JPH02238661A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH02238661A
JPH02238661A JP1059103A JP5910389A JPH02238661A JP H02238661 A JPH02238661 A JP H02238661A JP 1059103 A JP1059103 A JP 1059103A JP 5910389 A JP5910389 A JP 5910389A JP H02238661 A JPH02238661 A JP H02238661A
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gate
floating gate
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memory cell
polycide
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JP1059103A
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Noriyuki Suzuki
範之 鈴木
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Fujitsu Ltd
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  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は,半導体装置,詳しくは冗長記憶セルを備えた
マスクROM(Read only Memory)に
関する。
〔従来の技術〕
近年の大容量化に伴い,マスクROMはそのチップ収率
が低下している。その主たる原因は,製造工程において
半導体基板表面の単位面積当たりある確率で付着する塵
埃によるものであるが,マスクROMの大容量化ととも
に,記憶セルを構成する各MOS  トランジスタの面
積が縮小するほど,あるいはチップサイズが大きくなる
ほど,不良トランジスタが発生し易くなるためである。
従来から5半導体基板に予備の記憶セル,すなわち,冗
長記憶セルを設けておき,不良の記憶セルをこの冗長記
憶セルにより機能的に置き換える方法が採用されている
。マスクROMの場合には製造後,不良が発見された記
憶セルには,すでにデータが固定されているので,不良
記憶セルに置換される冗長記憶セルは,当該不良記憶セ
ルに固定されるべきデータが書込み可能であり,かつこ
のデータを固定可能なように不揮発性でなければならな
い。つまり,冗長記憶セルとしては,書込み可能なRO
Mが必要である。このような冗長記憶セルとしては,電
気的に書込み可能なROM,すなわち, EPROM(
Electrically Programmable
 ROM)が適当である。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで,マスクROMにおいては,固定データ記憶用
のMOSトランジスタのゲーI・はワード線を兼ねてい
る。したがって,信号遅延を小さくするために,ゲート
およびワード線は1ボリシリコンより低抵抗が得られる
シリサイドを用いて構成される。
一方,通常のEPROMは,第3図に示すようにフロー
ティングゲート20とコントロールゲート21が二層構
造を成しており,フローティングゲー1・20としては
ポリシリコン層が用いられている。これは,フローティ
ングゲート20とコントロールゲート21間の絶縁層の
絶縁特性の劣化を避けるためである。
すなわち,一般に,シリザイド上に形成された酸化膜は
絶縁耐圧が低く,リーク電流が大きい。
したがって,フローティングゲート20にポリサイドを
用いた場合,フローティングゲート20−コントロール
ゲート21間の絶縁層は,ポリサイドの上層を構成する
シリサイドに接する構造となるため書込み時に絶縁破壊
を生じやすく,また,コントロールゲート21の蓄積電
荷がリークして書込みデータの保持が困難であるという
問題が生じる。これに対して,ポリシリコン上に形成さ
れた酸化膜は良好な絶縁特性を有するため,フローティ
ングゲート20にはポリシリコンが用いられる。
上記のような二層構造のフローティングゲート20とコ
ンl・ロールゲート21を有するEPROMから成る冗
長記憶セルをマスクROM基板に形成する場合には,マ
