JPH01138747A - 半導体romアレイを作成するプロセス - Google Patents

半導体romアレイを作成するプロセス

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JPH01138747A
JPH01138747A JP63193579A JP19357988A JPH01138747A JP H01138747 A JPH01138747 A JP H01138747A JP 63193579 A JP63193579 A JP 63193579A JP 19357988 A JP19357988 A JP 19357988A JP H01138747 A JPH01138747 A JP H01138747A
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polysilicon
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photoresist
self
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JP63193579A
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ドナルド エイ.エリックソン
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Texas Instruments Inc
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Texas Instruments Inc
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W20/00—Interconnections in chips, wafers or substrates
    • H10W20/01—Manufacture or treatment
    • H10W20/031—Manufacture or treatment of conductive parts of the interconnections
    • H10W20/064—Manufacture or treatment of conductive parts of the interconnections by modifying the conductivity of conductive parts, e.g. by alloying
    • H10W20/066—Manufacture or treatment of conductive parts of the interconnections by modifying the conductivity of conductive parts, e.g. by alloying by forming silicides of refractory metals
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B20/00—Read-only memory [ROM] devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/40—Crystalline structures

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  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Read Only Memory (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】 本発明は一般的には半導体ROM(読出し専用メモリ)
に関し、より具体的にはマスク・プログラム可能半導体
ROMに関する。
最近用いられているマスク・プログラム可能ROMは、
一般的には、ショットキ・ダイオードやトランジスタ装
置をマトリックスの素子としてつくられている。この形
のROMに対して要求されるビット・パターンは、各特
定のマトリックス素子からの論理出力レベルを決定する
ために、相互接続レベルにおいてプログラムされる。ポ
リシリコン接合形ダイオードを論理素子として用いるこ
とが報告されており(K、 0kada等名の論文r 
PSA −ANew Approach for Bi
polar LSI J IEEE、 J、 5oli
dState C1rcuits、第SC−13巻、6
793〜6798頁、1978年10月)、このような
ダイオードの特性も報告されている(J、 Manol
iuおよびT −I −Kamins名の論文r P 
−N Junctions in Po1ycryst
alline −8ilicon Films J 、
 5olid −5tate Electron、第1
5巻、1103〜1106頁、1972年、M、 Du
toitおよびF。
Sollberger名の論文r Lateral P
o1ysilicon P −NDiodes J 、
 Electrochem−Soc、第125巻、16
48〜1651頁、1978年(さらにH,S、 de
 GraaffおよびJ、 G、 de Groot名
の論文r Po1ycrystalline Devi
cesin Bipolar ICTechnolog
y J 、IEEE IEDM Conf、。
Dig、 Tech、 Papers、 46〜49頁
、1980年12月)。ところで、このようなダイオー
ドをROMマトリックス素子として用いるには、逆方向
漏洩電流が小さいこと、相互接続体として使用できるよ
うポリシリコン面抵抗値が小さいこと、および適当な順
方向特性をもつことが要求される。しかし、これらの要
求を組合せたものを報告した文献はまだない。
本発明は上記特性を有していて、ポリシリコン・ダイオ
ード・マトリックス素子を有する高集積度、高速動作R
OMを製造することができる。
本発明によれば、多結晶シリコンの横方向(ラテラル)
ダイオードによってメモリアレイを形成する。多結晶シ
リコン中に作った横方向ダイオードを用いるため、PN
接合の面積を小さくすること等により寄生容量を小さく
でき、また少数キャリアの寿命を短かくでき、また自己
整合のコンタクトを作るようにして集積密度を上げるこ
とができる。
本発明はマトリックス素子としてポリシリコンPNダイ
オードを有するマスク・プログラム可能バイポーラRO
Mアレイで実施される。ポリシリコンの面抵抗値が大き
いことに関連する諸問題を解決するために、材料とRO
Mマトリックス製造法の新規な組合せがなされる。この
製造法では、シリコン化物層がPN接合領域に対して自
己整合形式で成長され(しかしPN接合領域にはシリコ
ン化物層は成長させない)、それによりポリシリコンの
面抵抗値が大幅に小さくなり、そしてダイオードの順方
向電流対電圧特性の直列抵抗値が大幅に小さくなる。P
N接合は、垂直方向というよりはむしろポリシリコン・
