JPH09232449A - Mask ROM - Google Patents
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- JPH09232449A JPH09232449A JP8036702A JP3670296A JPH09232449A JP H09232449 A JPH09232449 A JP H09232449A JP 8036702 A JP8036702 A JP 8036702A JP 3670296 A JP3670296 A JP 3670296A JP H09232449 A JPH09232449 A JP H09232449A
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- memory cell
- cell transistor
- mask rom
- threshold voltage
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高集積化を容易に実現できる多値マスクROM
を実現する。
【解決手段】メモリセルトランジスタがマトリクス状に
配置され、少なくとも3値以上のデータを記憶するマス
クROMであって、各メモリセルトランジスタのチャネ
ル領域に対して、記憶データ値に応じて相違させた少な
くとも3種類の濃度のうちの、記憶すべきデータ値に応
じた濃度の不純物がそれぞれ注入され、各メモリセルト
ランジスタのしきい値電圧が設定されている。具体的に
は、しきい値電圧を低く設定するメモリセルトランジス
タには、イオン注入量を少なく、しきい値電圧を高く設
定するメモリセルトランジスタには、イオン注入量を多
く設定する。
(57) [Abstract] [PROBLEMS] Multi-valued mask ROM capable of easily realizing high integration.
To realize. Kind Code: A1 A mask ROM in which memory cell transistors are arranged in a matrix and stores data of at least three values or more, and at least a channel region of each memory cell transistor is made different according to a stored data value. Of the three types of concentrations, impurities having a concentration corresponding to the data value to be stored are respectively injected, and the threshold voltage of each memory cell transistor is set. Specifically, a memory cell transistor having a low threshold voltage has a small ion implantation amount, and a memory cell transistor having a high threshold voltage has a large ion implantation amount.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも3値以
上のデータを記憶するマスクROMに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mask ROM that stores at least three-valued data.
【0002】[0002]
【従来の技術】マイクロコントローラ等に搭載されるマ
スクROMでは、顧客からのプログラム用のデータ内容
が、その製造工程の前工程(ウエハ工程)の途中でRO
M内にプログラムされる。2. Description of the Related Art In a mask ROM mounted on a microcontroller or the like, data contents for a program from a customer are stored in a RO during a pre-process (wafer process) of the manufacturing process.
Program in M.
【0003】マスクROMに対してプログラム用データ
の書き込みを行う方式としては、イオン注入方式が良く
知られている。イオン注入方式は、メモリセル用トラン
ジスタのゲート電極下の活性領域(チャネル領域)にイ
オン注入を選択的に行い、そのメモリセルトランジスタ
のしきい値電圧を変えることで、データの書き込みを行
う方式である。An ion implantation method is well known as a method for writing program data to a mask ROM. The ion implantation method is a method in which data is written by selectively performing ion implantation in the active region (channel region) under the gate electrode of the memory cell transistor and changing the threshold voltage of the memory cell transistor. is there.
【0004】たとえば、書き込みを行う特定のn型トラ
ンジスタのチャネル部にB+ (p型不純物)をイオン注
入することにより、そのトランジスタのしきい電圧Vth
が高くなり、そのトランジスタが選択されても、電流が
流れない( オンしない) ことになる。For example, by ion-implanting B + (p-type impurity) into the channel portion of a specific n-type transistor to be written, the threshold voltage Vth of the transistor is written.
Becomes higher, and no current flows (does not turn on) even if the transistor is selected.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在の
マスクROMにおいては、1セル当たり、1ビットで表
すことができる「1(ハイ)」、「0(ロー)」の2つ
のプログラム状態しか設定されていないことから、高集
積化が困難であるという問題がある。However, in the current mask ROM, only two program states of "1 (high)" and "0 (low)" which can be represented by 1 bit per cell are set. However, there is a problem that it is difficult to achieve high integration.
【0006】これを解決するためには、多値化を実現す
ればよいが、従来はトランジスタのセルサイズを変えて
多値メモリを実現していたため、製造が煩雑である等の
問題があった。In order to solve this, it is sufficient to realize multi-valued, but conventionally, since the multi-valued memory was realized by changing the cell size of the transistor, there was a problem that the manufacturing was complicated. .
