JP2581415B2 - 半導体記憶装置の製造方法 - Google Patents
半導体記憶装置の製造方法Info
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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
- Semiconductor Memories (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】半導体記憶装置の製造方法に関
し、特にパンチスルーを防止できる半導体記憶装置の製
造方法に関する。
し、特にパンチスルーを防止できる半導体記憶装置の製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より読出し専用記憶装置は市場から
短納期を要求される傾向が強く、これに対応する為、デ
ータ書き込み工程をできるだけ後工程に設定することが
必要である。NAND型読み出し専用記憶装置では、特
定のメモリセルトランジスタのチャネル領域に不純物を
導入する工程をゲート電極形成後に設けるのが一般的で
ある。図5、図6に従来のNAND型読み出し専用半導
体記憶装置のデータ書き込み工程までを示す。P型半導
体基板101上にNウェル領域102P、ウェル領域1
03を形成し、選択酸化法によりフィールド絶縁膜10
4を形成し、フォトレジスト106をマスクにして周辺
N−chトランジスタのしきい値コントロールの為に例
えばボロンを30keV2.0E12cm-2程度で導入
し、P型注入層107を形成し、同様にフォトレジスト
108をマスクにして周辺P−chトランジスタのしき
い値コントロールの為に例えばボロンを30keV2.
0E12cm-2程度で導入する。
短納期を要求される傾向が強く、これに対応する為、デ
ータ書き込み工程をできるだけ後工程に設定することが
必要である。NAND型読み出し専用記憶装置では、特
定のメモリセルトランジスタのチャネル領域に不純物を
導入する工程をゲート電極形成後に設けるのが一般的で
ある。図5、図6に従来のNAND型読み出し専用半導
体記憶装置のデータ書き込み工程までを示す。P型半導
体基板101上にNウェル領域102P、ウェル領域1
03を形成し、選択酸化法によりフィールド絶縁膜10
4を形成し、フォトレジスト106をマスクにして周辺
N−chトランジスタのしきい値コントロールの為に例
えばボロンを30keV2.0E12cm-2程度で導入
し、P型注入層107を形成し、同様にフォトレジスト
108をマスクにして周辺P−chトランジスタのしき
い値コントロールの為に例えばボロンを30keV2.
0E12cm-2程度で導入する。
【0003】熱酸化によりゲート絶縁膜105を形成
し、ゲート電極110を0.3μm程度の厚さで形成
後、N型不純物、例えばヒ素を周辺N−ch部とメモリ
セル部に選択的に70keV3.0×1015cm-2程度で
導入し、ソース・ドレイン拡散層111を形成し、続い
てP型不純物、例えばボロンを周辺P−ch部に選択的
に70keV5.0×1015程度導入し、ソース・ドレ
イン拡散層112を形成する。またデータ書き込みには
フォトレジスト113をマスクに、ゲート電極(110
−1,110−3,110−5)から成る特定のメモリ
セル部上からデータ書き込みを行なう。データの書き込
みにはN型不純物例えばリンを360keV5.0×1
013cm-2程度で導入し、P型注入層109を形成する。
し、ゲート電極110を0.3μm程度の厚さで形成
後、N型不純物、例えばヒ素を周辺N−ch部とメモリ
セル部に選択的に70keV3.0×1015cm-2程度で
導入し、ソース・ドレイン拡散層111を形成し、続い
てP型不純物、例えばボロンを周辺P−ch部に選択的
に70keV5.0×1015程度導入し、ソース・ドレ
イン拡散層112を形成する。またデータ書き込みには
フォトレジスト113をマスクに、ゲート電極(110
−1,110−3,110−5)から成る特定のメモリ
セル部上からデータ書き込みを行なう。データの書き込
みにはN型不純物例えばリンを360keV5.0×1
013cm-2程度で導入し、P型注入層109を形成する。
【0004】次に図7に示すようにデータの書き込まれ
た電極(110−1及び110−3)を有するメモリセ
