JPS5910261A - 半導体論理回路装置 - Google Patents

半導体論理回路装置

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JPS5910261A
JPS5910261A JP58112864A JP11286483A JPS5910261A JP S5910261 A JPS5910261 A JP S5910261A JP 58112864 A JP58112864 A JP 58112864A JP 11286483 A JP11286483 A JP 11286483A JP S5910261 A JPS5910261 A JP S5910261A
Authority
JP
Japan
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source
region
drain
type impurity
regions
Prior art date
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Pending
Application number
JP58112864A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasoji Suzuki
八十二 鈴木
Kenji Manabe
真鍋 研司
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS5910261A publication Critical patent/JPS5910261A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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

  • Read Only Memory (AREA)
  • 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】 [発明の技術分野] 本発明は半導体論理回路装置の改良に関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 近年半導体メモリの開発が急速に進んでおり、そのなか
でもランダム・アクセス・メモリ(Random ac
cess memory略してRAM)の大容量化、高
速化は目覚ましいものがある。それと共に読み出し専用
のリード・オンメモリ(Read onlymemor
y略してROM)も特定の分野では相当な需要が高まっ
て来た。この分野としてはコード変換用や電卓の機能追
加用、計算機の周辺機器用等色々ある。此等の用途に応
じて特定の内容を持ったROMを開発しなければならず
、夫々には互換性がない欠点がある。
この「決められた用途に応じ九R,OMを開発するコと
言う事柄をl)LOMに内容を書き込む1に考えるとR
AMに比べてROMは膨大な書き込み時間を必要とする
。しかし換言すれば一度書キ込まれた内容は電源等に関
係なく、半永久的に保持されると言うRAMにはない利
点を持つことになる。従って上記の利薇を生かして行く
には前述の書き込み時間を極力短くすることが重要とな
る。
現在実施されている前記書き込み手段としては大別して
2通りある。即ち、第1の方法は完成したROMのチッ
プに電気的手段を使用して書き込む方法で、第2の方法
はROMのチップ製造工程中に書き込む方法である。そ
して上記第1の方法では書き込んだ内容を消去すること
も可能かものもあり、これはシステムが完成しない時期
に検討を加えながらROMの内容を決定し得るので大変
有利となる。しかしその反面書き込み、消去専用の装置
を必要とし且つ、個別に一つづつ書き込まねばなら々い
ので量産性に欠は経済的に不利となる。一方、第2の方
法では書き込み時間も長く、消去も不可能であるが、一
度決定された内容のROMを作る時は一度に多量に書き
込み得るため量産性に富む利へを持っている。更にこの
第2の方法は製造工程中使用する写真蝕刻用マスク(以