スクROMのワード線,すなわち,固定データ記憶用M
OSトランジスタのゲートとフローティングゲート20
とを同一の導電層から形成するのが工程」二から望まし
い。しかし,上記の理由により,ワード線を比較的抵抗
の高いポリシリコン層から形成しなければならなくなる
。マスクROMの大容量化に伴ってワード線幅が微細化
すると益々抵抗値が増大し,その結果,マスクROMの
読出し速度の低下が顕著になる。
本発明は,マスクROMのワード線における信号遅延を
増大することなく,冗長記憶セルを併設可能とすること
を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は,半導体基板と,ゲート絶縁膜を介して該半
導体基板上に形成されたポリサイド層をパターンニング
して成るワード線と,該ワード線の一部をゲート電極と
し且つ該半導体基板に不純物を選択的に導入して形成さ
れたソースおよびドレインとして成るMOS トランジ
スタを記憶セルとして有するマスクROMと5該ポリサ
イド層をパターンニングして形成されたフローティング
ゲートと該半導体基板に不純物を選択的に導入して形成
されたソースおよびドレインとから構成された一層ゲー
ト型EPRO)Iから成る冗長記憶セルとを備えたこと
を特徴とする本発明の半導体装置によって達成される。
〔作 用〕
第3図に示したフローティングゲートとコントロールゲ
ートが二層構造のEPROMに対して,第4図に示すよ
うな一層構造のEPROMが提案されている(特開昭6
2−076679)。
この構造においては,シリコン基板1に不純物を拡散し
て形成された不純物領域3がコントロールゲートを構成
している。電極6に印加された書込み電圧はゲート酸化
膜4によりフローティングゲート5に分圧される。その
結果,図示しないソース/ドレイン間を流れるキャリャ
がフローティングゲートに注入・蓄積され,書込みが行
われる。
第4図の構造によれば,フローティングゲート5にポリ
サイドを用いることができる。すなわち,ポリサイドを
構成する下層はポリシリコンであるから コントロール
ゲート3−フローティングゲ一ト5間の絶縁層がシリサ
イド接することがなくその結果,前述のような絶縁耐圧
や蓄積電荷保持特性の劣化が生じるおそれはない。
したがって,マスクROMの冗長記憶セルとして,第4
図のような一層ゲート構成のEPROMを用いれば,固
定データ記憶用MOS  トランジスタのゲートすなわ
ち,ワード線と,冗長記憶セル用EPROMのフローテ
ィングゲートの双方をポリサイドで構成することが可能
となる。その結果,マスクROMの動作速度を犠牲にす
ることなく冗長記憶セルを設けることができ,かつ,工
程数を増加する必要も生じない。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図および第2図は,それぞれ,本発明のマスクRO
Mを構成する冗長記憶セル用の一層ゲート型のEPRO
Mおよび固定データ記憶セル部の模式的構成図である。
第1図において(a)および(b)は,それぞれ.要部
?面図および平面図であって,分離絶縁層2によって分
離されたp型のシリコン基板1の所定領域Aには1例え
ばn型不純物領域3が形成されている。シリコン基板1
表面には, SiO■から成る厚さ200〜300人の
ゲート酸化膜4,および,ゲート酸化膜4を介して接す
るフローテイングゲート5が形成されている。
不純物領域3はコントロールゲートとして機能し,電極
6を通じて,書込み電圧が印加されるとこの書込み電圧
がフローティングゲート5に分圧される。その結果,領
域Bに形成されているn型のソースおよびドレイン10
間のチャネル領域11を流れる電子が加速され,フロー
ティングゲート5に注入される。このようにして書込み
が行われる。
なお,同図において,符号7は.例えば, PSG(燐
珪酸ガラス)から成る層間絶縁層7,符号12および1
3は それぞれ,ソース/ドレインコンタクトおよびコ
ントロールゲートコンタクトである。
フローティングゲート5は,従来は単一のポリシリコン
層から構成されていたが,本発明においては,ポリシリ
コンから成る厚さ約2000人の下層5^と,例えばタ
ングステンシリサイド(WSiz)から成る厚さ約20
00人の上層5Bの二層構造を有するいわゆるポリサイ
ド層から構成される。
一方,第2図(a)において,前記と同じシリコン基板
1には,例えばn型不純物を注入して成るソースおよび
ドレイン領域8が形成されており.各々のソースおよび
