JPH06112440A - Semiconductor memory and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor memory and manufacturing method thereof

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JPH06112440A
JPH06112440A JP4280755A JP28075592A JPH06112440A JP H06112440 A JPH06112440 A JP H06112440A JP 4280755 A JP4280755 A JP 4280755A JP 28075592 A JP28075592 A JP 28075592A JP H06112440 A JPH06112440 A JP H06112440A
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JP
Japan
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state
channel width
memory cell
core
region
Prior art date
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Application number
JP4280755A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoji Okada
庸二 岡田
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To store four kinds of states in one planar cell structured memory cell. CONSTITUTION:Within a memory cell Tr1 in the first state, a channel region is not entirely implanted with core while within another memory cell Tr2 in the second state, both ends of the channel width are implanted with core thereby narrowing the channel width by about 1/3, furthermore, in the memory cell Tr3 in the third state, the central part of the channel width is implanted with core thereby narrowing the channel width by about 2/3. Likewise, within the memory cell Tr4 in the fourth state, the whole channel width is implanted with core. Accordingly, assuming the on-current in Tr1 to be 1d, the on-current in Tr2, Tr3, and Tr4 are respectively specified to be 21d/3, 1d/3 and 0.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はMOS型半導体メモリ装
置、特にプレーナセル構造で多値メモリのMOS型半導
体メモリ装置と、その製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a MOS type semiconductor memory device, and more particularly to a MOS type semiconductor memory device having a planar cell structure and a multi-valued memory, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在使用されているマスクROMメモリ
装置のメモリセル構造は、1ビットが1メモリセルにて
構成され、メモリセルトランジスタのゲート電圧を高電
位にした場合にそのトランジスタのソースとドレイン間
に電流が流れるか否かをデータの”1”と”0”又は”
0”と”1”の状態に対応させて読出しを行なってい
る。ROMのデータの書込み方法には、フィールド方
式、デプレッション方式、コア方式、コンタクト方式な
ど種々の方式があるが、いずれもすべて1ビットを1メ
モリセルに対応させている。
2. Description of the Related Art A memory cell structure of a mask ROM memory device currently in use is such that one bit is composed of one memory cell, and when the gate voltage of the memory cell transistor is set to a high potential, the source and drain of the transistor are formed. "1" and "0" of data, or "whether current flows between them"
Reading is performed in correspondence with the states of "0" and "1". There are various methods of writing data in the ROM, such as a field method, a depletion method, a core method, and a contact method. One bit corresponds to one memory cell.

【0003】半導体メモリ装置の集積度は年々向上し、
それに伴い1メモリセルの占める面積が縮小されてきて
いる。マスクROMの場合、メモリセル面積を縮小する
ことは1つのメモリトランジスタの面積を小さくするこ
とであり、常に最小のデザインルールを採用することに
よりメモリセルの縮小が図られてきている。
The degree of integration of semiconductor memory devices is increasing year by year,
As a result, the area occupied by one memory cell has been reduced. In the case of a mask ROM, reducing the memory cell area means reducing the area of one memory transistor, and the memory cell has been reduced by always adopting the minimum design rule.

【0004】メモリセル部の面積を縮小する1つの画期
的な方法はプレーナ構造と称されるメモリセル構造であ
る(特開昭61−288464号公報,特開昭63−9
6953号公報などを参照)。プレーナセル構造では、
複数のMOSトランジスタのソース領域のための連続し
た拡散領域と、複数のMOSトランジスタのドレイン領
域のための連続した拡散領域とが互いに平行に交互に基
板に形成され、基板上には絶縁膜を介して両拡散領域に
交差するゲート電極が形成される。プレーナセル構造で
は、素子分離用にフィールド酸化膜を設ける必要がな
く、また、ソース領域とドレイン領域が複数個のトラン
ジスタで共有されるので、そのコンタクトも数個または
数十個のトランジスタに1個の割りですみ、高集積化を
図る上で好都合である。しかし、プレーナセル構造にお
いても1ビットを1メモリセルに対応させることに変わ
りはない。
One epoch-making method for reducing the area of the memory cell portion is a memory cell structure called a planar structure (Japanese Patent Laid-Open Nos. 61-288464 and 63-9).
6953, etc.). In the planar cell structure,
Continuous diffusion regions for source regions of a plurality of MOS transistors and continuous diffusion regions for drain regions of a plurality of MOS transistors are alternately formed in parallel with each other on a substrate, and an insulating film is interposed on the substrate. As a result, a gate electrode intersecting both diffusion regions is formed. In the planar cell structure, it is not necessary to provide a field oxide film for element isolation, and since the source region and the drain region are shared by a plurality of transistors, the contact thereof is one for several or dozens of transistors. It is relatively easy and convenient for high integration. However, even in the planar cell structure, one bit corresponds to one memory cell.