後マスクと呼ぶ)を変更することにより書き込みを行う
ので、一般にはマスクROMと呼ばれているがどの段階
の工程におけるマスクを変更して書き込むかにより所望
のROMが完成する迄の所要時間が相当変わる。従って
マスクROMを作成するに当っては任意の内容を有する
ROMを完成する迄の期間を短縮するためにどの工程の
マスクを使用して書き込みを行うかが重要な点となる。
次に絶縁ゲート電界効果トランジスタ(以後IGFET
と呼ぶ)を使用してマスクROMを作る場合の従来の方
法について説明するが、その前に周知のPチャンネルI
GFETのみを用いた集積回路の基本的製造工程を第1
図によって簡単に説明する。
即ち、第1図(a)は拡散工程で、n型シリコン基体α
Dの主表面に設けられた酸化珪素被膜(12+の所望位
置に拡散用開孔as 、 C14)をそれぞれ設け、と
の開孔03) 、 (14)よりP型不純物を基体内に
ドープして対型ソース領域(I5)及びドレイン領域0
υを形成する。
同図(b)は酸化工程で、前記ソース領域o5)及びド
レイン領域aOの表面上に酸化珪素被膜(+21を形成
する。
同図(C)はゲート酸化用穴あけ工程で、前記ソース領
域051とドレイン領域(16)との間の酸化珪素被膜
αりを除去し、ゲート酸化用の開孔0ηを形成する。同
図(d)はゲート酸化工程で、前記開孔aηより露出し
たシリコン基体01)表面にゲート酸化被膜即ち絶縁層
081を形成する。同図(e)はコンタクト用の穴あけ
工程で、前記ソース領域゛05)及びドレイン領域06
)上の酸化珪素被膜0りを除去し、コンタクト用の開孔
0及びQσをそれぞれ形成する。同図(0は導電膜形成
工程で、前記開孔より露出したソース領域09及びドレ
イン領域(lfilにそれぞれソース導電層Qυ及びド
レイン導t i az 、並びにゲート絶縁層(+81
上にゲート導電層(ハ)を形成し完成する。
さて、一般にマスクROMを形成する場合、この第1図
に示した工程において、希望する情報パターンに応1−
で、必要なIGFET(以後実働■GFETと呼ぶ)と
不智なIGFET(以後不動IGFETと呼ぶ)を選択
的に形成することが可能な工程としては、(a) 、 
(c)及び(f)工程があげられる。第2図、第4図及
び第6図はそれぞれこの(a)(C)及び(f)工程に
おいてマスクを変更し、ffNパターンに応じて書き込
みを行ったマスクROMの要部の平面パターン図で、第
3図(a)、第5図(a)及び第7図(a)は、それぞ
れ第2図、第4図及び第6図のA −A’線に沿う断面
図、第3図(b)、第5図(b)及び第7図(b)は、
それぞれ第2図、第4図及び第6図のB−B’線に沿う
断面図である。これら図において、0りは酸化珪素被膜
、Q51はソース領域、aeはドレイン領域、α811
.αちはゲート線縁層、■υはソース導電層、(2渇は
ドレイン導電層、(ハ)1.C23)2はゲート導電層
である。
例えば、第1図(a)工程のマスクを変更して書き込み
をする場合、第2図及び第3図(b)に示すように不動
IGFETを構成したい場所のソース領域α最の突出部
α51aを除去し、一方、第2図及び第3図(a)に示
すように実働IGFETを構成しだい場所のソース領域
Q51の突出部05)aをそのまま残存させるようにマ
スクを変え、ソース拡散用の開孔(13)を設は且つソ
ース領域0最を形成する。しかしこの場合には、全工程
の最初に位置するためROM完成迄には第1図(f)の
工程迄が8娶と々り書き込み時間が長くなる。
又、第1図(C)工程のマスクを変更して書き込みをす
る場合、第4図及び第5図(b)に示すように不動IG
FETを構成したい場所は、ゲート酸化用の開孔07)
2を設けず、第4図及び第5図(a)に示すように実働
IGFETを構成したい場所にゲート酸化用の開孔07
)1を設けるようにマスクを変えることになるが、不動
IGFBTのスレシュホールド電圧がある程度高くなる
だけでトランジスタを完全に削除したことにはならない
。したがって、使用条件によってはリーク電流が問題に
なる。
一方、第1図(0工程のマスクを変更して書き込みをす