ストリップの比1F9.的広い区域に横方向につくられ
る。材料と素子配置のこの新規な組合わせにより、ポリ
シリコンPN接合形ダイオードをマトリックス素子とし
て用いることが可能になり、そしてさらに、ポリシリコ
ンlシリコン化物の抵抗値が小さいこと、ポリシリコン
横方向ダイオードのためその少数キャリア寿命が短いこ
と、および、半導体基板に結合する寄生キャパシタンス
が減少することにより、高集積度と高速動作かえられる
。
以下、添付図面を参照して本発明を説明する。
第1図はシリコン基板1oと、その上に1.0ミクロン
〜2.0ミクロンの厚さに成長された二酸化シリコン層
11が示されている。層11上に、厚さ1500人〜5
000 Aのポリシリコン層12が付着される。このポ
リシリコン層のより好ましい厚さは約2500人である
。このポリシリコン層上に厚さ200人〜aooo A
の二酸化シリコン層13が成長される。この二酸化シリ
コン層のより好ましい厚さは1500人である。この二
酸化シリコン層上に厚さ500人〜1500 Aの窒化
シリコン層14が付着される。この窒化シリコン層のよ
り好ましい厚さは1000 Aである。ワード線とポリ
シリコンの横方向ダイオードとのパターンを定めるため
、従来のホトリソグラフィとプラズマエツチングとを、
この窒化シリコン層に実施する。それから第2図に示さ
れているように、窒化シリコン14によって被覆されて
いない領域で二酸化シリコン15がaooo A〜70
00 Aの厚さに成長される。即ち、ポリシリコンが選
択的に二酸化シリコンに変換される。この二酸化シリコ
ン層のより好ましい厚さは5500 Aである。
窒化シリコン14が除去され、そして、下にPN接合が
つくられる酸化物パッド16以外のすべての酸化物13
を除去するために選択的エツチングが行なわれる。こう
して得られた構造体が第3図に示されている。ポリシリ
コンをパターン化するために選択的酸化を用いた結果、
プラナ−表面が得られる。第4図に示されているように
ホウ素のようなP形ドーパントの非選択的注入が行なわ
れ、それにより、すべてのポリシリコン12がP形にな
る。ヒ素のようなN形不純物の注入の際のマスクとなる
ホトレジスト30が第5図に示されている。ここでは酸
化物パッド16もマスクの一部分を構成している。N形
不純物の注入に続いてホトレジスト30を除去した後、
この構造体がアニールされる。こうして得られた構造体
が第6図に示されている。P彫物質41とN彫物質40
との間にPN接合43が存在する。それから白金のよう
な金属が付着され、そして焼結が行なわれて露出したポ
リシリコン上にシリコン化物がつくられる。それから酸
化物層の上に残っている金属が除去され、その結果第7
図に示された構造体が得られる。この構造体は横方向ダ
イオードのアノード領域およびカソード領域と自己整合
形式で接触したポリシリコンlシリコン化物層60を有
しており、ポリシリコンはその抵抗値が太いに小さくな
っているのでワード線として用いることが可能となる。
工程の最後の段階では、第8図に示されているように、
例えば二酸化シリコンのような絶縁体の中間層70をつ
くる。この層を貫通してP形物質に達するエツチングが
行なわれ、そしてもし特定のビットパターンが必要なら
ば、アルミニウム等の金属ビット線71に接続される。
第9図はこのアレイ構造体の平面図であって、ワード線
60に対しビット線71が横断方向に配置されているの
が示されている。ビット線は、絶縁酸化物層にエツチン
グによりあけられた貫通孔を通して、アレイダイオード
のP十領域に接続される。
これらの接続は要求された出力に対するプログラミング
がそれを必要とする時にのみ行なわれる。
ポリシリコンを使ってマトリックス素子をつくることは
従来は行なわれなかった。その理由はこの物質の面抵抗
値が大きいためであり、高速動作や高集積度に対しては
大きな面抵抗値は障害となるからである。本発明による
構造体とその製造法によれば、アノードおよびカソード
接触体の自己整合性によってダイオードの基本特性が改
良されるばかりでなく、前記問題点に対する有効な解決
を与えることができる。さらに、この構造体は高集積度
と適合する特性を有しており、そして本製造法はインタ
フェース、復号、その他の周辺回路等のためのショット
キ・l・ランジスタ論理(STL )、集積化ショット
キ論理(ISL)、トランジスタ・トランジスタ論理(
TTL)、エミッタ結合論理(ECL)、および集積化
注入論理(I2L)に対する製造技術と両立する。
【図面の簡単な説明】
第1図はいくつかの付着層が設けられた最初の状態の構
造体図、第2図はポリシリコンを5in2に選択的に変
換した後の構造体図、第3図は窒化物が除去され、そし
てポリシリコン上に酸化物パッドを残すための選択的エ
ツチングが行なわれた後の構造体図、第4図はP形物質
を生成する不純物の注入を示す図、第5図はホトレジス
ト・マスクとN形物質を生成する不純物の注入を示す図
、第6図はアニーリングの後の構造体の極性図、第7図
は焼結された構造体図、第8図は所定の位置に配置され
た中間レベル5in2とこの装置のP影領域に結合され
た第2レベル相互接続体とを有する構造体図、そして第
9図はアドレス指定線とアレイ素子のレイアウトを示す
アレイ構造体の平面図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)シリコン基板上に形成された横型ダイオードであ
    つて、次のものを含む: 上記基板上に配置されてPN結合を形成している各々が
    第1と第2の導電型である第1と第2の多結晶領域; 上記PN結合を除いて、各々が上記第1と第2の多結晶
    領域内に自己整合して配置されている多結晶シリコン・
    シート抵抗低減用メタル・シリサイドの第1と第2の領
    域。
JP63193579A 1981-08-03 1988-08-04 半導体romアレイを作成するプロセス Expired - Lifetime JPH06105765B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US289357 1981-08-03
US06/289,357 US4516223A (en) 1981-08-03 1981-08-03 High density bipolar ROM having a lateral PN diode as a matrix element and method of fabrication

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JP57132330A Division JPS5831569A (ja) 1981-08-03 1982-07-30 半導体romアレイおよびその製造法

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JPH01138747A true JPH01138747A (ja) 1989-05-31
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