WO2015015566A1 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2015015566A1 WO2015015566A1 PCT/JP2013/070589 JP2013070589W WO2015015566A1 WO 2015015566 A1 WO2015015566 A1 WO 2015015566A1 JP 2013070589 W JP2013070589 W JP 2013070589W WO 2015015566 A1 WO2015015566 A1 WO 2015015566A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- channel mos
- mos transistor
- gate
- contact
- transistors
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
- H10D30/6729—Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes
- H10D30/673—Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes characterised by the shapes, relative sizes or dispositions of the gate electrodes
- H10D30/6735—Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes characterised by the shapes, relative sizes or dispositions of the gate electrodes having gates fully surrounding the channels, e.g. gate-all-around
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/02—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
- H03K19/08—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
- H03K19/094—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
- H03K19/0944—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET
- H03K19/0948—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET using CMOS or complementary insulated gate field-effect transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/20—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits characterised by logic function, e.g. AND, OR, NOR, NOT circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/63—Vertical IGFETs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/01—Manufacture or treatment
- H10D84/0123—Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs
- H10D84/0126—Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs
- H10D84/0165—Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs the components including complementary IGFETs, e.g. CMOS devices
- H10D84/0172—Manufacturing their gate conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/01—Manufacture or treatment
- H10D84/0123—Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs
- H10D84/0126—Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs
- H10D84/0165—Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs the components including complementary IGFETs, e.g. CMOS devices
- H10D84/0195—Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs the components including complementary IGFETs, e.g. CMOS devices the components including vertical IGFETs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/01—Manufacture or treatment
- H10D84/02—Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies
- H10D84/03—Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group IV technology, e.g. silicon technology or silicon-carbide [SiC] technology
- H10D84/038—Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group IV technology, e.g. silicon technology or silicon-carbide [SiC] technology using silicon technology, e.g. SiGe
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D86/00—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates
- H10D86/201—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates the substrates comprising an insulating layer on a semiconductor body, e.g. SOI
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D87/00—Integrated devices comprising both bulk components and either SOI or SOS components on the same substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
- H10D30/6728—Vertical TFTs
Definitions
- the present invention relates to a semiconductor device.
- Non-Patent Document 1 it is necessary to completely separate the N-well region for forming the PMOS and the P-type silicon substrate (or P-well region) for forming the NMOS, In addition, the N-well region and the P-type silicon substrate each need a body terminal for applying a potential, which is a factor of increasing the area.
- SGT Surrounding Gate Transistor
- FIG. 17 is an equivalent circuit diagram showing an inverter
- Qp is a P-channel MOS transistor (hereinafter referred to as a PMOS transistor)
- Qn is an N-channel MOS transistor (hereinafter referred to as an NMOS transistor)
- IN is an input signal
- OUT is an output signal.
- Vcc is a power supply and Vss is a reference power supply.
- FIG. 18a shows, as an example, a plan view of a layout in which the inverter of FIG. 18b shows a cross-sectional view in the direction of the cut line AA ′ in the plan view of FIG. 18a.
- planar silicon layers 2p and 2n are formed on an insulating film such as a buried oxide film layer (BOX) 1 formed on the substrate, and the planar silicon layers 2p and 2n are used for impurity implantation or the like.
- a p + diffusion layer and an n + diffusion layer are formed.
- 3 is a silicide layer formed on the surface of the planar silicon layer (2p, 2n), and connects the planar silicon layers 2p, 2n.
- 4n is an n-type silicon pillar
- 4p is a p-type silicon pillar
- 5 is a gate insulating film surrounding the silicon pillars 4n and 4p
- 6 is a gate electrode
- 6a is a gate wiring.
- a p + diffusion layer 7p and an n + diffusion layer 7n are respectively formed on the uppermost portions of the silicon pillars 4n and 4p by impurity implantation or the like.
- 8 is a silicon nitride film for protecting the gate insulating film 5 and the like
- 9p and 9n are p + diffusion layers 7p
- 10p and 10n are silicide layers 9p and 9n and a metal 13a
- Reference numerals 11b and 13b respectively denote contacts for connecting the gate wiring 6a and the metal wiring 13c.
- the silicon pillar 4n, the diffusion layer 2p, the diffusion layer 7p, the gate insulating film 5, and the gate electrode 6 constitute a PMOS transistor Qp.
- the silicon pillar 4p, the diffusion layer 2n, the diffusion layer 7n, the gate insulating film 5 and the gate electrode 6 constitute the PMOS transistor Qp.
- the NMOS transistor Qn is configured. Diffusion layers 7p and 7n serve as sources, and diffusion layers 2p and 2n serve as drains.
- the power supply Vcc is supplied to the metal 13a
- the reference power supply Vss is supplied to the metal 13b
- the input signal IN is connected to the metal 13c.
- the silicide layer 3 connecting the drain diffusion layer 2p of the PMOS transistor Qp and the drain diffusion layer 2n of the NMOS transistor Qn becomes the output OUT.
- the PMOS transistor and the NMOS transistor are completely separated from each other in structure, and no well separation is required unlike the planar transistor. Since it becomes a floating body, there is no need for a body terminal for supplying a potential to the well unlike a planar transistor, and the layout (arrangement) can be very compact.
- the greatest feature of SGT is that, based on the structural principle, a lower layer wiring by a silicide layer existing on the silicon column substrate side and an upper wiring by contact connection on the upper side of the silicon column can be used.
- the present invention makes use of the characteristics of the SGT to arrange the two-input NOR circuits most often used in the logic circuit in a single row, to arrange them in a compact manner, and to minimize the area, thereby reducing the cost of the logic semiconductor device. Is the purpose.
- a semiconductor device that constitutes a NOR circuit by arranging four transistors in which a source, a drain, and a gate are arranged hierarchically in a direction perpendicular to the substrate, in a row on the substrate.
- Each of the transistors is Silicon pillars, An insulator surrounding a side surface of the silicon pillar; A gate surrounding the insulator; A source region disposed above or below the silicon pillar; A drain region disposed above or below the silicon pillar, the drain region disposed opposite to the source region with respect to the silicon pillar;
- the four transistors are: A first N-channel MOS transistor; A second N-channel MOS transistor; A first P-channel MOS transistor; A second P-channel MOS transistor; The gates of the first N-channel MOS transistor and the first P-channel MOS transistor are connected to each other, The gates of the second N-channel MOS transistor and the second P-channel MOS transistor are connected to each other, The drain regions of the first N-channel MOS transistor, the second N-channel MOS transistor, and the first P-channel MOS transistor are disposed on the substrate side from the silicon pillar, The source region of the second P-channel MOS transistor is disposed on the substrate side from the silicon pillar, The drain regions of the first N-channel MOS
- the four transistors are the first P-channel MOS transistor, the first N-channel MOS transistor, the second N-channel MOS transistor, and the second P-channel MOS transistor.
- the channel MOS transistors are arranged in one row in the order.
- the four transistors are the second N-channel MOS transistor, the first N-channel MOS transistor, the first P-channel MOS transistor, and the second P-channel MOS transistor.
- the channel MOS transistors are arranged in one row in the order.
- the gates of the second N channel MOS transistor and the second P channel MOS transistor are connected via a contact.
- the four transistors include the first N-channel MOS transistor, the first P-channel MOS transistor, the second N-channel MOS transistor, and the second P-channel MOS transistor.
- the channel MOS transistors are arranged in one row in the order.
- a semiconductor device is configured in which a NOR circuit is configured by arranging four transistors, in which a source, a drain, and a gate are arranged hierarchically in a direction perpendicular to the substrate, in a row on the substrate.
- Each of the transistors is Silicon pillars, An insulator surrounding a side surface of the silicon pillar; A gate surrounding the insulator; A source region disposed above or below the silicon pillar; A drain region disposed above or below the silicon pillar, the drain region disposed opposite to the source region with respect to the silicon pillar;
- the four transistors are: A first N-channel MOS transistor; A second N-channel MOS transistor; A first P-channel MOS transistor; A second P-channel MOS transistor; The gates of the first N-channel MOS transistor and the first P-channel MOS transistor are connected to each other, The gates of the second N-channel MOS transistor and the second P-channel MOS transistor are connected to each other, The drain regions of the first N-channel MOS transistor, the second N-channel MOS transistor, the first P-channel MOS transistor, and the second P-channel MOS transistor are disposed on the substrate side from the silicon pillar.
- the drain regions of the first N-channel MOS transistor, the second N-channel MOS transistor, and the first P-channel MOS transistor are connected to each other via a silicide region
- the source region of the first P-channel MOS transistor is connected to the drain region of the second P-channel MOS transistor via a contact and a silicide region
- the sources of the first N-channel MOS transistor and the second N-channel MOS transistor are connected to a reference power supply terminal via a contact
- a semiconductor device is provided in which the source region of the second PMOS transistor is connected to a power supply terminal via a contact.
- the four transistors include the first P channel MOS transistor, the first N channel MOS transistor, the second N channel MOS transistor, and the second transistor. Arranged in one column in the order of P-channel MOS transistors.
- the four transistors are the second N-channel MOS transistor, the first N-channel MOS transistor, the first P-channel MOS transistor, and the second P-channel MOS transistor.
- the channel MOS transistors are arranged in a line in the order of the channel MOS transistors.
- the gates of the second N-channel MOS transistor and the second P-channel MOS transistor are connected via a contact.
- the four transistors are the first N-channel MOS transistor, the first P-channel MOS transistor, the second N-channel MOS transistor, and the second P-channel MOS transistor.
- the channel MOS transistors are arranged in a line in the order of the channel MOS transistors.
- a semiconductor device that constitutes a NOR circuit by arranging four transistors in which a source, a drain, and a gate are arranged hierarchically in a direction perpendicular to the substrate, is arranged in a line on the substrate.
- Each of the transistors is Silicon pillars, An insulator surrounding a side surface of the silicon pillar; A gate surrounding the insulator; A source region disposed above or below the silicon pillar; A drain region disposed above or below the silicon pillar, the drain region disposed opposite to the source region with respect to the silicon pillar;
- the four transistors are: A first N-channel MOS transistor; A second N-channel MOS transistor; A first P-channel MOS transistor; A second P-channel MOS transistor; The gates of the first N-channel MOS transistor and the first P-channel MOS transistor are connected to each other, The gates of the second N-channel MOS transistor and the second P-channel MOS transistor are connected to each other, Source regions of the first N-channel MOS transistor, the second N-channel MOS transistor, and the first P-channel MOS transistor are disposed on the substrate side from the silicon pillar, The drain region of the second P-channel MOS transistor is disposed on the substrate side from the silicon pillar, The drain regions of the first N-channel MOS transistor
- the four transistors include the first N-channel MOS transistor, the first P-channel MOS transistor, the second P-channel MOS transistor, and the second transistor.
- N-channel MOS transistors are arranged in one row in the order.
- the four transistors are arranged in a row in the source regions of the first N-channel MOS transistor and the second N-channel MOS transistor, respectively.
- a silicide region extending in a direction perpendicular to the column direction is provided, and the extended silicide region is connected to a reference power supply terminal via a contact.
- a plurality of circuits each including four transistors arranged in one column are arranged in a direction perpendicular to the direction arranged in one column, and extended.
- the silicide regions are commonly connected to each other, and are connected to the reference power supply terminal via the contact with the extended silicide region at a ratio of one to a plurality.
- the four transistors are the second N-channel MOS transistor, the first N-channel MOS transistor, the first P-channel MOS transistor, and the second P-channel MOS transistor.
- the channel MOS transistors are arranged in one row in the order.
- gate wirings of the second N-channel MOS transistor and the second P-channel MOS transistor are supplied by different signal lines through contacts.
- FIG. 1 is a plan view of a NOR circuit according to a first embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the NOR circuit of 1st Example of this invention. It is a top view of the NOR circuit of the 2nd example of the present invention. It is sectional drawing of the NOR circuit of the 2nd Example of this invention. It is a top view of the NOR circuit of the 3rd example of the present invention. It is sectional drawing of the NOR circuit of the 3rd Example of this invention. It is a top view of the NOR circuit of the 4th example of the present invention. It is sectional drawing of the NOR circuit of the 4th Example of this invention.
- FIG. 1 shows an equivalent circuit diagram of a two-input NOR circuit applied to the present invention.
- Qn1 and Qn2 are NMOS transistors composed of SGT, and Qp1 and Qp2 are PMOS transistors also composed of SGT.
- the sources of the NMOS transistors Qn1 and Qn2 are commonly connected to the reference power supply Vss, and the drains are commonly connected to the node N1.
- the drain of the PMOS transistor Qp1 is connected to the node N1, the source is connected to the drain of the PMOS transistor Qp2 via the node N2, and the source of the PMOS transistor Qp2 is connected to the supply power supply Vcc.
- the input signal IN1 is connected to the gates of the NMOS transistor Qn1 and the PMOS transistor Qp1, and the input signal IN2 is connected to the gates of the NMOS transistor Qn2 and the PMOS transistor Qp2.
- FIG. 2a and 2b show a first embodiment.
- FIG. 2a is a plan view of the two-input NOR layout (arrangement) of the present invention
- FIG. 2b is a cross-sectional view along the cut line AA ′.
- the PMOS transistor Qp1, NMOS transistor Qn1, NMOS transistor Qn2, and PMOS transistor Qp2 of the NOR circuit of FIG. 1 are arranged in one column from the right.
- FIGS. 2a and 2b portions having the same structure as in FIGS. 18a and 18b are denoted by equivalent symbols in the 100s.
- Planar silicon layers 102pa, 102n, and 102pb are formed on an insulating film such as a buried oxide film layer (BOX) 101 formed on the substrate.
- the planar silicon layers 102pa, 102n, and 102pb are formed by impurity implantation or the like, respectively. It comprises a p + diffusion layer, an n + diffusion layer, and a p + diffusion layer.
- 103 is a silicide layer formed on the surface of the planar silicon layer (102pa, 102n, 102pb), and connects the planar silicon layers 102pa, 102n.
- 104p1 and 104p2 are p-type silicon pillars
- 104n1 and 104n2 are n-type silicon pillars
- 105 is a gate insulating film surrounding the silicon pillars 104p1, 104p2, 104n1, and 104n2
- 106 is a gate electrode
- 106a and 106b are gate wirings.
- N + diffusion layers 107n1 and 107n2 are formed on the tops of the silicon pillars 104p1 and 104p2, respectively, by impurity implantation
- p + diffusion layers 107p1 and 107p2 are formed on the tops of the silicon pillars 104n1 and 104n2, respectively. Is done.
- 108 is a silicon nitride film for protecting the gate insulating film 105
- 109n1, 109n2, 109p1, and 109p2 are silicide layers connected to the n + diffusion layers 107n1 and 107n2 and the p + diffusion layers 107p1 and 107p2, respectively
- 110n1, 110n2, and 110p1, 110p2 is a contact for connecting the silicide layers 109n1, 109n2, 109p1, and 109p2 and the first metal wirings 113c, 113c, 113a, and 113e
- 111a is a contact for connecting the gate wiring 106a and the first metal wiring 113b
- 111b is a gate.
