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JP3085472B2 - 半導体集積回路装置及びその形成方法 - Google Patents

半導体集積回路装置及びその形成方法

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JP3085472B2
JP3085472B2 JP03038279A JP3827991A JP3085472B2 JP 3085472 B2 JP3085472 B2 JP 3085472B2 JP 03038279 A JP03038279 A JP 03038279A JP 3827991 A JP3827991 A JP 3827991A JP 3085472 B2 JP3085472 B2 JP 3085472B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置に
関し、特に、横型構造のマスクROM(ead nly
emory)を備えた半導体集積回路装置に適用して有効な
技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】横型構造のマスクROMは、行方向に平
行に延在するデータ線と列方向に延在するワード線との
交差部に1ビット([bit] )の情報を記憶するメモリ
セルが配置される。このメモリセルはMOSFETで構
成されており、このMOSFETのゲート電極にワード
線が接続され、ソース領域にソース線が接続され、ドレ
イン領域にデータ線が接続される。
【0003】前記ワード線はMOSFETのゲート電極
のゲート幅方向の端部に一体に構成されかつ電気的に接
続される。つまり、ワード線は、MOSFETのゲート
電極と同一ゲート材で形成され、若しくは同一製造工程
で形成される。ソース線は、MOSFETのソース領域
と一体に構成されかつ電気的に接続され、半導体領域
(拡散層)で構成される。データ線は、前記ワード線よ
りも上層の配線層に形成されたアルミニウム合金配線で
形成され、このアルミニウム合金配線の下地絶縁膜であ
る層間絶縁膜に形成された接続孔を通してメモリセルに
接続される。アルミニウム合金配線は、前述のワード
線、ソース線の夫々に比べて抵抗値が小さく、メモリセ
ルに記憶された情報の読出し動作速度の高速化を図れ
る。
【0004】最近、横型構造のマスクROMは、半導体
記憶装置のみに使用されるものの他に、PLA(rogr
amable ogic rray)等、論理回路として、又はマイ
クロプロセッサ等、論理回路に搭載される記憶回路とし
て使用される。このように使用される横型構造のマスク
ROMは周辺回路に2層の配線層(例えばアルミニウム
合金配線)が構成される。
【0005】前記周辺回路は、前記複数個のメモリセル
が配列されたメモリセルアレイの周囲に配置されるデコ
ーダ回路、センスアンプ回路、バッファ回路等、メモリ
セルに記憶された情報の読出し動作を制御する回路であ
る。前記2層の配線層は、周辺回路を構成する素子例え
ばMOSFET間や回路間を結線する配線の余分な引き
回しや迂回を低減し、配線長を短縮できるので、信号伝
達速度を速め、横型構造のマスクROMの情報の読出し
動作速度の高速化を図れる。また、2層の配線層は、前
述のように配線の余分な引き回しや迂回を低減し、配線
の占有面積を低減できるので、横型構造のマスクROM
の集積度を向上できる。
【0006】この横型構造のマスクROMは、大容量化
を目的とする論理回路として使用されるものについて
は、製造プロセス中、複数個のメモリセルのうち情報が
書込まれるメモリセルつまりMOSFETのしきい値電
圧を変更し、情報の書込みを行うことが主流である。し
きい値電圧の変更は、MOSFETのゲート電極を形成
した後、データ線との間の層間絶縁膜を形成する前に、
イオン打込み技術を利用し、前記ゲート電極を通してチ
ャネル領域に不純物を導入することで行われる。
【0007】この情報の書込み方法は、ドレイン側に隣
接するビット間の拡散層を分離する必要がなく、2ビッ
ト毎に1個のコンタクトを必要とするので、セルサイズ
が小さく、横型構造のマスクROMの高集積化つまり大
容量化を図れる。
【0008】また、横型構造のマスクROMは、小容量
化を目的とする論理回路に搭載する記憶回路として使用
されるものについては、製造プロセス中、メモリセルで
あるMOSFETのドレイン領域とデータ線との接続の
有無で情報の書込みを行うことが主流である。データ線
は周辺回路に2層の配線層を構成する場合においても下
層側の第1層目の配線層に形成され、情報の書込みはデ
ータ線の下地絶縁膜となる層間絶縁膜に接続孔(コンタ
クトホール)を形成するか否かで行われる。
【0009】この情報の書込み方法は、製造プロセスに
おいて、情報の書込み工程後、データ線、層間絶縁膜、
第2層目の配線層、保護膜の夫々を順次形成する工程が
行われ、情報の書込み工程が製造プロセスの終段側にあ
るので、情報の書込み工程後、製造プロセスが終了する
(製品が完成する)までに要する時間を短縮できる。ま
