JPH0436466B2 - - Google Patents
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- JPH0436466B2 JPH0436466B2 JP13233082A JP13233082A JPH0436466B2 JP H0436466 B2 JPH0436466 B2 JP H0436466B2 JP 13233082 A JP13233082 A JP 13233082A JP 13233082 A JP13233082 A JP 13233082A JP H0436466 B2 JPH0436466 B2 JP H0436466B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76886—Modifying permanently or temporarily the pattern or the conductivity of conductive members, e.g. formation of alloys, reduction of contact resistances
- H01L21/76889—Modifying permanently or temporarily the pattern or the conductivity of conductive members, e.g. formation of alloys, reduction of contact resistances by forming silicides of refractory metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/10—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
- H01L27/102—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration including bipolar components
- H01L27/1021—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration including bipolar components including diodes only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/04—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their crystalline structure, e.g. polycrystalline, cubic or particular orientation of crystalline planes
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は一般的には半導体ROM(読出し専用
メモリ)に関し、より具体的にはマスク・プログ
ラム可能半導体ROMに関する。
メモリ)に関し、より具体的にはマスク・プログ
ラム可能半導体ROMに関する。
最近用いられているマスクROMは、一般的に
は、シヨツトキ・ダイオードやトランジスタ装置
をマトリツクスの素子としてつくられている。こ
の形のROMに対して要求されるビツト・パター
ンは、各特定のマトリツクス素子からの論理出力
レベルを決定するために、相互接続レベルにおい
てプログラムされる。ポリシリコン接合形ダイオ
ードを論理素子として用いることが報告されてお
り(K.Okada等名の論文「PSA−A New
Approach for Bipolar LSI」IEEE,J.Solid
State circuits、第SC−13巻、9793〜6798頁、
1978年10月)、このようなダイオードの特性も報
告されている(J.ManoliuおよびT・I・
Kamins名の論文「P−N Junctions in
Polycrystalline−Silicon Films」、Solid−State
Electron.第15巻、1103〜1106頁、1972年、M.
DutoitおよびF.Sollberger名の論文「Lateral
Polysilicon P−N Diodes」、Electrochem.
Soc.第125巻、1648〜1651頁、1978年、さらにH.
S.de GraaffおよびJ.G.de Groot名の論文
「Polycrystalline Devices in Bipolar IC
Technology」、IEEE IEDM Conf.,Dig.Tech.
Papers、46〜49頁、1980年12月)。ところで、こ
のようなダイオードをROMマトリツクス素子と
して用いるには、逆方向漏洩電流が小さいこと、
相互接続体として使用できるようポリシリコン面
抵抗値が小さいこと、および適当な順方向特性を
もつことが要求される。しかし、これらの要求を
組合せたものを報告した文献はまだない。
は、シヨツトキ・ダイオードやトランジスタ装置
をマトリツクスの素子としてつくられている。こ
の形のROMに対して要求されるビツト・パター
ンは、各特定のマトリツクス素子からの論理出力
レベルを決定するために、相互接続レベルにおい
てプログラムされる。ポリシリコン接合形ダイオ
ードを論理素子として用いることが報告されてお
り(K.Okada等名の論文「PSA−A New
Approach for Bipolar LSI」IEEE,J.Solid
State circuits、第SC−13巻、9793〜6798頁、
1978年10月)、このようなダイオードの特性も報
告されている(J.ManoliuおよびT・I・
Kamins名の論文「P−N Junctions in
Polycrystalline−Silicon Films」、Solid−State
Electron.第15巻、1103〜1106頁、1972年、M.
DutoitおよびF.Sollberger名の論文「Lateral
Polysilicon P−N Diodes」、Electrochem.
Soc.第125巻、1648〜1651頁、1978年、さらにH.
S.de GraaffおよびJ.G.de Groot名の論文
「Polycrystalline Devices in Bipolar IC
Technology」、IEEE IEDM Conf.,Dig.Tech.
