JPH04127566A - 半導体集積回路装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置及びその製造方法

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JPH04127566A
JPH04127566A JP2247339A JP24733990A JPH04127566A JP H04127566 A JPH04127566 A JP H04127566A JP 2247339 A JP2247339 A JP 2247339A JP 24733990 A JP24733990 A JP 24733990A JP H04127566 A JPH04127566 A JP H04127566A
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JP
Japan
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mosfet
region
integrated circuit
semiconductor integrated
type mosfet
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JP2247339A
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Masahide Nishimura
西村 正秀
Noriyuki Suzuki
範之 鈴木
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体集積回路装置、特に、エンハンスメント型MOS
FETとデプレッション型MOSFETとから構成され
るNAND型記憶セルを有するマスクROM等のセミカ
スタム集積回路装置及びその製造方法に関し、 短納期で、高集積回路装置を構成するエンハンスメント
型MOSFETを隣接素子に悪影響を与えることなくデ
プレッション型MOSFETに変換された半導体集積回
路装置及びその製造方法を提供することを目的とし、 複数のエンハンスメント型MOS F ETのうちの所
定のもののチャネル領域にゲート電極を通して不純物を
導入することによって、デプレッション型MOSFET
に変換する半導体集積回路装置の製造方法において、デ
プレッション型に変換されるMOSFETの素子形成領
域のみに開口しているマスクを使用して不純物を導入す
るように構成した。
またこの場合に、デプレッション型に変換されるMOS
FETのゲート電極の配線上にのみ開口しているマスク
を使用して不純物を導入するように構成した。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体集積回路装置、特に、エンハンスメン
ト型MOSFETとデプレッション型MOSFETとか
ら構成されるNAND型記憶セルを有するマスクROM
等のセミカスタム集積回路装置及びその製造方法に関す
るものである。
近年、半導体集積回路装置、特に、マスクROM等のセ
ミカスタム半導体集積回路装置においては、受注から納
入までの期間(納期)を極力短縮することが強く要求さ
れている。
そのためには、半導体集積回路装置へのユーザーデータ
の書込みを、これらの半導体集積回路装置の製造工程の
可及的後段において行うことが望ましい。
[従来の技術〕 セミカスタム集積回路装置の一つであるマスクROMと
して最も集積度を高くできるのは、エンハンスメント型
MOSFETとデプレッション型MOSFETを組み合
わせて構成されたNAND型記憶セルアレイであり、製
造の中間段階においてエンハンスメント型MO5FET
をデプレッション型MOSFETに変換することによっ
て、ユーザデータが書き込まれている。
第3図(a)〜(C)は従来のエンハンスメント型MO
SFETのチャネル領域に不純物を注入する工程の説明
図である。
この図によって従来の、エンハンスメント型MOSFE
Tをデプレッション型MOSFETに変換する典型的な
方法を説明する。
■ 第1の方法(第3図(a)参照) 半導体基板21上に素子分離領域22を形成した段階で
、デプレッション型に変換しないMOSFETの領域を
マスク23によって覆った状態で、デプレッション型に
変換するMOSFETのチャネル領域に、不純物P゛を
、そのイオンが素子分離領域を突き抜けない程度の加速
エネルギー(例えば、P゛イオン場合60KeV)に抑
えて、注入しく24)、その後、ゲート電極を形成し、
このゲート電極と素子分離領域をマスクとして、ソース
領域とドレイン領域を形成する方法。
■ 第2の方法(第3図(b)参照) 半導体基板21上に幅が広い素子分離領域22とゲート
電極25を形成し、これらをマスクとして不純物を導入
して、ソース領域26、ドレイン領域27を形成した後
