KR960010074B1 - Method of manufacturing a read only memory device - Google Patents

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KR960010074B1 KR1019920018832A KR920018832A KR960010074B1 KR 960010074 B1 KR960010074 B1 KR 960010074B1 KR 1019920018832 A KR1019920018832 A KR 1019920018832A KR 920018832 A KR920018832 A KR 920018832A KR 960010074 B1 KR960010074 B1 KR 960010074B1
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최정달
이형곤
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삼성전자 주식회사
김광호
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B69/00Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices

Abstract

The method is provided to recover defective cell without increasing the chip area, and comprises the steps of: detecting the location of a defective memory cell transistor during data recording; forming an opening for ion injection by etching the top of a protecting layer (211) of the defective memory cell transistor; forming a protecting layer (502) after recording data in the channel region by injecting ion through the opening.

Description

독출전용 메모리장치의 결함 구제 방법How to Resolve Defects in Read-Only Memory Devices

제1도는 일반적인 마스크롬의 레이아웃도 및 등가회로도.1 is a layout diagram and an equivalent circuit diagram of a general mask ROM.

제2도는 제1도의 제조공정도.2 is a manufacturing process diagram of FIG.

제3도는 종래기술에 따른 리던던시셀 어레이를 갖는 마스크롬의 레이아웃도.3 is a layout diagram of a mask ROM having a redundant cell array according to the prior art.

제4도는 제3도 리던던시셀 어레이의 일부회로도.FIG. 4 is a partial circuit diagram of the FIG. 3 redundancy cell array.

제5도는 본 발명에 따른 결함 구제방법의 제1실시예.5 is a first embodiment of a defect repair method according to the present invention.

제6도는 제1실시예에 따른 다른 실시예.6 is another embodiment according to the first embodiment.

제7도는 본 발명에 따른 결함 구제방법의 제2실시예.7 is a second embodiment of a defect repair method according to the present invention.

제8도는 제2실시예에 따른 다른 실시예.8 is another embodiment according to the second embodiment.

본 발명은 독출전용 메모리장치의 제조방법에 관한 것으로, 특히 제조공정시 발생되는 결함의 구제방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a read-only memory device, and more particularly, to a method for repairing defects generated during a manufacturing process.

독출전용 메모리장치는 기록된 데이타를 독출하는 기능을 가진 메모리 장치로서, 이러한 메모리장치에서는 제조공정시에 데이타의 기록이 이루어진다. 이러한 독출전용 메모리장치의 일례로 마스크롬(MASK Read Only Memory)을 들 수 있다. 상기 마스크롬에서는 사용자가 지정하는 데이타가 제조공정시에 기록된다.A read-only memory device is a memory device having a function of reading recorded data. In such a memory device, data is written during a manufacturing process. An example of such a read only memory device may be a mask read only memory. In the mask ROM, data designated by the user is recorded during the manufacturing process.

제1도는 일반적인 마스크롬의 셀어레이의 일부를 도시한 레이아웃도 및 등가회로도이다. 상기 제1도의 (a)는 셀어레이의 일부에 대한 레이아웃(layout)도이고, (b)도는 상기 (a)도의 등가회로도이다. 제1도의 구성을 살펴보면 하나의 비트라인에 두열의 셀스트링이 접속되어 있다. 각 셀스트링은 n개의 메모리셀 트랜지스터와 2개의 스트링셀렉터로 이루어져 있다. 상기 3도의 마스크롬은 기판상에 형성된 n+액티브영역(11) 상부에 종방향으로 신장하는 n개의 워드라인(12)과, 상기 워드라인과 직교하는 횡방향으로 신장하는 비트라인(13)과, 상기 비트라인(13)과 하부의 n+액티브영역(11)을 소정부위에서 서로 접속시키는 콘텍영역(14)으로이루어진다. 이때, 상기 액티브영역을 통과하는 워드라인은 액티브영역과의 사이에 게이트산화막을 개재하여 증가형(enhancement) 메모리셀 트랜지스터로 동작한다. 상기 마스크롬에서 데이타 기록동작은 메모리셀의 채널영역(게이트산화막 하부의 기판영역)에 이온을 주입하여 증가형 트랜지스터를 공핍형(depletion) 트랜지스터로 변환시킴으로서 달성된다. 상기 제1(a)도에서 점선으로 도시된 이온주입영역(15)는 공핍형 트랜지스터로 변환시키기 위하여 이온을 주입한 영역이다.1 is a layout diagram and an equivalent circuit diagram showing a part of a cell array of a general mask ROM. (A) of FIG. 1 is a layout diagram of a part of a cell array, and (b) is an equivalent circuit diagram of (a). Referring to the configuration of FIG. 1, two column strings are connected to one bit line. Each cell string consists of n memory cell transistors and two string selectors. The mask ROM shown in FIG. 3 has n word lines 12 extending longitudinally over n + active region 11 formed on a substrate, and bit lines 13 extending laterally perpendicular to the word lines. And the contact area 14 which connects the bit line 13 and the lower n + active area 11 to each other at a predetermined position. In this case, the word line passing through the active region acts as an enhancement memory cell transistor via a gate oxide layer between the active region. The data write operation in the mask ROM is achieved by converting an incremental transistor into a depletion transistor by implanting ions into a channel region (a substrate region under the gate oxide film) of a memory cell. The ion implantation region 15 shown by a dotted line in FIG. 1 (a) is a region implanted with ions for conversion into a depletion transistor.