- Reference numeral 112 denotes a contact connecting the silicide layer 103 connected to the p + diffusion layer 102pb and the first metal wiring 113f.
- 114p1 is a contact for connecting the first metal wiring 113a and the second metal wiring 115, and 114p2 is a contact for connecting the first metal wiring 113e and the second metal wiring 115.
- the silicon pillar 104p1, the lower diffusion layer 102n, the upper diffusion layer 107n1, the gate insulating film 105, and the gate electrode 106 constitute the NMOS transistor Qn1, and the silicon pillar 104p2, the lower diffusion layer 102n, the upper diffusion layer 107n2, the gate insulating film 105,
- the gate electrode 106 constitutes the NMOS transistor Qn2, and the silicon pillar 104n1, the lower diffusion layer 102pa, the upper diffusion layer 107p1, the gate insulating film 105, and the gate electrode 106 constitute the PMOS transistor Qp1, and the silicon pillar 104n2 and the lower diffusion layer 102 pb, the upper diffusion layer 107 p 2, the gate insulating film 105, and the gate electrode 106 constitute a PMOS transistor Qp 2.
- the gate wiring 106a is connected to the gate electrode 106 of the NMOS transistor Qn1
- the gate wiring 106b is connected to the gate electrode 106 of the NMOS transistor Qn2
- the gate wiring 106a is connected to the gate electrode 106 of the PMOS transistor Qp1.
- a gate wiring 106b is connected to the gate electrode 106 of the PMOS transistor Qp2.
- the lower diffusion layers 102pa and 102n serve as a common drain for the PMOS transistor Qp1 and the NMOS transistors Qn1 and Qn2, and are connected to the output OUT1.
- the upper diffusion layer 107n1 that is the source of the NMOS transistor Qn1 is connected to the first metal wiring 113c via the silicide 109n1 and the contact 110n1, and the reference power supply Vss is supplied to the first metal wiring 113c.
- the upper diffusion layer 107n2 that is the source of the NMOS transistor Qn2 is connected to the first metal wiring 113c via the silicide 109n2 and the contact 110n2.
- the upper diffusion layer 107p1 which is the source of the PMOS transistor Qp1 is connected to the first metal wiring 113a via the silicide 109p1 and the contact 110p1, and the first metal wiring 113a is further connected to the second metal wiring 115 via the contact 114p1.
- the upper diffusion layer 107p2 which is the drain of the PMOS transistor Qp2 is connected to the first metal wiring 113e via the silicide 109p2 and the contact 110p2, and the first metal wiring 113e is further connected to the second metal wiring 115 via the contact 114p2.
- the source of the PMOS transistor Qp 1 and the drain of the PMOS transistor Qp 2 are connected via the second metal wiring 115.
- the lower diffusion layer 102pb serves as the source of the PMOS transistor Qp2 and is connected to the first metal wiring 113f via the silicide 103 and the contact 112, and the first power supply Vcc is supplied to the first metal wiring 113f.
- An input signal IN1 is supplied to the first metal wiring 113b, connected to the gate wiring 106a through the contact 111a, and supplied to the gate electrodes of the PMOS transistor Qp1 and the NMOS transistor Qn1.
- An input signal IN2 is supplied to the first metal wiring 113d, connected to the gate wiring 106b through the contact 111b, and connected to the gate electrodes of the PMOS transistor Qp2 and the NMOS transistor Qn2.
- four SGTs constituting a two-input NOR circuit can be arranged in one row without providing useless wiring and contact regions, and a semiconductor device with a reduced area can be provided.
- FIG. 3a and 3b show a second embodiment.
- FIG. 3a is a plan view of the two-input NOR layout (arrangement) of the present invention
- FIG. 3b is a cross-sectional view along the cut line AA ′.
- NMOS transistors Qn2 and Qn1 and PMOS transistors Qp1 and Qp2 of the NOR circuit of FIG. 1 are arranged in one column from the right.
- FIGS. 3a and 3b portions having the same structure as in FIGS. 2a and 2b are indicated by equivalent symbols in the 200s.
- Planar silicon layers 202n, 202pa, 202pb are formed on an insulating film such as a buried oxide film layer (BOX) 201 formed on the substrate, and these planar silicon layers 202n, 202pa, 202pb are formed by impurity implantation or the like, respectively. It is composed of an n + diffusion layer, a p + diffusion layer, and a p + diffusion layer.
- a silicide layer 203 is formed on the surface of the planar silicon layer (202n, 202pa, 202pb), and connects the planar silicon layers 202n, 202pa.
- 204p1 and 204p2 are p-type silicon pillars
- 204n1 and 204n2 are n-type silicon pillars
- 205 is a gate insulating film surrounding the silicon pillars 204p1, 204p2, 204n1, and 204n2
- 206 is a gate electrode
- 206a, 206b, and 206c are gate wirings, respectively. is there.
- N + diffusion layers 207n1 and 207n2 are formed on the uppermost portions of the silicon pillars 204p1 and 204p2, respectively, by impurity implantation
- p + diffusion layers 207p1 and 207p2 are formed on the uppermost portions of the silicon pillars 204n1 and 204n2, respectively. Is done.
- 208 is a silicon nitride film for protecting the gate insulating film 205
- 209n1, 209n2, 209p1, and 209p2 are silicide layers connected to the n + diffusion layers 207n1 and 207n2, and p + diffusion layers 207p1 and 207p2, 210n1, 210n2, 210p1, and 210p2 Is a contact connecting the silicide layers 209n1, 209n2, 209p1, 209p2 and the first metal wirings 213b, 213b, 213d, and 213d
- 211a is a contact connecting the gate wiring 206a and the first metal wiring 213c
- 211c is a gate wiring A contact connecting 206c and the first metal wiring 213e.
- a contact 212 connects the silicide layer 203 connected to the p + diffusion layer 202pb and the first metal wiring 213f.
- the gate wiring 206b is a wiring that connects a gate electrode 206 of the NMOS transistor Qn2 and a gate electrode 206 of the PMOS transistor Qp2, which will be described later.
- the silicon pillar 204p1, the lower diffusion layer 202n, the upper diffusion layer 207n1, the gate insulating film 205, and the gate electrode 206 constitute the NMOS transistor Qn1, and the silicon pillar 204p2, the lower diffusion layer 202n, the upper diffusion layer 207n2, the gate insulating film 205,
- the gate electrode 206 constitutes the NMOS transistor Qn2, and the silicon pillar 204n1, lower diffusion layer 202pa, upper diffusion layer 207p1, gate insulating film 205, and gate electrode 206 constitute the PMOS transistor Qp1, and the silicon pillar 204n2 and lower diffusion layer.
- the gate wiring 206a is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor Qn1
- the gate wiring 206b is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor Qn2
- the gate wiring 206a is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor Qp1.
- the gate lines 206b and 206c are connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor Qp2.
- the lower diffusion layer 202n and the diffusion layer 202pa serve as a common drain for the NMOS transistors Qn1, Qn2 and the PMOS transistor Qp1, and are connected to the output OUT1.
- the upper diffusion layer 207n1 which is the source of the NMOS transistor Qn1 is connected to the first metal wiring 213b via the silicide 209n1 and the contact 210n1, and the reference power supply Vss is supplied to the first metal wiring 213b.
- the upper diffusion layer 207n2 that is the source of the NMOS transistor Qn2 is connected to the first metal wiring 213b via the silicide 209n2 and the contact 210n2.
- the upper diffusion layer 207p1 that is the source of the PMOS transistor Qp1 is connected to the first metal wiring 213d through the silicide 209p1 and the contact 210p1.
- the upper diffusion layer 207p2 which is the drain of the PMOS transistor Qp2 is connected to the first metal wiring 213d via the silicide 209p2 and the contact 210p2.
- the upper diffusion layer 207p1 which is the source of the PMOS transistor Qp1 and the upper diffusion layer 207p2 which is the drain of the PMOS transistor Qp2 are connected via the second metal wiring 213d.
- the lower diffusion layer 202pb serves as the source of the PMOS transistor Qp2, and is connected to the first metal wiring 213f via the silicide 203 and the contact 212, and the first power supply Vcc is supplied to the first metal wiring 213f.
- the first metal wiring 213c is supplied with the input signal IN1, connected to the gate wiring 206a through the contact 211a, and supplied to the gate electrodes of the PMOS transistor Qp1 and the NMOS transistor Qn1.
- An input signal IN2 is supplied to the first metal wiring 213e, connected to the gate wiring 206c through the contact 211c, supplied to the gate electrode of the PMOS transistor Qp2, and the gate of the NMOS transistor Qn2 through the gate wiring 206b. Supplied to the electrode.
- the gate wiring 206b in which the gate electrodes of the NMOS transistor Qn2 and the PMOS transistor Qp2 are extended is connected, but it passes through the diffusion layer which is an empty area.
- four SGTs constituting a two-input NOR circuit can be arranged in one row without providing useless wiring and contact regions, and a semiconductor device with a reduced area can be provided. Further, by extending the gate wiring 206b, it is possible to connect only with the first metal, and the second metal can be used effectively. Further, since the first metal wiring 213b serving as the reference power supply Vss is arranged at the right end and the first metal wiring 213f serving as the supply power supply Vcc is arranged at the left end, the power supply can be shared when the circuit is repeatedly arranged left and right. Therefore, the area can be further reduced.
- Example 3 4a and 4b show a third embodiment.
- FIG. 4a is a plan view of the two-input NOR layout (arrangement) of the present invention
- FIG. 4b is a cross-sectional view along the cut line AA ′.
- the arrangement of the transistors in FIG. 4 is the same as that in FIG. 3, and NMOS transistors Qn2, Qn1 and PMOS transistors Qp1, Qp2 are arranged in one column from the right.
- the difference from FIG. 3 is that the gate input signal connection method of the NMOS transistor Qn2 and the PMOS transistor Qp2 is different.
- FIGS. 4a and 4b portions having the same structure as those in FIGS. 3a and 3b are indicated by the same symbols in the 200s.
- Planar silicon layers 202n, 202pa, 202pb are formed on an insulating film such as a buried oxide film layer (BOX) 201 formed on the substrate, and these planar silicon layers 202n, 202pa, 202pb are formed by impurity implantation or the like, respectively. It is composed of an n + diffusion layer, a p + diffusion layer, and a p + diffusion layer.
- a silicide layer 203 is formed on the surface of the planar silicon layer (202n, 202pa, 202pb), and connects the planar silicon layers 202n, 202pa.
- 204p1 and 204p2 are p-type silicon pillars
- 204n1 and 204n2 are n-type silicon pillars
- 205 is a gate insulating film surrounding the silicon pillars 204p1, 204p2, 204n1, and 204n2
- 206 is a gate electrode
- 206a, 206b, and 206c are gate wirings, respectively. is there.
- N + diffusion layers 207n1 and 207n2 are formed on the uppermost portions of the silicon pillars 204p1 and 204p2, respectively, by impurity implantation
- p + diffusion layers 207p1 and 207p2 are formed on the uppermost portions of the silicon pillars 204n1 and 204n2, respectively. Is done.
- 208 is a silicon nitride film for protecting the gate insulating film 205
- 209n1, 209n2, 209p1, and 209p2 are silicide layers connected to the n + diffusion layers 207n1 and 207n2, and p + diffusion layers 207p1 and 207p2, 210n1, 210n2, 210p1, and 210p2 Is a contact connecting the silicide layers 209n1, 209n2, 209p1, 209p2 and the first metal wirings 213b, 213b, 213d, and 213d
- 211a is a contact connecting the gate wiring 206a and the first metal wiring 213c
- 211b is a gate wiring.
- a contact 206b connects the first metal wiring 213a, and 211c a contact connects the gate wiring 206c and the first metal wiring 213e.
- 214b is a contact for connecting the first metal wiring 213a and the second metal wiring 215, and 214c is a contact for connecting the first metal wiring 203e and the second metal wiring 215.
- a contact 212 connects the silicide layer 203 connected to the p + diffusion layer 202pb and the first metal wiring 213f.
- the silicon pillar 204p1, the lower diffusion layer 202n, the upper diffusion layer 207n1, the gate insulating film 205, and the gate electrode 206 constitute the NMOS transistor Qn1, and the silicon pillar 204p2, the lower diffusion layer 202n, the upper diffusion layer 207n2, the gate insulating film 205,
- the gate electrode 206 constitutes the NMOS transistor Qn2, and the silicon pillar 204n1, lower diffusion layer 202pa, upper diffusion layer 207p1, gate insulating film 205, and gate electrode 206 constitute the PMOS transistor Qp1, and the silicon pillar 204n2 and lower diffusion layer.
- the gate wiring 206a is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor Qn1, the gate wiring 206b is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor Qn2, and the gate wiring 206a is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor Qp1.
- the gate wiring 206c is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor Qp2.
- the lower diffusion layer 202n and the diffusion layer 202pa serve as a common drain for the NMOS transistors Qn1, Qn2 and the PMOS transistor Qp1, and are connected to the output OUT1.
- the upper diffusion layer 207n1 which is the source of the NMOS transistor Qn1 is connected to the first metal wiring 213b via the silicide 209n1 and the contact 210n1, and the reference power supply Vss is supplied to the first metal wiring 213b.
- the upper diffusion layer 207n2 that is the source of the NMOS transistor Qn2 is connected to the first metal wiring 213b via the silicide 209n2 and the contact 210n2.
- the upper diffusion layer 207p1 that is the source of the PMOS transistor Qp1 is connected to the first metal wiring 213d through the silicide 209p1 and the contact 210p1.
- the upper diffusion layer 207p2 which is the drain of the PMOS transistor Qp2 is connected to the first metal wiring 213d via the silicide 209p2 and the contact 210p2.
- the source of the PMOS transistor Qp1 and the drain of the PMOS transistor Qp2 are connected via the first metal wiring 213d.
- the lower diffusion layer 202pb serves as the source of the PMOS transistor Qp2, and is connected to the first metal wiring 213f via the silicide 203 and the contact 212, and the first power supply Vcc is supplied to the first metal wiring 213f.
- the first metal wiring 213c is supplied with the input signal IN1, connected to the gate wiring 206a through the contact 211a, and supplied to the gate electrodes of the PMOS transistor Qp1 and the NMOS transistor Qn1.
- An input signal IN2 is supplied to the first metal wiring 213a, connected to the gate wiring 206b through the contact 211b, connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor Qn2, and connected to the second metal 215 through the contact 214b.
- four SGTs constituting a two-input NOR circuit can be arranged in one row without providing useless wiring and contact regions, and a semiconductor device with a reduced area can be provided. Further, by using the second metal, the gate wiring 206b of the second embodiment can be omitted.
- FIG. 5a is a plan view of the two-input NOR layout (arrangement) of the present invention
- FIG. 5b is a cross-sectional view along the cut line AA ′.
