JPH06105778B2 - Read-only semiconductor memory device and manufacturing method thereof - Google Patents
Read-only semiconductor memory device and manufacturing method thereofInfo
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- JPH06105778B2 JPH06105778B2 JP17967285A JP17967285A JPH06105778B2 JP H06105778 B2 JPH06105778 B2 JP H06105778B2 JP 17967285 A JP17967285 A JP 17967285A JP 17967285 A JP17967285 A JP 17967285A JP H06105778 B2 JPH06105778 B2 JP H06105778B2
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- polycrystalline silicon
- silicon layer
- gate electrode
- drain region
- rom
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B20/00—Read-only memory [ROM] devices
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Read Only Memory (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明は高集積化が達成できる読み出し専用半導体記
憶装置および製造方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a read-only semiconductor memory device capable of achieving high integration and a manufacturing method.
[発明の技術的背景とその問題点] 一般に、読み出し専用半導体記憶装置(以下、ROMと称
する)は、ウエハ製造工程の途中でマスクを用いてデー
タが書き込まれるため、マスクプログラムROMと呼ばれ
ている。このマスクプログラムROMでデータの書き込み
に広く採用されている方式としては、コンタクト方式、
トランジスタの有無によりデータを書き込むいわゆるSD
G(ソース、ドレイン、ゲート)方式、トランジスタの
閾値電圧を書き込みデータに応じて異ならせる方式、の
三つがある。[Technical Background of the Invention and Problems Thereof] Generally, a read-only semiconductor memory device (hereinafter, referred to as a ROM) is called a mask program ROM because data is written using a mask during a wafer manufacturing process. There is. As a method widely adopted for writing data in this mask program ROM, a contact method,
So-called SD that writes data depending on the presence or absence of a transistor
There are three methods: a G (source, drain, gate) method and a method in which the threshold voltage of a transistor is changed according to write data.
他方、メモリセルの回路構成に基づくNOR型ROMとNADN−
NOR型ROMという方式の分け方も有り、さらにROMをシス
テム側かみると同期型ROMと非同期型ROMというような分
け方もある。そして高速動作に適したROMとしてはNORA
型ROMが、低速で良い場合にはNAND−NOR型ROMがそれぞ
れ使用されることが多い。On the other hand, NOR type ROM and NADN-based on the memory cell circuit configuration
There is also a method called NOR type ROM, and there are also methods called synchronous ROM and asynchronous ROM when the ROM is viewed from the system side. And NORA as a ROM suitable for high-speed operation
When the type ROM is low speed, NAND-NOR type ROM is often used.
上記のような方式によるROMの分け方のうち、高速動作
に適したNOR型ROMには、その回路設計の容易さ、データ
書き込みの容易さおよび確実さに加えて、データの書き
込み工程が全工程の後半にあることから生産対応上の効
果があるコンタクト方式を採用することが多い。Among the methods of dividing the ROM according to the above method, NOR type ROM suitable for high-speed operation has all the data writing process in addition to its circuit design, data writing ease and certainty. Since it is in the latter half, the contact method is often adopted because it is effective in terms of production.
第6図はこのコンタクト方式を採用した従来のROMのメ
モリセル部分の構成を示すパターン平面図である。図
中、破線で囲んだ領域が一つのメモリセル1であり、複
数のメモリセル1が横方向および縦方向にマトリクス状
に配列されている。一つのメモリセル1は一つのMOSト
ランジスタで構成され、さらにこのMOSトランジスタは
ドレイン領域となる拡散領域2、図中横方向に配列され
た複数のMOSトランジスタの共通ソース領域となる拡散
領域3、横方向に配列された複数のMOSトランジスタの
共通ゲート電極となる多結晶シリコンにより構成された
ワード線4等から構成されている。そして図中縦方向に
配列された複数のMOSトランジスタのドレイン(拡散領
域2)は、書き込みデータに応じて選択的に設けられた
コンタクトホール5を通じ、アルミニュームにより構成
されたデータ線6に接続されている。FIG. 6 is a pattern plan view showing the configuration of a memory cell portion of a conventional ROM adopting this contact method. In the figure, a region surrounded by a broken line is one memory cell 1, and a plurality of memory cells 1 are arranged in a matrix in the horizontal and vertical directions. One memory cell 1 is composed of one MOS transistor, and this MOS transistor further includes a diffusion region 2 serving as a drain region, a diffusion region 3 serving as a common source region of a plurality of MOS transistors arranged in the horizontal direction in the drawing, and a lateral region. It is composed of a word line 4 and the like made of polycrystalline silicon which serves as a common gate electrode of a plurality of MOS transistors arranged in the direction. The drains (diffusion regions 2) of a plurality of MOS transistors arranged in the vertical direction in the figure are connected to a data line 6 made of aluminum through a contact hole 5 selectively provided according to write data. ing.
