KR940004610B1 - Nand type mask rom and fabricating method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
제1a도 및 제1b도는 종래의 제1실시예에 의해 NAND형 마스크 ROM을 형성한 것을 도시한 도면.1A and 1B show the formation of a NAND type mask ROM according to the first embodiment of the prior art.
제2a도 및 제2b도는 종래의 제2실시예에 의해 NAND형 마스크 ROM을 형성한 것을 도시한 도면.2A and 2B show the formation of a NAND type mask ROM according to the second conventional embodiment.
제3도는 본발명에 의해 제조된 NAND형 마스크 ROM의 등가회로도.3 is an equivalent circuit diagram of a NAND type mask ROM manufactured by the present invention.
제4a도 내지 제4g도는 본발명에 의해 NAND형 마스크 ROM의 제조단계를 도시한 단면도.4A to 4G are sectional views showing the manufacturing steps of the NAND mask ROM according to the present invention.
제5도는 본발명의 또다른 실시예에 의한 NAND형 마스크 ROM의 단면도.5 is a cross-sectional view of a NAND type mask ROM according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : P형 기판 2 : 게이트 산화막1: P-type substrate 2: Gate oxide film
3 : 폴리게이트 4 : 절연층3: polygate 4: insulation layer
5 : N+확산영역 5A : N-확산영역5: N + Diffusion Area 5A: N-Diffusion Area
6 : 절연스페이서 7 : 도전층6: insulation spacer 7: conductive layer
8 : 포토레지스트패턴 9 : 절연층8: photoresist pattern 9: insulating layer
10 : 공핍형 트랜지스터 20 : 증가형 트랜지스터10 depletion transistor 20 increase transistor
30 : 마스크30: mask
본발명은 고집적 반도체 소자의 NAND형 마스크 ROM 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 공핍형 트랜지스터로 사용될 트랜지스터의 소오스 및 드레인을 도전층으로 상호접속한 NAND형 마스크 ROM 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a NAND mask ROM of a highly integrated semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a NAND mask ROM in which a source and a drain of a transistor to be used as a depletion transistor are interconnected with a conductive layer.
마스크(Mask) ROM은 EPROM, EEPROM 등과는 달리 사용자가 임의로 데이타의 쓰기(Write) 기능을 할 수 없으며 사용자가 사용하고자 하는 코드(cord)를 ROM 제작시 프로세스 기술로 고정시킨 것으로, 단지 고정된 코드에 대하여 읽기(read) 기능만 가지고 있다.Mask ROM, unlike EPROM and EEPROM, does not allow the user to write data arbitrarily, and the code that the user wants to use is fixed by process technology during ROM production. It only has a read function for.
마스크 ROM은 셀배열 방식에 따라 NOR 또는 NAND형으로 구분되며 최근에 많이 사용되는 것은 NAND형이다. NAND형은 트랜지스터를 직렬 연결 상태로 조합되어 있으므로 코드에 따른 논리적 "0"와 "1"은 공핍형 트랜지스터(depletion transistor)와 증가형 트랜지스터(enhancement transistor)로 구성하는 것이 일반적이다.Mask ROM is classified into a NOR or NAND type according to a cell array method, and the most recently used mask type is a NAND type. Since the NAND type combines transistors in series connection state, logical "0" and "1" according to the code generally consist of a depletion transistor and an enhancement transistor.
따라서, NAND형 마스크 ROM은 공핍형 및 증가형 트랜지스터의 조합으로 코드를 입력하게 되는 것이므로 사용자의 요구에 맞게 빠른 시간내에 제조하는 방법이 필요하게 된다.Therefore, since the NAND type mask ROM is to input the code by a combination of the depletion type and the incremental type transistors, a method for manufacturing the NAND mask ROM in a short time is required to meet the user's requirements.
