JPH05299614A - Rom半導体記憶装置の製造方法 - Google Patents

Rom半導体記憶装置の製造方法

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JPH05299614A
JPH05299614A JP4106611A JP10661192A JPH05299614A JP H05299614 A JPH05299614 A JP H05299614A JP 4106611 A JP4106611 A JP 4106611A JP 10661192 A JP10661192 A JP 10661192A JP H05299614 A JPH05299614 A JP H05299614A
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JP
Japan
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insulating film
gate electrode
rom
forming
interlayer insulating
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JP4106611A
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English (en)
Inventor
Akira Machida
明 町田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ROMコード書き込みのための工程をできる
限り後の工程に繰り下げることによって、ターン・アラ
ウンド・タイム(TAT)の短縮化を図る。 【構成】 アルミニウム配線(29)を形成した後に、
マトリックストランジスタQMのゲート電極(24)を
選択的に露出し、このゲート電極(24)を貫通させる
条件でリンイオンのイオン注入を行い、マトリックスト
ランジスタQMのチャンネル領域にN-型のチャンネル拡
散層(30)を形成することによって、ROMコードの
書き込みを行う。この後層間絶縁膜(27)の段差部分
をフロー処理+SOG塗布によって平坦化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はROM半導体記憶装置の
製造方法に関するものであり、更に詳しく言えばNチャ
ンネルトランジスタ縦積NAND型のROM半導体記憶
装置(縦積NAND型ROM)の製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図9は、Nチャンネルトランジスタ縦積
NAND型のROM半導体記憶装置(縦積NAND型R
OM)の部分回路図である。図において、破線で囲んだ
部分はNチャンネルのマトリックストランジスタQM
あり、ROMコーディング用マスクによって、エンハン
スメント型であるかディプレッション型であるかが切り
換えられる。マトリックストランジスタQMのオン・オ
フはワード線WLによって制御されている。複数のマト
リクストランジスタQMを縦積した、その両端には、プ
リチャージ用のPチャンネルトランジスタQP,Nチャ
ンネルトランジスタQNが設けられている。そして、P
チャンネルトランジスタQPとマトリックストランジス
タQMとの接続ノードaがセンスアンプSAに入力さ
れ、出力Voutが取り出されている。
【0003】上述した縦積NAND型ROMの動作は、
次のように行われる。まず、すべてのワード線WLをハ
イレベルに設定し、クロック反転φPをロウレベルに立
ち下げることによってプリチャージを行う。これによ
り、ノードaは電源電位Vddに充電される。この後、
クロックφPをハイレベルに立ち上げることによって、
プリチャージを終了する。そして、アドレスデコーダ
(図示せず)によって選択された一本のワード線WLが
ロウレベルに立ち下がる。これにより、マトリックスト
ランジスタQMがエンハンスメント型の場合には、オフ
状態となるのでノードaはVddに充電された状態をノ
ード容量によって保持し、Voutからは'0'が出力さ
れる。一方、マトリックストランジスタQMがディプレ
ッション型の場合には、オン状態のままであるのでノー
ドaは縦積のマトリックストランジスタQMを介して接
地電位Vssに放電され、Voutからは'1'が出力さ
れる。
【0004】図10乃至図12は、従来例に係る縦積N
AND型ROMのマトリックス部分の製造方法を示す工
程断面図である。以下、図面の順番に従って説明する。 図10:まず、あらかじめP型シリコン基板(1)上に
素子分離用絶縁膜(2),ゲート絶縁膜(3)を形成し
て待機する。そして、ROMコードが指定されると、こ
れに基いて、どのマトリックストランジスタQMをディ
プレッション型にするかという情報をパターン化したR
OMコーディング用マスクを作成する。次に、このRO
Mコーディング用マスクを用いてホトリソグラフィ−工
程を行う。これにより、ディプレッション型となるマト
リックストランジスタQMのチャンネル領域上を選択的
に開口した、レジストパターン(4)が形成される。そ
して、リンイオン(31+)をレジストパターン(4)
の開口部分からイオン注入して、P型シリコン基板
(1)の表面にN-型チャンネル拡散層(5)を形成す
る。
【0005】図11:レジストパターン(4)を除去す
る。そして、ポリシリコンからなるゲート電極(6)を
所定の位置に形成する。 図12:ゲート電極(6)をマスクとして、ヒ素イオン
75As+)をP型シリコン基板(1)の表面にイオン
注入することによって、N+型のソース拡散層(7)お
よびドレイン拡散層(8)を形成する。これによって、