第7図はこのようなパターンを有するROMの等価回路図
である。コンタクト方式のROMはその名の通りウエハプ
ロセスのコンタクト形成時にデータの書き込みを行なう
ため、前記コンタクトホール5によるコンタクトの有無
がデータの“1"レベル、“0"レベルに対応している。FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of a ROM having such a pattern. Since the contact type ROM, as its name implies, writes data when forming a contact in the wafer process, the presence or absence of a contact through the contact hole 5 corresponds to the "1" level and "0" level of the data.
ところで、第6図のようなパターンを有するROMでは、
メモリセル用MOSトランジスタのドレイン領域となる拡
散領域2はコンタクトホール5を介してデータ線6に接
続されている。ここでこの拡散領域2はシリコンによっ
て構成されており、他方、データ線6はアルミニューム
により構成されている。シリコンとアルミニュームでは
仕事関数が異なり、仕事関数が異なる材料どうしの接触
抵抗を十分に小さくするためにはコンタクトホール5の
面積を大きくとる必要がある。しかも基板との短絡を防
止するためにコンタクトホールの周囲と拡散領域の周囲
との間の距離も十分とる必要がる。このために、各ドレ
イン領域の占有面積が広くなり、大きな記憶容量のROM
の場合にはチップ面積が大きくなって価格の上昇をもた
らすという不都合が生じる。By the way, in a ROM having a pattern as shown in FIG.
The diffusion region 2 serving as the drain region of the memory cell MOS transistor is connected to the data line 6 through the contact hole 5. Here, this diffusion region 2 is made of silicon, while the data line 6 is made of aluminum. Silicon and aluminum have different work functions, and it is necessary to increase the area of the contact hole 5 in order to sufficiently reduce the contact resistance between materials having different work functions. Moreover, in order to prevent a short circuit with the substrate, it is necessary to secure a sufficient distance between the periphery of the contact hole and the periphery of the diffusion region. As a result, the area occupied by each drain region is increased, and the ROM with a large storage capacity is
In this case, there is a disadvantage that the chip area becomes large and the price increases.
このような不都合を除去するようにしたROMとして特願
昭58−75026号のものが知られている。第8図はそのパ
ターン平面図であり、以下、このROMについて説明す
る。このROMはNチャネルMOSトランジスタをメモリセル
として用いたものであり、第8図中、破線で囲んだ領域
が一つのメモリセル10となっている。そして複数のメモ
リセルが横方向および縦方向にマトリクス状に配列され
ている。前記第6図の場合と同様に一つのメモリセルは
一つのMOSトランジスタで構成されている。P型のシリ
コン半導体基板11上に各メモリセル10のドレイン領域と
なるn+型領域12が拡散等の方法により形成される。さら
に上記基板11上には、図中、横方向に配列された複数の
メチルセルの共通のソース領域となるN+型領域13が拡散
時の方法により、横方向に延長して形成される。また横
方向に配列された複数のメモリセルにおいて、各n+型領
域12、13間をまたぐように、複数のメモリセルの共通ゲ
ート電極となる第1層目の多結晶シリコンで構成された
ワード線14が延長して設けられている。さらに各メモリ
セルのドレイン領域となるN+型領域12の表面は、横方向
に配列された2列分のメモリセル毎に共通に開口された
コンタクトホール15を介して、第2層目の多結晶シリコ
ンで構成された配線16と接続されており、この配線16の
端部は前記共通ゲート電極であるワード線14上まで延在
するように設けられている。横方向に配列された複数の
メモリセルには、ドレインであるN+型領域12が書き込み
データに応じて選択的に設けられたコンタクトホール17
を介してアルミニュームにより構成されたデータ線18に
接続されている。A ROM of Japanese Patent Application No. 58-75026 is known as a ROM for eliminating such inconvenience. FIG. 8 is a plan view of the pattern, and the ROM will be described below. This ROM uses an N-channel MOS transistor as a memory cell, and the area surrounded by a broken line in FIG. 8 is one memory cell 10. A plurality of memory cells are arranged in a matrix in the horizontal and vertical directions. Similar to the case of FIG. 6, one memory cell is composed of one MOS transistor. On the P-type silicon semiconductor substrate 11, an n + type region 12 to be the drain region of each memory cell 10 is formed by a method such as diffusion. Further, in the figure, an N + type region 13 serving as a common source region for a plurality of laterally arranged methyl cells is formed on the substrate 11 in the lateral direction by a diffusion method. Further, in a plurality of memory cells arranged in the lateral direction, a word composed of the first-layer polycrystalline silicon that serves as a common gate electrode of the plurality of memory cells so as to straddle the n + type regions 12 and 13 respectively. The line 14 is extended. Further, the surface of the N + -type region 12 that serves as the drain region of each memory cell is connected to the second layer of the multi-layer via the contact hole 15 that is commonly opened for every two columns of memory cells arranged in the lateral direction. It is connected to a wiring 16 made of crystalline silicon, and an end portion of this wiring 16 is provided so as to extend onto the word line 14 which is the common gate electrode. In a plurality of memory cells arranged in the lateral direction, a contact hole 17 in which an N + type region 12 as a drain is selectively provided according to write data 17
Is connected to the data line 18 made of aluminum.