る場合、第6図及び第7図(b)に示すように不動IG
FETを構成したい場所のゲート絶縁層0樽2上のゲー
ト導電層(23) 1を除去し、第6図及び第7図(a
)に示すように、実働IGFETを構成−したい場所の
ゲート絶縁層(1811上にゲート導電層(ハ)、を残
すようにマスクを変更することになる。しかしこの場合
は、第1図(f)工程以降の所要時間で済むので(→、
(C)工程での書き込みに比べれば極めて短くなる利薇
を持っているが、本来チャンネルとなるべき領域に何の
方策も加えられないだめにソース領域ならびにドレイン
領域間に起るリーク電流が問題となる。
[発明の目的] 本発明は上記欠点を除去した新規々半導体論理回路装置
を提供するもので、特に半導体基体に形成さ・れる半導
体素子の特性を損わず且つROMの書き込み時間を大巾
に短縮しようとするものである。
し発明の概要] 即ち、半導体基体表面に条帯のソース及びドレイン領域
を互いに平行離間して形成し、このソース及びドレイン
領域にそれぞれソース及びドレイン導電層を形成し、こ
のソース・ドレイン領域間の選択された半導体基体表面
上にゲート絶縁層を形成し、前記ソース及びドレイン領
域の少くとも一方の領域との間にゲート絶縁層を露出さ
せるようにゲート絶縁層上にゲート導電層を設ける。そ
して実働IGFETを構成するために、前記ゲート絶縁
層のうち選択されたものにおけるゲート絶縁層の露出部
を介してその直下の半導体基体表面にソース及びドレイ
ン領域と同導電型不純物を注入し、一端がゲート導電層
と隙間を形成する領域に接続し、他端が前記ゲート導電
層端下まで延びる同導電型不純物領域を形成し、その不
純物領域をソース又はドレイン領域の一部とすることに
より実働IGFETを構成する。
このようにソース及びドレイン領域と同導電型不純物を
注入する工程の追加によってROM装置の内容の書き込
みが可能となり、前記第1図(f)工程迄はROMの内
容に関係なく製造することが可能となった。
[発明の実施例] 次に本発明を第3図に示した実施例により詳述する。先
ずn型半導体シリコン基体に種々の工程を加えるが、一
部工程を除き第1図にした工程と基本的に同じであり、
その同じ工程については第1図を用いて説明する。
先ず第1図(a)に示すように、n型シリコン基体0υ
の主表面に酸化珪素被膜07Jを被着した後、通常の写
真蝕刻法(以後PEPと呼ぶ)によりこの被膜の所望位
置に互いに離間したほぼ平行な複数条の拡散用の開孔(
13) 、 (14)を設け、シリコン基体01)を露
出させる。次にこの開孔0:q) 、 HからP型不純
物を基体内にドープしてP型領域即ちソース領域(15
1及びドレイン領域(16)を形成する。このソース領
域Q51及びドレイン領域Oeは、第8図及び第9図に
示すように、互いに離間したほぼ平行の条帯をなしてい
る。
次に第1図(b)に示すように、そのソース領域05)
及びドレイン領域(16)の表面上に通常の酸化法によ
り酸化珪素被膜α2を形成する。
しかる後、第1図(C)に示すように、PEP法により
選択されたソース領域α9とドレイン領域(16)との
間の酸化珪素被膜aツを除去し、ゲート酸化用の開孔0
η5.aη2を形成する。この開孔07)1.<1η2
は第8図及び第9図に示すように、それぞれソース・ド
レイン領域051.α0間の選択されたシリコン基体0
1)並びに領域(151、(1(i)の一部表面を露出
するように形成する。
次に第1図(d)、第8図及び第9図に示すようにこの
各開孔07)、 、Qη2より露出されたシリコン基体
01)表面並びに領域as 、 asの一部表面上にゲ
ート酸化膜即ち絶縁層(18+、 、Os2をそれぞれ
形成する。
しかる後第1図(e)及び第8図に示すように、PEP
法によりソース領域09及びドレイン領域aω上の酸化
珪素被膜0力にそれぞれコンタクト用の開孔H及び+2
01を形成する。
次に第1図(f)、第8図及び第9図に示すように開孔
01及びα))より露出されたソース領域09及びドレ
イン領域0(i)にそれぞれソース導電層0υ及びドレ
イン導電層(2湯を形成し、更にゲート絶縁層Q81.
