JPH10242305A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH10242305A
JPH10242305A JP9041187A JP4118797A JPH10242305A JP H10242305 A JPH10242305 A JP H10242305A JP 9041187 A JP9041187 A JP 9041187A JP 4118797 A JP4118797 A JP 4118797A JP H10242305 A JPH10242305 A JP H10242305A
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selection
line
sub
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仁志 青木
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康浩 佐々木
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  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the gate width of a bank cell as much as possible, without increasing the area of the bank region by connecting a conductive layer to an impurity-diffused layer through openings of gate electrodes existing on this diffused layer. SOLUTION: Bank regions BANK0-2 corresponding to blocks are provided on a predetermined surface region of a first-conductivity-type (p-type) semiconductor substrate. The region BANK1 comprises a plurality of width bit lines SB1A-SB7A of a second-conductivity-type diffused layer on the substrate, a plurality of polysilicon word lines WL1A-WL32A crossing the width bit lines and memory cells disposed between the adjacent width bit lines; the cells using the word lines as gate electrodes. Auxiliary conductive regions BB11, 12, BB21, 22 are connected to main bit lines and main ground lines of metal wrings through contact holes C11, 12, C21, 22 formed at each opening, thereby increasing the bit line current.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関し、マスクプログラマブルROM部を有
する半導体記憶装置に関し、特にビット線として、主ビ
ット線と副ビット線とを有する階層ビット線方式のRO
Mのメモリセルアレイの構成に関するものであり、さら
にダブルポリゲート電極を用いた高密度のROMメモリ
セル回路を含む半導体メモリ装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor memory device having a mask programmable ROM, and more particularly to a hierarchical bit line system having a main bit line and a sub bit line as bit lines. RO
More specifically, the present invention relates to a semiconductor memory device including a high density ROM memory cell circuit using double poly gate electrodes.

【0002】[0002]

【従来の技術】マスクROMのメモリセル方式として
は、直接接続されたセルトランジスタに対し、エンハン
スメント型のトランジスタとデプレッション型のトンラ
ンジスタを選択することによりROMデータを書き込む
NAND型ROMと、並列に接続されたセルトランジス
タに対して、選択的に閾値電圧を電源電圧以上に設定し
てROMデータを書き込むNOR型ROMがある。一般
にNAND型ROMは高集積化に優れ、NOR型ROM
は高速化に優れているが、それぞれ逆は劣ってるという
特長がある。
2. Description of the Related Art As a memory cell system of a mask ROM, a directly connected cell transistor is connected in parallel with a NAND type ROM for writing ROM data by selecting an enhancement type transistor and a depletion type transistor. There is a NOR-type ROM in which the threshold voltage is selectively set to be equal to or higher than the power supply voltage and the ROM data is written to the selected cell transistor. In general, NAND ROM is excellent in high integration and NOR ROM
Is superior in speeding up, but the opposite is inferior to each other.

【0003】そこで、この特長を利用して、NAND型
ROMを用いてさらなる高集積化を図る開発が行われて
いるが、NAND型ROMでは素子分離領域の寸法シフ
トや段差が発生し、障害となっている。また、従来のN
OR型ROMとNAND型ROMの両方の利点を持ち合
わせた高密度NOR型ROMメモリセル方式が一部で採
用されている。
[0003] Therefore, developments have been made to further increase the integration by using a NAND type ROM by utilizing this feature. However, in the NAND type ROM, a dimensional shift or a level difference of an element isolation region occurs, which causes a failure. Has become. In addition, the conventional N
A high-density NOR-type ROM memory cell system having both the advantages of the OR-type ROM and the NAND-type ROM is partially adopted.

【0004】このメモリセルは、素子分離酸化膜のない
メモリセル領域に、セルトランジスタのソース/ドレイ
ン領域でかつビットライン配線となる高濃度拡散領域を
複数本平行に形成されており、このメモリセル領域上
に、ゲート絶縁膜を介してビットライン配線となる高濃
度拡散領域に対し直交するようにゲート電極が複数本平
行に形成されている。
In this memory cell, a plurality of high-concentration diffusion regions serving as source / drain regions of cell transistors and bit line wirings are formed in parallel in a memory cell region having no element isolation oxide film. A plurality of gate electrodes are formed in parallel on the region so as to be orthogonal to the high-concentration diffusion region serving as a bit line wiring via a gate insulating film.

【0005】このように、上記メモリセルにおいては、
LOCOS膜のような素子分離酸化膜を使用しないた
め、基板表面は平坦であり、通常用いられる加工限界以
下の加工ピッチを得ることができ、しかも、ゲート電極
形成後、このゲート電極をマスクとして用いて、素子分
離領域に、セルフアラインでイオン注入することにより
素子分離を行うため、高集積化には大きな効果がある。
Thus, in the above memory cell,
Since an element isolation oxide film such as a LOCOS film is not used, the substrate surface is flat, and a processing pitch equal to or less than the processing limit usually used can be obtained. In addition, after the gate electrode is formed, this gate electrode is used as a mask. Since element isolation is performed by self-aligned ion implantation into the element isolation region, there is a great effect on high integration.

【0006】ところが、半導体装置に対する大容量化の
要求は非常に厳しく、さらなる高集積化の検討がなされ
ている。例えば、上述のような高集積化に適したNAN
D型ROMや高密度NOR型ROMにおいて、さらに高
集積化を行うためにゲート電極を多層構造にして、メモ
リセルの高密度化を図る手法がある。特開昭53−41
188号にはNAND型ROMに対して、特開昭63−
131568号には高密度NOR型ROMに対して2層
ゲート電極を用いた半導体装置が提案されている。
[0006] However, the demand for increasing the capacity of a semiconductor device is very severe, and further higher integration is being studied. For example, NAN suitable for high integration as described above
In a D-type ROM or a high-density NOR-type ROM, there is a method of increasing the density of memory cells by forming a gate electrode in a multilayer structure in order to achieve higher integration. JP-A-53-41
No. 188 discloses a NAND-type ROM,
No. 131568 proposes a semiconductor device using a two-layer gate electrode for a high density NOR type ROM.

【0007】さらに、高速読み出しのために、特開平6
−104406号に階層ビット線方式が提案されてい
る。この方式は、主ビット線に選択トランジスタを介し
て副ビット線を複数本接続し、階層構造にした方式であ
る。以下に、この階層ビット線方式について説明する。
図21に階層ビット線方式と採用したメモリのレイアウ
トパターンを、図22にこのメモリの等価回路図を示
す。
Further, Japanese Patent Laid-Open No.
No. 4,104,406 proposes a hierarchical bit line system. In this method, a plurality of sub-bit lines are connected to a main bit line via a selection transistor to form a hierarchical structure. Hereinafter, the hierarchical bit line system will be described.
FIG. 21 shows a layout pattern of a memory adopting the hierarchical bit line system, and FIG. 22 shows an equivalent circuit diagram of the memory.

【0008】図21において、200は階層ビット線方
式のROMであり、第1導電型の半導体基板200aを
備え、半導体基板200aの所定の表面領域は複数のブ
ロックに区分されており、各ブロックに対応してバンク
領域BANK0、BANK1、BANK2……が設けら
れている。例えば、バンク領域BANK1は、半導体基
板200a上に形成された第2導電型の拡散層からなる
複数の副ビット線SB1A〜SB7Aと、これに交差し
て配線されるポリシリコンからなる複数のワード線WL
1A、WL2A……WL32Aと、隣接する副ビット線
間に配設され、ワード線をゲート電極とするメモリセル
Mとを有している。ここでメモリセルM1〜M7は、ワ
ード線WL2Aをゲート電極とするものである。
In FIG. 21, reference numeral 200 denotes a hierarchical bit line type ROM which includes a semiconductor substrate 200a of a first conductivity type, and a predetermined surface area of the semiconductor substrate 200a is divided into a plurality of blocks. Correspondingly, bank areas BANK0, BANK1, BANK2,... Are provided. For example, the bank region BANK1 includes a plurality of sub-bit lines SB1A to SB7A formed of a diffusion layer of the second conductivity type formed on the semiconductor substrate 200a and a plurality of word lines formed of polysilicon crossing the sub-bit lines SB1A to SB7A. WL
1A, WL2A... WL32A, and memory cells M arranged between adjacent sub-bit lines and having word lines as gate electrodes. Here, the memory cells M1 to M7 use the word line WL2A as a gate electrode.

【0009】このバンク領域BANK1は、副ビット線
の一端側に配置された、副ビット線と同じ導電型の補助
導電領域BB11、BB12と、副ビット線の他端側に
配置された、副ビット線と同じ導電型の補助導電領域B
B21、BB22と、補助導電領域と副ビット線間に構
成されるバンク選択トランジスタ(バンクセル)BT1
A〜BT4Aと、このバンクセルのゲート電極となるポ
リシリコンからなるバンク選択線BS1A〜BS4Aと
を有している。ここでは、副ビット線SB2Aの他端側
部分と、該補助導電領域BB21との間にはバンクセル
BT3Aが形成され、副ビット線SB3Aの一端側部分
と、補助導電領域BB11との間にはバンクセルBT2
Aが形成されており、副ビット線SB5Aの一端側部分
と、補助導電領域BB11との間にはバンクセルBT1
Aが形成され、副ビット線SB4Aの他端側部分と、補
助導電領域BB22の間にはバンクセルBT4Aが形成
されている。また上記ワード線ワード線WL1A、WL
2A……と平行に配置されるバンク選択線BS1A〜B
S4Aは、上記各バンクセルBT1A〜BT4Aのゲー
トとなっている。
The bank region BANK1 includes auxiliary conductive regions BB11 and BB12 of the same conductivity type as the sub-bit line, which are disposed at one end of the sub-bit line, and sub-bits, which are disposed at the other end of the sub-bit line. Auxiliary conductive region B of the same conductivity type as the line
B21, BB22, and a bank selection transistor (bank cell) BT1 formed between the auxiliary conductive region and the sub-bit line.
A to BT4A, and bank selection lines BS1A to BS4A made of polysilicon to be gate electrodes of the bank cells. Here, a bank cell BT3A is formed between the other end of the sub-bit line SB2A and the auxiliary conductive region BB21, and a bank cell BT3A is formed between the one end of the sub-bit line SB3A and the auxiliary conductive region BB11. BT2
A is formed, and a bank cell BT1 is provided between one end of the sub-bit line SB5A and the auxiliary conductive region BB11.
A is formed, and a bank cell BT4A is formed between the other end of the sub-bit line SB4A and the auxiliary conductive region BB22. The word lines WL1A, WL1
Bank selection lines BS1A-B arranged in parallel with 2A.
S4A is a gate of each of the bank cells BT1A to BT4A.

【0010】補助導電領域BB11、BB12は、それ
ぞれコンタクトホールC11、C12を介して、金属配
線である主ビット線MB1、MB2に接続され、補助導
電領域BB21、BB22は、それぞれコンタクトホー
ルC21、C22を介して、金属配線である主グランド
線MG1、MG2に接続されている。また、バンク領域
BANK2は、半導体基板200a上に形成された第2
導電型の拡散層からなる複数の副ビット線SB1B〜S
B7Bと、これに交差して配線されるポリシリコンから
なる複数のワード線WL1B……と、隣接する副ビット
線間に構成され、ワード線をゲート電極とするメモリセ
ルMとを有している。
The auxiliary conductive regions BB11 and BB12 are connected to main bit lines MB1 and MB2, which are metal wirings, via contact holes C11 and C12, respectively. The auxiliary conductive regions BB21 and BB22 are connected to the contact holes C21 and C22, respectively. Through the main ground lines MG1 and MG2, which are metal wirings. The bank region BANK2 is formed on the second semiconductor substrate 200a.
A plurality of sub-bit lines SB1B-S made of conductive diffusion layers
B7B, a plurality of word lines WL1B made of polysilicon intersecting with this, and a memory cell M formed between adjacent sub-bit lines and having the word line as a gate electrode. .

【0011】このバンク領域BANK2は、副ビット線
SB1B〜SB7Bの他端側に配置された、副ビット線
と同じ導電型補助導電領域BB11、BB12を、バン
ク領域BANK1との間で共有している。ここでは、副
ビット線SB3Bの他端側部分と、補助導電領域BB1
1との間にバンクセルBT2Bが形成され、副ビット線
SB5Bの他端側部分と、補助導電領域BB11との間
にバンクセルBT1Bが形成されている。また、上記ワ
ード線と平行に配置されているバンク選択線BS1B、
BS2Bは、それぞれバンクセルBT1B、バンクセル
BT2Bのゲートとなっている。
The bank region BANK2 shares the same conductivity type auxiliary conductive regions BB11 and BB12 as the sub-bit lines, which are arranged on the other end side of the sub-bit lines SB1B to SB7B, with the bank region BANK1. . Here, the other end portion of the sub-bit line SB3B and the auxiliary conductive region BB1
1, a bank cell BT2B is formed, and a bank cell BT1B is formed between the other end portion of the sub-bit line SB5B and the auxiliary conductive region BB11. Further, bank selection lines BS1B, which are arranged in parallel with the word lines,
BS2B is the gate of bank cell BT1B and bank cell BT2B, respectively.

【0012】次に動作について簡単に説明する。なお、
以下の説明では、半導体基板の導電型はP型、副ビット
線及び補助導電領域はN+ 型であるとして説明する。バ
ンクセル又はメモリセルの選択は、対応するバンク選択
線またはワード線の電位を高レベルとすることにより行
うことができる。また、バンクセル又はメモリセルの閾
値は、ゲート領域に打ち込まれるボロンイオンの注入量
の増大に伴って上昇するので、イオンの注入量によって
調節することができる。閾値が上昇したバンクセル又は
メモリセルでは、ワード線の電位が高レベルでもオフ状
態を維持するオフセルとすることができ、一方その他の
バンクセル又はメモリセルはオンセルとすることができ
る。なお、バンク選択線の配置領域のうちの、バンクセ
ルを構成させない領域BARは、イオン注入により、バ
ンク選択線の電位に関係なくオフ状態となるように設定
している。
Next, the operation will be briefly described. In addition,
In the following description, it is assumed that the conductivity type of the semiconductor substrate is P-type, and the sub-bit lines and the auxiliary conductive regions are N + -type. Selection of a bank cell or a memory cell can be performed by setting the potential of a corresponding bank selection line or word line to a high level. Further, the threshold value of the bank cell or the memory cell increases with an increase in the amount of boron ions implanted into the gate region, and can be adjusted by the amount of ions implanted. A bank cell or a memory cell whose threshold value has been raised can be an off cell that maintains an off state even when the word line potential is at a high level, while the other bank cell or memory cell can be an on cell. The region BAR of the arrangement region of the bank selection line where the bank cell is not formed is set to be in an off state by ion implantation regardless of the potential of the bank selection line.

