JPH05121698A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH05121698A
JPH05121698A JP3306866A JP30686691A JPH05121698A JP H05121698 A JPH05121698 A JP H05121698A JP 3306866 A JP3306866 A JP 3306866A JP 30686691 A JP30686691 A JP 30686691A JP H05121698 A JPH05121698 A JP H05121698A
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semiconductor substrate
insulating film
diffusion layers
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Masao Kunito
正男 國頭
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 埋め込みn+ 型拡散層(ビット線)と基板と
の接合耐圧の著しい低下を避けつつ、埋め込みn+ 型拡
散層間の電気的分離を実現する。 【構成】 p型半導体基板1上に形成され、一方向に延
在する複数本のn+ 型拡散層5(ビット線)と、複数本
のn+ 型拡散層5と垂直に交差するように、半導体基板
1上にゲート絶縁膜3を介して形成された複数本のゲー
ト電極6と、絶縁膜9を介してメモリセル配列部A上を
覆うシールドプレート10と、を具備する。コーディン
グはフォトレジスト膜11をマスクにp型不純物をゲー
ト電極下にイオン注入することによって行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置に関
し、特に、読み出し専用半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、高速用読み出し専用記憶装置
の分野には、NOR型メモリセル配列が、大容量用読み
出し専用記憶装置の分野には、NAND型メモリセル配
列がそれぞれ用いられてきた。これに対し、近年、NA
ND型同様の高集積化可能性を有しながら、回路的には
NOR型で高速読み出し可能なメモリセル配列のデバイ
スが用いられるようになってきた。
【0003】この種従来の半導体記憶装置について図5
乃至図9を参照して説明する。図5、図6は従来例の製
造方法を示す工程断面図である。まず、図5の(a)に
示すように、p型半導体基板101上に、フィールド絶
縁膜102およびゲート絶縁膜103をそれぞれ選択的
に形成する。次に、図5の(b)に示すように、半導体
基板上にフォトレジスト膜104を形成し、これをマス
クに砒素(As)を、加速エネルギー:50〜70ke
V、ドーズ量:1×1015〜1×1016cm-2でイオン注
入して将来メモリセル配列のビット線となる埋め込みn
+ 型拡散層105を、平行に複数本形成する。
【0004】次に、図5の(c)に示すように、ゲート
絶縁膜103上に、リンドープ多結晶シリコンから成る
ゲート電極106を選択的に形成する。このときメモリ
セル配列部Aにおいては、ゲート電極106は、前工程
で形成された埋め込みn+ 型拡散層に対し垂直に交差す
る態様にて複数本形成される。
【0005】次に、図6の(a)に示すように、メモリ
セル配列部Aをフォトレジスト膜107で覆い、n型不
純物を導入して周辺回路部Bのトランジスタのソース・
ドレイン領域となるn+ 型拡散層108を形成する。
【0006】また、メモリセル配列部Aにおいては、図
6の(b)(ゲート電極106の存在しない部分の断
面)に示すように、フォトレジスト膜115をマスクと
して、埋め込みn+ 型拡散層105およびゲート電極1
06の存在しないp型半導体基板101上にp型不純
物、例えばボロンを、加速エネルギー:30〜50ke
V、ドーズ量:1×1014〜1×1015cm-2程度で導入
し、チャネルストッパとしてのp+型拡散層116を形
成する。
【0007】次に、図6の(c)に示すように、フォト
レジスト膜111を設けてゲート電極106上からデー
タの書き込みを行う。データの書き込みは、p型不純
物、例えばボロンを、加速エネルギー:150〜200
keV、ドーズ量:1×1013〜5×1013cm-2程度で
導入してゲート電極下にp型注入層112を形成するこ
とによって行う。
【0008】図7の(a)は、以上の工程により形成さ
れた半導体記憶装置の平面図であり、図7の(b)、
(c)はそれぞれそのB−B線、C−C線の断面図であ
る[但し、図7の(a)では、周辺回路部Bの図示は省
略されている]。図7の(c)において、メモリセルC
23とC34とは書き込みがなされて、しきい値が高くなっ