、デプレッション型に変換しないMOSFETの領域を
マスク23によって覆った状態で、デプレッション型に
変換するMOSFETのチャネル領域に、不純物P3を
、そのイオンがゲート電極25を突き抜ける程度の加速
エネルギー(例えば、P゛イオン場合250KeV)で
、このゲート電極25を通して注入する(24)方法。
■ 第3の方法(第3図(C)参照) 半導体基板21上に厚い素子分離領域22(例えば、1
0000人程度のSiO□)とゲート電極25を形成し
、これらをマスクとして不純物を導入して、ソース領域
26、ドレイン領域27を形成した後、デプレッション
型に変換しないMOSFETの領域をマスク23によっ
て覆った状態で、デプレッション型に変換するMOSF
ETのチャネル領域に、不純物P゛を、そのイオンが厚
い分離領域22を突き抜けない程度の加速エネルギー(
例えば、P゛イオン場合250KeV)で、ゲート電極
25を通して注入する(24)方法。
上記のように、従来の第2の方法と第3の方法において
は、受注したマスクROMの納期を短縮するために、不
純物イオンの注入によるユーザデータの書き込み工程を
、ゲート電極の形成後に行っている。
また、いずれにしても、露光装置の位置合わせの余裕を
とり、MO3FE前記憶セルの特性を安定にするため、
マスクの開口は、デプレッション型に変換するMOSF
ETの素子形成領域だけでなく、素子分離領域にわたる
ように広く形成されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、上記従来の第1の方法には、ユーザデータの書
き込みをゲート電極の形成前に行うため、納期を短縮す
ることができないという問題があり、従来の第2の方法
には、素子分離領域を広くとるため、高集積度を維持し
ようとすると、素子分離領域以外の素子形成領域の寸法
をスケールダウンしなければならず、集積化に限界があ
り、また、高エネルギーの不純物イオンが素子分離領域
であるフィールド酸化膜の下にまで達し、隣接する素子
との絶縁性を劣化するおそれがあるという問題があり、
従来の第3の方法には、厚い酸化膜を形成する工程に難
点があり、また、ゲート電極25と素子分離領域22か
らなるマスクが存在しない部分に深く注入された不純物
が、その後の熱処理によってチャネルの方向と垂直の横
方向に拡散して、その方向に隣接するMOSFETの特
性に影響を及ぼすことになり、最悪の場合は、隣接する
MOSFETがエンハンスメント型の場合は、Vlが低
く変化して、半導体装置としての機能を果たさなくなる
おそれがあるという問題があった。
したがって、上記従来の方法によっては、所期の目的で
ある、短い納期でしかも高集積度を維持するという要求
を実現することはできない。
本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決して、短
納期で、高集積回路装置を構成するエンハンスメント型
MOSFETを隣接素子に悪影響を与えることなくデプ
レッション型MO5FETに変換する方法を従供するこ
とを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明にかかる、複数のエンハンスメント型MOSFE
Tのうちの所定のもののチャネル領域にそのゲート電極
を通して不純物を導入してデプレッション型MOSFE
Tに変換された半導体集積回路装置においては、該不純
物が、デプレッション型に変換されたMOSFETの素
子形成領域のみに導入されている構成を採用した。
また、本発明にかかる、複数のエンハンスメント型MO
SFETのうちの所定のもののチャネル領域にそのゲー
ト電極を通して不純物を導入して、デプレッション型M
OSFETに変換する半導体集積回路装置の製造方法に
おいては、デプレッション型に変換されるMOSFET
の素子形成領域のみに開口されているマスクを使用して
不純物を導入する方法を採用した。
そしてまた、この場合、素子分離領域を絶縁性をさらに
改善するために、デプレッション型に変換されるMOS
FETのゲート電極の配線上にのみ開口しているマスク
を使用して不純物を導入することができる。
〔作用〕
素子形成領域のみ、あるいはゲート電極の配線の下の領
域のみに不純物を導入すると、素子分離領域の幅が短く
ても隣接素子間の絶縁特性が劣化することがなく、高い
集積度を維持することが可能になる。
〔実施例〕
以下、本発明の詳細な説明する。
(1)第1実施例 第1図(a)〜(f)は、本発明の第1実施汐の製造工
程説明図である。
この図において、lはp型シリコン基板、2 LJn型
ウ型用エルはフィールド酸化膜、4はゲート酸化膜、5
はゲート電極、6はスルー酸化膜、7はレジストマスク
、8は開口、9は不純物、10はn型ソース領域、11
はn型ドレイン領域、12はp型ソース領域、13はp
型ドレイン領域、14は眉間絶縁膜、15はコンタクト
ホール、16はAI!、配線、17はカバー絶縁膜であ
る。