【0007】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、高集積化を容易に実現できるマ
スクROMを提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a mask ROM which can easily realize high integration.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、メモリセルトランジスタがマトリクス状
に配置され、少なくとも3値以上のデータを記憶するマ
スクROMであって、各メモリセルトランジスタの活性
領域に対して、記憶データ値に応じて相違させた少なく
とも3種類の濃度のうちの、記憶すべきデータ値に応じ
た濃度の不純物がそれぞれ注入され、各メモリセルトラ
ンジスタのしきい値電圧が設定されている。In order to achieve the above object, the present invention is a mask ROM in which memory cell transistors are arranged in a matrix and stores at least three-valued data. Impurities having a concentration corresponding to a data value to be stored among at least three types of concentrations which are different according to the stored data value are implanted into the active region, and the threshold voltage of each memory cell transistor is increased. It is set.
【0009】本発明のマスクROMによれば、メモリセ
ルトランジスタの活性領域に注入するイオンのドーズ量
が、記憶するデータ値に応じて異なり、しきい値電圧が
異なるように設定される。たとえばイオンのドーズ量を
多くするに従いしきい値電圧は高くなる。すなわち、し
きい値電圧を低く設定するメモリセルトランジスタに
は、イオン注入量は少なく、しきい値電圧を高く設定す
るメモリセルトランジスタには、イオン注入量は多く設
定される。According to the mask ROM of the present invention, the dose amount of the ions implanted in the active region of the memory cell transistor is set to be different depending on the stored data value and the threshold voltage is set to be different. For example, the threshold voltage increases as the dose amount of ions increases. That is, a memory cell transistor having a low threshold voltage has a small amount of ion implantation, and a memory cell transistor having a high threshold voltage has a large amount of ion implantation.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】図1は本発明に係るマスクROM
の一実施形態を示す簡略断面図、図2は図1のマスクR
OMの等価回路を示す図である。このマスクROM10
は、図に示すように、いわゆるNAND型をなす、多値
記憶、たとえば2ビットの情報量を持つ4値を記憶する
不揮発性メモリ装置である。1 is a block diagram of a mask ROM according to the present invention.
FIG. 2 is a simplified cross-sectional view showing an embodiment of FIG.
It is a figure which shows the equivalent circuit of OM. This mask ROM 10
Is a non-volatile memory device of a so-called NAND type, which stores multi-valued data, for example, four values having a 2-bit information amount, as shown in the figure.
【0011】シリコン基板11にn+ 拡散層12〜19
が形成され、各拡散層間のトランジスタのチャネル領域
CH11〜CH17上には、拡散層にオーバーラップするよ
うにゲート酸化膜20を介して、たとえばポリシリコン
からなるゲート電極21〜27が形成されている。具体
的には、拡散層12、13間上にゲート電極21が形成
されて選択トランジスタST11が構成され、拡散層1
3、14間上にゲート電極22が形成されてメモリセル
トランジスタMT11が構成されている。同様に、拡散層
14、15間上にゲート電極23が形成されてメモリセ
ルトランジスタMT12が構成され、拡散層15、16間
上にゲート電極24が形成されてメモリセルトランジス
タMT13が構成され、拡散層16、17間上にゲート電
極25が形成されてメモリセルトランジスタMT14が構
成され、拡散層17、18間上にゲート電極26が形成
されてメモリセルトランジスタMT15が構成され、拡散
層18、19間上にゲート電極27が形成されてメモリ
セルトランジスタMT16が構成されている。そして、拡
散層12がアルミニウム等の金属配線からなるビット線
BL(図1には図示せず)に接続され、拡散層19が接
地線GNDに接続されている。The n + diffusion layers 12 to 19 are formed on the silicon substrate 11.