た、この情報の書込み方法は、層間絶縁膜に接続孔を形
成するマスクのパターンを変更するだけで、製造プロセ
スで使用するマスクの枚数を増加しない。
【0010】また、この情報の書込み方式は、ドレイン
側に隣接するビット間の拡散層を分離する必要があり、
1ビット毎にコンタクトの形成の有無を必要とするの
で、前記しきい値電圧の変更により書込みを行う横型マ
スクROMに比べてセルサイズが大きくなる。
【0011】なお、メモリセルとデータ線との接続の有
無で情報の書込みが行われる横型構造のマスクROMに
ついては、例えば、アイ イー ディー エム、1983
年、第577頁(IEDM,1983,p.577)に記載される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】前述の横型構造のマス
クROMは、周辺回路に2層の配線層を構成するにもか
かわらず、メモリセルアレイにおいてはデータ線として
2層の配線層のうちの第1層目の配線層のみを使用す
る。このため、横型構造のマスクROMは、前述のいず
れの情報の書込み方法においても、第2層目の配線層を
形成しないと製造プロセスが終了せず、この第2層目の
配線層を形成する工程に相当する分、製造プロセスが終
了するまでに要する時間が長くなる。
【0013】また、前述の横型構造のマスクROMは、
周辺回路に2層の配線層を構成するにもかかわらず、メ
モリセルアレイにおいては1層の配線層を使用する。こ
のため、横型構造のマスクROMは配線層の有効な利用
をしていない。
【0014】本発明の目的は、横型構造のマスクROM
を備えた半導体集積回路装置において、情報の書込み工
程から製造プロセスの終了までに要する時間を短縮する
(工完の短縮化を図る)とともに、配線層の有効利用を
図ることが可能な技術を提供することにある。
【0015】本発明の他の目的は、前記目的を達成し、
横型構造のマスクROMの動作速度の高速化を図ること
が可能な技術を提供することにある。
【0016】本発明の他の目的は、前記目的を達成し、
横型構造のマスクROMの集積度を向上することが可能
な技術を提供することにある。
【0017】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
【0018】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下
記のとおりである。
【0019】(1)データ線にドレイン領域が接続さ
れ、ゲート電極にワード線が接続され、ソース領域にソ
ース線が接続されるMISFETをメモリセルとする横
型構造のマスクROMを備えた半導体集積回路装置にお
いて、前記横型構造のマスクROMのメモリセルアレイ
に、メモリセルであるMISFETのゲート電極よりも
上層の配線層に形成され、かつ前記ゲート電極よりも小
さな抵抗値で形成される複数層の配線層を構成し、この
複数層の配線層の最上層にメモリセルに接続されるデー
タ線を構成し、前記メモリセルのドレイン領域とデータ
線との間の接続の有無で情報の書込みを行う。
【0020】(2)データ線にドレイン領域が接続さ
れ、ゲート電極にワード線が接続され、ソース領域にソ
ース線が接続されるMISFETをメモリセルとする横
型構造のマスクROMを備えた半導体集積回路装置にお
いて、前記横型構造のマスクROMのメモリセルアレイ
に、メモリセルであるMISFETのゲート電極よりも
上層の配線層に形成され、かつ前記ゲート電極よりも小
さな抵抗値で形成される複数層の配線層を構成し、この
複数層の配線層の最上層にメモリセルに接続されるデー
タ線を構成し、前記複数層の配線層の最上層よりも下層
にメモリセルに接続されるワード線若しくはソース線を
構成するとともに、前記メモリセルのドレイン領域とデ
ータ線との間の接続の有無で情報の書込みを行う。
【0021】(3)データ線、ワード線及びソース線に
接続されるメモリセルを複数個配列してメモリセルアレ
イを構成し、このメモリセルアレイの周囲に前記メモリ
セルの動作を制御しかつMISFETを主体に配置した
周辺回路を構成する横型構造のマスクROMを備えた半
導体集積回路装置において、前記横型構造のマスクRO
Mの周辺回路に、そのMISFETのゲート電極よりも
上層の配線層に形成され、かつ前記ゲート電極よりも小
さな抵抗値で形成される複数層の配線層を構成するとと
もに、前記メモリセルアレイに、前記複数層の配線層の
最上層と同一配線層に形成されるデータ線を構成し、か
つ前記複数層の配線層の最上層よりも下層の配線層と同
一配線層にワード線若しくはソース線を構成し、前記メ
モリセルとデータ線との間の接続の有無で情報の書込み
を行う。
【0022】(4)入力信号線と積項線との交差部に配
置されるAND型セル、前記積項線と出力信号線との交
差部に配置されるOR型セルの夫々を組合せて論理関数
が形成されるPLAを備えた半導体集積回路装置の形成
方法において、前記PLAの出力信号線を形成し、この
出力信号線とOR型セルとの接続の有無により第1情報
を書込むとともに、前記出力信号線と同一配線層に、前
記AND型セルに接続される入力信号線の裏打ち配線を
