JPH10294386A - Mask rom and manufacture thereof - Google Patents

Mask rom and manufacture thereof

Info

Publication number
JPH10294386A
JPH10294386A JP31850697A JP31850697A JPH10294386A JP H10294386 A JPH10294386 A JP H10294386A JP 31850697 A JP31850697 A JP 31850697A JP 31850697 A JP31850697 A JP 31850697A JP H10294386 A JPH10294386 A JP H10294386A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
channel
length
mask rom
semiconductor substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP31850697A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yu Jae-Min
ユ ジャエ−ミン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SK Hynix Inc
Original Assignee
LG Semicon Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Semicon Co Ltd filed Critical LG Semicon Co Ltd
Publication of JPH10294386A publication Critical patent/JPH10294386A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B20/00Read-only memory [ROM] devices
    • H10B20/27ROM only
    • H10B20/30ROM only having the source region and the drain region on the same level, e.g. lateral transistors
    • H10B20/38Doping programmed, e.g. mask ROM

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mask ROM and a method for manufacturing the same which enable reduction in the numbers of steps by programming concurrently with formation of a source region and a drain region. SOLUTION: After a first gate 35 and a second gate 36 are formed on a P type semiconductor substrate 31, side walls 37 are formed respectively on the sides of the first gate 35 and the second gate 36. And the side wall 37 formed on the side of the second gate 36 is removed, N type impurity ions are then implanted into an exposed portion of the semiconductor substrate 31 to form an impurity region 41, thus forming a first channel 43 and a second channel 45 having a different effective channel length from each other. Therefore ON transistors and OFF transistors having different effective channel lengths are formed concurrently with formation of a source region and a drain region in one ion implantation step to program data, thus simplifying the steps.

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、マスクROM(Ma
sk Read Only Memory)及びその製造方法に関するもの
で、特にマスクを使用してイオン注入しプログラムする
マスクROM及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mask ROM (Ma
More particularly, the present invention relates to a mask ROM for performing ion implantation and programming using a mask and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】ROMは、記憶されたデータが電源を切
っても消えないように構成された不揮発性メモリ(nonvo
latile memory)装置で、データの書込み方法によりマス
クROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(E
lectrically Programmable ROM) またはEEPROM(E
rasable and Electrically Programmable ROM)等に区別
される。
2. Description of the Related Art A ROM is a nonvolatile memory (non-volatile memory) configured so that stored data is not erased even when the power is turned off.
A mask ROM, a PROM (Programmable ROM), and an EPROM (E
electrically programmable ROM) or EEPROM (E
rasable and Electrically Programmable ROM).

【0003】前記マスクROMは、使用者の希望するデ
ータを、ROMの製造工程中に使用するマスクにデータ
として取り入れ、ウェーハ工程中にプログラム(書き込
み)してしまうもので、これ以降のデータの書き込みは
不可能であり、前記製造工程中に書き込まれたデータの
読み出し専用メモリである。該マスクROMにおけるデ
ータの書き込み方式としては、不純物をイオン注入する
ことで、セルトランジスタのしきい値電圧Vth(thresho
ld voltage) を変えるイオン注入工程方式が広く用いら
れている。
In the mask ROM, data desired by a user is incorporated as data into a mask used during a manufacturing process of the ROM, and is programmed (written) during a wafer process. Is impossible, and is a read-only memory for data written during the manufacturing process. As a method of writing data in the mask ROM, an impurity is ion-implanted so that the threshold voltage Vth (thresh
An ion implantation process system for changing the ld voltage is widely used.

【0004】図5〜図8は、従来のマスクROMの製造
工程を示す図である。まず、図5に示すように、P型
(第1導電型)のシリコンからなる半導体基盤11上
に、N型(第2導電型)の不純物がドーピングされたデ
プリーション層(depletion layer)13を形成する。
前記デプリーション層13は、ヒ素AsまたはリンP等
のN型の不純物イオンを、5×1012〜1×1013/cm2
程度の打込イオン量(ドーズdose) と、80〜120K
eV程度の加速電圧(エネルギー)で注入することによ
って形成される。前記デプリーション層13は、以後に
形成されるトランジスタのしきい値電圧Vth(threshold
voltage) を−3〜−4程度となるようにして、このト
ランジスタがオントランジスタ(デプリーション型トラ
ンジスタ)となるようにする。ここでは、半導体基盤1
1をP型のシリコン基盤から形成したが、P型またはN
型のシリコン基盤に形成されたP型のウェール領域の場
合もある。
FIGS. 5 to 8 are views showing a process of manufacturing a conventional mask ROM. First, as shown in FIG. 5, a depletion layer 13 doped with an N-type (second conductivity type) impurity is formed on a semiconductor substrate 11 made of P-type (first conductivity type) silicon. I do.
The depletion layer 13 is formed by depositing N-type impurity ions such as arsenic As or phosphorus P into 5 × 10 12 to 1 × 10 13 / cm 2.
Implanted ion dose (dose dose) and 80-120K
It is formed by injecting at an acceleration voltage (energy) of about eV. The depletion layer 13 has a threshold voltage Vth (threshold) of a transistor formed later.
voltage) is set to about -3 to -4 so that this transistor becomes an ON transistor (depletion type transistor). Here, the semiconductor substrate 1
1 was formed from a P-type silicon substrate,
It may be a P-type wale region formed on a silicon substrate of the type.