And the gate electrodes 21 to 27 made of, for example, polysilicon are formed on the channel regions CH11 to CH17 of the transistors between the diffusion layers via the gate oxide film 20 so as to overlap the diffusion layers. . Specifically, the gate electrode 21 is formed between the diffusion layers 12 and 13 to form the selection transistor ST11, and the diffusion layer 1
The memory cell transistor MT11 is formed by forming the gate electrode 22 on the upper portion of the gate electrode 3. Similarly, the gate electrode 23 is formed between the diffusion layers 14 and 15 to form the memory cell transistor MT12, and the gate electrode 24 is formed between the diffusion layers 15 and 16 to form the memory cell transistor MT13. A gate electrode 25 is formed between the layers 16 and 17 to form a memory cell transistor MT14, a gate electrode 26 is formed between the diffusion layers 17 and 18 to form a memory cell transistor MT15, and the diffusion layers 18 and 19 are formed. The memory cell transistor MT16 is formed by forming the gate electrode 27 on the gap. The diffusion layer 12 is connected to the bit line BL (not shown in FIG. 1) made of a metal wiring such as aluminum, and the diffusion layer 19 is connected to the ground line GND.
【0012】すなわち、n型のMOSトランジスタから
なるメモリセルトランジスタMT11〜MT16が直列に接
続され、メモリセルトランジスタMT11の拡散層が選択
トランジスタST11を介してビット線BLに接続され、
メモリセルトランジスタMT16の拡散層が接地線GND
に接続されて、NAND型の装置が構成されている。ま
た、選択トランジスタST11のゲート電極は選択信号線
SSLに接続され、メモリセルトランジスタMT11〜M
T16の各ゲート電極は、それぞれ制御信号線(ワード
線)CTL1〜CTL6に接続されている。That is, the memory cell transistors MT11 to MT16 made of n-type MOS transistors are connected in series, and the diffusion layer of the memory cell transistor MT11 is connected to the bit line BL via the selection transistor ST11.
The diffusion layer of the memory cell transistor MT16 is the ground line GND.
To form a NAND type device. Further, the gate electrode of the selection transistor ST11 is connected to the selection signal line SSL, and the memory cell transistors MT11 to MT11.
Each gate electrode of T16 is connected to each of control signal lines (word lines) CTL1 to CTL6.
【0013】そして、各メモリセルトランジスタMT11
〜MT16のチャネル領域CH12〜CH17には、記憶デー
タ値に応じて相違させた4種類の濃度のうちの、記憶す
べきデータ値に応じた濃度の不純物をそれぞれ注入し
て、各メモリセルトランジスタMT11〜MT16のしきい
値電圧が設定してある。本実施形態では、メモリセルト
ランジスタMT12がデータ「0」に対応する状態0(S
0)にプログラムされ、メモリセルトランジスタMT1
3,MT15がデータ「1」に対応する状態1(S1)に
プログラムされ、メモリセルトランジスタMT14,MT
16がデータ「2」に対応する状態2(S2)にプログラ
ムされ、メモリセルトランジスタMT11がデータ「3」
に対応する状態3(S3)にプログラムされている。Then, each memory cell transistor MT11
Into each of the channel regions CH12 to CH17 of MT16 to MT16, an impurity having a concentration corresponding to a data value to be stored, out of four types of concentrations different according to the stored data value, is injected to each memory cell transistor MT11. The threshold voltage of MT16 is set. In this embodiment, the memory cell transistor MT12 is in the state 0 (S
Memory cell transistor MT1 programmed to 0)
3, MT15 is programmed to state 1 (S1) corresponding to data "1", and memory cell transistors MT14, MT
16 is programmed to the state 2 (S2) corresponding to the data "2", and the memory cell transistor MT11 is the data "3".
Is programmed to state 3 (S3) corresponding to.
【0014】図3は、不純物のドーズ量としきい値電圧
Vthとの関係を示す概念図である。図3において、横軸
がドーズ量を、縦軸がしきい値電圧をそれぞれ表してい
る。図3に示すように、メモリセルトランジスタのチャ
ネル領域に注入するイオンのドーズ量を多くするに従い
しきい値電圧は高くなる。すなわち、状態0をプログラ
ムするためにはイオン注入は少なく、状態3をプログラ
ムするためには、イオン注入を最も多くする。FIG. 3 is a conceptual diagram showing the relationship between the dose amount of impurities and the threshold voltage Vth. In FIG. 3, the horizontal axis represents the dose amount and the vertical axis represents the threshold voltage. As shown in FIG. 3, the threshold voltage increases as the dose amount of ions implanted in the channel region of the memory cell transistor increases. That is, less ion implantation is needed to program state 0, and more ion implantation is done to program state 3.
