JPS59132649A - 半導体固定記憶装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体固定記憶装置およびその製造方法

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JPS59132649A
JPS59132649A JP58007727A JP772783A JPS59132649A JP S59132649 A JPS59132649 A JP S59132649A JP 58007727 A JP58007727 A JP 58007727A JP 772783 A JP772783 A JP 772783A JP S59132649 A JPS59132649 A JP S59132649A
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JP
Japan
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memory element
dirt
electrodes
memory
source
Prior art date
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JP58007727A
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English (en)
Inventor
Takahide Kawano
川野 隆秀
Hide Fukada
深田 秀
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B20/00Read-only memory [ROM] devices

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はターン・アラウンド・タイムの短縮を可能とし
た半導体固定記憶装置とその製造方法に関する。
〔発明の技術的背景〕
読出し専用メモリーとしてひろく用いられている半導体
固定記憶装置(以下ROMという)の一種として、記憶
セル用の多数のMOS )ランジスタのなかから任意に
選択されたMOSトランジスタの閾値電圧を変化させて
情報を書き込むようにしたROMが知られている。その
具体的な方法としては、特定のメモリーセルについてだ
けそのr−)酸化膜の膜厚を変えたり、チャンネル領域
に不純物をイオン注入したりする手段が用いられている
。このような情報書き込みには固定マスクが用いられる
ことから、これらは一般にマスクROMと呼ばれる。
上記マスクROMを構成する手段としては、メモリーセ
ルのチャンネル長を変化させてそのMOS )ランジス
タの閾値電圧を変えることも可能で、このようなマスク
ROMとして第1図に示すものが紹介されている(日経
エレクトロニクス、1982年、7−19 、海外技術
速報)。同図において、1は一導電型のシリコン基板で
ある。
該シリコン基板10表面には選択的にフィールド酸化膜
2が形成されている。該フィールド酸化膜2で囲まれた
メモリー素子用SDG領域(ソース、ドレイン、ダート
形成領域)には、MOSトランジスタのソースおよびド
レイン領域となる不純物領域3・・・(基板1に対して
逆導電型)が形成されている。そして、これら不純物領
域3・・・間のチャンネル領域上にはダート酸化膜4を
介して多結晶シリコン層からなるダート直極515□が
形成されている。ダート電極52はダート電極51よシ
もダート幅が短かく形成されている。従って、トランジ
スタBはトランジスタAよりもチャンネル長が短かく、
閾値電圧が低くなっているおシ、これにより情報の書き
込みが行なわれている。なお、6はCVD−8102膜
、7はアルミニウム配線である。
ところで、マスクROMはユーザーの要望に応じた情報
を書き込んだ状態で出荷される。そして、通常は情報書
き込みの直前の工程捷で終了したものを中間製品として
ス【・ツクしておき、受注した段階で情報書き込み以降
の工程を行なうといった生産形態が採用され、これによ
ってターン・アラウンド・タイム(ユーザーからROM
データを受は取ってから製品をイ9るまでに要する期間
)の短縮が図られている。従って、情報の書き込みは全
製造工程のうちできるだけ後の工程で行なうのが望まし
い。この意味から、次に説明するように第1図のマスク
ROMはその他のものよりも優れている。
多結晶シリコフケ9−トのMOS )ランジスタをメモ
リー素子としたマスクROMの一般的な製造工程は次の
通りである。
(a)  フィールド酸化膜2の形成 (b)  ダート酸化膜4の形成 (c)多結晶シリコン層の堆積およびダート電極51.