【0005】次に、図6に示すように、半導体基盤11
に形成されたデプリーション層13の表面を熱酸化して
酸化膜を形成し、この酸化膜上に不純物がドーピングさ
れた多結晶シリコンを、化学気相蒸着法(Chemical Vapo
r Deposition:以下CVD法という) により蒸着して多
結晶シリコン層を形成する。そして、多結晶シリコン層
と酸化膜とをフォトリソフラフィ(photography) 方法で
順次的にパターニング(patterning)し、ゲート酸化膜1
5とゲート17とを形成する。その後、半導体基盤11
上にシリコン酸化膜をCVD法によりゲート17を覆う
ように蒸着する。そして、シリコン酸化物を半導体基盤
11及びゲート17の表面が露出されるように、反応性
イオン蝕刻(Reactive Ion Etching :以下RIEと称す
る) 方法でエッチバック(etchback)し、ゲート17の側
面に側壁19を形成する。
[0005] Next, as shown in FIG.
The surface of the depletion layer 13 formed by thermal oxidation is thermally oxidized to form an oxide film, and polycrystalline silicon doped with impurities is formed on the oxide film by chemical vapor deposition (Chemical Vapor Deposition).
(r Deposition: hereinafter referred to as a CVD method) to form a polycrystalline silicon layer. Then, the polycrystalline silicon layer and the oxide film are sequentially patterned by a photolithography method to form a gate oxide film 1.
5 and a gate 17 are formed. Then, the semiconductor substrate 11
A silicon oxide film is deposited thereon so as to cover the gate 17 by a CVD method. Then, the silicon oxide is etched back by a reactive ion etching (hereinafter, referred to as RIE) method so that the surfaces of the semiconductor substrate 11 and the gate 17 are exposed. 19 is formed.

【0006】続いて図7に示すように、ゲート17及び
側壁19をマスクとして使用し、ヒ素AsまたはリンP
等のN型の不純物イオンを、1×1015〜1×1016/c
m2程度の打込イオン量と、30〜80KeV程度の加速
電圧で注入して不純物領域21を形成する。この時、ゲ
ート17はマスクとして使用され、注入される不純物イ
オンがこのゲート17の両側のみに注入されるようにす
る。従って、不純物領域21は、ゲートの両側にデプリ
ーション層13と重畳されるように形成される。前記に
おいて、不純物領域21に形成されるゲート17下部の
デプリーション層13はチャンネルとなって、形成され
たトランジスタはデプリーション型(depletion Type)と
なる。
Subsequently, as shown in FIG. 7, arsenic As or phosphorus P is used by using the gate 17 and the side wall 19 as a mask.
1 × 10 15 -1 × 10 16 / c
The impurity region 21 is formed by implantation with an implanted ion amount of about m 2 and an acceleration voltage of about 30 to 80 KeV. At this time, the gate 17 is used as a mask so that impurity ions to be implanted are implanted only on both sides of the gate 17. Therefore, the impurity regions 21 are formed on both sides of the gate so as to overlap with the depletion layer 13. In the above, the depletion layer 13 below the gate 17 formed in the impurity region 21 serves as a channel, and the formed transistor has a depletion type.

【0007】次に図8に示すように、上述した構造の全
表面に感光膜23を塗布してから、この感光膜23を、
データがプログラムされる所定トランジスタのゲート1
7が露出されるように露光及び現像してパターニングす
る。そして、感光膜23をマスクとして使用して、ホウ
素BまたはBF2 等のP型の不純物イオンを、1×10
13〜2×1013/cm2程度の打込イオン量と、露出された
ゲート17とを貫通してデプリーション層13に注入さ
れ得るように140〜180KeV程度の高い加速電圧
で注入する。
Next, as shown in FIG. 8, a photosensitive film 23 is applied to the entire surface of the above-described structure, and then the photosensitive film 23 is
Gate 1 of a predetermined transistor to be programmed with data
Exposure, development and patterning are performed so that 7 is exposed. Then, using the photoresist 23 as a mask, a P-type impurity ions such as boron B or BF 2, 1 × 10
The implantation ion amount is about 13 to 2 × 10 13 / cm 2 and is implanted at a high acceleration voltage of about 140 to 180 KeV so as to penetrate through the exposed gate 17 and implant into the depletion layer 13.

【0008】この場合、ゲート17下部のデプリーショ
ン層13は、貫通して注入されたP型の不純物イオンが
ドーピングされたN型の不純物イオンと反応して相殺層
25を形成する。前記相殺層25は、所定トランジスタ
のチャンネルとなるが、相殺層25はチャンネルのしき
い値電圧Vthが0Vより大きくなるように(大略0.7
V程度に)形成される。従って、前記所定トランジスタ
は、デプリーション型からエンハンスメント型(enhance
ment type)に変わり、これによりマスクROMはデータ
がプログラムされる。そして、マスクとして使用された
感光膜23を除去する。
In this case, the depletion layer 13 below the gate 17 reacts with the N-type impurity ions doped with the P-type impurity ions implanted therethrough to form the canceling layer 25. The canceling layer 25 serves as a channel of a predetermined transistor. The canceling layer 25 has a threshold voltage Vth of the channel larger than 0 V (approximately 0.7 V).
V). Therefore, the predetermined transistor is changed from a depletion type to an enhancement type (enhancement type).
ment type), whereby the mask ROM is programmed with data. Then, the photosensitive film 23 used as the mask is removed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のマスクROMの製造方法によると、ソース及びドレー
ン領域の形成とデータのプログラム(デプリーション型
からエンハンスメント型への切り換え)のために、それ
ぞれのイオン注入工程が必要であるので、工程が複雑で
あるという問題点があった。
However, according to the above-described conventional method of manufacturing a mask ROM, each ion is formed for forming source and drain regions and for programming data (switching from depletion type to enhancement type). Since the injection step is required, there is a problem that the step is complicated.

【0010】そこで、本発明は、ソース及びドレーン領
域の形成とデータのプログラムとが、1回のイオン注入
工程で行えるマスクROM及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
An object of the present invention is to provide a mask ROM in which formation of source and drain regions and programming of data can be performed in one ion implantation step, and a method of manufacturing the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの本発明によるマスクROMは、第1導電型の半導体
基盤と、前記半導体基盤上に形成された第1及び第2ゲ
ートと、前記第1ゲートの側面に形成された側壁と、前
記半導体基盤の前記第1ゲート両側に形成された第2導
電型の不純物領域と、前記半導体基盤の前記第2ゲート
両側に、前記第2ゲートの中央付近まで延長されるよう
に形成された第2導電型の不純物領域と、を含んで構成
されることを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a mask ROM comprising a semiconductor substrate of a first conductivity type, first and second gates formed on the semiconductor substrate, and A sidewall formed on a side surface of the first gate; a second conductivity type impurity region formed on both sides of the first gate of the semiconductor substrate; and a second gate formed on both sides of the second gate of the semiconductor substrate. And a second conductivity type impurity region formed to extend to near the center.