- the arrangement of the transistors in FIG. 5 is the same as the arrangement in FIG. 2, and the PMOS transistors Qp1, NMOS transistors Qn1, Qn2, and PMOS transistors Qp2 are arranged in one column from the right.
- the difference from FIG. 2 is that the connection of the source and drain of the PMOS transistor Qp2 is switched.
- Parts having the same structure as in FIGS. 2a and 2b are denoted by the same equivalent symbols in the 100s.
- the drain and the source are located in the lower layer portion and the upper layer portion, respectively, and the physical positions are structurally different.
- manufacturing is performed as much as possible.
- the current characteristics may be different due to different directions of the drain and the source. In the present invention, this point is improved.
- Planar silicon layers 102pa, 102n, and 102pb are formed on an insulating film such as a buried oxide film layer (BOX) 101 formed on the substrate.
- the planar silicon layers 102pa, 102n, and 102pb are formed by impurity implantation or the like, respectively. It comprises a p + diffusion layer, an n + diffusion layer, and a p + diffusion layer.
- 103 is a silicide layer formed on the surface of the planar silicon layer (102pa, 102n, 102pb), and connects the planar silicon layers 102pa, 102n.
- 104p1 and 104p2 are p-type silicon pillars
- 104n1 and 104n2 are n-type silicon pillars
- 105 is a gate insulating film surrounding the silicon pillars 104p1, 104p2, 104n1, and 104n2
- 106 is a gate electrode
- 106a and 106b are gate wirings.
- N + diffusion layers 107n1 and 107n2 are formed on the tops of the silicon pillars 104p1 and 104p2, respectively, by impurity implantation
- p + diffusion layers 107p1 and 107p2 are formed on the tops of the silicon pillars 104n1 and 104n2, respectively. Is done.
- 108 is a silicon nitride film for protecting the gate insulating film 105
- 109n1, 109n2, 109p1, and 109p2 are silicide layers connected to the n + diffusion layers 107n1 and 107n2 and the p + diffusion layers 107p1 and 107p2, respectively
- 110n1, 110n2, and 110p1, 110p2 is a contact for connecting the silicide layers 109n1, 109n2, 109p1, and 109p2 and the first metal wirings 113c, 113c, 113a, and 113e
- 111a is a contact for connecting the gate wiring 106a and the first metal wiring 113b
- 111b is a gate.
- a contact for connecting the wiring 106b and the first metal wiring 113d denotes a contact connecting the silicide layer 103 connected to the p + diffusion layer 102pb and the first metal wiring 113f.
- 114p1 is a contact for connecting the first metal wiring 113a and the second metal wiring 115, and 114 is a contact for connecting the first metal wiring 113f and the second metal wiring 115.
- the silicon pillar 104p1, the lower diffusion layer 102n, the upper diffusion layer 107n1, the gate insulating film 105, and the gate electrode 106 constitute the NMOS transistor Qn1, and the silicon pillar 104p2, the lower diffusion layer 102n, the upper diffusion layer 107n2, the gate insulating film 105,
- the gate electrode 106 constitutes the NMOS transistor Qn2, and the silicon pillar 104n1, the lower diffusion layer 102pa, the upper diffusion layer 107p1, the gate insulating film 105, and the gate electrode 106 constitute the PMOS transistor Qp1, and the silicon pillar 104n2 and the lower diffusion layer 102 pb, the upper diffusion layer 107 p 2, the gate insulating film 105, and the gate electrode 106 constitute a PMOS transistor Qp 2.
- the gate wiring 106a is connected to the gate electrode 106 of the NMOS transistor Qn1
- the gate wiring 106b is connected to the gate electrode 106 of the NMOS transistor Qn2
- the gate wiring 106a is connected to the gate electrode 106 of the PMOS transistor Qp1.
- a gate wiring 106b is connected to the gate electrode 106 of the PMOS transistor Qp2.
- the lower diffusion layers 102pa and 102n serve as a common drain for the PMOS transistor Qp1 and the NMOS transistors Qn1 and Qn2, and are connected to the output OUT1.
- the upper diffusion layer 107n1 that is the source of the NMOS transistor Qn1 is connected to the first metal wiring 113c via the silicide 109n1 and the contact 110n1, and the reference power supply Vss is supplied to the first metal wiring 113c.
- the upper diffusion layer 107n2 that is the source of the NMOS transistor Qn2 is connected to the first metal wiring 113c via the silicide 109n2 and the contact 110n2.
- the upper diffusion layer 107p1 which is the source of the PMOS transistor Qp1 is connected to the first metal wiring 113a via the silicide 109p1 and the contact 110p1, and the first metal wiring 113a is further connected to the second metal wiring 115 via the contact 114p1.
- the lower diffusion layer 102pb which is the drain of the PMOS transistor Qp2 is connected to the second metal 115 via the silicide layer 103, the contact 112, the first metal 113f, and the contact 114, and the PMOS transistor Qp1 via the second metal 115.
- the upper diffusion layer 107p1 which is the source of the PMOS transistor Qp and the lower diffusion layer 102pb which is the drain of the PMOS transistor Qp2 are connected.
- the upper diffusion layer 107p2 which is the source of the PMOS transistor Qp2 is connected to the first metal wiring 113e via the silicide 109p2 and the contact 110p2, and the supply power Vcc is supplied to the first metal 113e.
- An input signal IN1 is supplied to the first metal wiring 113b, connected to the gate wiring 106a through the contact 111a, and supplied to the gate electrodes of the PMOS transistor Qp1 and the NMOS transistor Qn1.
- An input signal IN2 is supplied to the first metal wiring 113d, connected to the gate wiring 106b through the contact 111b, and connected to the gate electrodes of the PMOS transistor Qp2 and the NMOS transistor Qn2.
- four SGTs constituting a two-input NOR circuit can be arranged in one row without providing useless wiring and contact regions, and a semiconductor device with a reduced area can be provided. Furthermore, since the current flow direction (the direction of the drain and the source) of the PMOS transistor Qp1 and the PMOS transistor Qp2 can be made the same, the current characteristics can be matched, and good characteristics can be obtained.
- FIGS. 6a and 6b A fifth embodiment is shown in FIGS. 6a and 6b.
- FIG. 6A is a plan view of the two-input NOR layout (arrangement) of the present invention
- FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the cut line AA ′.
- the arrangement of the transistors in FIG. 6 is the same as the arrangement in FIG.
- the difference from FIG. 3 is that the connection between the source and drain of the PMOS transistor Qp2 is switched.
- the parts having the same structure as in FIGS. 3a and 3b are indicated by the same symbols in the 200s.
- the drain and the source are located in the lower layer portion and the upper layer portion, respectively, and the physical positions are structurally different. In the manufacturing process, manufacturing is performed as much as possible. However, depending on the case, there is a possibility that the current characteristics may be different due to different directions of the drain and the source. In the present invention, this point is improved.
- Planar silicon layers 202n, 202pa, 202pb are formed on an insulating film such as a buried oxide film layer (BOX) 201 formed on the substrate, and these planar silicon layers 202n, 202pa, 202pb are formed by impurity implantation or the like, respectively. It is composed of an n + diffusion layer, a p + diffusion layer, and a p + diffusion layer.
- a silicide layer 203 is formed on the surface of the planar silicon layer (202n, 202pa, 202pb), and connects the planar silicon layers 202n, 202pa.
- 204p1 and 204p2 are p-type silicon pillars
- 204n1 and 204n2 are n-type silicon pillars
- 205 is a gate insulating film surrounding the silicon pillars 204p1, 204p2, 204n1, and 204n2
- 206 is a gate electrode
- 206a and 206b are gate wirings.
- N + diffusion layers 207n1 and 207n2 are formed on the uppermost portions of the silicon pillars 204p1 and 204p2, respectively, by impurity implantation
- p + diffusion layers 207p1 and 207p2 are formed on the uppermost portions of the silicon pillars 204n1 and 204n2, respectively. Is done.
- 208 is a silicon nitride film for protecting the gate insulating film 205
- 209n1, 209n2, 209p1, and 209p2 are silicide layers connected to the n + diffusion layers 207n1 and 207n2, and p + diffusion layers 207p1 and 207p2, 210n1, 210n2, 210p1, and 210p2 Is a contact connecting the silicide layers 209n1, 209n2, 209p1, 209p2 and the first metal wirings 213b, 213b, 213d, and 213f
- 211a is a contact connecting the gate wiring 206a and the first metal wiring 213c
- 211c is a gate wiring A contact for connecting 206b and the first metal wiring 213e.
- a contact 212 connects the silicide layer 203 connected to the p + diffusion layer 202pb and the first metal wiring 213d.
- the gate wiring 206b is a wiring that connects a gate electrode 206 of the NMOS transistor Qn2 and a gate electrode 206 of the PMOS transistor Qp2, which will be described later.
- the silicon pillar 204p1, the lower diffusion layer 202n, the upper diffusion layer 207n1, the gate insulating film 205, and the gate electrode 206 constitute the NMOS transistor Qn1, and the silicon pillar 204p2, the lower diffusion layer 202n, the upper diffusion layer 207n2, the gate insulating film 205,
- the gate electrode 206 constitutes the NMOS transistor Qn2, and the silicon pillar 204n1, lower diffusion layer 202pa, upper diffusion layer 207p1, gate insulating film 205, and gate electrode 206 constitute the PMOS transistor Qp1, and the silicon pillar 204n2 and lower diffusion layer.
- the gate wiring 206a is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor Qn1, the gate wiring 206b is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor Qn2, and the gate wiring 206a is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor Qp1.
- the gate wiring 206b is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor Qp2.
- the lower diffusion layer 202n and the diffusion layer 202pa serve as a common drain for the NMOS transistors Qn1, Qn2 and the PMOS transistor Qp1, and are connected to the output OUT1.
- the upper diffusion layer 207n1 which is the source of the NMOS transistor Qn1 is connected to the first metal wiring 213b via the silicide 209n1 and the contact 210n1, and the reference power supply Vss is supplied to the first metal wiring 213b.
- the upper diffusion layer 207n2 that is the source of the NMOS transistor Qn2 is connected to the first metal wiring 213b via the silicide 209n2 and the contact 210n2.
- the upper diffusion layer 207p1 that is the source of the PMOS transistor Qp1 is connected to the first metal wiring 213d through the silicide 209p1 and the contact 210p1.
- the lower diffusion layer 202pb which is the drain of the PMOS transistor Qp2 is connected to the first metal wiring 213d via the silicide 203 and the contact 212.
- the upper diffusion layer 207p1 which is the source of the PMOS transistor Qp1 and the lower diffusion layer 202pb which is the drain of the PMOS transistor Qp2 are connected via the first metal wiring 213d.
- the upper diffusion layer 207p2 of the PMOS transistor Qp2 serves as a source and is connected to the first metal wiring 213f via the silicide layer 209p2 and the contact 210p2, and the first metal wiring 213f is supplied with the power supply Vcc.
- An input signal IN1 is supplied to the first metal wiring 213c, connected to the gate wiring 206a through the contact 211a, and supplied to the gate electrodes of the NMOS transistor Qn1 and the PMOS transistor Qp1.
- An input signal IN2 is supplied to the first metal wiring 213e, connected to the gate wiring 206b via the contact 211c, supplied to the gate electrode of the PMOS transistor Qp2, and the gate wiring 206b is connected to the gate electrode of the NMOS transistor Qn2. Connected.
- four SGTs constituting a two-input NOR circuit can be arranged in one row without providing useless wiring and contact regions, and a semiconductor device with a reduced area can be provided.
- connection can be made only with the first metal, and the second metal can be used effectively. Furthermore, since the current flow direction (the direction of the drain and the source) of the PMOS transistor Qp1 and the PMOS transistor Qp2 can be made the same, the current characteristics can be matched, and good characteristics can be obtained.
- FIG. 7a and 7b show a sixth embodiment.
- FIG. 7a is a plan view of the two-input NOR layout (arrangement) of the present invention
- FIG. 7b is a cross-sectional view along the cut line AA ′.
- the arrangement of the transistors in FIG. 7 is the same as the arrangement in FIG. 4, and NMOS transistors Qn2, Qn1 and PMOS transistors Qp1, Qp2 are arranged in one column from the right.
- the difference from FIG. 4 is that the connection between the source and drain of the PMOS transistor Qp2 is switched. Parts having the same structure as in FIGS. 4a and 4b are denoted by the same symbols in the 200s.
- the drain and the source are located in the lower layer portion and the upper layer portion, respectively, and the physical positions are structurally different.
- manufacturing is performed as much as possible.
- the current characteristics may be different due to different directions of the drain and the source. In the present invention, this point is improved.
- Planar silicon layers 202n, 202pa, 202pb are formed on an insulating film such as a buried oxide film layer (BOX) 201 formed on the substrate, and these planar silicon layers 202n, 202pa, 202pb are formed by impurity implantation or the like, respectively. It is composed of an n + diffusion layer, a p + diffusion layer, and a p + diffusion layer.
- a silicide layer 203 is formed on the surface of the planar silicon layer (202n, 202pa, 202pb), and connects the planar silicon layers 202n, 202pa.
- 204p1 and 204p2 are p-type silicon pillars
- 204n1 and 204n2 are n-type silicon pillars
- 205 is a gate insulating film surrounding the silicon pillars 204p1, 204p2, 204n1, and 204n2
- 206 is a gate electrode
- 206a, 206b, and 206c are gate wirings, respectively. is there.
- N + diffusion layers 207n1 and 207n2 are formed on the uppermost portions of the silicon pillars 204p1 and 204p2, respectively, by impurity implantation
- p + diffusion layers 207p1 and 207p2 are formed on the uppermost portions of the silicon pillars 204n1 and 204n2, respectively. Is done.
- 208 is a silicon nitride film for protecting the gate insulating film 205
- 209n1, 209n2, 209p1, and 209p2 are silicide layers connected to the n + diffusion layers 207n1 and 207n2, and p + diffusion layers 207p1 and 207p2, 210n1, 210n2, 210p1, and 210p2 Is a contact connecting the silicide layers 209n1, 209n2, 209p1, 209p2 and the first metal wirings 213b, 213b, 213d, and 213f
- 211a is a contact connecting the gate wiring 206a and the first metal wiring 213c
- 211b is a gate wiring
- a contact 206b connects the first metal wiring 213a
- 211c a contact connects the gate wiring 206c and the first metal wiring 213e.
- 214b is a contact for connecting the first metal wiring 213a and the second metal wiring 21
- 214c is a contact for connecting the first metal wiring 203e and the second metal wiring 215.
- a contact 212 connects the silicide layer 203 connected to the p + diffusion layer 202pb and the first metal wiring 213d.
