JPS60145655A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS60145655A
JPS60145655A JP59001663A JP166384A JPS60145655A JP S60145655 A JPS60145655 A JP S60145655A JP 59001663 A JP59001663 A JP 59001663A JP 166384 A JP166384 A JP 166384A JP S60145655 A JPS60145655 A JP S60145655A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
contact hole
memory cell
semiconductor substrate
memory device
Prior art date
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Pending
Application number
JP59001663A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoji Ariizumi
有泉 昇次
Makoto Takizawa
誠 滝沢
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.)
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Microelectronics Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS60145655A publication Critical patent/JPS60145655A/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

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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、特に読み出し専用の記憶装置(ROM :
 Read 0nly Memory )として用いら
れる半導体記憶装置忙関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般に、読み出し専用の半導体記憶装置(以下ROMと
称する)は、ウエノ1製造工程の途中でマスクを用いて
情報が書き込まれるので、マスクプログラムROMと呼
ばれている。このROMにおいて情報の書き込みに広く
採用されている方式として、コンタクト方式、トランジ
スタの有無によって情報を書き込む、所謂S(ンース)
D(ドレイン)G()I′4−))方式、トランジスタ
のしきい値電圧を書き込み情報に応じて異ならせる方式
、の3つがある。他方、メモリセルの回路的構成に基づ
(NOR型ROMとNAND−NOR型ROMという方
式の別は方も有シ、さらに、ROMを使用するシステム
側から見ると、同期型ROMと非同期型ROMというよ
うな方式の別は方も有る。そして、高速動作に適したR
OMとしてはNOR型ROM 75f、低速の場合には
NAND−NOR型ROMがそれぞれ使用されることが
多い。
このようなそれぞれの方式によるROMの別は方のうち
、高速動作に適したNOR型ROMには、その回路設計
の容易さ、情報書き込みの容易さおよび確実さに加えて
、情報の書き込み工程が全工程の後半にあることから生
産対応上の効果があるコンタクト方式を採用することが
多い。
しかし、上記のような従来のコンタクト方式では、1つ
のメモリセルの占有面積が広くなってしまう欠点が有シ
、大きな記憶容量のROMの場合には、チップサイズが
大きくなってしまう。
このため、NOR型ROMの高速性能を生かしたままで
、メモリセルの占有面積を少なくした構造のROMとし
て、特公昭58−19144で知られる読み出し専用記
憶装置が考えられている。
第1回置および(B)はそれぞれこの読み出し専用記憶
装置をシリコンf−ト型MO8ICに用いた場合のIC
/fターン平面図およびそのA=A線に沿う断面図であ
る。すなわち、この記憶装置は、それぞれ破線a乃至d
で示すように、1つの拡散層の4隅に斜め方向に4つの
MOS )ランゾスタを形成し、半導体基板1ノの面積
利用率を高めメモリセルの集積度を向上させたものであ
る。
この場合、”1″および”0”情報の書き込み方式とし
ては、それぞれのトランジスタのしきい値電圧を書き込
み情報に応じて異ならせる方式(以下インプラ方式と称
す)が採用されている。
つまシ、それぞれのトランジスタのf−)酸化膜12に
対して、ダウン(B+)等の不純物をイオン・インプラ
ンテーション技術を用いて選択的に打ち込むことによシ
、トランジスタのしきい値電圧”thを異ならせl#お
よび′o#に対応する情報を書き込んでいる。ここで、
13aはr拡散層(ドレイン)、13bはN拡散層(ソ
ース)、14はポリシリコンダート(ワード腺)、15
はアルミニウム配線〔データ線〕である。
しかしながら、このような読み出し専用記憶装置では、
1つの拡散層13hの4隅に4つのトランジスタa乃至
dを形成し高密変化を達成することができるが、反面、
ウエノ・製造工程の初期段階におけるインシラ方式によ
多情報の書き込みが行なわれるので、製品の完成までに
長い製造時間を要する欠点がある。また、例えば書き込
み情報の″1”0’を明確にするために、それぞれのト
ランジスタのしきい値電圧の差を大きくするような場合
には、高ドーズ量のイオン・インプランテーションを施
さなければならない。そして、よシ以上の微細なトラン