形成する工程と、前記PLAの積項線を形成し、この積
項線とAND型セルとの接続の有無により第2情報を書
込むとともに、前記積項線と同一配線層に、前記OR型
セルに接続される積項線の裏打ち配線を形成する工程と
を備える。
【0023】
【作用】上述した手段(1)によれば、前記メモリセル
の情報の書込みが最上層の配線層に形成されるデータ線
とメモリセルとの接続の有無で行え、この情報の書込み
が製造プロセス上の最上層の配線層を形成する前の(接
続孔を形成する工程である)最終段で行えるので、横型
構造のマスクROMの情報書込み工程から製造プロセス
の終了までに要する時間を短縮できる(工完短縮)。
【0024】上述した手段(2)によれば、前記手段
(1)の作用効果の他に、前記ワード線若しくはソース
線の信号伝達速度を速め、メモリセルに記憶される情報
の読出し動作速度を速くできるので、横型構造のマスク
ROMの動作速度の高速化を図れる。
【0025】上述した手段(3)によれば、前記手段
(2)の作用効果の他に、横型構造のマスクROMの周
辺回路において、配線層を複数層にし、交差配線がで
き、配線の引き回しや迂回を低減し、配線長を短縮でき
るので、信号伝達速度を速め、動作速度の高速化を図れ
るとともに、若しくは配線の占有面積を縮小し、高集積
化を図れるとともに、周辺回路の複数層の配線層を利用
し、メモリセルアレイのデータ線、ソース線、ワード線
のうち、少なくともいずれか2つを低抵抗化できるの
で、情報の読出し動作速度の高速化を図れる。
【0026】上述した手段(4)によれば、PLAの第
1情報の書込み(例えばメーカー側での情報の書込み)
を固定情報の書込みとし、第2情報の書込み(例えばユ
ーザー側での情報の書込み)だけで所定の論理関数を形
成でき(PLAの情報の書込みを2段階で行い)、この
第2情報の書込みが製造プロセス上の最上層の配線層を
形成する工程前(接続孔を形成する工程)つまり最終段
で行えるので、工完短縮を図れるとともに、出力信号線
を形成する工程を利用し、入力信号線の裏打ち配線を形
成し、積項線を形成する工程を利用し、積項線(OR型
セルアレイの積項線)の裏打ち配線を形成できるので、
配線の有効利用ができる。また、入力信号線、積項線
(OR型セルアレイの積項線)の夫々に裏打ち配線を形
成することにより、信号伝達速度を速め、PLAの動作
速度の高速化を図れる。
【0027】以下、本発明の構成について、実施例とと
もに説明する。
【0028】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
【0029】
【実施例】(実 施 例 1)本実施例1は、横型構造の
マスクROMのみで半導体記憶装置を構成する、若しく
は論理回路に搭載される記憶装置として横型構造のマス
クROMを使用する場合に本発明を適用した、本発明の
第1実施例である。
【0030】本発明の実施例1である横型構造のマスク
ROMの構成を図1(要部断面図)で示す。
【0031】図1に示すように、横型構造のマスクRO
Mは単結晶珪素からなるp- 型半導体基板1を主体に構
成される。メモリセルアレイ、周辺回路のnチャネルM
ISFETの夫々の形成領域において、前記p- 型半導
体基板1の主面部にはp型ウエル領域2が構成される。
また、周辺回路のpチャネルMISFETの形成領域に
おいて、前記p- 型半導体基板1の主面部にはn型ウエ
ル領域(図示しない)が構成される。
【0032】前記横型構造のマスクROMは行方向に平
行に延在するデータ線(DL)と列方向に延在するワー
ド線(WL)との交差部に1[bit] の情報を記憶する
メモリセルが配置される。このメモリセルはデータ線、
ワード線の夫々の延在する方向に複数個配列されメモリ
セルアレイを構成する。このメモリセルアレイの周囲に
は、前記メモリセルの情報の読出し動作を制御する、デ
コーダ回路、センスアンプ回路、バッファ回路等の周辺
回路が配置される。
【0033】前記メモリセルは、図1の右側に及び図2
(要部平面図)に示すように、nチャネルMISFET
Qn1(例えば、情報が書込まれない素子)若しくはQ
n2(例えば、情報が書込まれた素子)で構成される。
このnチャネルMISFETQn1若しくはQn2は、
素子分離絶縁膜(フィールド絶縁膜)3及びp型チャネ
ルストッパ領域4で周囲を規定され囲まれた領域内にお
いて、p型ウエル領域2の主面に構成される。つまり、
nチャネルMISFETQn1若しくはQn2はp型ウ
エル領域(チャネル形成領域)2、ゲート絶縁膜5、ゲ
ート電極6、ソース領域及びドレイン領域として使用さ
れる一対のn+ 型半導体領域7を主体として構成され
る。
【0034】前記nチャネルMISFETQn1若しく
はQn2のゲート電極6はゲート材例えば多結晶珪素膜
で形成され、この多結晶珪素膜には抵抗値を低減する不
純物が導入される。また、ゲート電極6は、高融点金属
膜若しくは高融点金属珪化膜の単層(ゲート材)、或は
多結晶珪素膜及びその上層に積層した高融点金属膜若し
くは高融点金属珪化膜で形成される積層膜(ゲート材)
で形成してもよい。
【0035】前記ゲート電極6はそのゲート幅方向の端