제2도는 상기 제1도의 셀어레이의 제조공정도의 일례로서, 제2도의 (a)∼(d)도는 상기 제1도의 A-A'를 따라 절개한 단면도이고, (a')∼(d')도는 상기 A-A'와 직교하는 B-B'도를 따라 절개한 단면도이다. 제2(a)도 및 (a')도는 P형 서브(예를 들어 P형기판 또는 P웰)(200)상에 필드산화막(201)을 형성하고 필드산화막(201) 사이의 기판은 P형 불순물로 강하게 도핑한 다음에 게이트산화막(202), 폴리실리콘막(203), 텅스텐 실리사이드막(204)을 차례로 형성한 제조공정도이다. 이때 상기 폴리실리콘막(203)의 두께는 1000Å으로, 텅스텐 실리사이드막(204)의 두께는 2000Å으로 할 수도 있다. 또한 전기전도도를 증가시키기 위하여 상기 다결정실리콘막(203)을 포클 도핑할 수도 있다. 제2(b)도 및 (b')도는 사진식각법으로 상기 텅스텐 실리사이드막(204) 및 다결정실리콘막(203)을 한정식각하여 트랜지스터의 게이트전극을 형성하고, n-소오스/드레인 영역을 형성하기 위하여 기판 전면에 이온주입(예를 들어 인(phosphrous)을 1.6×E13 ions/㎠의 도즈량과 60KeV의 에너지로 주입)을 실시한 후, LDD(Lightly Doped Drain) 구조를 형성하기 위하여 절연막의 증착 및 에치백(etch back) 공정을 통하여 스페이서(205)를 형성하고, n+소오스/드레인 영역을 형성하기 위하여 이온주입(예를 들어 비소(arsenic)을 5×E15 ions/㎠의 도즈량과 40KeV의 에너지로 주입)하여 n+소오스/드레인영역(206)을 형성한 제조공정도이다. 이때, 상기 제1(a)도 및 제2(b')도에서 보여지는 바와 같이, 게이트전극의 신장된 라인이 워드라인으로 동작된다. 제2(c)도 및 (c')도는 기판 전면에 감광막(207)을 이용하여 데이타가 기록될 메모리셀 트랜지스터들을 노출시킨 후 상기 메모리셀 트랜지스터의 게이트전극을 통하여 채널영역에 이온을 주입하는 제조공정도이다. 이때 이온이 주입된 메모리셀 트랜지스터는 증가형에서 공핍형으로 전환되며, 상기 이온주입의 일실시예로 인(phosphrous)을 5×E12∼1×E13 ions/㎠의 도즈량과 300∼400KeV의 에너지로 실시할 수도 있다. 제2(d)도 및 (d')도는 감광막(207)을 제거한 후에 HTO막(208)과 층간절연막(209)를 형성한 후, 콘택홀을 통하여 기판상의 소정 액티브영역과 접속되는 비트라인(210)을 형성한 뒤에 보호막(411)을 형성하여 완성된 제조공정도이다. 상기 층간절연막(209)은 통상 BPSG막을 증착하고 리플로우 공정을 거쳐 형성되는데, 이때 상기 n+소오스/드레인 영역을 형성하기 위해 주입된 이온들이 드라이브-인(drive-in) 되면서 활성화된다. 상기 비트라인(210)은 금속(예로써 알루미늄) 등으로 형성되며, 상기 제2도에서는 콘택홀 형성공정이 도시되지 않았으나, 층간절연막(209)의 형성 후에 콘택홀을 형성하고 알루미늄을 증착한 후 패터닝-식각하여 비트라인(210)이 형성된다.FIG. 2 is an example of a manufacturing process diagram of the cell array of FIG. 1, and (a) to (d) of FIG. 2 are cross-sectional views taken along the line AA 'of FIG. 1, and (a') to (d '). ) Is a cross-sectional view taken along the line B-B 'perpendicular to the A-A'. 2 (a) and (a ') form a field oxide film 201 on a P-type sub (for example, P-type substrate or P well) 200, and the substrate between the field oxide films 201 is P-type. This is a manufacturing process diagram in which a gate oxide film 202, a polysilicon film 203, and a tungsten silicide film 204 are sequentially formed after being doped with impurities. At this time, the thickness of the polysilicon film 203 may be 1000 kPa, and the thickness of the tungsten silicide film 204 may be 2000 kPa. In addition, the polysilicon layer 203 may be doped with a dockle in order to increase electrical conductivity. 2 (b) and (b ') show a limited etching of the tungsten silicide layer 204 and the polysilicon layer 203 by photolithography to form a gate electrode of a transistor, and form an n-source / drain region. To do this, ion implantation (e.g., phosphorous (dosage) of 1.6 × E13 ions / cm 2 and energy of 60KV) is applied to the entire surface of the substrate, followed by deposition of an insulating film to form a lightly doped drain (LDD) structure. And forming an spacer 205 through an etch back process and implanting ions (e.g., arsenic) with a dose of 5 × E15 ions / cm 2 and 40 KeV to form an n + source / drain region. Is a manufacturing process diagram in which n + source / drain regions 206 are formed by implanting with energy. At this time, as shown in the first (a) and the second (b '), the extended line of the gate electrode is operated as a word line. FIGS. 2 (c) and (c ') expose the memory cell transistors in which data is to be written using the photosensitive film 207 on the entire surface of the substrate, and implant ions into the channel region through the gate electrode of the memory cell transistor. It is a process chart. At this time, the ion-implanted memory cell transistor is switched from an increased type to a depleted type. As an example of the ion implantation, phosphorus (phosphorus) has a dose of 5 × E12-1 × E13 ions / ㎠ and an energy of 300-400 KeV. It can also be carried out. 2 (d) and (d ') show a bit line connected to a predetermined active region on a substrate through a contact hole after forming the HTO film 208 and the interlayer insulating film 209 after removing the photosensitive film 207. After forming 210, a protective film 411 is formed to complete the manufacturing process diagram. The interlayer insulating film 209 is typically formed by depositing a BPSG film and reflowing, wherein the ions implanted to form the n + source / drain region are driven and drive-in. The bit line 210 is formed of a metal (for example, aluminum) or the like, and the contact hole forming process is not shown in FIG. 2, but after forming the interlayer insulating layer 209, the contact hole is formed and aluminum is deposited. Patterning-etching results in bitline 210.

