JPS6028145B2 - Mis形半導体装置の製造法 - Google Patents

Mis形半導体装置の製造法

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JPS6028145B2
JPS6028145B2 JP58153277A JP15327783A JPS6028145B2 JP S6028145 B2 JPS6028145 B2 JP S6028145B2 JP 58153277 A JP58153277 A JP 58153277A JP 15327783 A JP15327783 A JP 15327783A JP S6028145 B2 JPS6028145 B2 JP S6028145B2
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insulating film
silicon
manufacturing
gate
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真二 清水
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B20/00Read-only memory [ROM] devices
    • H10B20/27ROM only

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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、MIS形半導体装置の製造法に関する。
さらに詳しくは、新規なROM(リードオンリメモリ)
回路を具備する葛集積度のE/DMISLSIの製造法
に関する。
情報処理分野に適用されるROM回路を具備するEノD
MISLSIには、信頼度の向上およびコストの低減そ
れに高速動作等のために集積度の高いものが要求されて
いる。
従来、この種の高集積度のROM回路を具備するB/D
MISLS1(以下、ROME/DMISLSIと略記
する)は、第1図並びに第2図a〜cに示すように、行
列状に配置したMIS形トランジスタQ,.〜Q3にお
けるその一部をディプリーションタィプ(Q,.o,Q
,3o,Q2D,Q33o)となし、残りのものをェン
ハスメントタイプ(Q岬,Q2,E,Q2斑,Q3,8
,Q326)となしたものである。
なお、第1図において、X.〜X3は出力信号用配線、
Y,〜Y3はアドレス配線である。そして、このROM
E/DMISは1は、第2図aに平面図を、同図bに同
図aおけるAA′矢視縦断面図を、同図cに同図aにお
けるBB′矢視縦断面図を示すように、シリコン基板1
上にゲート酸化シリコン膜2を介在して形成した導電性
多結晶シリコン膜3からなるゲート電極を有し、このゲ
ート電極パターンによるセルフアラィメント方式により
製作したN十型層二4をソースまたはドレィンとする構
造のものである。同図において、ゲート電極下のN型層
5は、ディプリーションタイプのMIS形トランジス外
こおける拡散層であり、6は、フィールド酸化シリコン
膜である。この種のROME/DMOSは1は、その構
造上、素子寸法を可及的小となし高集積度のものである
が、それぞれのMIS形トランジスタQ,.〜Q33に
おけるソースまたはドレィンとなるN+型層4をシリコ
ン基板1表面に形成するものであるため、横方向素子寸
法がかなり大きくなり多ビットのROME/DMISは
1を得るにはチップサイズが大きくなるものである。
それゆえ、本発明の目的は、新規な構造を有し、極めて
素子寸法の小なるROM旧/D肌SLSI等のMIS形
半導体装置の製造法を提供することにある。
本発明においては、半導体基板表面の一部に第1絶縁膜
を介在して第1ゲート電極を有する第IMIS形トラン
ジスタが一定間隔をもって行列状に複数個設けられてい
るものと、第IMIS形トランジス外こおけるゲート電
極全面および表面が露出している前記半導体基板全面に
設けられている第2絶縁膜と、それぞれの前記第1肌S
形トランジスタ間における半導体基板上に第2絶縁膜を
介在して第2ゲート電極を設けてなる第2MIS形トラ
ンジスタが1個ずつそれぞれの前記第1肌S形トランジ
スタ間に設けられているものとからなり、前記第1また
は第2の肌S形トランジスタの一部をディプリーション
タイプとなし、残りのものをェンハンスメントタィプと
なしてなるMIS形半導体装置の製造法であって上記第
1絶縁膜上に第1ゲート電極を形成した後、上記第1ゲ
