JPS6020562A - Mos semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Mos semiconductor device and manufacture thereof

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JPS6020562A
JPS6020562A JP58128242A JP12824283A JPS6020562A JP S6020562 A JPS6020562 A JP S6020562A JP 58128242 A JP58128242 A JP 58128242A JP 12824283 A JP12824283 A JP 12824283A JP S6020562 A JPS6020562 A JP S6020562A
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JP
Japan
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type
polycrystalline silicon
implanted
silicon gate
semiconductor device
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Application number
JP58128242A
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Japanese (ja)
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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Publication of JPS6020562A publication Critical patent/JPS6020562A/en
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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

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PURPOSE:To shorten turn around time at an MOS type mask ROM by a method wherein after the polycrystalline silicon gate electrode films of the MOS type mask ROM are formed, ROM data are written without enlarging an accelerating voltage. CONSTITUTION:N type impurities, arsenic As ions for example, are implanted into a silicon substrate 21 at both the side regions of polycrystalline silicon gate electrodes 241, 242 to form N type layers 251-253 to be used as sources and drains, and cell transistors 26, 27 are formed. Then a resist film 29 having an opening 28 at the part of the electrode film 242 of the specified transistor 27 and in the neighboring region thereof is formed. P type impurities, boron ions B<+>11 for example, are implanted through the opening 28. Then after a CVD-SiO2 film 31 is formed, heat treatment is performed. Accordingly, the regions implanted with boron are diffused to be deeper than the regions implanted with arsenic As, and at the same time, diffused to be formed in the lateral direction toward the channel sides, and P<+> type layers 321, 322 are formed in the regions along the side parts of the channel sides from the under parts of the layers 252, 253. By forming the layers 321, 322 in such a way, ROM data can be written.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はMOS (Metal 0xide旦emic
onductor)型半導体装置及びその製造方法に係
り、特にMoS型マスクROM(旦ead 0nly 
Memory )のデータ書き込みの改良に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a MOS (Metal Oxide semiconductor)
onductor type semiconductor device and its manufacturing method, particularly MoS type mask ROM (manufacturing method).
This paper relates to improvements in data writing for memory (Memory).

〔発明の技術的背景〕[Technical background of the invention]

従来、この種ROMは例えば第1図に示すように構成さ
れている。ここで、セル・トランジスタJ、2のうち一
方のセル・トランジスタ7にデータが書き込まれている
。このROMの製造は、先ずP型のシリコン基板11の
フィールド酸化を行いフィールド酸化膜12を形成する
Conventionally, this type of ROM has been configured as shown in FIG. 1, for example. Here, data is written into one cell transistor 7 of the cell transistors J,2. In manufacturing this ROM, first, a P-type silicon substrate 11 is field oxidized to form a field oxide film 12.

次に、’ P E P (Photo匣ngravin
g Process)によりセル・トランジスタ24G
1!lのチャネル領域にP型不純物例えばポロンB1□
をイオン注入してP型層13を形成し、データの1:き
込みを行う。
Next, 'P E P (Photo box)
g Process), the cell transistor 24G
1! A P-type impurity, for example, poron B1□, is added to the channel region of l.
A P-type layer 13 is formed by ion implantation, and data 1: is written.

次に、ゲート酸化膜14を形成した後、このゲート酸化
膜14上に例えばCV D (CbLmicalVap
our Deposition )法により多結晶シリ
コン膜を被着させる。その後、PEPにより多結晶シリ
コンゲート電極膜151.152を形成する。次に、こ
れら多結晶シリコンゲート′酢極膜15、.1520両
側領域のシリコン基板11内にN型不純物例えばヒ素A
sをイオン注入してソース、ドレインとなるN型層Z 
68,16□。
Next, after forming the gate oxide film 14, for example, CVD (CbLmicalVap) is applied on the gate oxide film 14.
A polycrystalline silicon film is deposited by our deposition method. Thereafter, polycrystalline silicon gate electrode films 151 and 152 are formed by PEP. Next, these polycrystalline silicon gates' acetic acid electrode films 15, . 1520 In the silicon substrate 11 on both sides, an N-type impurity such as arsenic A is added.
N-type layer Z that becomes the source and drain by ion-implanting s.
68,16□.