【0012】かかる構成によると、不純物領域により第
1,第2ゲートに形成される2つのチャンネルの有効長
さが相互に異なり、オントランジスタとオフトランジス
タとが構成されることになる。ここで、前記第1ゲート
及び第2ゲートのうちの前記第1ゲートの側面にのみ側
壁が形成されるようにすると良い。
According to this configuration, the effective lengths of the two channels formed in the first and second gates are different from each other due to the impurity region, and an ON transistor and an OFF transistor are formed. Here, it is preferable that side walls are formed only on side surfaces of the first gate of the first gate and the second gate.

【0013】また、前記の第1及び第2ゲートは、ゲー
ト酸化膜を有することが好ましい。また、前記第1ゲー
トの有効チャンネル長さをL1、前記第2ゲートの有効
チャンネル長さをL2、前記第1ゲートの側壁の長さを
Lsとしたときに、前記有効チャンネル長さL2が、 L2=L1−2・Ls となるようにすると良い。
Further, it is preferable that the first and second gates have a gate oxide film. When the effective channel length of the first gate is L1, the effective channel length of the second gate is L2, and the length of the side wall of the first gate is Ls, the effective channel length L2 is: It is good to make L2 = L1-2 · Ls.

【0014】前記の目的を達成するため本発明によるマ
スクROMの製造方法は、第1導電型の半導体基盤上に
第1及び第2ゲートを形成する工程と、前記第1及び第
2ゲート側面のそれぞれに側壁を形成する工程と、前記
第2ゲートの側面に形成された前記側壁を除去する工程
と、前記半導体基盤の露出された部分に第2導電型の不
純物イオンを注入して不純物領域を形成し、有効チャン
ネル長さが相互に異なる第1及び第2チャンネルを形成
する工程と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a mask ROM according to the present invention comprises the steps of forming first and second gates on a semiconductor substrate of a first conductivity type, and forming the first and second gates on side surfaces of the first and second gates. Forming a side wall on each side, removing the side wall formed on the side surface of the second gate, implanting impurity ions of a second conductivity type into an exposed portion of the semiconductor substrate to form an impurity region. Forming first and second channels having different effective channel lengths from each other.

【0015】かかる構成によると、第2ゲートの側壁を
除去した後、ゲートと側壁とをマスクとして使用して不
純物イオン注入させることで、相互に異なる有効長さの
チャンネルが1回のイオン注入で形成され、オントラン
ジスタとオフトランジスタとが形成される。上記製造方
法において、前記第2導電型の不純物領域を、1×1015
〜1×1016/cm 2程度の打込イオン量と、30〜80K
eV程度の加速電圧で注入して形成することが好まし
い。
According to this structure, after removing the side wall of the second gate, impurity ions are implanted by using the gate and the side wall as a mask, so that channels having different effective lengths can be formed by one ion implantation. Thus, an ON transistor and an OFF transistor are formed. In the above-described manufacturing method, the impurity region of the second conductivity type may be 1 × 10 15
~ 1 × 10 16 / cm 2 about 30-80K
It is preferable to form by implanting at an acceleration voltage of about eV.

【0016】また、前記第1及び第2ゲートを形成する
工程が、前記半導体基盤上に酸化膜を形成する工程と、
前記酸化膜上に多結晶シリコン層を形成する工程と、前
記多結晶シリコン層と前記酸化膜をパターニングする工
程と、から構成されるようにすると良い。また、前記第
1チャンネルの有効チャンネル長さが、前記側壁により
前記第2チャンネルの有効チャンネル長さより長く形成
される構成とすると良い。
Also, the step of forming the first and second gates includes the step of forming an oxide film on the semiconductor substrate;
The method may include a step of forming a polycrystalline silicon layer on the oxide film, and a step of patterning the polycrystalline silicon layer and the oxide film. Further, it is preferable that the effective channel length of the first channel is formed longer than the effective channel length of the second channel by the side wall.

【0017】更に、前記第1チャンネルの有効チャンネ
ル長さをL1、前記第2チャンネルの有効チャンネル長
さをL2、前記第1ゲートの側壁の長さをLsとしたと
きに、前記有効チャンネル長さL2が、 L2=L1−2・Ls に形成されるようにすると良い。
Furthermore, when the effective channel length of the first channel is L1, the effective channel length of the second channel is L2, and the length of the side wall of the first gate is Ls, the effective channel length is L1. L2 is preferably formed such that L2 = L1-2 · Ls.