Papers、46〜49頁、1980年12月)。ところで、こ
のようなダイオードをROMマトリツクス素子と
して用いるには、逆方向漏洩電流が小さいこと、
相互接続体として使用できるようポリシリコン面
抵抗値が小さいこと、および適当な順方向特性を
もつことが要求される。しかし、これらの要求を
組合せたものを報告した文献はまだない。
本発明は上記特性を有していて、ポリシリコ
ン・ダイオード・マトリツクス素子を有する高集
積度、高速動作ROMを製造することができる。
ン・ダイオード・マトリツクス素子を有する高集
積度、高速動作ROMを製造することができる。
本発明によれば、多結晶シリコンの横方向(ラ
テラル)ダイオードによつてメモリアレイを形成
する。多結晶シリコン中に作つた横方向ダイオー
ドを用いるため、PN接合の面積を小さくするこ
と等により寄生容量を小さくでき、また少数キヤ
リアの寿命を短かくでき、また自己整合のコンタ
クトを作るようにして集積密度を上げることがで
きる。
テラル)ダイオードによつてメモリアレイを形成
する。多結晶シリコン中に作つた横方向ダイオー
ドを用いるため、PN接合の面積を小さくするこ
と等により寄生容量を小さくでき、また少数キヤ
リアの寿命を短かくでき、また自己整合のコンタ
クトを作るようにして集積密度を上げることがで
きる。
本発明はマトリツクス素子としてポリシリコン
PNダイオードを有するマスクバイポーラROM
アレイで実施される。ポリシリコンの面抵抗値が
大きいことに関連する諸問題を解決するために、
材料とROMマトリツクス製造法の新規な組合せ
がなされる。この製造法では、シリコン化物層が
PN接合部分に対して自己整合形式で成長され
(しかしPN接合領域にはシリコン化物層は成長
させない)、それによりポリシリコンの面抵抗値
が大幅に小さくなり、そしてダイオードの順方向
電流対電圧特性の直列抵抗値が大幅に小さくな
る。PN接合は、垂直方向というよりはむしろポ
リシリコン・ストリツプの比較的広い区域に横方
向につくられる。材料と素子配置のこの新規な組
合わせにより、ポリシリコンPN接合形ダイオー
ドをマトリツクス素子として用いることが可能に
なり、そしてさらに、ポリシリコン/シリコン化
物の抵抗値が小さいこと、ポリシリコン横方向ダ
イオードのためその少数キヤリア寿命が短いこ
と、おおよび、半導体基板に結合する寄生キヤパ
シタンスがが減少することにより、高集積度と高
速動作がえられる。
PNダイオードを有するマスクバイポーラROM
アレイで実施される。ポリシリコンの面抵抗値が
大きいことに関連する諸問題を解決するために、
材料とROMマトリツクス製造法の新規な組合せ
がなされる。この製造法では、シリコン化物層が
PN接合部分に対して自己整合形式で成長され
(しかしPN接合領域にはシリコン化物層は成長
させない)、それによりポリシリコンの面抵抗値
が大幅に小さくなり、そしてダイオードの順方向
電流対電圧特性の直列抵抗値が大幅に小さくな
る。PN接合は、垂直方向というよりはむしろポ
リシリコン・ストリツプの比較的広い区域に横方
向につくられる。材料と素子配置のこの新規な組
合わせにより、ポリシリコンPN接合形ダイオー
ドをマトリツクス素子として用いることが可能に
なり、そしてさらに、ポリシリコン/シリコン化
物の抵抗値が小さいこと、ポリシリコン横方向ダ
イオードのためその少数キヤリア寿命が短いこ
と、おおよび、半導体基板に結合する寄生キヤパ
シタンスがが減少することにより、高集積度と高
速動作がえられる。
以下、添付図面を参照して本発明を説明する。
第1図はシリコン基板10と、その上に1.0ミ
クロン〜2.0ミクロンの厚さに成長された二酸化
シリコン層11が示されている。層11上に、厚
さ1500Å〜5000Åのポリシリコン層12が付着さ
れる。このポリシリコン層のより好ましい厚さは
約2500Åである。このポリシリコン層上に厚さ
200Å〜3000Åの二酸化シリコン層13が成長さ
れる。この二酸化シリコン層のより好ましい厚さ
は1500Åである。この二酸化シリコン層上に厚さ
500Å〜1500Åの窒化シリコン層14が付着され
る。この窒化シリコン層のより好ましい厚さは
1000Åである。ワード線とポリシリコンの横方向
ダイオードとのパターンを定めるため、従来のホ
トリソグラフイとプラズマエツチングとを、この
窒化シリコン層に実施する。それから第2図に示
されているように、窒化シリコン14によつて被
覆されていない部分で二酸化シリコン15が3000
Å〜7000Åの厚さに成長する。即ち、ポリシリコ
ンが選択的に二酸化シリコンに変換される。この
二酸化シリコン層のより好ましい厚さは5500Åで
ある。
クロン〜2.0ミクロンの厚さに成長された二酸化
シリコン層11が示されている。層11上に、厚
さ1500Å〜5000Åのポリシリコン層12が付着さ
れる。このポリシリコン層のより好ましい厚さは
約2500Åである。このポリシリコン層上に厚さ
200Å〜3000Åの二酸化シリコン層13が成長さ
れる。この二酸化シリコン層のより好ましい厚さ
は1500Åである。この二酸化シリコン層上に厚さ
