JPH09331029A - 半導体メモリ装置とその製造方法 - Google Patents

半導体メモリ装置とその製造方法

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JPH09331029A
JPH09331029A JP8174323A JP17432396A JPH09331029A JP H09331029 A JPH09331029 A JP H09331029A JP 8174323 A JP8174323 A JP 8174323A JP 17432396 A JP17432396 A JP 17432396A JP H09331029 A JPH09331029 A JP H09331029A
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JP
Japan
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bit line
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forming
word
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JP8174323A
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Yuichi Ando
友一 安藤
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイオード型ROMのメモリセルを小型にす
る。 【解決手段】 P型シリコン基板に形成したN型拡散層
によりビットラインBL1〜BL3が形成され、そのシ
リコン基板上にはビットラインBL1〜BL3と直交す
る方向にワードラインWL1〜WL3が形成されてい
る。ワードラインWL1〜WL3は下層がP型ポリシリ
コン層で、上層がタングステンシリサイド層であり、ビ
ットラインとワードラインの各交点がそれぞれメモリセ
ルC11〜C33となっている。メモリセルC11〜C
33のうち、メモリセルC11とC22はビットライン
とワードライン間が導通しないようにデータの書込みが
行なわれて反対方向の2種類のダイオードが形成されて
おり、他のメモリセルでは導通するように1種類のダイ
オードが形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は読出し専用の半導体
メモリ装置(ROM)、特にダイオード型のマスクRO
Mとその製造方法に関するものである。この半導体メモ
リ装置はそれ自体として又は他の半導体装置とともに1
チップに形成される。
【0002】
【従来の技術】マスクROMを初めとして、メモリ装置
はメモリ素子1個当たりのサイズが装置のコストに大き
く影響する。そのため、微細化技術を駆使して高集積化
が進められている。マスクROMの1種としてダイオー
ド型ROMが知られている。ダイオード型ROMはMO
Sトランジスタ型ROMに比べると、構造が簡単であ
り、またMOSトランジスタに必要なソース・ドレイン
領域がないため、格段にメモリセルを小さくすることが
できる。また、動作速度もMOSトランジスタに比べて
速い。
【0003】ダイオード型ROMの一例として、書き込
むべきデータに従って、コンタクトの有無によりダイオ
ードを形成するかしないかを選択する方式のものが提案
されている(特開昭60−176266号公報参照)。
その引例のROMでは、絶縁物上に一導電型の半導体に
て複数ラインを形成し、その表面に絶縁膜を設け、その
ラインと交差する逆導電型の半導体配線を設け、そのラ
インと配線との交点に”1”、”0”のデータに対応し
てコンタクトを形成している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】引例のROMでは、デ
ータの書込みをワードラインとビットラインとの交点で
のコンタクトの有無により行なっているため、メモリセ
ルのサイズはそのコンタクトと、アライメントずれのマ
ージンに対するスペースが必要となるため大きくなって
しまう欠点がある。そこで、本発明はダイオード型RO
Mのメモリセルをさらに小型にすることを目的とするも
のである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明ではデータの書込
みをコンタクトの有無によるのではなく、ビットライン
とワードラインの各交点には予めダイオードを形成して
おき、両ライン間に導通させないメモリセルにはイオン
注入により逆方向の接合を形成することによってデータ
の書込みを行なう。
【0006】そのため、本発明のダイオード型ROM
は、半導体層にてなり、互いに平行に形成された帯状の
ビットラインと、二層構造で下層がビットラインと直接
接触し、ビットラインと交差する方向に形成された帯状
の複数のワードラインとを備え、ビットラインとワード
ラインとの交点には記憶すべきデータに応じて1種類の
接合又は反対方向の2種類の接合が形成されている。
【0007】ビットラインは半導体基板に形成された拡
散層であるか、絶縁膜上に形成されたポリシリコン層で
あることが好ましい。ワードラインは下層がポリシリコ
ン層、上層が高融点金属シリサイド層のポリサイド構造
であることが好ましい。
【0008】本発明のROMを製造するために、本発明
の製造方法は以下の工程(A)から(C)を含んでい
る。 (A)半導体基板に第1導電型の拡散層を形成すること
により、又は絶縁膜上に第1導電型のポリシリコン層を
形成しそれをパターン化することにより、互いに平行な
帯状のビットラインを形成する工程、(B)ビットライ
ン上から、下層が第2導電型ポリシリコン層、上層が高
融点金属シリサイド層の構成をもつポリサイド層を形成
し、パターン化してビットラインと交差する方向の帯状
の複数のワードラインを形成する工程、(C)ビットラ
インとワードラインとの交点のうち、記憶すべきデータ
に従ってビットラインとワードラインとの間で導通させ
ない交点に開口をもつレジストパターンを形成し、それ
をマスクとしてワードラインのポリシリコン層に第1導
電型不純物をイオン注入する工程。
【0009】本発明のダイオード型ROMでは、ビット
ラインとワードラインとの交点で1種類の接合が形成さ
れているメモリセルにはダイオードの順方向に電流が流
れ、反対方向の2種類の接合が形成されているメモリセ
ルにはいずれの方向の電流も流れない。このように、電