【0015】具体的には、状態0をプログラムする場合
には、たとえばホウ素イオン(B+)がエネルギー:2
0〜30keV、ドーズ量:1×1013/cm3 をもっ
て所定のメモリセルトランジスタのチャネル領域に注入
される。これにより、メモリセルトランジスタのしきい
値電圧がたとえば0.8V程度に設定される。Specifically, when programming state 0, for example, boron ions (B + ) have an energy of 2
It is injected into a channel region of a predetermined memory cell transistor with a dose of 0 to 30 keV and a dose of 1 × 10 13 / cm 3 . As a result, the threshold voltage of the memory cell transistor is set to about 0.8V, for example.
【0016】状態1をプログラムする場合には、たとえ
ばB+ がエネルギー:20〜30keV、ドーズ量:3
×1013/cm3 をもって所定のメモリセルトランジス
タのチャネル領域に注入される。これにより、メモリセ
ルトランジスタのしきい値電圧がたとえば1.6V程度
に設定される。When programming state 1, for example, B + has an energy of 20 to 30 keV and a dose of 3
It is implanted into the channel region of a predetermined memory cell transistor at a dose of × 10 13 / cm 3 . As a result, the threshold voltage of the memory cell transistor is set to, for example, about 1.6V.
【0017】状態2をプログラムする場合には、たとえ
ばB+ がエネルギー:20〜30keV、ドーズ量:5
×1013/cm3 をもって所定のメモリセルトランジス
タのチャネル領域に注入される。これにより、メモリセ
ルトランジスタのしきい値電圧がたとえば2.4V程度
に設定される。When programming state 2, for example, B + has an energy of 20 to 30 keV and a dose of 5
It is implanted into the channel region of a predetermined memory cell transistor at a dose of × 10 13 / cm 3 . As a result, the threshold voltage of the memory cell transistor is set to about 2.4V, for example.
【0018】状態3をプログラムする場合には、たとえ
ばB+ がエネルギー:20〜30keV、ドーズ量:7
×1013/cm3 をもって所定のメモリセルトランジス
タのチャネル領域に注入される。これにより、メモリセ
ルトランジスタのしきい値電圧がたとえば3.2V程度
に設定される。When programming state 3, for example, B + has an energy of 20 to 30 keV and a dose of 7
It is implanted into the channel region of a predetermined memory cell transistor at a dose of × 10 13 / cm 3 . As a result, the threshold voltage of the memory cell transistor is set to about 3.2V, for example.
【0019】以下に、図1の多値マスクROMの製造方
法について、図4に関連付けて説明する。図4は、本発
明に係る多値マスクROMの製造過程のうち、プログラ
ム用のイオン注入時の簡略断面図である。この段階に至
るまでの各工程は、通常のマスクROMの製法に従って
行うことができる。A method of manufacturing the multi-valued mask ROM of FIG. 1 will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is a simplified cross-sectional view at the time of ion implantation for programming in the manufacturing process of the multilevel mask ROM according to the present invention. Each process up to this stage can be performed according to a usual mask ROM manufacturing method.
【0020】まず、半導体基板11の表面の所定領域
に、たとえば選択熱酸化法により酸化シリコンからなる
図示しないLOCOSを形成した後、LOCOSで囲ま
れた半導体基板11の表面にゲート酸化膜20を形成す
る。ゲート酸化膜20は、たとえば850〜900℃の
窒素雰囲気中で、十分にアニールを行った後、酸化阻止
膜を除去してから成膜する。ゲート酸化膜20の形成
は、水素の燃焼雰囲気中(湿式)や熱酸化法(乾式)な
どで行い、その膜厚は6〜12nm程度である。First, LOCOS (not shown) made of silicon oxide is formed on a predetermined region of the surface of the semiconductor substrate 11 by, for example, a selective thermal oxidation method, and then a gate oxide film 20 is formed on the surface of the semiconductor substrate 11 surrounded by the LOCOS. To do. The gate oxide film 20 is formed after annealing is sufficiently performed in a nitrogen atmosphere at 850 to 900 ° C. and then the oxidation prevention film is removed. The gate oxide film 20 is formed in a hydrogen combustion atmosphere (wet type), a thermal oxidation method (dry type), or the like, and its thickness is about 6 to 12 nm.