第9図は上記第8図のパターン平面図のA−A′線に沿
った一つのメモリセルの断面構造を示す。図において20
は素子分離用のフィールド酸化膜であり、21はワード線
14の下部に設けられているゲート酸化膜であり、22ない
し24はそれぞれ酸化膜である。なお、上記フィールド酸
化膜20下部の基板11の表面には反転防止層25が設けられ
ている。FIG. 9 shows a sectional structure of one memory cell taken along the line AA 'in the pattern plan view of FIG. 20 in the figure
Is a field oxide film for element isolation, and 21 is a word line
Reference numeral 22 is a gate oxide film provided below 14 and reference numerals 22 to 24 are oxide films. An inversion prevention layer 25 is provided on the surface of the substrate 11 below the field oxide film 20.
このような構成のROMは、メモリセル用トランジスタの
ドレイン領域であるN+型領域12に対し、アルミニューム
で構成されたデータ線18を直接に接続するのではなく、
まずN+型領域12の表面にコンタクトホール15を介して多
結晶シリコン層で構成された配線16を接続し、さらにこ
の配線16を書き込みデータに応じて選択的に設けられた
コンタクトホール17を介してアルミニュームからなるデ
ータ線18と接続するようにしたものである。なお、上記
配線16はワード線14上まで延長されている。ここでN+型
領域12と配線16とは共にシリコンを構成材料としている
ので仕事関数は等しい。このため、両者間の接触抵抗は
接触面積が狭くとも十分に低くでき、これによりコンタ
クトホール15のN+型領域12上の面積が縮小化できる。さ
らにこのコンタクトホール15を介してN+型領域12と配線
16とを接続する際に、フィールド酸化膜20側はセルフア
ライン構造にでき、コンタクトホール15はワード線14側
にのみ適度な距離を保てばよい。従って、N+型領域12自
体の面積を十分小さくでき、メモリセルで換算して前記
第6図のものよりも20ないし50%程度縮小化することが
できる。The ROM having such a configuration does not directly connect the data line 18 made of aluminum to the N + type region 12 which is the drain region of the memory cell transistor,
First, a wiring 16 made of a polycrystalline silicon layer is connected to the surface of the N + type region 12 through a contact hole 15, and the wiring 16 is further connected through a contact hole 17 selectively provided according to write data. It is designed to be connected to the data line 18 made of aluminum. The wiring 16 extends to above the word line 14. Here, since the N + type region 12 and the wiring 16 both use silicon as a constituent material, they have the same work function. Therefore, the contact resistance between the two can be made sufficiently low even if the contact area is small, whereby the area of the contact hole 15 on the N + type region 12 can be reduced. Furthermore, the N + type region 12 and the wiring are connected through the contact hole 15.
When connecting with 16, the field oxide film 20 side can have a self-aligned structure, and the contact hole 15 only needs to maintain an appropriate distance only on the word line 14 side. Therefore, the area of the N + type region 12 itself can be made sufficiently small and can be reduced by about 20 to 50% as compared with that of FIG. 6 in terms of memory cells.
他方、互いに仕事関数が異なるアルミニューム、多結晶
シリコンによりそれぞれ構成された前記データ線18と配
線16の接続を行なう場合、配線16はワード線14の上方ま
で延長されており、その平面的な距離がN+型領域12より
も十分長くされているので、データ線18と配線16との接
触部分であるコンタクトホール17の面積はN+型領域12の
面積にかかわらず十分広くとることができる。これによ
り、コンタクトホールの面積で決定される接触抵抗の大
きさに基づくMOSトランジスタの電圧、電流特性の劣化
も少なく、高密度化が可能となる。On the other hand, when connecting the data line 18 and the wiring 16 which are respectively made of aluminum and polycrystalline silicon having different work functions, the wiring 16 is extended to above the word line 14 and its planar distance. Is made sufficiently longer than the N + type region 12, the contact hole 17 which is a contact portion between the data line 18 and the wiring 16 can have a sufficiently large area regardless of the area of the N + type region 12. As a result, the voltage and current characteristics of the MOS transistor based on the size of the contact resistance determined by the area of the contact hole are less deteriorated, and the density can be increased.
このように、第8図に示すようなパターンのROMは前記
第6図のものに比較して大幅な面積の縮小化が可能であ
る。As described above, the ROM having the pattern as shown in FIG. 8 can be significantly reduced in area as compared with the ROM shown in FIG.