ート電極によって覆われていない第1絶縁膜を除去し、
次に半導体基板表面に第2絶縁膜を形成し、しかる後第
2ゲート電極を形成する。
以下、本発明の一実施例であるROME/DMOSLS
Iおよびその製法を具体的に説明する。
本発明にかかるROM旧/DMOSBIの王なる特徴は
、MOSLSIにおける多層配線技術を流用して極めて
高集積度にMS形トランジスタを行列状に配置してなり
、ROMの目となる個所のェンハンスメントタィプMO
S形トランジスタにおけるチャンネル領域に基板とは反
対導電型の不純物をイオン打込みして、そのトランジス
タをディプリーションタィブのものに化成したものであ
る。そして、それぞれのMOS形トランジスタにおける
ゲート電極間隔を可及的に小とし、従釆のこの種のRO
MMOSLSIに比較して2倍程度の高桑積度を達成す
る構造のものである。
なお、第3図は、本発明にかかるROM回路の一部を示
す略図であり、X,〜X3は出力信号用配線、Y,〜Y
6はアドレス配線、Q,.〜Q36はシリコンゲート型
MOS形トランジスタを示し、それに付加されているイ
ンデックスDはディプリーションタイプを示し、インデ
ックスEはエンハンスメントタイプを示すものである。
さて、本発明にかかるROME/DMOSLSIおよび
その製法を工程順に図面を用いて詳述する。抗 P型ま
たはN型の導電型を有するシリコンゥエーハ11をスタ
ーティングマテリアルとして用意し、この全面を熱酸化
してlAmの程度のフィールド酸化シリコン膜12を形
成する。ついで、フオトェツチング等により素子活性領
域となるシリコンゥェーハ11表面を露出するようにフ
ィールド酸化シリコン膜12を選択除去する(第4図)
。表面が露出するシリコンウェーハ11にゲート酸化シ
リコン膜13を1000A程度形成し(第5図)、つい
で、ディプリーションタィプのMOS形トランジスタを
形成するため、その個所にシリコンウェーハ11とは反
対導電型の不純物をイオン打ち込みしてそれらのチャン
ネル領域にシリコンウェーハ11とは反対導電型の領域
11aを形成する。たとえば、シリコンウェーハ11が
、P型導電型の場合には、リン等のN型導電型の不純物
をフオトレジストなどをマスクとして選択的にディプリ
ーションタィプのMOS形トランジスタのチャンネル領
域にイオン打ち込みし、後の熱処理によって、イオン打
ち込みされた不純物をシリコンウェーハ11に拡散して
N型層11aを形成する。シリコンウェーハ11として
N型導電型のものを使用する場合には、イオン打ち込み
する不純物としてはボロン等のP型導電型のものを使用
して、P型層11aを形成すればよい。このデイプリー
ションタィブのMOS形トランジスタQ,2o,Q,位
,Q23o,Q32o,Q偽oは、ROMの目となるも
のである。更に全面にCVD法等により導電性多結晶シ
リコン膜14を3500〜5000A形成する(第6図
)。第6図aに示す破線は、フィールド酸化シリコン膜
12とゲート酸化シリコン膜13との境界を示すもので
ある。【ィ} 多結晶シリコン膜14を選択除去してゲ
ート電極パターンを形成し、これをマスクとしてゲート
酸化シリコン膜13の不要部分を取り除き、その個所の
シリコンウェーハ11表面を露出する(第7図)。
このゲート電極パターンの多結晶シリコン膜14とこの
下のゲート酸化シリコン13、シリコンゥェーハ11と
により数多〈の第1のシリコンゲート型MOS形トラン
ジスタを構成することができ、それらのトランジスタは
一定間隔をもつて行列状に配置するものとする。{ゥ’
ついで、上記第1のMOS形トランジスタ間に第2の
シリコンゲート型MOS形トランジスタを設けるため、
全面に1000A程度の酸化シリコン膜15を形成する
(第8図)。
この酸化シリコン膜15は、第2のシリコンゲート型M
OS形トランジスタのゲート酸化シリコン膜となると共
に、第1と第2のトランジスタを電気絶縁するものでも
ある。
また、第1と第2のトランジスタの特性をそろえるため
に、第1のトランジスタにおけるゲート酸化シリコン膜
13と同程度の膜性並びに膜厚をもって形成すると共に
第1と第2のトランジスタを十分に電気的分離するに必
要な膜厚を選定する。なお、図において2点鎖線は、多
結晶シリコン膜13の境界線を示すものである。P}
全面に導電性多結晶シリコン膜16をCVD法等により
3500〜5000A形成し、第2のシリコンゲート型
MOS形トランジスタにおけるゲート電極パターンをフ
オトヱッチング等により形成する(第9図)。
なお、第10図は、第3図に示すROM回路構成におけ
るインデックスを示すものである。なお、このROMの
