below the first gate using the patterning mask as part of an ion implantation mask. A method for manufacturing a memory device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6204540B1 (en) 1998-06-16 2001-03-20 Nec Corporation Memory cell structure of a mask programmable read only memory with ion-implantation stopper films
US6937292B1 (en) 1992-04-22 2005-08-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Ghost cancellation reference signal with bessel chirps and PN sequences, and TV receiver using such signal

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