ジスタを形成する場合には、ショートチャネル効果を考
慮して、さらに筒ドーズ量のイオン・インプランテーシ
ョンを施さなければならない。
これによシ例えばそれぞれのメモリセルをNチャネルト
ランジスタによシ構成するような場合には、P型半導体
基板11表面の不純物濃度が非常に高い状態となシ、ト
ランジスタの!レーク・ダウン耐圧特性が極端に劣化し
てしまい実際上使用不可能になってしまう。
〔発明の目的〕
この発明は上記のような問題点に鑑みなされたもので、
例えばそれぞれのトランジスタに対して明確に゛l#″
O#情報を書き込むことができ、メモリセルの高密度状
態を損うこともなく、種種の耐圧特性の劣化を防止する
ことができる半導体記憶装置を提供することを目的とす
る。
〔発明の概要〕
すなわちこの発明に係る半導体記憶装置は、それぞれ点
対称に4つの方向に形成した4つのメモリセル用MO8
)ランゾスタそれぞれのドレイン拡散層をベリードコン
タクトホールを介して多結晶シリコンなどからなるパッ
ド層と選択的に接続し、このノやラド層をさらにコンタ
クトホールを介してアルミニウムからなるデータ線と接
続することによシ、インシラ方式による不都合を解消し
且つ高密度を維持するようにしたものである。
〔発明の実施例〕
以下図面によルこの発明の一実施例を説明するO 第2回国および(B)はそれぞれこの記憶装置をNチャ
ネルROMに実施した場合のメモリセル部分の構成を示
すパターン平面図およびそのA−Aに沿った1つのメそ
リセルの断面構造を示すものである。第2図(2)にお
いて破線a乃至dで囲んだ領域がそれぞれ1つのメモリ
セルであシ、複数のメモリセルを横方向および縦方向に
クロスマトリクス状に配置する。つまシ、それぞれのメ
モリセル領域a乃至dにおけるMOS )ランマスクの
ソース、ドレイン領域となるt拡散層24 a 〜24
 d sおよび25h 〜25dを、それぞれ点対称に
して4つの方向に配置する。そして、このそれぞれのメ
モリセルa乃至dのドレイン領域となるN拡散層25a
〜25dの表面には、酸化膜を介してそれぞれ共通の、
Jf リシリコンパッド層29を形成し、さらにこのポ
リシリコンバンド層29の表面には、コンタクトホール
31を介してアルミニウム配線層32を形成する。この
場合、上記ドレイン領域となるそれぞれのN拡散層25
&〜25dとポリシリコンバッド層29とは、ベリード
コンタクトホール28を介して選択的に接続する。
次に、第3図(N〜fD)はそれぞれこの記憶装置のメ
モリセル部分の断面構造をその製造工程順に示すもので
、まず、P型の半導体基板11に対して選択酸化技術に
よシ膜厚約60001のフィールド酸化膜21′ff:
形成し素子分離を施す。
次に、膜厚的500′A、のf−)酸化膜22を半導体
基板11表面の素子領域に対応して形成し、この後、厚
さ約4000Xの第1の多結晶シリコンf@23aを例
えば気相成長法によシ半導体基板11全面に形成する。
ここで、第1の多結晶シリコン層2 、? aには、N
型の不純物を拡散して低抵抗化する。
次に、第3図(B)に示すように、PEP (Phot
Engravlng Process)技術により第1
の多結晶シリコン層23ILをパターニングしてr−上
電極23を形成する。そして、このr−)電極23をマ
スクとして砒素(A+ )拡散または砒素イオン・イン
プランテーションを施すことによシ、セルファラインで
MOS )ランジスタのソース、ドレイン領域となるN
拡散層24.25を形成する。そして、次に、高温の熱
酸化を施すことによシ素子領域全面にシリコン酸化膜2
6を形成し、この後、CVD (ChemJ cal 
V’apour Deposition)法によシ膜厚
2000〜3000又程度の低温酸化膜27を半導体基
板11全面に形成する。
ことで、r−上電極23は、上記隣接するN1拡散層2
4および25相互間を跨ぐようにして形成される。
次に、第3図(C)に示すように、上記低温酸化膜27
およびシリコン酸化膜26を、PEP技術によシ選択的
に除去し、N拡散層250表面に通シるベリードコンタ
クトホール28を形成する。そして、第2の多結晶シリ
コン層29hを例えば気相成長法によシ厚さ3ooo1
程度で半導体基板11全面に積層形成し、これをPEP
技術によ)所定の形状にパターニングすることによルポ
リシリコンパッド層29を上記ダート電極23の上方ま
で延在するようにして形成する。この場合、2層目の多
結晶シリコン層29aは、燐(P)または砒素(As 
)等の不純物を予めドーグしたドープド多結晶シリコン
層を用いてもよいし、また、何ら不純物をドーグしてい
ない、所謂アンド−ブト多結晶シリコン層を形成した後
に、燐または砒素をインプランテーション技術などによ
シドーグしたものでもよい。
そして、第3図(D)に示すように、C■法によす膜厚
10000X程度の低温酸化膜30を積層形成し、さら
に、この低温酸化膜30には、PEP技術によって上記
2層目のポリシリコ77972層29に通じるコンタク
トホール31を開孔形成する。この後、半導体基板11
全面にアルミニウム層を積層形成し、さらに、このアル
ミニウム層をPEP技術によシ所定の形状に/?ターニ
ングしアルミニウム配線層32を形成する。そして最後
に、図示しない保護膜を被覆形成してこの記憶装置を構
成する。
すなわちこのように構成される読み出し専用とポリシリ
コンバッド層29とを、メモリセルに対する書き込み情
報に応じて選択的に設けられるベリードコンタクトホー
ル28を介して接続し、更にこのポリシリコンバッド層
29をコンタクトホール3Iを介してアルミニウム配線
層32に接続するようにした、所謂ベリードコンタクト
方式による高密度ROMである。
つまシ、インシラ方式によシ情報の書き込みを施す必要
がないので、例えばそれぞれのメモリセルをNチャネル