52の形成 (d)  不純物領域3の形成 (e)  CVD −SiO2膜6の形成(f)  コ
ンタクトホールの開孔 (g)  A7蒸着およびパターンニングによるアルミ
ニウム配線7の形成 第1図のマスクROMを製造する場合、ROMデータの
書き込みはダート電極を形成する工程(C)、5− 更に詳しく言えば多結晶シリコン層をi+ターンニング
するためのPEP (photo emgraving
process )工程において行なわれる。こわに対
して、チャンネル領域に不純物をイオン注入してROM
データを書き込みを行なうマスクROMでは、通常r−
)酸化膜4を形成する前に書き込みが行なわれる。また
、ダート酸化膜4の膜厚を変えてROMデータを書き込
むマスクROMでは、轟然ながらダート酸化膜4を形成
する工程(b)で書き込みが行なわれる。従って、第1
図のマスクROMはその他従来のマスクROMよりもタ
ーン・アラウンド・タイムを短縮することができる。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、第1図のマスクROMではROMデータ
の書き込み工程自体がレジスト・クターンの形成、エツ
チングからなり、更にダート電極51+52の仕上シ寸
法をチェックする工程が含まれるため、書き込み工程に
か々りの時間を要するという問題があった。
他方、ユーザーは発注したROMが所期の設計6一 通りに動作するか否かを確認する必要からエン・ソニア
リングサンプルを要求するのが好適で、このような事情
からもターン・アラウンド・タイムの短縮に対する要求
は今後ます捷す強くガることが予想される。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、メモリー素
子のダート電極を総て同じ幅に形成し、かつr−)電極
を形成した後にメモリー素子のチャンイル長を・変化さ
せて情報の書き込みを行なうことができ、もってターン
・アラウンド・タイムの短縮を図ることができる半導体
固定記憶装置およびその製造方法を提供するものである
〔発明の概要〕
本発明による半導体固定記憶装置は、メモリー素子を構
成する多数の絶縁ダート電界効果トランジスタが総て同
じ幅の多結晶シリコンパターンからなるケ゛−ト電極を
有し、これらメモリー素子のうちの情報を書き込まれた
メモリー素子ではソースおよびドレイン領域が他のメモ
リー素子とは異なった拡散深度で形成され、実効チャン
ネル長が他のメモリー素子と相違していることを特徴と
するものである。
上記本発明の半導体固定記憶装置は本発明による製造方
法で製造できるため、従来よルも短いターン・アラウン
ド・タイムで製造することができる。
本発明による半導体固定記憶装置の製造方法は、−導電
型の半導体基板表面にメモリー素子用の多数の絶縁ダー
ト電界効果トランジスタを形成するための素子領域を形
成する工程と、該素子領域表面を覆うダート絶縁膜を形
成する工程と、全面に多結晶シリコン層を堆積した後に
とれを・リーンニングして多数のメモリー素子のダート
電極を総て同じ幅で形成する工程と、該f−)電極をマ
スクとして前記総てのメモリー素子のソースおよびドレ
イン予定部に基板に対して逆導電型の不純物をイオン注
入する工程と、任意に選択された前記メモリー素子にの
みそのダート電極をマスクとしてソースおよびドレイン
予定部に基板とは逆導電型の不純物を重ねてイオン注入
することにより情報の書き込みを行なう工程と、熱処理
を行なって前記イオン注入された不純物を活性化するこ
とによりメモリー素子のソースおよびドレイン領域を形
成する工程とを具備したことを特徴とするものである。
上記本発明の製造方法によれば、情報書き込みのイオン
注入が行なわれたメモリー素子には他のメモリー素子よ
りもソースおよびドレイン予定部に多量の不純物がイオ
ン注入される。また、活性化のだめの熱処理を行なった
ときの不純物の拡散長は、下記の拡散方程式に示される
ように、不純物濃度が高はど大きくなる。
dN   d2N □= D□ d t   dx2 N:不純物濃度 D:拡散係数 9− 従って、情報書き込みのだめのイオン注入が行なわれた
メモリー素子では他のメモリー素子よりも拡散深度の深
いソースおよびドレイン領域が形成される。そして、こ
のときの拡散は等方性であるから、拡散深度の深いソー
 スおよびドレイン領域はf−)電極下にも大きく侵入
して形成され、この結果メモリーセルの実効チャンネル
長が変化して情報が書き込まれる。
上記の説明から理解されるように、本発明の製造方法に
おいては、情報の省き込みをダート電極形成の後に行な
うため、従来よシもターン・アラウンド・タイムを短縮
することができる。
なお、確実に本発明による情報書き込みの効果を得るた
めにはメモリー素子のソースおよびドレイン領域が比較
的浅い必要がある。本発明の製造方法において情報書き
込み以外の不純物ドーグ法としてもイオン注入を用いて
いるのはこの理由によるものである。
〔発明の実施例〕
以下第2図(A)〜(C)を参照し、本発明の−実施1
0− 例になるマスクROMにつきその製造方法を併記して説
明する。
(1)まず1.型のシリコン基板11表面を選択酸化し
てフィールド酸化膜12を形成することによシ、該フィ
ールド酸化膜12で囲まれたメモリー素子用のSDG領
域を分離する。次いで、SDG領域表面を熱酸化してケ
“−ト酸化膜13を成長させた後、全面にダート電極材
料として多結晶シリコン層を堆積する。続いて、写真蝕
刻法によりこの多結晶シリコン層をパターンニングし、
総てのメそり一素子のダート電極14・・・を同じダー
ト幅で形成した後、更に該ダート電極14をマスクとし
てダート酸化膜13をエツチング除去し、ソースおよび
ドレイン領域予定部を露出させる。この状態で全面にド
ーズ量3、5 X 1015/ oi+2で砒素をイオ
ン注入する。このとき、フィールド酸化膜12およびゲ
ート電極14・・・がブロッキングマスクとなり、SD
G領域のソースおよびドレイン領域予定部に砒素が導入
される(第2図(A)図示)。
(11)  次に、ROMデータを書き込もうとするメ
モリー素子上に開孔部を有するレジストパターン15を
形成した後、該レジストパターン15および書き込みが
行なわれるメモリー素子のダート電極14をマスクとし
、ドーズ量 3.5 X 10  /crn2CROMデータ書き込
みのための砒素のイオン注入を行なう(第2図(B)図
示)。
これによって、ROMデータが書き込まれるメモリー素
子のソースおよびドレイン領域予定部には、他のメモリ
ー素子の倍以上の砒素が導入される。
(iii)  次に、レジストパターン15を除去した
後、熱処理を行なって先にイオン注入された砒素の活性
化を行なう。これによって砒素は熱拡散され、メモリー
素子のソース、ドレイン領域となるn型の不純物領域1
6が形成される。このとき、ROMデータの書き込みが
行なわれたメモリー素子では倍以上の砒素がイオン注入
されているため、熱処理の隙の拡散長が大きくなり、他
のメモリー素子よりも拡散深度の大きい不純物領域1d
が形成される。因みに、不純物領域16の拡散度が0.