ドレイン領域8間におけるシリコン基板1表面には前記
と同一のゲート酸化膜4を介してシリコン基板1に接す
るワード線9が形成されている。ワード線9は紙面に垂
直方向に延伸し,ソースおよびドレイン領域8と同等の
図示しない別のソースおよびドレイン領域間を走ってい
る。
一対のソースおよびドレイン領域8とワード線9とから
一つのMOSトランジスタが構成される。
したがって,図示のようなソースおよびドレイン領域8
群とワード線9群とから,第2図(b)のようなソース
とドレインが直列接続されたMOS  トランジスタT
r列が構成される。MOS  トランジスタ列の両端は
,図示しないビット線BLおよび電源線,例えばVss
にそれぞれ接続される。このようなMOSトランジスタ
Tr列が複数平行に配列されてマスクROMが構成され
る。
上記マスクROMにおいて,ワード線9もポリサイド層
,すなわち,ポリシリコンから成る下i9Aと.例えば
klsi2から成る上層9Bとで構成される。
下層9Aおよび上層9Bは,それぞれ,第1図(a)に
おける下層5八および上層5Bと同一のポリシリコン層
および−Siz層をパターンニングして形成されたもの
である。
上記における下層5Aおよび9Aを構成するポリシリコ
ン層と上層5Bおよび9Bを構成するーSi2層は,い
ずれも周知のCvD法を用いてシリコン基板1上に堆積
される。なお,通常のマスクROMと同様に,第2図に
示すマスクROMにおいても,固定データ記憶用MOS
トランジスタTrのすべてがエンハンスメント型に作製
され,固定データが書込まれないMOS  トランジス
タTrのみがデプレッション型に変換される。そののち
に上記フローティングゲート5およびワード線9を構成
するポリサイド層が形成される。
上記ポリサイド層をフローティングゲート5およびワー
ド線9にパターンニングする。このパターンニングは周
知のRIE(反応性イオンエソチング)により行うこと
ができる。例えばレジストマスクを用い,弗素系または
塩素系のガスをエッチング剤として,上層5Bおよび9
Bと下層5八および9Aを連続的にエッチングする。
そののち,シリコン基板1上に,例えばPSGから成る
層間絶縁層7を形成し,層間絶縁層70所定領域にコン
タクトホールを形成する。そして層間絶縁層7上に,例
えばアルミニウム薄膜を堆積し,これをパターンニング
して,不純物領域3に接続された電極6が形成され,本
発明のマスクROMが完成される。
〔発明の効果〕
本発明によれば,冗長記憶セルを併設することに起因す
るマスクROMのワード線における信号遅延が回避可能
となり,大容量かつ高速度のマスクROMの製造におけ
るチップ収率を向上可能とする効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における冗長記憶セルの模式的構成図 第2図は本発明における固定データ記憶セル部の模式的
構成図, 第3図および第4図は従来のEPI?OMの要部断面図 である。 図において, 1はシリコン基板 2は分離絶縁層, 3は不純物領域 4はゲート酸化膜, 5と20はフローティングゲート 5Aと9八は下層, 5Bと9Bは上層 6は電極, 7は眉間絶縁層, 8はソースおよびドレイン領域. 9はワード線, 10はソースおよびドレイン, 11はチャネル領域, 12はソース/ドレインコンタクト 13はコントロールゲートコンタクト,21はコントロ
ールゲート である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 半導体基板と、 ゲート絶縁膜を介して該半導体基板上に形成されたポリ
    サイド層をパターンニングして成るワード線と、該ワー
    ド線の一部をゲート電極とし且つ該半導体基板に不純物
    を選択的に導入して形成されたソースおよびドレインと
    して成るMOSトランジスタを記憶セルとして有するマ
    スクROMと、該ポリサイド層をパターンニングして形
    成されたフローティングゲートと該半導体基板に不純物
    を選択的に導入して形成されたソースおよびドレインと
    から構成された一層ゲート型EPROMから成る冗長記
    憶セル とを備えたことを特徴とする半導体装置。
JP5910389A 1989-03-10 1989-03-10 半導体装置 Expired - Lifetime JPH0793380B2 (ja)

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