JPH06252365A - 半導体記憶装置の製造方法 - Google Patents

半導体記憶装置の製造方法

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JPH06252365A
JPH06252365A JP5034988A JP3498893A JPH06252365A JP H06252365 A JPH06252365 A JP H06252365A JP 5034988 A JP5034988 A JP 5034988A JP 3498893 A JP3498893 A JP 3498893A JP H06252365 A JPH06252365 A JP H06252365A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductive film
forming
gate electrode
film
memory device
Prior art date
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Pending
Application number
JP5034988A
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English (en)
Inventor
Takaaki Shimazaki
▲隆▼章 嶋▲崎▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低コストで短納期化および高集積化を実現で
きる半導体記憶装置の製造方法を提供する。 【構成】 導電膜57は絶縁膜56の所望の所にコンタ
クトホールを設けたあと絶縁膜56上に形成されてい
る。レジスト58は導電膜57上に形成されている。高
エネルギーイオン注入を施す部分のレジスト58と導電
膜57に窓穴60を形成する。そのあと導電膜57とレ
ジスト58をマスクにしてゲート電極53下のチャネル
部にリンイオンを注入する。つぎに導電膜57をレジス
ト59をマスクとして金属配線を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、短納期が可能な大容
量の半導体記憶装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、多品種少数量の電子機器を短い期
間で製造するため、それらに使用される半導体記憶装置
に関して記憶内容の決定から納品までの期間を短くする
ように要望が高まっている。さらに電子機器の高性能化
に伴い、大容量であるように要望が高まっている。
【0003】図3(a)〜(c)は、日経マイクロデバ
イス、1991年12月号、104頁〜109頁に提案
されている従来の半導体記憶装置の製造方法を示す工程
順の断面図である。図3(a)に示すように、ゲート電
極3はゲート酸化膜2を介して半導体基板1上に形成さ
れている。ソース4とドレイン5は半導体基板1の表面
にゲート電極3を挟んで向かい合っている。絶縁膜6は
ゲート電極3およびソース4およびドレイン5上を覆っ
ている。
【0004】図3(b)に示すように、導電膜7は絶縁
膜6の所望の所にコンタクトホールを設けたあと絶縁膜
6上に形成されている。この導電膜7はコンタクトホー
ルを通して電気的接続が必要な箇所どうしを結線するよ
うに金属配線として形成加工されている。不要な部分は
レジスト8をマスクにして除去されている。特に導電膜
7はゲート電極3上を覆わないように加工されている。
後の工程でゲート電極3下にイオンを注入できるように
するためである。
【0005】図3(c)に示すように、絶縁膜6および
導電膜7の上にレジスト9を設け、高エネルギーイオン
注入を施す部分のレジスト9に窓穴10を開ける。レジ
スト9をマスクにしてゲート電極3の下のチャネル部に
ボロンイオンを注入する。加速エネルギーは400〜5
00KeV、ドーズ量は約1×1014cm-2である。こ
こで、イオン注入は高エネルギーイオン注入技術で施し
ており、レジスト9の膜厚はマスクすべきところの阻止
能を高めるために2μmと普通より厚くしてある。また
窓穴の大きさは約3μmである。
【0006】このあとパッシベーション膜を形成し、ボ
ンディングパッド上に窓穴を開ける。以上の前工程の
後、検査、ダイシング、ボンディング、パッケージング
などの後工程を経て製品を顧客に納入する。次に半導体