部にワード線(WL)6が一体に構成されかつ電気的に
接続される。つまり、ワード線6はゲート電極6と同一
導電層で形成され若しくは同一製造工程で形成される。
【0036】前記n+ 型半導体領域7は、ゲート電極6
のゲート長方向の両端部の夫々において、p型ウエル領
域2の主面部に形成される。n+ 型半導体領域7は例え
ばイオン打込み法でn型不純物を導入することにより形
成する。n+ 型半導体領域7はソース線と一体に構成さ
れかつ電気的に接続される。つまり、ソース線はn+型
半導体領域7で構成される。
【0037】情報が書込まれないメモリセルであるnチ
ャネルMISFETQn1はドレイン領域に相当するn
+ 型半導体領域7にデータ線(DL)13が接続され
る。データ線13はゲート電極6の上層にこのゲート電
極6に比べて小さい抵抗値で形成された2層の配線層の
うち最上層である第2層目の配線層に形成される。デー
タ線13は例えばアルミニウム合金膜で形成される。こ
のアルミニウム合金膜はエレクトロマイグレーション耐
性を向上するCu、アロイスパイク耐性を向上するSi
の少なくともいずれかが添加されたアルミニウムであ
る。
【0038】前記データ線13は、層間絶縁膜11の表
面上に延在し、この層間絶縁膜11に形成された接続孔
(スルーホール)12を通して一旦中間導電層10の一
端に接続される。この中間導電層10は、2層の配線層
のうち下層側となる第1層目の配線層に形成され、同様
にアルミニウム合金膜で形成される。この中間導電層1
0は層間絶縁膜8の表面上に延在し、中間導電層10の
他端は層間絶縁膜8に形成された接続孔(コンタクトホ
ール)9を通してn+ 型半導体領域7に接続される。
【0039】情報が書込まれたメモリセルであるnチャ
ネルMISFETQn2はドレイン領域に相当するn+
型半導体領域7にデータ線13が接続されない。具体的
には、nチャネルMISFETQn2のドレイン領域に
中間導電層10の他端が接続されるが、層間絶縁膜11
に接続孔12が形成されず(情報の書込みが行われ)、
中間導電層10の一端とデータ線13とが電気的に接続
されない。つまり、メモリセルの情報の書込みは、デー
タ線13を配線層の最上層で構成し、このデータ線13
とメモリセルとを接続するか否かで行われる。
【0040】なお、図示しないが、2層の配線層のう
ち、第1層目の配線層には、ワード線6の延在方向と同
一方向に延在し、このワード線6と短絡される裏打ち配
線(シャント用ワード線10)が、若しくはソース線
(7)の延在方向と同一方向に延在し、このソース線と
短絡される裏打ち配線(10)が構成される。
【0041】前記周辺回路を構成するnチャネルMIS
FETQnは、図1の左側に示すように、基本的にはメ
モリセルと同様の構造で構成される。つまり、nチャネ
ルMISFETQnは、素子分離絶縁膜3及びp型チャ
ネルストッパ領域4で周囲を規定されたp型ウエル領域
2の主面に構成され、p型ウエル領域2、ゲート絶縁膜
5、ゲート電極6、ソース領域及びドレイン領域である
一対のn+ 型半導体領域7で構成される。この周辺回路
のnチャネルMISFETQn間、若しくはそれで構成
される回路間は、2層の配線層に形成される第1層目の
配線10及び第2層目の配線13で結線される。
【0042】また、周辺回路を構成するpチャネルMI
SFETは、図示しないが、n型ウエル領域の主面に構
成され、ゲート絶縁膜5、ゲート電極6、ソース領域及
びドレイン領域である一対のp+ 型半導体領域で構成さ
れる。
【0043】次に、前述の横型構造のマスクROMの形
成方法について、図3乃至図6(各製造工程毎に示す要
部断面図)を使用し、簡単に説明する。なお、ここでの
説明においては、pチャネルMISFETの説明は省略
する。
【0044】まず、単結晶珪素からなるp- 型半導体基
板1の主面部にp型ウエル領域2を形成し、この後、p
型ウエル領域2の非活性領域の主面に素子分離絶縁膜
3、p型チャネルストッパ領域4の夫々を形成する。
【0045】次に、前記p型ウエル領域2の活性領域の
主面にp型不純物を導入し、nチャネルMISFETの
しきい値電圧をエンハンスメント型に設定する。
【0046】次に、前記p型ウエル領域2の活性領域の
主面上にゲート絶縁膜5を形成し、図3に示すように、
ゲート絶縁膜5上にゲート電極6及び図示しないワード
線6を形成する。
【0047】次に、図4に示すように、p型ウエル領域
2の活性領域の主面部にn+ 型半導体領域7を形成す
る。このn+ 型半導体領域7を形成する工程により、メ
モリセルアレイにおいて、メモリセルであるnチャネル
MISFETQn1及びQn2が形成され、周辺回路に
おいて、nチャネルMISFETQnが形成される。
【0048】次に、前記nチャネルMISFETQn
1、Qn2、Qnの夫々を被覆する層間絶縁膜8を形成
し、この後、この層間絶縁膜8に接続孔9を形成する。
【0049】次に、図5に示すように、メモリセルアレ
イにおいて、層間絶縁膜8の表面上に中間導電層10及
び図示しない裏打ち配線(10)を形成するとともに、
周辺回路において、配線10を形成する。中間導電層1
0、裏打ち配線、配線10の夫々は、2層の配線層のう