【0013】1つのバンク領域に含まれる1つのメモリ
セルを選択する場合には、このメモリセルのゲート電極
となるワード線を高レベルとし、かつ、このメモリセル
のソール及びドレインに接続されている副ビット線につ
ながるバンクセルのゲート電極であるバンク選択線を高
レベルにする。具体的には、バンク領域BANK1にお
けるメモリセルM4を選択する場合、ワード線WL2
A、バンク選択線BS1A、BS4Aを高レベルとし、
バンクセルBT1A、BT4Aを選択する。これによ
り、これら副ビット線SB5A、SB4Aはコンタクト
ホールC11、C22を介して、主ビット線MB1、主
グランド線MG2に接続される。このとき、主グランド
線MG2はGNDに接続され、主ビット線MB1はデー
タ線に接続されて、メモリセルの情報が読みだされる。
When one memory cell included in one bank region is selected, a word line serving as a gate electrode of the memory cell is set to a high level, and is connected to a sole and a drain of the memory cell. The bank select line, which is the gate electrode of the bank cell connected to the sub-bit line, is set to a high level. Specifically, when selecting the memory cell M4 in the bank area BANK1, the word line WL2
A, the bank selection lines BS1A and BS4A are set to a high level,
Select the bank cells BT1A and BT4A. As a result, these sub-bit lines SB5A and SB4A are connected to main bit line MB1 and main ground line MG2 via contact holes C11 and C22. At this time, the main ground line MG2 is connected to GND, and the main bit line MB1 is connected to the data line, and the information of the memory cell is read.

【0014】以上のような階層ビット線方式のROMメ
モリアレイ構成は前述の2層ポリゲートROMにおいて
も同様に使用されてきた。
The above-described hierarchical bit line type ROM memory array configuration has been used in the above-described two-layer poly gate ROM.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】このように従来の階層
ビット線方式では、副ビット線ごとにバンクセルが設け
られており、共通の補助導電領域に接続するバンクセル
の数だけバンク選択線が必要であり、バンクセルのメモ
リセルアレイに占める面積が大きくなる。また、副ビッ
ト線と主ビット線はバンクセルを介して接続されるた
め、バンクセルのゲート幅を小さくするとビット線電流
が減少し、読み出し時間が増大する。そのためバンクセ
ルのゲート幅は可能な限り大きくする必要があるが、ゲ
ート幅の増加はバンク領域の面積の増加、すなわちメモ
リセルアレイの面積増加を招く。
As described above, in the conventional hierarchical bit line system, a bank cell is provided for each sub-bit line, and as many bank selection lines as the number of bank cells connected to the common auxiliary conductive region are required. As a result, the area occupied by the bank cells in the memory cell array increases. Further, since the sub-bit line and the main bit line are connected via the bank cell, when the gate width of the bank cell is reduced, the bit line current decreases and the read time increases. Therefore, the gate width of the bank cell needs to be as large as possible. However, an increase in the gate width causes an increase in the area of the bank region, that is, an increase in the area of the memory cell array.

【0016】つまり、バンクセルのゲート幅を拡大する
ことにより、ビット線電流を増やすことができ、メモリ
セルの読み出しマージンの拡大を図ることができるが、
一方では、メモリセルアレイの面積の増加を招いた。本
発明は上記のような問題点を解決するためになされたも
ので、バンク領域の面積増加を招くことなく、バンクセ
ルのゲート幅を最大限大きくでき、高速化に有効な半導
体記憶装置を得ることを目的としている。
That is, by increasing the gate width of the bank cell, the bit line current can be increased, and the read margin of the memory cell can be increased.
On the other hand, the area of the memory cell array was increased. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device which can maximize the gate width of a bank cell without increasing the area of a bank region and which is effective for high speed operation. It is an object.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、半導体
基板表面に形成された不純物拡散層と、該不純物拡散層
を含む半導体基板上に、絶縁膜を介して形成されたゲー
ト電極と、該ゲート電極上方に形成された導電層とを含
む半導体装置であって、前記導電層が、前記不純物拡散
層上に存在するゲート電極に形成された開口部を通し
て、不純物拡散層と接続されている半導体装置が提供さ
れる。
According to the present invention, an impurity diffusion layer formed on a surface of a semiconductor substrate, a gate electrode formed on a semiconductor substrate including the impurity diffusion layer via an insulating film, A conductive layer formed above the gate electrode, wherein the conductive layer is connected to the impurity diffusion layer through an opening formed in the gate electrode existing on the impurity diffusion layer. A semiconductor device is provided.

【0018】また、行列状に配設されたメモリセルアレ
イと、主ビット線及びこの主ビット線にそれぞれ選択ト
ランジスタを介して接続された複数の副ビット線からな
るビット線とを有する階層ビット線方式の半導体装置で
あって、前記メモリセルアレイを構成するメモリセル及
び選択トランジスタが、第1ゲート電極と第2ゲート電
極とが交互に並設された2層ゲート電極構造で構成され
ている半導体装置が提供される。
A hierarchical bit line system having a memory cell array arranged in a matrix and a bit line including a main bit line and a plurality of sub-bit lines connected to the main bit line via selection transistors, respectively. Wherein the memory cell and the selection transistor forming the memory cell array have a two-layer gate electrode structure in which first gate electrodes and second gate electrodes are alternately arranged in parallel. Provided.

【0019】さらに、行列状に配設されたメモリセルア
レイと、主ビット線及びこの主ビット線にそれぞれ選択
トランジスタを介して接続された複数の副ビット線から
なるビット線とを有する階層ビット線方式の半導体装置
であって、前記主ビット線が、前記選択トランジスタを
構成する選択線に形成された開口部を通して、選択トラ
ンジスタの一方の端子と接続されている半導体装置が提
供される。
Furthermore, a hierarchical bit line system having a memory cell array arranged in a matrix and a bit line composed of a main bit line and a plurality of sub-bit lines connected to the main bit line via selection transistors, respectively. The semiconductor device according to claim 1, wherein the main bit line is connected to one terminal of the selection transistor through an opening formed in the selection line constituting the selection transistor.

【0020】また、本発明によれば、行方向に複数平行
に配設されたワード線を有し、行列状に配設されたメモ
リセルアレイと、前記メモリセルアレイの両端部に配設
され、任意のメモリセル列を選択するための複数の選択
トランジスタと、列方向に複数平行に拡散層によって形
成され、それぞれメモリセルアレイに接続してなる複数
の副ビット線と、前記メモリセルアレイの2列ごとに金
属層で形成され、列方向に延設された主ビット線とから
なるバンクを備えており、行方向に隣接する副ビット線
が、交互に一端部又は他端部の選択トランジスタの一方
の端子に接続され、隣合う副ビット線に接続された選択
トランジスタの他方の端子は、それぞれ前記選択トラン
ジスタを構成する選択線に形成された開口部を通して、
異なる主ビット線に接続されてなる半導体装置が提供さ
れる。
Further, according to the present invention, there are provided memory cell arrays having a plurality of word lines arranged in parallel in a row direction and arranged in rows and columns, and arbitrary word lines arranged at both ends of the memory cell array. A plurality of select transistors for selecting a memory cell column, a plurality of sub-bit lines formed by a plurality of diffusion layers in parallel in the column direction and connected to the memory cell arrays, respectively, and for each two columns of the memory cell array, A main bit line formed of a metal layer and extending in the column direction; and a sub-bit line adjacent in the row direction is alternately connected to one terminal of the selection transistor at one end or the other end. And the other terminals of the select transistors connected to the adjacent sub-bit lines are respectively passed through openings formed in select lines constituting the select transistors.
A semiconductor device connected to different main bit lines is provided.

【0021】さらに、本発明によれば、行方向に複数平
行に配設されたワード線を有し、行列状に配設されたメ
モリセルアレイと、前記メモリセルアレイの両端部に配
設され、任意のメモリセル列を選択するための複数の選
択トランジスタと、列方向に複数平行に拡散層によって
形成され、それぞれメモリセルアレイに接続してなる複
数の副ビット線と、前記メモリセルアレイの2列ごとに
金属層で形成され、列方向に延設された主ビット線とか
らなるバンクを備えており、行方向に隣接する副ビット
線は、交互に一端部又は他端部の選択トランジスタの一
方の端子に接続され、前記行方向に隣接する副ビット線
4本のうちの第1副ビット線は、メモリセルアレイの一
端部側で、列方向に隣合うバンクにまたがって配置さ
れ、かつ該隣合うバンクは、前記第1副ビット線によっ
て第1トランジスタの一方の端子に接続されて第1選択
トランジスタを共有し、前記行方向に隣接する副ビット
線4本のうちの第3副ビット線は、メモリセルアレイの
一端部側で、第2選択トランジスタの一方の端子に接続
され、前記行方向に隣接する副ビット線4本のうちの第
2及び第4副ビット線は、メモリセルアレイの他端部側
で、それぞれ第3及び第4選択トランジスタの一方の端
子に接続され、前記第1及び第2選択トランジスタの他
方の端子は、前記第1選択トランジスタを構成する選択
線に形成された開口部を通して、同一の主ビット線に接
続されてなる半導体装置が提供される。
Furthermore, according to the present invention, a plurality of memory cell arrays having word lines arranged in parallel in the row direction and arranged in rows and columns at both ends of the memory cell array are provided. A plurality of select transistors for selecting a memory cell column, a plurality of sub-bit lines formed by a plurality of diffusion layers in parallel in the column direction and connected to the memory cell arrays, respectively, and for each two columns of the memory cell array, A main bit line formed of a metal layer and extending in the column direction, and a sub-bit line adjacent in the row direction is alternately connected to one terminal of the selection transistor at one end or the other end. The first sub-bit line of the four sub-bit lines adjacent in the row direction is arranged on one end side of the memory cell array so as to straddle the bank adjacent in the column direction, and The first sub-bit line is connected to one terminal of the first transistor by the first sub-bit line and shares the first selection transistor, and the third sub-bit line of the four sub-bit lines adjacent in the row direction is: One end of the memory cell array is connected to one terminal of a second selection transistor, and the second and fourth sub-bit lines of the four sub-bit lines adjacent in the row direction are connected to the other end of the memory cell array. On the side, each is connected to one terminal of a third and fourth selection transistor, and the other terminal of the first and second selection transistors is passed through an opening formed in a selection line constituting the first selection transistor. And a semiconductor device connected to the same main bit line.

【0022】本発明の方法によれば、半導体基板に、メ
モリセルアレイを構成するソ−ス/ドレイン、副ビット
ライン、補助導電領域を形成し、前記半導体基板上に、
ゲート絶縁膜を介して、メモリセルアレイを構成する互
いに平行な複数のワード線及び選択線を形成し、前記補
助導電領域の一部の上の選択線に開口部を形成し、前記
ワード線及び選択線にサイドウォール絶縁膜を形成し、
得られた半導体基板上全面に層間絶縁膜を堆積し、前記
選択線の開口部に対してコンタクト形成のためのレジス
トパターンを形成し、前記開口部を利用して、セルフア
ラインで前記レジストパターンより小さなコンタクト開
口部を形成することからなる半導体装置の製造方法が提
供される。
According to the method of the present invention, a source / drain, a sub-bit line, and an auxiliary conductive region forming a memory cell array are formed on a semiconductor substrate, and the semiconductor substrate is provided with:
A plurality of parallel word lines and select lines constituting a memory cell array are formed via a gate insulating film, an opening is formed in a select line above a part of the auxiliary conductive region, and the word lines and select lines are formed. Forming a sidewall insulating film on the wire,
An interlayer insulating film is deposited on the entire surface of the obtained semiconductor substrate, a resist pattern for forming a contact is formed on the opening of the selection line, and the resist pattern is self-aligned by using the opening. There is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising forming a small contact opening.

【0023】また、本発明の方法によれば、半導体基板
上に、メモリセルアレイを構成するソ−ス/ドレイン、
副ビットライン、補助導電領域と形成し、前記半導体基
板上に、第1ゲート絶縁膜を介して、メモリセルアレイ
を構成する互いに平行な複数の第1ワード線及び第1選
択線を形成し、前記補助導電領域の一部の上の第1選択
線に開口部を形成し、前記第1ワード線及び第1選択線
にサイドウォール絶縁膜を形成し、得られた半導体基板
上に、第2ゲート絶縁膜を介して、メモリセルアレイを
構成する互いに平行な複数の第2ワードライン及び第2
選択線を形成し、前記補助導電領域の一部の上の第2選
択線に開口部を形成し、前記第2選択線の開口部にサイ
ドウォール絶縁膜を形成し、得られた半導体基板上全面
に層間絶縁膜を堆積し、前記第1及び第2選択線の開口
部に対してコンタクト形成のためのレジストパターンを
形成し、前記第1及び第2選択線の開口部を利用して、
セルフアラインで前記レジストパターンより小さなコン
タクト開口部を形成することからなる半導体装置の製造
方法が提供される。
According to the method of the present invention, a source / drain constituting a memory cell array is formed on a semiconductor substrate.
Forming a plurality of parallel first word lines and a first selection line forming a memory cell array on the semiconductor substrate via a first gate insulating film; An opening is formed in a first selection line above a part of the auxiliary conductive region, a sidewall insulating film is formed in the first word line and the first selection line, and a second gate is formed on the obtained semiconductor substrate. A plurality of parallel second word lines and second word lines constituting a memory cell array are interposed via an insulating film.
Forming a selection line, forming an opening in the second selection line above a part of the auxiliary conductive region, forming a sidewall insulating film in the opening of the second selection line, Depositing an interlayer insulating film over the entire surface, forming a resist pattern for forming a contact with the openings of the first and second selection lines, and using the openings of the first and second selection lines;
There is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising forming a contact opening smaller than the resist pattern in a self-aligned manner.