【0021】次に、ゲート酸化膜20上に、ゲート電極
21〜27の膜材であるポリシリコン膜等をCVD法な
どで成膜し、続いてWSixなどの高融点金属膜を成膜
する。ポリシリコン膜の膜厚は、100nm程度とし、
導電性を高めるためにリンなどの不純物が導入される。
高融点金属膜は、CVD法あるいはスパッタ法により、
100nmほど成膜される。そして、所定パターンのレ
ジストをマスクに、高融点金属膜,ポリシリコン膜を順
次エッチング加工して、高融点金属により低抵抗化され
たゲート電極を得る。Next, a polysilicon film or the like, which is a film material of the gate electrodes 21 to 27, is formed on the gate oxide film 20 by a CVD method or the like, and subsequently, a refractory metal film such as WSix is formed. The thickness of the polysilicon film is about 100 nm,
Impurities such as phosphorus are introduced to improve conductivity.
The refractory metal film is formed by the CVD method or the sputtering method.
A film of about 100 nm is formed. Then, the refractory metal film and the polysilicon film are sequentially etched using the resist having a predetermined pattern as a mask to obtain a gate electrode whose resistance is lowered by the refractory metal.
【0022】次に、たとえば形成したゲート電極をマス
クに、低濃度のLDDをイオン注入法により形成する。
その後、サイドウォールをゲート電極の側壁に形成す
る。サイドウォールの形成は、ゲート電極を覆うよう
に、たとえばPSGからなるサイドウォール材を成膜し
た後、その表面側からRIEなどでエッチバックするこ
とにより行う。そして、形成したサイドウォールをマス
クに、高濃度領域をイオン注入法により形成し、不純物
拡散層12〜19を得る。Next, for example, a low concentration LDD is formed by an ion implantation method using the formed gate electrode as a mask.
Then, a sidewall is formed on the sidewall of the gate electrode. The side wall is formed by forming a side wall material made of PSG so as to cover the gate electrode and then etching back by RIE or the like from the surface side. Then, using the formed sidewall as a mask, a high concentration region is formed by an ion implantation method to obtain the impurity diffusion layers 12 to 19.
【0023】次に、酸化シリコン膜などの第1層間絶縁
層(図示せず)を成膜し、各拡散層上にコンタクト孔を
開口する。その後、開口したコンタクト孔内を埋めるよ
うに、たとえばW等のプラグをCVD法などで選択的に
成長させ、バリアメタルAlなどの主配線金属膜,反射
防止膜を、この順で成膜する。その後、これら第1金属
配線層をパターンニングした後、第2層間絶縁層を成膜
する。この第2層間絶縁層には、平坦化のため、例えば
SOG(Spin on Glass) やオゾンNSG( Nondoped nat
ural Silicate Glass )等を用いる。この第1金属配線
層形成後、平坦化工程が終了した時点で、ウェハをスト
ックしておく。Next, a first interlayer insulating layer (not shown) such as a silicon oxide film is formed, and a contact hole is opened on each diffusion layer. After that, a plug of W or the like is selectively grown by a CVD method or the like so as to fill the opened contact hole, and a main wiring metal film such as a barrier metal Al and an antireflection film are formed in this order. Then, after patterning these first metal wiring layers, a second interlayer insulating layer is formed. The second interlayer insulating layer is formed by, for example, SOG (Spin on Glass) or ozone NSG (Non-doped nat) for planarization.
ural Silicate Glass), etc. are used. After forming the first metal wiring layer, the wafer is stocked at the time when the planarization process is completed.