ちの下層側の第1層目の配線層に形成される。
【0050】次に、前記第1層目の配線層を被覆する層
間絶縁膜11を形成する。この後、図6に示すように、
メモリセルアレイにおいて、層間絶縁膜11の情報が書
込まれないメモリセルの領域にのみ接続孔12を形成
し、情報が書込まれるメモリセルの領域には接続孔12
を形成しない。つまり、メモリセルアレイにおいて、情
報の書込みが行われる。周辺回路においては層間絶縁膜
11に接続孔12が形成される。
【0051】次に、前記層間絶縁膜11のメモリセルア
レイの表面上にデータ線13を形成するとともに、周辺
回路の表面上に配線13を形成する。データ線13、配
線13の夫々は2層の配線層のうちの最上層の第2層目
の配線層に形成される。メモリセルアレイにおいて、情
報が書込まれないメモリセルはデータ線13に接続さ
れ、情報が書込まれたメモリセルはデータ線13に接続
されない。
【0052】この後、前記データ線13、配線13の夫
々を被覆する最終保護膜を形成することにより、前述の
図1及び図2に示す横型構造のマスクROMは完成す
る。
【0053】このように、データ線(DL)にドレイン
領域(n+ 型半導体領域7)が接続され、ゲート電極6
にワード線(WL)6が接続され、ソース領域にソース
線(7)が接続されるnチャネルMISFETQnをメ
モリセルとする横型構造のマスクROMにおいて、前記
横型構造のマスクROMのメモリセルアレイに、メモリ
セルであるMISFETQnのゲート電極6よりも上層
の配線層に形成され、かつ前記ゲート電極6よりも小さ
な抵抗値で形成される複数層の配線層(10及び13)
を構成し、この複数層の配線層の最上層にメモリセルに
接続されるデータ線13を構成し、前記メモリセルのド
レイン領域とデータ線13との間の接続の有無で(接続
孔12の有無で)情報の書込みを行う。この構成によ
り、前記メモリセルの情報の書込みが最上層の配線層に
形成されるデータ線13とメモリセルとの接続の有無で
行え、この情報の書込みが製造プロセス上の最上層の配
線層を形成する前の(接続孔12を形成する工程であ
る)最終段で行えるので、横型構造のマスクROMの情
報書込み工程から製造プロセスの終了までに要する時間
を短縮できる(工完短縮が図れる)。
【0054】また、データ線(DL)にドレイン領域
(n+ 型半導体領域7)が接続され、ゲート電極6にワ
ード線(WL)6が接続され、ソース領域にソース線
(7)が接続されるnチャネルMISFETQnをメモ
リセルとする横型構造のマスクROMにおいて、前記横
型構造のマスクROMのメモリセルアレイに、メモリセ
ルであるMISFETQnのゲート電極6よりも上層の
配線層に形成され、かつ前記ゲート電極6よりも小さな
抵抗値で形成される複数層の配線層(10及び13)を
構成し、この複数層の配線層の最上層にメモリセルに接
続されるデータ線13を構成し、前記複数層の配線層の
最上層よりも下層にメモリセルに接続されるワード線の
裏打ち配線(10)若しくはソース線の裏打ち配線(1
0)を構成するとともに、前記メモリセルのドレイン領
域とデータ線13との間の接続の有無で(接続孔12の
有無で)情報の書込みを行う。この構成により、前述の
作用効果の他に、前記ワード線6若しくはソース線
(7)の信号伝達速度を裏打ち配線で速め、メモリセル
に記憶される情報の読出し動作速度を速くできるので、
横型構造のマスクROMの動作速度の高速化を図れる。
【0055】また、データ線(DL)、ワード線(W
L)6及びソース線(7)に接続されるメモリセルを複
数個配列してメモリセルアレイを構成し、このメモリセ
ルアレイの周囲に前記メモリセルの動作を制御しかつn
チャネルMISFETQnを主体に配置した周辺回路を
構成する横型構造のマスクROMにおいて、前記横型構
造のマスクROMの周辺回路に、そのMISFETのゲ
ート電極6よりも上層の配線層に形成され、かつ前記ゲ
ート電極6よりも小さな抵抗値で形成される複数層の配
線層を構成するとともに、前記メモリセルアレイに、前
記複数層の配線層の最上層と同一配線層に形成されるデ
ータ線13を構成し、かつ前記複数層の配線層の最上層
よりも下層の配線層と同一配線層にワード線6の裏打ち
配線(10)若しくはソース線(7)の裏打ち配線(1
0)を構成し、前記メモリセルとデータ線13との間の
接続の有無で情報の書込みを行う。この構成により、前
述の効果の他に、横型構造のマスクROMの周辺回路に
おいて、配線層を複数層にし、交差配線ができ、配線の
引き回しや迂回を低減し、配線長を短縮できるので、信
号伝達速度を速め、動作速度の高速化を図れるととも
に、若しくは配線の占有面積を縮小し、高集積化を図れ
るとともに、周辺回路の複数層の配線層を利用し、メモ
リセルアレイのデータ線13、ソース線(7)、ワード
線(6)のうち、少なくともいずれか2つを低抵抗化で
きるので、情報の読出し動作速度の高速化を図れる。
【0056】また、前述の横型構造のマスクROMは、
2層の配線層の場合について説明したが、3層若しくは
それ以上の多層の配線層を構成した場合においても同様
に、最上層の配線層とメモリセルとの接続の有無で情報
