JPH05335523A - 半導体メモリ装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体メモリ装置及びその製造方法

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JPH05335523A
JPH05335523A JP4136911A JP13691192A JPH05335523A JP H05335523 A JPH05335523 A JP H05335523A JP 4136911 A JP4136911 A JP 4136911A JP 13691192 A JP13691192 A JP 13691192A JP H05335523 A JPH05335523 A JP H05335523A
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JP
Japan
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insulating film
semiconductor substrate
impurity region
impurity
conductivity type
Prior art date
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Pending
Application number
JP4136911A
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English (en)
Inventor
Akira Nishiguchi
晃 西口
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 メモリセル領域のビット線の抵抗を下げて高
速動作を可能にする。 【構成】 P型のシリコン基板11の表面部分には、ビ
ット線となる複数のN型の不純物領域12が配列され
る。この不純物領域12の表面側には、Tiシリサイド
層13が設けられ、Tiシリサイド層13を被うように
して不純物領域12に沿って多結晶シリコン層14が積
層される。この多結晶シリコン層14の表面及び、不純
物領域12を除くシリコン基板11の表面にゲート絶縁
膜15が形成され、このゲート絶縁膜15上にワード線
となる複数のゲート電極16が、不純物領域12と交差
する方向に互いに並行に配列される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体メモリ装置、特
に読み出し専用メモリ(Read Only Memory)及びその製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】マスクROM等の読み出し専用メモリに
おいては、行列配置された複数のメモリセルに対応し、
複数のビット線及びワード線が互いに交差するように配
列される。一般に、ROMの場合には、1つのメモリセ
ルに1つのMOSトランジスタが対応付けられ、アドレ
スデータに基づいて指定されるトランジスタがオンする
か否かによってデータの判定を行うように構成される。
【0003】図8は、従来のメモリ装置のメモリセル部
分の平面図で、図9は、そのX−Y断面図である。P型
の導電型を示すシリコン基板1の表面部分に、ビット線
となる複数のN型の不純物領域2が一定の間隔をおいて
互いに並行に配列される。この不純物領域2は、例えば
ヒ素(As)イオンを注入して形成され、メモリセルを
成すトランジスタのソース、ドレインとして働くように
構成される。不純物領域2が形成されたシリコン基板1
上には、ワード線となる複数のゲート電極3が、ゲート
絶縁膜4を介して不純物領域2と交差するように配列さ
れ、不純物領域2と共にNチャンネル方のMOSトラン
ジスタ5を構成する。そして、このMOSトランジスタ
5のゲート領域には、書き込みデータと対応付けられて
選択的にP型の高濃度不純物領域6が形成される。これ
により、高濃度不純物領域6が形成されたMOSトラン
ジスタ5については、閾値電圧が変動するため、高濃度
不純物領域6が形成されていないMOSトランジスタ5
と異なる動作特性を示すことになる。即ち、高濃度不純
物領域6が形成されていないMOSトランジスタ5につ
いては、隣り合う不純物領域2の間に所定の電位差を与
え、ゲート電極3をハイレベルとするとオン状態とな
り、図面に実線矢印で示すように不純物領域2の間に電
流が流れるが、高濃度不純物領域6が形成されたMOS
トランジスタ5については、ゲート電極3をハイレベル
としてもオン状態とならず、図面に破線矢印で示すよう
に不純物領域2の間に電流は流れない。そこで、「1」
及び「0」のデータと対応付けるようにして所望のアド
レスのMOSトランジスタ5のゲート領域に高濃度不純
物領域5を選択的に形成することで、データの書き込み
を行うことができる。また、データの読み出しについて
は、不純物領域2に接続されるセンスアンプで不純物領
域2の間に流れる電流を検知することにより、アドレス
データに応答して活性化されるMOSトランジスタ5の
オン/オフが判定される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上のメモリ装置にお
いては、メモリセルを構成するMOSトランジスタ5を
それぞれ分離する分離領域がなく、メモリセルのサイズ
を小さくできるため、メモリ容量の増大に適している。