ルのコードN型注入層114によりN型不純物がイオン
注入後、層間膜115形成後の熱工程の影響により拡散
し、ゲート電極110−2から成る非書き込みメモリセ
ルでパンチスルー現象が発生し誤読み出しを起こしやす
くなる。これに関する類似の技術である特開昭59−1
21877号には、MIS型トランジスタの製造方法が
記載されているが、データの書き込み工程において、フ
ォトレジストを用い、パンチスルー防止用のイオン注入
を行うものではない。
た電極(110−1及び110−3)を有するメモリセ
ルのコードN型注入層114によりN型不純物がイオン
注入後、層間膜115形成後の熱工程の影響により拡散
し、ゲート電極110−2から成る非書き込みメモリセ
ルでパンチスルー現象が発生し誤読み出しを起こしやす
くなる。これに関する類似の技術である特開昭59−1
21877号には、MIS型トランジスタの製造方法が
記載されているが、データの書き込み工程において、フ
ォトレジストを用い、パンチスルー防止用のイオン注入
を行うものではない。
【0005】
(1) 前述したようにデータの書き込まれたゲート電
極(110−1及び110−3)から成るメモリセルよ
りコードN型注入層114のN型不純物が層間膜115
を形成してからの熱工程の影響により拡散する、またゲ
ート電極110−2から成る非書き込みメモリセルでパ
ンチスルー現象が発生し、誤読み出しを起こしやすくな
る。 (2) 周辺N−ch、周辺P−chのしきい値コント
ロールの為のP型注入層(107,109)はそれぞ
れ、別々のフォトレジスト(106,108)を用いて
導入していた。したがって、読出し専用半導体記憶装置
は市場から短納期を要求される傾向から考えると工程数
が多いのは不向きである。
極(110−1及び110−3)から成るメモリセルよ
りコードN型注入層114のN型不純物が層間膜115
を形成してからの熱工程の影響により拡散する、またゲ
ート電極110−2から成る非書き込みメモリセルでパ
ンチスルー現象が発生し、誤読み出しを起こしやすくな
る。 (2) 周辺N−ch、周辺P−chのしきい値コント
ロールの為のP型注入層(107,109)はそれぞ
れ、別々のフォトレジスト(106,108)を用いて
導入していた。したがって、読出し専用半導体記憶装置
は市場から短納期を要求される傾向から考えると工程数
が多いのは不向きである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためのもので、データの書き込み工程においてフ
ォトレジストをマスクにして、特定のメモリセルトラン
ジスタのチャネル領域に基板と逆導電型不純物イオンを
導入する工程と、前記フォトレジストの存在するメモリ
トランジスタのチャネル領域と周辺N−ch,P−ch
トランジスタのチャネル領域に基板と同一導電型不純物
イオンを導入する工程とから成るものである。
決するためのもので、データの書き込み工程においてフ
ォトレジストをマスクにして、特定のメモリセルトラン
ジスタのチャネル領域に基板と逆導電型不純物イオンを
導入する工程と、前記フォトレジストの存在するメモリ
トランジスタのチャネル領域と周辺N−ch,P−ch
トランジスタのチャネル領域に基板と同一導電型不純物
イオンを導入する工程とから成るものである。
【0007】
【作用】本発明においては、データの書き込み工程にお
いてフォトレジストをマスクにデータを書き込み、コー
ドN型不純物層を形成後、同一のフォトレジストでP型
不純物層を作ることにより、メモリセル部の非書き込み
トランジスタ防止とパンチスルー防止が可能となり、さ
らに周辺N−chトランジスタと周辺P−chトランジ
スタのしきい値のコントロールも可能となるというもの
である。
いてフォトレジストをマスクにデータを書き込み、コー
ドN型不純物層を形成後、同一のフォトレジストでP型
不純物層を作ることにより、メモリセル部の非書き込み
トランジスタ防止とパンチスルー防止が可能となり、さ
らに周辺N−chトランジスタと周辺P−chトランジ
スタのしきい値のコントロールも可能となるというもの
である。
【0008】
〔実施例1〕図1、図2を用いて本発明の実施例1につ
いて説明する。図1(a)に示すようにP型半導体基板
1上にイオン注入法によりNウェル領域2、Pウェル領
域3を形成し、選択酸化法によりフィールド絶縁膜4を
