JP2913817B2 - 半導体メモリの製造方法 - Google Patents

半導体メモリの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体メモリの製造方法に関し、特にサブミ
クロンゲートの大容量NAND型マスクROMに関するもので
ある。
〔従来の技術〕
従来技術によるイオン注入を用いてデータ・プログラ
ムを行なうNAND型マスクROMの製造方法として、第2図
(a)〜(c)を参照して特開昭62−92362の要旨を述
べる。
はじめに第2図(a)に示すように、LOCOS選択酸化
法によりP型シリコン基板1にフィールド酸化膜2を形
成したのち、ゲート酸化膜3を形成する。
つぎに全面にポリシリコンを堆積し、レジストをマス
クとして選択エッチングすることにより、ポリシリコン
からなるゲート電極4a〜4eを形成する。
つぎにゲート電極をマスクとしてイオン注入してN+
拡散層9a〜9gを形成する。
つぎに第2図(b)に示すように、データ“ON"を書
き込みたいトランジスタのみに開口11a,11bを有するレ
ジスト10を形成する。
つぎにレジスト10をマスクとしてゲート電極4b,4dを
貫通する高エネルギーで燐をイオン注入して、チャネル
にN-型ドープ層12b,12eを形成する。こうしてディプリ
ーション型のMOSFETが形成され、データ“ON"が書き込
まれたことになる。このときN-型ドープ層12a,12c,12d,
12fが形成される。
つぎに第2図(c)に示すように、PSG膜からなる層
間絶縁膜13を形成したのち、N+型拡散層9aにディジット
線コンタクト14を開口し、アルミニウムからなるディジ
ット線15を形成して、メモリセルおよび周辺回路にN+
単層ドレインを用いたNAND型マスクROMが得られる。
〔発明が解決しようとする課題〕
第2図(b)に示すように、従来のゲート電極を貫い
て燐をイオン注入しチャネルを形成することにより“O
N"を書き込む方法では、寄生的にN-型ドープ層12a,12c,
12d,12fが形成される。パンチスルーによりゲート電極
では制御できない電流経路が12cと12dとの間に生じて、
“OFF"が読めなくなるという欠点があった。
N+型単層ドレイントランジスタを用いる限り、パター
ン微細化が急速に進展しているなかで、スケーリングに
従って電源電圧を下げなければ信頼性にも問題が起きて
くる。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体メモリの製造方法は、第1導電型半導
体基板の一主面に第1のゲート絶縁膜を形成してから複
数のゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極をマ
スクとして第2導電型の不純物をイオン注入してソース
−ドレインを形成する工程と、全面に前記ゲート電極間
距離の1/2以上の膜厚の第2の絶縁膜を堆積する工程
と、前記第2の絶縁膜をエッチバックして前記ゲート電
極の側面および前記ゲート電極間の前記第1のゲート絶
縁膜上に前記第2の絶縁膜を残す工程と、所定の前記ゲ
ート電極に開口を有するレジストを形成する工程と、前
記レジストをマスクとして第2導電型の不純物をイオン
注入することにより所定の前記ゲート電極直下の前記第
1導電型半導体基板表面は選択的にデータの書き込みを
行なう工程とを含むものである。
〔実施例〕
本発明の一実施例について、第1図(a)〜(d)を
参照して説明する。
はじめに第1図(a)に示すように、LOCOS選択酸化
法によりP型シリコン基板1に厚さ600〜800nmのフィー
ルド酸化膜2を形成したのち、厚さ15〜30nmのゲート酸
化膜3を形成する。
つぎに全面にポリシリコンを堆積し、レジストをマス
クとして選択エッチングすることにより、ポリシリコン
からなるゲート電極4a〜4gを形成する。
このときゲート長をサブミクロンの0.4〜0.8μmと
し、ゲート電極間隔とポリシリコン膜厚とを最適化して
アスペクト比を1以上にすることが重要である。
つぎにゲート電極4a〜4gをマスクとして、燐を加速エ
ネルギー30〜50keV、注入量(ドース)1〜3×1013cm