그런데 상기와 같은 제조공정중에서 여러가지 원인(예를 들어 게이트 전극 형성막들의 면내균일도의 불량, 공정 중 발생된 이물질, 이온주입의 불량) 등에 의해, 데이타의 기록불량, 즉 공핍형으로 전환되어야 할 메모리 셀 트랜지스터가 공핍형으로 전환되지 않은 불량, 또는 각 워드라인이나 각 비트라인이 브리지(bridge)되어 서로 단락되는 불량 등이 발생된다.However, in the above manufacturing process, due to various causes (for example, poor in-plane uniformity of gate electrode forming films, foreign matters generated during the process, and poor ion implantation), the memory to be converted into a depletion type, that is, a depletion type memory The defects in which the cell transistors are not switched to the depletion type or the defects in which each word line or each bit line is bridged and shorted to each other occur.

이러한 마스크롬에서 제조공정중의 결함에 의해 발생되는 불량셀을 구제하기 위하여 종래에는 리던던시 셀어레이를 이용하여 데이타를 대체기록시키는 방법이나, 에러 정정되로(Error Correcting Code ; 약칭 ECC회로)를 이용하는 방법 등이 이용되어 왔다. 리던던시 셀어레이를 이용한 방법에 관한 일례가 일본 도시바(TOSHIBA)회사에 의해 1989년도 ISSCC(IEEE International Solid State Circuits Conference ) 페이지 128∼129에 걸쳐 개시되어 있으며, ECC회로를 이용한 방법에 관한 일례가 일본 히타치(HITACHI) 제작소에 의해 1983년도 ISSCC 페이지 158∼159에 걸쳐 개시되어 있다.In order to remedy defective cells caused by defects in the manufacturing process in such a mask ROM, a method of alternatively writing data using a redundant cell array or an error correcting code (abbreviated ECC circuit) is conventionally used. Methods and the like have been used. An example of a method using a redundancy cell array is disclosed by TOSHIBA, Japan, in 1989 on the IEEE International Solid State Circuits Conference (ISSCC) pages 128-129. An example of a method using an ECC circuit is Hitachi, Japan. 1983, ISSCC, pages 158-159, published by HITACHI.

제3도는 상기 종래기술에 의해 리던던시 셀어레이를 갖는 마스크롬의 기능블록도이다. 제3도에 도시된 마스크롬은 4개로 분할된 메모리셀 어레이(300)와 결함 구제에 사용되는 리던던시셀 어레이(310)를 가지고 있다. 외부에서 인가되는 로우어드레스(row address)를 로우어드레스 버퍼(301)를 통하여 입력하는 로우 프리디코더(row pre-decorder)(302)에 의해 4개 중 하나의 메모리셀 어레이에 접속된 로우 디코더(103)에서 워드라인이 선택되고, 외부에서 인가되는 칼럼어드레스(column address)를 칼럼어드레스버퍼(304)를 통하여 입력하는 칼럼 디코더(305)와 상기 칼럼 디코더(305)에 접속된 칼럼셀렉터(306)에 의해 비트라인이 선택된다. 따라서 로우어드레스 및 칼럼어드레스의 디코딩(decording) 신호에 의해 선택된 특정 메모리셀의 데이타가 상기 비트라인에 실리게 되고, 상기 데이타는 비트 셀렉터게이트(307)를 통하여 센서앰프(308)에 감지된다. 상기 메모리셀어레이의 특정 어드레스에서 불량이 발생할 경우, 상기 불량 발생 어드레스를 퓨즈어드레스 디코더(311)에 기억시키고, 상기 불량셀이 발생된 워드라인에 접속된 모든 메모리셀의 데이타를 리던던시셀 어레이(310)에 기억시킨다. 따라서, 데이타의 독출동작시에 외부어드레스가 불량이 발생된 어드레스를 지정하게 되면, 상기 퓨즈어드레스 디코더(311)는 메모리셀어레이의 불량발생 및 어드레스의 데이타 독출시에 상기 스페어 로우 디코더(312) 및 비트 셀렉터(313)를 동작시킨다. 스페어 칼럼셀렉터(314) 및 스페어 로우 디코더(312)에 의해 상기 리던던시셀 어레이의 스페어 비트라인과 스페어 워드라인이 각각 선택된다. 이때 상기 비트 셀렉터(313)는 상기 메모리셀 어레이(300)와 상기 센서앰프(308)을 접속하는 비트 셀렉터 게이트(307)를 턴-오프시키고, 상기 리던던시셀 어레이(310)와 상기 센서앰프(308)를 접속시키는 비트셀렉터 게이트(309)를 턴-온(turn-on)시킨다. 따라서 상기 센서앰프(308)에는 결함 구제된 리던던시셀 어레이의 데이타가 감지된다.3 is a functional block diagram of a mask ROM having a redundant cell array according to the prior art. The mask ROM shown in FIG. 3 has a memory cell array 300 divided into four and a redundancy cell array 310 used for defect relief. The row decoder 103 connected to one of four memory cell arrays by a row pre-decorder 302 for inputting an externally applied row address through the row address buffer 301. ), A word line is selected, and the column decoder 305 for inputting an externally applied column address through the column address buffer 304 and the column selector 306 connected to the column decoder 305. The bit line is selected by this. Accordingly, data of a specific memory cell selected by the decoding signal of the low address and the column address is loaded on the bit line, and the data is sensed by the sensor amplifier 308 through the bit selector gate 307. When a failure occurs at a specific address of the memory cell array, the defective address is stored in the fuse address decoder 311, and the data of all the memory cells connected to the word line where the defective cell is generated is redundant. Remember). Therefore, when the external address designates an address where a bad address occurs during the data read operation, the fuse address decoder 311 generates the spare row decoder 312 and the memory cell when the memory cell array fails or reads the address data. The bit selector 313 is operated. The spare column selector 314 and the spare row decoder 312 select spare bit lines and spare word lines of the redundant cell array, respectively. In this case, the bit selector 313 turns off the bit selector gate 307 connecting the memory cell array 300 and the sensor amplifier 308, and the redundancy cell array 310 and the sensor amplifier 308. ) Turns on the bit selector gate 309 for connecting < RTI ID = 0.0 > Therefore, the sensor amplifier 308 detects the data of the defective redundancy cell array.

