JPS62245658A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

Info

Publication number
JPS62245658A
JPS62245658A JP61087927A JP8792786A JPS62245658A JP S62245658 A JPS62245658 A JP S62245658A JP 61087927 A JP61087927 A JP 61087927A JP 8792786 A JP8792786 A JP 8792786A JP S62245658 A JPS62245658 A JP S62245658A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
threshold voltage
semiconductor layer
misfet
film
integrated circuit
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
JP61087927A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiro Komori
小森 和宏
Toshifumi Takeda
敏文 竹田
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi 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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP61087927A priority Critical patent/JPS62245658A/ja
Publication of JPS62245658A publication Critical patent/JPS62245658A/ja
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

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路装置に関し、特に、マスクR
OM (Read 0nly Memory)のメモリ
セルを構成するMISFETのしきい値電圧の制御に適
用して有効な技術に関するものである。
〔従来の技術〕
マスクROMにおいては、通常、MISFETによりメ
モリセルが構成され、このメモリセルへの情報の書き込
みは5上記MISFETのしきい値電圧を制御すること
により行われる。そして、例えば低いしきい値電圧(例
えば0.5V)を有するM I S FETに情報” 
] ”を対応させ、高いしきい値電圧(例えば3V)を
有するMISFETに情報II OIIを対応させてい
る。
上記MISFETのしきい値電圧の制御方法としては1
例えば特開昭56−130963号公報に記載されてい
るように、MISFETのチャネル部に不純物のイオン
打込み(チャネルドーピング)を行う方法が知られてい
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述の情報″0′″に対応するMISFETのしきい値
電圧(高いしきい値電圧)は、情報II I IIとの
判別を容易にするためには高い程良く、例えば4V以−
ヒが望まれる場合がある。しかしながら、しきい値電圧
を高くするためにはチャネルドーピングのドーズ鼠を高
くしなければならず、この傾向はゲート絶縁膜の薄膜化
に伴い著しくなる。ところが、特に、所望の情報を書き
込んだマスクROMの完成に要する時間、すなわちター
ンアラウンドタイム(Turn Around Tim
e)の短縮を図るために^l配線の形成後にチャネルド
ーピングを行う場合には、低温のアニールしか行えない
ため、チャネルドーピングのドーズ量が高いと不純物の
電気的活性化を十分に行うことが困離となる。このため
、ドレイン領域とチャネル部との接合におけるリーク、
耐圧の低下、ホットキャリアの発生による特性劣化等が
生ずるという問題がある。
本発明の目的は、チャネルドーピングのドーズ量が低く
ても高いしきい値電圧を得ることが可能な技術を提供す
ることにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は1本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
〔問題点を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、MISFETのゲート電極を構成する半導体
層の導電型の選択とチャネルドーピングとにより一上記
MISFETのしきい値電圧を制御している。
〔作 用〕
下記した手段によれば、ゲート電極を構成する半導体層
の導電型の相違による仕事関数ΦSの差だけゲート電極
と半導体基板との仕事関数の差ΦMsが大きくなるため
、この分だけチャネルドーピングのドーズ量を低くする
ことが可能である。
〔実施例〕
以下、本発明の構成について、一実施例に基づき図面を
参照しながら説明する。
なお、全回において、同一の機能を有するものには同一
の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
第1図及び第2図に示すように、本実施例によるマスク
ROMにおいては、例えばP型Si基板のような半導体
基板1に例えばSiO2膜のようなフィールド絶縁膜2
が設けられ、これによって素子分離が行われている。符
号W L +は例えばSiO2膜のようなゲート絶縁膜
3F、に設けられたワード線であって、例えばB(ホウ
素)のようなn型不純物がドープされたp型多結晶S1
膜のようなp型半導体層4及びこのP型半導体層4]〕
に設けられた例えばMoSi□膜やW S i 2膜の
ような高融点金属ケイ化物膜5から成る。また符号W 
L 2もゲート絶縁膜3上に設けられたワード線であっ
て、例えばP(リン)のようなn型不純物がトープされ
たn型多結晶Si膜のようなn型半導体層6及びこのn
型半導体層6上に設けられた高融点金属ケイ化物膜5か
ら成る。なお符号7は、例えばSiO2膜のような絶縁
膜である。
一方、半導体基板1中には、上記ワード線w r−1、
WL2に対してセルファラインにn゛型半導体領域8,
9が設けられている。そして、上記ワード線WL+、r
i”型半導体領域8.9をそれぞれゲート電極、ソース
領域及びトレイン領域としてMI 5FETQ+ 、Q
2が構成されている。同様に。
上記ワード線WLz、n”型半導体領域8.9をそれぞ
れゲート電極、ソース領域及びドレイン領域としてM 
I S F E TQ3. Q4が構成されている。
この場合、MI 5FETQ+ 、Q2のゲート電極を
構成するワード線WL Iはp型半導体層4を用いて構
成されているので、このp型半導体層4の代わりにn型
半導体層を用いた場合に比べて、導電型の相違によるそ
れらの仕事関数ΦSの差(Siの場合、約1eV)だけ
ゲート電極と半導体基板lとの仕事関数の差ΦMSを大