.(1812上にゲート導電層C23,,2濠。を形成
する。このゲート4電層(23)、 、(23)2け第
8図及び第9図に示すように、例えばゲート絶縁層(1
@1.08)2と隣接した位置において、ソース(*r
i域(1:〕及びドレイン領域(+61と交叉するよう
に設けられ、そしてソース領域(15)とドレイン領域
(Hilとの間において、その一部がソース・ドレイン
領域に沿って各ゲート絶縁層吐s tQ”2を横切って
それぞれ延在している。更にこのゲート導電層(ハ)1
.(ハ)2の延在部は、ここではソース領域馳並びにド
レイン領域aOとの間にそれぞれゲート絶縁層dl19
1.0192の露出部を形成するように隙間を有してい
る。このゲート絶縁層081. 、QIC2の露出部は
図示の如く左右対称に設ける必要は決ずしもない。
次に希望する情報パターンに応じて実働IGFETと下
潮I G F’ ETを選択して形成する。例えば第8
図及び第9図に示すようにゲート絶縁層0811の部分
に実働IGFETを構成し、ゲート絶縁層0812の部
分に下潮IGFETを構成するように選択したと仮定す
ると、第8図及び第9図(a)に示すように、実働IG
FBTを構成するだめのゲート絶縁層Q81.の部分に
ソース領域(15)及びドレイン領域θωと同導電型不
細物即ちP型不純物を例えば通常のイオン注入法により
照射し、ゲート絶縁層(181,。
の露出部を通してその直下のシリコン基体011表面に
P型不純物をドープしp−1−By不純細物域即ち第1
不純物領域Q4) 、 122をそれぞれ形成する。即
ち第9図(a)に示すように、その第1不純物領域Q(
イ)、(ハ)は一端がソース領域0!19並びにドレイ
ン領域とそれぞれ接続し、他端がゲート導電層0階、の
延長部の側端部直下にまでそれぞれ延在する。そしてこ
の領域@及び(ハ)は、ソース領域(15)及びドレイ
ン領域0υの一部として働くため、ソース領域05) 
、 CI!4) 、  ドレイン領域QB) 、 C2
鴎、ゲート絶縁層0811、ゲート導電層Q3)1とす
る実働IGFETが構成される。
一方、ゲート絶縁層(1g+2の部分には、ソース領域
Q51及びドレイン領域06)と反対導電型不純物即ち
n型不純物を照射し、ゲート絶縁層082の露出部分を
通してその直下のシリコン基体01)表面にn型不純物
をドープし、n型不純物領域即ち第2不純物領域(26
’) 、 (27)をそれぞれ形成する。即ち第9図(
b)に示すように、その第2不純物領域(ハ)、(2力
は、一端がソース領域(15)並びにドレイン領域aω
と接続し、他端がゲート導電層QJ2の延へ部の側端部
1u下までそれぞれ延在する。しかしこの領域(ハ)、
(2nはソース領域Q51及びドレイン領域061とは
反対のn導電型であるため、ソース領域(15)1  
ドレイン領域α6)、ゲート絶縁層0812、ゲート導
電層(ハ)2とIGFETとしての構成をもつが、ソー
70勺及びドレイン領域(16)とゲート導電層(ハ)
2の延在部の側端部とは反対導電型の領域内、@により
支切られて実働IGFETは構成されず、単に下潮IG
FETが構成されるに過ぎない。
[発明の効果] このような構造を有するROM装置4の特性を考える。
前述のようにIGFBTのソース領域、ドレイン領域の
両方とゲート導電層間如はこ\に形成されるべきチャン
ネルと同一の導電型を有する不純物が高濃度でドープさ
れるのでソース領域又はドレイン領域とゲート導電層間
の直列抵抗成分も殆んど無視できる。
更にイオン注入法によってドープする時は特に高幅処理
が不要となるため、導電層の金属としてAeが従来通り
使用可能となるし、ゲート導電層、ソース領域、ドレイ
ン領域がセルファライン(selfaligne )に
なる外、ドープに要する時間が短かい。
またIGFETが必要な場所に、PチャンネルIGFE
TではP型の不純物を、nチャンネル■GFETではn
型不純物をドープしてソース領域又はドレイン領域とし
て働く不純物領域を作成すればよく、この工程の追加に
よってROM装置の内容の書み込みが可能となり、前記