500Å〜1500Åの窒化シリコン層14が付着され
る。この窒化シリコン層のより好ましい厚さは
1000Åである。ワード線とポリシリコンの横方向
ダイオードとのパターンを定めるため、従来のホ
トリソグラフイとプラズマエツチングとを、この
窒化シリコン層に実施する。それから第2図に示
されているように、窒化シリコン14によつて被
覆されていない部分で二酸化シリコン15が3000
Å〜7000Åの厚さに成長する。即ち、ポリシリコ
ンが選択的に二酸化シリコンに変換される。この
二酸化シリコン層のより好ましい厚さは5500Åで
ある。
窒化シリコン14が除去され、そして、下に
PN接合がつくられる酸化物バツド16以外のす
べての酸化物13を除去するために選択的エツチ
ングが行なわれる。こうして得られた構造体が第
3図に示されている。ポリシリコンをパターン化
するために選択的酸化を用いた結果、プラナー表
面が得られる。第4図に示されているようにホウ
素のようなP形ドーパントの非選択的注入が行な
われ、それにより、すべてのポリシリコン12が
P形になる。ヒ素のようなN形不純物の注入の際
のマスクとなるホトレジスト30が第5図に示さ
れている。ここでは酸化物パツド16もマスクの
一部分を構成している。N形不純物の注入に続い
てホトレジスト30を除去した後、この構造体が
アニールされる。こうして得られた構造体が第6
図に示されている。P形物質41とN形物質40
との間にPN接合43が存在する。それから白金
のような金属が付着され、そして焼結が行なわれ
て露出したポリシリコン上にシリコン化物がつく
られる。それから酸化物層の上に残つている金属
が除去され、その結果第7図に示された構造体が
得られる。この構造体は横方向ダイオードのアノ
ード領域およびカソード領域と自己整合形式で接
触したポリシリコン/シリコン化物層60を有し
ており、ポリシリコンはその抵抗値が大いに小さ
くなつているのでワード線として用いることが可
能となる。工程の最後の段階では、第8図に示さ
れているように、例えば二酸化シリコンのような
絶縁体の中間層70をつくる。この層を貫通して
P形物質に達するエツチングが行なわれ、そして
もし特定のビツトパターンが必要ならば、アルミ
ニウム等の金属ビツト線71に接続される。第9
図はこのアレイ構造体の平面図であつて、ワード
線60に対しビツト線71が横断方向に配置され
ているのが示されている。ビツト線は、絶縁酸化
物層にエツチングによりあげられた貫通孔を通し
て、アレイダイオードのP+領域に接続される。
これらの接続は要求された出力に対するプログラ
ミングがそれを必要とする時にのみ行なわれる。
PN接合がつくられる酸化物バツド16以外のす
べての酸化物13を除去するために選択的エツチ
ングが行なわれる。こうして得られた構造体が第
3図に示されている。ポリシリコンをパターン化
するために選択的酸化を用いた結果、プラナー表
面が得られる。第4図に示されているようにホウ
素のようなP形ドーパントの非選択的注入が行な
われ、それにより、すべてのポリシリコン12が
P形になる。ヒ素のようなN形不純物の注入の際
のマスクとなるホトレジスト30が第5図に示さ
れている。ここでは酸化物パツド16もマスクの
一部分を構成している。N形不純物の注入に続い
てホトレジスト30を除去した後、この構造体が
アニールされる。こうして得られた構造体が第6
図に示されている。P形物質41とN形物質40
との間にPN接合43が存在する。それから白金
のような金属が付着され、そして焼結が行なわれ
て露出したポリシリコン上にシリコン化物がつく
られる。それから酸化物層の上に残つている金属
が除去され、その結果第7図に示された構造体が
得られる。この構造体は横方向ダイオードのアノ
ード領域およびカソード領域と自己整合形式で接
触したポリシリコン/シリコン化物層60を有し
ており、ポリシリコンはその抵抗値が大いに小さ
くなつているのでワード線として用いることが可
能となる。工程の最後の段階では、第8図に示さ
れているように、例えば二酸化シリコンのような
絶縁体の中間層70をつくる。この層を貫通して
P形物質に達するエツチングが行なわれ、そして
もし特定のビツトパターンが必要ならば、アルミ
ニウム等の金属ビツト線71に接続される。第9
図はこのアレイ構造体の平面図であつて、ワード
線60に対しビツト線71が横断方向に配置され
ているのが示されている。ビツト線は、絶縁酸化
物層にエツチングによりあげられた貫通孔を通し
て、アレイダイオードのP+領域に接続される。
これらの接続は要求された出力に対するプログラ
ミングがそれを必要とする時にのみ行なわれる。
ポリシリコンを使つてマトリツクス素子をつく
ることは従来は行なわれなかつた。その理由はこ
の物質の面抵抗値が大きいためであり、高速動作
や高集積度に対して大きな面抵抗値は障害となる
からである。本発明による構造体とその製造法に
よれば、アノードおよびカソード接触体の自己整
合性によつてダイオードの基本特性が改良される
ばかりでなく、前記問題点に対する有効な解決を
与えることができる。さらに、この構造体は高集
積度と適合する特性を有しており、そして本製造