形成後、熱酸化によりゲート絶縁膜5を形成する。引き
続きゲート電極6を0.3μm程度の厚さが形成後、n
型不純物、例えばヒ素を周辺N−ch部とメモリセル部
に選択的に70keV、3.0×1015cm-2程度導入
し、ソース・ドレイン拡散層7を形成し、続いてP型不
純物、例えばボロンを周辺P−ch部に選択的に70k
eV5.0×1015cm-2程度導入し、ソース・ドレイン
拡散層8を形成する。次に図1(b)に示すようにフォ
トレジスト9をマスクにデータの書き込みのため、ゲー
ト電極(6−1,6−3,6−5)から成る特定のメモ
リセル(選択メモリセルトランジスタ)部上からデータ
の書き込みを行なう。データの書き込みにはN型不純
物、例えばリンを360keV、5.0×1013cm-2程
度で導入し、コードN型注入層10を形成する。
いて説明する。図1(a)に示すようにP型半導体基板
1上にイオン注入法によりNウェル領域2、Pウェル領
域3を形成し、選択酸化法によりフィールド絶縁膜4を
形成後、熱酸化によりゲート絶縁膜5を形成する。引き
続きゲート電極6を0.3μm程度の厚さが形成後、n
型不純物、例えばヒ素を周辺N−ch部とメモリセル部
に選択的に70keV、3.0×1015cm-2程度導入
し、ソース・ドレイン拡散層7を形成し、続いてP型不
純物、例えばボロンを周辺P−ch部に選択的に70k
eV5.0×1015cm-2程度導入し、ソース・ドレイン
拡散層8を形成する。次に図1(b)に示すようにフォ
トレジスト9をマスクにデータの書き込みのため、ゲー
ト電極(6−1,6−3,6−5)から成る特定のメモ
リセル(選択メモリセルトランジスタ)部上からデータ
の書き込みを行なう。データの書き込みにはN型不純
物、例えばリンを360keV、5.0×1013cm-2程
度で導入し、コードN型注入層10を形成する。
【0009】次に図1(c)に示すようにN型不純物注
入によりデータの書き込みの行なわれなかったメモリセ
ル(非選択メモリセルトランジスタ)のチャネル領域と
周辺N−ch,P−ch部のチャネル領域にP型注入層
11を形成する。P型注入層11の形成にはホウ素イオ
ンを(1×1013cm-2)を用い、このときフォトレジス
ト9、ゲート電極(6−2,6−4)及びゲート絶縁膜
5を透過する程度の深さ1.4μm程度を満足させるた
めのエネルギー(800keV程度)を選択する。また
N型不純物注入によりテータの書き込みの行なわれたメ
モリセルトランジスタのゲート電極(6−1,6−3,
6−5)直下では基板深くにP型注入層11が形成され
るためトランジスタ特性に何ら影響を与えない。
入によりデータの書き込みの行なわれなかったメモリセ
ル(非選択メモリセルトランジスタ)のチャネル領域と
周辺N−ch,P−ch部のチャネル領域にP型注入層
11を形成する。P型注入層11の形成にはホウ素イオ
ンを(1×1013cm-2)を用い、このときフォトレジス
ト9、ゲート電極(6−2,6−4)及びゲート絶縁膜
5を透過する程度の深さ1.4μm程度を満足させるた
めのエネルギー(800keV程度)を選択する。また
N型不純物注入によりテータの書き込みの行なわれたメ
モリセルトランジスタのゲート電極(6−1,6−3,
6−5)直下では基板深くにP型注入層11が形成され
るためトランジスタ特性に何ら影響を与えない。
【0010】次に図2(d)に示すように層間膜12を
CVD法で被着したのち熱処理を施してリフローを行な
う。リフロー条件は900℃の窒素雰囲気中で30分程
度である。この熱処理により、データの書き込みに用い
たN型不純物であるリンが熱拡散し、非選択メモリセル
トランジスタのチャネル領域まで広がり、パンチスルー
性を強める。しかしながら非選択メモリセルトランジス
タのチャネル領域に形成したP型注入層が、図3に示す
ようにパンチスルー特性の改善効果を示すため、メモリ
セルのデータは破壊されずにすむ。即ち、図3に、本発
明のパンチスルー特性改善図が示されており、これに
は、横軸がドレイン電圧(V)、縦軸がドレイン電流
(μA)でゲート電圧をDVとした時のドレイン電流・
電圧特性は、ホウ素注入なしのときは非選択トランジス
タのソース・ドレイン間耐圧はパンチスルー耐圧である
のに対し ホウ素800KeV 1×1013cm-2 のと
きは、非選択トランジスタのソース・ドレイン間耐圧は
PN接合耐圧である。
