JPS5968964A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS5968964A
JPS5968964A JP57179254A JP17925482A JPS5968964A JP S5968964 A JPS5968964 A JP S5968964A JP 57179254 A JP57179254 A JP 57179254A JP 17925482 A JP17925482 A JP 17925482A JP S5968964 A JPS5968964 A JP S5968964A
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JP
Japan
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type
ion implantation
film
region
layers
Prior art date
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Pending
Application number
JP57179254A
Other languages
English (en)
Inventor
Sumio Mizuno
水野 純男
Tetsuo Fujii
哲夫 藤井
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.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5968964A publication Critical patent/JPS5968964A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • H10B20/383Channel doping programmed

Landscapes

  • Semiconductor Memories (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】 この発明はマスクグログラマブルROM部を有する半導
体装置の製造方法に関し、特にROM部におけるデータ
の書込み工程を製造工程の後期に設定することによって
納期の短縮化を可能とした改良に関する。
マスクグロダラムROMは、データ記憶用の直列接続さ
れた複数個のM工Sトランジスタとノリチャージ用のM
IS)ランジスタとを備えている。そして、データ記憶
用のMIS)ランジスタは、最初はすべて同一型たとえ
ばエンハンスメント型に設定され、この後、書込みデー
タに応じて選択的にその型が上記とは異なる型すなわち
デイグレツション型に変更される。また、最初にすべて
デイグレツション型に設定されていれば、この後は選択
的にエンハンスメント型に変更される。
ところで、従来方法において、上記MISトランジスタ
の型を書込みデータに応じて変更する工程は、これらM
IS)ランジスタのダート形成工程以前つまシ製造工程
の初期に設定されている。したがって従来では、このよ
うなROMを製造する場合、ある程度まで工程の進んだ
ウェハーを予め用意しておき次に書込みデータに応じて
トランジスタの型を変更する様々ことはできず、常に最
初から行なうようにしなければならないため、納期の短
縮化が容易に行なえ永いという欠点がある。しかも、従
来では、データ書込みを行ないさらに配線層を形成した
後でなければ回路特性を確認することができない。
この様なことから、従来の方法では納期の短縮化は極め
て困難である。
この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
あり、その目的とするところは、マスクプログラマブル
ROM部を有する半導体装置の納期の短縮化が実現でき
る半導体装置の製造方法を提供することにある。
この発明によれば、イオン注入法によシ、直列接続され
たエンハンスメント型MOSトランジスタのソース及び
ドレイン領域を形成し、これらMOS)ランノスタの直
列接続構成の両端それぞれに接続するアルミニウムから
なる配線を含む配線層を形成し、イオン注入法によシ、
lJeMO8)ランジスタの型を、書込みデータに応じ
て選択的にディゾレッション型に変更するようにした半
導体装置の製造方法が提供されている。
以下図面を参照してこの発明をNチャネルMOS型LS