【0024】さらに、本発明の製造方法によれば、半導
体基板上に、メモリセルアレイを構成するソ−ス/ドレ
イン、副ビットライン、補助導電領域を形成し、前記半
導体基板上に、第1ゲート絶縁膜を介して、メモリセル
アレイを構成する互いに平行な複数の第1ワード線及び
第1選択線を形成し、前記補助導電領域の一部の上の第
1選択線に開口部を形成し、前記第1ワード線及び第1
選択線にサイドウォール絶縁膜を形成し、得られた半導
体基板上に、第2ゲート絶縁膜を介して、メモリセルア
レイを構成する互いに平行な複数の第2ワードライン及
び第2選択線を形成し、得られた半導体基板上全面に層
間絶縁膜を堆積し、前記第1選択線の開口部に対してコ
ンタクト形成のためのレジストパターンを形成し、前記
第1選択線の開口部を利用して、セルフアラインで前記
レジストパターンより小さなコンタクト開口部を形成す
ることからなる半導体装置の製造方法が提供される。
Further, according to the manufacturing method of the present invention, a source / drain, a sub-bit line, and an auxiliary conductive region forming a memory cell array are formed on a semiconductor substrate, and a first gate is formed on the semiconductor substrate. Forming, via an insulating film, a plurality of first word lines and a first selection line that are parallel to each other and forming a memory cell array; forming an opening in the first selection line on a part of the auxiliary conductive region; The first word line and the first word line;
A side wall insulating film is formed on the selection line, and a plurality of second word lines and a second selection line parallel to each other forming a memory cell array are formed on the obtained semiconductor substrate via a second gate insulating film. Depositing an interlayer insulating film over the entire surface of the obtained semiconductor substrate, forming a resist pattern for forming a contact with the opening of the first selection line, and utilizing the opening of the first selection line. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising forming a contact opening smaller than the resist pattern in a self-aligned manner.

【0025】また、本発明の製造方法によれば、半導体
基板上に、メモリセルアレイを構成するソ−ス/ドレイ
ン、副ビットライン、補助導電領域を形成し、前記半導
体基板上に、第1ゲート絶縁膜を介して、メモリセルア
レイを構成する互いに平行な複数の第1ワード線及び第
1選択線を形成し、前記第1ワード線及び第1選択線に
サイドウォール絶縁膜を形成し、得られた半導体基板上
に、第2ゲート絶縁膜を介して、メモリセルアレイを構
成する互いに平行な複数の第2ワードライン及び第2選
択線を形成し、前記補助導電領域の一部の上の第2選択
線に開口部を形成し、前記第2選択線の開口部にサイド
ウォール絶縁膜を形成し、得られた半導体基板上全面に
層間絶縁膜を堆積し、前記第2選択線の開口部に対して
コンタクト形成のためのレジストパターンを形成し、前
記第2選択線の開口部を利用して、セルフアラインで前
記レジストパターンより小さなコンタクト開口部を形成
することからなる半導体装置の製造方法が提供される。
According to the manufacturing method of the present invention, a source / drain, a sub-bit line, and an auxiliary conductive region forming a memory cell array are formed on a semiconductor substrate, and a first gate is formed on the semiconductor substrate. Forming a plurality of first word lines and first selection lines parallel to each other forming a memory cell array via an insulating film, and forming a side wall insulating film on the first word lines and the first selection lines; A plurality of parallel second word lines and second selection lines forming a memory cell array are formed on a semiconductor substrate via a second gate insulating film, and a second word line and a second selection line are formed on a part of the auxiliary conductive region. An opening is formed in the selection line, a sidewall insulating film is formed in the opening of the second selection line, an interlayer insulating film is deposited on the entire surface of the obtained semiconductor substrate, and an opening is formed in the opening of the second selection line. Contact formation Forming a fit of the resist pattern, using an aperture of the second select line, the method of manufacturing a semiconductor device comprises forming a small contact openings from the resist pattern by self-alignment is provided.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】本発明における半導体装置は、少
なくとも、半導体基板表面に形成された不純物拡散層
と、この不純物拡散層を含む半導体基板上に絶縁膜を介
して形成されたゲート電極と、このゲート電極上方に形
成された導電層とを含む半導体装置であればよく、この
ような半導体装置において、導電層が、不純物拡散層上
に存在するゲート電極に形成された開口部を通して、不
純物拡散層と接続されてなるコンタクト部の取り出し構
造を有していることをその特徴の1つとしている。この
ようなコンタクト部の取り出し構造は、ROM、DRA
M等のメモリ、その他ロジックデバイス等種々の半導体
装置に適用することができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A semiconductor device according to the present invention comprises at least an impurity diffusion layer formed on a surface of a semiconductor substrate, a gate electrode formed on a semiconductor substrate including the impurity diffusion layer via an insulating film, and Any semiconductor device may be used as long as it includes a conductive layer formed above the gate electrode. In such a semiconductor device, the conductive layer is formed through the opening formed in the gate electrode over the impurity diffusion layer. One of its features is that it has a structure for taking out a contact portion connected to a layer. Such a contact portion take-out structure includes ROM, DRA
The present invention can be applied to various semiconductor devices such as a memory device such as M and other logic devices.

【0027】この半導体装置を形成する半導体基板とし
ては、N型、P型のいずれの導電型を有していてもよ
く、さらに、半導体基板にN型又はP型の不純物を含む
高濃度領域やウェル等が形成されていてもよい。本発明
の半導体装置は、単に、不純物拡散層と導電層とを接続
するコンタクト部の取り出し構造を有するのみならず、
このコンタクト部の取り出し構造が、不純物拡散層から
なる副ビット線と金属層からなる主ビット線との接続に
適用されている階層ビット線方式のメモリ等に利用され
ている場合の半導体装置であってもよい。このようなメ
モリセルアレイと主及び副ビット線とからなる階層ビッ
ト方式の半導体装置は、一般にメモリセルアレイの両端
部において、メモリセルアレイを構成する各メモリセル
と接続された副ビット線が、それぞれ選択トランジスタ
を介して主ビット線と接続する構成を有している。主ビ
ット線は、選択トランジスタを構成する選択線に形成さ
れた開口部を通して、その選択トランジスタの一方の端
子と接続されていてもよいし、開口部周辺に複数の選択
トランジスタが形成される場合には、開口部が形成され
た選択線以外の別の選択線によって構成される選択トラ
ンジスタの一方の端子と接続されていてもよい。なお、
副ビット線を構成する拡散層は、通常拡散層を構成する
イオン種を1020cm-3台程度の濃度で有するものであ
ることが好ましく、主ビット線を構成する金属層は、A
l、Cu、Pt、高融点金属(例えばW、Ta、Ti
等)等を用いることができる。また、1本の主ビット線
と接続される副ビット線の数は特に限定されるものでは
ないが、例えば、2〜8本程度が好ましく、主ビット線
と各副ビット線とは、1つの選択トランジスタを介して
接続されていてもよいし、2以上の並列接続された選択
トランジスタを介して接続されていてもよい。
The semiconductor substrate forming this semiconductor device may have any conductivity type of N-type or P-type. Further, the semiconductor substrate may include a high-concentration region containing N-type or P-type impurities, A well or the like may be formed. The semiconductor device of the present invention not only has a structure for taking out a contact portion connecting the impurity diffusion layer and the conductive layer,
The semiconductor device in the case where this contact take-out structure is used in a hierarchical bit line type memory or the like applied to the connection between a sub-bit line made of an impurity diffusion layer and a main bit line made of a metal layer. You may. Such a hierarchical bit type semiconductor device including a memory cell array and main and sub-bit lines generally has a sub-bit line connected to each memory cell forming the memory cell array at both ends of the memory cell array. And a connection to the main bit line via the The main bit line may be connected to one terminal of the selection transistor through an opening formed in the selection line constituting the selection transistor, or when a plurality of selection transistors are formed around the opening. May be connected to one terminal of a select transistor constituted by another select line other than the select line in which the opening is formed. In addition,
The diffusion layer forming the sub-bit line preferably has the ion species forming the diffusion layer at a concentration of about 10 20 cm −3 , and the metal layer forming the main bit line is preferably A
l, Cu, Pt, refractory metals (eg, W, Ta, Ti
Etc.) can be used. The number of sub-bit lines connected to one main bit line is not particularly limited, but is preferably, for example, about 2 to 8, and the main bit line and each sub-bit line are The connection may be through a selection transistor, or may be through two or more selection transistors connected in parallel.

【0028】本発明の半導体装置は、このようなコンタ
クト部の取り出し構造を有する限り、1層ゲート電極構
造、第1ゲート電極と第2ゲート電極とが交互に平行に
形成された2層ゲート電極構造又は多層ゲート電極構造
を有するメモリセル等として使用することができる。例
えば、1層ゲート電極構造の場合、メモリセルアレイを
構成するワード線(ゲート電極)と選択トランジスタを
構成する選択線(ゲート電極)とは、同一のゲート電極
層をパターニングして構成される。よって、メモリセル
アレイの両端部で、それぞれ選択線に開口部を形成され
ることとなる。また、2層ゲート電極構造の場合には、
メモリセルアレイのワード線の本数にもよるが、上記と
同様、メモリセルアレイの両端部で同一のゲート電極層
により開口部を有する選択線が形成されていてもよい
し、異なるゲート電極層により開口部を有する選択線が
形成されていてもよい。ゲート電極としては、通常ゲー
ト電極又はワード線として用いることができる材料、例
えばポリシリコン、シリサイド等により、CVD法等の
公知の方法により形成することができる。
The semiconductor device of the present invention has a single-layer gate electrode structure and a two-layer gate electrode in which first and second gate electrodes are alternately formed in parallel as long as it has such a contact portion extraction structure. It can be used as a memory cell having a structure or a multilayer gate electrode structure. For example, in the case of a single-layer gate electrode structure, a word line (gate electrode) forming a memory cell array and a selection line (gate electrode) forming a selection transistor are formed by patterning the same gate electrode layer. Therefore, at both ends of the memory cell array, openings are respectively formed in the selection lines. In the case of a two-layer gate electrode structure,
Depending on the number of word lines in the memory cell array, a selection line having an opening may be formed by the same gate electrode layer at both ends of the memory cell array, or the opening may be formed by different gate electrode layers, as described above. May be formed. The gate electrode can be formed by a known method such as a CVD method using a material which can be generally used as a gate electrode or a word line, for example, polysilicon, silicide, or the like.

【0029】また、本発明の半導体装置は、主として、
行列状に配設されたメモリセルアレイと選択トランジス
タと副ビット線と主ビット線とからなるバンクを1つ又
は複数備えるROM等のメモリに適用することができ
る。このメモリとして使用される半導体装置において
は、副ビット線は、行方向に複数本形成されており、互
いに隣接する副ビット線が、交互に一端部又は他端部に
形成された複数の選択トランジスタのうちの1つの選択
トランジスタの一方の端子に接続される。
Further, the semiconductor device of the present invention mainly comprises
The present invention can be applied to a memory such as a ROM including one or a plurality of banks each including a memory cell array, a selection transistor, a sub-bit line, and a main bit line arranged in a matrix. In a semiconductor device used as this memory, a plurality of sub-bit lines are formed in a row direction, and a plurality of selection transistors in which adjacent sub-bit lines are alternately formed at one end or the other end. Is connected to one terminal of one of the selection transistors.

【0030】上記のメモリとして使用される半導体装置
においては、隣合う副ビット線に接続された選択トラン
ジスタの他方の端子が、それぞれ前記選択トランジスタ
を構成する選択線に形成された開口部を通して、異なる
主ビット線に接続されてなるコンタクト取り出し構造を
有している。なお、ここでの選択線は、上述のような1
層ゲート電極構造や2層ゲート電極構造のいずれの構造
を有していてもよく、またその形状は、加工のしやすさ
からいえば、メモリセルアレイにおけるゲート電極と同
様の形状、線幅で、これらに互いに平行に形成されるこ
とが好ましい。しかし、例えば、選択トランジスタの駆
動能力を変化させる場合や、選択トランジスタのレイア
ウト等によっては、1つの選択線において、その線幅を
部分的に異ならせるように形状を変化させてもよいし、
各選択線の線幅を種々変化させて形成してもよい。
In the above-described semiconductor device used as a memory, the other terminals of the select transistors connected to adjacent sub-bit lines are different from each other through openings formed in the select lines constituting the select transistors. It has a contact take-out structure connected to the main bit line. Note that the selection line here is 1 as described above.
It may have any of a layer gate electrode structure and a two-layer gate electrode structure, and its shape is the same as that of the gate electrode in the memory cell array, line width, in terms of ease of processing. These are preferably formed in parallel with each other. However, for example, depending on the case where the drive capability of the select transistor is changed, or the layout of the select transistor, the shape may be changed so that the line width of one select line is partially different,
The line width of each selection line may be changed variously.

【0031】さらに、上記のメモリとして使用される半
導体装置においては、例えば、メモリセルアレイにおけ
る4本の副ビット線を一単位として、そのうちの1本の
副ビット線を隣接するバンクにまで延設させて、共有し
て使用してもよい。また、2本以上の副ビット線を隣接
するバンクと共有してもよい。例えば、2本の副ビット
線を隣接するバンクと共有する場合には、互いに異なる
側に隣接するバンクと共有することが好ましい。4本の
副ビット線は、そのうちの2本がメモリセルアレイの一
端部に、他の2本がメモリセルアレイの他端部に配置し
ている選択トランジスタと接続されていることが好まし
く、この選択トランジスタと主ビット線との接続におい
て、上述のようなコンタクト取り出し構造が利用され
る。なお、一単位とする副ビット線は、特に4本に限定
されず、それ以上の本数、例えば6本、8本等でレイア
ウトされてもよい。また、同一の主ビット線に接続され
る副ビット線の数も、これに対応して変化させてもよ
い。さらに、所定の数の副ビット線ごと、つまり所定の
数のメモリセルアレイ列ごとに、メモリセルの導電を阻
止する分離帯を設けてもよい。このような分離帯は、通
常素子分離に用いる種々の方法を使用することができる
が、好ましくは、基板と同じ導電型の不純物領域を10
18〜1019cm-3程度の濃度で配置させることが好まし
い。
Further, in the above-described semiconductor device used as a memory, for example, four sub-bit lines in a memory cell array are taken as one unit, and one sub-bit line is extended to an adjacent bank. And may be shared and used. Further, two or more sub-bit lines may be shared with an adjacent bank. For example, when two sub-bit lines are shared with an adjacent bank, it is preferable to share the two adjacent bit lines with adjacent banks on different sides. Preferably, two of the four sub-bit lines are connected to one end of the memory cell array, and the other two are connected to a select transistor arranged at the other end of the memory cell array. In the connection between the contact and the main bit line, the above-described contact extraction structure is used. The number of sub-bit lines as one unit is not particularly limited to four, and may be laid out with more than that, for example, six or eight. Further, the number of sub-bit lines connected to the same main bit line may be changed correspondingly. Furthermore, a separation band may be provided for each predetermined number of sub-bit lines, that is, for each predetermined number of memory cell array columns, to prevent conduction of the memory cells. For such a separation band, various methods usually used for element isolation can be used.
It is preferable to arrange at a concentration of about 18 ~10 19 cm -3.