CVD法で被着したのち熱処理を施してリフローを行な
う。リフロー条件は900℃の窒素雰囲気中で30分程
度である。この熱処理により、データの書き込みに用い
たN型不純物であるリンが熱拡散し、非選択メモリセル
トランジスタのチャネル領域まで広がり、パンチスルー
性を強める。しかしながら非選択メモリセルトランジス
タのチャネル領域に形成したP型注入層が、図3に示す
ようにパンチスルー特性の改善効果を示すため、メモリ
セルのデータは破壊されずにすむ。即ち、図3に、本発
明のパンチスルー特性改善図が示されており、これに
は、横軸がドレイン電圧(V)、縦軸がドレイン電流
(μA)でゲート電圧をDVとした時のドレイン電流・
電圧特性は、ホウ素注入なしのときは非選択トランジス
タのソース・ドレイン間耐圧はパンチスルー耐圧である
のに対し ホウ素800KeV 1×1013cm-2 のと
きは、非選択トランジスタのソース・ドレイン間耐圧は
PN接合耐圧である。
【0011】〔実施例2〕図4は、本発明の第2の実施
例を説明するための断面図である。層間膜12をCVD
法で約8000オングストローム被着した後、処理を施
してリフローを行なう。リフロー条件は900℃の窒素
雰囲気中で30分程度で行ない、そしてコンタクト穴を
形成した後コンタクト穴部分にコンタクトN型注入層1
3、コンタクトP型注入層14を形成する。引き続き第
1の実施例と同様に図4(a)(b)に示したようにフ
ォトレジスト9をマスクに、特定のゲート電極6から成
るメモリセル部上からデータの書き込みを行なう。デー
タの書き込みには層間膜12、ゲート電極(6−1,6
−3,6−5)及びゲート絶縁膜5を透過する程度の深
さ1μm程度を満足させる為のエネルギー(1MeV程
度)でリンを、5.0E13cm-3程度で導入し、コード
注入層10を形成する。次に、その上からP型不純物、
例えばボロンを2MeV1.0E13cm-2程度で導入
し、P型不純物層9を形成する。これにより、層間膜ス
ルーでデータの書き込みと、非書き込みのパンチスルー
防止が出来、TAT短縮と高集積化が可能となる。
例を説明するための断面図である。層間膜12をCVD
法で約8000オングストローム被着した後、処理を施
してリフローを行なう。リフロー条件は900℃の窒素
雰囲気中で30分程度で行ない、そしてコンタクト穴を
形成した後コンタクト穴部分にコンタクトN型注入層1
3、コンタクトP型注入層14を形成する。引き続き第
1の実施例と同様に図4(a)(b)に示したようにフ
ォトレジスト9をマスクに、特定のゲート電極6から成
るメモリセル部上からデータの書き込みを行なう。デー
タの書き込みには層間膜12、ゲート電極(6−1,6
−3,6−5)及びゲート絶縁膜5を透過する程度の深
さ1μm程度を満足させる為のエネルギー(1MeV程
度)でリンを、5.0E13cm-3程度で導入し、コード
注入層10を形成する。次に、その上からP型不純物、
例えばボロンを2MeV1.0E13cm-2程度で導入
し、P型不純物層9を形成する。これにより、層間膜ス
ルーでデータの書き込みと、非書き込みのパンチスルー
防止が出来、TAT短縮と高集積化が可能となる。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
データの書き込み工程においてフォトレジストをマスク
にデータを書き込み、コードN型不純物層を形成後、同
一のフォトレジストでP型不純物層を作ることにより、
メモリセル部の非書き込みトランジスタ防止とパンチス
ルー防止が可能となり、さらに周辺N−chトランジス
タと周辺P−chトランジスタのしきい値のコントロー
ルも可能となるものである。そして、コードN型注入層
のN型不純物が層間膜を形成してからの熱工程の影響に
より拡散することがなく、またゲート電極から成る非書
き込みメモリセルでパンチスルー現象が発生することが
なく、誤読み出しを起こすこともない。また、読出し専
用半導体記憶装置は市場から短納期を要求される傾向に
あり、工程数がすくないので、その要求に応じることが
できるという効果を奏するものである。
データの書き込み工程においてフォトレジストをマスク
にデータを書き込み、コードN型不純物層を形成後、同
一のフォトレジストでP型不純物層を作ることにより、
メモリセル部の非書き込みトランジスタ防止とパンチス
ルー防止が可能となり、さらに周辺N−chトランジス