ところで、さらに高密度化を進めるために第8図のROM
コンタクトホール17の面積より小さくしようとすると、
アルミニュームのグレインサイズの関係等から、第2層
目の多結晶シリコンで構成された配線16とアルミニュー
ムにより構成されたデータ18との間のコンタクト抵抗が
大きくなってしまう。これを防止するために、配線16と
データ線との間のいわゆるバリア金属等で構成すること
が考えられる。ところが、このようなバリア金属を使用
した場合にはプロセスを大幅に変更しなければならず、
製造工程が複雑化するという欠点がある。By the way, in order to further increase the density, the ROM in Fig. 8
If you try to make it smaller than the area of contact hole 17,
Due to the grain size relationship of the aluminum and the like, the contact resistance between the wiring 16 made of polycrystalline silicon of the second layer and the data 18 made of aluminum becomes large. In order to prevent this, it is conceivable to use a so-called barrier metal or the like between the wiring 16 and the data line. However, if such a barrier metal is used, the process must be changed significantly,
There is a drawback that the manufacturing process becomes complicated.
また、コンタクトサイズをほぼ一定の大きさに保ったま
まで、第8図のROMのセルをより高密度化しようとする
と、多結晶シリコンで構成された配線16どうしの分離の
ためのパターニングや配線16に対するコンタクトホール
17の形成の際の位置合せ余裕がきびしいものとなり、配
線16どうしの短絡、配線16に対するコンタクトホール17
の脱落の発生により、その後、形成されるデータ線18の
短絡、等の製造上のトラブルに対するマージンが小さく
なってしまい、歩留り低下等の問題の発生が予想され
る。Further, if the density of the ROM cell shown in FIG. 8 is increased while keeping the contact size almost constant, patterning and wiring 16 for separating the wirings 16 made of polycrystalline silicon are performed. Contact hole for
The alignment margin when forming 17 becomes severe, short circuit between wirings 16 and contact hole 17 for wiring 16
Due to the dropout, the margin for manufacturing troubles such as short-circuiting of the data line 18 to be formed thereafter becomes small, and a problem such as a decrease in yield is expected.
[発明の目的] この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
ありその目的は、メモリセルの高集積化が高歩留りで実
現できる読み出し専用半導体記憶装置およびその製造方
法を提供することにある。[Object of the Invention] The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is to provide a read-only semiconductor memory device capable of realizing high integration of memory cells with a high yield and a manufacturing method thereof. Especially.
[発明の概要] 上記目的を達成するためこの発明にあっては、一方導電
型の半導体基板上に上下を絶縁膜ではさまれるように形
成され、かつ所定方向に延長形成される共通ゲート電極
および上記半導体基板内に形成される他方導電型のソー
ス、ドレイン領域からなる複数のメモリセル用トランジ
スタと、上記共通ゲート電極の延長方向に沿って配置さ
れ、上記複数のメモリセル用トランジスタの各ドレイン
領域の表面と接触するように形成され、不純物が導入さ
れて低抵抗状態にされた複数の第1多結晶シリコン層
と、上記各第1多結晶シリコン層の相互間に配置されて
上記第1多結晶シリコン層と一体的に形成され、不純物
が導入されずに高抵抗状態にされた複数の第2多結晶シ
リコン層 とを具備した読み出し専用半導体記憶装置が提供されて
いる。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, according to the present invention, a common gate electrode is formed on one conductivity type semiconductor substrate so as to be sandwiched by insulating films and extends in a predetermined direction. A plurality of memory cell transistors formed of the other conductivity type source and drain regions formed in the semiconductor substrate, and drain regions of the plurality of memory cell transistors arranged along the extension direction of the common gate electrode. A plurality of first polycrystalline silicon layers which are formed so as to contact with the surface of the first polycrystalline silicon layer and are brought into a low resistance state by introducing impurities, and the first polycrystalline silicon layers which are arranged between the first polycrystalline silicon layers. Provided is a read-only semiconductor memory device including a plurality of second polycrystalline silicon layers formed integrally with a crystalline silicon layer and in a high resistance state without introducing impurities. It has been.
[発明の実施例] 以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。第
1a図ないし第1d図はこの発明に係る記憶装置の製造工程
を順次示す断面図である。この実施例の記憶装置はROM
であり、NチャネルMOSトランジスタをメモリセルとし
て使用している。Embodiments of the Invention Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First
1a to 1d are cross-sectional views sequentially showing manufacturing steps of the memory device according to the present invention. The storage device in this embodiment is a ROM
Therefore, the N-channel MOS transistor is used as a memory cell.