【0032】上述のような半導体装置は、それぞれの工
程自体は公知の方法、例えば、イオン注入、CVD法や
蒸着法による導電膜又は絶縁膜の積層、フォトリソグラ
フィ及びエッチング工程によるパターニング又は開口形
成等により、適宜製造することができるが、その詳細に
ついては以下の実施例において説明する。以下、本発明
の半導体装置及びその製造方法について、図面に基づい
て詳細に説明するが、これらの実施形態によってこの発
明は限定されるものではない。
In the semiconductor device as described above, each step itself is a known method, for example, lamination of a conductive film or an insulating film by ion implantation, CVD or vapor deposition, patterning or opening formation by photolithography and etching, and the like. , And the details will be described in the following examples. Hereinafter, a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments.

【0033】実施形態1:本発明の半導体装置の一例で
あるマスクROMのメモリセルの平面図及び回路図を、
それぞれ図1及び図2に示す。また、図1のA−A′線
断面図を図3に示す。
Embodiment 1 A plan view and a circuit diagram of a memory cell of a mask ROM which is an example of a semiconductor device of the present invention are shown in FIG.
These are shown in FIGS. 1 and 2, respectively. FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA 'of FIG.

【0034】このマスクROMのメモリセルは、特開平
6−104406号に示すような高密度NOR型ROM
メモリーセルにおいて、副ビットラインである高濃度拡
散配線部に接続されるバンク選択線及び、このバンク選
択線と主ビット線とのコンタクト領域の構成に関するも
のである。図1に示すように、101は階層ビット線方
式のROMであり、第1導電型のP型半導体基板200
aを備え、半導体基板200aの所定の表面領域は複数
のブロックに区分されており、各ブロックに対応してバ
ンク領域BANK0、BANK1、BANK2……が設
けられている。
The memory cell of this mask ROM is a high-density NOR type ROM as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-104406.
In a memory cell, the present invention relates to a configuration of a bank selection line connected to a high-concentration diffusion wiring portion, which is a sub-bit line, and a contact region between the bank selection line and a main bit line. As shown in FIG. 1, reference numeral 101 denotes a hierarchical bit line type ROM, and a first conductivity type P-type semiconductor substrate 200.
a, the predetermined surface area of the semiconductor substrate 200a is divided into a plurality of blocks, and bank areas BANK0, BANK1, BANK2,... are provided corresponding to each block.

【0035】例えば、バンク領域BANK1は、半導体
基板200a上に形成された第2導電型の拡散層からな
る複数の副ビット線SB1A〜SB7Aと、これに交差
して配線されるポリシリコンからなる複数のワード線W
L1A、WL2A……WL32Aと、隣接する副ビット
線間に配設され、ワード線をゲート電極とするメモリセ
ルMとを有している。ここでメモリセルM1〜M7は、
ワード線WL2Aをゲート電極とするものである。
For example, the bank region BANK1 is composed of a plurality of sub-bit lines SB1A to SB7A formed of a diffusion layer of the second conductivity type formed on the semiconductor substrate 200a and a plurality of polysilicon lines intersecting the sub-bit lines SB1A to SB7A. Word line W
., WL32A, and a memory cell M disposed between adjacent sub-bit lines and having a word line as a gate electrode. Here, the memory cells M1 to M7 are
The word line WL2A is used as a gate electrode.

【0036】このバンク領域BANK1は、副ビット線
の一端側に配置された、副ビット線と同じ導電型の補助
導電領域BB11、BB12と、副ビット線の他端側に
配置された、副ビット線と同じ導電型の補助導電領域B
B21、BB22と、補助導電領域と副ビット線間に構
成されるバンク選択トランジスタ(バンクセル)BT1
A〜BT4Aと、このバンクセルのゲート電極となるポ
リシリコンからなるバンク選択線BS1A〜BS4Aと
を有している。ここでは、副ビット線SB2Aの他端側
部分と、該補助導電領域BB21との間にはバンクセル
BT3Aが形成され、副ビット線SB3Aの一端側部分
と、補助導電領域BB11との間にはバンクセルBT2
Aが形成されており、副ビット線SB5Aと、補助導電
領域BB11との間にはバンクセルBT1Aが形成さ
れ、副ビット線SB4Aと、補助導電領域BB22の間
にはバンクセルBT4Aが形成されている。また上記ワ
ード線ワード線WL1A、WL2A……と平行に配置さ
れるバンク選択線BS1B、BS2A〜BS4Aは、上
記各バンクセルBT1A〜BS4Aのゲートとなってい
る。なお、バンク選択線下の所望の領域には素子分離領
域FDが形成されている。
The bank region BANK1 is composed of auxiliary conductive regions BB11 and BB12 of the same conductivity type as the sub-bit line, arranged on one end of the sub-bit line, and sub-bits arranged on the other end of the sub-bit line. Auxiliary conductive region B of the same conductivity type as the line
B21, BB22, and a bank selection transistor (bank cell) BT1 formed between the auxiliary conductive region and the sub-bit line.
A to BT4A, and bank selection lines BS1A to BS4A made of polysilicon to be gate electrodes of the bank cells. Here, a bank cell BT3A is formed between the other end of the sub-bit line SB2A and the auxiliary conductive region BB21, and a bank cell BT3A is formed between the one end of the sub-bit line SB3A and the auxiliary conductive region BB11. BT2
A is formed, a bank cell BT1A is formed between the sub-bit line SB5A and the auxiliary conductive region BB11, and a bank cell BT4A is formed between the sub-bit line SB4A and the auxiliary conductive region BB22. The bank selection lines BS1B, BS2A to BS4A arranged in parallel with the word lines WL1A, WL2A... Are gates of the bank cells BT1A to BS4A. Note that an element isolation region FD is formed in a desired region below the bank selection line.

【0037】補助導電領域BB11、BB12は、それ
ぞれコンタクトホールC11、C12を介して、金属配
線である主ビット線MB1、MB2(図示せず)に接続
され、補助導電領域BB21、BB22は、それぞれコ
ンタクトホールC21、C22を介して、金属配線であ
る主グランド線MG1、MG2(図示せず)に接続され
ている。
The auxiliary conductive regions BB11 and BB12 are connected to main bit lines MB1 and MB2 (not shown), which are metal wirings, via contact holes C11 and C12, respectively. The auxiliary conductive regions BB21 and BB22 are Via holes C21 and C22, they are connected to main ground lines MG1 and MG2 (not shown) which are metal wirings.

【0038】また、バンク領域BANK2は、BANK
1と同様に構成されており、副ビット線SB1B〜SB
7Bの他端側に配置された、副ビット線と同じ導電型補
助導電領域BB11、BB12を、バンク領域BANK
1との間で共有している。ここでは、副ビット線SB3
Bの他端側部分と、補助導電領域BB11との間にバン
クセルBT2Bが形成され、副ビット線SB5Bと、補
助導電領域BB11との間にバンクセルBT1Aが形成
されている。また、上記ワード線と平行に配置されてい
るバンク選択線BS1B、BS2Bは、それぞれバンク
セルBT1A、バンクセルBT2Bのゲートとなってい
る。
Further, the bank area BANK2 is
1 and the sub-bit lines SB1B to SB1
7B, the auxiliary conductive regions BB11 and BB12 of the same conductivity type as the sub-bit line are connected to the bank region BANK.
Share with one. Here, the sub-bit line SB3
A bank cell BT2B is formed between the other end portion of B and the auxiliary conductive region BB11, and a bank cell BT1A is formed between the sub-bit line SB5B and the auxiliary conductive region BB11. The bank selection lines BS1B and BS2B arranged in parallel with the word lines serve as gates of the bank cells BT1A and BT2B, respectively.

【0039】バンク領域BANK0もバンク領域BAN
K1及びBANK2と同様、複数の副ビット線、複数の
ワード線、複数のバンク選択線を有し、さらに、補助導
電領域BB21、BB22を、バンク領域BANK1と
の間で共有している。また、バンク領域BANK1の副
ビット線SB1A〜SB7Aと、バンク領域BANK2
の副ビット線SB1B〜SB7Bは、相対して隣接する
一部の副ビット線同士(SB1AとSB1B、SB5A
とSB5B)がそれぞれ延長して互いに接続されてい
る。よって、相接続した副ビット線SB5A及びSB5
Bと補助導電領域BB11との間に形成されるバンクセ
ルBT1Aは互いに共有されることとなる。
The bank area BANK0 is also the bank area BAN
Like K1 and BANK2, it has a plurality of sub-bit lines, a plurality of word lines, and a plurality of bank selection lines, and further shares auxiliary conductive regions BB21 and BB22 with the bank region BANK1. The sub-bit lines SB1A to SB7A of the bank area BANK1 and the bank area BANK2
Of the sub-bit lines SB1B to SB7B are partially adjacent to each other (SB1A and SB1B, SB5A).
And SB5B) are extended and connected to each other. Therefore, the phase-connected sub-bit lines SB5A and SB5
Bank cells BT1A formed between B and the auxiliary conductive region BB11 are shared with each other.

【0040】以下に、上記マスクROMの特長部分につ
いてさらに詳述する。隣接するバンク領域で兼用して用
いられるバンク選択線BS1B(図3中、3)及びBS
4Aは補助導電領域BB11(図3中、2),BB12
及びBB21、BB22上でそれぞれ開口部を有してお
り、その開口部の補助導電領域BB11,BB12、B
B21、BB22に主ビット線(図2中、MB1:図3
中、4)、グランド線とのコンタクトホールC11、C
12、C21、C22が形成されている。なお、メモリ
セルのワードライン3cは、バンク選択線3a、3bと
それぞれ平行に、一定間隔と保持して形成されている。
Hereinafter, the features of the mask ROM will be described in more detail. The bank selection lines BS1B (3 in FIG. 3) and BS which are also used in adjacent bank areas
4A are auxiliary conductive regions BB11 (2 in FIG. 3), BB12
BB21, BB21, and BB22, and the auxiliary conductive regions BB11, BB12, B
The main bit lines (in FIG. 2, MB1: FIG. 3) are connected to B21 and BB22.
Middle 4), contact holes C11 and C with ground line
12, C21 and C22 are formed. Note that the word lines 3c of the memory cells are formed in parallel with the bank selection lines 3a and 3b, respectively, at a constant interval.

【0041】このような構造とすることにより、バンク
セルBT1Aのゲート幅は、効率良く最大限に取ること
が可能になり、ビット線電流の増加を図ることができ
る。また、バンクセルBT1Aのゲート幅とバンクセル
BT2A、BT2Bのゲート幅を同一に設定すれば、選
択したバンクセルに拘らずビット線電流を等しくでき、
これにより読み出しマージンを増大できる。
With such a structure, the gate width of the bank cell BT1A can be maximized efficiently and the bit line current can be increased. If the gate width of the bank cell BT1A and the gate widths of the bank cells BT2A and BT2B are set to be the same, the bit line current can be equal regardless of the selected bank cell.
Thereby, the read margin can be increased.

【0042】このようなメモリセルにおいては、例えば
メモリセルM4を読み出す場合、ワード線WL2A、バ
ンク選択線BS1B、BS4Aを高レベルとし、バンク
セルBT1A、BT4Aを選択する。これによりメモリ
セルM4の両端につながる副ビット線SB5A、SB4
AはコンタクトホールC11、C22を介して、主ビッ
ト線MB1、グランド線MG2に接続される。
In such a memory cell, for example, when reading the memory cell M4, the word line WL2A and the bank selection lines BS1B and BS4A are set to the high level, and the bank cells BT1A and BT4A are selected. Thereby, the sub-bit lines SB5A, SB4 connected to both ends of the memory cell M4
A is connected to the main bit line MB1 and the ground line MG2 via the contact holes C11 and C22.

【0043】実施形態2:本発明の半導体装置の別の例
であるマスクROMのメモリセルの平面図を図4〜図6
に示す。また、図4〜図6のB−B′線断面図、C−
C′線断面図、D−D′線断面図をそれぞれ図7〜図9
に示す。なお、これら図4〜図6のマスクROMのメモ
リセルの回路図は、図2と同一である。
Embodiment 2 FIGS. 4 to 6 are plan views of memory cells of a mask ROM which is another example of the semiconductor device of the present invention.
Shown in 4 to 6 are sectional views taken along line BB 'of FIG.
7 to 9 are sectional views taken along the line C ′ and line DD ′, respectively.
Shown in The circuit diagrams of the memory cells of the mask ROM of FIGS. 4 to 6 are the same as those of FIG.

【0044】この階層ビット線方式のマスクROM10
1のメモリセルは、昭63−1311568号に示すよ
うな2層ゲート電極を用いた高密度NOR型ROMメモ
リーセルにおいて、副ビットラインである高濃度拡散配
線部に接続されるバンク選択線及び、このバンク選択線
と主ビット線とのコンタクト領域の構成の関するもので
ある。
This hierarchical bit line type mask ROM 10
The first memory cell is a high-density NOR type ROM memory cell using a two-layer gate electrode as shown in JP-A-63-131568. This relates to the configuration of the contact region between the bank selection line and the main bit line.

【0045】図4及び図7に示すように、図1のマスク
ROMのゲート電極が1層のものであるのに対して、ワ
ード線WL1A,WL2A……とバンク選択線BS1
B,BS2A……に使用されているゲート電極が第1ゲ
ート電極3a、3cと2層目の第2ゲート電極9b、9
cが交互に隙間なく配置されている構成となっている以
外、その他の構成及び動作は実質的に図1のマスクRO
Mと同様である。
As shown in FIGS. 4 and 7, the mask ROM of FIG. 1 has a single-layer gate electrode, whereas the word lines WL1A, WL2A...
The gate electrodes used for B, BS2A,... Are the first gate electrodes 3a, 3c and the second gate electrodes 9b, 9 of the second layer.
The other configurations and operations are substantially the same as those of the mask RO shown in FIG.
Same as M.