- the silicon pillar 204p1, the lower diffusion layer 202n, the upper diffusion layer 207n1, the gate insulating film 205, and the gate electrode 206 constitute the NMOS transistor Qn1, and the silicon pillar 204p2, the lower diffusion layer 202n, the upper diffusion layer 207n2, the gate insulating film 205,
- the gate electrode 206 constitutes the NMOS transistor Qn2, and the silicon pillar 204n1, lower diffusion layer 202pa, upper diffusion layer 207p1, gate insulating film 205, and gate electrode 206 constitute the PMOS transistor Qp1, and the silicon pillar 204n2 and lower diffusion layer.
- the gate wiring 206a is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor Qn1, the gate wiring 206b is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor Qn2, and the gate wiring 206a is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor Qp1.
- the gate wiring 206c is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor Qp2.
- the lower diffusion layer 202n and the diffusion layer 202pa serve as a common drain for the NMOS transistors Qn1, Qn2 and the PMOS transistor Qp1, and are connected to the output OUT1.
- the upper diffusion layer 207n1 which is the source of the NMOS transistor Qn1 is connected to the first metal wiring 213b via the silicide 209n1 and the contact 210n1, and the reference power supply Vss is supplied to the first metal wiring 213b.
- the upper diffusion layer 207n2 that is the source of the NMOS transistor Qn2 is connected to the first metal wiring 213b via the silicide 209n2 and the contact 210n2.
- the upper diffusion layer 207p1 that is the source of the PMOS transistor Qp1 is connected to the first metal wiring 213d through the silicide 209p1 and the contact 210p1.
- the lower diffusion layer 202pb which is the drain of the PMOS transistor Qp2 is connected to the first metal wiring 213d through the silicide layer 203 and the contact 212.
- the source of the PMOS transistor Qp1 and the drain of the PMOS transistor Qp2 are connected via the first metal wiring 213d.
- the upper diffusion layer 207p2 serves as the source of the PMOS transistor Qp2 and is connected to the first metal wiring 213f via the silicide 209p2 and the contact 210p2, and the first metal wiring 213f is supplied with the power supply Vcc.
- An input signal IN1 is supplied to the first metal wiring 213c, connected to the gate wiring 206a through the contact 211a, and supplied to the gate electrodes of the NMOS transistor Qn1 and the PMOS transistor Qp1.
- An input signal IN2 is supplied to the first metal wiring 213a, connected to the gate wiring 206b through the contact 211b, connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor Qn2, and connected to the second metal 215 through the contact 214b. Connected to the gate wiring 206c via the contact 214c, the first metal 213e and the contact 211c, and connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor Qp2.
- four SGTs constituting a two-input NOR circuit can be arranged in one row without providing useless wiring and contact regions, and a semiconductor device with a reduced area can be provided. Further, by using the second metal, the gate wiring 206b of the second embodiment can be omitted. Furthermore, since the current flow direction (the direction of the drain and the source) of the PMOS transistor Qp1 and the PMOS transistor Qp2 can be made the same, the current characteristics can be matched, and good characteristics can be obtained.
- FIG. 8 shows a modification of the 2-input NOR circuit of FIG.
- the reference power supply terminal Vss supplied to the sources of the first NMOS transistor Qn1 and the second NMOS transistor Qn2 is connected in common, but in FIG. 8, the first NMOS transistor Qn10 and the second NMOS transistor Qn10 are connected to the second NMOS transistor Qn2.
- a reference power supply voltage Vss is supplied to each source of the NMOS transistor Qn20.
- Example 7 shows an arrangement based on FIG. 9a and 9b show the arrangement of the seventh embodiment.
- FIG. 9a and 9b show the arrangement of the seventh embodiment.
- FIG. 9a is a plan view of the two-input NOR layout (arrangement) of the present invention
- FIG. 9b is a cross-sectional view along the cut line AA ′.
- the NMOS transistor Qn10, PMOS transistor Qp10, NMOS transistor Qn20, and PMOS transistor Qp20 of the NOR circuit of FIG. 8 are arranged in one column from the right.
- 9a and 9b portions having the same structure as in FIGS. 2a and 2b are indicated by equivalent symbols in the 300s.
- Planar silicon layers 302na, 302pa, 302nb, and 302pb are formed on an insulating film such as a buried oxide film layer (BOX) 301 formed on the substrate.
- the planar silicon layers 302na, 302pa, 302nb, and 302pb are impurity-implanted.
- the n + diffusion layer, the p + diffusion layer, the n + diffusion layer, and the p + diffusion layer are respectively formed.
- a silicide layer 303 is formed on the surface of the planar silicon layer (302na, 302pa, 302nb, 302pb), and connects the planar silicon layers 302na, 302pa, 302nb.
- 304p1 and 304p2 are p-type silicon pillars
- 304n1 and 304n2 are n-type silicon pillars
- 305 is a gate insulating film surrounding the silicon pillars 304p1, 304p2, 304n1, and 304n2
- 306 is a gate electrode
- 306a and 306b are gate wirings.
- N + diffusion layers 307n1 and 307n2 are formed on the uppermost portions of the silicon pillars 304p1 and 304p2, respectively by impurity implantation
- p + diffusion layers 307p1 and 307p2 are formed on the uppermost portions of the silicon pillars 304n1 and 304n2, respectively. Is done.
- 308 is a silicon nitride film for protecting the gate insulating film 305
- 309n1, 309n2, 309p1, and 309p2 are silicide layers connected to the n + diffusion layers 307n1, 307n2 and p + diffusion layers 307p1, 307p2, 310n1, 310n2, 310p1, and 310p2
- 311a is a contact for connecting the gate wiring 306a and the first metal wiring 313b
- 311b is a gate wiring.
- Reference numeral 312 denotes a contact connecting the silicide layer 303 connected to the p + diffusion layer 302pb and the first metal wiring 313g.
- 314p1 is a contact for connecting the first metal wiring 313c and the second metal wiring 315, and 314p2 is a contact for connecting the first metal wiring 303f and the second metal wiring 315.
- the silicon pillar 304p1, the lower diffusion layer 302na, the upper diffusion layer 307n1, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 constitute the NMOS transistor Qn10.
- the gate electrode 306 constitutes the NMOS transistor Qn20
- the silicon pillar 304n1, the lower diffusion layer 302pa, the upper diffusion layer 307p1, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 constitute the PMOS transistor Qp10
- the silicon pillar 304n2 and the lower diffusion layer 302pb, the upper diffusion layer 307p2, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 constitute a PMOS transistor Qp20.
- the gate wiring 306a is connected to the gate electrode 306 of the NMOS transistor Qn10
- the gate wiring 306b is connected to the gate electrode 306 of the NMOS transistor Qn20
- the gate wiring 306a is connected to the gate electrode 306 of the PMOS transistor Qp10.
- the gate wiring 306b is connected to the gate electrode 306 of the PMOS transistor Qp20.
- the lower diffusion layers 302na, 302pa, and 302nb serve as a common drain for the NMOS transistor Qn10, the PMOS transistor Qp10, and the NMOS transistor Qn20, and are connected to the output OUT10.
- the upper diffusion layer 307n1 which is the source of the NMOS transistor Qn10 is connected to the first metal wiring 313a via the silicide 309n1 and the contact 310n1, and the reference power supply Vss is supplied to the first metal wiring 313a.
- the upper diffusion layer 307n2 that is the source of the NMOS transistor Qn20 is connected to the first metal wiring 313d through the silicide 309n2 and the contact 310n2, and the reference power supply Vss is supplied to the first metal wiring 313d.
- the upper diffusion layer 307p1 which is the source of the PMOS transistor Qp10 is connected to the first metal wiring 313c via the silicide 309p1 and the contact 310p1, and the first metal wiring 313c is further connected to the second metal wiring 315 via the contact 314p1.
- the upper diffusion layer 307p2 which is the drain of the PMOS transistor Qp20 is connected to the first metal wiring 313f via the silicide 309p2 and the contact 310p2, and the first metal wiring 313f is further connected to the second metal wiring 315 via the contact 314p2.
- the source of the PMOS transistor Qp10 and the drain of the PMOS transistor Qp20 are connected via the second metal wiring 315.
- the lower diffusion layer 302pb serves as the source of the PMOS transistor Qp20, and is connected to the first metal wiring 313g via the silicide 303 and the contact 312.
- the power supply Vcc is supplied to the first metal wiring 313g.
- An input signal IN1 is supplied to the first metal wiring 313b, connected to the gate wiring 306a through the contact 311a, and supplied to the gate electrodes of the PMOS transistor Qp10 and the NMOS transistor Qn10.
- the first metal wiring 313e is supplied with the input signal IN2, connected to the gate wiring 306b through the contact 311b, and connected to the gate electrodes of the PMOS transistor Qp20 and the NMOS transistor Qn20.
- the reference power supply Vss supplied to the first metal wiring 313a and the reference power supply Vss supplied to the first metal wiring 313d are connected at a location not shown, and are supplied as the same power supply.
- the reference power source Vss is supplied separately to the first metal wiring 313a and the first metal wiring 313d.
- the reference power supply Vss is arranged above the NMOS transistors Qn10 and Qn20, there is no increase in area.
- the layout area can be reduced by taking advantage of the characteristics of SGT.
- four SGTs constituting a two-input NOR circuit can be arranged in one row without providing useless wiring and contact regions, and a semiconductor device with a reduced area can be provided.
- the source and drain of the PMOS transistor Qp20 can be switched to match the direction of the current with the PMOS transistor Qp10. Further, although not shown, in FIGS.
- the first metal wiring 313e for supplying the gate signals of the NMOS transistor Qn20 and the PMOS transistor Qp20, the contact 311b, and the gate wiring 306b are arranged on the left side of the PMOS transistor Qp20.
- the first metal wiring 313e for supplying the input signal IN2 can be arranged without being restricted by the second metal if it is arranged outside the second metal wiring 315, the degree of freedom in arrangement is improved.
- FIG. 10 shows still another embodiment.
- the equivalent circuit diagram of this embodiment follows FIG. This embodiment differs greatly from the first to seventh embodiments described above in that the directions of the sources and drains of the NMOS transistors Qn10 and Qn20 and the PMOS transistors Qp10 and Qp20 are arranged upside down.
- FIG. 10a is a plan view of the two-input NOR layout (arrangement) of the present invention
- FIG. 10b is a cross-sectional view along the cut line AA ′.
- the NMOS transistor Qn10, PMOS transistors Qp10, Qp20, and NMOS transistor Qn20 of the NOR circuit of FIG. 8 are arranged in one column from the right. 10a and 10b, portions having the same structure as in FIGS. 2a and 2b are indicated by equivalent symbols in the 400s.
- Planar silicon layers 402na, 402p, and 402nb are formed on an insulating film such as a buried oxide film layer (BOX) 401 formed on the substrate. These planar silicon layers 402na, 402p, and 402nb are formed by impurity implantation or the like, respectively. It is composed of an n + diffusion layer, a p + diffusion layer, and an n + diffusion layer.
- Reference numeral 403 denotes a silicide layer formed on the surface of the planar silicon layer (402na, 402p, 402nb).
- 404p1 and 404p2 are p-type silicon pillars
- 404n1 and 404n2 are n-type silicon pillars
- 405 is a gate insulating film surrounding the silicon pillars 404p1, 404p2, 404n1, and 404n2
- 406 is a gate electrode
- 406a and 406b are gate wirings.
- N + diffusion layers 407n1 and 407n2 are formed on the uppermost portions of the columnar silicon layers 404p1 and 404p2, respectively by impurity implantation, and p + diffusion layers 407p1 and 407p2 are implanted on the uppermost portions of the columnar silicon layers 404n1 and 404n2, respectively. It is formed by.
- 408 is a silicon nitride film for protecting the gate insulating film 405, 409n1, 409n2, 409p1, and 409p2 are silicide layers connected to the n + diffusion layers 407n1, 407n2, p + diffusion layers 407p1, 407p2, 410n1, 410n2, 410p1, 410p2 Are contacts for connecting the silicide layers 409n1, 409n2, 409p1, 409p2 and the first metal wirings 413b, 413g, 413d, and 413e, 411a is a contact for connecting the gate wiring 406a and the first metal wiring 413c, and 411b is a gate wiring. A contact connecting 406b and the first metal wiring 413f.
- 412a is a contact connecting the silicide layer 403 connected to the n + diffusion layer 402na and the first metal wiring 413a
- 412b is a contact connecting the silicide layer 403 connected to the n + diffusion layer 402nb and the first metal wiring 413h.
- 414n1 is a contact connecting the first metal wiring 413b and the second metal wiring 415
- 414n2 is a contact connecting the first metal wiring 413g and the second metal wiring 415
- 414p1 is a contact connecting the first metal wiring 413d and the second metal wiring 415. It is a contact to be connected.
- the silicon pillar 404p1, the lower diffusion layer 402na, the upper diffusion layer 407n1, the gate insulating film 405, and the gate electrode 406 constitute the NMOS transistor Qn10.
- the gate electrode 406 constitutes the NMOS transistor Qn20
- the silicon pillar 404n1, the lower diffusion layer 402p, the upper diffusion layer 407p1, the gate insulating film 405, and the gate electrode 406 constitute the PMOS transistor Qp10
- the silicon pillar 404n2 and the lower diffusion layer 402p, the upper diffusion layer 407p2, the gate insulating film 405, and the gate electrode 406 constitute a PMOS transistor Qp20.
- a gate wiring 406a is connected to the gate electrode 406 of the NMOS transistor Qn10
- a gate wiring 406b is connected to the gate electrode 406 of the NMOS transistor Qn20
- a gate wiring 406a is connected to the gate electrode 406 of the PMOS transistor Qp10.
- a gate wiring 406b is connected to the gate electrode 406 of the PMOS transistor Qp20.
- the second metal wiring 415 serves as a common drain for the NMOS transistors Qn10 and Qn20 and the PMOS transistor Qp10 and is connected to the output OUT10.
- the lower diffusion layer 402na serving as the source of the NMOS transistor Qn10 is connected to the first metal wiring 413a via the silicide 403 and the contact 412a, and the reference power supply Vss is supplied to the first metal wiring 413a.
- the lower diffusion layer 402nb serving as the source of the NMOS transistor Qn20 is connected to the first metal wiring 413h via the silicide 403 and the contact 412b, and the reference power supply Vss is supplied to the first metal wiring 413h.
- the upper diffusion layer 407p2 serving as the source of the PMOS transistor Qp20 is connected to the first metal wiring 413e via the silicide 409p2 and the contact 410p2, and the first power supply Vcc is supplied to the first metal wiring 413e.
- An input signal IN1 is supplied to the first metal wiring 413c, connected to the gate wiring 406a through the contact 411a, and supplied to the gate electrodes 406 of the PMOS transistor Qp10 and the NMOS transistor Qn10.
- the first metal wiring 413f is supplied with the input signal IN2, connected to the gate wiring 406b through the contact 411b, and supplied to the gate electrode 406 of the PMOS transistor Qp20 and the NMOS transistor Qn20.