しかしながら、ビット線をシリコン基板1に形成した不
純物領域2により構成するため、抵抗値が高くなり、高
速動作に対応できないといった問題を有している。
【0005】そこで本発明は、メモリセルのサイズを大
きくすることなく、ビット線の抵抗値を下げて高速動作
に対応できるメモリ装置の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するためになされたもので、その特徴とするところ
は、一導電型の半導体基板と、この半導体基板の表面近
傍に互いに並行に配列される複数の逆導電型の不純物領
域と、この不純物拡散領域の間の特定領域に選択的に形
成される一導電型の高濃度不純物領域と、上記半導体基
板の一主面上で上記不純物領域及び上記高濃度不純物領
域を被うゲート絶縁膜と、このゲート絶縁膜上に上記複
数の不純物領域と交差して互いに並行に配列される複数
のゲート電極と、を備え、上記複数の不純物領域は、表
面側に上記半導体基板が金属元素と化合した金属間化合
物層を含むことにある。
【0007】そして、本発明の製造方法の特徴とすると
ころは、一導電型の半導体基板上に絶縁膜を形成し、こ
の絶縁膜を一定の間隔をおいて選択的に除去する工程
と、上記絶縁膜が除去された開口部から上記半導体基板
に逆導電型の不純物イオンを注入して上記半導体基板の
表面近傍に逆導電型の不純物領域を形成する工程と、少
なくとも上記絶縁膜の開口部を被うように上記半導体基
板と化合する金属層を積層し、この金属層を上記不純物
領域の半導体基板に化合させる工程と、上記金属層を除
去した後、少なくとも上記絶縁膜の開口部を被うように
導体層を形成する工程と、上記絶縁膜上の導体層を除去
して上記絶縁膜を露出した後、この導体層を残して上記
絶縁膜を除去する工程と、上記半導体基板及び残された
導体層の表面を被うようにゲート絶縁膜を形成し、この
ゲート絶縁膜上に上記不純物領域と交差するゲート電極
を形成する工程と、を有することにある。
【0008】
【作用】本発明によれば、半導体基板の不純物領域に形
成される、基板と金属元素との金属間化合物層によりビ
ット線としての抵抗値が低減される。また、本発明の製
造方法によると、金属間化合物層を形成した後に、多結
晶シリコン等の導電層を不純物領域上に形成すること
で、後の熱酸化工程で金属間化合物層の表面が酸化する
のを防止できるめ、耐圧の劣化が防止される。
【0009】
【実施例】図1は、本発明の半導体メモリ装置のメモリ
セル部分の断面図である。P型のシリコン基板11の表
面部分には、ビット線となる複数のN型の不純物領域1
2が一定の間隔をおいて互いに並行に配列される。この
不純物領域12の表面側には、高融点金属、例えばチタ
ン(Ti)とシリコンとが化合したTiシリサイド層1
3が設けられる。そして、このTiシリサイド層13を
被うようにして不純物領域12に沿って多結晶シリコン
層14が積層される。この多結晶シリコン層14につい
ては、金属間化合物層13を保護し、且つ不純物領域1
2の抵抗値を下げるためのもので、リン(P)等のN型
不純物が導入されている。そして、この多結晶シリコン
層14の表面及び、不純物領域12を除くシリコン基板
11の表面にゲート絶縁膜15が形成され、このゲート
絶縁膜15上にワード線となる複数のゲート電極16
が、不純物領域12と交差する方向に互いに並行に配列
される。従って、図8の場合と同様に、隣り合う一対の
不純物領域12とゲート電極16とによりMOSトラン
ジスタが形成され、このMOSトランジスタがメモリセ
ルを構成する。また、このMOSトランジスタのゲート
領域には、書き込みデータに対応し、選択的にP型の高
濃度不純物領域17が形成される。ここで、データの書
き込み及び読み出しについては、図9と同一であり、説
明を省略する。
【0010】従って、ビット線となる不純物領域12の
抵抗値は、金属間化合物層13及び多結晶シリコン層1
4により大幅に引き下げられる。図2乃至図7は、本発
明のメモリ装置の製造方法を説明する工程順の断面図で
ある。この図において、図1と同一部分には、同一符号
が付してある。まず、図2に示すように、シリコン基板
11上に薄い酸化膜21を成長させ、この酸化膜21上
に塗布ガラス(SOG)膜22を積層した後、不純物領
域12を形成すべき領域に対応するように酸化膜21及
びSOG膜22をエッチングにより除去して開口部23
を形成する。この開口部23を形成した後、図3に示す
ように、N型の不純物としてヒ素イオン(例えば、濃度
5×1015/cm2)を注入し、N型の不純物領域12
を形成する。
【0011】続いて、図4に示すように、チタン(T
i)膜24をシリコン基板11の全面を被うように積層
し、Ti膜24をシリコン基板11とが接する部分でシ
リコンに化合させてTiシリサイド層13を形成する。
シリコン基板11に対してTi膜24が化合した後、未
反応のTi膜24を過酸化水素水によるエッチングで除
去する。このとき、シリコン基板11上の不純物領域1
2以外の領域は、酸化膜21及びSOG膜22により保
護されているため、Ti膜24と反応しない。
【0012】次に、図5に示すように、多結晶シリコン
層25を積層し、さらにレジスト26を塗布した後、図
6に示すように、SOG膜22が露出するまでエッチバ
ックを行い、SOG膜22上にある多結晶シリコン層2
5を除去する。このとき、レジスト26と多結晶シリコ
ン層25とのエッチングレートは、同一とする。SOG
膜22を露出させた後には、フッ酸系のエッチング液を