【0046】このような構成により、メモリセル領域の
縮小がなされており、図1の1層ゲート構造に比べ、ゲ
ート配線間のスペースをとる必要がないので、バンク選
択トランジスタBT1A、BT4Aのサイズを大きくで
き、能力もさらに大きくできる。また、ゲート電極間を
隙間なく配置できることから、2層目のゲート電極9
b、9cの加工時に、薄いゲート酸化膜8をエッチング
ストッパーとして用いることなく、2層目のゲート酸化
膜8が露出しない構成とすることが可能なので、2層目
のゲート電極9b、9cの加工が容易になる(高選択エ
ッチが必要ない)という利点もある。なお、コンタクト
周辺領域は露出するが、コンタクト周辺領域は高濃度領
域なので、ここでの酸化膜はゲート酸化膜のほぼ3倍の
膜厚が形成されるので問題はない。
With such a configuration, the memory cell area is reduced, and it is not necessary to take a space between gate wirings as compared with the single-layer gate structure of FIG. 1, so that the size of the bank selection transistors BT1A and BT4A is reduced. It can be bigger, and the ability can be even bigger. Further, since the gate electrodes can be arranged without gaps, the second-layer gate electrode 9
During processing of b and 9c, it is possible to use a configuration in which the second-layer gate oxide film 8 is not exposed without using the thin gate oxide film 8 as an etching stopper, so that the second-layer gate electrodes 9b and 9c are processed. (E.g., no high-selective etch is required). Although the contact peripheral region is exposed, since the contact peripheral region is a high concentration region, the oxide film here has almost three times the thickness of the gate oxide film, so that there is no problem.

【0047】また、上述の図4及び図7のマスクROM
においては、開口部が形成されるバンク選択線BS1B
……が第1ゲート電極3aで構成されているのに対し、
開口部が形成されるバンク選択線BS1B……が第2ゲ
ート電極9aで構成された例を図5及び図8に示す。ま
た、開口部が形成されるバンク選択線BS1B……が第
2ゲート電極9a、バンク選択線BS4A……が第1の
ゲート電極3aで交互に構成された例を図6及び図9に
示す。
Further, the mask ROM shown in FIGS.
, The bank selection line BS1B in which the opening is formed
.. Are composed of the first gate electrode 3a,
5 and 8 show examples in which the bank selection lines BS1B in which the openings are formed are constituted by the second gate electrodes 9a. 6 and 9 show an example in which bank selection lines BS1B... In which openings are formed are alternately formed by second gate electrodes 9a and bank selection lines BS4A.

【0048】開口部が形成されるバンク選択線を、図4
及び図5に示したように、1層目又は2層目の一方のゲ
ート電極で構成すれば、コンタクト部のアライメント余
裕をより小さくでき、マスクROM自体の縮小化を図る
ことができるが、このように構成しようとすればワード
線が奇数本になってしまい、1本のワード線がダミー線
となる。また、開口部が形成されるバンク選択線を、図
6に示したように、1層目及び2層目の両方のゲート電
極で構成すれば、通常ワード線は偶数で用いられるの
で、ダミー線は形成しなくてすみ、面積をより縮小化で
きることとなる。
The bank selection line in which the opening is formed is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, if one of the first and second gate electrodes is used, the alignment margin of the contact portion can be further reduced, and the size of the mask ROM itself can be reduced. In such a configuration, the number of word lines becomes odd, and one word line becomes a dummy line. Further, if the bank selection line in which the opening is formed is composed of both the first layer and the second layer gate electrodes as shown in FIG. Need not be formed, and the area can be further reduced.

【0049】実施形態3:本発明の半導体装置のさらに
別の例であるマスクROMのメモリセルの平面図及び回
路図を、それぞれ図10及び図11に示す。この階層ビ
ット線方式のマスクROMのメモリセルが、図1のマス
クROMと異なる点は、図1のマスクROMが、相対し
て隣接するバンク領域BANK1とバンク領域BANK
2との副ビット線の一部(SB1AとSB1B、SB5
A、SB5B)がそれぞれ延長して互いに接続されてお
り、この相接続された副ビット線SB5A、SB5Bと
補助導電領域BB11との間に共有するバンクセルBT
1Aが形成されているのに対し、図10のマスクROM
は、相対して隣接する副ビット線同士は接続されず、独
立しており、バンクセルも共有せず、それぞれ独立に形
成されている点である。例えば、図10において、副ビ
ット線SB3、SB4に対し、それぞれバンクセルBS
O1、BSE2がつながっている。
Embodiment 3 FIGS. 10 and 11 are a plan view and a circuit diagram, respectively, of a memory cell of a mask ROM as still another example of the semiconductor device of the present invention. The difference between the mask ROM of FIG. 1 and the memory cells of the mask ROM of FIG. 1 is that the mask ROM of FIG.
2 (SB1A and SB1B, SB5
A, SB5B) are extended and connected to each other, and a bank cell BT shared between the phase-connected sub-bit lines SB5A, SB5B and the auxiliary conductive region BB11.
1A is formed, whereas the mask ROM of FIG.
Is that the mutually adjacent sub-bit lines are not connected, are independent, do not share bank cells, and are formed independently. For example, in FIG. 10, the bank cells BS are respectively provided for the sub-bit lines SB3 and SB4.
O1 and BSE2 are connected.

【0050】実施形態4:本発明の半導体装置のさらに
別の例であるマスクROMのメモリセルにおけるバンク
選択トランジスタの平面図を図12に示す。図12のバ
ンク選択トランジスタのうち、右側のバンク選択トラン
ジスタBT2Aは、実施形態1〜2のバンク選択トラン
ジスタBT2Aと同一、実施形態3のバンク選択トラン
ジスタBSO1と実質的に同一であるが、実施形態1〜
3のバンク選択トランジスタを左側のバンク選択トラン
ジスタBT0Aのように形成してもよい。このような選
択トランジスタBT0Aでは、バンク選択線BS2Aの
線幅を大きくすればするほどバンクセルの能力を増大さ
せることができる。
Embodiment 4 FIG. 12 is a plan view of a bank select transistor in a memory cell of a mask ROM, which is still another example of the semiconductor device of the present invention. The bank selection transistor BT2A on the right side of the bank selection transistors of FIG. 12 is the same as the bank selection transistor BT2A of the first and second embodiments, and is substantially the same as the bank selection transistor BSO1 of the third embodiment. ~
The third bank selection transistor may be formed like the left bank selection transistor BT0A. In such a selection transistor BT0A, the capacity of the bank cell can be increased as the line width of the bank selection line BS2A is increased.

【0051】実施形態5:本発明の半導体装置のさらに
別の例であるマスクROMのメモリセルにおけるバンク
選択トランジスタの平面図を図13、このマスクROM
の回路図を図14に示す。このマスクROMは、図13
及び14に示すように、バンクセルの一部にバンク選択
トランジスタBSO1、BSO2を2つ、バンク選択線
BO1に並列接続して形成している。このような構成に
することにより、補助導電領域の面積を減らすことがで
き、ビット線につながる基板拡散部の接合容量を低減さ
せることができるので、ビット線配線容量低減によって
半導体装置の高速化を図ることができる。
Embodiment 5: FIG. 13 is a plan view of a bank select transistor in a memory cell of a mask ROM, which is still another example of the semiconductor device of the present invention, and FIG.
14 is shown in FIG. This mask ROM is shown in FIG.
As shown in FIGS. 14 and 14, two bank select transistors BSO1 and BSO2 are formed in a part of the bank cell in parallel with the bank select line BO1. With such a configuration, the area of the auxiliary conductive region can be reduced, and the junction capacitance of the substrate diffusion portion connected to the bit line can be reduced. Therefore, the speed of the semiconductor device can be increased by reducing the bit line wiring capacitance. Can be planned.

【0052】実施形態6:本発明の半導体装置のさらに
別の例である半導体メモリセルの高濃度拡散層と選択線
との接続部を示す。このメモリセルは、図15(a)の
平面図と、図15におけるE−E′線断面図である図1
5(b)とに示したように、基板20と逆導電型の拡散
層21とを接続していてもよいし、基板20と逆導電型
のウェル23を形成し、そのウェル23中に基板20と
同じ導電型の拡散層22とを接続するものであってもよ
い。
Embodiment 6: A connection portion between a high-concentration diffusion layer and a select line of a semiconductor memory cell, which is still another example of the semiconductor device of the present invention, is shown. This memory cell is a plan view of FIG. 15A and a cross-sectional view taken along line EE 'in FIG.
As shown in FIG. 5B, the substrate 20 may be connected to the diffusion layer 21 of the opposite conductivity type, or the substrate 20 and the well 23 of the opposite conductivity type may be formed. 20 and the diffusion layer 22 of the same conductivity type.

【0053】実施形態7:本発明の半導体装置のさらに
別の例であるマスクROMのメモリセルの平面図を図1
6に示す。このメモリセルは、隣接する副ビット線に挟
まれたメモリセル列の所定列毎にメモリセルの導通を禁
止するための分離帯14、15を有する。このメモリセ
ルは2層ゲート電極を用いたものであり、分離帯14及
び15はそれぞれ第1ゲート電極3a、3b、3c及び
第2ゲート電極9a、9cに対応する分離帯である。
Embodiment 7: FIG. 1 is a plan view of a memory cell of a mask ROM as still another example of the semiconductor device of the present invention.
6 is shown. This memory cell has separation bands 14 and 15 for inhibiting conduction of the memory cell for each predetermined column of the memory cell column sandwiched between adjacent sub-bit lines. This memory cell uses a two-layer gate electrode, and separation bands 14 and 15 are separation bands corresponding to the first gate electrodes 3a, 3b, 3c and the second gate electrodes 9a, 9c, respectively.

【0054】この分離帯に挟まれた1つのバンク領域B
ANK1における一端側の補助導電領域BB11は、バ
ンク領域BANK2とにより共有され、バンク領域BA
NK1とBANK2とで共有する副ビット線SB1A、
SB5Aは、それぞれ、バンク選択トランジスタBT1
A、BT1Bを介し、さらにバンク選択トランジスタB
T2Aを介して副ビット線SB3Aに接続されている。
また、SB1A〜SB5Aの他端側に配置された補助導
電領域BB21は、バンク領域BANK0との間で共有
され、この補助導電領域BB21と副ビット線SB2
A、SB4Aとの他端側部分との間に、それぞれバンク
選択トランジスタBT3A、BT4Aが形成されてい
る。
One bank area B sandwiched between the separation bands
Auxiliary conductive region BB11 on one end side of ANK1 is shared by bank region BANK2 and bank region BAK2.
A sub-bit line SB1A shared by NK1 and BANK2,
SB5A is a bank selection transistor BT1.
A, BT1B, and bank selection transistor B
It is connected to the sub-bit line SB3A via T2A.
Further, auxiliary conductive region BB21 arranged on the other end side of SB1A to SB5A is shared with bank region BANK0, and this auxiliary conductive region BB21 and sub-bit line SB2
Bank selection transistors BT3A and BT4A are formed between A and SB4A on the other end side, respectively.

【0055】上記のように、バンク領域内に分離帯を形
成することにより、読み出し時に、読み出しを意図しな
いメモリセルで発生する回り込み電流を防止して、誤動
作を阻止することができる。
As described above, by forming the separation band in the bank region, it is possible to prevent a sneak current generated in a memory cell that is not intended for reading at the time of reading, thereby preventing a malfunction.

【0056】実施形態8:本発明の半導体装置の製造方
法を図17及び図18に基づいて説明する。図17及び
図18は図1のA−A′線断面図である。
Embodiment 8: A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 17 and 18 are sectional views taken along line AA 'of FIG.

【0057】まず、図17(a)に示したように、半導
体基板200a上に酸化膜16を形成し、半導体基板2
00aと逆導電型不純物のイオン注入マスクとして、レ
ジストパターン17を形成する。そして、このレジスト
パターン17をマスクとして逆導電型の不純物のイオン
の注入を行い、半導体基板200a上に、副ビットライ
ン及び補助導電領域となるN+ 拡散層2を形成する。イ
オン注入は、例えば、NMOSであれば、砒素イオン
(As+ )を1015cm-2台の注入量、40keVの注
入エネルギーで行う。
First, as shown in FIG. 17A, an oxide film 16 is formed on a semiconductor substrate 200a.
A resist pattern 17 is formed as an ion implantation mask of impurities having a conductivity type opposite to that of 00a. Then, using the resist pattern 17 as a mask, ions of an impurity of the opposite conductivity type are implanted to form an N + diffusion layer 2 serving as a sub-bit line and an auxiliary conductive region on the semiconductor substrate 200a. For example, in the case of an NMOS, arsenic ions (As + ) are implanted at an implantation amount of 10 15 cm −2 and an implantation energy of 40 keV.

【0058】次に、図17(b)に示したように、半導
体基板200a上に膜厚50〜300Å程度のゲート酸
化膜12を形成し、ゲート酸化膜12上にゲート電極3
をメモリセル領域に複数本、並列に配置する。ゲート電
極3は、例えば、2000Å〜3000Å厚のN+ Po
lySi膜又は1000Å厚の下層N+ PolySi膜
と1000Å厚の上層タングステンシリサイド膜とから
なる2層構造のものが用いられる。また、ゲート電極3
の上部には、ゲート電極3のエッチング時のマスクとし
て用いられる絶縁膜18を形成しておく。この絶縁膜1
8は、後の金属配線との層間絶縁膜としても用いる。な
お、ゲート電極3は、図1に示したように、コンタクト
の形成領域に開口部を持つパターンで形成されている。
Next, as shown in FIG. 17B, a gate oxide film 12 having a thickness of about 50 to 300 ° is formed on the semiconductor substrate 200a, and the gate electrode 3 is formed on the gate oxide film 12.
Are arranged in parallel in the memory cell area. The gate electrode 3 is made of, for example, N + Po having a thickness of 2000 to 3000 mm.
A lySi film or a two-layer structure having a 1000-nm thick lower N + PolySi film and a 1000-mm thick upper tungsten silicide film is used. In addition, the gate electrode 3
An insulating film 18 used as a mask at the time of etching the gate electrode 3 is formed on the upper surface. This insulating film 1
Reference numeral 8 is also used as an interlayer insulating film with a later metal wiring. The gate electrode 3 is formed in a pattern having an opening in a contact formation region, as shown in FIG.