- the reference power source Vss is supplied separately to the first metal wiring 413a and the first metal wiring 413h. However, the reference power supply Vss is arranged at the left and right ends on the drawing, respectively.
- the output OUT10 can be output by the second metal, there is a degree of freedom in taking out the output.
- the second metal 415 serving as the output wiring can be freely taken out both in the right direction and the left direction in FIG.
- four SGTs constituting a two-input NOR circuit can be arranged in one row without providing useless wiring and contact regions, and a semiconductor device with a reduced area can be provided.
- FIGS. 11a, 11b and 11c show a modification of the eighth embodiment as the ninth embodiment.
- 11a is a plan view of the two-input NOR layout (arrangement) of the present invention
- FIG. 11b is a cross-sectional view along the cut line AA ′
- FIG. 11c is a cross-sectional view along the cut line BB ′.
- the power supply Vcc is supplied in common, it follows the circuit diagram of FIG.
- the NMOS transistor Qn1, PMOS transistors Qp1, Qp2, and NMOS transistor Qn2 of the NOR circuit of FIG. 1 are arranged in one column from the right.
- FIGS. 11a and 11b portions having the same structure as in FIGS.
- FIGS. 10a and 10b are indicated by equivalent symbols in the 500s.
- the difference between this embodiment and the eighth embodiment (FIGS. 10a and 10b) is that contacts 512a and 512b for supplying the reference power source Vss to the NMOS transistors Qn1 and Qn2 are arranged on the left and right in FIGS. 10a and 10b.
- FIG. 11a it has arrange
- Planar silicon layers 502na, 502p, and 502nb are formed on an insulating film such as a buried oxide film layer (BOX) 501 formed on the substrate.
- the planar silicon layers 502na, 502p, and 502nb are formed by impurity implantation or the like, respectively. It is composed of an n + diffusion layer, a p + diffusion layer, and an n + diffusion layer.
- Reference numeral 503 denotes a silicide layer formed on the surface of the planar silicon layer (502na, 502p, 502nb).
- 504p1 and 504p2 are p-type silicon pillars
- 504n1 and 504n2 are n-type silicon pillars
- 505 is a gate insulating film surrounding the silicon pillars 504p1, 504p2, 504n1, and 504n2
- 506 is a gate electrode
- 506a, 506b, 506c, and 506d are gates, respectively.
- N + diffusion layers 507n1 and 507n2 are formed on the uppermost portions of the silicon pillars 504p1 and 504p2, respectively, by impurity implantation
- p + diffusion layers 507p1 and 507p2 are formed on the uppermost portions of the silicon pillars 504n1 and 504n2, respectively. Is done.
- 508 is a silicon nitride film for protecting the gate insulating film 505, 509n1, 509n2, 509p1, and 509p2 are silicide layers connected to the n + diffusion layers 507n1, 507n2, and p + diffusion layers 507p1, 507p2, 510n1, 510n2, 510p1, and 510p2 Are contacts for connecting the silicide layers 509n1, 509n2, 509p1, and 509p2 and the first metal wires 513b, 513e, 513c, and 513d, 511a is a contact for connecting the gate wire 506a and the first metal wire 513a, and 511b is a gate wire. A contact connecting 506d and the first metal wiring 513f.
- 512a is a contact connecting the silicide layer 503 connected to the n + diffusion layer 502na and the first metal wiring 513g.
- 512b is a contact connecting the silicide layer 503 connected to the n + diffusion layer 502nb and the first metal wiring 513h.
- 514n1 is a contact connecting the first metal wiring 513b and the second metal wiring 515
- 514n2 is a contact connecting the first metal wiring 513e and the second metal wiring 515
- 514p1 is a contact connecting the first metal wiring 513c and the second metal wiring 515. It is a contact to be connected.
- the silicon pillar 504p1, the lower diffusion layer 502na, the upper diffusion layer 507n1, the gate insulating film 505, and the gate electrode 506 constitute the NMOS transistor Qn1, and the silicon pillar 504p2, the lower diffusion layer 502nb, the upper diffusion layer 507n2, the gate insulating film 505,
- the gate electrode 506 constitutes an NMOS transistor Qn2
- the silicon pillar 504n1, lower diffusion layer 502p, upper diffusion layer 507p1, gate insulating film 505, and gate electrode 506 constitute the PMOS transistor Qp1, and silicon pillar 504n2, lower diffusion layer
- the PMOS transistor Qp2 is configured by 502p, the upper diffusion layer 507p2, the gate insulating film 505, and the gate electrode 506.
- a gate wiring 506a is connected to the gate electrode 506 of the NMOS transistor Qn1, a gate wiring 506d is connected to the gate electrode 506 of the NMOS transistor Qn2, and the gate electrode 506 of the PMOS transistor Qp1 is connected to the gate electrode 506b via the gate wiring 506b.
- the gate wiring 506a is connected to the gate electrode 506 of the PMOS transistor Qp2, and the gate wiring 506d is connected via the gate wiring 506c.
- the second metal wiring 515 serves as a common drain for the NMOS transistors Qn1 and Qn2 and the PMOS transistor Qp1, and is connected to the output OUT1.
- the lower diffusion layer 502na serving as the source of the NMOS transistor Qn1 is connected to the first metal wiring 513g via the silicide 503 and the contact 512a, and further connected to the second metal wiring 516 via the contact 514a.
- a reference power supply Vss is supplied to the second metal wiring 516.
- the lower diffusion layer 502nb serving as the source of the NMOS transistor Qn2 is connected to the first metal wiring 513h via the silicide 503 and the contact 512b, and further connected to the second metal wiring 516 via the contact 514b.
- the lower diffusion layer 502p, which is the source of the PMOS transistor Qp1 serves as the drain of the PMOS transistor Qp2.
- the upper diffusion layer 507p2 serving as the source of the PMOS transistor Qp2 is connected to the first metal wiring 513d through the silicide 509p2 and the contact 510p2, and the first power supply Vcc is supplied to the first metal wiring 513d.
- An input signal IN1 is supplied to the first metal wiring 513a, connected to the gate wiring 506a via the contact 511a, and supplied to the gate electrodes 506 of the NMOS transistor Qn1 and the PMOS transistor Qp1.
- An input signal IN2 is supplied to the first metal wiring 513f, connected to the gate wiring 506d via the contact 511b, and supplied to the gate electrodes 506 of the NMOS transistor Qn2 and the PMOS transistor Qp2.
- the basic unit of the layout of this circuit is a unit block, and UB 500 is indicated by a one-dot chain line.
- this embodiment has contacts 512a and 512b for supplying Vss power to the transistors Qn1 and Qn2 arranged at the top and bottom of the figure, so that the width on the left and right in the figure can be greatly reduced.
- the second metal wiring 516 for supplying the reference power supply Vss is connected to the upper and lower sides and the left side of the figure, and thus has a degree of freedom of connection from the outside. According to this embodiment, four SGTs constituting a two-input NOR circuit can be arranged in one row without providing useless wiring and contact regions, and a semiconductor device with a reduced area can be provided.
- FIGS. 12a, 12b and 12c show a modification of the ninth embodiment as the tenth embodiment.
- 12a is a plan view of the two-input NOR layout (arrangement) of the present invention
- FIG. 12b is a cross-sectional view along the cut line AA ′
- FIG. 12c is a cross-sectional view along the cut line BB ′.
- FIG. 12a is an example in which four sets of the NOR circuit of FIG. 1 are arranged.
- An NMOS transistor Qn11, PMOS transistors Qp11 and Qp12, and an NMOS transistor Qn12 are arranged in one row from the upper right part of the figure.
- the NMOS transistor Qn21, the PMOS transistors Qp21, Qp22, and the NMOS transistor Qn22 are arranged in one column in the next column, and the NMOS transistor Qn31, the PMOS transistors Qp31, Qp32, and the NMOS transistor Qn32 are in the lower column.
- the NMOS transistor Qn41, the PMOS transistors Qp41 and Qp42, and the NMOS transistor Qn42 are arranged in one column in the fourth column.
- a contact 612a for supplying the reference power supply Vss to the NMOS transistors Qn11, Qn21, Qn31, and Qn41 and a contact 612b for supplying the reference power supply Vss to the NMOS transistors Qn12, Qn22, Qn32, and Qn42 are included in the NOR circuit 4 set.
- a pair is provided.
- a second metal 616 arranged to extend in the left-right direction in FIG. 12A is provided as a metal wiring for supplying the reference power source Vss.
- NMOS transistors Qn11, Qn21, Qn31, and Qn41 have sources connected to the planar silicon layer 602na, and are connected to the first metal wiring 613k via the silicide 603 connected to the planar silicon layer 602na and the contact 612a.
- the first metal wiring 613k is connected to the second metal wiring 616 through the contact 614k.
- the second metal wiring 616 extends in the upper left and right, the lower left and right, and the left and right upper and lower in the drawing, and can freely supply the reference power source Vss from the left and right.
- the vertical direction in the figure can be arranged at the minimum interval with respect to the embodiment of FIG.
- a pair of contacts are provided in the NOR circuit 4 sets.
- the number of sets may be determined in consideration of the current consumption and the resistance value.
- four SGTs constituting a two-input NOR circuit can be arranged in one row without providing useless wiring and contact regions, and a semiconductor device with a reduced area can be provided.
- FIG. 13A and 13b show the arrangement of the eleventh embodiment.
- FIG. 13A is a plan view of the two-input NOR layout (arrangement) of the present invention
- FIG. 13B is a cross-sectional view along the cut line AA ′.
- NMOS transistors Qn2, Qn1 and PMOS transistors Qp1, Qp2 of the NOR circuit of FIG. 1 are arranged in one column from the right.
- FIGS. 13a and 13b portions having the same structure as in FIGS. 2a and 2b are indicated by equivalent symbols in the 700s.
- Planar silicon layers 702n and 702p are formed on an insulating film such as a buried oxide film layer (BOX) 701 formed on the substrate, and these planar silicon layers 702n and 702p are formed as n + diffusion layers, It is composed of a p + diffusion layer.
- Reference numeral 703 denotes a silicide layer formed on the surface of the planar silicon layer (702n, 702p).
- 704p1 and 704p2 are p-type silicon pillars
- 704n1 and 704n2 are n-type silicon pillars
- 705 is a gate insulating film surrounding the silicon pillars 704p1, 704p2, 704n1, and 704n2
- 706 is a gate electrode
- 706a, 706b, and 706c are gate wirings, respectively. It is.
- N + diffusion layers 707n1 and 707n2 are formed on the uppermost portions of the silicon pillars 704p1 and 704p2, respectively by impurity implantation, and p + diffusion layers 707p1 and 707p2 are formed on the uppermost portions of the silicon pillars 704n1 and 704n2, respectively, by impurity implantation or the like. Is done.
- 708 is a silicon nitride film for protecting the gate insulating film 705, 709n1, 709n2, 709p1, and 709p2 are silicide layers connected to the n + diffusion layers 707n1, 707n2, p + diffusion layers 707p1, 707p2, 710n1, 710n2, 710p1, 710p2 Is a contact connecting the silicide layers 709n1, 709n2, 709p1, 709p2 and the first metal wirings 713d, 713c, 713f, 713g, 711a is a contact connecting the gate wiring 706a and the first metal wiring 713e, and 711b is a gate wiring A contact for connecting 706b and the first metal wiring 713b.
- Reference numeral 712 denotes a contact for connecting the silicide layer 703 connected to the n + diffusion layer 702n and the first metal wiring 713a.
- 714n1 is a contact connecting the first metal wiring 713d and the second metal wiring 715
- 714n2 is a contact connecting the first metal wiring 713c and the second metal wiring 715
- 714p1 is a contact connecting the first metal wiring 713f and the second metal wiring 715. It is a contact to be connected.
- the silicon pillar 704p1, the lower diffusion layer 702n, the upper diffusion layer 707n1, the gate insulating film 705, and the gate electrode 706 constitute the NMOS transistor Qn1, and the silicon pillar 704p2, the lower diffusion layer 702n, the upper diffusion layer 707n2, the gate insulating film 705,
- the gate electrode 706 constitutes an NMOS transistor Qn2
- the silicon pillar 704n1, lower diffusion layer 702p, upper diffusion layer 707p1, gate insulating film 705, and gate electrode 706 constitute the PMOS transistor Qp1, and silicon pillar 704n2, lower diffusion layer
- the PMOS transistor Qp2 is configured by the 702p, the upper diffusion layer 707p2, the gate insulating film 705, and the gate electrode 706.
- the gate wiring 706a is connected to the gate electrode 706 of the NMOS transistor Qn1, the gate wiring 706b is connected to the gate electrode 706 of the NMOS transistor Qn2, and the gate wiring 706a is connected to the gate electrode 706 of the PMOS transistor Qp1.
- the gate wiring 706b is connected to the gate electrode 706 of the PMOS transistor Qp2 via the gate wiring 706c.
- the second metal wiring 715 serves as a common drain for the NMOS transistors Qn1 and Qn2 and the PMOS transistor Qp1, and is connected to the output OUT1.
- the lower diffusion layer 702n serving as the source of the NMOS transistors Qn1 and Qn2 is connected to the first metal wiring 713a via the silicide 703 and the contact 712, and the reference power supply Vss is supplied to the first metal wiring 713a.
- the lower diffusion layer 702p that is the source of the PMOS transistor Qp1 serves as the drain of the PMOS transistor Qp2.
- the upper diffusion layer 707p2 serving as the source of the PMOS transistor Qp2 is connected to the first metal wiring 713g via the silicide 709p2 and the contact 710p2, and the power supply Vcc is supplied to the first metal wiring 713g.
- An input signal IN1 is supplied to the first metal wiring 713e, connected to the gate wiring 706a through the contact 711a, and supplied to the gate electrodes 706 of the NMOS transistor Qn1 and the PMOS transistor Qp1.
- the first metal wiring 713b is supplied with the input signal IN2, is connected to the gate wiring 706b through the contact 711b, is supplied to the gate electrode 706 of the NMOS transistor Qn2, and is also connected to the PMOS transistor Qp2 through the gate wiring 706c. Is supplied to the gate electrode 706.
- the supply of the reference power source Vss can be wired from the rightmost side of the drawing and the supply of the supply power supply Vcc can be wired from the leftmost side of the drawing.
- the power supplies Vss can be shared and arranged, and the area can be further reduced.
- four SGTs constituting a two-input NOR circuit can be arranged in one row without providing useless wiring and contact regions, and a semiconductor device with a reduced area can be provided.
- FIG. 14 shows another NOR equivalent circuit diagram.
- the difference from FIG. 1 is that the input signals of the NMOS transistor Qn200 and the PMOS transistor Qp200 are connected by separate wiring.
- the signal IN2a is input to the gate of the NMOS transistor Qn200
- the signal IN2b is input to the gate of the PMOS transistor Qp200. Since the signal IN2a and the signal IN2b are connected to the common signal IN2 at different points as shown in the figure, the operation is the same as in FIG. For convenience of arrangement, the input signals IN2a and IN2b are wired in different systems.