【0024】そして、カスタマーからのプログラムデー
タに基づいて、順次マスクROM10のプログラムを行
う。マスクROM10のプログラムは、図4に示すよう
に、特定トランジスタ上にのみ開口したマスクパターン
(レジストパターン30)を用いて、特定トランジスタ
のチャネル領域に不純物(たとえば、B+ )を導入する
ことにより行う。この不純物導入は、高エネルギーイオ
ン注入で行うため、厚膜レジストが用いられ、その膜厚
は1.7〜2.5μmの範囲に設定される。Then, the mask ROM 10 is sequentially programmed based on the program data from the customer. As shown in FIG. 4, the programming of the mask ROM 10 is performed by introducing an impurity (for example, B + ) into the channel region of the specific transistor using a mask pattern (resist pattern 30) opened only on the specific transistor. . Since this impurity introduction is performed by high-energy ion implantation, a thick film resist is used and its film thickness is set in the range of 1.7 to 2.5 μm.
【0025】プログラム用イオン注入は、不純物のドー
ズ量が少ないメモリセルトランジスタ側から順次にドー
ズ量が最も多いメモリセルトランジスタに対して行う。
すなわち、まず、しきい値電圧が0.8V程度の状態0
を、メモリセルトランジスタMT12に対してプログラム
する。具体的には、たとえばB+ がエネルギー:20〜
30keV、ドーズ量:1×1013/cm3 をもってメ
モリセルトランジスタMT12のチャネル領域CH13にレ
ジストパターン30を用いて選択的に注入される。これ
により、メモリセルトランジスタのしきい値電圧が0.
8V程度に設定される。The program ion implantation is carried out sequentially from the memory cell transistor side having the smallest impurity dose amount to the memory cell transistor having the largest dose amount.
That is, first, the state 0 in which the threshold voltage is about 0.8 V
Are programmed into the memory cell transistor MT12. Specifically, for example, B + has an energy of 20 to
The resist pattern 30 is used to selectively implant into the channel region CH13 of the memory cell transistor MT12 with a dose of 1 × 10 13 / cm 3 at 30 keV. As a result, the threshold voltage of the memory cell transistor becomes 0.
It is set to about 8V.
【0026】次に、しきい値電圧が1.6V程度の状態
1を、メモリセルトランジスタMT13,MT15に対して
プログラムする。具体的には、たとえばB+ がエネルギ
ー:20〜30keV、ドーズ量:3×1013/cm3
をもってメモリセルトランジスタMT13,MT15のチャ
ネル領域CH14,CH16にレジストパターン30を用い
て選択的に注入する。これにより、メモリセルトランジ
スタのしきい値電圧が1.6V程度に設定される。Next, the state 1 in which the threshold voltage is about 1.6 V is programmed in the memory cell transistors MT13 and MT15. Specifically, for example, B + has an energy of 20 to 30 keV and a dose amount of 3 × 10 13 / cm 3.
Then, the resist pattern 30 is used to selectively inject into the channel regions CH14 and CH16 of the memory cell transistors MT13 and MT15. As a result, the threshold voltage of the memory cell transistor is set to about 1.6V.
【0027】次に、しきい値電圧が2.4V程度の状態
3を、メモリセルトランジスタMT14,MT16に対して
プログラムする。具体的には、たとえばB+ がエネルギ
ー:20〜30keV、ドーズ量:5×1013/cm3
をもってメモリセルトランジスタMT14,MT16のチャ
ネル領域CH15,CH17にレジストパターン30を用い
て選択的に注入する。これにより、メモリセルトランジ
スタのしきい値電圧が2.4V程度に設定される。Next, the state 3 in which the threshold voltage is about 2.4 V is programmed in the memory cell transistors MT14 and MT16. Specifically, for example, B + has an energy of 20 to 30 keV and a dose amount of 5 × 10 13 / cm 3.
Then, the resist pattern 30 is used to selectively inject into the channel regions CH15 and CH17 of the memory cell transistors MT14 and MT16. As a result, the threshold voltage of the memory cell transistor is set to about 2.4V.