【0059】さらに、図17(c)に示したように、ゲ
ート電極3の側壁にサイドウォール絶縁膜19を形成す
る。このサイドウォール絶縁膜19も、後の金属配線と
の層間絶縁膜として用いることができ、また、後工程で
セルフアラインコンタクト形成にも利用することができ
る。次いで、得られた半導体基板200a上全面に層間
絶縁膜14を形成する。なお、コンタクトの形成領域
は、ゲート電極3の開口部により、層間絶縁膜14の表
面に凹部が形成される。
Further, as shown in FIG. 17C, a sidewall insulating film 19 is formed on the side wall of the gate electrode 3. This sidewall insulating film 19 can also be used as an interlayer insulating film with a later metal wiring, and can also be used for forming a self-aligned contact in a later step. Next, an interlayer insulating film 14 is formed on the entire surface of the obtained semiconductor substrate 200a. In the contact formation region, a recess is formed on the surface of the interlayer insulating film 14 due to the opening of the gate electrode 3.

【0060】そして、図17(d)に示したように、実
際のコンタクトホール径よりも大きな開口部を持つレジ
ストパターン29を形成し、異方性のエッチングを行っ
て、コンタクトホールを形成する。事前に形成された凹
部により、セルアラインでコンタクトホールが形成でき
るので、アライメント余裕を大きく取る必要がなく、メ
モリアルアレイの縮小に有効である。
Then, as shown in FIG. 17D, a resist pattern 29 having an opening larger than the actual contact hole diameter is formed, and anisotropic etching is performed to form a contact hole. Since the contact holes can be formed by cell alignment by the recesses formed in advance, it is not necessary to provide a large alignment margin, which is effective for reducing the memorial array.

【0061】さらに、図17(e)に示したように、金
属配線4の形成、保護膜17の形成工程等を経て、半導
体装置の前半工程が完了し、後半工程のアセンブリ工程
を行って、半導体装置が完了する。また、上記の説明で
は省略しているが、途中工程でトランジスタのVthコ
ントロール注入、素子分離イオン注入、またマスクRO
Mならば、ROMデータ書込み工程等を適宜行う。ま
た、CMOS構造であれば、ウェル形成工程、逆タイプ
のトランジスタ形成工程を同様なプロセスで追加すれば
よい。
Further, as shown in FIG. 17E, the first half process of the semiconductor device is completed through the formation process of the metal wiring 4 and the formation process of the protection film 17, and the assembly process of the second half process is performed. The semiconductor device is completed. Although omitted in the above description, Vth control implantation of a transistor, element isolation ion implantation, and mask RO
If it is M, a ROM data writing step and the like are appropriately performed. In the case of a CMOS structure, a well forming step and a reverse type transistor forming step may be added by a similar process.

【0062】また図18(a)〜(e)は、図17
(a)〜(e)に対し、サイドウォール絶縁膜19の形
成工程を省略したのみで実質的に図17(a)〜(e)
の製造工程と同様に形成できるため、その説明は省略す
る。図18(a)〜(e)の製造工程においては、ゲー
ト電極3と金属配線4間の絶縁性における信頼性はやや
劣る可能性はあるが、工程の簡略化には効果が大きい。
FIGS. 18 (a) to 18 (e) correspond to FIGS.
17A to 17E are substantially different from FIGS. 17A to 17E only in that the step of forming the sidewall insulating film 19 is omitted.
Since it can be formed in the same manner as in the manufacturing process, description thereof will be omitted. In the manufacturing steps of FIGS. 18A to 18E, the reliability of the insulating property between the gate electrode 3 and the metal wiring 4 may be slightly inferior, but is very effective in simplifying the steps.

【0063】実施形態9:本発明の半導体装置の製造方
法を図19に基づいて説明する。図19は図4のB−
B′線断面図である。
Embodiment 9: A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a cross-sectional view of FIG.
It is B 'line sectional drawing.

【0064】まず、半導体基板200a上に酸化膜を形
成し、半導体基板200aと逆導電型の不純物のイオン
注入マスクとして、レジストパターンを形成し、逆導電
型の不純物のイオン注入を行い、半導体基板200a上
に、図19(a)に示したような副ビットライン及び補
助導電領域となるN+ 拡散層2を形成する。イオン注入
は、例えばNMOSであれば、砒素イオン(As+ )を
1015cm-2台の注入量、40keVの注入エネルギー
で行う。さらに、半導体基板200a上に膜厚50〜3
00Å程度の第1のゲート酸化膜12を形成し、ゲート
酸化膜12上に第1ゲート電極3をメモリセル領域に複
数本、並列に配置する。ゲート電極3としては、例え
ば、2000Å〜3000Å厚のN+ PolySi膜又
は1000Å厚の下層N+ PolySi膜と1000Å
厚の上層タングステンシリサイド膜とからなる2層構造
のものが用いられる。また、第1ゲート電極3の上部に
は、第1ゲート電極3のエッチング時のマスクとして用
いられる絶縁膜18を形成しておく。この膜は、後第2
ゲート電極9間との層間絶縁膜としても用いる。また、
図4に示したように、第1ゲート電極3には、コンタク
トの形成領域に開口部を持つパターンが用いられてい
る。なお、第1ゲート電極3の側壁にはサイドウォール
絶縁膜19を形成する。この膜も、後の第2ゲート電極
9間との層間絶縁膜として用い、また、後工程でセルフ
アラインコンタクト形成にも利用する。
First, an oxide film is formed on the semiconductor substrate 200a, a resist pattern is formed as an ion implantation mask for impurities of the opposite conductivity type to the semiconductor substrate 200a, and ions of impurities of the opposite conductivity type are implanted. An N + diffusion layer 2 serving as a sub-bit line and an auxiliary conductive region as shown in FIG. 19A is formed on 200a. For example, in the case of an NMOS, the ion implantation is performed by implanting arsenic ions (As + ) at a dose of 10 15 cm −2 and an implantation energy of 40 keV. Further, a film thickness of 50 to 3 is formed on the semiconductor substrate 200a.
A first gate oxide film 12 of about 00 ° is formed, and a plurality of first gate electrodes 3 are arranged on the gate oxide film 12 in a memory cell region in parallel. As the gate electrode 3, for example, an N + PolySi film having a thickness of 2000 to 3000 nm or a lower N + PolySi film having a thickness of 1000
A two-layer structure having a thick upper tungsten silicide film is used. An insulating film 18 used as a mask when etching the first gate electrode 3 is formed on the first gate electrode 3. This film is later
It is also used as an interlayer insulating film between the gate electrodes 9. Also,
As shown in FIG. 4, for the first gate electrode 3, a pattern having an opening in a contact formation region is used. Note that a sidewall insulating film 19 is formed on the side wall of the first gate electrode 3. This film is also used as an interlayer insulating film between the second gate electrodes 9 later, and is also used for forming a self-aligned contact in a later step.

【0065】さらに、図19(b)に示すように、第2
ゲート電極9を使ったトランジスタのチャネル部となる
領域に第2ゲート酸化膜28を形成し、ゲート電極間の
絶縁膜となる18、19及び第2ゲート酸化膜28上
に、第2ゲート電極9を、レジストパターンをマスクと
してエッチングし、メモリセル領域では第1ゲート電極
3の間に平行して形成する。また、第1ゲート電極を使
ったトランジスタと同様に、周辺回路部にこの第2ゲー
ト電極を使ったトランジスタを形成してもよい。ゲート
電極9としては、例えば、2000Å〜3000Å厚の
+ PolySi膜又は1000Å厚の下層N+ Pol
ySi膜と1000Å厚の上層タングステンシリサイド
膜とからなる2層構造のものが用いられる。また、第2
ゲート電極9の上部には、第2ゲート電極9のエッチン
グ時のマスクとして用いされる絶縁膜31を形成してお
く。この膜は、後の金属配線間との層間絶縁膜としても
用いる。
Further, as shown in FIG.
A second gate oxide film 28 is formed in a region serving as a channel portion of a transistor using the gate electrode 9, and the second gate electrode 9 is formed on insulating films 18 and 19 between the gate electrodes and the second gate oxide film 28. Is formed using the resist pattern as a mask, and is formed in parallel between the first gate electrodes 3 in the memory cell region. Further, similarly to the transistor using the first gate electrode, a transistor using the second gate electrode may be formed in a peripheral circuit portion. As the gate electrode 9, for example, an N + PolySi film having a thickness of 2000 to 3000 nm or a lower N + Pol film having a thickness of 1000
A two-layer structure composed of a ySi film and an upper tungsten silicide film having a thickness of 1000 ° is used. Also, the second
An insulating film 31 used as a mask when etching the second gate electrode 9 is formed on the gate electrode 9. This film is also used as an interlayer insulating film between later metal wirings.

【0066】マスクROMとして使う場合は、後工程の
ROMデータ書込みイオン注入時に、第1ゲート電極5
側のトランジスタと第2ゲート電極11側のトランジス
タを同時に注入を行いたいので、第1ゲート電極3のイ
オン注入阻止能と第2ゲート電極9のイオン注入阻止能
は同一になるよう、膜の材料と膜厚を選んで設定してお
くことが望ましい。また、該第2ゲート電極9の形成方
法としては通常のフォトリソグラフィーとドライエッチ
ングの手法以外に、埋め込みエッチバック等の手法を用
い、セルフアラインで形成すれば、第1ゲート電極3と
第2ゲート電極9が重なり合うことが防げ、後工程のR
OMデータ書込みイオン注入時に、重なり部分で注入不
足となる不良を防ぐことができる。
When used as a mask ROM, the first gate electrode 5 should be
It is desired to simultaneously implant the transistor on the side of the second gate electrode 11 and the transistor on the side of the second gate electrode 11. It is desirable to select and set the film thickness. As a method of forming the second gate electrode 9, in addition to the usual photolithography and dry etching methods, a method such as buried etch back is used. The electrodes 9 can be prevented from overlapping, and the R
At the time of OM data write ion implantation, it is possible to prevent a defect that implantation is insufficient at an overlapping portion.

【0067】次に、図19(c)に示したように、得ら
れた半導体基板200a上全面に層間絶縁膜34を形成
する。コンタクトの形成領域は、ゲート電極3の開口部
により、層間絶縁膜34表面に凹部が形成される。そし
て、図19(d)に示すように、実際のコンタクトホー
ル径よりも大きな開口部を持つレジストパターン29を
形成し、異方性のエッチングを行って、コンタクトホー
ルの形成を行う。事前に形成された凹部により、セルフ
アラインでコンタクトホールが形成できるので、アライ
ンメント余裕を大きく取る必要がなく、メモリセルアレ
イの縮小に有効である。
Next, as shown in FIG. 19C, an interlayer insulating film 34 is formed on the entire surface of the obtained semiconductor substrate 200a. In the contact formation region, a recess is formed on the surface of the interlayer insulating film 34 due to the opening of the gate electrode 3. Then, as shown in FIG. 19D, a resist pattern 29 having an opening larger than the actual contact hole diameter is formed, and anisotropic etching is performed to form a contact hole. Since the contact holes can be formed in a self-aligned manner by the recesses formed in advance, it is not necessary to provide a large alignment margin, which is effective for reducing the memory cell array.

【0068】さらに、図19(e)に示すように、金属
配線4の形成、保護膜17の形成工程等を経て、半導体
装置の前半工程が完了し、さらに、後半工程のアセンブ
リ工程を行って、半導体装置が完了する。また、上記の
説明では省略しているが、途中工程でトランジスタのV
thコントロール注入、阻止分離イオン注入、またマス
クROMならば、ROMデータ書込み工程等を適宜行
う。また、CMOS構造であれば、ウェル形成工程、逆
タイプのトランジスタ形成工程を同様なプロセスで追加
すればよい。
Further, as shown in FIG. 19E, the first half of the semiconductor device is completed through the steps of forming the metal wiring 4, forming the protective film 17, and the like, and further performing the second half of the assembly step. Then, the semiconductor device is completed. Although omitted in the above description, the transistor V
The th control implantation, the blocking separation ion implantation, and, in the case of a mask ROM, a ROM data writing step and the like are appropriately performed. In the case of a CMOS structure, a well forming step and a reverse type transistor forming step may be added by a similar process.

【0069】実施形態10:本発明の半導体装置の製造
方法を図20に基づいて説明する。図20は図6のD−
D′線断面図である。
Embodiment 10 A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 20 shows D- in FIG.
It is D 'line sectional drawing.

【0070】まず、図20(a)に示したように、実施
形態9と同様に、拡散層2が形成された半導体基板20
0a上に絶縁膜18、サイドウォール絶縁膜19を有す
る第1ゲート電極3を形成する。ここで、第1ゲート電
極3には、バンク領域1つおきにコンタクトの形成領域
に開口部を持つパターンが用いられている。次いで、図
20(b)に示したように、実施形態9と同様に、絶縁
膜31を有する第2ゲート電極9を形成した後、第2ゲ
ート電極9にサイドウォール絶縁膜32を形成する。こ
の絶縁膜31は、後の金属配線間との層間絶縁膜として
用い、また、後工程でセルフアラインコンタクト形成に
も利用する。ここで、第2ゲート電極9には、第1ゲー
ト電極3とは異なるバンク領域1つおきにコンタクト5
の形成領域に開口部を持つパターンが用いられている。
つまり、コンタクトの形成領域に開口部を持つパターン
は、第1ゲート電極3と第2ゲート電極9でバンクごと
に交互に形成されている。
First, as shown in FIG. 20A, similarly to the ninth embodiment, the semiconductor substrate 20 on which the diffusion layer 2 is formed is formed.
First gate electrode 3 having insulating film 18 and sidewall insulating film 19 is formed on Oa. Here, for the first gate electrode 3, a pattern having an opening in a contact formation region every other bank region is used. Next, as shown in FIG. 20B, similarly to Embodiment 9, after forming the second gate electrode 9 having the insulating film 31, the sidewall insulating film 32 is formed on the second gate electrode 9. This insulating film 31 is used as an interlayer insulating film between metal wirings to be described later, and is also used for forming a self-aligned contact in a later step. Here, the second gate electrode 9 has a contact 5 every other bank region different from the first gate electrode 3.
A pattern having an opening in the formation region is used.
That is, a pattern having an opening in the contact formation region is formed alternately for each bank by the first gate electrode 3 and the second gate electrode 9.

【0071】次に、図20(c)に示したように、得ら
れた半導体基板200a上全面に層間絶縁膜34を形成
する。コンタクトの形成領域には、それぞれ、第1ゲー
ト電極3の開口部又は第2ゲート電極9の開口部により
凹部が形成される。そして図20(d)に示したよう
に、実際のコンタクトホール径よりも大きな開口部を持
つレジストパターン29を形成し、異方性のエッチング
を行って、コンタクトホールの形成を行う。事前に形成
された凹部により、セルフアラインでコンタクトホール
が形成できるので、アライメント余裕を大きく取る必要
がなく、メモリセルアレイの縮小に有効である。
Next, as shown in FIG. 20C, an interlayer insulating film 34 is formed on the entire surface of the obtained semiconductor substrate 200a. A recess is formed in the contact formation region by the opening of the first gate electrode 3 or the opening of the second gate electrode 9, respectively. Then, as shown in FIG. 20D, a resist pattern 29 having an opening larger than the actual contact hole diameter is formed, and anisotropic etching is performed to form a contact hole. Since the contact holes can be formed in a self-aligned manner by the recesses formed in advance, it is not necessary to provide a large alignment margin, which is effective for reducing the memory cell array.