- FIG. 15 is a modification of FIG. 15a and 15b show the arrangement of the twelfth embodiment.
- FIG. 15a is a plan view of the two-input NOR layout (arrangement) of the present invention
- FIG. 15b is a cross-sectional view along the cut line AA ′.
- NMOS transistors Qn200 and Qn100 and PMOS transistors Qp100 and Qp200 of the NOR circuit of FIG. 14 are arranged in one column from the right.
- FIGS. 15a and 15b the same structure as in FIGS. 13a and 13b is indicated by the same symbol in the 700s.
- Planar silicon layers 702n and 702p are formed on an insulating film such as a buried oxide film layer (BOX) 701 formed on the substrate, and these planar silicon layers 702n and 702p are formed as n + diffusion layers, It is composed of a p + diffusion layer.
- Reference numeral 703 denotes a silicide layer formed on the surface of the planar silicon layer (702n, 702p).
- 704p1 and 704p2 are p-type silicon pillars
- 704n1 and 704n2 are n-type silicon pillars
- 705 is a gate insulating film surrounding the silicon pillars 704p1, 704p2, 704n1, and 704n2
- 706 is a gate electrode
- 706a, 706b, and 706c are gate wirings, respectively. It is.
- N + diffusion layers 707n1 and 707n2 are formed on the uppermost portions of the silicon pillars 704p1 and 704p2, respectively by impurity implantation, and p + diffusion layers 707p1 and 707p2 are formed on the uppermost portions of the silicon pillars 704n1 and 704n2, respectively, by impurity implantation or the like. Is done.
- 708 is a silicon nitride film for protecting the gate insulating film 705, 709n1, 709n2, 709p1, and 709p2 are silicide layers connected to the n + diffusion layers 707n1, 707n2, p + diffusion layers 707p1, 707p2, 710n1, 710n2, 710p1, 710p2 Is a contact connecting the silicide layers 709n1, 709n2, 709p1, 709p2 and the first metal wirings 713d, 713c, 713f, 713g, 711a is a contact connecting the gate wiring 706a and the first metal wiring 713e, and 711b is a gate wiring 706b is a contact connecting the first metal wiring 713b, and 711c is a contact connecting the gate wiring 706c and the first metal wiring 713h.
- Reference numeral 712 denotes a contact for connecting the silicide layer 703 connected to the n + diffusion layer 702n and the first metal wiring 713a.
- 714n1 is a contact connecting the first metal wiring 713d and the second metal wiring 715
- 714n2 is a contact connecting the first metal wiring 713c and the second metal wiring 715
- 714p1 is a contact connecting the first metal wiring 713f and the second metal wiring 715. It is a contact to be connected.
- the silicon pillar 704p1, the lower diffusion layer 702n, the upper diffusion layer 707n1, the gate insulating film 705, and the gate electrode 706 constitute the NMOS transistor Qn100.
- the gate electrode 706 constitutes the NMOS transistor Qn200
- the silicon pillar 704n1, the lower diffusion layer 702p, the upper diffusion layer 707p1, the gate insulating film 705, and the gate electrode 706 constitute the PMOS transistor Qp100
- the PMOS transistor Qp200 is configured by the 702p, the upper diffusion layer 707p2, the gate insulating film 705, and the gate electrode 706.
- the gate wiring 706a is connected to the gate electrode 706 of the NMOS transistor Qn100
- the gate wiring 706b is connected to the gate electrode 706 of the NMOS transistor Qn200
- the gate wiring 706a is connected to the gate electrode 706 of the PMOS transistor Qp100
- the gate wiring 706c is connected to the gate electrode 706 of the PMOS transistor Qp200.
- the second metal wiring 715 serves as a common drain for the NMOS transistors Qn100 and Qn200 and the PMOS transistor Qp100, and is connected to the output OUT100.
- the lower diffusion layer 702n serving as the source of the NMOS transistors Qn100 and Qn200 is connected to the first metal wiring 713a via the silicide 703 and the contact 712, and the reference power supply Vss is supplied to the first metal wiring 713a.
- the upper diffusion layer 707p2 serving as the source of the PMOS transistor Qp200 is connected to the first metal wiring 713g via the silicide 709p2 and the contact 710p2, and the power supply Vcc is supplied to the first metal wiring 713g.
- An input signal IN1 is supplied to the first metal wiring 713e, connected to the gate wiring 706a through the contact 711a, and supplied to the gate electrodes 706 of the NMOS transistor Qn100 and the PMOS transistor Qp100.
- An input signal IN2a is supplied to the first metal wiring 713b, connected to the gate wiring 706b through the contact 711b, and supplied to the gate electrode 706 of the NMOS transistor Qn200.
- An input signal IN2b is supplied to the first metal wiring 713h, connected to the gate wiring 706c through the contact 711c, and supplied to the gate electrode 706 of the PMOS transistor Qp200.
- the input signals IN2a and IN2b are equivalent to the input signal IN2 in FIG. 1, but the signal names are distinguished for convenience because the connection locations of the first metal wiring are different.
- the number of input signal wirings (first metal wiring 713c) is increased compared to FIG. 13, but the gate wiring 706c in FIG. 13 can be omitted.
- the gate wiring 706c in FIG. 13 can be omitted.
- four SGTs constituting a two-input NOR circuit can be arranged in one row without providing useless wiring and contact regions, and a semiconductor device with a reduced area can be provided.
- FIG. 16 shows an embodiment in which the embodiment of FIG. 2 is arranged by a bulk CMOS process.
- FIG. 16A is a plan view of the 2-input NOR layout (arrangement) of the present invention
- FIG. 16B is a cross-sectional view taken along the cut line AA ′.
- the PMOS transistor Qp1, NMOS transistors Qn1, Qn2, and PMOS transistor Qp2 of the NOR circuit of FIG. 1 are arranged in one column from the right as in FIG.
- FIGS. 16a and 16b portions having the same structure as those in FIGS. 2a and 2b are indicated by the same symbols in the 100s.
- Patent Document 4 Japanese Patent No. 4756221
- reference numeral 150 denotes a p-type silicon substrate.
- Reference numeral 160 denotes an insulator for element isolation (isolation).
- Reference numeral 170 denotes an n ⁇ region which serves as a leakage preventing separation layer. Except for this p-type silicon substrate 150, the element isolation insulator 160, and the leak prevention isolation layer 170, the process and structure above the lower diffusion layer are exactly the same. Can be realized by a process. However, since the element isolation layer 160 and the leak prevention isolation layer 170 are provided, the area is slightly increased.
- the silicon column of the PMOS transistor is defined as N-type silicon and the NMOS silicon column is defined as a P-type silicon layer for convenience.
- the concentration by impurity implantation in a miniaturized process. Therefore, both the PMOS transistor and the NMOS transistor use a so-called neutral semiconductor that does not inject impurities into the silicon pillar, and the channel control, that is, the threshold values of the PMOS and NMOS are specific to the metal gate material. In some cases, the difference in work function (Work Function) is used.
- the essence of the present invention is that the arrangement of the four transistors is defined in an optimal form, and in the case of following this arrangement order, the wiring method of the gate wiring, the wiring position, the wiring method of the metal wiring, and the wiring position Those other than those shown in the drawings of this embodiment belong to the technical scope of the present invention.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
縦型トランジスタであるSurrounding Gate Transistor(SGT)を用いて、CMOS2入力NOR回路を構成する半導体装置を小さい面積で提供することが課題である。 1列に配置された4個のMOSトランジスタを用いて構成された2入力NOR回路において、前記NOR回路を構成するMOSトランジスタは、基板上に形成された平面状シリコン層上に形成され、ドレイン、ゲート、ソースが垂直方向に配置され、ゲートがシリコン柱を取り囲む構造を有し、前記平面状シリコン層は第1の導電型を持つ第1の活性化領域と第2の導電型を持つ第2の活性化領域からなり、それらが平面状シリコン層表面に形成されたシリコン層を通して互いに接続されることにより小さい面積のNOR回路を構成する半導体装置を提供する。
Description
本発明は、半導体装置に関する。
昨今、半導体集積回路は大規模化されており、最先端のMPU(Micro-processing Unit)では、トランジスタの数が1G(ギガ)個にも達する半導体チップが開発されており、従来の平面形成トランジスタ、いわゆるプレーナー型トランジスタは、非特許文献1に示されるように、PMOSを形成するN-well領域とNMOSを形成するP型シリコン基板(あるいはP-well領域)を完全に分離する必要があり、また、N-well領域およびP型シリコン基板には、それぞれ電位を与えるボディ端子が必要であり、さらに面積が大きくなる要因となっている。
この課題を解決する手段として、基板に対してソース、ゲート、ドレインが垂直方向に配置され、ゲートが島状半導体層を取り囲む構造のSurrounding Gate Transistor(SGT)が提案され、SGTの製造方法、SGTを用いたCMOSインバータ、NAND回路あるいはSRAMセルが開示されている。例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4を参照。
CMOS OPアンプ回路実務設計の基礎(吉澤浩和 著)CQ出版社 page23
図17、図18a、図18bに、SGTを用いたインバータの回路図とレイアウト図を示す。
図17は、インバータを示す等価回路図であり、QpはPチャネルMOSトランジスタ(以下PMOSトランジスタと称す)、QnはNチャネルMOSトランジスタ(以下NMOSトランジスタと称す)、INは入力信号、OUTは出力信号、Vccは供給電源、Vssは基準電源である。
図17は、インバータを示す等価回路図であり、QpはPチャネルMOSトランジスタ(以下PMOSトランジスタと称す)、QnはNチャネルMOSトランジスタ(以下NMOSトランジスタと称す)、INは入力信号、OUTは出力信号、Vccは供給電源、Vssは基準電源である。
図18aには、一例として、図17のインバータをSGTで構成したレイアウトの平面図を示す。また、図18bには、図18aの平面図においてカットラインA-A’方向の断面図を示す。
図18a、図18bにおいて、基板上に形成された埋め込み酸化膜層(BOX)1などの絶縁膜上に平面状シリコン層2p、2nが形成され、上記平面状シリコン層2p、2nは不純物注入等により、それぞれp+拡散層、n+拡散層から構成される。3は、平面状シリコン層(2p、2n)の表面に形成されるシリサイド層であり、前記平面上シリコン層2p、2nを接続する。4nはn型シリコン柱、4pはp型シリコン柱、5は、シリコン柱4n、4pを取り巻くゲート絶縁膜、6はゲート電極、6aはゲート配線である。シリコン柱4n、4pの最上部には、それぞれp+拡散層7p、n+拡散層7nが不純物注入等により形成される。8はゲート絶縁膜5等を保護するためのシリコン窒化膜、9p、9nはp+拡散層7p、n+拡散層7nに接続されるシリサイド層、10p、10nは、シリサイド層9p、9nとメタル13a、13bとをそれぞれ接続するコンタクト、11は、ゲート配線6aとメタル配線13cを接続するコンタクトである。
図18a、図18bにおいて、基板上に形成された埋め込み酸化膜層(BOX)1などの絶縁膜上に平面状シリコン層2p、2nが形成され、上記平面状シリコン層2p、2nは不純物注入等により、それぞれp+拡散層、n+拡散層から構成される。3は、平面状シリコン層(2p、2n)の表面に形成されるシリサイド層であり、前記平面上シリコン層2p、2nを接続する。4nはn型シリコン柱、4pはp型シリコン柱、5は、シリコン柱4n、4pを取り巻くゲート絶縁膜、6はゲート電極、6aはゲート配線である。シリコン柱4n、4pの最上部には、それぞれp+拡散層7p、n+拡散層7nが不純物注入等により形成される。8はゲート絶縁膜5等を保護するためのシリコン窒化膜、9p、9nはp+拡散層7p、n+拡散層7nに接続されるシリサイド層、10p、10nは、シリサイド層9p、9nとメタル13a、13bとをそれぞれ接続するコンタクト、11は、ゲート配線6aとメタル配線13cを接続するコンタクトである。
シリコン柱4n、拡散層2p、拡散層7p、ゲート絶縁膜5、ゲート電極6により、PMOSトランジスタQpを構成し、シリコン柱4p、拡散層2n、拡散層7n、ゲート絶縁膜5、ゲート電極6により、NMOSトランジスタQnを構成する。拡散層7p、7nはソース、拡散層2p、2nはドレインとなる。メタル13aには供給電源Vccが供給され、メタル13bには基準電源Vssが供給され、メタル13cには、入力信号INが接続される。また、PMOSトランジスタQpのドレイン拡散層2pとNMOSトランジスタQnのドレイン拡散層2nを接続するシリサイド層3が出力OUTとなる。