まず、第1a図に示すように、P型のシリコン半導体基板
31に選択酸化を施してフィールド絶縁膜32を形成し、素
子分離を行なう。なお、必要があれば上記フィールド絶
縁膜32を形成する前にこの部分の基板表面に反転防止用
不純物を導入し、フィールド絶縁膜32の形成時に図中破
線で示すように反転防止層を形成してもよい。次に基板
31の露出面にゲート絶縁膜33を形成する。このゲート絶
縁膜33の形成後、この上に例えばCVD法(化学的気相成
長法)により、リン(P)を含有した第1層目の多結晶
シリコン層34を4000Åないし6000Åの厚みに堆積形成す
る。なお、この第1層目の多結晶シリコン層34は最初、
不純物がドープされていない状態で形成し、その後、不
純物としてリンをドープするようにしてもよい。First, as shown in FIG. 1a, a P-type silicon semiconductor substrate
Selective oxidation is applied to 31 to form a field insulating film 32, and element isolation is performed. If necessary, before forming the field insulating film 32, an inversion preventing impurity is introduced into the substrate surface in this portion, and when forming the field insulating film 32, an inversion preventing layer is formed as shown by a broken line in the figure. May be. Then the substrate
A gate insulating film 33 is formed on the exposed surface of 31. After the gate insulating film 33 is formed, a first-layer polycrystalline silicon layer 34 containing phosphorus (P) is deposited on the gate insulating film 33 to a thickness of 4000 Å to 6000 Å by, for example, a CVD method (chemical vapor deposition method). Form. The first polycrystalline silicon layer 34 is initially
It may be formed in a state where impurities are not doped, and then phosphorus may be doped as an impurity.
次に第1b図に示すように、PEP(写真蝕刻技術)により
上記第1層目の多結晶シリコン層34をパターンニングし
て、所定方向に延長された多結晶シリコンゲート電極35
を形成する。この後、全面を酸酸化等の方法により酸化
して、上記多結晶シリコン層ゲート電極35の表面上に絶
縁膜36を形成する。次に多結晶シリコンゲート電極35お
よびフィールド酸化膜32をマスクとして用い、基板31に
N型不純物、例えばヒ素(As)をイオン注入し、N型の
ドレイン領域37およびソース領域38を自己整合的に形成
する。この後、CVD法により全面に低温酸化もしくは高
温の酸化性雰囲気中での酸化により3000Å程度の厚みの
絶縁膜39を堆積形成する。Next, as shown in FIG. 1b, the first-layer polycrystalline silicon layer 34 is patterned by PEP (photo-etching technique) to extend the polycrystalline silicon gate electrode 35 in a predetermined direction.
To form. After that, the entire surface is oxidized by a method such as acid oxidation to form an insulating film 36 on the surface of the polycrystalline silicon layer gate electrode 35. Next, using the polycrystalline silicon gate electrode 35 and the field oxide film 32 as a mask, N-type impurities such as arsenic (As) are ion-implanted into the substrate 31, and the N-type drain region 37 and the source region 38 are self-aligned. Form. After that, an insulating film 39 having a thickness of about 3000 Å is deposited and formed on the entire surface by the CVD method by low temperature oxidation or oxidation in a high temperature oxidizing atmosphere.
次に第1c図に示すように、PEP技術により上記絶縁膜36
と39に対し、上記ドレイン領域37の表面に通じるコンタ
クトホール40を開口する。この後、不純物がドープされ
ておらず、導電率が低く高抵抗状態の第2番目の多結晶
シリコン層をCVD法により全面に堆積形成する。そして
次に、この多結晶シリコン層をPEP技術によりパターン
ニングして、上記多結晶シリコンゲート電極35の延長方
法と並行な方向に延長され、しかも上記ドレイン領域37
の近傍のみに残されるような形状とする。次に全面にフ
ォトレジスト膜(図示せず)を塗布形成し、これにPEP
技術によるパターニングを施して上記第2番目の多結晶
シリコン層のコンタクトパッドとなるべき部分に対応し
た位置に窓(図示せず)を開口する。そして、このよう
にしてパターニングされたフォトレジスト膜をマスクと
して用いて、第2番目の多結晶シリコン層にリンもしく
はヒ素のイオン注入を選択的に行なう。このとき、上記
各ドレイン領域37の表面と接触している多結晶シリコン
層の部分には、リンもしくはヒ素の不純物が導入されて
低抵抗化された多結晶シリコン層41が形成される。そし
てこの低抵抗化された多結晶シリコン層41は、不純物が
導入されず元の高抵抗状態のままにされた多結晶シリコ
ン層42によりストライプ状に分離された状態にされる。Next, as shown in FIG. 1c, the insulating film 36 is formed by the PEP technique.
And 39, a contact hole 40 communicating with the surface of the drain region 37 is opened. After that, a second polycrystalline silicon layer which is not doped with impurities and has a low conductivity and a high resistance state is deposited and formed on the entire surface by the CVD method. Then, this polycrystalline silicon layer is patterned by the PEP technique so as to be extended in a direction parallel to the extension method of the polycrystalline silicon gate electrode 35, and the drain region 37
The shape is left only in the vicinity of. Next, a photoresist film (not shown) is applied and formed on the entire surface, and PEP is applied to this.