きくすることができる。従って、MI 5FETQ+ 
、Q2のしきい値電圧を高いしきい値電圧(例えば4V
)に制御する場合、−上述の仕事関数差ΦHsの増加分
だけチャネルドーピングのドーズ量を低くすることがで
きる。また、このようにチャネルドーピングのドーズ量
を低くすることができるので、MISFETQ+ 、Q
2のドレイン領域とチャネル部との接合におけるリーク
、耐圧の低下、ホットキャリアの発生による特性劣化等
を効果的に防止することができる。
さらに、上記n″″型半導体領域8,9.絶縁膜7等の
上には、例えばPSG(リンシリケートガラス)膜のよ
うな絶縁膜10がこれらを覆うように設けられている。
なお第1図においては5図面を見やすくするために絶縁
膜10の図示を省略した。
そして、この絶縁膜10に設けられたコンタクトホール
10 a ” in cを通じて、例えばAl膜から成
るソース線SLI、SL2及びビット線BL(第1図に
おいてはいずれも一点鎖線で示す)がそれぞれn1型半
導体領域8.9にコンタクトしている。
次に、上述のように構成された本実施例によるマスクR
OMの製造方法につき説明する。
まず第1図に示すように、半導体基板lに例えば選択酸
化法によりフィールド絶#膜2を形成する。
次に、このフィールド絶縁膜2で囲まれた活性領域の表
面を熱酸化して、第3図に示すように、例えば膜厚35
〇五程度のゲート絶縁膜3を形成した後、このゲート絶
縁膜3を介して半導体基板l中にB等の低濃度イオン打
込みによるチャネルドーピングを行う6なおこのチャネ
ルドーピングは1Ml5FETQ4のしきい値電圧を低
いしきい値電圧(例えば0.5V)に設定する条件で行
う。次に上記ゲート絶縁膜3上に例えばCVD法により
例えば膜厚2000人程度0多結晶Si膜のような半導
体層6を形成した後、この半導体層6に拡散、イオン打
込み等によりP等のn型不純物を比較的低濃度(例えば
1018〜1019/c+#)にドープすることにより
、この半導体層6をn型化する。次に、この半導体層6
上に例えばスパッタ法により例えば膜厚1500λ程度
のW S i 2等の高融点金属ケイ化物膜5を形成し
た後、この高融点金属ケイ化物膜5上に例えばCVD法
により膜厚1000λ程度の絶縁膜7を形成する。なお
半導体層6へのP等のドープは、高融点金属ケイ化物膜
5を形成後、この高融点金属ケイ化物膜5を介して行っ
てもよい。
次に第4図に示すように、上記絶縁[7、高融点金属ケ
イ化物膜5、多結晶Si膜6及びゲート絶縁膜3をエツ
チングにより所定形状にパターンニングしてワード線W
L+ 、WL2を形成する。次にこれらのワード線WL
+ 、WL2をマスクとして半導体基板1中に例えば^
S(ヒ素)のようなn型不純物をイオン打込み等により
高濃度にドープした後、例えば950℃で20分程度ア
ニールを行って不純物の電気的活性化を行い、これによ
りn+型半導体領域8.9を形成する。この後、ワード
線WL I、WL2の下方の部分以外のゲート絶縁膜3
を除去する。
次に第5図に示すように1例えばCVD法により例えば
膜厚3500λ程度のPSG膜のような絶縁膜10を全
面に形成した後、この絶縁膜10の所定部分をエツチン
グ除去してコンタクトホール10 a−10eを形成す
る。次に全面に例えばAl膜をスパッタ法、蒸着法等に
より形成した後、このAl膜を所定形状にパターンニン
グして、ソース線SL+ 、SL2及びビット線Bl−
を形成する。
次にワード線WLIの上部の絶縁膜lOのみが露出する
ように他の部分を例えばフォトレジスト膜11で覆った
後、このフォトレジスト膜11をマスクとして例えばB
のようなP型不純物のイオン打込みを行う。このp型不
純物のイオン打込みは。
M I S F E T Q sのしきい値電圧の設定
のためのチャネルドーピングとn型半導体層6の導電型
を反転させるためのドーピングとを兼用し、そのイオン
打込み条件は、しきい値電圧を例えば3V程度シフトさ
せると共に、n型半導体層6の導電型を反転させて第2
図に示すようにp型半導体層4を形成することができる
ように選ぶ。このイオン打込みの具体的な条件としては
1例えばp型不純物としてBを用い、打込みエネルギー
として250keV、ドーズ量として1014〜10I
5/d(半導体層6中の濃度は例えば1010〜10”
/d程度、ゲート絶縁膜3との界面近傍における半導体
基板l中の濃度は例えば10”/cJ)を用いる。この
ようにして、P型不純物のドーピングによりn型半導体
層6がP型半導体層4に変化されるので、チャネルドー
ピングによるしきい値電圧の増大(例えば3V)に加え
て、既述のようにこのp型半導体層4とn型半導体層6
との仕事関数ΦSの差(Siの場合、約1eV)だけ、
すなわち例えばIV程度しきい値電圧を高くすることが
できる。これによって、比較的低いドーズ量のチャネル
ドーピングによって、例えば4V程度の高いしきい値電
圧を有するM I S F E T Q 1を得ること
ができる。
なおこのp型不純物のイオン打込みは2段階に分けて行
うこともでき、例えば1回11のイオン打込み(チャネ
ルドーピング)によりしきい値電圧を例えば3V程度シ
フトさせ、2回目のイオン打込みによりn型半導体層6
の導電型を反転させてP型半導体層4を形成してもよい
。この場合、1回目のイオン打込みは1例えばBを用い
て打込みエネルギー350keV、ドーズJL I X
 1012 /dの条件で行い、2回目のイオン打込み
は同じくBを用いてエネルギー200keV、ドーズ量
10 ” −1015/c+iTの条件で行う。
上述のイオン打込みを行った後、フォトレジスト膜11
を除去し、次いで例えばH2中でアニールを行うことに
より不純物の電気的活性化を行って、第1図及び第2図
に示すように目的とするマスクROMを完成させる。
上述の製造方法によれば、MISFETQsの高いしき
い値電圧の制御をマスクROMの製造工程の最終工程で
行っているので、所望の情報が書き込まれたマスクRO
Mを短時間で製造することができる。すなわち、ターン
アラウンドタイムの短縮を図ることができる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて、種々変形し得ることは勿論である。
例えば、本発明は、マスクROMを含む各種半導体集積
回路装置に適用することができる。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。
すなわち、チャネルドーピングのドーズ量が低くても高
いしきい値電圧を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例によるマスクROMの平面
図。 第2図は、第1図に示すマスクROMのA−A線の断面
図、 第3図〜第5図は、第1図に示すマスクROMの製造方
法の一例を工程順に示す断面図である。 図中、l・・・半導体基板、3・・・ゲート絶縁膜、4
・・・p型半導体層、5・・・高融点金属ケイ化物膜、
6・・・n型半導体層、7、lO・・・絶縁膜、11・
・・フォトレジスト膜、WL 1.WL2・・・ワード
線、S L+ 、 S L2 、ソース線、BL・・・
ビット線である。 も  父