Iに実施した場合について説明する。第1図(a)〜(
g)はその各製造工程を示す断面図である。
まず、第1図(、)に示すように、6〜10Ω・傭で(
100)結晶面を有するp型の単結晶シリコン基板11
を用意し、この基板1ノの表面を熱酸化することによっ
て全面に200〜1ooolの厚みの7リコン酸化M1
2を形成する。続いて、このシリコン酸化膜12上にC
VD法によって窒化シリコン膜13を堆積形成し、この
後MO8)ランジスタが形成される活性化領域14に、
14T3に対応した位置のみを残すように窒化シリコン
膜13を選択除去する。なお、この窒化シリコン膜13
の除去は、パターニングされたフォトレジスト膜をマス
クとしさらにCF、−02系のグラズマエッチングによ
シ行なつた。
次に第1図(b)に示すように、上記残存した窒化シリ
コン膜13をマスクに用いて?ロンをイオン注入し、基
板11の表面に寄生MO8の反転防止のためのp+型の
チャネル・ストラグ領域15を形成する。
次に第1図(c)に示すように、窒化シリコン膜13を
耐酸化性のマスクとして用いる熱酸化を行ない0.7〜
1.2μm程度の厚みのフィールド酸化膜16を形成す
る。続いて、上記窒化シリコン膜13及びその下部のシ
リコン酸化膜12を全面除去し、次いで前記活性化領域
14A。
14Bに対応した基板11の表面に、熱酸化によって厚
みが500〜100OXのr−)絶縁膜としての新たな
シリコン酸化膜17を形成する。
次いで、基板11の露出面に燐または砒素が高濃度にド
ープされた多結晶シリコンを、減圧式CVD法によって
0.3〜0.4μmの厚みで全面に析出し、引き続きM
OSトランジスタのゲート及び配線層等となるべき部分
をフォトレジストで選択に覆い、この後、CF4−0□
系のグラズマエッチングによって選択除去し、第1図(
d)に示すように多結晶シリコン層18を残す。続いて
熱酸化法により、上記多結晶シリコン層18の表面に厚
みが50゛0〜xooolのシリコン酸化膜19を形成
する。次いで、このシリコン酸化膜19、その内側の多
結晶シリコン層18及び前記フィールド酸化膜16をマ
スクに用い、燐または砒素をイオン注入して、エンノ・
ンスメント型MO8)ランジスタのソース及びドレイン
領域となる各n+型領領域0を形成する。なお、この工
程の際に前記500〜1000にの厚みのシリコン酸化
膜17が基板1ノの表面に存在している状態でイオン注
入を行なったが、この膜17を除去し基板1ノを露出さ
せた状態で行なうようにしてもよい。
次に第1図(、)に示すように、CVD法によって全面
に300〜1000iの厚みの窒化シリコン膜21を堆
積形成し、引き続き4〜16重量多程度の燐を含んだシ
リコン酸化膜(以下PSG膜と称する)22をCVD法
によって厚さが0.5〜1.0μm程度に堆積形成する
。次いで前記活性化領域14に、14Bに対応した位置
のPSG膜22をエツチング除去して、前記フィールド
酸化膜16に対応した位置のみにPSG膜22を残す。
上記PSG膜22の選択エツチングの際にその下地の窒
化シリコン膜21fdPsG膜22のエッチングストッ
パートシテ作用する。この後、熱処理を行なってPSG
膜22のリフローを行ない、このPSG膜22の鋭角部
を滑らかに形成する。このPSG膜のりフローをたとえ
ばスチーム中で行なう場合、窒化シリコン膜2ノは基板
11及び多結晶シリコン層18に対して耐酸化性マスク
として作用するために、これらへの影響はほとんどない
。さらに次に前記活性化領域14kに対応した位置に形
成された複数のn+型領領域20うち両端に位置するも
のに対応した窒化シリコン膜21及びシリコン酸化膜1
7からなる積層構造及び前記活性化領域14Bに対応し
た位置に形成された2個所のn+型領領域対応した窒化
ンリコン膜21及びシリコン酸化膜17からなる積層構
成それぞれにコンタクトホール23を開口する。
この後、配線材料として1〜2%のシリコンを含んだア
ルミニウムを析出し、ノ# p −:= 7 クラ行な
って配線層24を形成する。
上記第1図(、)に示すまでの工程で、前記活性化領域
14Aには多結晶シリコン層18をダート配線とする直
列接続された4個のエンハンスメント型NチャネルMO
Sトランジスタ25〜りが、また前記活性化領域14B
には同じく多結晶シリコン層18をダート配線とするエ
ンハンスメント型NチャネルMosトランジスタリがそ
れぞれ形成される。そして上記MOSトランジスタ25
〜2gからなる直′列接続構造及びMOSトランジスタ