目となるデイプリーシヨンタイフ〇のMOS形トランジ
スタにおけるチャンネル領域は、前記‘力効程(第4図
〜第6図)においてシリコンウェーハ11に不純物を選
択的にイオン打ち込みして形成されているものである。
鮒 ついで、図示しないが全面にパシベーション膜とし
てのIJンシリケートガラス膜を被覆する。
上述したように、本発明にかかるROME/DMOSL
SIは、シリコンウエーハ1 1をスターティングマテ
リアルとしてその上に導電性多結晶シリコン膜を使用し
て2層配線的な形成法により第1と第2のシリコンゲー
ト型MOS形トランジスタQ,.〜Q$を行列状に形成
したものであるため、簡単な製造プロセスをもって極め
て高集積度なものである。
たとえば、現状のフオトェッチングによる成形可能な線
幅を8仏mとすれば、8Am幅の素子活性領域をもって
第1および第2のMOS形トランジスタが形成でき、従
来のソース、ドレィン拡散層を有するROME/DMO
SLSIにおいてはそれぞれの素子活性領域が16rm
幅程度以上であることに比較して2倍以上ICチップ面
積を小さくすることができる。本発明は、極めて素子寸
法の小なるシリコンゲート型MOS形トランジスタをそ
れぞれの離間距離を可及的小にして行列状に配置したも
のであり、しかもそれらの任意のトランジスタをェンハ
ンスメントタイプまたはデイプリーションタイフ。
のものに構成できるため、ROMとしてもあるいはまた
種々の仕様のEノDMOSLSIとして高性能かつ高集
積度のものをもって種々の態様のMIS形半導体装置と
することができる。なお、前述した本発明にかかるRO
ME/DMOSLSIの製造プロセス中、多結晶シリコ
ン膜14をゲート電極パターンにする際の選択エッチン
グ用マスクとして絶縁膜(酸化シリコン膜等)を使用し
、それを後の工程においてもそのまま残しておくことに
より、ゲート電極パターンとしての多結晶シリコン膜1
4上の絶縁膜14上の絶縁膜厚(マスクとしての絶縁膜
と新らたに形成した酸化シリコン膜15とを車畳したも
の)が大きくなり、第1と第2のトランジスタ間の寄生
容量を小とすることができる。
このように本発明にかかる肌S形半導体装置は、前述し
た実施例に限定されず種々の態様のものに適用すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第2図a〜cは従来のROME/DMOS
LSIにおける回路図およびその構造を示す平面図と縦
断面図、第3図は本発明の一実施例であるROM旧/D
MOSLSIの一部における回路図、第4図a〜cない
し第10図a〜cは本発明の一実施例であるROM旧/
DMOSLSIおよびその製法を工程順に示す平面図と
縦断面図である。 1,11……シリコンウエーハ、2,13,15……ゲ
ート酸化シリコン膜、3,14,16……ゲート電極用
多結晶シリコン膜、4・・・・・・N十型層、5・・・
・・・N型層、6,12・・・・・・フィールド酸化シ
リコン膜、11a……シリコンウェーハ11とは反対導
電型の領域。 第1図 第3図 第2図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図 第10図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 半導体基板表面に設定された素子活性領域上を第1
    絶縁膜を介して横切るように延長形成された第1導電体
    層と、上記素子活性領域上を第2絶縁膜を介して横切る
    ように延長形成されかつ上記素子活性領域上において上
    記第1導電体層の少なくとも一部と重なるように形成さ
    れた第2導体層とを少なくとも備え、上記素子活性領域
    上の上記第1及び第2導電体層のそれぞれをMIS形ト
    ランジスタのゲート電極とすることによつて直列接続さ
    れたMIS形トランジスタを形成し、上記直列接続され
    たMIS形トランジスタの一部をデイプリーシヨンタイ
    プとなし残りのものをエンハンスメントタイプとなして
    なるMIS形半導体装置の製造法であつて、上記素子活
    性領域表面に第1絶縁膜を形成した後上記第1導電体層
    を形成し、上記第1絶縁膜のうちの上記第1導電体層に
    よつて覆われていない部分を除去した後上記素子活性領
    域表面に第2絶縁膜を形成し、その後上記第2導電体層
    を形成することを特徴とするMIS形半導体装置の製造
    法。
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