【0005】メモリセル領域の面積を小さくする他の方
法は、1メモリセルから流れ出る電流値を3種類以上の
値にすることにより1メモリセル当りの情報量を多くす
ることである。その1つの方法としてチャネル領域にコ
ア注入を施すことにより実効チャネル幅を3種類以上に
設定するものがある(特開昭59−148360号公報
参照)。この提案された多値メモリでは、コア注入方式
を用いてソース・ドレイン間のオン電流を例えば4値に
制御するという簡便な方法を採用している。
Another method for reducing the area of the memory cell region is to increase the amount of information per memory cell by setting the current value flowing out from one memory cell to three or more values. One of the methods is to set the effective channel width to three or more types by performing core injection into the channel region (see Japanese Patent Laid-Open No. 59-148360). The proposed multi-valued memory employs a simple method of controlling the on-current between the source and drain to, for example, four values by using the core injection method.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】コア注入方式による多
値メモリでは、コア注入のマスクとフィールド酸化膜の
マスクの重ね合わせずれによりそのオン電流が大きくば
らつくため、量産プロセスとして実現するには至ってい
ない。本発明はプレーナセル構造を採用し、かつ1メモ
リセルに4種類のオン電流を設定した4値ROMを提供
することを目的とするものである。
In the multi-valued memory by the core injection method, the on-current greatly varies due to the misalignment of the mask for core injection and the mask for the field oxide film, so that it has not been realized as a mass production process. . An object of the present invention is to provide a four-valued ROM adopting a planar cell structure and setting four kinds of ON currents in one memory cell.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体メモリ装
置は、プレーナセル構造であり、各チャネル領域は全く
コア注入されていない第1の状態、チャネル幅の両端部
にコア注入されてチャネル幅が約2/3に狭められてい
る第2の状態、チャネル幅の中央部にコア注入されてチ
ャネル幅が約1/3に狭められている第3の状態、チャ
ネル幅の全体にわたってコア注入されている第4の状態
のいずれかをとる。
A semiconductor memory device according to the present invention has a planar cell structure in a first state in which each channel region is not core-injected at all, and the channel width is reduced by core-injecting at both ends of the channel width. The second state in which the channel width is narrowed to about 2/3, the core is injected into the central portion of the channel width and the third state in which the channel width is narrowed to about 1/3, the core is injected over the entire channel width. One of the four states that

【0008】この半導体メモリ装置を製造するために、
本発明の製造方法は、基板に互いに平行な帯状の拡散領
域を形成し、前記拡散領域と絶縁されて前記拡散領域に
交差するようにゲート電極を兼ねるワードラインを形成
した後、チャネル領域に全くコア注入しない第1の状
態、チャネル幅の約1/3にコア注入を施す第2の状
態、チャネル幅の中央部の約2/3にわたってコア注入
を施す第3の状態及びチャネル幅の全体にわたってコア
注入を施す第4の状態のうち、第2から第4の状態を2
回のコア注入工程に分けて行なう。
In order to manufacture this semiconductor memory device,
According to the manufacturing method of the present invention, band-shaped diffusion regions parallel to each other are formed on a substrate, and a word line that also serves as a gate electrode is formed so as to be insulated from the diffusion regions and intersect the diffusion regions, and then, in the channel region. A first state without core injection, a second state in which core injection is applied to about 1/3 of the channel width, a third state in which core injection is applied to about 2/3 of the central portion of the channel width, and the entire channel width Of the fourth state of core injection, the second to fourth states are
The core injection process is performed once.