제4도는 상기 리던던시셀 어레이(310)의 일부회로도이다. 제4도의 리던던시셀은 전기적으로 용단이 가능한 폴리실리콘 퓨즈셀(poly-Si fuse cell)이다. 상기 셀에 데이타를 라이트(wright)할 때에는 t1 및 t2 신호를 로우로 한다. 이때 퓨즈어드레스에 의해 선택된 노아게이트(400)의 출력이 하이가 되면 패스 트랜지스터(401)는 턴-온되고, 폴리실리콘 퓨즈(400)의 한쪽단자는 접지단에 접속된다. 이때 전압패드 Vexi(403)에 소정크기의 외부전압이 인가되면 상기 퓨즈(400)가 용단되어 라이트동작이 완료된다. 또한 셀의 데이타를 독출할 때에는 상기 t3 및 t4 신호가 '하이'로 된다. 이때, 상기 노아게이트(405)는 턴-오프되고, 상기 인가전압 Vexi(403)는 접지단 패스트랜지스터(404)에 의해 접지단에 접속된다. 따라서, 스페어 워드라인 및 스페어 비트라인에 의해 용단된 퓨즈(400)의 상태(특, 저장된 데이타)가 독출된다.4 is a partial circuit diagram of the redundancy cell array 310. The redundancy cell of FIG. 4 is an electrically blown polysilicon fuse cell. When data is written to the cell, the t1 and t2 signals are set low. At this time, when the output of the noah gate 400 selected by the fuse address becomes high, the pass transistor 401 is turned on, and one terminal of the polysilicon fuse 400 is connected to the ground terminal. At this time, when an external voltage of a predetermined size is applied to the voltage pad Vexi 403, the fuse 400 is blown to complete the write operation. In addition, when the data of the cell is read out, the t3 and t4 signals become 'high'. In this case, the noble gate 405 is turned off, and the applied voltage Vexi 403 is connected to the ground terminal by the ground terminal fast transistor 404. Therefore, the state (especially, stored data) of the fuse 400 blown by the spare word line and the spare bit line is read.

그러나 상기한 종래기술에서는 리던던시 셀어레이를 형성하는 메모리셀이 2개의 트랜지스터와 1개의 폴리실리콘 퓨즈셀로 이루어지기 때문에, 1개의 트랜지스터로 이루어지는 메모리셀을 갖는 메모리셀 어레이보다 면적이 증가되는 단점이 있다. 따라서 많은 수의 불량셀을 구제하기 위하여는 넓은 면적의 리던던시 셀어레이가 필요하게 되므로 효과적이지 못하다. 또한, 상기 결함 구제를 위한 다른 방법으로 ECC회로를 내장하게 되면, 칩사이즈가 증가되고, 액세스 타임(access time)도 지연되는 단점을 갖게 된다.However, since the memory cell forming the redundancy cell array is composed of two transistors and one polysilicon fuse cell in the related art, an area thereof is increased compared to a memory cell array having a memory cell consisting of one transistor. . Therefore, in order to rescue a large number of defective cells, a large area of redundancy cell array is required, which is not effective. In addition, incorporating the ECC circuit as another method for the defect remedy has the disadvantage of increasing the chip size and delaying the access time.

따라서 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 칩면적의 증가없이 불량셀을 구제할 수 있는 마스크롬의 결함 구제 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention for solving the above problems is to provide a defect relief method of the mask rom which can repair defective cells without increasing the chip area.