【0072】以下同様に、図20(e)に示すように、
金属配線4の形成、保護膜17の形成工程等を経て、半
導体装置の前半工程が完了し、さらに、後半工程のアセ
ンブリ工程を行って、半導体装置が完了する。また、上
記の説明でも省略しているが、途中工程でトランジスタ
のVthコントロール注入、素子分離イオン注入、また
マスクROMならば、ROMデータ書込み工程等を適宜
行う。また、CMOS構造であれば、ウェル形成工程、
逆タイプのトランジスタ形成工程を同様なプロセスで追
加すればよい。
Similarly, as shown in FIG.
Through the steps of forming the metal wiring 4 and forming the protective film 17, the first half of the process of the semiconductor device is completed, and the assembly process of the second half is further performed to complete the semiconductor device. Although omitted in the above description, Vth control implantation of the transistor, element isolation ion implantation, and a ROM data writing step for a mask ROM are appropriately performed in the middle of the process. In the case of a CMOS structure, a well forming step,
A reverse transistor formation step may be added by a similar process.

【0073】[0073]

【発明の効果】本発明によれば、ゲート電極に形成され
た開口部を通してコンタクト部を形成することができる
ため、ゲート電極とコンタクト部とを別個の領域に形成
する必要がなく、コンタクトに必要とされる占有面積を
最小限にとどめることができる。いいかえれば、コンタ
クト部に隣接するゲート電極の幅、即ち実効ゲート幅を
最大限大きくできる回路を実現することができる。
According to the present invention, since the contact portion can be formed through the opening formed in the gate electrode, it is not necessary to form the gate electrode and the contact portion in separate regions, and the contact portion can be formed. Occupied area can be minimized. In other words, a circuit capable of maximizing the width of the gate electrode adjacent to the contact portion, that is, the effective gate width can be realized.

【0074】また、階層ビット線方式で、かつ2層ゲー
ト電極構造を有する半導体装置においては、ゲート電極
間の隙間を最小限にすることができ、各選択トランジス
タのゲート幅を極力大きく取ることで、駆動能力を最大
限に上げることができる。さらに、階層ビット線方式
で、かつ上述のコンタクト取り出し構造を有する場合に
は、コンタクト部の占有面積を最小限にとどめ、選択ト
ランジスタのゲート幅を大きくしてその駆動能力を最大
限に上げ、ビットライン電流を最大限に高めることがで
きるので、半導体装置の高速化を実現することができ
る。
In a semiconductor device of a hierarchical bit line type and having a two-layer gate electrode structure, the gap between the gate electrodes can be minimized, and the gate width of each select transistor can be made as large as possible. , Driving ability can be maximized. Further, in the case of the hierarchical bit line method and the above-described contact extraction structure, the occupation area of the contact portion is minimized, the gate width of the selection transistor is increased, and the driving capability is maximized, and the bit capacity is increased. Since the line current can be maximized, the speed of the semiconductor device can be increased.

【0075】また、2層ゲート電極構造において、通常
は、メモリセルアレイのワード線及び選択線が偶数本で
使用されるために、開口部が形成された選択線が、メモ
リセルアレイの両端部で1層及び2層ゲート電極それぞ
れで形成される場合には、不要なダミーゲートを形成す
る必要がなく、さらに半導体装置の高集積化が図れる。
この場合、セルフアラインコンタクトの手法を適用する
ことで、メモリセルアレイの縮小に効果があり、チップ
サイズが縮小できるので、低コストデバイスが実現でき
る。
In a two-layer gate electrode structure, usually, even numbers of word lines and selection lines of a memory cell array are used, so that a selection line having an opening is formed at one end at both ends of the memory cell array. In the case where the gate electrode is formed by the layer and the two-layer gate electrode, it is not necessary to form an unnecessary dummy gate, and the integration of the semiconductor device can be further increased.
In this case, applying the self-aligned contact method is effective in reducing the memory cell array, and the chip size can be reduced, so that a low-cost device can be realized.

【0076】さらに、本発明の半導体装置が、階層ビッ
ト線方式をとる記憶装置に適用した場合には、選択トラ
ンジスタの駆動能力を最大限に上げることができ、半導
体記憶装置の高速化を図ることができる。また、選択ト
ランジスタの実効ゲート幅を同一とした場合には、選択
されたバンク選択トランジスタにかかわらず、ビット線
電流を等しくでき、これにより読み出し時間のマージン
を増大できる。
Further, when the semiconductor device of the present invention is applied to a storage device employing a hierarchical bit line system, the drive capability of the selection transistor can be maximized, and the speed of the semiconductor storage device can be increased. Can be. When the effective gate widths of the select transistors are the same, the bit line currents can be made equal regardless of the selected bank select transistor, thereby increasing the read time margin.

【0077】さらに、メモリセル列の所定列ごとに分離
帯を設けた場合には、1つのワード線にそって連続して
並ぶ複数のメモリセルがオンセルとなっても、選択され
た副ビット線間で生じるリーク電流を阻止することが可
能となり、読み出しマージンの向上を図ることができ
る。また、本発明の製造方法によれば、ゲート電極の開
口部をセルフアラインコンタクト形成を利用するため、
アライメント余裕を取る必要がなく、その分メモリセル
アレイの縮小を図ることができるとともに、そのコンタ
クト部の接続を確実にすることができ、信頼性の高い半
導体装置を製造することができる。
Further, when a separation band is provided for each predetermined column of the memory cell column, even if a plurality of memory cells continuously arranged along one word line are turned on, the selected sub-bit line It is possible to prevent a leak current generated between the two, and it is possible to improve a read margin. According to the manufacturing method of the present invention, the opening of the gate electrode is formed by utilizing the self-aligned contact formation.
There is no need to provide an alignment margin, and the memory cell array can be reduced accordingly, and the connection of the contact portion can be reliably performed, so that a highly reliable semiconductor device can be manufactured.

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

【図1】本発明の半導体装置の実施例を示す概略平面図
である。
FIG. 1 is a schematic plan view showing an embodiment of a semiconductor device of the present invention.

【図2】図1の半導体装置の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of the semiconductor device of FIG. 1;

【図3】図1のA−A’線概略断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view taken along line A-A 'of FIG.

【図4】本発明の半導体装置の別の実施例を示す概略平
面図である。
FIG. 4 is a schematic plan view showing another embodiment of the semiconductor device of the present invention.

【図5】本発明の半導体装置のさらに別の実施例を示す
概略平面図である。
FIG. 5 is a schematic plan view showing still another embodiment of the semiconductor device of the present invention.

【図6】本発明の半導体装置のさらに別の実施例を示す
概略平面図である。
FIG. 6 is a schematic plan view showing still another embodiment of the semiconductor device of the present invention.

【図7】図4のB−B’断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line B-B 'of FIG.

【図8】図5のC−C’断面図である。8 is a sectional view taken along line C-C 'of FIG.

【図9】図6のD−D’断面図である。FIG. 9 is a sectional view taken along line D-D ′ of FIG. 6;

【図10】本発明の半導体装置のさらに別の実施例を示
す概略平面図である。
FIG. 10 is a schematic plan view showing still another embodiment of the semiconductor device of the present invention.

【図11】図10の半導体装置の回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram of the semiconductor device of FIG. 10;

【図12】本発明の半導体装置のさらに別の実施例を示
す要部の概略平面図である。
FIG. 12 is a schematic plan view of a main part showing still another embodiment of the semiconductor device of the present invention.

【図13】本発明の半導体装置のさらに別の実施例を示
す要部の概略平面図である。
FIG. 13 is a schematic plan view of a main part showing still another embodiment of the semiconductor device of the present invention.

【図14】図13の半導体装置の回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram of the semiconductor device of FIG. 13;

【図15】本発明の半導体装置のさらに別の実施例を示
す要部の概略平面図及び要部の概略断面図である。
FIG. 15 is a schematic plan view of a main part and a schematic cross-sectional view of a main part showing still another embodiment of the semiconductor device of the present invention.

【図16】本発明の半導体装置のさらに別の実施例を示
す概略平面図である。
FIG. 16 is a schematic plan view showing still another embodiment of the semiconductor device of the present invention.

【図17】図1に示す半導体装置の製造工程を説明する
ための概略A−A′線断面工程図である。
FIG. 17 is a schematic sectional view taken along the line AA 'for illustrating the manufacturing process of the semiconductor device shown in FIG. 1;

【図18】図1に示す半導体装置の別の製造工程を説明
するための概略A−A′線断面工程図である。
FIG. 18 is a schematic sectional view taken along the line AA 'for explaining another manufacturing step of the semiconductor device shown in FIG. 1;

【図19】図4に示す半導体装置の製造工程を説明する
ための概略B−B′線断面工程図である。
19 is a schematic sectional view taken along the line BB 'for explaining the manufacturing process of the semiconductor device shown in FIG. 4;

【図20】図6に示す半導体装置の製造工程を説明する
ための概略D−D′線断面工程図である。
20 is a schematic sectional view taken along the line DD 'for illustrating the manufacturing process of the semiconductor device shown in FIG. 6;

【図21】従来の半導体装置のメモリセル平面図であ
る。
FIG. 21 is a plan view of a memory cell of a conventional semiconductor device.

【図22】図21の等価回路図である。FIG. 22 is an equivalent circuit diagram of FIG. 21;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、200 階層ビット線方式ROM 20、200a 半導体基板 2、21、22 補助導電領域 3a 第1選択線 3b 第1選択線 3、3c 第1ゲート電極 4 金属配線 8 第2ゲート絶縁膜 9a 第2選択線 9b 第2選択線 9、9c 第2ゲート電極 12 第1ゲート絶縁膜 14、17、34 層間絶縁膜 15、29 レジスト 16 酸化膜 18、31 絶縁膜 19、32 サイドウォール絶縁膜 23 ウェル 24 第1ゲート電極に対する分離帯 25 第2ゲート電極に対する分離帯 BANK1 バンク領域 SB1A、SB1B、SB1 副ビット線 WL1A、WL1B、WL1 ワード線 M1、M、M1J メモリセル BB11、BB22 補助導電領域 BT1A、BT1B、BSO1、BSE1 バンク選
択トランシスタ(バンクセル) BS1A、BS1B、BO1、BE1 バンク選
択線 CC11、CC22 コンタクトホール MB1 主ビット線 MG1 主グランド線 FD、FD1 素子分離部
101, 200 Hierarchical bit line type ROM 20, 200a Semiconductor substrate 2, 21, 22 Auxiliary conductive region 3a First select line 3b First select line 3, 3c First gate electrode 4 Metal wiring 8 Second gate insulating film 9a Second Select line 9b second select line 9, 9c second gate electrode 12 first gate insulating film 14, 17, 34 interlayer insulating film 15, 29 resist 16 oxide film 18, 31 insulating film 19, 32 sidewall insulating film 23 well 24 Separation band for first gate electrode 25 Separation band for second gate electrode BANK1 Bank region SB1A, SB1B, SB1 Sub-bit line WL1A, WL1B, WL1 Word line M1, M, M1J Memory cell BB11, BB22 Auxiliary conductive region BT1A, BT1B, BSO1, BSE1 Bank selection transistor (bank cell) BS 1A, BS1B, BO1, BE1 Bank select line CC11, CC22 Contact hole MB1 Main bit line MG1 Main ground line FD, FD1 Element isolation section