トランジスタによシ構成するような場合でも、P型半導
体基板11表面の不純物濃度が高濃度状態になることが
なくなシ、従来化じていたゾレークダウン耐圧特性の劣
化ラド層29とは、それぞれ共にシリコンを構成材料と
して−るので、両者間の接触抵抗はその接触直積が狭く
ても充分小さくなるものである。
すなわち、(リートコンタクトホール28のN拡散層2
5上の面積を狭くすることができる。
ラド層29とを選択的に接続する場合に、フィールド酸
化膜21側はセルファライン構造にでキ、ベリードコン
タクトホール28はr−トを極23側のみ適度な距離を
保てばよい。これにより、N+に散層2.・〜誓自体の
面積も充分狭くすることができる。そしてまた、ポリシ
リコンバッド層29をP−)電極23の上方まで延面積
に関係なく充分広くすることができ、両者間の接触抵抗
を材料の違いに関係なく充分小さくすることができる。
すなわち、N拡散層25a2ζ馳選択的に接続されるア
ルミニウム配線層・32との間の抵抗値も充分小さくす
ることができ、トランジスタの電圧、電流特性が劣化す
ることなく、高密度化が可能となる。
したがって、ポリシリコンバッドlm291e用いたベ
リードコンタクト方式にょセfW報の書き込みを行なう
ようにしたので、従来のインシラ方式による不都合は完
全に解消されるようになシ、電気的特性の劣化なしにさ
らなる高密度化が可能となる。
尚、上記実施例では、ダート電極23を多結晶シリコン
によシ形成しているが、これは例えばモリブデンシリサ
イド(MoSI2)のような高融点シリサイド膜もしく
はモリゾデン(Mo)のような高融点金属あるいはこれ
らと多結晶シリコン膜との2層膜管により形成しても、
よい。また、ポリシリコンノやラド層29も高融点シリ
サイド膜等によシ形成してもよく、要するに不純物を含
有する能力を持つ導電性材料にょシ形成すればよい。
さらに上記実施例では、P型の半導体基板1ノを用いた
NチャネルのROMの場合について説明したが、P型基
板を用いたNウェル0MO8構造のROMもしくはN型
基板内にPウェル領域を形成した0MO8構造のROM
それぞれに実施できることは勿論である。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、特公昭58−1914
4におけるメモリセルの高密度性能を損なうことなく、
種々の耐圧特性の劣化を防止して電気的特性を向上する
ことができ、且つさらなる高密度化によシメモリセルの
大容量化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図fA)およびCB)はそれぞれ従来の読み出し専
用記憶装置を示すパターン平面図およびそのA−A線断
面図、第2回国および(B)はそれぞれこの発明の一実
施例に係る半導体記憶装置を示す・ぐターン平面図およ
びそのA−A線断面図、第3図(支)乃至(D)はそれ
ぞれ上記この発明の一実施例に係る半導体記憶装置を製
造工程順に示すA−A線断面図である。 11・・・P型半導体基板、23・・・r−)電極、2
4h〜*+ 25 a〜4と・・r拡散層、28・・・
K ゛リートコンタクトホール、31・・・コンタクト
ホール、29・・・ポリシリコンバッド層、32・・・
アールミニラム配線層。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 (A) (B) 第2図 (A) (B)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)−導電型半導体基板の表面にそれぞれ点対称にし
    て4つの方向に配置される複数のメモリセル領域と、こ
    の複数のメモリセル領域内にそれぞれ上記点対称方向に
    一定に離間して形成される複数の逆導電型拡散層と、上
    記離間した複数の逆導電型拡散層間を跨ぐように上記−
    導電型半導体基板上に形成される絶縁r−ト電極線と、
    上記複数の逆導電型拡散層のうち点対称中心側のそれぞ
    れの拡散層に書き込み情報に応じて選択的に接続されそ
    の一部が上記絶縁f−)電極線の上方まで延在するよう
    に形成される上記逆導電型の不純物を含有する第1の導
    電層と、この第1の導電層に接続される第2の導電層と
    を具備したことを特徴とする半導体記憶装置。
  2. (2)上記第1の導電層は多結晶シリコンでなることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶装置
JP59001663A 1984-01-09 1984-01-09 半導体記憶装置 Pending JPS60145655A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6240763A (ja) * 1985-08-15 1987-02-21 Toshiba Corp 読み出し専用半導体記憶装置およびその製造方法
JPS6240764A (ja) * 1985-08-15 1987-02-21 Toshiba Corp 読み出し専用半導体記憶装置およびその製造方法
US4821084A (en) * 1986-02-10 1989-04-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Insulated gate type field effect transistor
US5065215A (en) * 1989-06-28 1991-11-12 Nec Corporation Semiconductor memory cell and method of manufacturing the same

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