流が流れるか流れないかにより、メモリセルに書き込ま
れたデータを読みだすことができる。
【0010】
【実施例】図1は一実施例を表わす。(A)は概略平面
図、(B)はその等価回路図である。P型シリコン基板
に形成したN型拡散層によりビットラインBL1〜BL
3が形成され、そのシリコン基板上にはビットラインB
L1〜BL3と直交する方向にワードラインWL1〜W
L3が形成されている。ワードラインWL1〜WL3は
下層がP型ポリシリコン層で、上層がタングステンシリ
サイド層であり、ビットラインとワードラインの各交点
がそれぞれメモリセルC11〜C33となっている。
【0011】メモリセルC11〜C33のうち、メモリ
セルC11とC22はビットラインとワードライン間が
導通しないようにデータの書込みが行なわれ、他のセル
では導通するように接合が形成されているものとする。
等価回路図に示されるように、メモリセルC11とC2
2では反対方向の2種類のダイオードが形成されてい
る。
【0012】ビットラインがP型シリコン基板に形成さ
れたN型拡散層である図1の実施例の製造方法を図2に
示す。(A)〜(C)はその工程を平面図として表わし
たものであり、(a)〜(c)はそれぞれの平面図での
X−X’線位置での断面図を表わしたものである。
【0013】(A)P型シリコン基板2に通常のプロセ
スにて素子分離のためのチャネルストッパ層6と、その
上のフィールド酸化膜4を形成する。このとき、メモリ
領域のビットラインはフィールド酸化膜のない細長く連
続したシリコン基板層となる。その後、メモリ領域に砒
素などのN型不純物を20〜100KeVのエネルギー
で、1×1014〜1×1016/cm2の注入量で注入
し、ビットラインとなるN型拡散層8を形成する。
【0014】(B)基板2上にポリシリコン膜を100
0〜3000Åの厚さに堆積し、ボロンなどのP型不純
物をイオン注入法や拡散法により導入し、P型ポリシリ
コン膜10を形成する。そのポリシリコン膜10上にタ
ングステン膜12を1000〜3000Åの厚さに形成
し、写真製版とエッチングによりタングステン膜12と
ポリシリコン膜10をパターン化し、ビットライン8に
直交し、連続した細長い帯状のワードライン13を形成
する。これにより、ワードライン13とビットライン8
の交点にはPN接合が生成してダイオードが形成され、
メモリアレイが形成される。
【0015】それぞれの熱処理により、又はその後の熱
処理により、タングステン膜12とポリシリコン膜10
はポリサイド層となり、また、ポリシリコン層10中の
P型不純物がビットライン8のN型拡散層の方に拡散
し、ワードライン13とビットライン8の交点にP-
14が形成される。
【0016】(C)メモリアレイの各メモリセルにおい
て、データの書込みのためOFFとなるダイオード部が
開口18となるレジストパターン16を形成し、それを
マスクとしてリンなどのN型不純物を10〜100Ke
Vのエネルギーで、1×1014〜1×1017/cm2
注入量で注入する。このときの注入条件は、ワードライ
ンのP型ポリシリコン層10をN型層20に反転させる
のに十分な注入量とし、また下側のシリコン基板中のP
-層14に影響を与えないエネルギーとする。レジスト
16を除去した後、既知の条件により絶縁膜を形成し、
コンタクトホールをあけ、メタル配線を形成する。
【0017】図1に戻って、この実施例の動作を説明す
る。N型拡散層にてなる複数のビットラインとP型ポリ
シリコンを含む複数のワードラインが互いに直交し、そ
れぞれ連続して形成されることにより、アレイ状上のダ
イオードが形成される。このダイオードが形成されてい
るメモリセルはPN接合であるため、ワードラインに正
の電圧をかけると、ワードラインからビットラインに順
方向の電流が流れる。したがって、選択されたワードラ
インに正の電圧をかけ、選択されたビットラインから電
流を読み取ることにより、そのワードラインとビットラ
インとの交点にあるメモリセルがONと判定される。選
択されないワードラインとビットラインはともにオープ
ン状態とすることにより、不要な方向に電流は流れな
い。
【0018】次に、データの書き込まれたメモリセルは
ワードライン層がN型ポリシリコン層となり、NPN接
合になる。そのため、ワードラインに正の電圧がかかっ
ても逆方向となって電流は流れず、OFFと判定され
る。
【0019】ポリシリコン層10ではN型領域とP型領
域が共存するので、ポリシリコン層10中は電流が流れ
ないが、その上にタングステンシリサイド層12がある
ため、ワードラインとしての電流の流れは確保される。
【0020】実施例では、ビットライン8をN型拡散層
とし、ワードラインにP型ポリシリコン層10を用いて
いるので、拡散層としてのN型拡散層はP型拡散層より
も抵抗が低く、動作速度を高める上で好都合である。ま
たワードラインとビットライン間に電流を流さないよう
にデータの書込みを行なうためにはN型不純物としてリ
ンを注入することができるので、P型不純物の注入より
も容易である。しかし、実施例における導電型のP型と
N型を逆にしてもよい。
【0021】ワードラインの電流の流れを確保するため
のタングステンシリサイド層12に代えて、他の高融点
金属シリサイド層を用いてもよい。ビットラインは拡散
層に限らず、引例に示されているように絶縁膜上に形成
したポリシリコン膜によっても形成することができる。
【0022】
【発明の効果】本発明のダイオード型メモリ装置は、ワ
ードラインとビットラインの交点のメモリセルに1種類
のダイオードを形成するか、逆方向の2種類のダイオー
ドを形成するかによりデータの書込みを行なったので、
各メモリセルにコンタクトを設ける必要がないため、小
さなメモリセルを実現することができる。ダイオード型
メモリ装置は基本的にはMOSトランジスタ型に比べて
メモリセル1個当たりのサイズが小さい上に動作速度が
速い。このように、本発明では高速で高集積なマスクR
OMを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例を示す図であり、(A)は概略平面
図、(B)はその等価回路図である。
【図2】図1の実施例の製造方法を示す図であり、
(A)〜(C)はその工程を平面図として表わしたも
の、(a)〜(c)はそれぞれの平面図でのX−X’線
位置での断面図を表わしたものである。
【符号の説明】
2 シリコン基板 8 ビットライン 10 ワードラインのポリシリコン層 12 ワードラインのタングステンシリサイド層 13 ワードライン