【0028】そして、しきい値電圧が3.2V程度の状
態3を、メモリセルトランジスタMT11,MT16に対し
てプログラムする。具体的には、たとえばB+ がエネル
ギー:20〜30keV、ドーズ量:7×1013/cm
3 をもってメモリセルトランジスタMT11のチャネル領
域CH12にレジストパターン30を用いて選択的に注入
する。これにより、メモリセルトランジスタのしきい値
電圧が3.2V程度に設定される。Then, the state 3 in which the threshold voltage is about 3.2 V is programmed in the memory cell transistors MT11 and MT16. Specifically, for example, B + has an energy of 20 to 30 keV and a dose of 7 × 10 13 / cm 3.
3 is selectively implanted into the channel region CH12 of the memory cell transistor MT11 using the resist pattern 30. As a result, the threshold voltage of the memory cell transistor is set to about 3.2V.
【0029】その後は、特に図示しないが、レジストパ
ターン30除去後に、第2金属配線層などを層間絶縁層
を介して積層し、最後にオーバーコートの形成、パッド
窓開けを行って本マスクROM10が完成する。なお、
以上の実施形態の説明において、特に言及した事項以外
に限定はなく、本発明の範囲内において種々に改変でき
る。たとえば、本実施形態では第1金属配線層形成後の
層間絶縁膜上からプログラムを行っているが、エネルギ
ーを最適化すれば、第2金属配線層上の層間絶縁膜やオ
ーバーコート上からあるいはLOCOS膜形成後ゲート
酸化膜形成の前に基板に直接またはゲート酸化膜形成後
にゲート酸化膜を介してでもプログラムが可能である。After that, although not particularly shown, after removing the resist pattern 30, a second metal wiring layer or the like is laminated via an interlayer insulating layer, and finally an overcoat is formed and a pad window is opened to form the mask ROM 10 of the present invention. Complete. In addition,
In the above description of the embodiment, there is no limitation other than the matters specifically mentioned, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, in the present embodiment, the programming is performed from the interlayer insulating film after the first metal wiring layer is formed. However, if the energy is optimized, from the interlayer insulating film or the overcoat on the second metal wiring layer or from the LOCOS. It is possible to perform programming directly on the substrate after forming the film and before forming the gate oxide film or through the gate oxide film after forming the gate oxide film.
【0030】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、メモリセルトランジスタがマトリクス状に配置され
たマスクROMにおいて、各メモリセルトランジスタの
チャネル領域に対して、記憶データ値に応じて相違させ
た複数種(本実施形態では4種類)の濃度のうちの、記
憶すべきデータ値に応じた濃度の不純物をそれぞれ注入
して、そのしきい値電圧を設定したので、マスクROM
の多値化を実現でき、メモリセル当たりのビット数を増
やすことができ、セル面積を低減できる利点がある。As described above, according to this embodiment, in the mask ROM in which the memory cell transistors are arranged in a matrix, the channel regions of the memory cell transistors are made different according to the stored data value. Since the impurity having a concentration corresponding to the data value to be stored among the plurality of types (four types in the present embodiment) of the concentration is injected and the threshold voltage thereof is set, the mask ROM
Can be multi-valued, the number of bits per memory cell can be increased, and the cell area can be reduced.
【0031】なお、本実施形態では、多値として4値を
例に説明したが、不純物濃度を制御良く設定することに
より、さらに8値、16値等の多値マスクROMを実現
することができる。In the present embodiment, four values are described as an example of multivalues, but by setting the impurity concentration with good control, a multivalued mask ROM of 8 values, 16 values, etc. can be realized. .
【0032】また、本実施形態においては、一般的にイ
オン注入書き込み方式が適用されるNAND型のマスク
ROMを例に説明したが、これに限定されるものではな
く、本発明が、NOR型、ビット線が階層構造を持つD
INOR型のもの等、種々の形態のマスクROMに適用
できることはいうまでもない。In this embodiment, the NAND type mask ROM to which the ion implantation writing method is generally applied has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is a NOR type mask ROM. Bit line has a hierarchical structure D
It goes without saying that it can be applied to various types of mask ROMs such as an INOR type.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のマスクR
OMによれば、煩雑な製造工程を経ることなく高集積化
を実現できる利点がある。As described above, the mask R of the present invention is used.