【0018】ここで、前記第2チャンネルの有効チャン
ネル長さL2を、L2=L1−2Ls>0に形成する
か、又は、L2=L1−2Ls<0に形成することがで
きる。また、前記の目的を達成するため本発明によるマ
スクROMの製造方法は、第1導電型の半導体基盤上に
ゲート酸化膜を形成し、このゲート酸化膜上に多結晶シ
リコンを蒸着してからパターニングし、多数個のゲート
を形成する工程と、前記多数個のゲート側面のそれぞれ
に、長さLsの側壁を形成する工程と、前記多数個のゲ
ートを覆うように感光膜を塗布し、所定ゲートが露出さ
れ残りのゲートが露出されないようにパターニングする
工程と、前記露出された所定ゲートの側面に形成された
前記側壁を除去する工程と、前記パターニングされた感
光膜を除去し、前記残りゲートを露出させ、前記半導体
基盤の露出された部分に第2導電型の不純物イオンを注
入し活性化させて不純物領域を形成すると同時に、前記
残りのゲートの下部に有効長さL1のチャンネルと、前
記所定ゲートの下部に前記チャンネルの有効長さL1よ
り前記ゲートの両側にそれぞれ形成された前記側壁の長
さLsの和だけ短い有効長さL2(L2=L1−2・L
s)のチャンネルとを形成する工程と、からなることを
特徴とする。
Here, the effective channel length L2 of the second channel may be formed such that L2 = L1-2Ls> 0 or L2 = L1-2Ls <0. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a mask ROM, comprising: forming a gate oxide film on a semiconductor substrate of a first conductivity type; depositing polysilicon on the gate oxide film; Forming a plurality of gates, forming side walls each having a length Ls on each of the plurality of gate side surfaces, and applying a photosensitive film to cover the plurality of gates; Patterning so that the remaining gate is not exposed, removing the sidewall formed on the side surface of the exposed predetermined gate, removing the patterned photosensitive film, and removing the remaining gate. And exposing the exposed portion of the semiconductor substrate with an impurity ion of a second conductivity type to activate the impurity region to form an impurity region. An effective length L2 (L2 = L1-2) that is shorter than the effective length L1 of the channel by a sum of the length Ls of the side walls formed on both sides of the gate below the predetermined gate.・ L
and s) forming a channel.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
を詳細に説明する。図1は、本発明によるマスクROM
の断面図である。本発明によるマスクROMはP型(第
1導電型)のシリコンからなる半導体基盤31の表面に
ゲート酸化膜33を介在させ、第1及び第2ゲート3
5,36が形成される。ここでは、半導体基盤31のP
型のシリコン基盤から形成したが、P型またはN型のシ
リコン基盤に形成されたP型のウェール領域である場合
もある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a mask ROM according to the present invention.
FIG. In the mask ROM according to the present invention, a gate oxide film 33 is interposed on a surface of a semiconductor substrate 31 made of P-type (first conductivity type) silicon, and first and second gates 3 are formed.
5, 36 are formed. Here, P of the semiconductor substrate 31
Although formed from the silicon substrate of the mold type, there may be a p-type wale region formed on the silicon substrate of the p-type or the n-type.

【0020】そして、第1ゲート35の側面に、長さL
sを有する側壁37が形成される。半導体基盤31にN
型(第2導電型)の不純物イオンが高濃度でドーピング
され、ソース及びドレーン領域として利用される不純物
領域41が形成される。不純物領域41は、第1及び第
2ゲート35,36と側壁37とをマスクとして使用し
て形成され、相互に異なる有効長さL1,L2を有する
第1及び第2チャンネル43,45に離隔され形成され
る。
A length L is provided on the side surface of the first gate 35.
The side wall 37 having s is formed. N on the semiconductor substrate 31
Type (second conductivity type) impurity ions are doped at a high concentration to form impurity regions 41 used as source and drain regions. The impurity region 41 is formed using the first and second gates 35 and 36 and the side wall 37 as a mask, and is separated from the first and second channels 43 and 45 having different effective lengths L1 and L2. It is formed.

【0021】第1ゲート36の下部の第1チャンネル4
3は、モストランジスタのチャンネル長さ程度の有効長
さL1を有するように形成される。従って、有効長さL
1の第1チャンネル43を有するトランジスタはエンハ
ンスメント型でありオフ特性を有する。すなわち、有効
長さL1の第1チャンネル43を有するエンハンスメン
ト型トランジスタは、しきい値電圧Vthが正であるた
め、第1ゲート35に駆動電圧が印加されなければオフ
状態を維持し、駆動電圧が印加されるとオン状態とな
る。
The first channel 4 below the first gate 36
3 is formed so as to have an effective length L1 approximately equal to the channel length of the MOS transistor. Therefore, the effective length L
The transistor having one first channel 43 is an enhancement type and has off characteristics. That is, the enhancement-mode transistor having the first channel 43 of the effective length L1 has a positive threshold voltage Vth, and thus maintains the off state unless a drive voltage is applied to the first gate 35, and the drive voltage is reduced. When applied, it is turned on.

【0022】これに反して、第2ゲート36下部の第2
チャンネル45は、第1チャンネル43の有効長さL1
より第1ゲート35の両側にそれぞれ形成された側壁3
7の長さLsの和(2・Ls)だけの短い有効長さL2
を有する。従って、第2チャンネル45の有効長さL2
を、チャンネル43の有効長さL1と比較するとL2=
L1−2・Lsとなる。従って、有効長さL2の第2チ
ャンネル45を有するトランジスタはデプリーション型
であり、しきい値電圧Vthが負であるため、第2ゲート
36に駆動電圧が印加されず、また、駆動電圧より低い
電圧が印加されてもオン状態となる。
On the other hand, the second gate 36
Channel 45 is the effective length L1 of the first channel 43
Side walls 3 formed on both sides of first gate 35
7 is a short effective length L2 that is the sum of the lengths Ls (2 · Ls)
Having. Therefore, the effective length L2 of the second channel 45
Is compared with the effective length L1 of the channel 43, L2 =
L1-2 · Ls. Accordingly, the transistor having the second channel 45 of the effective length L2 is a depletion type and has a negative threshold voltage Vth, so that no driving voltage is applied to the second gate 36 and a voltage lower than the driving voltage. Is turned on even if is applied.

【0023】前記において、側壁37の長さLsの和
(=2・Ls)が第1チャンネル43の有効長さL1よ
り小さければ、すなわち、L2=L1−2Ls>0であ
れば、不純物領域41は非常に短い有効長さL2を有す
る第2チャンネル45により離隔される。従って、マス
クROM動作時に、第2チャンネル45を有するトラン
ジスタは、第2ゲート36に駆動電圧が印加されること
とは関係なく、ドレーン電圧により不純物領域41間に
パンチスルー(punch through) が発生されオン状態とな
る。
In the above, if the sum (= 2 · Ls) of the lengths Ls of the side walls 37 is smaller than the effective length L1 of the first channel 43, that is, if L2 = L1-2Ls> 0, the impurity region 41 Are separated by a second channel 45 having a very short effective length L2. Therefore, during the operation of the mask ROM, the transistor having the second channel 45 causes a punch-through between the impurity regions 41 due to the drain voltage regardless of whether the driving voltage is applied to the second gate 36. It turns on.