タと周辺P−chトランジスタのしきい値のコントロー
ルも可能となるものである。そして、コードN型注入層
のN型不純物が層間膜を形成してからの熱工程の影響に
より拡散することがなく、またゲート電極から成る非書
き込みメモリセルでパンチスルー現象が発生することが
なく、誤読み出しを起こすこともない。また、読出し専
用半導体記憶装置は市場から短納期を要求される傾向に
あり、工程数がすくないので、その要求に応じることが
できるという効果を奏するものである。
【図1】本発明の第1の実施例による半導体記憶装置の
製造工程(a)(b)(c)の断面図
製造工程(a)(b)(c)の断面図
【図2】本発明の第1の実施例による半導体記憶装置の
製造工程[図1]に続く(d)の断面図
製造工程[図1]に続く(d)の断面図
【図3】本発明のパンチスルー特性改善図
【図4】本発明の第2の実施例による半導体記憶装置の
製造工程断面図
製造工程断面図
【図5】従来の半導体記憶装置の製造工程(a)(b)
(c)の断面図
(c)の断面図
【図6】従来の半導体記憶装置の製造工程[図5]に続
く(d)(e)の断面図
く(d)(e)の断面図
【図7】従来の半導体記憶装置の断面図
1,101 P型半導体基板 2,102 Nウェル 3,103 Pウェル 4,104 フィールド絶縁膜 5,105 ゲート絶縁膜 6,110 ゲート電極 7,8,111,112 ソース・ドレイン拡散層 9,106,108,113 フォトレジスト 10,114 コードN型注入層 11 P型注入層 12,115 層間膜
Claims (2)
- 【請求項1】半導体記憶装置のデータの書き込み工程に
おいて、フォトレジストを選択的に開孔した特定のメモ
リセルトランジスタのチャネル領域に基板と逆導電型不
純物イオンを導入する工程と、前記フォトレジストの存
在するメモリセルトランジスタのチャネル領域に基板と
同一導電型不純物イオンを導入する工程を具備すること
を特徴とする半導体記憶装置の製造方法。 - 【請求項2】半導体記憶装置のデータの書き込み工程に
おいて、フォトレジストを選択的に開孔した特定のメモ
リセルトランジスタのチャネル領域に基板と逆導電型不
純物イオンを導入する工程と、前記フォトレジストの存
在するメモリセルトランジスタのチャネル領域及び周辺
のN−ch,Pchトランジスタのチャネル領域に基板
と同一導電型不純物イオンを導入する工程を具備するこ
とを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5277883A JP2581415B2 (ja) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | 半導体記憶装置の製造方法 |
US08/319,099 US5470774A (en) | 1993-10-08 | 1994-10-06 | Fabrication method of a read-only semiconductor memory device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5277883A JP2581415B2 (ja) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | 半導体記憶装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07111291A JPH07111291A (ja) | 1995-04-25 |
JP2581415B2 true JP2581415B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=17589623
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5277883A Expired - Fee Related JP2581415B2 (ja) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | 半導体記憶装置の製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
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