By patterning by a technique, a window (not shown) is opened at a position corresponding to a portion to be a contact pad of the second polycrystalline silicon layer. Then, using the photoresist film thus patterned as a mask, phosphorus or arsenic ions are selectively implanted into the second polycrystalline silicon layer. At this time, in the portion of the polycrystalline silicon layer that is in contact with the surface of each of the drain regions 37, a polycrystalline silicon layer 41 having a low resistance is formed by introducing impurities of phosphorus or arsenic. Then, the low-resistance polycrystalline silicon layer 41 is separated into stripes by the polycrystalline silicon layer 42 in which impurities are not introduced and which remains in the original high-resistance state.
次に第1d図に示すように、CVD法により全面に10000Å程
度の厚みの低温酸化膜43を堆積形成し、低抵抗化された
多結晶シリコン層41の表面に通じるコンタクトホール44
を書き込みデータに応じて選択的に開口する。次に、例
えば真空蒸着法等によりアルミニューム層45を堆積形成
し、さらにこのアルミニューム層45を堆積形成し、さら
にこのアルミニューム層45にPEP技術により所定のパタ
ーニングを施す(第1d図に破線で示す)。この後は全面
に図示しない表面保護膜を被覆形成してROMのメモリセ
ル部分が完成される。Next, as shown in FIG. 1d, a low-temperature oxide film 43 having a thickness of about 10000Å is deposited and formed on the entire surface by a CVD method, and a contact hole 44 reaching the surface of the low-resistance polycrystalline silicon layer 41 is formed.
Are selectively opened according to write data. Next, an aluminum layer 45 is deposited and formed by, for example, a vacuum vapor deposition method, the aluminum layer 45 is further deposited and formed, and the aluminum layer 45 is subjected to a predetermined patterning by the PEP technique (see a dashed line in FIG. 1d). ). After that, a surface protection film (not shown) is formed on the entire surface to complete the memory cell portion of the ROM.
このような工程で製造されるROMのメモリセル部分のパ
ターン平面図を第2図に示す。第2図において多結晶シ
リコンゲート電極35は複数のセルのワード線として使用
され、アルミニューム層45はデータ線として使用され
る。そして破線で囲こんだ領域が一つのメモリセルとな
る。そして、データ線となるアルミニューム層45はコン
タクトホール44が開口されているセルのみで、低抵抗化
された多結晶シリコン層41を介してドレイン領域37と接
続されている。FIG. 2 shows a pattern plan view of the memory cell portion of the ROM manufactured by such a process. In FIG. 2, the polycrystalline silicon gate electrode 35 is used as a word line for a plurality of cells, and the aluminum layer 45 is used as a data line. The area surrounded by the broken line becomes one memory cell. The aluminum layer 45 serving as the data line is only the cell in which the contact hole 44 is opened, and is connected to the drain region 37 via the low resistance polycrystalline silicon layer 41.
ここで、この実施例のROMにおいて、第1b図のようにパ
ターングされた後の第2番目の多結晶シリコン層41,42
の平面形状と、前記第9図に示す従来のものの第2番目
の多結晶シリコン層16との違いを第3図および第4図の
断面図で説明する。第3図は従来のものの断面図であ
り、第2層目の各多結晶シリコン層16はそれぞれ物理的
に分離、独立されたストライプ状パターンにされてい
る。これに対し、上記実施例による第4図の場合には、
コンタクトバッドとなるべき低抵抗化された多結晶シリ
コン層41は物理的には分離されておらず、元の高抵抗状
態の多結晶シリコン層を部分的に低抵抗化することによ
り電気的に互いに分離されている。Here, in the ROM of this embodiment, the second polycrystalline silicon layers 41 and 42 after being patterned as shown in FIG. 1b.
The difference between the two-dimensional shape and the conventional second polycrystalline silicon layer 16 shown in FIG. 9 will be described with reference to the sectional views of FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional one, in which each of the second-layer polycrystalline silicon layers 16 is formed into a striped pattern which is physically separated and independent. On the other hand, in the case of FIG. 4 according to the above embodiment,
The low-resistance polycrystalline silicon layer 41 to be a contact pad is not physically separated, and the original high-resistance polycrystalline silicon layer is partially reduced in resistance to electrically connect to each other. It is separated.
このため、さらにセルの微細化が進み高密度化が進めら
れたような場合に、抵抗変化された多結晶シリコン層41
に対して前記コンタクトホール44を形成する際に位置ず
れが生じたとしても、このコンタクトホール44は高抵抗
状態の多結晶シリコン層42の上にずれ込むだけである。
このため、実質的にコンタクトホールの脱落が生じなく
なり、またこの後に形成されるアルミニューム層45が上
記コンタクトホール44を通じて高抵抗状態の多結晶シリ
コン層42の一部に接触しても何等不都合は生じない。こ
のため、多結晶シリコンゲート電極35との間の短絡も発
生せず、第2層目の多結晶シリコン層のセル毎のパター
ニングも必要ない。従来の装置では、第2層目の多結晶
シリコン層16を分離するためのパターニングによってセ
ルサイズが決定されていたが、上記実施例装置ではアル
ミニューム層45の間隔によりセルサイズが決定される。
このため、第8図の従来装置に比較してセル面積は約70
%程度縮小化することができる。Therefore, when the cell is further miniaturized and the density is further increased, the resistance-changed polycrystalline silicon layer 41 is used.
