JPH0637284A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH0637284A
JPH0637284A JP4020494A JP2049492A JPH0637284A JP H0637284 A JPH0637284 A JP H0637284A JP 4020494 A JP4020494 A JP 4020494A JP 2049492 A JP2049492 A JP 2049492A JP H0637284 A JPH0637284 A JP H0637284A
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JP
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layer
diffusion layer
refractory metal
forming
polysilicon
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JP4020494A
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English (en)
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Tetsushi Hikawa
哲士 肥川
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MegaChips Corp
Original Assignee
MegaChips Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 フラットセル型の不揮発性メモリセルのN+
拡散層11を形成する際に1層目のポリシリコン7を用
いてメモリセルのN+ 拡散層をこの1層目のポリシリコ
ンに自己整合的に形成し、この後N+ 拡散層11に高融
点金属あるいはそのシリサイド層10を形成するように
したものである。 【効果】 ビットラインとなる拡散層を低抵抗化し、メ
モリセルの高速動作を実現できるプロセスを、ROM,
EPROM,EEPROMセルの各ROMセルに関しほ
ぼ同一のプロセスで実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置及びその製
造方法に関し、特にフラットセル型の不揮発性メモリ
(ROM,EPROM,EEPROM)のビットライ
ン,ワードラインを低抵抗化することによりその高速化
を容易に達成できるようにしたものに関する。
【0002】
【従来の技術】図3に従来のフラットセル型ROMの構
成を示す。図において、4はSi基板、2はこのSi基
板4の表面領域に、相互に平行になるように形成された
+ 拡散層、3はこのN+ 拡散層2が形成された表面平
坦なSi基板4上に形成されたゲート酸化膜、1はこの
ゲート酸化膜3上に上記各N+ 拡散層と相互に直交する
とともにそれぞれが相互に平行になるように形成された
ポリシリコン電極である。
【0003】この従来装置は、Si基板4表面にN+
散層2を形成し、その後ゲート酸化膜3を形成し、ゲー
ト電極をポリシリコン1で形成する、という処理を実行
することで製造できる。
【0004】ところで、この従来の半導体装置の場合、 (1) N+ 拡散層2の上部にゲート酸化膜3を介して、ゲ
ートとなるポリシリコン電極1が形成される (2) N+ 拡散層2間の分離が通常のMOS型トランジス
タのようなLOCOS法を用いた厚い酸化膜(フィール
ド酸化膜)ではない
【0005】等の理由によって、N+ 拡散層全域のシリ
サイド化が困難である。これはEPRM,EEPROM
に関しても同様である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のフラットセル形
の半導体装置は以上のように構成されており、各トラン
ジスタ間に分離用の厚い酸化膜が存在しないため、通常
のLOCOS法を用いた厚い酸化膜分離の半導体装置に
比し、高い集積度が達成されている。
【0007】しかしながら、ROM等のデバイスの高速
化を達成すべく拡散層及びゲート電極の低抵抗化を行お
うとする場合、通常のトランジスタであれば例えばSelf
-Aligned-Silicidation 法(サリサイド法)が一般的に
用いられるが、この従来技術を採用したフラットセル形
のROM構造の場合、上述のような、
【0008】(1) ソース,ドレインとなるべき拡散層の
上部にもゲート電極が存在する (2) となりあう拡散層の分離に厚い酸化膜を用いていな
いため選択的なシリサイド化が困難である
【0009】等の理由で拡散層のシリサイド化は非常に
困難である。
【0010】本発明は、このような従来のものの問題点
を解消するためになされたもので、拡散層の低抵抗化が
選択的にでき、高速化に適した構造を有する装置が容易
に得られる半導体装置及びその製造方法を提供すること