【0009】好ましい態様の製造方法では、以下の工程
(A)から(C)を含んでチャネル領域に4状態のいず
れかを形成する。(A)チャネル幅の全体にわたってコ
ア注入を施す第4の状態とするメモリでは全チャネル幅
にわたって開口を有し、チャネル幅の中央部の約2/3
にわたってコア注入を施す第3の状態とするメモリセル
ではチャネル幅の中央部にチャネル幅の約1/3の幅の
開口を有し、全くコア注入されない第1の状態とするメ
モリセル及びチャネル幅の約1/3にコア注入を施す第
2の状態とするメモリセルは被うレジストパターンを形
成し、そのレジストパターンをマスクとしてゲート電極
上から基板にコアイオンを注入する工程、(B)第2の
状態とするメモリセルでは全チャネル幅を含みそれより
も大きめの開口を有し、第1の状態とするメモリセル、
第3の状態とするメモリセル及び第4の状態とするメモ
リセルは被うレジストパターンを形成し、それをマスク
としてコアイオンを低エネルギーで回転斜め注入する工
程。(C)注入されたイオンを拡散させて第2の状態の
メモリセルではチャネル幅が約2/3に狭められ、第3
の状態のメモリセルではチャネル幅が約1/3に狭めら
れるようにする熱処理工程。工程(A)と(B)は入れ
替わってもよい。
In the manufacturing method of the preferred embodiment, any of four states is formed in the channel region by including the following steps (A) to (C). (A) The memory in the fourth state in which core injection is performed over the entire channel width has an opening over the entire channel width, and is about 2/3 of the central portion of the channel width.
In the memory cell in the third state in which core injection is performed over the entire area, an opening having a width of about 1/3 of the channel width is formed in the central portion of the channel width, and the memory cell in the first state in which no core injection is performed and the channel width A step of forming a resist pattern to cover the memory cell in the second state in which about 1/3 of the core implantation is performed, and implanting core ions into the substrate from above the gate electrode using the resist pattern as a mask, (B) second The memory cell in the state 1 has a larger opening including the entire channel width, and the memory cell in the state 1 is
A step of forming a resist pattern to cover the memory cell in the third state and the memory cell in the fourth state, and using the mask as a mask to rotationally and obliquely implant core ions at low energy. (C) In the memory cell in the second state by diffusing the implanted ions, the channel width is narrowed to about 2/3,
In the memory cell in this state, a heat treatment process is performed so that the channel width is reduced to about 1/3. The steps (A) and (B) may be interchanged.

【0010】[0010]

【作用】第1の状態はチャネルに全くコア注入されてい
ないのでメモリセルのチャネル幅全体にわたって電流が
流れる。この電流値を基準電流とする。第2の状態のメ
モリセルではチャネル幅の両端からコア注入されてチャ
ネル幅が約2/3になっており、標準電流の約2/3の
オン電流が流れる。第3の状態はゲート幅の中央部にコ
ア注入され、ゲート幅が約1/3に定められて標準電流
の約1/3のオン電流が流れる。第4の状態のメモリセ
ルはチャネル幅の全体にコア注入がなされており、オン
電流は流れない。このように、1メモリセル当り2ビッ
トの情報を記憶させることができる。第2の状態はゲー
ト電極をマスクとして回転斜め注入によりセルフアライ
ンでコア注入されたものであり、再現性よく実現され
る。
In the first state, the core is not injected into the channel at all, so that the current flows over the entire channel width of the memory cell. This current value is used as a reference current. In the memory cell in the second state, the core is injected from both ends of the channel width to make the channel width about 2/3, and an on-current of about 2/3 of the standard current flows. In the third state, the core is injected into the central portion of the gate width, the gate width is set to about ⅓, and an ON current of about ⅓ of the standard current flows. In the memory cell in the fourth state, core injection is performed over the entire channel width, and no on-current flows. Thus, 2-bit information can be stored per memory cell. In the second state, core injection is performed by self-alignment by rotational oblique injection using the gate electrode as a mask, which is realized with good reproducibility.