記憶装置の動作について説明する。半導体記憶装置のし
きい値電圧は高エネルギーイオン注入を施すと約6Vに
上昇する。この半導体記憶装置のゲート電極3に電源電
圧5Vを印加してもドレイン電流は流れない。一方、高
エネルギーイオン注入をしていない半導体記憶装置のし
きい値電圧は通常約0.7Vである。この半導体記憶装
置のゲート電極3に電源電圧5Vを印加するとドレイン
電流が流れる。つまり高エネルギーイオン注入を施す施
さないによって半導体記憶装置のドレイン電流が流れな
かったり、流れたりする状態をつくりだし、記憶内容を
半導体記憶装置につくり込むのである。
【0007】この従来の半導体記憶装置の製造方法で
は、記憶内容を半導体記憶装置につくり込む工程が比較
的時間のかかる前工程の最終近くにあるため、電子機器
に応じた記憶内容の決定から納品までの期間は約1週間
と短く、短納期化が可能である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体記憶装置
の製造方法では、記憶内容を半導体記憶装置につくり込
むための高エネルギーイオン注入工程を金属配線形成後
に行っており、マスクすべきところの阻止能を高めるた
めにレジスト膜厚を厚くしなければならず、そのためレ
ジストの解像度の制約から窓穴10が大きくなり、した
がって微細化および高集積化に適さないといった欠点を
有していた。
【0009】一方、窓穴10を小さく加工するため、特
別なレジストや高阻止能薄膜を使用すると、プロセスが
複雑になりコストが上がる。したがって、この発明の目
的は、この従来の課題を解決し、低コストで短納期化お
よび高集積化を実現できる半導体記憶装置の製造方法を
提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の半導体記憶装
置の製造方法は、半導体基板上にゲート酸化膜を形成す
る工程と、ゲート酸化膜上にゲート電極を形成する工程
と、半導体基板の表面でゲート電極の側部にソースおよ
びドレインの拡散層を形成する工程と、ゲート電極およ
びソースおよびドレインの拡散層上に絶縁膜を形成する
工程と、絶縁膜上に導電膜を形成する工程と、導電膜を
マスクにしてゲート電極下にイオン注入する工程と、絶
縁膜上に金属配線を形成する工程とを含むものである。
【0011】請求項2の半導体記憶装置の製造方法は、
請求項1において、絶縁膜上に金属配線を形成する工程
の際、イオン注入時にマスクとして使用する導電膜を金
属配線としてパターン加工したことを特徴とするもので
ある。
【0012】
【作用】請求項1の半導体記憶装置の製造方法によれ
ば、半導体基板上にゲート酸化膜,ゲート電極,ソース
およびドレインの拡散層および絶縁膜を形成し、その上
に導電膜を形成する。この導電膜の一部のゲート電極上
に窓穴を形成し、導電膜をマスクにしてゲート電極下に
イオン注入し、その後絶縁膜上に金属配線を形成する。
【0013】この場合、イオン注入するとき導電膜をマ
スクとして使用しているため、導電膜はマスクすべきと
ころの阻止能が高いので、レジスト膜厚を厚くする必要
がなく、そのため窓穴を微細に形成でき集積度を高めら
れる。また窓穴を小さく加工するための特別のレジスト
や薄膜が必要でないので製造コストを抑制できる。さら
に記憶内容を半導体記憶装置につくり込む工程が全工程
の最終近くにあるため納期を短くすることができる。し
たがって、低コストで短納期化および高集積化を実現す
ることができる。
【0014】請求項2の半導体記憶装置の製造方法によ
れば、請求項1において、絶縁膜上に金属配線を形成す
る工程の際、イオン注入時にマスクとして使用した導電
膜を金属配線としてパターン加工したため、請求項1の
作用のほか、導電膜をイオン注入のマスクと金属配線と
に共用できるので構成が簡単になる。
【0015】
【実施例】この発明の一実施例について図1および図2
により説明する。図1はこの発明の一実施例における半
導体記憶装置の製造方法を示す工程順の断面図である。
図1(a)は、半導体基板51上にゲート酸化膜52を
形成する工程と、ゲート酸化膜52上にゲート電極53
を形成する工程と、半導体基板51の表面でゲート電極
53の側部にソース54およびドレイン55の拡散層を
形成する工程と、ゲート電極53およびソース54およ
びドレイン55の拡散層上に絶縁膜56を形成する工程
とにより形成されている。
【0016】この図(a)に示すように、ゲート電極5