を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
は、フラットセル型の不揮発性メモリセルのN+ 拡散層
を形成する際に、2層ポリシリコン構成とし、メモリセ
ル周辺の通常のMOSトランジスタの電極形成と同時に
1層目のポリシリコンに自己整合的に形成されたメモリ
セルのN+ 拡散層と、N+ 拡散層に形成された高融点金
属あるいはそのシリサイド層とを備えるようにしたもの
である。
【0012】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、フラットセル型の不揮発性メモリセルのN+ 拡散層
を形成する際に、2層ポリシリコン構成とし、メモリセ
ル周辺の通常のMOSトランジスタの電極形成と同時
に、1層目のポリシリコンを用いてメモリセルのN+
散層をこの1層目のポリシリコンに自己整合的に形成
し、この後N+ 拡散層に高融点金属あるいはそのシリサ
イド層を形成するようにしたものである。
【0013】
【作用】この発明においては、N+ 拡散層に高融点金属
あるいはそのシリサイド層を形成するようにしたので、
ビット線がN+ 拡散層のみで構成される場合の拡散抵抗
が50Ω/□程度であるのに対して、その拡散抵抗が5
〜10Ω/□となり、低抵抗が実現され、装置の高速化
の達成が可能となる。
【0014】また、この発明においては、メモリセルの
+ 拡散層を1層目のポリシリコンに自己整合的に形成
し、このN+ 拡散層に高融点金属あるいはそのシリサイ
ド層を形成するようにしたので、低抵抗が実現され、装
置の高速化が可能なROM,EPROM,EEPROM
のメモリセルがほぼ同一のプロセスで製造できる。
【0015】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図1は本発明の一実施例による半導体装置の構成お
よびその製造方法を示す。図1において、4はSi基
板、11はSi基板4の表面領域に相互に平行になるよ
うに形成されたN+ 拡散層、6はこのN+ 拡散層11が
形成された表面平坦なSi基板4上に形成されたゲート
酸化膜、10はこのゲート酸化膜6と同一平面となるよ
うに形成された高融点シリサイドであり、N+ 拡散層1
1上の、サイドウオール間に相当する領域に形成されて
いる。また、7はその両端が隣り合う2つのN+ 拡散層
の上方にかかるように形成された1層目ポリシリコン、
9は1層目ポリシリコン11の両端にそれぞれ形成され
たサイドウオール、12はこのサイドウオール間を埋め
るように形成されたデポ酸化膜であり、これらのデポ酸
化膜12,サイドウオール9,1層目ポリシリコン7,
サイドウオール9,デポ酸化膜12はこの順でN+ 拡散
層11の長手方向と直交する同一直線上に繰り返し配置
されたものが、相互に平行となるようにゲート酸化膜6
上に形成されている。また、8はこれらの上に形成され
た2層目ポリシリコンである。
【0016】次にこの実施例の製造方法を、図2に示す
LSIのフローに基づいて説明する。最初に通常のCM
OSあるいはNMOSプロセス工程を経て、図2(a) の
構造を得る。ここまでで周辺トランジスタのトランジス
タ間を分離するための厚い酸化膜(5000〜1000
0オングストローム程度)の形成(フィールド酸化膜)
と、トランジスタのゲート酸化膜となるべき薄い酸化膜
(EEPROMの場合100オングストローム前後、他
は100〜250オングストローム程度)6の形成がな
されている。
【0017】次にトランジスタのゲート電極となる第1
層目のポリシリコンをCVD法で2000〜4000オ
ングストローム程度デポし、イオン注入法等で不純物を
導入したあと、熱酸化法を用いてポリシリコン7表面を
酸化する。このあと窒化膜をデポし(図2(b) の絶縁膜
8)、電極パターンを形成する(図2(b) )。このあと
熱酸化によりポリシリコンの側壁に酸化膜を形成する場
合もある。これは特にEPROMあるいはEEPROM
のフローティングゲートとして、このポリシリコンを使
用する場合のデータの「ぬけ」を防ぐうえで重要な工程
となる。
【0018】次にCVD法等により酸化膜を2000オ
ングストローム程度デポしたのち、エッチバック法によ
りポリシリコンのサイドウォールにのみこの酸化膜9を
残す。
【0019】以上の工程でトランジスタのソースあるい
はドレインを形成する拡散領域だけが露出した形にな
る。ここでTi等の高融点金属をスパッタ法でデポした
あとRTA法を用いてTiがSiと接する部分のみをT
i−SiNとし、アンモニア過水等でTiだけを除去
し、選択的にTi−SiN層10を形成する。このあと
+ 拡散層11あるいはP+ 拡散層形成のために、イオ
ン注入及び活性化のための熱処理を行う(図2(c) )。
なお、ここでN+ あるいはP+ 拡散層形成とTi−Si
N形成はその順序が逆になってもよい(図2(c) )。
【0020】次にSiO2 をCVD法等を用いてデポす
る(5000オングストローム前後)。このあとSOG