【0011】[0011]

【実施例】図1は一実施例における4値メモリセルを表
わしたものである。(A)は平面図、(B)は(A)の
B−B’線位置での断面図、(C)は(A)のC−C’
線位置での断面図である。P型シリコン基板2に複数の
メモリセルのソース領域のための連続したN型拡散領域
4と、複数のメモリセルのドレイン領域のための連続し
たN型拡散領域6とが互いに平行に交互に形成されてい
る。ドレイン用の拡散領域6がビットラインとなってセ
ンス回路が接続され、ソース用の拡散領域4がグラウン
ドラインとなる。拡散領域4,6の間の基板表面にはゲ
ート酸化膜8が形成され、拡散領域4,6上にはゲート
酸化膜8よりも厚いシリコン酸化膜10が形成され、基
板上にはゲート酸化膜8及び酸化膜10を介してワード
ライン12が拡散領域4,6と直交して交差する方向に
形成されている。図では省略されているが、更に層間絶
縁膜が形成され、所定の位置にコンタクトホールが形成
されて層間絶縁膜上のメタル配線が各部と接続される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT FIG. 1 shows a four-valued memory cell in one embodiment. (A) is a plan view, (B) is a cross-sectional view taken along line BB ′ of (A), and (C) is CC ′ of (A).
It is sectional drawing in a line position. On the P-type silicon substrate 2, continuous N-type diffusion regions 4 for source regions of a plurality of memory cells and continuous N-type diffusion regions 6 for drain regions of a plurality of memory cells are alternately formed in parallel with each other. Has been done. The drain diffusion region 6 serves as a bit line to which the sense circuit is connected, and the source diffusion region 4 serves as a ground line. A gate oxide film 8 is formed on the substrate surface between the diffusion regions 4 and 6, a silicon oxide film 10 thicker than the gate oxide film 8 is formed on the diffusion regions 4 and 6, and a gate oxide film is formed on the substrate. A word line 12 is formed in a direction intersecting the diffusion regions 4 and 6 at right angles through the oxide film 8 and the oxide film 10. Although not shown in the drawing, an interlayer insulating film is further formed, a contact hole is formed at a predetermined position, and the metal wiring on the interlayer insulating film is connected to each part.

【0012】拡散領域4,6間でワードライン12の下
側の基板表面が各メモリセルのチャネル領域となる。メ
モリセルに情報を書き込むためにボロンイオンがコアイ
オンとして注入されている。斜線の施されているのがコ
ア注入領域である。第1の状態のメモリセルTr1では
チャネル領域には全くコア注入がなされていない。第2
の状態のメモリセルTr2ではチャネル幅の両端からコ
ア注入されてチャネル幅が約2/3に狭められており、
第3の状態のメモリセルTr3ではチャネル幅の中央部
にコア注入されてチャネル幅が約1/3に狭められてい
る。第4の状態のメモリセルTr4ではチャネル幅の全
体にわたってコア注入されている。
The substrate surface below the word line 12 between the diffusion regions 4 and 6 becomes the channel region of each memory cell. Boron ions are implanted as core ions to write information in the memory cell. The core injection region is shaded. In the memory cell Tr 1 in the first state, no core is injected into the channel region. Second
In the memory cell Tr 2 in the state of, the core width is narrowed to about 2/3 by core injection from both ends of the channel width.
In the memory cell Tr 3 in the third state, the core is injected into the central portion of the channel width to reduce the channel width to about 1/3. In the memory cell Tr 4 in the fourth state, core injection is performed over the entire channel width.

【0013】ここで、材質及び厚さの一例を示すと、ゲ
ート酸化膜8の厚さは約500Å、シリコン酸化膜10
の厚さは1000〜2000Å、ワードライン12は厚
さが2000〜4000Åで不純物導入により低抵抗化
された多結晶シリコン膜である。
Here, as an example of the material and thickness, the gate oxide film 8 has a thickness of about 500 Å and the silicon oxide film 10 has a thickness of
Is 1000 to 2000Å and the word line 12 is 2000 to 4000Å and is a polycrystalline silicon film having a low resistance due to introduction of impurities.