Uは、上記配線層24によって結線されている。この状
態において、上記MO8)ランジスタ25〜2Bはまだ
プログラムされていない。
次に上記工程を経た後に、書込みデータに応じてプログ
ラムを行なう。このプログラムは次のように行なわれる
まず、第1図(f)に示すように、フォトレジスト膜3
0を全面に堆積形成し、次いで前記活性化領域74Aに
形成されたMo8)ランジスタのうち書込みデータに対
応した所定のMOSトランジスタのソース及びドレイン
領域となるn+型領領域20対応した位置のフォトレジ
スト膜30を取り除いてイオン注入用のマスクを形成す
る。この後、このマスクを用い、前記n+型領領域0を
形成したときと同じイオンすなわち燐または砒素を基板
11にイオン注入してイオン注入層31を形成する。
次に上記フォトレジスト膜30を全面除去し、引き続き
レーデ−アニール法、電子ビームアニール法またはラン
プアニール法等によって上記イオン注入層31を活性化
して第1図(g)に示すように一対のn+型領領域20
接続するn+型領領域32形成する。次いで全面に/臂
ツシペーション用膜としてプラズマデポジョン法によっ
て窒化シリコン膜33を堆積形成して完成する。
第1図(g)において、一対のn+型領領域20上記n
+型領領域2によって接続されたMo8)ランジスタは
、エンハンスメント型のものからディプレッション型M
O8)ランジスタLノに変更されている。
上記製造方法によれば、マスクプログラムROM部を構
成する複数のMo8)ランジスタ25〜28の型をエン
ハンスメント型からディプレッション型に変更する工程
は、アルミニウムによる配線層24を形成した後に行な
われ、全工程中の後期に設定されている。このため、予
めMo8)ランノスタの型をエンハンスメント型に形成
する前記第1図(、)までの工程を経たウェハーを多数
用意しておき、次に書込みデータに応じて第1図(f)
 、 (it>の工程を経て製造すれば、製品の納期の
短縮化が容易に行なえるものである。しかも第1図(、
)に示す工程の後では配線層24が既に形成されている
ので、この段階で回路特性を確認することができ、完成
後の特性チェックの一部をここで行なうことができるの
で、納期の短縮化をよシ容易に行なうことができる。
なお、第1図(f)に示す工程において、イオン注入層
3ノは基板11の表面領域に形成したが、これはその上
のシリコン酸化膜17内に形成し、この後の活性化によ
って基板11内部に達するように形成してもよい。
上記実施例の方法では、ROM部内のMOSトランジス
タ25〜2Bの型を予めエンハンスメント型に形成して
おき、これを書込みデータに応じて選択的にデイルツン
ヨン型に変更するようにしている。ところが、これとは
反対に、最初はすべてディプレッション型に形成してお
き、この後、書込みデータに応じて選択的にエンハンス
メント型に変更するようにしてもよい。
第2図(a) l (b)はこの発明の他の実施例の各
製造工程を示す断面図である。この実施例方法は、RO
M部内のMOS)ランジスタを最初はすべてディプレッ
ション型に形成し、その後、選択的ニエンハンスメント
型に変更するようにした場合である。まず、前記第1図
(d)の工程と同様にシリコン酸化膜17を形成した後
、第2図(a)に示すように、各MO8)ランジスタL
」”〜2B”のチャネル領域及びソース、ドレイン領域
に同一導電型の不純物イオンたとえば燐や砒素をイオン
注入して一体化されたn+型領領域41形成する。この
場合、各MOSトランジスタ25” 〜2B’はすべて
デイルツンヨン型となる。
この後は、前記第1図(、)の工程と同様に、窒化シリ
コン膜21、PSG膜22を連続して堆積形成し、さら
にPSG膜22を選択エツチングし、さらに配線層24
を形成する。
この後、書込みデータに応じてプログラムを行なうもの
であるが、このプログラムは次のように行なわれる。
第2図(b)は第2図(、)の活性化領域14に部分の
拡大断面図で6C、プログラムは次のように行なわれる
。まず、フォトレノスト膜30を全面に堆積形成し、次
いでエンノ・ンスメント型にすべきMOS)ランジスタ
25’ 326’、 28’に対応した位置のフォトレ
ジスト膜30を取り除いてイオン注入用のマスクを形成
する。この後、このマスクを用いて、上記畝型領域41
を形成した時に用いられた不純物イオンとは反対導電型
のイオンたとえば?ロンをイオン注入し、これを活性化
してp+型領領域42形成する。この活性化の際、拡散