ROMコードに従って選択されたマトリックストランジ
スタQMはディプレッション型に、他のマトリックスト
ランジスタQMはエンハンスメント型に形成される。
【0006】図13:LPCVD法を用いて、ウエハ全
面にBPSG膜等の層間絶縁膜(9)を形成する。 図14:縦積みした端部のマトリックストランジスタQ
Mのソース拡散層(7)あるいはドレイン拡散層(8)
上の層間絶縁膜(9)を選択的にエッチングして、コン
タクトホール(10)を形成する。そして、コンタクト
ホール(10)および層間絶縁膜(9)上にアルミニウ
ム配線(11)を形成する。
【0007】図15:Si34膜等の保護膜(12)を
形成して、縦積NAND型ROMを完成する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た製造方法においては、ROM書き込みのための工程を
ゲート電極(6)の形成前のイオン注入工程で行ってい
たので、その後完成までの製造工数が多く、依ってRO
M受注から完成までの期間、ターン・アラウンド・タイ
ム(TAT)が長いという欠点を有していた。
【0009】本発明は、上述した課題に鑑みてなされた
ものであり、ROM書き込みのための工程をできる限り
後の工程に繰り下げることによって、TATの短縮化を
図ることを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明はアルミニウム配
線(29)を形成した後に、マトリックストランジスタ
M部分の層間絶縁膜(27)を選択的にエッチングす
ることによって、ゲート電極(24)を露出させ、この
ゲート電極(24)を貫通させてリンイオンをイオン注
入し、N-型のチャンネル拡散層(30)を形成するこ
とにより、ROMコードの書き込みを行うものである。
【0011】
【作用】上述の手段によれば、ROMコード書き込みの
ための工程をアルミニウム配線(29)の形成後に繰り
下げることができるので、その後の製造工数が従来例よ
りも少なくなり、よってTATを大幅に短縮化すること
が可能となる。
【0012】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図1乃至図8は、本発明の実施例に係る縦
積NAND型ROMのマトリックス部分の製造方法を示
す工程断面図である。以下、図面の順番に従って説明す
る。 図1:低濃度のP型シリコン基板(21)上に、選択酸
化法によって素子分離膜(22を形成し、その後熱酸化
法によって膜厚約300Åのゲート絶縁膜(23)を形
成する。このゲート絶縁膜(23)の上方から縦積RO
Mのマトリックス部分となる全面に、ボロンイオン+
11を例えば注入量1×1012/cm2,加速エネルギ−
70KeVの条件でイオン注入して、エンハンスメント
型となるマトリックストランジスタQMのしきい値電圧
の調節を行う。
【0013】図2:ゲート絶縁膜(23)上にポリシリ
コンからなる膜厚約3500Åのゲート電極(24)を
形成し、このゲート電極(24)をマスクとして用い、
ヒ素イオン( 75As+)をP型シリコン基板(21)の
表面に、例えば注入量5×1015/cm2,加速エネル
ギ−80KeVの条件でイオン注入することによって、
約0.3μmの接合深さのN+型のソース拡散層(2
5)およびドレイン拡散層(26)を形成する。
【0014】図3:BPSG等からなる膜厚約8000
Åの層間絶縁膜(27)をLPCVD法を適用して形成
する。 図4:縦積みした端部のマトリックストランジスタQM
のソース拡散層(25)あるいはドレイン拡散層(2
6)上の層間絶縁膜(27)を選択的にエッチングし
て、コンタクトホール(28)を形成する。そして、コ
ンタクトホール(28)および層間絶縁膜(27)上に
アルミニウム配線(29)を形成する。そして、この工
程が終了した状態で、ROMコードの指示がなされ、R
OMコーディング用マスクが完成するまで待機する。
【0015】図5:ROMコードの指示があると、これ
に基いてROMコーディング用マスクを作成する。RO
Mコーディング用マスクは、どのマトリックストランジ
スタQMをディプレッション型にするかという情報をパ
ターン化したものであり、当該マトリックストランジス
タQMのゲート領域を含む矩形領域から成る。そして、
このROMコーディング用マスクを用いて、層間絶縁膜
(27)を選択的にエッチングする。これにより、RO
Mコードに従って選択されたマトリックストランジスタ
Mのゲート電極(24)が露出される。
【0016】なお、このエッチングはゲート電極(2
4)の表面が露出されていれば十分であり、シリコン基
板(21)が露出するまでオーバーエッチする必要はな
い。むしろ、平坦化の面から層間絶縁膜(27)のエッ
チングによる段差をできる限り小さくすることが望まし
い。 図6:リンイオン(31+)をシリコン基板(21)の
上方から全面に、注入量約5×1014/cm2,加速エ
ネルギ−約300KeVの条件下でイオン注入する。こ
れにより、上記工程で露出したゲート電極(24)部分
をリンイオン(31+)が貫通して、選択されたマトリ
ックストランジスタQMのチャンネル部分に、N-型のチ
ャンネル拡散層(30)が形成される。
【0017】また、上記イオン注入工程において、1価
のリンイオン(31+)の代わりに2価のリンイオン(
31++)を使用したダブル・チャージ法を適用すること
も可能である。この方法によれば、半分の加速電圧で同
じ加速エネルギーが得られるので、特別に高加速電圧の
イオン注入装置を準備する必要がなく、2価イオンの抽
出機能を備えた通常のイオン注入装置を使用すれば足り
るという利点がある。
【0018】図7:次に、ゲート電極(24)を露出し
たために生じた層間絶縁膜(27)の段差部分の平坦化