【0014】第1の状態のメモリセルTr1でのオン電
流を標準電流Idとすると、第2の状態のメモリセルT
2はチャネル幅が2/3になるためにオン電流が2I
d/3となり、第3の状態のメモリセルTr3はチャネ
ル幅が1/3になるためにオン電流がId/3となり、
第4の状態のメモリセルTr4はチャネル全域にコア注
入されているためオン電流が0になる。これにより4値
メモリが実現される。
When the on-state current in the memory cell Tr 1 in the first state is the standard current Id, the memory cell T in the second state is
Since the channel width of r 2 is 2/3, the on-current is 2I
Since the channel width of the memory cell Tr 3 in the third state becomes 1/3, the on-current becomes Id / 3,
Since the memory cell Tr 4 in the fourth state has the core injected into the entire channel, the on-current becomes 0. This realizes a four-valued memory.

【0015】次に、この実施例の製造方法を図2により
説明する。 (A)P型シリコン基板2の表面に互いに平行な帯状の
ソース領域とドレイン領域のための拡散領域形成用のレ
ジストパターンを写真製版で形成し、それをマスクとし
てリン又は砒素をイオン注入してソース領域(グラウン
ドライン)とドレイン領域(ビットライン)を形成す
る。その後、レジストを除去し、基板表面を酸化して拡
散層の間の基板表面にはゲート酸化膜8を形成し、拡散
層上には増速酸化によりそれよりも厚いシリコン酸化膜
を同時に形成する。低抵抗化された多結晶シリコン膜を
2000〜4000Åの厚さに堆積し、写真製版とエッ
チングによりパターン化を施して拡散領域4,6と直交
する方向の帯状のワードライン12を形成する。
Next, the manufacturing method of this embodiment will be described with reference to FIG. (A) A resist pattern for forming diffusion regions for band-shaped source regions and drain regions which are parallel to each other is formed on the surface of the P-type silicon substrate 2 by photolithography, and phosphorus or arsenic is ion-implanted using the resist pattern as a mask. A source region (ground line) and a drain region (bit line) are formed. Thereafter, the resist is removed, the substrate surface is oxidized to form a gate oxide film 8 on the substrate surface between the diffusion layers, and a silicon oxide film thicker than that is simultaneously formed on the diffusion layer by accelerated oxidation. . A low resistance polycrystalline silicon film is deposited to a thickness of 2000 to 4000 Å and patterned by photoengraving and etching to form strip-shaped word lines 12 in a direction orthogonal to the diffusion regions 4 and 6.

【0016】チャネル領域にコア注入を施すために、第
4の状態のメモリセルTr4のためにそのメモリセルの
ゲート幅全てを含みさらにそれよりも広い開口aと、第
3の状態のメモリセルTr3のためにそのメモリセルの
チャネル幅のほぼ中央部にチャネル幅の約1/3の幅の
開口bをもつレジストパターン20を形成し、そのレジ
ストパターン20をマスクとしてボロンイオンを注入す
る。ボロン注入は注入エネルギーが約80KeVで、注
入量は1×1013/cm2程度とする。ボロンイオンは
ワードライン12を透過して基板表面に注入される。
In order to perform core injection into the channel region, for the memory cell Tr 4 in the fourth state, an opening a including the entire gate width of the memory cell and wider than that, and a memory cell in the third state. For Tr 3, a resist pattern 20 having an opening b having a width of about ⅓ of the channel width is formed in the central portion of the channel width of the memory cell, and boron ions are implanted using the resist pattern 20 as a mask. The implantation energy of boron is about 80 KeV, and the implantation amount is about 1 × 10 13 / cm 2 . Boron ions pass through the word line 12 and are implanted into the substrate surface.