図17、図18a、図18bで示したSGTを用いたインバータは、PMOSトランジスタ、NMOSトランジスタが構造上完全に分離されており、プレーナトランジスタのように、well分離が必要なく、さらに、シリコン柱はフローティングボディとなるため、プレーナトランジスタのように、wellへ電位を供給するボディ端子も必要なく、非常にコンパクトにレイアウト(配置)ができることが特徴である。
上述したように、SGTの最大の特徴は、構造原理的に、シリコン柱基板側に存在するシリサイド層による下層配線と、シリコン柱上部のコンタクト接続による上部配線が利用できる点にある。本発明は、このSGTの特徴を利用して、論理回路でもっとも良く用いられる2入力NOR回路を1列に並べることによりコンパクトに配置し、面積を最小にすることにより、低価格なロジック半導体装置を提供することが目的である。
本発明によれば、ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される4つのトランジスタを、基板上に1列に配列することによりNOR回路を構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記4つのトランジスタは、
第1のNチャネルMOSトランジスタと、
第2のNチャネルMOSトランジスタと、
第1のPチャネルMOSトランジスタと、
第2のPチャネルMOSトランジスタと
で構成され、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタと前記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域は、互いにシリサイド領域を介して接続されており、
前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域は、前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域とコンタクトを介して接続されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のNチャネルMOSトランジスタのソースは、コンタクトを介して基準電源端子に接続されており、
前記第2のPMOSトランジスタのソース領域は、シリサイド領域を介して電源供給端子に接続されていることを特徴とする半導体装置が提供される。
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記4つのトランジスタは、
第1のNチャネルMOSトランジスタと、
第2のNチャネルMOSトランジスタと、
第1のPチャネルMOSトランジスタと、
第2のPチャネルMOSトランジスタと
で構成され、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタと前記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域は、互いにシリサイド領域を介して接続されており、
前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域は、前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域とコンタクトを介して接続されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のNチャネルMOSトランジスタのソースは、コンタクトを介して基準電源端子に接続されており、
前記第2のPMOSトランジスタのソース領域は、シリサイド領域を介して電源供給端子に接続されていることを特徴とする半導体装置が提供される。
本発明の好ましい態様では、前記半導体装置において、前記4つのトランジスタは、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ、前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のPチャネルMOSトランジスタの順番に、1列に配置される。
また、別の態様では、前記半導体装置において、前記4つのトランジスタは、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のPチャネルMOSトランジスタの順番に、1列に配置される。
更なる別の態様では、前期半導体装置において、前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲートが、コンタクトを介して接続されることを特徴とする。
また、別の態様では、前記半導体装置において、前記4つのトランジスタは、前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のPチャネルMOSトランジスタの順番に、1列に配置される。
本発明の別の好ましい態様では、ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される4つのトランジスタを、基板上に1列に配列することによりNOR回路を構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記4つのトランジスタは、
第1のNチャネルMOSトランジスタと、
第2のNチャネルMOSトランジスタと、
第1のPチャネルMOSトランジスタと、
第2のPチャネルMOSトランジスタと
で構成され、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタと前記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域は、互いにシリサイド領域を介して接続されており、
前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域は、前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域とコンタクトとシリサイド領域を介して接続されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のNチャネルMOSトランジスタのソースは、コンタクトを介して基準電源端子に接続されており、
前記第2のPMOSトランジスタのソース領域は、コンタクトを介して電源供給端子に接続されていることを特徴とする半導体装置が提供される。
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記4つのトランジスタは、
第1のNチャネルMOSトランジスタと、
第2のNチャネルMOSトランジスタと、
第1のPチャネルMOSトランジスタと、
第2のPチャネルMOSトランジスタと
で構成され、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタと前記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域は、互いにシリサイド領域を介して接続されており、
前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域は、前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域とコンタクトとシリサイド領域を介して接続されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のNチャネルMOSトランジスタのソースは、コンタクトを介して基準電源端子に接続されており、
前記第2のPMOSトランジスタのソース領域は、コンタクトを介して電源供給端子に接続されていることを特徴とする半導体装置が提供される。
本発明の別の態様では、前記半導体装置において、前記4つのトランジスタは、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ、前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のPチャネルMOSトランジスタの順番に、1列に配置される。
また、別の態様では、前記半導体装置において、前記4つのトランジスタは、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のPチャネルMOSトランジスタの順番に、1列に配置されていることを特徴とする。
また、更なる別の態様では、前記半導体装置において、前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲートが、コンタクトを介して接続されている。
更なる別の態様では、前記半導体装置において、前記4つのトランジスタは、前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のPチャネルMOSトランジスタの順番に、1列に配置されていることを特徴とする。
本発明の別の好ましい態様では、ソース、ドレイン及びゲートが、基板に垂直な方向に階層的に配置される4つのトランジスタを、基板上に1列に配列することによりNOR回路を構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記4つのトランジスタは、
第1のNチャネルMOSトランジスタと、
第2のNチャネルMOSトランジスタと、
第1のPチャネルMOSトランジスタと、
第2のPチャネルMOSトランジスタと
で構成され、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタと前記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域はシリコン柱より基板側に配置されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び、前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域は、互いにコンタクトを介して接続されており、
前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域は、前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域とシリサイド領域を介して接続されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のNチャネルMOSトランジスタのソースは、シリサイド領域を介して基準電源端子に接続されており、
前記第2のPMOSトランジスタのソース領域は、コンタクトを介して電源供給端子に接続されていることを特徴とする半導体装置が提供される。
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記4つのトランジスタは、
第1のNチャネルMOSトランジスタと、
第2のNチャネルMOSトランジスタと、
第1のPチャネルMOSトランジスタと、
第2のPチャネルMOSトランジスタと
で構成され、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタと前記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域はシリコン柱より基板側に配置されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び、前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域は、互いにコンタクトを介して接続されており、
前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域は、前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域とシリサイド領域を介して接続されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のNチャネルMOSトランジスタのソースは、シリサイド領域を介して基準電源端子に接続されており、
前記第2のPMOSトランジスタのソース領域は、コンタクトを介して電源供給端子に接続されていることを特徴とする半導体装置が提供される。
本発明の別の態様では、前記半導体装置において、前記4つのトランジスタは、前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ、前記第2のPチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のNチャネルMOSトランジスタの順番に、1列に配置される。
また、本発明の別の態様では、前記半導体装置において、前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタのソース領域を、各々、前記4つのトランジスタが1列に配置された列方向と垂直方向に延在させたシリサイド領域を設けて、前記延在させたシリサイド領域とコンタクトを介して基準電源端子と接続することを特徴とする。
更なる別の態様では、前記半導体装置において、前記1列に配置された4つのトランジスタで構成される回路を、1列に配置された方向と垂直方向に複数個配置し、前記延在させたシリサイド領域を各々共通接続させて、且つ、複数個にひとつの割合で、前記延在させたシリサイド領域とコンタクトを介して基準電源端子と接続することを特徴とする。
また、別の態様では、前記半導体装置において、前記4つのトランジスタは、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のPチャネルMOSトランジスタの順番に、1列に配置される。
また、更なる別の態様では、前記半導体装置において、前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲート配線が、コンタクトを介して、各々異なる信号線により供給される。
(実施例1)
図1に本発明に適用する2入力NOR回路の等価回路図を示す。Qn1、Qn2は、SGTで構成されたNMOSトランジスタ、Qp1、Qp2は、同じくSGTで構成されたPMOSトランジスタである。前記NMOSトランジスタQn1、Qn2のソースは共通に基準電源Vssに接続され、ドレインは共通にノードN1に接続される。PMOSトランジスタQp1のドレインはノードN1に接続され、ソースはノードN2を介してPMOSトランジスタQp2のドレインに接続され、PMOSトランジスタQp2のソースは供給電源Vccに接続される。また、NMOSトランジスタQn1、PMOSトランジスタQp1のゲートには入力信号IN1が接続され、NMOSトランジスタQn2、PMOSトランジスタQp2のゲートには入力信号IN2が接続される。
図1に本発明に適用する2入力NOR回路の等価回路図を示す。Qn1、Qn2は、SGTで構成されたNMOSトランジスタ、Qp1、Qp2は、同じくSGTで構成されたPMOSトランジスタである。前記NMOSトランジスタQn1、Qn2のソースは共通に基準電源Vssに接続され、ドレインは共通にノードN1に接続される。PMOSトランジスタQp1のドレインはノードN1に接続され、ソースはノードN2を介してPMOSトランジスタQp2のドレインに接続され、PMOSトランジスタQp2のソースは供給電源Vccに接続される。また、NMOSトランジスタQn1、PMOSトランジスタQp1のゲートには入力信号IN1が接続され、NMOSトランジスタQn2、PMOSトランジスタQp2のゲートには入力信号IN2が接続される。
図2aおよび図2bに、第1の実施例を示す。図2aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図2bは、カットラインA-A’に沿った断面図を示す。
図2aにおいて、図1のNOR回路のPMOSトランジスタQp1、NMOSトランジスタQn1、NMOSトランジスタQn2、PMOSトランジスタQp2が右より1列に配置されている。
なお、図2a、図2bにおいて、図18a、図18bと同じ構造の箇所については、100番台の同等の記号で示す。
図2aにおいて、図1のNOR回路のPMOSトランジスタQp1、NMOSトランジスタQn1、NMOSトランジスタQn2、PMOSトランジスタQp2が右より1列に配置されている。
なお、図2a、図2bにおいて、図18a、図18bと同じ構造の箇所については、100番台の同等の記号で示す。
基板上に形成された埋め込み酸化膜層(BOX)101などの絶縁膜上に平面状シリコン層102pa、102n、102pbが形成され、この平面状シリコン層102pa、102n、102pbは不純物注入等により、それぞれp+拡散層、n+拡散層、p+拡散層から構成される。103は、平面状シリコン層(102pa、102n、102pb)の表面に形成されるシリサイド層であり、平面上シリコン層102pa、102nを接続する。104p1、104p2はp型シリコン柱、104n1、104n2はn型シリコン柱、105はシリコン柱104p1、104p2、104n1、104n2を取り巻くゲート絶縁膜、106はゲート電極、106a、106bはそれぞれゲート配線である。シリコン柱104p1、104p2の最上部には、それぞれn+拡散層107n1、107n2が不純物注入等により形成され、シリコン柱104n1、104n2の最上部には、それぞれp+拡散層107p1、107p2が不純物注入等により形成される。108はゲート絶縁膜105を保護するためのシリコン窒化膜、109n1、109n2、109p1、109p2はそれぞれn+拡散層107n1、107n2、p+拡散層107p1、107p2に接続されるシリサイド層、110n1、110n2、110p1、110p2は、シリサイド層109n1、109n2、109p1、109p2と第1メタル配線113c、113c、113a、113eとをそれぞれ接続するコンタクト、111aはゲート配線106aと第1メタル配線113bを接続するコンタクト、111bはゲート配線106bと第1メタル配線113dを接続するコンタクトである。112はp+拡散層102pbと接続しているシリサイド層103と第1メタル配線113fを接続するコンタクトである。
114p1は第1メタル配線113aと第2メタル配線115を接続するコンタクト、114p2は第1メタル配線113eと第2メタル配線115とを接続するコンタクトである。
114p1は第1メタル配線113aと第2メタル配線115を接続するコンタクト、114p2は第1メタル配線113eと第2メタル配線115とを接続するコンタクトである。
シリコン柱104p1、下部拡散層102n、上部拡散層107n1、ゲート絶縁膜105、ゲート電極106により、NMOSトランジスタQn1を構成し、シリコン柱104p2、下部拡散層102n、上部拡散層107n2、ゲート絶縁膜105、ゲート電極106により、NMOSトランジスタQn2を構成し、シリコン柱104n1、下部拡散層102pa、上部拡散層107p1、ゲート絶縁膜105、ゲート電極106により、PMOSトランジスタQp1を構成し、シリコン柱104n2、下部拡散層102pb、上部拡散層107p2、ゲート絶縁膜105、ゲート電極106により、PMOSトランジスタQp2を構成する。
また、NMOSトランジスタQn1のゲート電極106にはゲート配線106aが接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極106にはゲート配線106bが接続され、PMOSトランジスタQp1のゲート電極106にはゲート配線106aが接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極106にはゲート配線106bが接続される。
下部拡散層102paおよび102nはPMOSトランジスタQp1、NMOSトランジスタQn1、Qn2の共通ドレインとなり、出力OUT1に接続される。NMOSトランジスタQn1のソースである上部拡散層107n1はシリサイド109n1、コンタクト110n1を介して第1メタル配線113cに接続され、第1メタル配線113cには基準電源Vssが供給される。NMOSトランジスタQn2のソースである上部拡散層107n2はシリサイド109n2、コンタクト110n2を介して第1メタル配線113cに接続される。PMOSトランジスタQp1のソースである上部拡散層107p1はシリサイド109p1、コンタクト110p1を介して第1メタル配線113aに接続され、第1メタル配線113aはさらに、コンタクト114p1を介して第2メタル配線115に接続される。PMOSトランジスタQp2のドレインである上部拡散層107p2はシリサイド109p2、コンタクト110p2を介して第1メタル配線113eに接続され、第1メタル配線113eはさらに、コンタクト114p2を介して第2メタル配線115に接続される。ここで、PMOSトランジスタQp1のソースとPMOSトランジスタQp2のドレインは、第2メタル配線115を介して接続される。また、下部拡散層102pbはPMOSトランジスタQp2のソースとなり、シリサイド103、コンタクト112を介して第1メタル配線113fに接続され、第1メタル配線113fには供給電源Vccが供給される。
また、NMOSトランジスタQn1のゲート電極106にはゲート配線106aが接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極106にはゲート配線106bが接続され、PMOSトランジスタQp1のゲート電極106にはゲート配線106aが接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極106にはゲート配線106bが接続される。
下部拡散層102paおよび102nはPMOSトランジスタQp1、NMOSトランジスタQn1、Qn2の共通ドレインとなり、出力OUT1に接続される。NMOSトランジスタQn1のソースである上部拡散層107n1はシリサイド109n1、コンタクト110n1を介して第1メタル配線113cに接続され、第1メタル配線113cには基準電源Vssが供給される。NMOSトランジスタQn2のソースである上部拡散層107n2はシリサイド109n2、コンタクト110n2を介して第1メタル配線113cに接続される。PMOSトランジスタQp1のソースである上部拡散層107p1はシリサイド109p1、コンタクト110p1を介して第1メタル配線113aに接続され、第1メタル配線113aはさらに、コンタクト114p1を介して第2メタル配線115に接続される。PMOSトランジスタQp2のドレインである上部拡散層107p2はシリサイド109p2、コンタクト110p2を介して第1メタル配線113eに接続され、第1メタル配線113eはさらに、コンタクト114p2を介して第2メタル配線115に接続される。ここで、PMOSトランジスタQp1のソースとPMOSトランジスタQp2のドレインは、第2メタル配線115を介して接続される。また、下部拡散層102pbはPMOSトランジスタQp2のソースとなり、シリサイド103、コンタクト112を介して第1メタル配線113fに接続され、第1メタル配線113fには供給電源Vccが供給される。