On the other hand, even if a displacement occurs when the contact hole 44 is formed, the contact hole 44 only shifts onto the polycrystalline silicon layer 42 in the high resistance state.
Therefore, the contact hole does not substantially fall off, and even if the aluminum layer 45 formed thereafter contacts a part of the polycrystalline silicon layer 42 in the high resistance state through the contact hole 44, there is no inconvenience. Does not happen. Therefore, a short circuit with the polycrystalline silicon gate electrode 35 does not occur, and patterning of the second-layer polycrystalline silicon layer for each cell is not necessary. In the conventional device, the cell size is determined by the patterning for separating the second-layer polycrystalline silicon layer 16, but in the device of the above embodiment, the cell size is determined by the interval between the aluminum layers 45.
For this reason, the cell area is about 70 compared to the conventional device in FIG.
It can be reduced by about%.
このように上記実施例装置はコンタクトずれに基づく歩
留り低下を防止することができし、しかも高密度化を達
成することができる。As described above, the device of the above-described embodiment can prevent the yield decrease due to the contact shift, and can achieve the high density.
第5a図および第5b図はこの発明の他の実施例による工程
を示す断面図である。上記実施例の方法では第2層目の
多結晶シリコン層を高抵抗の部分と低抵抗の部分と分離
する場合に、まず、多結晶シリコン層のパターニングを
行なった後に不純物を導入して部分的に低抵抗化する場
合を説明したが、この実施例の方法では、まず第5a図に
示すように不純物を選択的に導入して低抵抗化された多
結晶シリコン層41と高抵抗状態の多結晶シリコン層42を
形成した後、第5b図に示すようにパターニングを行なう
ようにしたものである。5a and 5b are sectional views showing steps according to another embodiment of the present invention. In the method of the above embodiment, when the second-layer polycrystalline silicon layer is separated into a high resistance portion and a low resistance portion, first, the polycrystalline silicon layer is patterned and then impurities are introduced to partially In the method of this embodiment, as shown in FIG. 5a, first, impurities are selectively introduced to reduce the resistance of the polycrystalline silicon layer 41 and the high resistance state of the polycrystalline silicon layer 41. After forming the crystalline silicon layer 42, patterning is performed as shown in FIG. 5b.
[発明の効果] 以上説明したようにこの発明によれば、メモリセルの高
集積化が高歩留りで実現できる読み出し専用半導体記憶
装置およびその製造方法を提供することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to provide a read-only semiconductor memory device capable of realizing high integration of memory cells with a high yield and a manufacturing method thereof.
第1図はこの発明の一実施例に係る記憶装置を製造する
際の製造工程を順次示す断面図、第2図は上記工程で製
造された装置のパターン平面図、第3図は第4図はそれ
ぞれ上記実施例装置を説明するための断面図、第5図は
この発明の他の実施例による製造工程を示す断面図、第
6図は従来のROMのメモリセル部分を構成を示すパター
ン平面図、第7図は第6図のROMの等価回路図、第8図
はさらに従来のROMのパターン平面図、第9図は第8図
のROMの断面図である。 31…P型のシリコン半導体基板、32…フィールド絶縁
膜、33…ゲート絶縁膜、34…第1層目の多結晶シリコン
層、35…多結晶シリコンゲート電極、36…絶縁膜、37…
ドレイン領域、38…ソース領域、39…絶縁膜、40…コン
タクトホール、41…低抵抗化された第2番目の多結晶シ
リコン層、42…高抵抗状態の第2番目の多結晶シリコン
層、43…低温酸化膜、44…コンタクトホール、45…アル
ミニューム層。FIG. 1 is a sectional view sequentially showing the manufacturing process for manufacturing a memory device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a pattern plan view of the device manufactured by the above process, and FIG. FIG. 5 is a sectional view for explaining the device of the above embodiment, FIG. 5 is a sectional view showing a manufacturing process according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a pattern plane showing a structure of a memory cell portion of a conventional ROM. FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of the ROM of FIG. 6, FIG. 8 is a pattern plan view of a conventional ROM, and FIG. 9 is a sectional view of the ROM of FIG. 31 ... P-type silicon semiconductor substrate, 32 ... Field insulating film, 33 ... Gate insulating film, 34 ... First-layer polycrystalline silicon layer, 35 ... Polycrystalline silicon gate electrode, 36 ... Insulating film, 37 ...