본 발명의 다른 목적은 별도의 결함 구제용 회로를 사용하지 않고 곧바로 불량을 구제할 수 있는 마스크롬의 결함 구제 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a mask ROM defect repair method that can immediately correct a defect without using a separate defect repair circuit.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반도체 기판상에 형성되며 채널 영역으로 서로 분리되는 다수개의 액티브영역과, 상기 채널영역상면과 게이트절연막으로 이격되는 게이트전극으로 이루어진 다수개의 메모리셀 트랜지스터와, 상기 메모리셀 트랜지스터들의 상부에 신장하는 층간절연막과 그 상부의 보호막층을 구비하며, 상기 채널영역에 이온을 주입하여 데이타를 기록하는 마스크롬의 데이타기록 결함 구제방법에 있어서, 데이타 기록 공정중 불량발생된 메모리셀 트랜지스터의 위치를 찾아내는 제1공정과, 상기 불량발생된 메모리셀 트랜지스터의 상부 보호막층을 한정식각하여 이온주입용 개구를 형성하는 제2공정과, 상기 개구를 통하여 이온을 주입하여 채널영역에 데이타를 기록한 후 보호막층을 형성하는 제3공정으로 이루어짐을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, a plurality of memory cell transistors are formed on a semiconductor substrate and are formed of a plurality of active regions separated from each other by a channel region, and a gate electrode spaced apart from an upper surface of the channel region and a gate insulating film, and the memory. An interlayer insulating film extending over cell transistors and a protective film layer over the cell transistors, wherein a defect is generated during a data writing process in a data write defect relief method of a mask ROM for writing data by implanting ions into the channel region. A first step of locating a cell transistor, a second step of forming an ion implantation opening by restricting etching of an upper passivation layer of the defective memory cell transistor, and implanting ions through the opening to inject data into the channel region After the recording is made of a third process of forming a protective film layer It shall be.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 워드라인과 비트라인으로 이루어진 매트릭스내에 다수개의 메모리셀과, 상기 워드라인, 비트라인들의 상부에 신장하는 보호막을 구비하는 독출전용 메모리장치의 결함 구제방법에 있어서, 워드라인간 또는 비트라인간에 단락이 발생되어 불량이 발생된 부위를 찾아내는 제1공정과, 상기 단락된 부위 상부의 보호막층을 한정식각하여 단락된 부위를 노출시키는 제2공정과, 상기 라인간의 단락된 부위를 식각하여 라인들을 서로 분리시킨 후 보호막을 형성하는 제3공정으로 이루어짐을 특징으로 한다.In addition, the present invention for achieving the above object is a defect relief method of a read-only memory device having a plurality of memory cells in a matrix consisting of a word line and a bit line, and a protective film extending over the word line and the bit line. A first process of finding a site in which a short circuit occurs between a word line or a bit line and a defect has occurred, and a second process of limiting etching of the passivation layer on the shorted site to expose the short circuited site. And a third process of forming a protective film after the lines are separated from each other by etching the shorted portions of the liver.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제5도는 본 발명에 따른 일실시예인 데이타 기록 결함 구제방법을 나타내는 제조공정도이다. 제5도의 (a)∼(c)도는 상기 제1도의 A-A'를 따라 절개한 단면도이고, (a')∼(c')도는 상기 A-A'와 직교하는 B-B'도를 따라 절개한 단면도이다. 제5(a)도 및 제5(a')도는 상술한 제2도의 제조공정을 거친 마스크롬으로 EDS(Electrical Die Sorting)를 테스트를 거쳐 불량셀의 위치를 찾아낸 것을 나타낸다. 이때 상기 제5(a)도 및 제5(a')도는 데이타 기록공정의 불량에 의해, 3개의 메모리셀 트랜지스터 M1∼M3 중 공핍형으로 전환되어야 할 두번째의 메모리셀 M2가 여전히 증가형으로 남아있어 불량이 발생된 상태이다. 제5(b) 및 제5(b')도는 보호막(211)을 제거한 후 기판 전면에 감광막(501)을 형성한 후, 전자-빔 리소그라피(electron beam lithograpy)기술을 이용하여 상기 M2 메모리셀 트랜지스터 부위만을 노출시킨 후에 이온주입을 실시하여 공핍형 트랜지스터로 변환시키는 제조공정도이다. 여기서, EDS를 보호막 형성 공정전에 실시하고 보호막을(211) 제거하지 않고 불량셀을 구제할 수도 있다. 이때 주입되는 이온을 두꺼운 층간절연막(209)을 통하여 채널영역에 도달시켜야 하므로 적어도 500 KeV의 고에너지로 이온주입되어야 한다. 이러한 이온주입 공정의 일례로, 5가 이온인 인(phosphorous)를 7×E12∼1×E13 ions/㎠의 도즈량과 850∼900KeV의 에너지로 주입한 후 500℃의 열처리로 아닐링(annealing)을 실시할 수도 있다. 제5(c)도는 다시 보호막(502)를 형성하여 결함 구제공정이 완료된 제조공정도이다.5 is a manufacturing process diagram showing a data recording defect repair method according to an embodiment of the present invention. (A)-(c) of FIG. 5 is sectional drawing cut along the AA 'of FIG. 1, and (a')-(c ') are the B-B' which is orthogonal to A-A '. It is a cross-section cut along. 5 (a) and 5 (a ') show the location of the defective cell after testing EDS (Electrical Die Sorting) with the mask rom which has undergone the manufacturing process of FIG. 5 (a) and 5 (a ') show that the second memory cell M2, which should be converted to the depletion type among the three memory cell transistors M1 to M3, still remains in an increased form due to a failure in the data writing process. There is a bad state. 5 (b) and 5 (b '), the protective film 211 is removed, and then the photoresist film 501 is formed on the entire surface of the substrate, and then the M2 memory cell transistor using an electron beam lithograpy technique. It is a manufacturing process diagram which converts into a depletion transistor by performing ion implantation after exposing only a site | part. Here, the EDS may be carried out before the protective film forming step, and the defective cells may be saved without removing the protective film 211. At this time, since the implanted ions must reach the channel region through the thick interlayer insulating film 209, the ions must be implanted with a high energy of at least 500 KeV. As an example of such an ion implantation process, phosphorus, which is a pentavalent ion, is injected at a dose of 7 × E12 to 1 × E13 ions / cm 2 and an energy of 850 to 900 KeV, followed by annealing at 500 ° C. May be performed. 5C is a manufacturing process diagram in which the protective film 502 is formed again to complete the defect repair process.