163を形成する。その後、シリコン基板11上にCV
D−8in2膜Z7i形成する。次に、とノ’CVD−
S i O2膜17にコンタクトホール181゜2 1
&sを設け、さらにこれらコンタクトホール18〜18
3部にアルミニウムA/を蒸着して電極配線19□ 、
192.19.を形成する。
163 is formed. After that, CV is placed on the silicon substrate 11.
A D-8in2 film Z7i is formed. Next, Tono'CVD-
Contact hole 181°2 1 in S i O2 film 17
&s, and further these contact holes 18 to 18
Aluminum A/ is vapor-deposited on the third part to form electrode wiring 19□,
192.19. form.

このように従来のMOB型マスクROMにおいては、多
結晶シリコンゲート電極膜15.。
As described above, in the conventional MOB type mask ROM, the polycrystalline silicon gate electrode film 15. .

15□を形成する前に、イオン注入により!特定のセル
・トランジスタZのしきい値を変えてROMデータの書
き込みを行うものである。
By ion implantation before forming 15□! ROM data is written by changing the threshold value of a specific cell transistor Z.

〔背景技術の問題点〕[Problems with background technology]

ところで、マスクROMにおいては、ユーザからROM
データを受け取り、製品にするまでの生産期間(ターン
・アラウンド・タイム)をできるだけ短かくすることが
要求される。このためには、ウェハ製造工程において、
より後の工程でROIJデータを書き込むととが望まし
い。
By the way, in the mask ROM, the ROM is
It is required to shorten the production period (turnaround time) from receiving data to producing a product as much as possible. To this end, in the wafer manufacturing process,
It is desirable to write the ROIJ data in a later process.

しかしながら、従来のマスクROMの製造方法は、前述
のように多結晶シリコンゲート電極膜158,152を
形成する前にイオン注入しておシ、ウェハ工程のうちで
前の方の工程においてRO’[データを書き込むように
なっている。
However, in the conventional mask ROM manufacturing method, ions are implanted before forming the polycrystalline silicon gate electrode films 158 and 152 as described above, and RO'[ It is designed to write data.

このため、上記ターン・アラウンド・タイムが長くなっ
ていた。なお、多結晶シリコンゲート電極を形成した後
に、この多結晶シリコンゲート電極を通してイオン注入
を行い、特定のセル・トランジスタのしきい値を変える
ことにより、すると、イオン注入の加速電圧を大きくす
る必要がある。し1]えば、多結晶シリコンゲート電極
膜の厚さが6000A以上になると、例えばボロンB 
、、 kイオン注入する場合には、加速電圧160 K
eV以下では不可能となる。
For this reason, the above-mentioned turnaround time has become long. Note that after forming a polycrystalline silicon gate electrode, ions are implanted through this polycrystalline silicon gate electrode to change the threshold value of a specific cell/transistor, thereby making it necessary to increase the acceleration voltage for ion implantation. be. [1] For example, if the thickness of the polycrystalline silicon gate electrode film is 6000A or more, for example, boron B
,, When implanting k ions, the acceleration voltage is 160 K.
This becomes impossible below eV.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記実情に鑑みてなされたものでその目的は、
多結晶シリコンゲート電極膜を形成した後、加速電圧を
犬きくすることな(ROUデータを書き込むことができ
、ターン・アラウンド・タイムを短かくすることのでき
るMO8型半導体装置及びその製造方法を提供すること
にある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to:
To provide an MO8 type semiconductor device and its manufacturing method that can write ROU data without increasing the acceleration voltage after forming a polycrystalline silicon gate electrode film and shorten the turn around time. It's about doing.