【0024】また、側壁37の長さLsの和(=2・L
s)が、第1チャンネル43の有効長さL1より大きけ
れば、第2チャンネル45の有効長さL2は、L2=L
1−2Ls<0となる。すなわち、不純物領域41は、
第2ゲート36の下部で重なるようになる。従って、不
純物領域41が重なるトランジスタは、ソースとドレー
ンが短絡(short) されオン状態となる。
The sum of the lengths Ls of the side walls 37 (= 2 · L
If s) is greater than the effective length L1 of the first channel 43, the effective length L2 of the second channel 45 is L2 = L
1-2Ls <0. That is, the impurity region 41
It overlaps below the second gate 36. Therefore, in the transistor where the impurity region 41 overlaps, the source and the drain are short-circuited and turned on.

【0025】上述のごとく本発明によるマスクROM
は、第1ゲート35に0Vを印加し、ドレーンを構成す
る不純物領域41に電圧を印加すると、第1チャンネル
43を有するトランジスタは駆動されないのでオフ特性
を有する。しかし、第2チャンネル45を有するトラン
ジスタは、ソース及びドレーンに利用される不純物領域
41の間が短絡されるか、またはドレーン電圧によって
パンチスルーされ、ソースからドレーンに電流が流れる
のでオン状態となる。従って、各セルトランジスタの動
作を感知することで、マスクROMに記憶されたデータ
が読めるようになる。
As described above, the mask ROM according to the present invention
When 0 V is applied to the first gate 35 and a voltage is applied to the impurity region 41 constituting the drain, the transistor having the first channel 43 is not driven, and thus has an off characteristic. However, the transistor having the second channel 45 is turned on because the impurity region 41 used for the source and the drain is short-circuited or punched through by the drain voltage and a current flows from the source to the drain. Therefore, the data stored in the mask ROM can be read by sensing the operation of each cell transistor.

【0026】図2〜図4は、本発明によるマスクROM
の製造方法を示す工程図である。まず、図2に示すよう
に、P型(第1導電型)のシリコンからなる半導体基盤
31の表面を熱酸化して酸化膜を形成し、この酸化膜上
に不純物がドーピングされた多結晶シリコンをCVD法
で蒸着して多結晶シリコン層を形成する。そして、多結
晶シリコン層と酸化膜とをフォトリソグラフィ方法でパ
ターニングし、ゲート酸化膜33と多数個の第1及び第
2ゲート35,36を形成する。上記では、半導体基盤
をP型のシリコン基盤から形成したが、P型またはN型
のシリコン基盤に形成されたP型のウェール領域である
場合もある。
FIGS. 2 to 4 show a mask ROM according to the present invention.
FIG. 4 is a process chart showing a method for manufacturing the same. First, as shown in FIG. 2, a surface of a semiconductor substrate 31 made of P-type (first conductivity type) silicon is thermally oxidized to form an oxide film, and polycrystalline silicon doped with impurities is formed on the oxide film. Is deposited by a CVD method to form a polycrystalline silicon layer. Then, the polycrystalline silicon layer and the oxide film are patterned by a photolithography method to form a gate oxide film 33 and a number of first and second gates 35 and 36. In the above description, the semiconductor substrate is formed from a P-type silicon substrate, but may be a P-type wale region formed on a P-type or N-type silicon substrate.

【0027】半導体基盤31上に、酸化物をCVD法で
第1及び第2ゲート35,36を覆うように蒸着する。
そして、酸化物を半導体基盤31と第1及び第2ゲート
35,36の表面が露出されるようにRIE方法により
エッチバックし、第1及び第2ゲート35,36の側面
のそれぞれに長さLsを有する側壁37を形成する。次
に図3に示すように、上述した構造の全表面に、第1及
び第2ゲート35,36が覆われるように感光膜39を
塗布してから、所定トランジスタのゲート、すなわち第
2ゲート36が露出されるように露光及び現像してパタ
ーニングする。そして、感光膜39をマスクとして使用
して、露出された第2ゲート36の側面の側壁37を除
去する。前記において、第2ゲート36側面の側壁37
を、乾式蝕刻方法またはフッ酸HF等の溶液を使用する
湿式蝕刻方法により除去することができる。
An oxide is deposited on the semiconductor substrate 31 by a CVD method so as to cover the first and second gates 35 and 36.
Then, the oxide is etched back by the RIE method so that the surfaces of the semiconductor substrate 31 and the first and second gates 35 and 36 are exposed, and a length Ls is added to each of the side surfaces of the first and second gates 35 and 36. Is formed. Next, as shown in FIG. 3, a photosensitive film 39 is applied on the entire surface of the above-described structure so as to cover the first and second gates 35 and 36, and then the gate of a predetermined transistor, that is, the second gate 36 is formed. Exposure and development are performed so as to expose the pattern. Then, the exposed side wall 37 of the second gate 36 is removed using the photosensitive film 39 as a mask. In the above, the side wall 37 on the side surface of the second gate 36
Can be removed by a dry etching method or a wet etching method using a solution such as hydrofluoric acid HF.