종래기술의 제1실시예는 제1a도 및 제1b도에 도시한 도면과 같이 공핍형 트랜지스터(10)가 형성될 부분에 사용자 요구에 따라 형성된 코드마스크로 폴리게이트(3)의 일부분에 요홈을 형성함으로서 후공정의 이온주입 공정으로 형성되는 N+확산영역 (4)이 폴리게이트(3) 하부에서 상호 접속되게 형성하여 ON상태를 구현하는 방법이다. 상기 공핍형 트랜지스터(10) 측면에는 증가형 트랜지스터(20)가 형성됨을 도시한다. 그러나 상기의 제1실시예는 현재 사용하고 있는 미세 패턴기술에서 폴리게이트가 완전히 단선될 가능성이 있어서 적용하기 어렵고, 폴리게이트 제조과정에서부터 사용자의 요구에 따른 코드로 형성하게 되므로 빠른 시간내에 소자를 제조하기 어려운 단점이 있다.In the first embodiment of the prior art, as shown in FIGS. 1A and 1B, a recess is formed in a portion of the polygate 3 with a code mask formed according to a user's request in the portion where the depletion transistor 10 is to be formed. By forming the N + diffusion region (4) formed by the ion implantation process of the post-process by forming the interconnection under the polygate (3) to realize the ON state. An increase transistor 20 is formed on the side of the depletion transistor 10. However, the first embodiment is difficult to apply due to the possibility that the polygate is completely disconnected in the micro pattern technology currently used, and since the polygate is formed with a code according to the user's request from the polygate manufacturing process, the device is manufactured in a short time. It is difficult to do.
제2a도 및 제2b도는 종래기술의 제2실시예에 의해 공핍형 트랜지스터(10)와 증가형 트랜지스터(20)를 형성하는 상태를 도시한 도면으로서, NAND 셀을 전체적으로 N-채널내에 형성하기 위하여 P형 기판(1)상부내에 저농도 N형 불순물을 이온주입하고 폴리게이트(3)를 각각 형성한 다음, 전체적으로 고농도 N형 불순물을 P형 기판(1)에 주입하여 N+확산영역(5)이 형성된 공핍형 트랜지스터(10)로 구성하고 증가형 트랜지스터(10)가 형성될 부분에만 마스크(30)인 포토레지스트패턴(8)를 선택적으로 오픈시키고 P형 불순물을 노출된 P형 기판(1)에 고에너지로 이온주입시켜서 공핍형 트랜지스터(20)를 증가형 트랜지스터(10)로 전환시켜 형성하는 방법이다.2A and 2B show a state in which the depletion transistor 10 and the increment transistor 20 are formed according to the second embodiment of the prior art, in order to form the NAND cell entirely in the N-channel. A low concentration N-type impurity is ion-implanted in the upper portion of the P-type substrate 1 to form polygates 3, respectively, and then a high concentration N-type impurity is injected into the P-type substrate 1 to form the N + diffusion region 5. The photoresist pattern 8, which is a mask 30, is selectively opened only at the portion where the depletion transistor 10 is to be formed, and the P-type impurity is deposited on the exposed P-type substrate 1. It is a method of converting the depletion transistor 20 into the incremental transistor 10 by ion implantation with energy.
그러나, 상기 제2실시예는 모든 영역에 공핍형 트랜지스터를 형성한 다음 후공정으로 마스크를 사용하여 증가형 트랜지스터를 선택적으로 형성함으로서 제조공정은 빠르나 공핍형 트랜지스터의 특성과 증가형 트랜지스터(보상된 트랜지스터라고도 함)의 특성이 너무 밀접한 관계가 있어 이를 적절하게 조절하는 것은 매우 어렵다. 왜냐하면 공핍형 트랜지스터는 N-의 농도 및 깊이가 클수록 전류가 증가하게 되는데 지나친 농도 및 깊이가 다시 증가형 트랜지스터로 만들때 매우 어렵게 된다.However, in the second embodiment, the depletion transistors are formed in all regions, and then an increase transistor is selectively formed by using a mask as a post-process, but the manufacturing process is fast, but the characteristics of the depletion transistor and the increase transistor (compensated transistor) Are so closely related that it is very difficult to control them properly. Because depletion transistors have a higher concentration and depth of N-, the current increases, but it becomes very difficult when excessive concentrations and depths are used again to increase transistors.