-2イオン注入する。
こうしてメモリセルではN-型拡散層5a〜5gを有するN-
型単層ドレイントランジスタが形成され、周辺回路では
ゲート−ドレイン間の電界強度を緩和するN-型拡散層5
h,5iが形成される。
つぎにゲート電極間距離の1/2以上の膜厚の絶縁膜6
を堆積してから、熱処理してメモリセルのゲート電極間
を埋め込む。
つぎに第1図(b)に示すように、エッチバックによ
り絶縁膜6からなる埋め込み層8a〜8eおよび側壁7a〜7d
を形成する。
これらをマスクとして砒素をイオン注入して、N+型拡
散層9a〜9dを形成することにより、自己整合的に周辺回
路にLDDトランジスタが形成される。
つぎに第1図(c)に示すように、データ“ON"を書
き込みたいトランジスタのみに開口11a,11bを有するレ
ジスト10を形成する。
つぎにレジスト10をマスクとして、ゲート電極4b,4d
を貫通する高エネルギーで燐をイオン注入する。
このとき埋め込み層8a〜8dがマスクの役割を果たし、
ゲート電極4b,4dの直下のみにN-型ドープ層12a,12bが形
成され、OFFビットを介したONビット間のパンチスルー
が防止される。
つぎに第1図(d)に示すように、PSG膜からなる層
間絶縁膜13を形成したのち、N+型拡散層9aまたはN-型拡
散層5aにディジット線コンタクト14を開口し、アルミニ
ウムからなるディジット線15を形成して素子部が完成す
る。
こうしてメモリセルにN-型単層ドレイントランジス
タ、周辺回路にLDDトランジスタを用いたNAND型マスクR
OMが得られる。
〔発明の効果〕
N-型単層ドレイントランジスタを形成したのち、絶縁
膜を堆積してエッチバックを行ない、メモリセルにおい
てゲート電極間を絶縁膜で埋め込み、周辺回路で絶縁膜
からなる側壁を形成する。
こうして周辺回路のみに自己整合的にLDDトランジス
タを形成し、サブミクロンサイズのゲート電極を有する
MOSFETの信頼性を向上させる効果がある。
さらにメモリセル内のゲート電極間が絶縁膜によって
埋め込まれている。ONビット書き込みに用いたN-型拡散
層の燐のプロファイルがソース−ドレインおよびゲート
電極直下で一様になり“OFF"ビットを介した“ON"ビッ
ト間のパンチスルーが防止されるという効果がある。
このように周辺回路およびメモリセル双方の信頼性を
向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)は本発明の一実施例を工程順に示
す断面図、第2図(a)〜(c)は従来技術による半導
体メモリの製造方法を工程順に示す断面図である。 1……P型シリコン基板、2……フィールド酸化膜、3
……ゲート酸化膜、4a〜4g……ゲート電極、5a〜5i……
N-型拡散層、6……絶縁膜、7a〜7d……側壁、8……埋
め込み層、9a〜9g……N+型拡散層、10……レジスト、11
a,11b……開口、12a〜12f……N-型ドープ層、13……層
間絶縁膜、14……ディジット線コンタクト、15……ディ
ジット線。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1導電型半導体基板の一主面に第1のゲ
    ート絶縁膜を形成してから複数のゲート電極を形成する
    工程と、前記ゲート電極をマスクとして第2導電型の不
    純物をイオン注入してソース−ドレインを形成する工程
    と、全面に前記ゲート電極間距離の1/2以上の膜厚の第
    2の絶縁膜を堆積する工程と、前記第2の絶縁膜をエッ
    チバックして前記ゲート電極の側面および前記ゲート電
    極間の前記第1のゲート絶縁膜上に前記第2の絶縁膜を
    残す工程と、所定の前記ゲート電極に開口を有するレジ
    ストを形成する工程と、前記レジストをマスクとして第
    2導電型の不純物をイオン注入することにより所定の前
    記ゲート電極直下の前記第1導電型半導体基板表面は選
    択的にデータの書き込みを行なう工程とを含むことを特
    徴とする半導体メモリの製造方法。
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