【0028】続いて図4に示すように、感光膜39を除
去し、残りの第1ゲート35を露出させる。そして、第
1及び第2ゲート35,36及び側壁37をマスクとし
て使用し、半導体基盤31の露出された部分にヒ素As
またはリンP等のN型(第2導電型)の不純物イオン
を、1×1015〜1×1016/cm2程度の打込イオン量
と、30〜80KeV程度の加速電圧で注入し活性化さ
せ、ソース及びドレーン領域に利用される不純物領域4
1を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 4, the photosensitive film 39 is removed, and the remaining first gate 35 is exposed. Then, using the first and second gates 35 and 36 and the side wall 37 as a mask, the arsenic As
Alternatively, N-type (second conductivity type) impurity ions such as phosphorus P are implanted with an implanted ion amount of about 1 × 10 15 to 1 × 10 16 / cm 2 and an acceleration voltage of about 30 to 80 KeV for activation. The impurity regions 4 used for the source and drain regions.
Form one.

【0029】この場合、第1及び第2ゲート35,36
の下部に、不純物領域41によって相互に異なる有効長
さL1,L2を有する第1及び第2チャンネル43,4
5が形成される。すなわち、第1チャンネル43は、モ
ストランジスタのチャンネル長さ程度の有効長さL1を
有し、第2チャンネル45は、第1チャンネル43の有
効長さL1り第1ゲート35の両側にそれぞれ形成され
た側壁37の長さLsの和2・Lsだけの短い有効長さ
L2(L2=L1−2・Ls)を有するようになる。
In this case, the first and second gates 35, 36
And first and second channels 43, 4 having effective lengths L1, L2 different from each other depending on the impurity region 41.
5 are formed. That is, the first channel 43 has an effective length L1 about the length of the MOS transistor, and the second channel 45 is formed on both sides of the first gate 35 with the effective length L1 of the first channel 43. It has a short effective length L2 (L2 = L1-2 · Ls) which is only the sum of the length Ls of the side walls 37 and 2 · Ls.

【0030】従って、有効長さL1の第1チャンネル4
3を有するモストランジスタは、しきい値電圧Vthが正
のエンハンスメント型トランジスタ、すなわちオフトラ
ンジスタとなり、一方、有効長さL2の第2チャンネル
45を有するトランジスタは、しきい値電圧Vthが負の
デプリーション型トランジスタ、すなわちオントランジ
スタとなる。
Therefore, the first channel 4 of the effective length L1
3 is an enhancement type transistor having a positive threshold voltage Vth, ie, an off transistor, while a transistor having a second channel 45 having an effective length L2 is a depletion type transistor having a negative threshold voltage Vth. A transistor, that is, an ON transistor.

【0031】ここで、第2チャンネル45は、有効長さ
L2が非常に短く形成されるか、又は、不純物領域41
が重なるようになって有効長さL2がなくなり短絡され
るので、デプリーション型トランジスタとなるが、第1
ゲート35の両側にそれぞれ形成された側壁37の長さ
Lsの和2・Lsが、第1チャンネル43の有効長さL
1より長ければ(L1−2Ls<0であれば)、不純物
領域41は、第2ゲート36の下部で重なって有効長さ
L2がなくなり短絡され、第2チャンネル45が形成さ
れないことになる。
Here, the second channel 45 is formed such that the effective length L2 is extremely short or the impurity region 41 is formed.
Are overlapped and the effective length L2 is lost and short-circuited, so that a depletion type transistor is obtained.
The sum 2 · Ls of the lengths Ls of the side walls 37 formed on both sides of the gate 35 is the effective length L of the first channel 43.
If the length is longer than 1 (if L1-2Ls <0), the impurity region 41 overlaps below the second gate 36, loses the effective length L2, is short-circuited, and the second channel 45 is not formed.

【0032】上記では、本発明の実施の形態によるマス
クROMの製造方法を、P型(第1導電型)の半導体基
盤にN型(第2導電型)のトランジスタを形成する構成
として説明したが、第1導電型をN型、第2導電型をP
型として、N型の半導体基盤にP型のトランジスタを形
成することもできる。上述のごとく、本発明によるマス
クROMの製造方法は、第1及び第2ゲートの側面のそ
れぞれに長さLsを有する側壁を形成し、その後、第2
ゲートの側面に形成された側壁を除去する。そして、1
回のイオン注入によりソース及びドレーン領域を形成す
る不純物領域を形成すると同時に、それぞれ異なる有効
長さL1,L2を有するチャンネルを形成し、オントラ
ンジスタとオフトランジスタとを形成する。
In the above, the method of manufacturing the mask ROM according to the embodiment of the present invention has been described as a configuration in which an N-type (second conductivity type) transistor is formed on a P-type (first conductivity type) semiconductor substrate. , The first conductivity type is N type, and the second conductivity type is P
As a type, a P-type transistor can be formed on an N-type semiconductor substrate. As described above, in the method of manufacturing a mask ROM according to the present invention, a side wall having a length Ls is formed on each of the side surfaces of the first and second gates, and then the second side surface is formed.
The side wall formed on the side surface of the gate is removed. And 1
At the same time as forming impurity regions forming source and drain regions by ion implantation, channels having different effective lengths L1 and L2 are formed, and an ON transistor and an OFF transistor are formed.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるマス
クROMによると、不純物領域により有効長さが相互に
異なるチャンネルを備え、これによりオントランジスタ
とオフトランジスタとが構成されるので、不純物領域を
形成するための1回のイオン注入のみによって簡便に製
造し得るという効果がある。
As described above, according to the mask ROM of the present invention, channels having different effective lengths are provided depending on the impurity regions, thereby forming the ON transistor and the OFF transistor. There is an effect that it can be easily manufactured by only one ion implantation for forming.

【0034】また、本発明によるマスクROMの製造方
法によると、第1,第2ゲートそれぞれに形成した側壁
のうち、第2ゲートの側壁を除去してから、不純物イオ
ンを注入して不純物領域を形成することで、有効長さが
相互に異なる第1,第2チャンネルを形成してデータを
プログラムするので、2回のイオン注入を行う必要がな
く、製造工程が簡単化されるという効果がある。
According to the method of manufacturing a mask ROM according to the present invention, of the side walls formed on the first and second gates, after removing the side wall of the second gate, impurity ions are implanted to form the impurity region. By forming the first and second channels, the effective lengths of which are different from each other, data is programmed, so that there is no need to perform two ion implantations, and the manufacturing process is simplified. .