法はインタフエース、復号、その他の周辺回路等
のためのシヨツトキ・トランジスタ論理
(STL)、集積化シヨツトキ論理(ISL)、トラン
ジスタ・トランジスタ論理(TTL)、エミツタ結
合論理(ECL)、および集積化注入論理(I2L)に
対する製造技術と両立する。
ることは従来は行なわれなかつた。その理由はこ
の物質の面抵抗値が大きいためであり、高速動作
や高集積度に対して大きな面抵抗値は障害となる
からである。本発明による構造体とその製造法に
よれば、アノードおよびカソード接触体の自己整
合性によつてダイオードの基本特性が改良される
ばかりでなく、前記問題点に対する有効な解決を
与えることができる。さらに、この構造体は高集
積度と適合する特性を有しており、そして本製造
法はインタフエース、復号、その他の周辺回路等
のためのシヨツトキ・トランジスタ論理
(STL)、集積化シヨツトキ論理(ISL)、トラン
ジスタ・トランジスタ論理(TTL)、エミツタ結
合論理(ECL)、および集積化注入論理(I2L)に
対する製造技術と両立する。
第1図はいくつかの付着層が設けられた最初の
状態の構造体図、第2図はポリシリコンをSiO2
に選択的に変換した後の構造体図、第3図は窒化
物が除去され、そしてポリシリコン上に酸化物パ
ツドを残すための選択的エツチングが行なわれた
後の構造体図、第4図はP形物質を生成する不純
物の注入を示す図、第5図はホトレジスト・マス
クとN形物質を生成する不純物の注入を示す図、
第6図はアニーリングの後の構造体の極性図、第
7図は焼結された構造体図、第8図は所定の位置
に配置された中間レベルSiO2とこの装置のP形
領域に結合された第2レベル相互接続体とを有す
る構造体図、そして第9図はアドレス指定線とア
レイ素子のレイアウトを示すアレイ構造体の平面
図である。
状態の構造体図、第2図はポリシリコンをSiO2
に選択的に変換した後の構造体図、第3図は窒化
物が除去され、そしてポリシリコン上に酸化物パ
ツドを残すための選択的エツチングが行なわれた
後の構造体図、第4図はP形物質を生成する不純
物の注入を示す図、第5図はホトレジスト・マス
クとN形物質を生成する不純物の注入を示す図、
第6図はアニーリングの後の構造体の極性図、第
7図は焼結された構造体図、第8図は所定の位置
に配置された中間レベルSiO2とこの装置のP形
領域に結合された第2レベル相互接続体とを有す
る構造体図、そして第9図はアドレス指定線とア
レイ素子のレイアウトを示すアレイ構造体の平面
図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 半導体ROMアレイであつて: 基板、 上記基板上に形成された第1の絶縁層; 上記第1の絶縁層上に形成され、上記アレイの
全長に渡つて配された、複数の第1導電型多結晶
ストリツプを有し、この多結晶ストリツプの各々
は複数の延長部を有し、この延長部の各々は、上
記多結晶ストリツプに近い部分に配された第1導
電型の第1の部分と、上記多結晶ストリツプから
離れて配された第2導電型の第2の部分を有し、
更に上記多結晶ストリツプと上記延長部は、それ
等の表面に、上記第1と第2の部分の間の結合部
を除いて、シリサイドが形成されており;かつ 上記複数の多結晶ストリツプ上に形成された第
2の絶縁層を有し、この第2の絶縁層は上記延長
部の第2の部分の内の選択されたものを露出する
よう形成された通路を有し、 当該通路を有するものが第1のデータ状態を示
し、通路を有しないものが第2のデータ状態を示
すよう形成されており;かつ 上記複数の多結晶ストリツプに直角に形成され
た複数の電動ストリツプを有し、この導電ストリ
ツプは、上記アレイの全長に渡つて配され、かつ
上記通路に延びている; ことを特徴とする半導体ROMアレイ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US06/289,357 US4516223A (en) | 1981-08-03 | 1981-08-03 | High density bipolar ROM having a lateral PN diode as a matrix element and method of fabrication |
US289357 | 1981-08-03 |
Related Child Applications (1)
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JPH0436466B2 true JPH0436466B2 (ja) | 1992-06-16 |
Family
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JP63193579A Expired - Lifetime JPH06105765B2 (ja) | 1981-08-03 | 1988-08-04 | 半導体romアレイを作成するプロセス |
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