(スピンオングラス)+エッチバック、あるいはレジス
トコート+エッチバックによりデポ酸化膜12をメモリ
セルのビットライン上に残す(図2(d) )。
【0021】このあとメモリセル領域の1層目のポリシ
リコン上の窒化膜と酸化膜を除去したのち、2層目のポ
リシリコンを3000オングストローム前後デポし、不
純物を注入法等で導入したのち、ワードライン8のパタ
ーニングを行う(図2(e) )。このあと熱酸化法を用い
て露出したポリシリコン上に薄い酸化膜を形成し、層間
絶縁膜13を形成する。なお、周辺トランジスタ部にお
いては高融点金属シリサイドに達する開口を形成し、こ
れに1層目アルミ配線14を形成する(図2(f) )。
【0022】このような、一連の処理により、フラット
型のメモリセル領域のN+ 拡散層を高融点金属を用いて
低抵抗化することが容易に実現できる。
【0023】また、メモリセルのゲート酸化膜形成が通
常のMOSと同様に高濃度不純物を導入するN+ 拡散層
(ビットライン)形成前に形成できるため、良質のもの
が得られ、これは特にEEPROM用の薄い酸化膜形成
時に有効である。
【0024】なお、上記実施例では、ROMの場合につ
いて説明したが、EPROMあるいはEEPROMの場
合には、図2(d) の工程のあと、1層目ポリシリコン上
の窒化膜と酸化膜を残したままメモリセルのワードライ
ンとなる2層目のポリシリコンをデポし、このあとはR
OMの場合と同様のプロセスを実施することで実現でき
る。
【0025】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る半導体装
置によれば、フラットセル型不揮発性メモリの拡散層の
一部を高融点金属でシリサイド化するようにしたので、
その抵抗を低抵抗化でき、装置を高速化できるという効
果がある。
【0026】また、この発明に係る半導体装置の製造方
法によれば、フラットセル型の不揮発性メモリセルの拡
散層を形成する際に、メモリセルの拡散層をゲート電極
となるべき層に自己整合的に形成し、この後拡散層に高
融点金属あるいはそのシリサイド層を形成するようにし
たので、低抵抗が実現され、装置の高速化が可能な不揮
発性メモリのメモリセルをほぼ同一のプロセスで製造で
きるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による半導体装置である、フ
ラットセル型ROMセルの3次元的な構成を示す図であ
る。
【図2】本発明の一実施例による半導体装置である、フ
ラットセル型ROMの製造方法の一例を示すプロセスフ
ロー図である。
【図3】従来型のフラットセル型ROMセルの3次元的
な構成を示す図である。
【符号の説明】
4 Si基板 6 ゲート酸化膜 7 1層目ポリシリコン 8 2層目ポリシリコン 9 サイドウオール 10 高融点金属シリサイド 11 N+ 拡散層 12 デポ絶縁膜
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 29/792 H01L 29/78 371

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の表面に相互に平行に形成さ
    れた第1導電型の不純物拡散層と、 該第1導電型の不純物拡散層に沿って、その上部に接す
    るように形成された高融点金属層あるいは高融点金属シ
    リサイド層と、 該高融点金属層あるいは高融点金属シリサイド層に沿っ
    て、その上部に接するように所定間隔をおいて形成され
    た第1の半導体層と、 該第1の半導体層および第1の誘電体層をはさんで上記
    第1導電型の不純物拡散層の長手方向と直交する方向
    に、所定間隔をおいて形成されたゲート電極とを備えた
    ことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 半導体基板上に、ゲート電極となるべき
    層を相互に平行に形成する工程と、 上記ゲート電極となるべき層の長手方向の側壁に第1の
    誘電体層を形成する工程と、 上記側壁間に相当する領域で上記半導体基板に接するよ
    うに高融点金属層あるいは高融点金属シリサイド層を形
    成するとともに該側壁間の下方に相当する領域の上記半
    導体基板表面に第1導電型の不純物拡散層を形成する工
    程と、 上記ゲート電極となるべき層の側壁間かつ上記高融点金
    属層あるいは高融点金属シリサイド層上に第1の半導体
    層を形成する工程と、 上記ゲート電極となるべき層,第1の誘電体層,および
    第1の半導体層にパターニングを行ない、当該各層がそ
    の長手方向と直交する方向の同一直線上に繰返し配設さ
    れるように形成する工程とを含むことを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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