〔発明の械要〕[Machinery of invention]

本発明は、複数のセル・トランジスタを形成した後、特
定のセル・トランジスタにおける多結晶シリコングー)
[極の近傍領域に当該ソース、ドレインJ−の拡散不純
物と反対導電型でかつ拡散係数の大なる不純物をイオン
注入して、そのチャネル領域に高濃度不純物層を形成す
ることにより、特定のセル・トランジスタと他のセル・
トランジスタとのしきい値が異なるようにするものであ
る。
After forming multiple cell transistors, the present invention uses polycrystalline silicon in a particular cell transistor.
[By ion-implanting an impurity with a conductivity type opposite to that of the source and drain J- diffusion impurities and having a large diffusion coefficient into the region near the pole, and forming a highly concentrated impurity layer in the channel region, a specific cell・Transistors and other cells・
The threshold value is set to be different from that of the transistor.

〔発明の実施列〕[Implementation sequence of the invention]

以下、図面を参照して本発明の一実施列を説明する。先
ず、第2図(&)に示すように例えばP型のシリコン基
板21のフィールド酸化を行いフィールド酸化膜22を
形成する。次に、例えば熱酸化によりゲート酸化膜23
を形成し、さらにこのゲート酸化膜23上に列えばCV
D法により多結晶シリコン膜を被着させる。その後、P
EPを行い多結晶シリコンゲート電極膜24.。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, as shown in FIG. 2(&), field oxidation is performed on, for example, a P-type silicon substrate 21 to form a field oxide film 22. As shown in FIG. Next, the gate oxide film 23 is removed by thermal oxidation, for example.
is formed and further arranged on this gate oxide film 23, CV
A polycrystalline silicon film is deposited by method D. After that, P
Perform EP and polycrystalline silicon gate electrode film 24. .

24□を形成する。次に、これら多結晶シリコンゲート
電極膜24.I 24.の両側領域のシリコン基板21
内にN型不純物例えばヒ素Asをイオン注入してソース
、ドレインとなるN型層25□ 、 、、25.を形成
し、セル・ト5 ランシスタリ、Lノを形成する。次に、第2図(b)に
示すように、特定のトランジスタ例えば一方のセル・ト
ランジスタだの多結晶シリコンゲート電極膜24□及び
その近傍領域に開口28を有するレジスト膜29を形成
する。その後、この開口28を通してP型不純物、列え
ばボロンB、、eイオン注入する。ここで、このイオン
は多結晶シリコンゲート電極膜242部は通過せず、こ
の結果多結晶シリコンゲート電極膜242の両側のN型
層25□ 、253におけるチャネル側の一部領域30
1.30.にのみイオンが注入される。
Form 24□. Next, these polycrystalline silicon gate electrode films 24. I 24. silicon substrate 21 on both sides of
N-type impurities such as arsenic As are ion-implanted into the N-type layers 25□, ,,25. form, and form cell t5 runcistary, L no. Next, as shown in FIG. 2(b), a resist film 29 having an opening 28 in the polycrystalline silicon gate electrode film 24□ of a specific transistor, for example, one cell transistor, and its vicinity is formed. Thereafter, P-type impurity ions, such as boron B, etc., are implanted through this opening 28. Here, these ions do not pass through the polycrystalline silicon gate electrode film 242, and as a result, the channel side partial region 30 of the N-type layers 25□, 253 on both sides of the polycrystalline silicon gate electrode film 242
1.30. Ions are implanted only in