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、MISFETから成る複数のメモリセルを具備し、
    上記MISFETのしきい値電圧を制御することにより
    上記メモリセルに情報を書き込むようにした半導体集積
    回路装置であって、上記MISFETのゲート電極を構
    成する半導体層の導電型の選択とチャネルドーピングと
    により上記MISFETの上記しきい値電圧を制御した
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。 2、低いしきい値電圧を有する上記MISFETの上記
    ゲート電極を構成する上記半導体層の導電型をn型とし
    、高いしきい値電圧を有する上記MISFETを構成す
    る上記半導体層の導電型をp型としたことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路装置。 3、上記半導体層が多結晶Si膜であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項又は第2項記載の半導体集積回
    路装置。 4、上記ゲート電極が、上記多結晶Si膜とこの多結晶
    Si膜上に設けられている高融点金属ケイ化物膜から成
    ることを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の半導体
    集積回路装置。 5、上記半導体集積回路装置がマスクROMであること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項〜第4項のいずれか
    一項記載の半導体集積回路装置。
JP61087927A 1986-04-18 1986-04-18 半導体集積回路装置 Pending JPS62245658A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61087927A JPS62245658A (ja) 1986-04-18 1986-04-18 半導体集積回路装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61087927A JPS62245658A (ja) 1986-04-18 1986-04-18 半導体集積回路装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62245658A true JPS62245658A (ja) 1987-10-26