係数の差によっていわゆるD S A (Diffus
ed 5elf Align )構造が得られる。すな
わち、このp+型領領域42形成されたMOS)ランジ
スタ25’、 26’、 2B’のチャネル領域の不純
物濃度は、領域42が形成されていないMOS)ランジ
スタV”のそれよりも高くなり、この結果、それぞれの
スレッシュホールド電圧が上昇して、MOSトランジス
タリ”。
26”、28#はエンハンスメント型のものに変更され
る。
この実施例方法でも、前記第1図(&)〜(g)に示す
方法と同様に、納期の短縮化を容易に行なうことができ
る。
なお、この発明は上記した実施例に限定されるものでは
なく種々の変形が可能である。たとえば、第1図(a)
〜(g)の方法では、エンノ・ンスメント型のMOS)
ランジスタをディプレッション型に変更するのに、一対
のn+型領領域20同同じ導電型の領域32で接続する
ことによって行なう場合について説明したが、これは前
記第1図(f)の工程で形成されたものと等価なフォト
レジスト膜30を予め形成し、これをマスクとしてn+
型領領域20形成した時に用いたイオンよりも拡散係数
が大きな不純物イオンをイオン注入するようにしてもよ
い。この後、活性化を行なうと、第3図の断面図で示す
ように、一対のn+型領領域20れぞれと接続されかつ
互いに分離した一対のn+型領領域51得る。すなわち
、この場合にはMOSトランジスタ27のスレッシュホ
ールド電圧が低下し、ショートチャネル効果によって、
このMOS)う/ジメタ2フはディプレッション型のも
のに変更される。
さらに上記各実施例では、ROM部に4個のMOS)ラ
ンノスタを形成しそのうちの1個をデイルツンヨン型の
ものに設定する場合について説明したが、これらの個数
は必要に応じてそれぞれ増減が可能である。
さらに上記各実施例では、この発明をNチャネルMO8
型I、SIの製造方法に実施した場合について説明した
が、これはPチャネルやC−MOSのものにも実施が可
能であることはいうまでもない。
以上説明したようにこの発明によれば、データ記憶部内
のMIS)ランノスタの型を予め同一型に形成しておき
、配線層を形成した後にMIS)ランジスタの型をイオ
ン注入法によって選択的に変更するようにしたので、納
期の短縮化が実現できる半導体装置の製造方法が提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(g)はこの発明の一実施例方法による
各製造工程を示す断面図、第2図(a) l (b)は
この発明の他の方法による各製造工程を示す断面図、第
3図は第1図に示す方法の変形例による断面図である。 11・・・p型のシリコンM板、12・・・シリコン酸
化膜、13・−・窒化ンリコ/膜、14・・・活性化領
域、15・・・チャネルeストップ領域、16・・・フ
ィールr酸化膜、17・・・シリコン酸化膜()Ik−
ト絶縁膜)、18・・・多結晶シリコン層、19・・シ
リコン酸化膜、20・・・n+型領領域ソース及びドレ
イン領域)、21・・・窒化シリコン膜、22・・・P
SG膜、23・・・コンタクトホール、24・・・配線
層、25〜29・・・MOSトランジスタ、30・・・
フォトレジスト膜、3ノ・・・イオン注入層、32・・
・n+型領領域33・・・窒化シリコン膜、41・・・
n+型領領域42・・・p+型領領域51・・・n+型
領領域

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 直列接続された複数個のMIS)ランジスタからなるデ
    ータ記憶部を複数設けてなるマスク!ログラマゾルRO
    M部を有する半導体装置の製造方法において、イオン注
    入法によシ上記データ記憶部内のすべてのMIS)ラン
    ジスタを同一型に形成する工程と、少なくとも上記MI
    Sトランジスタの直列接続構造の両端と接続するように
    配線層を形成する工程と、イオン注入法によυ上記デー
    タ記憶部内のMIS)ランジスタの型金、書込みデータ
    に応じて選択的に変更する工程とを具備したことを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
JP57179254A 1982-10-13 1982-10-13 半導体装置の製造方法 Pending JPS5968964A (ja)

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