用いてSOG膜22及び酸化膜21を除去する。
【0013】そして、図7に示すように、不純物領域1
2上に残された多結晶シリコン層25の表面と、不純物
領域12を除いたシリコン基板11の表面とを熱酸化
し、ゲート絶縁膜15を形成し、続いて、多結晶シリコ
ンからなるゲート電極16をゲート絶縁膜15上に形成
する。ゲート絶縁膜15を形成する際の加熱処理では、
不純物領域12のTiシリサイド層13が多結晶シリコ
ン層14により保護されるため、酸化することはなく、
耐圧の低下を防止できる。この後、書き込みデータに対
応する領域に選択的にP型の不純物、例えばボロン
(B)イオンがゲート電極16及びゲート酸化膜15を
介して注入され、高濃度不純物領域17が形成される。
この書き込みデータの設定のためのイオン注入について
は、ゲート電極16を形成する前の段階でもよいが、特
定用途のマスクROMにおいては、データの書き込み工
程を可能な限り後の工程とした方が好ましいため、通常
は、ゲート電極16の形成後に行われる。
【0014】以上の製造方法によると、シリコン基板1
1の不純物領域12の幅を広くすることなく抵抗値を下
げることができる。出願人らの測定によると、従来シー
ト抵抗が、30Ω/□であったのを、4Ω/□程度まで
下げることができた。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、メモリセルのサイズを
大きくすることなくビット線の抵抗値を下げることがで
きるため、高集積化に適すると共に、高速動作に対応で
きるメモリ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体メモリ装置の断面図である。
【図2】本発明の半導体メモリ装置の第1の製造工程を
示す断面図である。
【図3】本発明の半導体メモリ装置の第2の製造工程を
示す断面図である。
【図4】本発明の半導体メモリ装置の第3の製造工程を
示す断面図である。
【図5】本発明の半導体メモリ装置の第4の製造工程を
示す断面図である。
【図6】本発明の半導体メモリ装置の第5の製造工程を
示す断面図である。
【図7】本発明の半導体メモリ装置の第6の製造工程を
示す断面図である。
【図8】従来の半導体メモリ装置の平面図である。
【図9】従来の半導体メモリ装置の断面図である。
【符号の説明】
1、11 シリコン基板 2、12 不純物領域 3、15 ゲート絶縁膜 4、16 ゲート電極 5 MOSトランジスタ 6、17 高濃度不純物領域 13 Tiシリサイド層 14、25 多結晶シリコン層 21 酸化膜 22 SOG膜 23 開口部 24 Ti膜 26 レジスト

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一導電型の半導体基板と、この半導体基
    板の表面近傍に互いに並行に配列される複数の逆導電型
    の不純物領域と、この不純物拡散領域の間の特定領域に
    選択的に形成される一導電型の高濃度不純物領域と、上
    記半導体基板の一主面上で上記不純物領域及び上記高濃
    度不純物領域を被うゲート絶縁膜と、このゲート絶縁膜
    上に上記複数の不純物領域と交差して互いに並行に配列
    される複数のゲート電極と、を備え、上記複数の不純物
    領域は、表面側に上記半導体基板が金属元素と化合した
    金属間化合物層を含むことを特徴とする半導体メモリ装
    置。
  2. 【請求項2】 上記半導体基板の表面に上記不純物領域
    に沿って配置され、上記不純物領域の金属間化合物層に
    結合される導電体層を有することを特徴とする請求項1
    記載の半導体メモリ装置。
  3. 【請求項3】 一導電型の半導体基板上に絶縁膜を形成
    し、この絶縁膜を一定の間隔をおいて選択的に除去する
    工程と、上記絶縁膜が除去された開口部から上記半導体
    基板に逆導電型の不純物イオンを注入して上記半導体基
    板の表面近傍に逆導電型の不純物領域を形成する工程
    と、少なくとも上記絶縁膜の開口部を被うように上記半
    導体基板と化合する金属層を積層し、この金属層を上記
    不純物領域の半導体基板に化合させる工程と、上記金属
    層を除去した後、少なくとも上記絶縁膜の開口部を被う
    ように導体層を形成する工程と、上記絶縁膜上の導体層
    を除去して上記絶縁膜を露出した後、この導体層を残し
    て上記絶縁膜を除去する工程と、上記半導体基板及び残
    された導体層の表面を被うようにゲート絶縁膜を形成
    し、このゲート絶縁膜上に上記不純物領域と交差するゲ
    ート電極を形成する工程と、を有することを特徴とする
    半導体メモリ装置の製造方法。
JP4136911A 1992-05-28 1992-05-28 半導体メモリ装置及びその製造方法 Pending JPH05335523A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001024258A1 (de) * 1999-09-28 2001-04-05 Infineon Technologies Ag Verfahren zur herstellung von integrierten halbleiter-festwertspeichern - rom

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