次に、第21図(C)に示すようにシリコン基板21の
全面にCVD−8i○2膜3ノを形成した後、熱処理を
行う。このとき、ボロンB11の拡散係数(熱処理温度
1050℃の場合、約1.0×10−1μ4層)がヒ素
Asの拡散係数(同温度で約4×10 μ/E)より大
きいので、ボロンB11が打ち込まれた領域はヒ素As
の打ち込まれ゛た領域より深く拡散形成されると同時に
、チャネル側に向けて横方向に拡散形成される。この結
果、ソース、ドレインとなるN型層25□。
Next, as shown in FIG. 21(C), a CVD-8i*2 film 3 is formed on the entire surface of the silicon substrate 21, and then heat treatment is performed. At this time, since the diffusion coefficient of boron B11 (approximately 1.0 × 10 -1 μ4 layer at a heat treatment temperature of 1050°C) is larger than the diffusion coefficient of arsenic As (approximately 4 × 10 μ/E at the same temperature), boron B11 The area where is implanted is arsenic As
It is diffused deeper than the implanted region, and at the same time is diffused laterally toward the channel side. As a result, an N-type layer 25□ becomes a source and a drain.

253の下部からチャネル側の側f%I(に沿った領域
にP 型層321*322が形成される。以下従来工程
と同様に、CvD−8iO2膜31の所定の領域にコン
タクトホール3’3..332 。
A P-type layer 321*322 is formed in a region along the channel side f%I (from the lower part of the CvD-8iO2 film 31, as in the conventional process). ..332.

33sfそれぞれ設け、さらにこれらコンタクトホール
331〜333部に例えばアルミニウムA/を蒸着して
電極配線34.〜343を形成する。さらに、この電極
配線34.〜348上に図示しない保護膜を形成してマ
スクROIJを完成する。
33sf are provided respectively, and further, aluminum A/, for example, is vapor deposited in these contact holes 331 to 333 to form electrode wiring 34. 〜343 are formed. Furthermore, this electrode wiring 34. A protective film (not shown) is formed on ~348 to complete the mask ROIJ.

このようにして製造されたマスクROMにあっては、特
定のセル・トランジスタだのチャネル領域にソース及び
ドレイン側からそれぞれP型層321.322艇延在し
ており、その結果チャネル領域の不純物濃度が大きくな
っている。従って、セル・トランジスタ27のしきい値
は異々つた値となる。すなわち、P 型層32、+32
2を形成することによりROIJデータを書き込むこと
が可能となる。また、このROMデータの書き込みには
、ソース及びドレインを形成するだめの不純物より拡散
係数の大きな不純物を、多結晶シリコンゲート電極膜2
42を通すことなくその近傍領域に打ち込めはよいので
、加速電圧を大きくする必要はない。
In the mask ROM manufactured in this way, P-type layers 321 and 322 extend from the source and drain sides to the channel region of a specific cell transistor, respectively, resulting in an impurity concentration in the channel region. is getting bigger. Therefore, the threshold values of the cell transistors 27 have different values. That is, P type layers 32, +32
2, it becomes possible to write ROIJ data. In addition, in order to write this ROM data, an impurity having a larger diffusion coefficient than the other impurities forming the source and drain is added to the polycrystalline silicon gate electrode film 2.
Since it is possible to implant the laser beam into the nearby area without passing through 42, there is no need to increase the acceleration voltage.