따라서, 본발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하고 사용자의 요구에 따라 NAND형 마스크 ROM을 간단하고 빠른 시간내에 제조하기 위한 제조방법 및 NAND형 마스크 ROM을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art and to provide a manufacturing method and a NAND mask ROM for manufacturing a NAND mask ROM simply and quickly according to a user's request.
본발명에 의하면 예정된 MOSFET의 소오스 및 드레인을 도전층으로 접속시키기 위해서, P형 기판 상부에 게이트 산화막, 게이트 전극용 폴리실리콘, 절연층을 순차적으로 형성하는 단계와, 게이트전극 패턴공정으로 상기 절연층, 게이트 전극용 폴리실리콘을 예정된 부분을 제거하여 폴리게이트를 형성하는 단계와, N형 저농도 불순물을 기판에 이온주입하여 N-확산영역을 형성하는 단계와, 상기 폴리게이트 측벽에 절연스페이서를 형성한 다음, N형 고농도 불순물을 기판에 이온주입하여 N+확산영역을 형성하는 단계와, 상기 N+확산영역 상부에 게이트 산화막을 제거한 다음, 전체구조 상부에 도전층을 형성하는 단계와, 예정된 트랜지스터의 소오스 및 드레인을 접속되는 도전층을 남기기 위해 예정된 포토레지스트패턴을 형성하고 노출된 도전층을 제거하는 단계와, 전체구조 상부에 절연층을 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, in order to connect a source and a drain of a predetermined MOSFET to a conductive layer, sequentially forming a gate oxide film, a polysilicon for a gate electrode, and an insulating layer on a P-type substrate, and forming the insulating layer by a gate electrode pattern process. Forming a polygate by removing a predetermined portion of the gate silicon polysilicon; implanting N-type low concentration impurities into the substrate to form an N-diffusion region; and forming an insulating spacer on the sidewall of the polygate. Next, forming an N + diffusion region by ion implanting an N-type high concentration impurity into the substrate, removing a gate oxide layer on the N + diffusion region, and then forming a conductive layer on the entire structure, Form a predetermined photoresist pattern to leave the conductive layer connected to the drain and remove the exposed conductive layer. Is characterized in that it comprises a step, forming an insulating layer on the entire structure.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
제3도는 NAND형 마스크 ROM을 본발명에 의해 헝성한 것을 도시하는 등가회로로서, 공핍형 트랜지스터(10)가 될 부분의 트랜지스터 소오스 및 드레인이 상호 접속한 것을 도시한다.FIG. 3 is an equivalent circuit showing the NAND type mask ROM according to the present invention, and shows the transistor source and drain of the portion to be the depletion transistor 10 interconnected.
제4a도 내지 제4g도는 본발명에 의해 NAND형 마스크 ROM을 제조하는 단계를 도시한 단면도이다.4A to 4G are cross-sectional views showing steps of manufacturing a NAND type mask ROM according to the present invention.
제4b도는 게이트전극 패턴 공정에 의해 예정된 부분의 절연층(4), 게이트 전극용 폴리실리콘층(3A)을 각각 제거하여 폴리게이트(3)의 패턴을 형성한 다음, N형 저농도 불순물을 P형 기판(1)에 이온주입하여 N-확산영역(5A)을 형성한 상태의 단면도이다.FIG. 4B shows a pattern of the polygate 3 by removing the insulating layer 4 and the polysilicon layer 3A for the gate electrode of the predetermined portion by the gate electrode pattern process, and then forming an N-type low concentration impurity. It is sectional drawing of the state which ion-implanted in the board | substrate 1 and formed the N-diffusion area | region 5A.