第1図(a)〜(f)に示された製造工程説明図によっ
てその主要な工程を説明する。
第1工程(第1図(a)参照) マスクROM周辺回路のPチャネルMOSFETを形成
する領域としてp型シリコン基板1にn型ウェル2を形
成する。
その後、1,0CO3法によってMOSFET元成領域
を画成領域素子分離領域となる厚さ5000人程度0フ
ィールド酸化膜3を形成する。
そして、各MOSFETのp型チャネルN域とn型チャ
ネル領域に不純物を導入してそれぞれのVthをコント
ロールする。
第2工程(第1図(b)参照) MOSFETを形成する領域に厚さ200人程S0ゲー
ト酸化膜4を形成する。
ポリサイド膜を全面に成長させ、バターニングしてゲー
ト電極5を、形成する。
第3工程(第1図(c)参照) 基板の全面に注入用のスルー酸化膜6を形成し、本発明
にしたがって、MOSFETを形成するための領域(素
子形成領域)だけに開口8をもち素子分離領域には開口
しないようにバターニングしたレジストマスク7を通し
て、200KeV程度の加速エネルギーでA s ”ま
たはP゛を所定のエンハンスメント型MOSFETのチ
ャネル領域に注入してデプレッション型MOSFETに
変換してユーザデータを書き込む。
この際、素子分離領域であるフィールド酸化膜3はレジ
ストで覆われているため、この部分に不純物イオンが注
入されることはなく、隣接する素子との間の絶縁性の劣
化は生じない。
第4工程(第1図(d)参照) 周辺回路となるp型チャネルMOSFETが形成される
n型ウェル2をマスクしておいて、マスクROMの記憶
セルが形成される領域に、ゲート電極5とフィールド酸
化膜3をマスクとしてn型不純物(AsまたはP)を自
己整合的にイオン注入して、ゲート電極50両側に、ソ
ース領域10とドレイン領域11を形成する。
つぎに、マスクROMの記憶セルが形成されている領域
をマスクしておいて、上記と同様にp型不純物を注入し
て周辺回路のMOSFETのソース領域12とドレイン
領域13を形成する。
第5工程(第1図(e)参照) CVD法によって、厚さ6000人程度0PSG(リン
珪酸ガラス)からなる眉間絶縁膜14を形成し、表面に
平坦化した後、ソース領域、ドレイン領域、ゲート電極
にコンタクトホール15を形成する。
第6エ程(第1図(f)参照) 基板上全面に、Al膜を蒸着し、バターニングして配線
16を形成する。
その後、基板上全面に配線16を覆ってカバー絶縁膜1
7を形成し、ワイヤボンディングするためのバッド部を
開口する。
この実施例においては、不純物が各MOSFETが形成
される61Mのみに注入され、素子分M %M域には注
入されないから、素子分離領域の下の半導体層の絶縁の
劣化はなく、隣接するMOSFET間の干渉はない。
(2)第2実施例 第1実施例は、MOSFETのチャネル方向における隣
接素子間の絶縁性の劣化に着目したものであるが、前述
のように、従来の第2の方法、第3の方法(第3図(b
)、(C)参照)によると、ゲート電極と素子分離領域
が存在しない部分に不純物が深く注入されるが、この不
純物がその後の熱処理によってチャネルの方向と垂直の
横方向にも拡散して、その方向に形成されている素子−
素子間の拡散層領域に拡散されて、隣接する素子の特性
に悪影響を及ぼすおそれがある。
このようなおそれがある場合には、エンハンスメント型
MOSFETをデプレッション型MOSFETに変換す
るために、そのチャネル領域に不純物イオンを注入する
際、ゲート電極の配線上のみに開口するマスクを使用す
ることによって打開することができる。
第2図(a)、(b)は、本発明の第2実施例の概略構
成説明図で、第2図(a)は平面図で、第2図(b)は
、チャネル方向と直角方向のX−X″線における断面図
である。
この図において、1はシリコン基板、3は素子分離領域
、5はゲート電極、7はレジストマスク、8はマスクの
開口、18は素子−素子間拡散層領域を示している。
このように、ゲート電極5にのみ開口するマスクを使用
することによって、注入される不純物9はゲート電極5
の直下に限定され、素子−素子間拡散層には不純物イオ
ンが注入されないから、素子−素子間が狭くても、デプ
レッション型MOSFETが隣接する素子に悪影響を与
えることがなくなる。
したがって、素子骨HeN域を狭くして素子の集積度を
向上することができる。
デプレッション型MOSFETに安定したデプレッショ
ン特性を付与するためには、注入される不純物がソース
領域とドレイン領域の間に充分延びていることが必要が
あるから、必要なデプレッション型MOSFET特性と
、注入される不純物イオンの広がり等を考慮して、マス
クの開口部の大きさを適宜決定する。
以上の第1実施例、第2実施例においては、ユーザデー
タを書き込んで製造する半導体集積回路装置(ASIC
)の典型的なものがマスクROMであるところから、こ
れを中心に説明したが、−般にユーザから要求された仕
様に応じて製造する半導体集積回路装置、あるいは、共