Drain region, 38 ... Source region, 39 ... Insulating film, 40 ... Contact hole, 41 ... Second polycrystalline silicon layer having low resistance, 42 ... Second polycrystalline silicon layer in high resistance state, 43 … Low temperature oxide film, 44… Contact hole, 45… Aluminum layer.
Claims (2)
ではさまれるように形成され、かつ所定方向に延長形成
される共通ゲート電極および上記半導体基体内に形成さ
れる他方導電型のソース、ドレイン領域からなる複数の
メモリセル用トランジスタと、 上記共通ゲート電極の延長方向に沿って配置され、上記
複数のメモリセル用トランジスタの各ドレイン領域の表
面と接触するように形成され、不純物が導入されて低抵
抗状態にされた複数の第1多結晶シリコン層と、 上記各第1多結晶シリコン層の相互間に配置されて上記
第1多結晶シリコン層と一体的に形成され、不純物が導
入されずに高抵抗状態にされた複数の第2多結晶シリコ
ン層 とを具備したことを特徴とする読み出し専用半導体記憶
装置。1. A common gate electrode which is formed on a semiconductor substrate of one conductivity type so as to be sandwiched by insulating films and extends in a predetermined direction, and a source of the other conductivity type formed in the semiconductor substrate. A plurality of memory cell transistors each having a drain region, and arranged along the extension direction of the common gate electrode, formed so as to contact the surface of each drain region of the plurality of memory cell transistors, and having impurities introduced therein. And a plurality of first polycrystalline silicon layers which are brought into a low resistance state and are formed between the first polycrystalline silicon layers and are integrally formed with the first polycrystalline silicon layer, and impurities are introduced. A read-only semiconductor memory device comprising: a plurality of second polycrystalline silicon layers which are not brought into a high resistance state.
ではさまれるように三層構造の共通ゲート電極を所定方
向に延長して形成する工程と、 上記共通ゲート電極をマクスとして用いて他方導電型の
不純物を上記半導体基体に導入することにより他方導電
型のソース、ドレイン領域を形成する工程と、 全面に絶縁膜を堆積する工程と、 上記絶縁膜に対し上記ドレイン領域の表面に通じる孔を
開口する工程と、 高抵抗状態の多結晶シリコン層を全面に堆積し、この多
結晶シリコン層を上記ドレイン領域の近傍のみに、上記
共通ゲート電極の延長方向に沿ってストライプ状に残す
工程と、 一部が上記各ドレイン領域の表面と接触する上記多結晶
シリコン層の領域に選択的に不純物を導入して低抵抗化
とすると共に不純物が導入されなかった部分は高抵抗状
態のまま残すことにより、低抵抗化された部分の多結晶
シリコン層を高抵抗状態の部分の多結晶シリコン層で互
いに分離する工程 とを具備したことを特徴とする読み出し専用半導体記憶
装置の製造方法。2. A step of forming a common gate electrode having a three-layer structure extending in a predetermined direction so as to be sandwiched between insulating films on a conductive type semiconductor substrate, and using the common gate electrode as a mask. A step of forming a source / drain region of the other conductivity type by introducing an impurity of the other conductivity type into the semiconductor substrate, a step of depositing an insulating film on the entire surface, and a step of communicating the surface of the drain region with respect to the insulating film A step of forming holes and a step of depositing a high-resistance polycrystalline silicon layer on the entire surface and leaving the polycrystalline silicon layer only in the vicinity of the drain region in a stripe shape along the extension direction of the common gate electrode. And a part where impurities are not introduced by selectively introducing impurities into the regions of the polycrystalline silicon layer that are in contact with the surfaces of the drain regions. Is left in the high resistance state so that the polycrystalline silicon layer in the low resistance portion is separated from the polycrystalline silicon layer in the high resistance state portion. Device manufacturing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17967285A JPH06105778B2 (en) | 1985-08-15 | 1985-08-15 | Read-only semiconductor memory device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17967285A JPH06105778B2 (en) | 1985-08-15 | 1985-08-15 | Read-only semiconductor memory device and manufacturing method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6240762A JPS6240762A (en) | 1987-02-21 |
| JPH06105778B2 true JPH06105778B2 (en) | 1994-12-21 |
Family
ID=16069853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17967285A Expired - Lifetime JPH06105778B2 (en) | 1985-08-15 | 1985-08-15 | Read-only semiconductor memory device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06105778B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0224563U (en) * | 1988-08-01 | 1990-02-19 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59155126A (en) * | 1983-02-23 | 1984-09-04 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JPS59201461A (en) * | 1983-04-28 | 1984-11-15 | Toshiba Corp | Read only semiconductor memory device and manufacture thereof |
-
1985
- 1985-08-15 JP JP17967285A patent/JPH06105778B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6240762A (en) | 1987-02-21 |
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