【0017】(B)レジスト20を除去した後、再び写
真製版でレジストパターン22を形成し、そのレジスト
パターン22には第2の状態のメモリセルTr2のチャ
ネル幅の全てを含みさらにそれよりも広い開口aを有す
る。レジストパターン22をマスクとしてボロンイオン
を斜め回転注入する。このときの注入条件は、注入エネ
ルギーが約30KeV、傾斜角度が30〜40度、注入
量は1×1013/cm2程度とする。ボロンイオンはメ
モリセルTr2のチャネル幅の両端部からゲート電極1
2の側部下側にも入り込む。レジスト22を除去した
後、熱処理を施すことによって、注入されたボロンイオ
ンが図1(B)に示されるように拡散し、それぞれの状
態のチャネル幅を形成する。
(B) After removing the resist 20, a resist pattern 22 is formed again by photolithography, and the resist pattern 22 includes all the channel widths of the memory cells Tr 2 in the second state, and more than that. It has a wide opening a. Boron ions are obliquely rotationally implanted using the resist pattern 22 as a mask. The implantation conditions at this time are as follows: implantation energy is about 30 KeV, inclination angle is 30 to 40 degrees, and implantation amount is about 1 × 10 13 / cm 2 . Boron ions are applied to the gate electrode 1 from both ends of the channel width of the memory cell Tr 2.
Also go into the lower part of the side of 2. By removing the resist 22 and then performing heat treatment, the implanted boron ions are diffused as shown in FIG. 1B to form the channel width in each state.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明ではコア注入をチャネル幅の全
面、両端及び中央にうち分けているので、4種類のチャ
ネル幅を形成することができ、1メモリセル当り4種類
の情報を与えることができ、2ビット分の情報を記憶す
ることができて、記憶容量を2倍にすることができる。
According to the present invention, since the core injection is divided into the entire surface of the channel width, both ends and the center, four kinds of channel widths can be formed, and four kinds of information can be given to one memory cell. Therefore, information of 2 bits can be stored, and the storage capacity can be doubled.

【0019】本発明の製造方法によれば、2度のコア注
入で4種類の状態を形成することができるので、少ない
回数のコア注入ですむ。チャネル領域の両端部にコア注
入を施す第2の状態を形成するために、不純物を回転斜
め注入により低エネルギーでゲート電極をマスクにして
セルフアラインで注入すれば、再現性よくコア注入する
ことができる。
According to the manufacturing method of the present invention, four kinds of states can be formed by performing the core injection twice, so that the core injection can be performed a small number of times. In order to form the second state in which the core implantation is performed at both ends of the channel region, if the impurities are implanted in a self-aligned manner by using the gate electrode as a mask at low energy by the rotational oblique implantation, the core implantation can be performed with good reproducibility. it can.

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

【図1】一実施例における4種メモリセルを表わしたも
のであり、(A)は平面図、(B)は(A)のB−B’
線位置での断面図、(C)は(A)のC−C’線位置で
の断面図である。
1A and 1B show four kinds of memory cells in one embodiment, (A) is a plan view, (B) is BB 'of (A).
A sectional view taken along a line position, and (C) is a sectional view taken along a line CC 'in (A).

【図2】一実施例の製造方法におけるコア注入工程を示
す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a core injection step in the manufacturing method of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 P型シリコン基板 4 グラウンドライン 6 ビットライン 8 ゲート酸化膜 12 ゲート電極を兼ねるワードライン 20,22 レジストパターン 2 P-type silicon substrate 4 Ground line 6 Bit line 8 Gate oxide film 12 Word line also serving as gate electrode 20, 22 Resist pattern