3はゲート酸化膜52を介して半導体基板51上に形成
され、ソース54とドレイン55は半導体基板51の表
面にゲート電極53を挟んで向かい合っている。半導体
基板51は結晶欠陥が少なく界面準位密度が少ないP型
(100)10〜15Ωcmのものを使用する。ゲート
酸化膜52の膜厚は約20nmである。またゲート電極
53の寸法は長さが1.0μm、幅が約2μmである。
このゲート電極53はポリシリコンで構成されている。
ドレイン構造はホットキャリア耐圧を上げるため通常は
LDD構造にしてある。ただし図では簡略化のためシン
グルドレイン構造で示してある。ソース54、ドレイン
55はリンを50KeV、1.0×1013cm-2、砒素
を50KeV、1.0×1015cm-2でイオン注入して
形成する。絶縁膜56はゲート電極53およびソース5
4およびドレイン55上を覆っている。この絶縁膜56
は耐湿性および平坦性などを考慮してBPSG膜を使用
している。また絶縁膜56の膜厚は約600nmであ
る。
【0017】図1(b)は、図1(a)から導電膜57
の一部のゲート電極53上に窓穴60を形成する工程
と、導電膜57をマスクにしてゲート電極53の下にイ
オン注入(矢印)する工程によって形成されている。こ
の図(b)に示すように、導電膜57は絶縁膜56の所
望の所にコンタクトホールを設けたあと絶縁膜56上に
形成されている。この導電膜57はアルミニウムで構成
されている。その膜厚は約600nmである。レジスト
58は導電膜57上に形成されている。その膜厚は約1
μmである。高エネルギーイオン注入する部分のレジス
ト58に窓穴60を開ける。このレジスト58をマスク
にして導電膜57の窓穴60の部分を除去する。このと
き導電膜57は窓穴60を除いて全面に存在している。
そのあと導電膜57とレジスト58をマスクにしてゲー
ト電極53の下のチャネル部61にリンイオンを注入す
る。従来例とは異なり、導電膜57は金属配線として使
用するだけでなく、高エネルギーイオン注入時のマスク
としても使用している。加速エネルギーは約1〜1.2
MeV、ドーズ量は約1×1013cm-2である。イオン
注入は高エネルギーイオン注入技術で施すが、導電膜5
7の阻止能が高いためレジスト58の膜厚は約1μmと
薄くできる。これによりレジスト58の窓穴60は約1
×1μm2まで小さく加工でき、高集積化が実現でき
る。
【0018】図1(c)は、金属配線を形成する工程で
あり、高エネルギーイオン注入を施した後、導電膜57
を図に示すようにレジスト59をマスクとしてパターン
加工して、金属配線に必要な部分のみ残して他を除去す
る。そして、コンタクトホールを通して電気的接続が必
要な箇所どうしを結線するようにする。このように高エ
ネルギーイオン注入を施してから金属配線を形成加工す
る手順は、従来例とは異なっている。
【0019】このあとパッシベーション膜を形成し、ボ
ンディングパッド上に窓穴を開ける。以上の前工程の
後、検査、ダイシング、ボンディング、パッケージング
などの後工程を経て製品を顧客に納入する。図2はこの
発明の一実施例における半導体記憶装置のレイアウトを
示す平面図である。ワード線になるゲート電極53は通
常4個または8個単位で並列に設置される。また単位毎
にビット線になる導電膜57が高電位を供給する。
【0020】次に半導体記憶装置の動作について説明す
る。高エネルギーイオン注入によってゲート電極53下
のチャネル部61にN-拡散層を形成し、ソース54、
ドレイン55を電気的に接続する。これにより常時ドレ
イン電流が流れる状態をつくりだす。高エネルギーイオ
ン注入を施していない半導体記憶装置のしきい値電圧は
通常約0.7Vである。この半導体記憶装置のゲート電
極53に電圧を印加しない限りドレイン電流は流れな
い。つまり高エネルギーイオン注入を施す施さないによ
ってドレイン電流が流れたり流れなかったりする状態を
つくりだし、記憶内容を半導体記憶装置につくり込むの
である。
【0021】この実施例でも、記憶内容を半導体記憶装
置につくり込む工程が比較的時間のかかる前工程の最終
近くにあるため、電子機器に応じた記憶内容の決定から
納品までの期間は約1週間と短い。また、イオン注入す
るとき導電膜57をマスクとして使用でき、導電膜57
はイオンの阻止能が高いため、レジスト59の膜厚を厚
くする必要はなく、よって窓穴60を微細に形成でき集
積度を高められ、また特別のレジストや薄膜は必要でな