3μの場合、不純物領域1/の拡散深度は0.5μとす
ることができる。その後、CvD−8I02膜17の形
成、コンタクトホールの開孔を行ない、更にAjの蒸着
およびパターンニングによりアルミニウム配線18を形
成する(第2図C)図示)。
こうして得られた第2図(C)のマスクROMでは、拡
散深度の大きい不純物仰域16′をソース、ドレイン領
域とするメモリー素子Bでは、この不純物領域の横方向
の拡散長(ダート電極14下への侵入長)も必然的に大
きく、従って浅い不純物領域16をソース、ドレイン領
域とする他のメモリー素子Aよシも実効チャンネル長が
短かくなっている。この結果、メモリー素子Bの閾値電
圧は他のメモリー素子Aの閾値電圧よシも低く、このこ
とはメモリー素子Bに情報が曹き込まれていることを意
味する。
このように、第2図C)のマスクROMではメモリー素
子のダート電極14・・・を総て同じダート13− 幅で形成しながらチャンネル長の変化によってRom情
報を書き込むことができる。しかも、上述したところか
ら明らかなように、その製造工程においてROM情報の
書込みは第2図(B)のレジスト・(ターン15を形成
するPEP工程において行なわれる。従って、この場合
のターン・アラウンドタイムはこれ以後の工程に要する
期間となる。このため、同じくチャンネル長の変化によ
、bI國幸樵の書き込みを行なうM1図のマスクROM
に比較すると、ダート電極の形成に要する期間だけター
ン・アラウンド・タイムを短縮することができる。
なお、上記実施例ではソースおよびドレイン予定部を露
出させた状態でイオン注入を行なっているが、ダート酸
化膜13で覆われた状態でイオン注入することも可能で
ある。
〔発明の効果〕
一ト電極を形成した後にメモリー素子のチャン   □
14− ネル長を変化させることにより情報の書き込みを行なう
ことができ、もってターン・アラウンド・タイムの短縮
を可能とした半導体固定記憶装置およびその製造方法を
提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はメモリー素子のチャンネル長を変化させて情報
の書き込みを行なった従来のマスクROMを示す断面図
、第2図体)〜C)は本発明の一実施例になるマスクR
OMおよびその製造工程を説明するだめの断面図である
。 1ノ・・・p型シリコン基[,12・・・フィールド酸
化膜、13・・・r−)酸化膜、14・・・ケ9−ト電
m、15・・・レジストパターン、16.16’・・・
不純物領域、17・・・CVD −5in2膜、18・
・・アルミニウム配縁。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦15−

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)メモリー素子を構成する多数の絶縁ダート電界効
    果トランジスタが総て同じ幅の多結晶シリコンパターン
    からなるダート電極を有し、これらメモリー素子のうち
    の情報を書き込まれたメモリー素子ではソースおよびド
    レイン領域が他のメモリー素子とは異なった拡散深度で
    形成され、実効チャンネル長が他のメモリー素子と相違
    していることを特徴とする半導体固定記憶装置。
  2. (2)−導電型の半導体基板表面にメモリー素子用の多
    数の絶縁ダート電界効果トランジスタを形成するだめの
    素子領域を形成する工程と、該素子領域表面を覆うダー
    ト絶縁膜を形成する工程と、全面に多結晶シリコン層を
    堆積した後にこれをパターンニングして多数のメモリー
    素子のダート電極を総て同じ幅で形成する工程と、該ダ
    ート電極をマスクとして前記総てのメモリー素子のソー
    スおよびドレイン予定部に基板に対して逆導電型の不純
    物をイオン注入する工程と、任意に選択された前記メモ
    リー素子にのみそのダート電極をマスクとしてソースお
    よびドレイン予定部に基板に対して逆導電型の不純物を
    重ねてイオン注入することにより情報の書き込みを行な
    う工程と、熱処理を行なって前記イオン注入された不純
    物を活性化することによりメモリー素子のソースおよび
    ドレイン領域を形成する工程とを具備したことを特徴と
    する半導体固定記憶装置の製造方法。
JP58007727A 1983-01-20 1983-01-20 半導体固定記憶装置およびその製造方法 Pending JPS59132649A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61102058A (ja) * 1984-10-24 1986-05-20 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路装置およびその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61102058A (ja) * 1984-10-24 1986-05-20 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路装置およびその製造方法

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