通の製造工程によって汎用の中間的半導体装置を製造し
、最終段階において特定の機能を付与して完成する半導
体集積回路装置に同様に適用できることはいうまでもな
い。
〔発明の効果〕
本発明によると、素子分離領域のみ、あるいはゲート電
極の配線領域のみに不純物を導入するようにしたから、
チャネル方向の素子分離領域の幅が短くても隣接素子間
の絶縁特性が劣化することはな(、また、チャネル方向
と垂直方向の素子素子間の拡散層領域の幅が短くても、
その方向の隣接素子間の悪影響を除くことができるから
、高い集積度を維持することが可能である。
本発明を実現するためには、レジスト露光装置の位置合
わせ精度の向上と半導体装置の設計上の余裕が必要であ
るが、位置合わせ精度については現段階の技術で実現可
能であり、また、マスクROMなどで使用されているN
AND型回路では、回路設計上に余裕があるから、本発
明は、特に、この技術分野で有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(f)は、本発明の第1実施例の製造工
程説明図、第2図(a)、(b)は、本発明の第2実施
例の概略構成説明図、第3図(a)〜(C)は従来のエ
ンハンスメント型MOSFETのチャネル領域に不純物
を注入する工程の説明図である。 1・・・p型シリコン基板、2・−・n型ウェル、3−
・・フィールド酸化膜、4−・・ゲート酸化膜、5・・
−ゲート電極、6・−スルー酸化膜、7−レジストマス
ク、訃−開口、9・−不純物、10−ソース領域、11
ドレイン領域、12−ソース領域、13− ドレイン領
域、14−・−層間絶縁膜、15−・・コンタクトホー
ル、16・−・A1配線、17−カバー絶縁膜、18−
素子−素子間拡散層領域 特許出願人   富士通株式会社 代理人弁理士  相 谷 昭 司 代理人弁理士  渡 邊 弘 − 6スルー酸化膜 (C) 本発明の第1実施例の製造工程説明ロ グ1 図 (その1) (d) (e) (f) 第 図 (その2)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)、複数のエンハンスメント型MOSFETのうち
    の所定のもののチャネル領域にそのゲート電極を通して
    不純物を導入してデプレッション型MOSFETに変換
    された半導体集積回路装置において、該不純物が、デプ
    レッション型に変換されたMOSFETの素子形成領域
    のみに導入されていることを特徴とする半導体集積回路
    装置。 (2)、複数のエンハンスメント型MOSFETのうち
    の所定のもののチャネル領域にそのゲート電極を通して
    不純物を導入して、デプレッション型MOSFETに変
    換する半導体集積回路装置の製造方法において、デプレ
    ッション型に変換されるMOSFETの素子形成領域の
    みに開口しているマスクを使用して不純物を導入するこ
    とを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。 (3)、複数のエンハンスメント型MOSFETのうち
    の所定のもののチャネル領域にそのゲート電極を通して
    不純物を導入してデプレッション型MOSFETに変換
    された半導体集積回路装置において、該不純物が、デプ
    レッション型に変換されたMOSFETのゲート電極の
    配線の下の領域のみに導入されていることを特徴とする
    半導体集積回路装置。(4)、複数のエンハンスメント
    型MOSFETのうちの所定のもののチャネル領域にそ
    のゲート電極を通して不純物を導入して、デプレッショ
    ン型MOSFETに変換する半導体集積回路装置の製造
    方法において、デプレッション型に変換されるMOSF
    ETのゲート電極の配線上にのみ開口しているマスクを
    使用して不純物を導入することを特徴とする半導体集積
    回路装置の製造方法。 (5)、請求項(2)または請求項(4)記載の半導体
    集積回路装置の製造方法において、該半導体集積回路装
    置が、複数のMOSFETによって構成されるマスクR
    OM等のセミカスタム半導体集積回路装置であり、エン
    ハンスメント型MOSFETからデプレッション型MO
    SFETへの変換が、ユーザデータを書き込む工程であ
    ることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
JP2247339A 1990-09-19 1990-09-19 半導体集積回路装置及びその製造方法 Pending JPH04127566A (ja)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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