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

【図1】本発明によるマスクROMの断面図。FIG. 1 is a sectional view of a mask ROM according to the present invention.

【図2】本発明によるマスクROMの製造工程図。FIG. 2 is a manufacturing process diagram of a mask ROM according to the present invention.

【図3】本発明によるマスクROMの製造工程図。FIG. 3 is a manufacturing process diagram of a mask ROM according to the present invention.

【図4】本発明によるマスクROMの製造工程図。FIG. 4 is a manufacturing process diagram of a mask ROM according to the present invention.

【図5】従来技術によるマスクROMの製造工程図。FIG. 5 is a manufacturing process diagram of a mask ROM according to a conventional technique.

【図6】従来技術によるマスクROMの製造工程図。FIG. 6 is a manufacturing process diagram of a mask ROM according to a conventional technique.

【図7】従来技術によるマスクROMの製造工程図。FIG. 7 is a manufacturing process diagram of a mask ROM according to a conventional technique.

【図8】従来技術によるマスクROMの製造工程図。FIG. 8 is a manufacturing process diagram of a mask ROM according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31:半導体基盤 33:ゲート酸化膜 35:第1ゲート 36:第2ゲート 37:側壁 39:感光膜 41:不純物領域 43:第1チャンネル 45:第2チャンネル 31: Semiconductor substrate 33: Gate oxide film 35: First gate 36: Second gate 37: Side wall 39: Photosensitive film 41: Impurity region 43: First channel 45: Second channel

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1導電型の半導体基盤と、 前記半導体基盤上に形成された第1及び第2ゲートと、 前記第1ゲートの側面に形成された側壁と、 前記半導体基盤の前記第1ゲート両側に形成された第2
導電型の不純物領域と、 前記半導体基盤の前記第2ゲート両側に、前記第2ゲー
トの中央付近まで延長されるように形成された第2導電
型の不純物領域と、 を含んでなるマスクROM。
A semiconductor substrate of a first conductivity type; first and second gates formed on the semiconductor substrate; sidewalls formed on side surfaces of the first gate; Second formed on both sides of the gate
A mask ROM comprising: a conductivity type impurity region; and a second conductivity type impurity region formed on both sides of the second gate of the semiconductor substrate so as to extend to near the center of the second gate.
【請求項2】前記第1ゲート及び第2ゲートのうちの前
記第1ゲートの側面にのみ側壁が形成されることを特徴
とする請求項1記載のマスクROM。
2. The mask ROM according to claim 1, wherein a side wall is formed only on a side surface of the first gate of the first gate and the second gate.
【請求項3】前記の第1及び第2ゲートは、ゲート酸化
膜を有することを特徴とする請求項1又は2記載のマス
クROM。
3. The mask ROM according to claim 1, wherein said first and second gates have a gate oxide film.
【請求項4】前記第1ゲートの有効チャンネル長さをL
1、前記第2ゲートの有効チャンネル長さをL2、前記
第1ゲートの側壁の長さをLsとしたときに、前記有効
チャンネル長さL2が、 L2=L1−2・Ls であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに
記載のマスクROM。
4. An effective channel length of the first gate is L.
1. When the effective channel length of the second gate is L2 and the length of the side wall of the first gate is Ls, the effective channel length L2 is L2 = L1-2 · Ls. 4. The mask ROM according to claim 1, wherein:
【請求項5】第1導電型の半導体基盤上に第1及び第2
ゲートを形成する工程と、 前記第1及び第2ゲート側面のそれぞれに側壁を形成す
る工程と、 前記第2ゲートの側面に形成された前記側壁を除去する
工程と、 前記半導体基盤の露出された部分に第2導電型の不純物
イオンを注入して不純物領域を形成し、有効チャンネル
長さが相互に異なる第1及び第2チャンネルを形成する
工程と、 を備えることを特徴とするマスクROMの製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the first and second semiconductor substrates are formed on a first conductive type semiconductor substrate.
Forming a gate; forming sidewalls on each of the first and second gate side surfaces; removing the side walls formed on the side surfaces of the second gate; exposing the semiconductor substrate; Forming impurity regions by implanting impurity ions of the second conductivity type into the portions to form first and second channels having different effective channel lengths. Method.
【請求項6】前記第2導電型の不純物領域を、1×1015
〜1×1016/cm 2程度の打込イオン量と、30〜80K
eV程度の加速電圧で注入して形成することを特徴とす
る請求項5記載のマスクROMの製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein the impurity region of the second conductivity type is 1 × 10 15
~ 1 × 10 16 / cm 2 about 30-80K
6. The method for manufacturing a mask ROM according to claim 5, wherein the mask ROM is formed by implanting at an acceleration voltage of about eV.
【請求項7】前記第1及び第2ゲートを形成する工程
が、 前記半導体基盤上に酸化膜を形成する工程と、 前記酸化膜上に多結晶シリコン層を形成する工程と、 前記多結晶シリコン層と前記酸化膜をパターニングする
工程と、からなることを特徴とする請求項5又は6記載
のマスクROMの製造方法。
7. The step of forming the first and second gates, the steps of: forming an oxide film on the semiconductor substrate; forming a polysilicon layer on the oxide film; 7. The method for manufacturing a mask ROM according to claim 5, comprising a step of patterning a layer and said oxide film.
【請求項8】前記第1チャンネルの有効チャンネル長さ
が、前記側壁により前記第2チャンネルの有効チャンネ
ル長さより長く形成されることを特徴とする請求項5〜
7のいずれか1つに記載のマスクROMの製造方法。
8. The effective channel length of the first channel is longer than the effective channel length of the second channel by the side wall.
8. The method for manufacturing a mask ROM according to any one of items 7.
【請求項9】前記第1チャンネルの有効チャンネル長さ
をL1、前記第2チャンネルの有効チャンネル長さをL
2、前記第1ゲートの側壁の長さをLsとしたときに、
前記有効チャンネル長さL2が、 L2=L1−2・Ls に形成されることを特徴とする請求項8記載のマスクR
OMの製造方法。
9. The effective channel length of the first channel is L1, and the effective channel length of the second channel is L1.
2. When the length of the side wall of the first gate is Ls,
The mask R according to claim 8, wherein the effective channel length L2 is formed such that L2 = L1-2 · Ls.
OM manufacturing method.
【請求項10】前記第2チャンネルの有効チャンネル長さ
L2が、L2=L1−2Ls>0に形成されることを特
徴とする請求項9記載のマスクROMの製造方法。
10. The method according to claim 9, wherein the effective channel length L2 of the second channel is formed such that L2 = L1-2Ls> 0.
【請求項11】前記第2チャンネルの有効チャンネル長さ
L2が、L2=L1−2Ls<0に形成されることを特
徴とする請求項9記載のマスクROMの製造方法。
11. The method according to claim 9, wherein the effective channel length L2 of the second channel is formed such that L2 = L1-2Ls <0.
【請求項12】第1導電型の半導体基盤上にゲート酸化膜
を形成し、このゲート酸化膜上に多結晶シリコンを蒸着
してからパターニングし、多数個のゲートを形成する工
程と、 前記多数個のゲート側面のそれぞれに、長さLsの側壁
を形成する工程と、 前記多数個のゲートを覆うように感光膜を塗布し、所定
ゲートが露出され残りのゲートが露出されないようにパ
ターニングする工程と、 前記露出された所定ゲートの側面に形成された前記側壁
を除去する工程と、 前記パターニングされた感光膜を除去し、前記残りゲー
トを露出させ、前記半導体基盤の露出された部分に第2
導電型の不純物イオンを注入し活性化させて不純物領域
を形成すると同時に、前記残りのゲートの下部に有効長
さL1のチャンネルと、前記所定ゲートの下部に前記チ
ャンネルの有効長さL1より前記ゲートの両側にそれぞ
れ形成された前記側壁の長さLsの和だけ短い有効長さ
L2(L2=L1−2・Ls)のチャンネルとを形成す
る工程と、からなることを特徴とするマスクROMの製
造方法。
12. A step of forming a gate oxide film on a semiconductor substrate of a first conductivity type, depositing polycrystalline silicon on the gate oxide film and patterning the same to form a plurality of gates; Forming a sidewall having a length of Ls on each of the side surfaces of the plurality of gates; applying a photosensitive film so as to cover the plurality of gates; and patterning such that predetermined gates are exposed and the remaining gates are not exposed. Removing the side wall formed on the side surface of the exposed predetermined gate; removing the patterned photosensitive film, exposing the remaining gate, and forming a second portion on the exposed portion of the semiconductor substrate.
Impurity ions are implanted and activated to form an impurity region, and at the same time, a channel having an effective length L1 below the remaining gate and an effective length L1 of the channel below the predetermined gate. Forming a channel having an effective length L2 (L2 = L1-2 · Ls) shorter by the sum of the lengths Ls of the side walls formed on both sides of the mask ROM. Method.
JP31850697A 1997-04-16 1997-11-19 Mask rom and manufacture thereof Pending JPH10294386A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970013958A KR19980077007A (en) 1997-04-16 1997-04-16 Mask ROM and Manufacturing Method
KR13958/1997 1997-04-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10294386A true JPH10294386A (en) 1998-11-04