第1図(f)工程迄はROMの内容に関係なく製造する
ことが可能である等多くの利点を有する。
一方導電層の金属として拡散に必要な温度でも安定な金
属を使用すれば、第1.第2不純物領域形成は通常の拡
散によっても良い。
ところで、上記実施例では、IGFETが不要な場所に
PチャンネルIGFETではn型不純物を、nチャンネ
ルIGFETではP型の不純物を前記露出したゲート絶
縁被膜直下にドープし、とtL[よりスレッシュホール
ド電圧を高くして使用電源電圧以内ではトランジスタと
して十分動作じないようにしているが、このよう々不純
物ドープを行わなくてもよいことは勿論である。
又、前記実施例ではPチャンネルによるROMの書き込
み方法を示したが当然nチャンネルによるI’LOM又
は両者を組み合せたCMO840Mにも適用可能である
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(f)は従来の半導体論理回路装置の基
本的製造工程を示しだ工程断面図、第2図は従来の半導
体論理回路装置の一例を示す平面パターン図、第3図(
a)及び(b)はそれぞれ第2図のA−A’線及びB 
−B’線に沿う断面図、第4図は従来の半導体論理回路
装置の他の例を示す平面パターン図、第5図(a)及び
(b)はそれぞれ第4図のA −A’線及びB −B’
線に清う断面図、第6図は従来の半導体論理回路装置の
更に他の例を示す平面パターン図、第7図(a)及び(
b)はそれぞれ第6図のA −A’線及びB −B’線
に沿う断面図、第8図は本発明に係る半導体論理回路装
置の一実施例の警部を示す平面パターン図、第9図(a
)及び(b)はそれぞれA −A’線及びB −B’線
に沿う断面図である。 1】・・・半導体基体、 12・・・酸化珪素被膜、1
5・・・ソース領域、 16・・ドレイン領域、170
,17□ ・・・ゲート酸化用の開孔、18、.18゜
・・ゲート絶縁層、 19 、λ)・コンタクト用の開孔、 21・・・ソース導電1m、 22・・・ドレイン導電
層、2′31.′232  ・ゲート導電層、愕、25
・・第1不純物領域、 あ、2′7・・第2不純物領域。 ず 1 図 /f        Ib 下 2 図 輩 3 口 (久)            Cb)nt     
          /gz軍  4−  区 箪 テ 図 (λ)           (b) ず 6 図 ′f7  図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基体主表面に互いに離間形成されたソース及びド
    レイン領域と、このソース及びドレイン領域にそれぞれ
    接続されたソース及びドレイン導電層と、このソース・
    ドレイン領域間の選択された前記半導体基体表面上に形
    成されたゲート絶縁層と、このゲート絶縁層上に設けら
    れ員つ前記ソース及びドレイン領域の少くとも一方の領
    域との間にゲート絶縁層を露出させる如く隙間を形成す
    るゲート導電Nli、X−1少く2も実働絶縁ゲート型
    電界効果トランジスタを構成するために、前記ゲート絶
    縁層のうち選択されたものにおけるゲート絶縁層の露出
    部を介してその直下の前記半導体基体表面に設けられ、
    一端が前記ゲート導電層と隙間を形成する領域に接続さ
    れ、他端が前記ゲート導1tl一端下まで延在し腓つソ
    ース及びドレイン領域と同導電型を有する不純物領域と
    を具備した半導体論理回路装置。
JP58112864A 1983-06-24 1983-06-24 半導体論理回路装置 Pending JPS5910261A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60769A (ja) * 1983-06-17 1985-01-05 Hitachi Ltd 半導体メモリの製造方法
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