ているものとする。
【0009】ここで、メモリセルC23を読み出すものと
すると、埋め込みn+ 型拡散層105bを選択状態(5
V印加)、埋め込みn+ 型拡散層105cを接地電位、
その他の埋め込みn+ 型拡散層(105a、105d、
105e)を浮遊電位状態とする。また、ゲート電極1
06cを選択状態(5V印加)とし、その他のゲート電
極(106a、106b、106d、106e)を接地
電位状態とする。この場合、メモリセルC23は書き込み
がなされているため、導通することはなく、ビット線間
(105b−105c間)に電流は流れない。
【0010】なお、埋め込みn+ 型拡散層105間およ
びゲート電極106間の半導体基板の表面領域内にチャ
ネルストッパとなるp+ 型拡散層116を形成するのは
次の理由による。この拡散層116が形成されない場
合、図8に示されるように、選択されたゲート電極10
6とその近傍の半導体基板表面との間に電界Eが発生
し、基板表面に弱い反転層117が形成されてしまう。
そのため、リーク電流が流れ、誤動作を起こすおそれが
ある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来のメモリ
セル配列では、互いに平行に設置された複数本の埋め込
みn+ 型拡散層105間の電気的分離を実現するために
チャネルストッパとしてp+ 型拡散層116を形成して
いるが、この領域の不純物濃度は5×1018〜1×10
19cm-3程度に形成されているため、ビット線を構成して
いる埋め込みn+型拡散層105との接合耐圧が著しく
低下し、概ね3V程度になる。従って、従来の半導体記
憶装置ではビット線の電位が接合耐圧で決定される電圧
以上には上がらず、そのため正確な読み出しが出来にく
くなる欠点があった。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体記憶装置
は、表面領域内に第1導電型の拡散層が平行に複数本形
成されている第2導電型の半導体基板と、前記半導体基
板上にゲート絶縁膜を介して形成された、前記拡散層と
直交する複数本のゲート電極と、少なくともゲート電極
間の前記半導体基板上を絶縁膜を介して覆っているシー
ルド電極と、を具備するものである。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1、図2は本発明の第1の実施例の製造
方法を示す工程断面図である。本実施例を製造するに
は、まず図1の(a)に示すように、p型半導体基板1
上にフィールド絶縁膜2およびゲート絶縁膜3をそれぞ
れ選択的に形成し、次いで、図1の(b)に示すよう
に、半導体基板1上にフォトレジスト膜4を形成し、こ
れをマスクに砒素を、加速エネルギー:50〜70ke
V、ドーズ量:1×1015〜1016cm-2程度でイオン注
入して、将来メモリセル配列のビット線として機能する
埋め込みn+ 型拡散層5を平行に複数本形成する。
【0014】次に、図1の(c)に示すように、ゲート
絶縁膜3上にリンドープ多結晶シリコンからなるゲート
電極6を選択的に形成する。このとき、メモリセル配列
部Aでは、ゲート電極6は、前工程で形成した埋め込み
+ 型拡散層5に対し垂直に交差する態様にて複数本形
成される。
【0015】次に、図2の(a)に示すように、メモリ
セル配列部Aをフォトレジスト膜7で覆い、リンをイオ
ン注入して周辺回路部Bにおけるトランジスタのソース
・ドレイン領域となるn+ 型拡散層8を形成する。
【0016】次に、図2の(b)に示すように、ゲート
電極6上を絶縁膜9で被覆した後、リンドープ多結晶シ
リコンを1000〜2000Åの膜厚に堆積し、これを
等方性エッチングによりパターニングして、メモリセル
配列部A上を覆うシールドプレート10を形成する。
【0017】次に、図2の(c)に示すように、フォト
レジスト膜11を設けて、シールドプレートおよびゲー
ト電極上から、p型不純物、例えばボロンを、加速エネ
ルギー:180〜230keV、ドーズ量:1×1013
〜5×1013cm-2程度、でイオン注入して選択的にゲー
ト電極下にp型注入層12を形成してデータの書き込み
を行う。
【0018】図3の(a)は、このようにして形成され
た半導体記憶装置の平面図であり、図3の(b)、
(c)は、それぞれそのB−B線とC−C線の断面図で
ある[但し、図3の(a)では周辺回路部Bの図示は省
略されている]。
【0019】図4は、本発明の第2の実施例を示す断面
図である。本実施例では、ゲート電極6を形成するまで
の工程は、図1の(a)〜(c)に示す第1の実施例の
それと同様である。その後、メモリセル配列部Aをフォ
トレジストで覆い、リンを、加速エネルギー:40〜7
0keV、ドーズ量:1×1013〜5×1013cm-2程度
でイオン注入して周辺回路部Bにおけるトランジスタに
- 型拡散層13を形成する。
【0020】次に、絶縁膜9を介して、膜厚1000Å