の書込みを行う。
【0057】(実 施 例 2)本実施例2は、横型構造
のマスクROMの集積度をさらに高めた、本発明の第2
実施例である。
【0058】本発明の実施例2である横型構造のマスク
ROMの構成を図7(要部断面図)で示す。
【0059】図7に示すように、本実施例2の横型構造
のマスクROMは、メモリセルであるnチャネルMIS
FETQn1、Qn2の夫々のドレイン領域に相当する
n+型半導体領域7と中間導電層10との間にさらに中
間導電層(パッドポリシリコン)15を介在する。この
中間導電層15は、nチャネルMISFETQn1、Q
n2の夫々のゲート電極6のゲート長方向の側面にサイ
ドウォールスペーサを介在して配置され、ゲート電極6
に対してn+ 型半導体領域7に自己整合で接続される。
中間導電層15のn+ 型半導体領域7との接続部分以外
の領域は、ゲート電極6上に引き出され、上層の中間導
電層10との接続部分がゲート電極6と重なり合うこと
を許容する。
【0060】つまり、中間導電層15は、メモリセルで
あるnチャネルMISFETQn1、Qn2の夫々のゲ
ート電極6と接続孔9の内壁(中間導電層10)との離
隔寸法を廃止し、かつ両者の重なり合いを許容できるの
で、メモリセルの占有面積を縮小し、横型構造のマスク
ROMの集積度を向上できる。また、同様に、周辺回路
において、nチャネルMISFETQnのn+ 型半導体
領域7と配線10との接続には中間導電層15が介在さ
れる。
【0061】また、横型構造のマスクROMは、メモリ
セルアレイにおいて、データ線13と中間導電層10と
を接続する接続孔12の内部、周辺回路において、配線
13と配線10とを接続する接続孔12の内部の夫々に
埋込み導電層16が構成される。埋込み導電層16は例
えば選択CVD法で接続孔12内のみ堆積したW膜で形
成する。
【0062】この埋込み導電層16は、接続孔12部分
の段差を緩和し、データ線13、配線13の夫々の下地
絶縁膜となる層間絶縁膜11の表面を平担化できるの
で、データ線13、配線13の夫々の加工精度を向上で
き、結果的に横型構造のマスクROMの集積度を向上で
きる。
【0063】(実 施 例 3)本実施例3は、横型構造
のマスクROMで論理回路を構成するPLAを備えた半
導体集積回路装置に本発明を適用した、本発明の第3実
施例である。
【0064】本発明の実施例3であるPLAの基本的な
構成を図8(ブロック回路図)で示す。
【0065】図8に示すように、PLAはANDセルア
レイ20及びORセルアレイ21を有する。
【0066】ANDセルアレイ20は行方向に延在する
相補性の入力信号線L1と積項線L2との交差部の任意
の位置にAND型セルMAを配置する。AND型セルM
Aは基本的にnチャネルMISFETで構成される。こ
のnチャネルMISFETのゲート電極は入力信号線L
1に接続され、ソース領域は接地電位に接続され、ドレ
イン領域は積項線L2に接続される。前記入力信号線L
1は入力ドライバー回路を介在して入力信号Sinが入
力される。積項線L2は負荷用nチャネルMISFET
を介在して電源電位VDDに接続される。
【0067】ORセルアレイ21は行方向に延在する出
力信号線L3と積項線L2との交差部の任意の位置にO
R型セルMOを配置する。OR型セルMOは同様にnチ
ャネルMISFETで構成される。このnチャネルMI
SFETのゲート電極は積項線L2に接続され、ソース
領域は接地電位に接続され、ドレイン領域は出力信号線
L3に接続される。前記出力信号線L3は、一端側が負
荷用nチャネルMISFETを介在して電源電位VDD
接続され、他端側が出力ドライバー回路が接続される。
出力ドライバー回路は出力信号Soutを出力する。
【0068】このPLAの具体的な構成を図9(要部平
面図)に示す。図9に示すように、PLAのANDセル
アレイ20に配置されるAND型セルMAは、素子分離
絶縁膜3及びp型チャネルストッパ領域(4)で周囲を
規定された領域内において、p型ウエル領域(2)の主
面に構成される。つまり、AND型セルMAはp型ウエ
ル領域、ゲート絶縁膜(5)、ゲート電極6、ソース領
域及びドレイン領域である一対のn+ 型半導体領域7で
構成される。
【0069】配線層(アルミニウム合金膜の層数)は前
述の実施例1と同様に2層で構成され、AND型セルM
Aのドレイン領域には2層の配線層のうち最上層の第2
層目の配線層に形成される積項線(L2)13が接続さ
れる。ANDセルアレイ20において、情報の書込みは
AND型セルMAと積項線13との接続の有無(接続孔
12の有無)で行われる。この情報の書込みは例えばユ
ーザ側でのプログラムを作成する際に行われる。AND
型セルMAのゲート電極6はそのゲート幅方向において
一体に構成された入力信号線(L1)6に接続され、こ
の入力信号線6には2層の配線層のうちの下層側の第1
層目の配線層に形成された裏打ち配線10が接続され
る。
【0070】PLAのORセルアレイ21に配置される
OR型セルMOは、同様に、素子分離絶縁膜3及びp型
チャネルストッパ領域で周囲を規定された領域内におい
て、p型ウエル領域の主面に構成される。つまり、OR