いため製造コストを抑制できる。
【0022】なお、この実施例の高エネルギーイオン注
入に用いるイオンがリンイオンであったが、従来例のよ
うにボロンイオンでもよい。また、この実施例では高エ
ネルギーイオン注入工程は1層目の導電膜57を形成し
た後に施したが、2層目の導電膜を形成した後で施して
もよい。この場合、貫通すべき絶縁膜の膜厚が1層目と
2層目の導電膜間の絶縁膜分だけ厚くなるので、加速エ
ネルギーを大きくできる。
【0023】さらに、この実施例では高エネルギーイオ
ン注入時のマスクとして金属配線に使用する導電膜57
を共用したが、たとえばチタンナイトナイドのような導
電膜をマスク専用として使用してもよい。
【0024】
【発明の効果】請求項1の半導体記憶装置の製造方法に
よれば、イオン注入するとき導電膜をマスクとして使用
しているため、導電膜はマスクすべきところの阻止能が
高いので、レジスト膜厚を厚くする必要がなく、そのた
め窓穴を微細に形成でき集積度を高められる。また窓穴
を小さく加工するための特別のレジストや薄膜が必要で
ないので製造コストを抑制できる。さらに記憶内容を半
導体記憶装置につくり込む工程が全工程の最終近くにあ
るため納期を短くすることができる。したがって、低コ
ストで短納期化および高集積化を実現することができる
という効果がある。
【0025】請求項2の半導体記憶装置の製造方法によ
れば、請求項1において、絶縁膜上に金属配線を形成す
る工程の際、イオン注入時にマスクとして使用した導電
膜を金属配線としてパターン加工したため、請求項1の
効果のほか、導電膜をイオン注入のマスクと金属配線と
に共用できるので構成が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例における半導体記憶装置の
製造方法を示す工程順の断面図である。
【図2】その半導体記憶装置のレイアウトを示す平面図
である。
【図3】従来の半導体記憶装置の製造方法を示す工程順
の断面図である。
【符号の説明】
51 半導体基板 52 ゲート酸化膜 53 ゲート電極 54 ソース 55 ドレイン 56 絶縁膜 57 導電膜 60 窓穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/336 29/784 8617−4M H01L 21/265 W 8617−4M M 9054−4M 29/78 301 Y

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上にゲート酸化膜を形成する
    工程と、前記ゲート酸化膜上にゲート電極を形成する工
    程と、前記半導体基板の表面で前記ゲート電極の側部に
    ソースおよびドレインの拡散層を形成する工程と、前記
    ゲート電極および前記ソースおよびドレインの拡散層上
    に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に導電膜を形
    成する工程と、前記導電膜の一部の前記ゲート電極上に
    窓穴を形成する工程と、前記導電膜をマスクにして前記
    ゲート電極下にイオン注入する工程と、前記絶縁膜上に
    金属配線を形成する工程とを含む半導体記憶装置の製造
    方法。
  2. 【請求項2】 絶縁膜上に金属配線を形成する工程の
    際、イオン注入時にマスクとして使用した導電膜を金属
    配線としてパターン加工することを特徴とする請求項1
    項記載の半導体記憶装置の製造方法。
JP5034988A 1993-02-24 1993-02-24 半導体記憶装置の製造方法 Pending JPH06252365A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009535817A (ja) * 2006-04-26 2009-10-01 インターナショナル レクティフィアー コーポレイション 溝型半導体デバイスの製造のためのマスク構造

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009535817A (ja) * 2006-04-26 2009-10-01 インターナショナル レクティフィアー コーポレイション 溝型半導体デバイスの製造のためのマスク構造

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