상기 제5도의 실시예에서는 메모리셀이 최초에 증가형 트랜지스터로 제작되고 데이타 기록시에 공핍형 트랜지스터로 변환되는 경우의 데이타 기록 결함 구제방법에 대한 실시에를 설명하였으나, 그와 반대의 경우에도 본 발명이 성립된다. 즉,최초 메모리셀의 제작이 공핍형 트랜지스터 제조되고 데이타의 기록이 증가형 트랜지스터로 변환되어 이루어지는 경우의 데이타 기록 결함 구제시에도 본 발명을 적용할 수도 있다는 것을 본 분야의 통상의 지식을 가진 자는 모두 알 수 있을 것이다. 이때에는 3가 이온(예를 들어 붕소(boron)이온)을 주입하여 데이타를 기록하게 되므로, 결함 구제시의 이온주입시에 5가이온을 사용하는 제5도의 실시예에 비해 더 낮은 이온주입 에너지로 결함구제가 가능해진다.In the embodiment of FIG. 5, a description has been given of a data writing defect repair method in which a memory cell is first fabricated as an incremental transistor and converted into a depletion transistor at the time of data writing, but vice versa. The invention is established. That is, all those skilled in the art that the present invention can also be applied to the relief of data write defects in the case where the fabrication of the first memory cell is manufactured by the depletion transistor and the data recording is converted into the incremental transistor are all available. You will know. At this time, since trivalent ions (for example, boron ions) are implanted to record data, the ion implantation energy is lower than that of the embodiment of FIG. 5 which uses 5 ions for ion implantation at the time of defect relief. This allows for defect repair.

제6도는 본 발명에 따른 데이타 기록 결함 구제방법의 다른 실시예를 나타내는 제조공정도이다. 제6(a)도 및 제6(a')도는 각각 상기 제5(a)도 및 (a')와 동일하다. 제6(b)도 및 제6(b')도는 보호막(211)을 제거한 후 기판 전면에 감광막을 형성한 후 전자-빔 리소그라피(electron beam lithograpy) 기술을 이용하여 상기 M2 메모리셀 트랜지스터 부위만을 노출시킨 후에 층간산화막(209) 및 HTO막(208)을 차레로 식각하여 게이트전극 상면(텅스텐 실리사이드막(204)의 표면을 노출시킨 후에 이온주입을 실시하여 공핍형 트랜지스터로 변환시키는 제조공정도이다. 그 결과로 상기 제5(b)도이 공정에 비해 낮은 에너지로 이온을 주입할 수 있다. 이때에는 식각되지 않고 남아 있는 층간절연막(209)은 이온주입 마스크로 동작하며, 5가 이온인 인(phosphorous)를 7×E12∼1×E13 ions/㎠의 도즈량과 350∼400KeV의 에너지로 주입한 후 500℃의 열처리로 아닐링(annealing)을 실시하여 결함을 구제할 수도 있다. 제6(c)도는 다시 보호막(602)를 형성하여 결함 구제공정이 완료된 제조공정도이다.6 is a manufacturing process chart showing another embodiment of the data recording defect repair method according to the present invention. 6 (a) and 6 (a ') are the same as the above-mentioned 5 (a) and (a'), respectively. 6 (b) and 6 (b ') show that after removing the protective film 211, a photoresist film is formed on the entire surface of the substrate, and then only the M2 memory cell transistor region is exposed using an electron beam lithograpy technique. After that, the interlayer oxide film 209 and the HTO film 208 are sequentially etched to expose the upper surface of the gate electrode (tungsten silicide film 204), followed by ion implantation to convert into a depletion transistor. As a result, the fifth layer (b) can also implant ions with lower energy than this process, in which the interlayer insulating film 209 that remains unetched acts as an ion implantation mask and is a phosphate that is a pentavalent ion. The defects may be repaired by annealing with a dosing amount of 7 × E12 to 1 × E13 ions / cm 2 and an energy of 350 to 400 KeV, followed by annealing at 500 ° C. FIG. The protective film 602 is formed again to correct defects Jung is a manufacturing process chart is completed.

제7도는 본 발명에 따른 제2실시예로서, 워드라인 또는 비트라인이 단락된 불량 발생시의 결함 구제 방법을 나타내는 제조공정도이다. 제7도는 상기 제1(a)도의 A-A'를 따라 절개한 제조단면도로서, 상술한 제2도의 공정을 거쳐 형성된 마스크롬의 단면도이다. 제7(a)도는 EDS 테스트를 통하여 워드라인이 단락된 불량이 발생된 부위를 찾아낸 것이다. 워드라인간의 단락으로 인해 메모리셀 Ma 및 Mb의 게이트전극이 서로 단락되어 있으며, 그로 인해 메모리셀 Ma 및 Mb사이의 액티브영역이 형성되지 않았다. 제7(b)도는 상부 보호막(211)을 식각 제거한 후, 감광막을 기판 전면에 형성한 후 전자 빔 리소그라피 기술을 이용하여 워드라인이 단락된 부위 상부만을 한정 노출시켜 식각개구(702)를 형성한 제조공정도이다. 제7(c)도는 상기 식각개구(702)를 통하여 층간절연막(209), HTO막(209), 텅스텐 실리사이드막(204) 및 다결정실리콘막(203)을 차례로 식각한 후, 메모리셀 Ma와 Mb 사이의 기판상에 n+액티브영역을 형성하기 위하여 이온주입을 실시하는 제조공정도이다. 제7(d)도는 메모리셀 Ma와 Mb간의 절연을 위하여 절연막(703)을 소정두께로 형성한 후, 다시 보호막(704)을 형성하여 결함 구제를 완료한 제조공정도이다. 따라서, 메모리셀 Ma와 Mb는 서로 분리되어 각각의 메모리셀로 동작하게 되며 두 메모리셀은 새로이 형성된 n+액티브영역을 통하여 서로 전기적으로 접속된다.FIG. 7 is a manufacturing process diagram showing a defect repair method in the case of a failure in which a word line or a bit line is shorted as a second embodiment according to the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1 (a) and is a cross-sectional view of a mask rom formed through the process of FIG. FIG. 7 (a) shows the site where the defective short of the word line is generated through the EDS test. Due to a short circuit between the word lines, the gate electrodes of the memory cells Ma and Mb are short-circuited with each other, so that an active region between the memory cells Ma and Mb is not formed. In FIG. 7 (b), after the upper protective layer 211 is etched away, the photoresist layer is formed on the entire surface of the substrate, and then the etch opening 702 is formed by only exposing the upper portion of the word line short-circuited using electron beam lithography. It is a manufacturing process chart. 7C shows that the interlayer insulating film 209, the HTO film 209, the tungsten silicide film 204, and the polysilicon film 203 are sequentially etched through the etching opening 702, and then the memory cells Ma and Mb are etched. It is a manufacturing process chart which performs ion implantation in order to form n + active area | region on the board | substrate between. FIG. 7D is a manufacturing process diagram in which the insulating film 703 is formed to a predetermined thickness to insulate the memory cells Ma and Mb, and then the protective film 704 is formed again to complete the defect relief. Therefore, the memory cells Ma and Mb are separated from each other to operate as respective memory cells, and the two memory cells are electrically connected to each other through the newly formed n + active region.