型セルMOはp型ウエル領域、ゲート絶縁膜、ゲート電
極6、ソース領域及びドレイン領域である一対のn+型
半導体領域7で構成される。
【0071】OR型セルMOのドレイン領域には2層の
配線層のうち第1層目の配線層に形成される出力信号線
(L3)10が接続される。ORセルアレイ21におい
て、情報の書込みはOR型セルMOと出力信号線10と
の接続の有無(接続孔9の有無)で行われる。この情報
の書込みは例えばメーカ側での固定プログラムを作成す
る際に行われる。積項線13は、OR型セルMOのゲー
ト電極6上にそれと同一方向に延在するとともに電気的
に接続され、ORセルアレイ21において、裏打ち配線
13を構成する。
【0072】このPLAの形成方法については、前述の
実施例1の横型構造のマスクROMとほぼ同様であるの
で、ここでの説明は省略する。
【0073】このように、入力信号線L1と積項線L2
との交差部に配置されるAND型セルMA、前記積項線
L2と出力信号線L3との交差部に配置されるOR型セ
ルMOの夫々を組合せて論理関数が形成されるPLAを
備えた半導体集積回路装置の形成方法において、前記P
LAの出力信号線(L3)10を形成し、この出力信号
線10とOR型セルMOとの接続の有無により第1情報
を書込むとともに、前記出力信号線10と同一配線層
に、前記AND型セルMAに接続される入力信号線L1
の裏打ち配線10を形成する工程と、前記PLAの積項
線(L2)13を形成し、この積項線13とAND型セ
ルMAとの接続の有無により第2情報を書込むととも
に、前記積項線13と同一配線層に、前記OR型セルM
Oに接続される積項線(6)の裏打ち配線13を形成す
る工程とを備える。この構成により、PLAの第1情報
の書込み(例えばメーカー側での情報の書込み)を固定
情報の書込みとし、第2情報の書込み(例えばユーザー
側での情報の書込み)だけで所定の論理関数を形成でき
(PLAの情報の書込みを2段階で行い)、この第2情
報の書込みが製造プロセス上の最上層の配線層(13)
を形成する工程前(接続孔12を形成する工程)つまり
最終段で行えるので、工完短縮を図れるとともに、出力
信号線10を形成する工程を利用し、入力信号線(L
1)6の裏打ち配線10を形成し、積項線13を形成す
る工程を利用し、積項線(OR型セルアレイの積項線L
2)6の裏打ち配線13を形成できるので、配線の有効
利用ができる。また、入力信号線6、積項線(OR型セ
ルアレイの積項線)6の夫々に裏打ち配線10、13の
夫々を形成することにより、信号伝達速度を速め、PL
Aの動作速度の高速化を図れ、若しくは、入力信号線
6、積項線6の夫々の配線の占有面積を縮小できるの
で、PLAの高集積化を図れる。
【0074】なお、前述のPLAは、前記積項線とAN
D型セルとの接続の有無により第1情報を書込むととも
に、前記積項線と同一配線層に、前記OR型セルに接続
される積項線の裏打ち配線を形成し、前記出力信号線と
OR型セルとの接続の有無により第2情報を書込むとと
もに、前記出力信号線と同一配線層に前記AND型セル
に接続される入力信号線の裏打ち配線を形成してもよ
い。
【0075】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
【0076】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
【0077】横型構造のマスクROMを備えた半導体集
積回路装置において、情報の書込み工程から製造プロセ
スの終了までに要する時間を短縮できる(工完の短縮化
を図れる)とともに、配線層の有効利用を図れる。
【0078】また、横型構造のマスクROMを備えた半
導体集積回路装置において、動作速度の高速化を図れ
る。
【0079】また、横型構造のマスクROMを備えた半
導体集積回路装置において、集積度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1である横型構造のマスクRO
Mの要部断面図。
【図2】前記横型構造のマスクROMの要部平面図。
【図3】前記横型構造のマスクROMの形成方法を説明
する第1工程での要部断面図。
【図4】第2工程での要部断面図。
【図5】第3工程での要部断面図。
【図6】第4工程での要部断面図。
【図7】本発明の実施例2である横型構造のマスクRO
Mの要部断面図。
【図8】本発明の実施例3であるPLAのブロック回路
図。
【図9】前記PLAの具体的な構成を示す要部平面図。
【符号の説明】
1…半導体基板、2…ウエル領域、5…ゲート絶縁膜、
6…ゲート電極、ワード線、入力信号線又は積項線、7
…半導体領域、9,12…接続孔、10…配線、裏打ち
配線、中間導電層又は出力信号線、13…配線、データ
線、裏打ち配線又は積項線、Qn…MISFET、DL
…データ線、WL…ワード線、L1…入力信号線、L2
…積項線、L3…出力信号線、MA…AND型セル、M
O…OR型セルである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/8246 H01L 21/82 H01L 27/112