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板表面に形成された不純物拡散
層と、該不純物拡散層を含む半導体基板上に、絶縁膜を
介して形成されたゲート電極と、該ゲート電極上方に形
成された導電層とを含む半導体装置であって、 前記導電層が、前記不純物拡散層上に存在するゲート電
極に形成された開口部を通して、不純物拡散層と接続さ
れていることを特徴とする半導体装置。
An impurity diffusion layer formed on a surface of a semiconductor substrate, a gate electrode formed on a semiconductor substrate including the impurity diffusion layer via an insulating film, and a conductive layer formed above the gate electrode A semiconductor device comprising: a conductive layer connected to an impurity diffusion layer through an opening formed in a gate electrode present on the impurity diffusion layer;
【請求項2】 行列状に配設されたメモリセルアレイ
と、 主ビット線及びこの主ビット線にそれぞれ選択トランジ
スタを介して接続された複数の副ビット線からなるビッ
ト線とを有する階層ビット線方式の半導体装置であっ
て、 前記メモリセルアレイを構成するメモリセル及び選択ト
ランジスタが、第1ゲート電極と第2ゲート電極とが交
互に並設された2層ゲート電極構造で構成されているこ
とを特徴とする半導体装置。
2. A hierarchical bit line system having a memory cell array arranged in a matrix and a bit line including a main bit line and a plurality of sub-bit lines connected to the main bit line via a selection transistor. Wherein the memory cells and the select transistors constituting the memory cell array are configured in a two-layer gate electrode structure in which first gate electrodes and second gate electrodes are alternately arranged in parallel. Semiconductor device.
【請求項3】 行列状に配設されたメモリセルアレイ
と、 主ビット線及びこの主ビット線にそれぞれ選択トランジ
スタを介して接続された複数の副ビット線からなるビッ
ト線とを有する階層ビット線方式の半導体装置であっ
て、 前記主ビット線が、前記選択トランジスタを構成する選
択線に形成された開口部を通して、選択トランジスタの
一方の端子と接続されていることを特徴とする半導体装
置。
3. A hierarchical bit line system having a memory cell array arranged in a matrix and a bit line including a main bit line and a plurality of sub-bit lines connected to the main bit line via selection transistors, respectively. The semiconductor device according to claim 1, wherein the main bit line is connected to one terminal of the selection transistor through an opening formed in the selection line constituting the selection transistor.
【請求項4】 メモリセルアレイを構成するメモリセル
及び選択トランジスタが、第1ゲート電極と第2ゲート
電極とが交互に並設された2層ゲート電極構造で形成さ
れている請求項3記載の半導体装置。
4. The semiconductor according to claim 3, wherein the memory cells and the select transistors constituting the memory cell array are formed in a two-layer gate electrode structure in which first gate electrodes and second gate electrodes are alternately arranged. apparatus.
【請求項5】 開口部が形成された選択トランジスタの
選択線が、メモリセルの一端部においては第1ゲート電
極によって、他端部においては第2ゲート電極によって
形成されている請求項4記載の半導体装置。
5. The memory cell according to claim 4, wherein the selection line of the selection transistor having the opening is formed by the first gate electrode at one end of the memory cell and by the second gate electrode at the other end. Semiconductor device.
【請求項6】 行方向に複数平行に配設されたワード線
を有し、行列状に配設されたメモリセルアレイと、 前記メモリセルアレイの両端部に配設され、任意のメモ
リセル列を選択するための複数の選択トランジスタと、 列方向に複数平行に拡散層によって形成され、それぞれ
メモリセルアレイに接続してなる複数の副ビット線と、 前記メモリセルアレイの2列ごとに金属層で形成され、
列方向に延設された主ビット線とからなるバンクを備え
ており、 行方向に隣接する副ビット線が、交互に一端部又は他端
部の選択トランジスタの一方の端子に接続され、隣合う
副ビット線に接続された選択トランジスタの他方の端子
は、それぞれ前記選択トランジスタを構成する選択線に
形成された開口部を通して、異なる主ビット線に接続さ
れてなることを特徴とする半導体装置。
6. A memory cell array having a plurality of word lines arranged in parallel in a row direction and arranged in a matrix, and an arbitrary memory cell column arranged at both ends of the memory cell array. And a plurality of sub-bit lines formed by a plurality of diffusion layers parallel to each other in the column direction and connected to the memory cell array, respectively, and formed by a metal layer for every two columns of the memory cell array.
A main bit line extending in the column direction is provided, and a sub bit line adjacent in the row direction is alternately connected to one terminal of the selection transistor at one end or the other end, and is adjacent to the other. The semiconductor device according to claim 1, wherein the other terminals of the selection transistors connected to the sub-bit lines are connected to different main bit lines through openings formed in the selection lines forming the selection transistors.
【請求項7】 副ビット線が接続される選択トランジス
タが、並列に接続された2つの選択トランジスタである
請求項6記載の半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 6, wherein the selection transistor connected to the sub-bit line is two selection transistors connected in parallel.
【請求項8】 メモリセルアレイを構成するワード線及
び選択トランジスタを構成する選択線が、第1ゲート電
極と第2ゲート電極とが交互に並設された2層ゲート電
極構造である請求項6又は7のいずれかに記載の半導体
装置。
8. A two-layer gate electrode structure in which a word line forming a memory cell array and a selection line forming a selection transistor have a first gate electrode and a second gate electrode alternately arranged in parallel. 8. The semiconductor device according to any one of 7.
【請求項9】 開口部が形成された選択トランジスタの
選択線が、メモリセルの一端部においては第1ゲート電
極によって、他端部においては第2ゲート電極によって
形成されている請求項8記載の半導体装置。
9. The memory cell according to claim 8, wherein the selection line of the selection transistor having the opening is formed by a first gate electrode at one end of the memory cell and by a second gate electrode at the other end. Semiconductor device.
【請求項10】 行方向に複数平行に配設されたワード
線を有し、行列状に配設されたメモリセルアレイと、 前記メモリセルアレイの両端部に配設され、任意のメモ
リセル列を選択するための複数の選択トランジスタと、 列方向に複数平行に拡散層によって形成され、それぞれ
メモリセルアレイに接続してなる複数の副ビット線と、 前記メモリセルアレイの2列ごとに金属層で形成され、
列方向に延設された主ビット線とからなるバンクを備え
ており、 行方向に隣接する副ビット線は、交互に一端部又は他端
部の選択トランジスタの一方の端子に接続され、 前記行方向に隣接する副ビット線4本のうちの第1副ビ
ット線は、メモリセルアレイの一端部側で、列方向に隣
合うバンクにまたがって配置され、かつ該隣合うバンク
は、前記第1副ビット線によって第1トランジスタの一
方の端子に接続されて第1選択トランジスタを共有し、 前記行方向に隣接する副ビット線4本のうちの第3副ビ
ット線は、メモリセルアレイの一端部側で、第2選択ト
ランジスタの一方の端子に接続され、 前記行方向に隣接する副ビット線4本のうちの第2及び
第4副ビット線は、メモリセルアレイの他端部側で、そ
れぞれ第3及び第4選択トランジスタの一方の端子に接
続され、 前記第1及び第2選択トランジスタの他方の端子は、前
記第1選択トランジスタを構成する選択線に形成された
開口部を通して、同一の主ビット線に接続されてなるこ
とを特徴とする半導体装置。
10. A memory cell array having a plurality of word lines arranged in parallel in a row direction and arranged in a matrix, and an arbitrary memory cell column arranged at both ends of the memory cell array. And a plurality of sub-bit lines formed by a plurality of diffusion layers parallel to each other in the column direction and connected to the memory cell array, respectively, and formed by a metal layer for every two columns of the memory cell array.
A main bit line extending in the column direction, and sub-bit lines adjacent in the row direction are alternately connected to one terminal of a selection transistor at one end or the other end, and The first sub-bit line of the four sub-bit lines adjacent in the direction is arranged on one end side of the memory cell array so as to straddle the bank adjacent in the column direction, and the adjacent bank is the first sub-bit line. The bit line is connected to one terminal of the first transistor to share the first selection transistor, and the third sub-bit line of the four sub-bit lines adjacent in the row direction is connected to one end of the memory cell array. , The second and fourth sub-bit lines of the four sub-bit lines adjacent in the row direction are connected to the other end of the memory cell array at the third and fourth terminals, respectively. 4th choice tran The other terminal of the first and second select transistors is connected to the same main bit line through an opening formed in a select line constituting the first select transistor. A semiconductor device, comprising:
【請求項11】 メモリセルアレイを構成するワード線
及び選択トランジスタを構成する選択線が、第1ゲート
電極と第2ゲート電極とが交互に並設された2層ゲート
電極構造である請求項10に記載の半導体装置。
11. The word line forming the memory cell array and the selection line forming the selection transistor have a two-layer gate electrode structure in which first gate electrodes and second gate electrodes are alternately arranged in parallel. 13. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項12】 開口部が形成された選択トランジスタ
の選択線が、メモリセルの一端部においては第1ゲート
電極によって、他端部においては第2ゲート電極によっ
て形成されている請求項10又は11のいずれかに記載
の半導体装置。
12. The memory cell according to claim 10, wherein the selection line of the selection transistor having the opening is formed by a first gate electrode at one end of the memory cell and by a second gate electrode at the other end. The semiconductor device according to any one of the above.
【請求項13】 選択トランジスタの選択線幅を等しく
し、各副ビット線に対するビット線電流を等しくする請
求項6〜12のいずれかに記載の半導体装置。
13. The semiconductor device according to claim 6, wherein a selection line width of the selection transistor is made equal, and a bit line current for each sub-bit line is made equal.
【請求項14】 メモリセルアレイの所定列毎に、副ビ
ット線に平行に配置され、メモリセルの導電を阻止する
分離帯を有する請求項6〜13のいずれかに記載の半導
体装置。
14. The semiconductor device according to claim 6, further comprising a separation band arranged for each predetermined column of the memory cell array in parallel with the sub-bit line and for preventing conduction of the memory cell.
【請求項15】 半導体基板に、メモリセルアレイを構
成するソ−ス/ドレイン、副ビットライン、補助導電領
域を形成し、 前記半導体基板上に、ゲート絶縁膜を介して、メモリセ
ルアレイを構成する互いに平行な複数のワード線及び選
択線を形成し、前記補助導電領域の一部の上の選択線に
開口部を形成し、 前記ワード線及び選択線にサイドウォール絶縁膜を形成
し、 得られた半導体基板上全面に層間絶縁膜を堆積し、 前記選択線の開口部に対してコンタクト形成のためのレ
ジストパターンを形成し、 前記開口部を利用して、セルフアラインで前記レジスト
パターンより小さなコンタクト開口部を形成することか
らなる半導体装置の製造方法。
15. A source / drain, a sub-bit line, and an auxiliary conductive region forming a memory cell array are formed on a semiconductor substrate, and the source / drain forming a memory cell array are formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film. Forming a plurality of parallel word lines and selection lines, forming an opening in the selection line above a part of the auxiliary conductive region, forming a sidewall insulating film in the word lines and the selection lines, Depositing an interlayer insulating film over the entire surface of the semiconductor substrate, forming a resist pattern for forming a contact with the opening of the selection line, and making a self-aligned contact opening smaller than the resist pattern using the opening; A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a portion.
【請求項16】 半導体基板上に、メモリセルアレイを
構成するソ−ス/ドレイン、副ビットライン、補助導電
領域を形成し、 前記半導体基板上に、第1ゲート絶縁膜を介して、メモ
リセルアレイを構成する互いに平行な複数の第1ワード
線及び第1選択線を形成し、前記補助導電領域の一部の
上の第1選択線に開口部を形成し、 前記第1ワード線及び第1選択線にサイドウォール絶縁
膜を形成し、 得られた半導体基板上に、第2ゲート絶縁膜を介して、
メモリセルアレイを構成する互いに平行な複数の第2ワ
ードライン及び第2選択線を形成し、前記補助導電領域
の一部の上の第2選択線に開口部を形成し、 前記第2選択線の開口部にサイドウォール絶縁膜を形成
し、 得られた半導体基板上全面に層間絶縁膜を堆積し、 前記第1及び第2選択線の開口部に対してコンタクト形
成のためのレジストパターンを形成し、 前記第1及び第2選択線の開口部を利用して、セルフア
ラインで前記レジストパターンより小さなコンタクト開
口部を形成することからなる半導体装置の製造方法。
16. A source / drain, a sub-bit line, and an auxiliary conductive region forming a memory cell array are formed on a semiconductor substrate, and the memory cell array is formed on the semiconductor substrate via a first gate insulating film. Forming a plurality of first word lines and a first selection line which are parallel to each other, forming an opening in the first selection line above a part of the auxiliary conductive region, and forming the first word line and the first selection line; Forming a side wall insulating film on the line, and forming a second gate insulating film on the obtained semiconductor substrate,
Forming a plurality of second word lines and second selection lines parallel to each other forming a memory cell array; forming an opening in the second selection line above a part of the auxiliary conductive region; Forming a sidewall insulating film in the opening; depositing an interlayer insulating film on the entire surface of the obtained semiconductor substrate; forming a resist pattern for forming a contact with the opening of the first and second selection lines; Forming a contact opening smaller than the resist pattern by self-alignment using the openings of the first and second selection lines.
【請求項17】 半導体基板上に、メモリセルアレイを
構成するソ−ス/ドレイン、副ビットライン、補助導電
領域を形成し、 前記半導体基板上に、第1ゲート絶縁膜を介して、メモ
リセルアレイを構成する互いに平行な複数の第1ワード
線及び第1選択線を形成し、前記補助導電領域の一部の
上の第1選択線に開口部を形成し、 前記第1ワード線及び第1選択線にサイドウォール絶縁
膜を形成し、 得られた半導体基板上に、第2ゲート絶縁膜を介して、
メモリセルアレイを構成する互いに平行な複数の第2ワ
ードライン及び第2選択線を形成し、 得られた半導体基板上全面に層間絶縁膜を堆積し、 前記第1選択線の開口部に対してコンタクト形成のため
のレジストパターンを形成し、 前記第1選択線の開口部を利用して、セルフアラインで
前記レジストパターンより小さなコンタクト開口部を形
成することからなる半導体装置の製造方法。
17. A source / drain, a sub-bit line, and an auxiliary conductive region forming a memory cell array are formed on a semiconductor substrate, and the memory cell array is formed on the semiconductor substrate via a first gate insulating film. Forming a plurality of first word lines and a first selection line which are parallel to each other, forming an opening in the first selection line above a part of the auxiliary conductive region, and forming the first word line and the first selection line; Forming a side wall insulating film on the line, and forming a second gate insulating film on the obtained semiconductor substrate,
A plurality of parallel second word lines and second selection lines forming a memory cell array are formed, an interlayer insulating film is deposited on the entire surface of the obtained semiconductor substrate, and a contact is made with the opening of the first selection line. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a resist pattern for forming; and forming a contact opening smaller than the resist pattern in a self-aligned manner by using an opening of the first selection line.
【請求項18】 半導体基板上に、メモリセルアレイを
構成するソ−ス/ドレイン、副ビットライン、補助導電
領域を形成し、 前記半導体基板上に、第1ゲート絶縁膜を介して、メモ
リセルアレイを構成する互いに平行な複数の第1ワード
線及び第1選択線を形成し、 前記第1ワード線及び第1選択線にサイドウォール絶縁
膜を形成し、 得られた半導体基板上に、第2ゲート絶縁膜を介して、
メモリセルアレイを構成する互いに平行な複数の第2ワ
ードライン及び第2選択線を形成し、前記補助導電領域
の一部の上の第2選択線に開口部を形成し、 前記第2選択線の開口部にサイドウォール絶縁膜を形成
し、 得られた半導体基板上全面に層間絶縁膜を堆積し、 前記第2選択線の開口部に対してコンタクト形成のため
のレジストパターンを形成し、 前記第2選択線の開口部を利用して、セルフアラインで
前記レジストパターンより小さなコンタクト開口部を形
成することからなる半導体装置の製造方法。
18. A source / drain forming a memory cell array, a sub-bit line, and an auxiliary conductive region are formed on a semiconductor substrate. The memory cell array is formed on the semiconductor substrate via a first gate insulating film. Forming a plurality of first word lines and a first selection line parallel to each other, forming a sidewall insulating film on the first word line and the first selection line, forming a second gate on the obtained semiconductor substrate; Through the insulating film,
Forming a plurality of second word lines and second selection lines parallel to each other forming a memory cell array; forming an opening in the second selection line above a part of the auxiliary conductive region; Forming a sidewall insulating film in the opening; depositing an interlayer insulating film on the entire surface of the obtained semiconductor substrate; forming a resist pattern for forming a contact with the opening of the second selection line; A method of manufacturing a semiconductor device, comprising forming a contact opening smaller than the resist pattern in a self-aligned manner by using an opening of a two-selection line.
【請求項19】 第1ワード線及び第1選択線の上部に
絶縁膜を形成する工程を含む請求項15〜18のいずれ
かに記載の半導体装置の製造方法。
19. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 15, further comprising a step of forming an insulating film on the first word line and the first selection line.
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