제4c도는 폴리게이트(3)와 절연층(4) 측벽에 절연스페이서(6)를 형성하고, N형 고농도 불순물을 P형 기판(1)에 주입하여 N+확산영역(5)을 형성한 상태의 단면도이다.4C shows an insulating spacer 6 formed on the sidewalls of the polygate 3 and the insulating layer 4, and the N + diffusion region 5 is formed by injecting N-type highly concentrated impurities into the P-type substrate 1. It is a cross section.
제4d도는 N+확산영역(5) 상부의 게이트 산화막(2)을 제거한 상태의 단면도이다.4D is a cross-sectional view of a state where the gate oxide film 2 above the N + diffusion region 5 is removed.
제4e도는 전체구조 상부에 도전층(7) 예를들어 도프된 폴리실리콘층을 형성한 상태의 단면도이다.4E is a cross-sectional view of the conductive layer 7, for example, a doped polysilicon layer formed on the entire structure.
제4f도는 사용자 요구에 따라 공핍형 트랜지스터의 동작이 0V(Zero Volt)에서 ON되는 것을 이용하기 위하여 포토레지스트패턴(8)을 형성한 다음, 노출된 상기 도전층(7)을 제거하여 도전층(7)을 제거하여 도전층(7)이 예정된 트랜지스터의 소오스 및 드레인을 상호접속시킨 상태의 단면도이다.FIG. 4f shows the photoresist pattern 8 is formed to take advantage of the operation of the depletion transistor turned on at zero volts according to user requirements, and then the exposed conductive layer 7 is removed to form a conductive layer ( 7) is a cross-sectional view of the state in which the conductive layer 7 is interconnected with the source and drain of the intended transistor.
제4g도는 전체구조 상부에 절연층(9)을 형성한 상태의 단면도로서, 이후의 공정은 일반적인 NAND형 마스크 ROM을 형성하는 과정과 동일함으로 생략하기로 한다.4G is a cross-sectional view of a state in which the insulating layer 9 is formed on the entire structure, and the subsequent steps are the same as those of forming a general NAND type mask ROM.
제5도는 본발명의 제조방법중 또다른 실시예에 의해 N+확산영역(5)을 형성하는 것을 도시한 단면도로서, 상기 제4c도 및 제4e도와 같이 N+확산영역(5)을 형성하는 대신에 N-확산영역(5A) 상부의 게이트 산화막(3)을 제거한 다음, 도전층(7)을 전체구조 상부에 형성하고 열처리 공정으로 도전층(7)의 고농도 불순물을 N-확산영역 (5A)으로 확산시켜 N+확산영역(5)을 형성하는 방법이다.5 is a cross-sectional view showing the formation of the N + diffusion region 5 according to another embodiment of the manufacturing method of the present invention, and instead of forming the N + diffusion region 5 as shown in FIGS. 4C and 4E. After removing the gate oxide film 3 on the upper portion of the N-diffusion region 5A, the conductive layer 7 is formed on the entire structure, and the high concentration impurity of the conductive layer 7 is transferred to the N-diffusion region 5A by a heat treatment process. In this method, the N + diffusion region 5 is formed by diffusion.
상기한 바와같이 본발명은 트랜지스터를 모두 형성한 후 사용자 요구에 따른 코드를 형성함으로 제조가 간단하고, 소오스, 드레인을 도전층으로 접속시켜서 공핍형 트랜지스터의 효능을 극대화시켰고, 종래기술과 같이 번거로운 공정방법 및 소자기술을 적용하지 않음으로 공정방법 및 소자등의 마진(Margin)이 향상된다.As described above, the present invention is simple to manufacture by forming all the transistors and then forming codes according to user requirements, and maximizes the efficacy of the depletion transistor by connecting the source and drain to the conductive layer, and the cumbersome process as in the prior art. By not applying the method and device technology, the margin of the process method and device is improved.
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