処理を行う。これは、層間絶縁膜(27)上に形成され
る保護膜のステップカバレージを良くし、クラック等の
発生を防止する上で重要である。まず、850℃〜90
0℃の熱処理によって層間絶縁膜(27)の段差部分に
フロー処理を施す。この後、スピン・オン・グラス膜
(SOG膜)(31)をシリコン基板(21)の上方か
ら塗布することにより段差部分を埋める。スピン・オン
・グラス膜(31)の膜厚は、それ自身にクラックが入
らない程度の膜厚(例えば、800Å程度)とする。
【0019】以上の処理によって、層間絶縁膜(27)
の段差部分の平坦化がなされる。 図8:平坦化された層間絶縁膜(27)の上にSi34
膜からなる保護膜(32)を形成して、縦積NAND型
ROMを完成する。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のROM半
導体記憶装置の製造方法によれば、ROMコード書き込
みのための工程をアルミニウム配線(29)の形成後に
繰り下げることができるので、その後の製造工数が従来
例よりも少なくなり、よってTATを大幅に短縮化する
ことが可能となる。
【0021】さらに、本発明によれば、ゲート電極(2
4)を露出したために生じた層間絶縁膜(27)の段差
部分を平坦化しているので、この上に形成される保護膜
(32)にクラックが入る等の弊害が発生することがな
いという利点も有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のROM半導体記憶装置の製造方法の実
施例に係る第1の断面図である
【図2】本発明のROM半導体記憶装置の製造方法の実
施例に係る第2の断面図である
【図3】本発明のROM半導体記憶装置の製造方法の実
施例に係る第3の断面図である
【図4】本発明のROM半導体記憶装置の製造方法の実
施例に係る第4の断面図である
【図5】本発明のROM半導体記憶装置の製造方法の実
施例に係る第5の断面図である
【図6】本発明のROM半導体記憶装置の製造方法の実
施例に係る第6の断面図である
【図7】本発明のROM半導体記憶装置の製造方法の実
施例に係る第7の断面図である
【図8】本発明のROM半導体記憶装置の製造方法の実
施例に係る第8の断面図である
【図9】Nチャンネルトランジスタ縦積NAND型のR
OM半導体記憶装置(縦積NAND型ROM)の部分回
路図である。
【図10】従来例に係るROM半導体記憶装置の製造方
法を示す第1の断面図である。
【図11】従来例に係るROM半導体記憶装置の製造方
法を示す第2の断面図である。
【図12】従来例に係るROM半導体記憶装置の製造方
法を示す第3の断面図である。
【図13】従来例に係るROM半導体記憶装置の製造方
法を示す第4の断面図である。
【図14】従来例に係るROM半導体記憶装置の製造方
法を示す第5の断面図である。
【図15】従来例に係るROM半導体記憶装置の製造方
法を示す第6の断面図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一導電型の半導体基板(21)上に素
    子分離絶縁膜(22およびゲート絶縁膜(23)を形成
    する工程と、 前記ゲート絶縁膜(23)を介してゲート電極(24)
    を形成する工程と、 該ゲート電極(24)をマスクとしてイオン注入を行う
    ことによって、逆導電型のソース拡散層(25)および
    ドレイン拡散層(26)を形成する工程と、 LPCVD法によって、層間絶縁膜(27)を形成する
    工程と、 前記層間絶縁膜(27)を選択的にエッチングして、コ
    ンタクトホール(28)を形成する工程と、 前記層間絶縁膜(27)およびコンタクトホール(2
    8)上にアルミニウム配線(29)を形成する工程と、 前記層間絶縁膜(27)を選択的にエッチングして、デ
    ィプレッション型となるマトリックストランジスタQM
    のゲート電極(24)部分を露出する工程と、 前記工程で露出したゲート電極(24)を貫通するのに
    必要な加速電圧で、イオン注入を行うことによって、前
    記マトリックストランジスタQMのチャンネル部分に逆
    導電型のチャンネル拡散層(30)を形成する工程と、 前記ゲート電極(24)を露出したために生じた層間絶
    縁膜(27)の段差部分を平坦化するための工程とを具
    備することを特徴とするROM半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記逆導電型のチャンネル拡散層(3
    0)を形成するためのイオン注入が、ダブル・チャージ
    法で行われることを特徴とする請求項1記載のROM半
    導体装置の製造方法。
JP4106611A 1992-04-24 1992-04-24 Rom半導体記憶装置の製造方法 Pending JPH05299614A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6180463B1 (en) 1997-10-30 2001-01-30 Nec Corporation Method for fabricating a multi-level mask ROM
KR100318314B1 (ko) * 1994-06-24 2002-04-06 김영환 Rom셀제조방법

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KR100318314B1 (ko) * 1994-06-24 2002-04-06 김영환 Rom셀제조방법
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