제8도는 본 발명에 따른 제2실시예의 다른 실시예로서, 비트라인간의 단락에 의해 불량이 발생된 경우의 결함구제 방법을 나타내는 제조공정도이다. 제7도는 상기 제1(a)도의 B-B'를 따라 절개한 제조단면도로서, 상술한 제2도의 공정을 거쳐 형성된 마스크롬의 단면도이다. 제8(a)도는 EDS 테스트를 통하여 비트라인이 단락되어 불량이 발생된 부위를 찾아낸 것이다. 비트라인간의 단락으로 인해 비트라인 210a 및 210b가 서로 단락되어 있다. 제8(b)도는 상부 보호막(211)을 식각 제거한 후, 감광막을 기판 전면에 형성한 후 전자 빔 리소그라피 기술을 이용하여 비트라인간의 단락된 부위만을 한정 노출시켜 식각개구를 형성한 제조공정도이다. 제8(c)도는 상기 식각개구를 통하여 단락된 비트라인(210)을 식각해 낸다음 다시보호막(802)을 형성하여 결함구제를 완료한 제조공정도이다. 따라서 비트라인 210a와 210b는 서로 분리된 각각의 비트라인으로 동작하게 된다.FIG. 8 is a manufacturing process diagram showing a defect repair method in a case where a defect occurs due to a short circuit between bit lines as another embodiment of the second embodiment according to the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 1A, and is a cross-sectional view of a mask rom formed through the process of FIG. 2. FIG. 8 (a) shows an area where a defect occurs due to a short circuit of a bit line through an EDS test. The bit lines 210a and 210b are shorted to each other due to a short circuit between the bit lines. 8B is a manufacturing process diagram in which the upper protective film 211 is etched away, the photosensitive film is formed on the entire surface of the substrate, and the etching opening is formed by only exposing the shorted portions between the bit lines using electron beam lithography. 8 (c) is a manufacturing process diagram in which the short-circuit bit line 210 is etched through the etching opening, and then a protective film 802 is formed to complete defect repair. Accordingly, the bit lines 210a and 210b operate as respective bit lines separated from each other.

본 발명의 실시예인 제5도 내지 제8도에서는 전자 빔 리소그라피 기술을 이용하여 결함 구제를 실시하였으나, 전자 빔 리소그라피기술 대신에 이온 빔 리소그라피 기술을 이용하여도 동일한 효과를 갖는다는 것을 본 분야의 통상의 지식을 가진자는 모두 알 수 있을 것이다.In FIGS. 5 to 8, which are embodiments of the present invention, defect relief is carried out using electron beam lithography, but it has been found that the same effect can be obtained by using ion beam lithography instead of electron beam lithography. Anyone who knows will know.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 마스크롬의 결함구제 방법에서는 별도의 리던던시셀 어레이를 사용하지 않고, 결함이 발생된 셀 부위를 전자빔 리소그라피 기술 또는 이온 빔 리소그라피 기술을 이용하여 직접 노출시켜, 데이타 기록불량에 기인된 결함일 때에는 이온주입을 실시하여 결함구제를 실시하고, 워드라인간 또는 비트라인간의 단락에 기인된 불량일 때에는 단락된 부위를 식각하여 서로 분리시켜 결함구제를 실시하므로, 종래 기술에서 결함구제용 리던던시셀 또는 ECC회로를 채용하기 위해 칩의 면적이 증가되는 문제점을 제거하고, 결함 구제되는 비트(bit)의 수에 제한을 받지 않으므로 결함구제가 가능한 모든 셀의 결함구제를 실시할 수 있으므로, 수율 측면에서도 큰 수율향상을 제공한다.As described above, the mask ROM defect repair method according to the present invention does not use a separate redundancy cell array, and directly exposes the defective cell region by using an electron beam lithography technique or an ion beam lithography technique to record data. In the case of a defect caused by a defect, ion implantation is performed to perform a defect repair. In the case of a defect caused by a short circuit between word lines or bit lines, the defects are removed by etching the shorted portions and performing defect repair. In order to adopt the redundancy cell or ECC circuit for defect repair, the problem that the area of the chip is increased is eliminated, and the number of bits to be repaired is not limited. Therefore, it provides a large yield improvement in terms of yield.