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体層にてなり、互いに平行に形成さ
    れた帯状のビットラインと、 二層構造で下層がビットラインと直接接触し、ビットラ
    インと交差する方向に形成された帯状の複数のワードラ
    インとを備え、 ビットラインとワードラインとの交点には記憶すべきデ
    ータに応じて1種類の接合又は反対方向の2種類の接合
    が形成されていることを特徴とする読出し専用の半導体
    メモリ装置。
  2. 【請求項2】 ビットラインは半導体基板に形成された
    拡散層である請求項1に記載の読出し専用の半導体メモ
    リ装置。
  3. 【請求項3】 ビットラインは絶縁膜上に形成されたポ
    リシリコン層である請求項1に記載の読出し専用の半導
    体メモリ装置。
  4. 【請求項4】 ワードラインは下層がポリシリコン層、
    上層が高融点金属シリサイド層のポリサイド構造である
    請求項1から3のいずれかに記載の読出し専用の半導体
    メモリ装置。
  5. 【請求項5】 以下の工程(A)から(C)を含む半導
    体メモリ装置の製造方法。 (A)半導体基板に第1導電型の拡散層を形成すること
    により、又は絶縁膜上に第1導電型のポリシリコン層を
    形成しそれをパターン化することにより、互いに平行な
    帯状のビットラインを形成する工程、 (B)ビットライン上から、下層が第2導電型ポリシリ
    コン層、上層が高融点金属シリサイド層の構成をもつポ
    リサイド層を形成し、パターン化してビットラインと交
    差する方向の帯状の複数のワードラインを形成する工
    程、 (C)ビットラインとワードラインとの交点のうち、記
    憶すべきデータに従ってビットラインとワードラインと
    の間で導通させない交点に開口をもつレジストパターン
    を形成し、それをマスクとしてワードラインのポリシリ
    コン層に第1導電型不純物をイオン注入する工程。
JP8174323A 1996-06-12 1996-06-12 半導体メモリ装置とその製造方法 Pending JPH09331029A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1265286A2 (en) * 2001-06-05 2002-12-11 Hewlett-Packard Company Integrated circuit structure

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1265286A2 (en) * 2001-06-05 2002-12-11 Hewlett-Packard Company Integrated circuit structure
KR20020092823A (ko) * 2001-06-05 2002-12-12 휴렛-팩커드 컴퍼니(델라웨어주법인) 집적 회로 구조 및 집적 회로 연결 소자 형성 방법과,회로 형성 방법과, 어드레싱 회로 및 어드레싱 회로 형성방법
EP1265286A3 (en) * 2001-06-05 2003-12-03 Hewlett-Packard Company Integrated circuit structure

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