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のメモリセルのソース領域のための
連続した拡散領域と、複数のメモリセルのドレイン領域
のための連続した拡散領域とが互いに平行に交互に形成
されており、ワードラインが前記両拡散領域と絶縁され
て両拡散領域に交差して形成され、両拡散領域間でワー
ドラインの下側の基板表面が各メモリセルのチャネル領
域となり、各チャネル領域は全くコア注入されていない
第1の状態、チャネル幅の両端部にコア注入されてチャ
ネル幅が約2/3に狭められている第2の状態、チャネ
ル幅の中央部にコア注入されてチャネル幅が約1/3に
狭められている第3の状態、チャネル幅の全体にわたっ
てコア注入されている第4の状態のいずれかをとること
を特徴とする4値の半導体メモリ装置。
1. A continuous diffusion region for a source region of a plurality of memory cells and a continuous diffusion region for a drain region of a plurality of memory cells are alternately formed in parallel with each other, and a word line is formed. Formed so as to be insulated from both diffusion regions and intersect with both diffusion regions, the substrate surface below the word line between both diffusion regions becomes the channel region of each memory cell, and each channel region is not core-injected at all. In the first state, core injection is performed at both ends of the channel width to narrow the channel width to about 2/3. In the second state, core injection is performed at the center of the channel width to reduce the channel width to about 1/3. A four-valued semiconductor memory device having either a narrowed third state or a core-injected fourth state over the entire channel width.
【請求項2】 基板に互いに平行な帯状の拡散領域を形
成し、前記拡散領域と絶縁されて前記拡散領域に交差す
るようにゲート電極を兼ねるワードラインを形成した
後、チャネル領域に全くコア注入しない第1の状態、チ
ャネル幅の約1/3にコア注入を施す第2の状態、チャ
ネル幅の中央部の約2/3にわたってコア注入を施す第
3の状態及びチャネル幅の全体にわたってコア注入を施
す第4の状態のうち、第2から第4の状態を2回のコア
注入工程に分けて行なう4値半導体メモリ装置の製造方
法。
2. A band-shaped diffusion region parallel to each other is formed on a substrate, and a word line which also serves as a gate electrode is formed so as to be insulated from the diffusion region and intersect the diffusion region, and then a core is injected into the channel region. 1st state, 2nd state of applying core injection to about 1/3 of channel width, 3rd state of applying core injection to about 2/3 of the central part of channel width, and core injection over the entire channel width A method of manufacturing a four-valued semiconductor memory device in which the second to fourth states are divided into two core injection steps among the fourth states.
【請求項3】 基板に互いに平行な帯状の拡散領域を形
成し、前記拡散領域と絶縁されて前記拡散領域に交差す
るようにゲート電極を兼ねるワードラインを形成した
後、以下の工程(A)から(C)を含んでチャネル領域
に4状態のいずれかを形成する4値半導体メモリ装置の
製造方法。 (A)チャネル幅の全体にわたってコア注入を施す第4
の状態とするメモリでは全チャネル幅にわたって開口を
有し、チャネル幅の中央部の約2/3にわたってコア注
入を施す第3の状態とするメモリセルではチャネル幅の
中央部にチャネル幅の約1/3の幅の開口を有し、全く
コア注入されない第1の状態とするメモリセル及びチャ
ネル幅の約1/3にコア注入を施す第2の状態とするメ
モリセルは被うレジストパターンを形成し、そのレジス
トパターンをマスクとしてゲート電極上から基板にコア
イオンを注入する工程、 (B)第2の状態とするメモリセルでは全チャネル幅を
含みそれよりも大きめの開口を有し、第1の状態とする
メモリセル、第3の状態とするメモリセル及び第4の状
態とするメモリセルは被うレジストパターンを形成し、
それをマスクとしてコアイオンを低エネルギーで回転斜
め注入する工程。 (C)注入されたイオンを拡散させて第2の状態のメモ
リセルではチャネル幅が約2/3に狭められ、第3の状
態のメモリセルではチャネル幅が約1/3に狭められる
ようにする熱処理工程。
3. A band-shaped diffusion region parallel to each other is formed on a substrate, and a word line which also serves as a gate electrode is formed so as to be insulated from the diffusion region and intersect the diffusion region, and then the following step (A) is performed. To (C) and forming any of four states in a channel region. (A) Fourth in which core injection is performed over the entire channel width
In the memory in the state 1), the memory cell has an opening over the entire channel width, and in the memory cell in the third state in which the core injection is performed over about ⅔ of the central portion of the channel width, the memory cell in the third state has about 1 A memory cell having an opening with a width of / 3 and having a first state in which no core injection is performed and a memory cell in a second state in which core injection is performed to about 1/3 of the channel width form a resist pattern to be covered. Then, using the resist pattern as a mask, a step of implanting core ions into the substrate from above the gate electrode, (B) The memory cell in the second state has an opening including the entire channel width and larger than that, and A memory cell to be in a state, a memory cell to be in a third state, and a memory cell to be in a fourth state form a resist pattern to be covered,
Using the mask as a mask, a step of rotating diagonally implanting core ions at low energy. (C) The implanted ions are diffused so that the channel width is narrowed to about 2/3 in the memory cell in the second state, and the channel width is narrowed to about 1/3 in the memory cell in the third state. Heat treatment process.
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