Family

ID=13928549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61087927A Pending JPS62245658A (ja) 1986-04-18 1986-04-18 半導体集積回路装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62245658A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5065215A (en) * 1989-06-28 1991-11-12 Nec Corporation Semiconductor memory cell and method of manufacturing the same
US6072715A (en) * 1994-07-22 2000-06-06 Texas Instruments Incorporated Memory circuit and method of construction
US6166417A (en) * 1998-06-30 2000-12-26 Intel Corporation Complementary metal gates and a process for implementation
US6265258B1 (en) 1998-06-30 2001-07-24 Intel Corporation Method for making a complementary metal gate electrode technology
US6693333B1 (en) 2001-05-01 2004-02-17 Advanced Micro Devices, Inc. Semiconductor-on-insulator circuit with multiple work functions

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5065215A (en) * 1989-06-28 1991-11-12 Nec Corporation Semiconductor memory cell and method of manufacturing the same
US6072715A (en) * 1994-07-22 2000-06-06 Texas Instruments Incorporated Memory circuit and method of construction
US6166417A (en) * 1998-06-30 2000-12-26 Intel Corporation Complementary metal gates and a process for implementation
US6265258B1 (en) 1998-06-30 2001-07-24 Intel Corporation Method for making a complementary metal gate electrode technology
US7187044B2 (en) 1998-06-30 2007-03-06 Intel Corporation Complementary metal gate electrode technology
US6693333B1 (en) 2001-05-01 2004-02-17 Advanced Micro Devices, Inc. Semiconductor-on-insulator circuit with multiple work functions

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR900002007B1 (ko) 반도체 기억장치
US4701776A (en) MOS floating gate memory cell and process for fabricating same
US4822750A (en) MOS floating gate memory cell containing tunneling diffusion region in contact with drain and extending under edges of field oxide
GB1594957A (en) Process for fabricating an mos semiconductor circuit
EP0190928A2 (en) Integrated MOS transistor and method of manufacturing it
EP0124115B1 (en) Semiconducter rom device and method for manufacturing the same
EP0160003B1 (en) Mos floating gate memory cell and process for fabricating same
JPH07226446A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH04211178A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2772020B2 (ja) Mos型半導体装置
JPS62245658A (ja) 半導体集積回路装置
JPS6212152A (ja) 半導体装置の製造方法
US5372961A (en) Method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device
JPS62298161A (ja) 半導体集積回路装置の製造方法
KR960000712B1 (ko) 반도체 집적회로 장치 및 그의 제조방법
JPH0368167A (ja) 半導体装置の製造方法およびそれによって得られる半導体装置
JPS6325966A (ja) 半導体集積回路装置の製造方法
JP2630444B2 (ja) 半導体記憶装置の製造方法
JPH0449270B2 (ja)
JPS6329578A (ja) 半導体集積回路装置
JPS6329577A (ja) 半導体集積回路装置
JPS6216561A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP4040138B2 (ja) 不揮発性半導体記憶装置の製造方法
JPS59126675A (ja) 浮遊ゲ−ト形不揮発性mos形メモリ装置
JPS63306671A (ja) 不揮発性半導体メモリ