Family

ID=19502922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31850697A Pending JPH10294386A (en) 1997-04-16 1997-11-19 Mask rom and manufacture thereof

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPH10294386A (en)
KR (1) KR19980077007A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6548872B2 (en) * 2000-05-24 2003-04-15 Micron Technology, Inc. Integrated circuitry comprising multiple transistors with different channel lengths

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6548872B2 (en) * 2000-05-24 2003-04-15 Micron Technology, Inc. Integrated circuitry comprising multiple transistors with different channel lengths

Also Published As

Publication number Publication date
KR19980077007A (en) 1998-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4545256B2 (en) Sidewall split gate flash transistor integration method
JP4486032B2 (en) Method for manufacturing memory element
JP5356253B2 (en) Method for making a non-volatile memory device
US7410871B2 (en) Split gate type flash memory device and method for manufacturing same
US7422949B2 (en) High voltage transistor and method of manufacturing the same
JPH08316347A (en) Semiconductor element with recess channel structure and its preparation
US6468864B1 (en) Method of fabricating silicon nitride read only memory
JPH06163926A (en) Nonvolatile semiconductor device and its manufacture
KR20010015540A (en) Method of manufacturing a semiconductor device
US6479346B1 (en) Semiconductor memory device and fabrication method thereof
JPH07115143A (en) Manufacture of non-volatile memory
JP2001044395A (en) Nonvolatile semiconductor storage and manufacture thereof
WO1998044552A2 (en) Method of manufacturing a non-volatile memory combining an eprom with a standard cmos process
WO1998044552A9 (en) Method of manufacturing a non-volatile memory combining an eprom with a standard cmos process
JP2924833B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same
JPH10294386A (en) Mask rom and manufacture thereof
JPH0855923A (en) Manufacture of semiconductor memory device
JPH1167937A (en) Semiconductor non-volatile storage device and manufacture thereof
KR19990060607A (en) Nonvolatile Memory Device and Manufacturing Method Thereof
KR100266031B1 (en) Method of fabricating mask rom
JP3613312B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
KR20040054342A (en) Flash memory with low operation voltage and manufacturing method thereof
KR20040064926A (en) Cell structure of EPROM device and fabrication thereof
KR100189965B1 (en) Non-volatile semiconductor memory device and making method thereof
JPH1126609A (en) Semiconductor memory and manufacture thereof