〜2000Åの多結晶シリコン層を形成し、形成すべき
シールドプレートのパターン状にフォトレジスト膜を形
成した後、異方性エッチングを施してメモリセル配列部
Aにはシールドプレート10を、また周辺回路部Bには
LDD(Lightly Doped Drain )トランジスタのサイド
ウォール14を形成する。次に、リンを高濃度にドープ
して周辺トランジスタのソース・ドレイン領域となるn
+ 型拡散層8を形成する。なお、本実施例では、n+
拡散層8の形成工程において、シールドプレート10に
リンをドープするようにしてもよい。
【0021】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。例え
ば実施例の導電型を全て反転させることができ、またゲ
ート電極やシールドプレートは、多結晶シリコンに替え
てシリサイド等の他の材料によって構成することもでき
る。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、メモリ
セル間の分離をシールドプレートによって達成するもの
であるので、本発明によれば、メモリセル間に高不純物
濃度のチャネルストッパを形成しなくてもよくなる。そ
のため、基板−ビット線(拡散層5)間の接合耐圧が向
上し、選択ビット線の電位を高く維持することができる
ようになり、データ読み出しに誤動作を伴うことがなく
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例の製造方法を説明する
ための工程断面図。
【図2】 本発明の第1の実施例の製造方法を説明する
ための工程断面図。
【図3】 本発明の第1の実施例の平面図と断面図。
【図4】 本発明の第2の実施例の断面図。
【図5】 従来例の製造方法を説明するための工程断面
図。
【図6】 従来例の製造方法を説明するための工程断面
図。
【図7】 従来例の平面図と断面図。
【図8】 従来例の動作説明図。
【符号の説明】
A メモリセル配列部 B 周辺回路部 E 電界 1、101 p型半導体基板 2、102 フィールド絶縁膜 3、103 ゲート絶縁膜 4、104、7、107、11、111、115 フォ
トレジスト膜 5、105 埋め込みn+ 型拡散層 6、106 ゲート電極 8、108 n+ 型拡散層 9 絶縁膜 10 多結晶シリコン層のシールドプレート 12、112 p型注入層 13 n- 型拡散層 14 サイドウォール 116 p+ 型拡散層(チャネルストッパ) 117 反転層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面領域内に第1導電型の拡散層が平行
    に複数本形成されている第2導電型の半導体基板と、 前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成された、
    前記拡散層と直交する複数本のゲート電極と、 少なくともゲート電極間の前記半導体基板上を絶縁膜を
    介して覆っているシールド電極と、 を具備する半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記シールド電極が、前記ゲート電極上
    を覆う導電体によって接続されている請求項1記載の半
    導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 前記シールド電極が、その装置内で用い
    られている電源の中の最低電位の電源または最高電位の
    電源に接続されている請求項1または2記載の半導体記
    憶装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5866456A (en) * 1996-03-19 1999-02-02 Sharp Kabushiki Kaisha Method for fabricating a semiconductor memory device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5866456A (en) * 1996-03-19 1999-02-02 Sharp Kabushiki Kaisha Method for fabricating a semiconductor memory device
US5923064A (en) * 1996-03-19 1999-07-13 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor memory device with a concentrated impurities in channel transistors

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