According to OM, there is an advantage that high integration can be realized without going through complicated manufacturing steps.
【図1】本発明に係る多値マスクROMの一実施形態を
示す簡略断面図である。FIG. 1 is a simplified cross-sectional view showing an embodiment of a multi-valued mask ROM according to the present invention.
【図2】図1のマスクROMの等価回路を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing an equivalent circuit of the mask ROM of FIG.
【図3】不純物のドーズ量としきい値電圧Vthとの関係
を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing a relationship between an impurity dose amount and a threshold voltage Vth.
【図4】本発明に係る多値マスクROMの製造過程のう
ち、プログラム用のイオン注入時の簡略断面図である。FIG. 4 is a simplified cross-sectional view at the time of ion implantation for programming in the manufacturing process of the multi-valued mask ROM according to the present invention.
10…マスクROM、11…シリコン基板、12〜19
…拡散層、20…ゲート酸化膜、21〜27…ゲート電
極、ST11…選択トランジスタ、MT11〜MT16…メモ
リセルトランジスタ、CH11〜CH17…チャネル領域、
BL…ビット線、SSL…選択信号線、CTL1〜CT
L6…制御信号線、30…レジストパターン。10 ... Mask ROM, 11 ... Silicon substrate, 12-19
... Diffusion layer, 20 ... Gate oxide film, 21-27 ... Gate electrode, ST11 ... Select transistor, MT11-MT16 ... Memory cell transistor, CH11-CH17 ... Channel region,
BL ... bit line, SSL ... selection signal line, CTL1 to CT
L6 ... Control signal line, 30 ... Resist pattern.
Claims (2)
に配置され、少なくとも3値以上のデータを記憶するマ
スクROMであって、 各メモリセルトランジスタの活性領域に対して、記憶デ
ータ値に応じて相違させた少なくとも3種類の濃度のう
ちの、記憶すべきデータ値に応じた濃度の不純物がそれ
ぞれ注入され、各メモリセルトランジスタのしきい値電
圧が設定されているマスクROM。1. A mask ROM in which memory cell transistors are arranged in a matrix and stores data of at least three values, wherein active regions of each memory cell transistor are made different according to a stored data value. A mask ROM in which an impurity having a concentration corresponding to a data value to be stored among at least three types of concentrations is injected, and the threshold voltage of each memory cell transistor is set.
スクROM。2. The mask ROM according to claim 1, which has a NAND structure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8036702A JPH09232449A (en) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | Mask ROM |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8036702A JPH09232449A (en) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | Mask ROM |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09232449A true JPH09232449A (en) | 1997-09-05 |
Family
ID=12477110
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8036702A Pending JPH09232449A (en) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | Mask ROM |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09232449A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1024527A3 (en) * | 1998-12-31 | 2001-05-23 | STMicroelectronics S.r.l. | Method for obtaining a multi-value ROM in an EEPROM process flow |
US6521957B2 (en) | 1998-10-02 | 2003-02-18 | Stmicroelectronics S.R.L. | Method for forming a multilevel ROM memory in a dual gate CMOS process, and corresponding ROM memory cell |
US7960777B2 (en) | 2007-10-04 | 2011-06-14 | Renesas Electronics Corporation | Multi-valued mask ROM |
-
1996
- 1996-02-23 JP JP8036702A patent/JPH09232449A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6521957B2 (en) | 1998-10-02 | 2003-02-18 | Stmicroelectronics S.R.L. | Method for forming a multilevel ROM memory in a dual gate CMOS process, and corresponding ROM memory cell |
EP1024527A3 (en) * | 1998-12-31 | 2001-05-23 | STMicroelectronics S.r.l. | Method for obtaining a multi-value ROM in an EEPROM process flow |
US7960777B2 (en) | 2007-10-04 | 2011-06-14 | Renesas Electronics Corporation | Multi-valued mask ROM |
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