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データ線、ワード線及びソース線に接続
    されるメモリセルを複数個配列してメモリセルアレイを
    構成し、このメモリセルアレイの周囲に前記メモリセル
    の動作を制御しかつMISFETを主体に配置した周辺
    回路を構成する横型構造のマスクROMを備えた半導体
    集積回路装置において、 前記横型構造のマスクROMの周辺回路に、そのMIS
    FETのゲート電極よりも上層の配線層に、前記ゲート
    電極よりも小さな抵抗値で形成される複数層の配線層を
    構成するとともに、 前記メモリセルアレイに、前記複数層の配線層の上層と
    同一配線層に形成されるデータ線を構成し、かつ前記複
    数層の配線層の下層の配線層と同一配線層にワード線若
    しくはソース線を構成し、前記メモリセルと データ線と
    の間の接続の有無で情報の書込みが行われることを特徴
    とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 入力信号線と積項線との交差部に配置さ
    れるAND型セル、前記積項線と出力信号線との交差部
    に配置されるOR型セルの夫々を組合せて論理関数が形
    成されるPLAを備えた半導体集積回路装置の形成方法
    において、 前記PLAの出力信号線を形成し、この出力信号線とO
    R型セルとの接続の有無により第1情報を書込むととも
    に、前記出力信号線と同一配線層に、前記AND型セル
    に接続される入力信号線の裏打ち配線を形成する工程
    と、 前記PLAの積項線を形成し、この積項線とAND型セ
    ルとの接続の有無により第2情報を書込むとともに、前
    記積項線と同一配線層に、前記OR型セルに接続される
    積項線の裏打ち配線を形成する工程とを備えたことを特
    徴とする半導体集積回路装置の形成方法。
  3. 【請求項3】 データ線、ワード線及びソース線に接続
    されるメモリセルを複数個配列してメモリセルアレイを
    構成し、このメモリセルアレイの周囲に前記メモリセル
    の動作を制御しかつMISFETを主体に配置した周辺
    回路を構成する横型構造のマスクROMを備えた半導体
    集積回路装置において、 前記横型構造のマスクROMの周辺回路に、そのMIS
    FETのゲート電極よりも上層の配線層に、前記ゲート
    電極よりも小さな抵抗値で形成される複数層の配線層を
    構成するとともに、 前記メモリセルアレイに、前記複数層の配線層の上層
    と同一配線層に形成されるデータ線を構成し、前記メモ
    リセルとデータ線との間の接続の有無で情報の書込みが
    行われることを特徴とする半導体集積回路装置。
  4. 【請求項4】 データ線、ワード線及びソース線に接続
    されるメモリセルを複数個配列してメモリセルアレイを
    構成し、このメモリセルアレイの周囲に前記メモリセル
    の動作を制御しかつMISFETを主体に配置した周辺
    回路を構成するマスクROMを備えた半導体集積回路装
    置において、 前記周辺回路は、そのMISFETのゲート電極よりも
    上層に、前記ゲート電極よりも小さな抵抗値を有するN
    層(N≧2)の配線層が形成されているとともに、 前記メモリセルアレイは、N層目の前記配線層と同層に
    形成されたデータ線と、N−1層目の前記配線層と同層
    に形成され前記メモリセルと電気的に接続された導電層
    とを備え、N−1層目の配線層とN層目の配線層との間
    の層間絶縁膜に接続孔を形成するか否かによって情報の
    書込みが行われることを特徴とする半導体集積回路装
  5. 【請求項5】 前記接続孔内に埋込み導電層が形成さ
    れ、前記データ線と前記中間導電層とが前記埋込み導電
    層を介して電気的に接続されることを特徴とする請求項
    4に記載の半導体集積回路装置
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DE10254155B4 (de) * 2002-11-20 2010-12-09 Infineon Technologies Ag Maskenprogrammierbares ROM-Bauelement
JP4832823B2 (ja) * 2005-07-21 2011-12-07 パナソニック株式会社 半導体記憶装置およびromデータパターンの発生方法
US7324364B2 (en) * 2006-02-27 2008-01-29 Agere Systems Inc. Layout techniques for memory circuitry
JP5412640B2 (ja) * 2008-11-13 2014-02-12 ルネサスエレクトロニクス株式会社 磁気メモリ装置

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