Claims (7)

반도체 기판상에 형성되며 채널 영역으로 서로 분리되는 다수개의 액티브영역과, 상기 채널영역상면과 게이트절연막으로 이격되는 게이트전극으로 이루어진 다수개의 메모리셀 트랜지스터와, 상기 메모리셀 트랜지스터들의 상부에 신장하는 층간절연막과 그 상부의 보호막층을 구비하며, 상기채널 영역에 이온을 주입하여 데이타를 기록하는 독출전용 메모리장치의 데이타 기록 결함 구제방법에 있어서, 데이타기록 공정중 불량발생된 메모리셀 트랜지스터의 위치를 찾아내는 제1공정과, 상기 불량발생된 메모리셀 트랜지스터의 상부 보호막층을 한정식각하여 이온주입용 개구를 형성하는 제2공정과, 상기 개구를 통하여 이온을 주입하여 채널영역에 데이타를 기록한 후 보호막층을 형성하는 제3공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 독출전용 메모리장치의 데이타기록 결함 구제방법.A plurality of memory cell transistors formed on a semiconductor substrate and separated from each other in a channel region, a plurality of memory cell transistors formed on the channel region and a gate electrode spaced apart from the gate insulating layer, and an interlayer insulating layer extending over the memory cell transistors. And a protective film layer formed thereon, the method for resolving a data write defect of a read-only memory device which writes data by implanting ions into the channel region, wherein the location of a defective memory cell transistor during the data writing process is found. A first step, and a second step of forming an ion implantation opening by restricting etching the upper passivation layer of the defective memory cell transistor, and implanting ions through the opening to record data in the channel region, and then forming the passivation layer Read-only memory, characterized in that the third step of forming How to remedy data record defects in the device 제1항에 있어서, 상기 제2공정의 기판전면에 감광막을 형성한 후 전자-빔 리소그라피 기술 또는 이온 빔 리소그라피 기술을 이용하여 감광막을 한정 제거하여 식각 개구를 형성하는 1단계와, 상기 식각 개구를 통하여 상기 보호막층을 식각하여 이온주입용 개구를 형성하는 제2단계로 이루어짐을 특징으로 하는 독출전용 메모리장치의 데이타기록 결함 구제방법.The method of claim 1, wherein after forming the photoresist film on the front surface of the second process, the photoresist film is removed by using an electron-beam lithography technique or an ion beam lithography technique to form an etch opening. And etching the passivation layer to form an ion implantation opening. 제1항에 있어서, 상기 제2정이 기판전면에 감광막을 형성한 후 전자-빔 리소그라피 기술 또는 이온 빔 리소그라피 기술을 이용하여 감광막을 한정 제거하여 식각 개구를 형성하는 1단계와, 상기 식각 개구를 통하여 상기 보호막층과 층간절연막을 차례로 식각하여 게이트전극 상면을 노출시켜 이온주입용 개구를 형성하는 제2단계로 이루어짐을 특징으로 하는 독출전용 메모리장치의 데이타기록 결함 구제방법.The method of claim 1, wherein after forming the photoresist film on the front surface of the second tablet, the photoresist layer is removed by using an electron-beam lithography technique or an ion beam lithography technique to form an etch opening. And a second step of forming an opening for ion implantation by sequentially etching the passivation layer and the interlayer insulating layer to expose a top surface of the gate electrode. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이온 주입이 500Kev 이상의 에너지로 실시됨을 특징으로 하는 독출전용 메모리장치의 데이타기록 결함 구제방법.The method of claim 1 or 2, wherein the ion implantation is performed at an energy of 500 Kev or more. 제1항에 있어서, 주입되는 이온이 3가 이온 또는 5가 이온임을 특징으로 하는 독출전용 메모리장치의 데이타기록 결함 구제방법.The method of claim 1, wherein the implanted ions are trivalent ions or pentavalent ions. 워드라인과 비트라인으로 이루어진 매트릭스내에 다수개의 메모리셀과, 상기 워드라인, 비트라인들의 상부에 신장하는 보호막을 구비하는 독출전용 메모리장치의 결함 구제방법에 있어서, 워드라인간 또는 비트라인간에 단락이 발생되어 불량이 발생된 부위를 찾아내는 제1공정과, 상기 단락된 부위 상부의 보호막층을 한정식각하여 단락된 부위를 노출시키는 제2공정과, 상기 라인간의 단락된 부위를 식각하여 라인들을 서로 분리시킨 후 보호막을 형성하는 제3공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 독출전용 메모리장치의 데이타기록 결함 구제방법.In a defect remedy method of a read-only memory device having a plurality of memory cells in a matrix consisting of word lines and bit lines, and a protective film extending over the word lines and bit lines, a short circuit between word lines or between bit lines. And a second step of finding a site in which a defect has occurred and a second step of exposing a shorted portion by defining a protective layer on the upper portion of the shorted portion, and etching a shorted portion between the lines. And a third step of forming a protective film after the separation is performed. 제6항에 있어서, 상기 제2공정의 가핀전면에 감광막을 형성한 후 전자-빔 리소그라피 기술 또는 이온 빔 리소그라피 기술을 이용하여 감광막을 한정 제거하여 식각 개구를 형성하는 1단계와, 상기 식각 개구를 통하여 상기 보호막층을 식각하여 단락된 부위를 드러내는 제2단계로 이루어짐을 특징으로 하는 독출전용 메모리장치의 결함 구제방법.The method of claim 6, wherein after forming the photoresist film on the front surface of the second pin of the second step, the photoresist film is removed by using an electron-beam lithography technique or an ion beam lithography technique to form an etch opening. And etching the passivation layer through the second step of exposing the shorted portion.
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