尚、上記実施例においては、特定のセル・トランジスタ
ゼのチャネル領域に形成するP+型層32..32□を
それぞれチャネル領域の一部領域に形成するようにし7
たが、これに限定するものではなく、P 型層32..
322同志が接続するようにしてチャネル領域全体にP
型層つ1を形成するようにしてもよいことは勿論である
1、 〔発明の効果〕 以上のように本発明によれば、多結晶シリコンゲート′
「電極膜を形成した後にイオン注入を行うことにより、
特定のセル・トランジスタのしきい値を変えることがで
きるため、ウェハ典造工□程において、より後の工程で
ROMデータケ眉、き込むことが可能であり、ターン・
アラウンド・タイムを短かくすることができる。
In the above embodiment, the P+ type layer 32. formed in the channel region of a specific cell transistor. .. 32□ are respectively formed in a part of the channel region 7
However, the present invention is not limited to this, and the P type layer 32. ..
P in the entire channel area so that 322 comrades are connected.
Of course, it is also possible to form a mold layer 1. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a polycrystalline silicon gate'
"By performing ion implantation after forming the electrode film,
Since the threshold value of a specific cell/transistor can be changed, ROM data can be written into the wafer at a later stage in the wafer fabrication process.
Around time can be shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のIJO8型O8型マスクR−・;・す造
工程を示す断面図、第2図は本発明の一実施1タリに係
るMO8型マスクROMの製造工程を示す断面図である
。 21・・・シリコン基板、22・・・フィールド酸化膜
、23・・・ゲートFy、&化膜、24..242・・
・多結晶シリコンゲート′−:極膜、25 I+ 25
2 +253・・・N型1g 、2 e l 2 y・
・・セル・トランジスタ、32..322・・・P 型
層。
FIG. 1 is a sectional view showing the manufacturing process of a conventional IJO8 type O8 type mask R-; FIG. 2 is a sectional view showing the manufacturing process of an MO8 type mask ROM according to one embodiment of the present invention . 21...Silicon substrate, 22...Field oxide film, 23...Gate Fy, &oxide film, 24. .. 242...
・Polycrystalline silicon gate'-: Polar film, 25 I+ 25
2 +253...N type 1g, 2 e l 2 y.
...Cell transistor, 32. .. 322...P type layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 [11M OS型マスクROM半導体装置において、特
定のセル・トランジスタにおけるソース層及びドレイン
層の各領域の下部からチャネル側の側部に沿った領域に
、・同ソース層及びドレイン層と反対導電型の高濃度不
純物層が形成されていることを特徴とするMO8型半導
体装置。 +211+70 S型マ゛スクROM半導体装置の製造
方法において、第1導電型の半導体基板上のセル・トラ
ンジスタ形成予定領域にそれぞれ多結晶シリコンゲート
電極を形成する工程と、前記各多結晶シリコンゲート電
極の両側の前記半導体基板内に第2導電型の不純物をイ
オン注ぺしてソース層及びドレイン層を形成し、複数の
セル・トランジスタを形成する工程と、前記セル・トラ
ンジスタのうち特定のセル・トランジスタにおける前記
多結晶シリコンゲート電極の近傍領域に、前記第2導電
型の不純物より拡散係数の大きな第1導電型の不純物を
イオン注入して、当該ソース層及びドレイン層の各領域
の下部からチャネル側の側部に沿った領域に高濃度不純
物層を形成する工程とを具備したことを特徴とするUO
S型半導体装置の製造方法。
[Claims] [11M In an OS type mask ROM semiconductor device, in a region along the channel side from the bottom of each region of the source layer and drain layer of a specific cell transistor, An MO8 type semiconductor device characterized in that a highly concentrated impurity layer of a conductivity type opposite to that of the MO8 type semiconductor device is formed. +211+70 In a method of manufacturing an S-type mask ROM semiconductor device, a step of forming polycrystalline silicon gate electrodes in regions where cells and transistors are to be formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type, and forming a polycrystalline silicon gate electrode on each of the polycrystalline silicon gate electrodes. a step of ion-implanting impurities of a second conductivity type into the semiconductor substrate on both sides to form a source layer and a drain layer to form a plurality of cell transistors; and a step of forming a plurality of cell transistors among the cell transistors. A first conductivity type impurity having a larger diffusion coefficient than the second conductivity type impurity is ion-implanted into a region near the polycrystalline silicon gate electrode in the source layer and the drain layer from the bottom of each region toward the channel side. forming a highly concentrated impurity layer in a region along the sides of the UO.
A method for manufacturing an S-type semiconductor device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61102058A (en) * 1984-10-24 1986-05-20 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof
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US5234853A (en) * 1990-03-05 1993-08-10 Fujitsu Limited Method of producing a high voltage MOS transistor
KR100890613B1 (en) 2007-01-26 2009-03-27 삼성전자주식회사 Mask ROM devices and method for manufacturing the same

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