第1メタル配線113bには、入力信号IN1が供給され、コンタクト111aを介してゲート配線106aに接続され、PMOSトランジスタQp1およびNMOSトランジスタQn1のゲート電極に供給される。
第1メタル配線113dには、入力信号IN2が供給され、コンタクト111bを介してゲート配線106bに接続され、PMOSトランジスタQp2およびNMOSトランジスタQn2のゲート電極に接続される。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
第1メタル配線113dには、入力信号IN2が供給され、コンタクト111bを介してゲート配線106bに接続され、PMOSトランジスタQp2およびNMOSトランジスタQn2のゲート電極に接続される。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
(実施例2)
図3a及び図3bに、第2の実施例を示す。図3aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図3bは、カットラインA-A’に沿った断面図を示す。
図3aにおいて、図1のNOR回路のNMOSトランジスタQn2、Qn1、PMOSトランジスタQp1、Qp2が右より1列に配置されている。
図3a、図3bにおいて、図2a、図2bと同じ構造の箇所については、200番台の同等の記号で示してある。
図3a及び図3bに、第2の実施例を示す。図3aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図3bは、カットラインA-A’に沿った断面図を示す。
図3aにおいて、図1のNOR回路のNMOSトランジスタQn2、Qn1、PMOSトランジスタQp1、Qp2が右より1列に配置されている。
図3a、図3bにおいて、図2a、図2bと同じ構造の箇所については、200番台の同等の記号で示してある。
基板上に形成された埋め込み酸化膜層(BOX)201などの絶縁膜上に平面状シリコン層202n、202pa、202pbが形成され、この平面状シリコン層202n、202pa、202pbは不純物注入等により、それぞれn+拡散層、p+拡散層、p+拡散層から構成される。203は、平面状シリコン層(202n、202pa、202pb)の表面に形成されるシリサイド層であり、平面上シリコン層202n、202paを接続する。204p1、204p2はp型シリコン柱、204n1、204n2はn型シリコン柱、205はシリコン柱204p1、204p2、204n1、204n2を取り巻くゲート絶縁膜、206はゲート電極、206a、206b、206cはそれぞれゲート配線である。シリコン柱204p1、204p2の最上部には、それぞれn+拡散層207n1、207n2が不純物注入等により形成され、シリコン柱204n1、204n2の最上部には、それぞれp+拡散層207p1、207p2が不純物注入等により形成される。208はゲート絶縁膜205を保護するためのシリコン窒化膜、209n1、209n2、209p1、209p2はn+拡散層207n1、207n2、p+拡散層207p1、207p2に接続されるシリサイド層、210n1、210n2、210p1、210p2は、シリサイド層209n1、209n2、209p1、209p2と第1メタル配線213b、213b、213d、213dとをそれぞれ接続するコンタクト、211aはゲート配線206aと第1メタル配線213cを接続するコンタクト、211cはゲート配線206cと第1メタル配線213eを接続するコンタクトである。212はp+拡散層202pbと接続しているシリサイド層203と第1メタル配線213fを接続するコンタクトである。
また、ゲート配線206bは、後述する、NMOSトランジスタQn2のゲート電極206とPMOSトランジスタQp2のゲート電極206とを接続する配線である。
また、ゲート配線206bは、後述する、NMOSトランジスタQn2のゲート電極206とPMOSトランジスタQp2のゲート電極206とを接続する配線である。
シリコン柱204p1、下部拡散層202n、上部拡散層207n1、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、NMOSトランジスタQn1を構成し、シリコン柱204p2、下部拡散層202n、上部拡散層207n2、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、NMOSトランジスタQn2を構成し、シリコン柱204n1、下部拡散層202pa、上部拡散層207p1、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、PMOSトランジスタQp1を構成し、シリコン柱204n2、下部拡散層202pb、上部拡散層207p2、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、PMOSトランジスタQp2を構成する。
また、NMOSトランジスタQn1のゲート電極206にはゲート配線206aが接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極206にはゲート配線206bが接続され、PMOSトランジスタQp1のゲート電極206には、ゲート配線206aが接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極206にはゲート配線206b及び206cが接続される。
下部拡散層202nおよび拡散層202paはNMOSトランジスタQn1、Qn2、PMOSトランジスタQp1の共通ドレインとなり、出力OUT1に接続される。NMOSトランジスタQn1のソースである上部拡散層207n1はシリサイド209n1、コンタクト210n1を介して第1メタル配線213bに接続され、第1メタル配線213bには基準電源Vssが供給される。NMOSトランジスタQn2のソースである上部拡散層207n2はシリサイド209n2、コンタクト210n2を介して第1メタル配線213bに接続される。PMOSトランジスタQp1のソースである上部拡散層207p1はシリサイド209p1、コンタクト210p1を介して第1メタル配線213dに接続される。
PMOSトランジスタQp2のドレインである上部拡散層207p2はシリサイド209p2、コンタクト210p2を介して第1メタル配線213dに接続される。ここで、PMOSトランジスタQp1のソースである上部拡散層207p1とPMOSトランジスタQp2のドレインである上部拡散層207p2は、第2メタル配線213dを介して接続される。また、下部拡散層202pbはPMOSトランジスタQp2のソースとなり、シリサイド203、コンタクト212を介して第1メタル配線213fに接続され、第1メタル配線213fには供給電源Vccが供給される。
また、NMOSトランジスタQn1のゲート電極206にはゲート配線206aが接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極206にはゲート配線206bが接続され、PMOSトランジスタQp1のゲート電極206には、ゲート配線206aが接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極206にはゲート配線206b及び206cが接続される。
下部拡散層202nおよび拡散層202paはNMOSトランジスタQn1、Qn2、PMOSトランジスタQp1の共通ドレインとなり、出力OUT1に接続される。NMOSトランジスタQn1のソースである上部拡散層207n1はシリサイド209n1、コンタクト210n1を介して第1メタル配線213bに接続され、第1メタル配線213bには基準電源Vssが供給される。NMOSトランジスタQn2のソースである上部拡散層207n2はシリサイド209n2、コンタクト210n2を介して第1メタル配線213bに接続される。PMOSトランジスタQp1のソースである上部拡散層207p1はシリサイド209p1、コンタクト210p1を介して第1メタル配線213dに接続される。
PMOSトランジスタQp2のドレインである上部拡散層207p2はシリサイド209p2、コンタクト210p2を介して第1メタル配線213dに接続される。ここで、PMOSトランジスタQp1のソースである上部拡散層207p1とPMOSトランジスタQp2のドレインである上部拡散層207p2は、第2メタル配線213dを介して接続される。また、下部拡散層202pbはPMOSトランジスタQp2のソースとなり、シリサイド203、コンタクト212を介して第1メタル配線213fに接続され、第1メタル配線213fには供給電源Vccが供給される。
第1メタル配線213cには、入力信号IN1が供給され、コンタクト211aを介してゲート配線206aに接続され、PMOSトランジスタQp1およびNMOSトランジスタQn1のゲート電極に供給される。
第1メタル配線213eには、入力信号IN2が供給され、コンタクト211cを介してゲート配線206cに接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極に供給され、且つ、ゲート配線206bを介してNMOSトランジスタQn2のゲート電極に供給される。なお、本実施例では、メタル配線を省略するために、NMOSトランジスタQn2とPMOSトランジスタQp2のゲート電極を延在させたゲート配線206bで接続しているが、空き領域である拡散層の間を通しているので、面積の増加にはならない。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
また、ゲート配線206bを延在させることにより第1メタルのみで結線が可能であり、第2メタルを有効に使用できる。さらに、基準電源Vssとなる第1メタル配線213bが右端に、供給電源Vccとなる第1メタル配線213fが左端に配置されるので、本回路を左右に繰り返して配置する場合にそれぞれ電源を共有できるため、さらに面積を縮小することができる。
第1メタル配線213eには、入力信号IN2が供給され、コンタクト211cを介してゲート配線206cに接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極に供給され、且つ、ゲート配線206bを介してNMOSトランジスタQn2のゲート電極に供給される。なお、本実施例では、メタル配線を省略するために、NMOSトランジスタQn2とPMOSトランジスタQp2のゲート電極を延在させたゲート配線206bで接続しているが、空き領域である拡散層の間を通しているので、面積の増加にはならない。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
また、ゲート配線206bを延在させることにより第1メタルのみで結線が可能であり、第2メタルを有効に使用できる。さらに、基準電源Vssとなる第1メタル配線213bが右端に、供給電源Vccとなる第1メタル配線213fが左端に配置されるので、本回路を左右に繰り返して配置する場合にそれぞれ電源を共有できるため、さらに面積を縮小することができる。
(実施例3)
図4a及び図4bに、第3の実施例を示す。図4aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図4bは、カットラインA-A’に沿った断面図を示す。
図4のトランジスタの配置は、図3の配置と同じであり、NMOSトランジスタQn2、Qn1、PMOSトランジスタQp1、Qp2が右より1列に配置されている。
図3と異なるところは、NMOSトランジスタQn2とPMOSトランジスタQp2のゲート入力信号の接続方法が異なるところである。図4a及び図4bにおいて、図3a、図3bと同じ構造の箇所については、同じ、200番台の同等の記号で示してある。
図4a及び図4bに、第3の実施例を示す。図4aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図4bは、カットラインA-A’に沿った断面図を示す。
図4のトランジスタの配置は、図3の配置と同じであり、NMOSトランジスタQn2、Qn1、PMOSトランジスタQp1、Qp2が右より1列に配置されている。
図3と異なるところは、NMOSトランジスタQn2とPMOSトランジスタQp2のゲート入力信号の接続方法が異なるところである。図4a及び図4bにおいて、図3a、図3bと同じ構造の箇所については、同じ、200番台の同等の記号で示してある。
基板上に形成された埋め込み酸化膜層(BOX)201などの絶縁膜上に平面状シリコン層202n、202pa、202pbが形成され、この平面状シリコン層202n、202pa、202pbは不純物注入等により、それぞれn+拡散層、p+拡散層、p+拡散層から構成される。203は、平面状シリコン層(202n、202pa、202pb)の表面に形成されるシリサイド層であり、平面上シリコン層202n、202paを接続する。204p1、204p2はp型シリコン柱、204n1、204n2はn型シリコン柱、205はシリコン柱204p1、204p2、204n1、204n2を取り巻くゲート絶縁膜、206はゲート電極、206a、206b、206cはそれぞれゲート配線である。シリコン柱204p1、204p2の最上部には、それぞれn+拡散層207n1、207n2が不純物注入等により形成され、シリコン柱204n1、204n2の最上部には、それぞれp+拡散層207p1、207p2が不純物注入等により形成される。208はゲート絶縁膜205を保護するためのシリコン窒化膜、209n1、209n2、209p1、209p2はn+拡散層207n1、207n2、p+拡散層207p1、207p2に接続されるシリサイド層、210n1、210n2、210p1、210p2は、シリサイド層209n1、209n2、209p1、209p2と第1メタル配線213b、213b、213d、213dとをそれぞれ接続するコンタクト、211aはゲート配線206aと第1メタル配線213cを接続するコンタクト、211bはゲート配線206bと第1メタル配線213aを接続するコンタクト、211cはゲート配線206cと第1メタル配線213eを接続するコンタクトである。
214bは第1メタル配線213aと第2メタル配線215を接続するコンタクト、214cは第1メタル配線203eと第2メタル配線215とを接続するコンタクトである。
212はp+拡散層202pbと接続しているシリサイド層203と第1メタル配線213fを接続するコンタクトである。
214bは第1メタル配線213aと第2メタル配線215を接続するコンタクト、214cは第1メタル配線203eと第2メタル配線215とを接続するコンタクトである。
212はp+拡散層202pbと接続しているシリサイド層203と第1メタル配線213fを接続するコンタクトである。
シリコン柱204p1、下部拡散層202n、上部拡散層207n1、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、NMOSトランジスタQn1を構成し、シリコン柱204p2、下部拡散層202n、上部拡散層207n2、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、NMOSトランジスタQn2を構成し、シリコン柱204n1、下部拡散層202pa、上部拡散層207p1、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、PMOSトランジスタQp1を構成し、シリコン柱204n2、下部拡散層202pb、上部拡散層207p2、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、PMOSトランジスタQp2を構成する。
また、NMOSトランジスタQn1のゲート電極206にはゲート配線206aが接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極206にはゲート配線206bが接続され、PMOSトランジスタQp1のゲート電極206には、ゲート配線206aが接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極206にはゲート配線206cが接続される。
下部拡散層202nおよび拡散層202paはNMOSトランジスタQn1、Qn2、PMOSトランジスタQp1の共通ドレインとなり、出力OUT1に接続される。NMOSトランジスタQn1のソースである上部拡散層207n1はシリサイド209n1、コンタクト210n1を介して第1メタル配線213bに接続され、第1メタル配線213bには基準電源Vssが供給される。NMOSトランジスタQn2のソースである上部拡散層207n2はシリサイド209n2、コンタクト210n2を介して第1メタル配線213bに接続される。PMOSトランジスタQp1のソースである上部拡散層207p1はシリサイド209p1、コンタクト210p1を介して第1メタル配線213dに接続される。
PMOSトランジスタQp2のドレインである上部拡散層207p2はシリサイド209p2、コンタクト210p2を介して第1メタル配線213dに接続される。ここで、PMOSトランジスタQp1のソースとPMOSトランジスタQp2のドレインは、第1メタル配線213dを介して接続される。また、下部拡散層202pbはPMOSトランジスタQp2のソースとなり、シリサイド203、コンタクト212を介して第1メタル配線213fに接続され、第1メタル配線213fには供給電源Vccが供給される。
また、NMOSトランジスタQn1のゲート電極206にはゲート配線206aが接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極206にはゲート配線206bが接続され、PMOSトランジスタQp1のゲート電極206には、ゲート配線206aが接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極206にはゲート配線206cが接続される。
下部拡散層202nおよび拡散層202paはNMOSトランジスタQn1、Qn2、PMOSトランジスタQp1の共通ドレインとなり、出力OUT1に接続される。NMOSトランジスタQn1のソースである上部拡散層207n1はシリサイド209n1、コンタクト210n1を介して第1メタル配線213bに接続され、第1メタル配線213bには基準電源Vssが供給される。NMOSトランジスタQn2のソースである上部拡散層207n2はシリサイド209n2、コンタクト210n2を介して第1メタル配線213bに接続される。PMOSトランジスタQp1のソースである上部拡散層207p1はシリサイド209p1、コンタクト210p1を介して第1メタル配線213dに接続される。
PMOSトランジスタQp2のドレインである上部拡散層207p2はシリサイド209p2、コンタクト210p2を介して第1メタル配線213dに接続される。ここで、PMOSトランジスタQp1のソースとPMOSトランジスタQp2のドレインは、第1メタル配線213dを介して接続される。また、下部拡散層202pbはPMOSトランジスタQp2のソースとなり、シリサイド203、コンタクト212を介して第1メタル配線213fに接続され、第1メタル配線213fには供給電源Vccが供給される。
第1メタル配線213cには、入力信号IN1が供給され、コンタクト211aを介してゲート配線206aに接続され、PMOSトランジスタQp1およびNMOSトランジスタQn1のゲート電極に供給される。
第1メタル配線213aには、入力信号IN2が供給され、コンタクト211bを介してゲート配線206bに接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極206に接続され、且つ、コンタクト214bを介して第2メタル215に接続され、コンタクト214c、第1メタル213e及びコンタクト211cを介してゲート配線206cに接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極206に接続される。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
また、第2メタルを用いることにより、実施例2のゲート配線206bが省略できる。
第1メタル配線213aには、入力信号IN2が供給され、コンタクト211bを介してゲート配線206bに接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極206に接続され、且つ、コンタクト214bを介して第2メタル215に接続され、コンタクト214c、第1メタル213e及びコンタクト211cを介してゲート配線206cに接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極206に接続される。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
また、第2メタルを用いることにより、実施例2のゲート配線206bが省略できる。
(実施例4)
図5aおよび図5bに、第4の実施例を示す。図5aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図5bは、カットラインA-A’に沿った断面図を示す。
図5のトランジスタの配置は、図2の配置と同じであり、PMOSトランジスタQp1、NMOSトランジスタQn1、Qn2、PMOSトランジスタQp2が右より1列に配置されている。
図2と異なるところは、PMOSトランジスタQp2のソースとドレインの接続を入れ替えたところである。図2a、図2bと同じ構造の箇所については、同じ、100番台の同等の記号で示す。
SGTは、ドレインとソースがそれぞれ下層部、上層部に位置し、構造上物理的な位置が異なる。製造工程上、できるだけ同等になるような製造を行うが、場合によっては、ドレインとソースの向きが異なることにより、電流特性に違いが出る可能性がある。本発明では、その点を改良したものである。
図5aおよび図5bに、第4の実施例を示す。図5aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図5bは、カットラインA-A’に沿った断面図を示す。
図5のトランジスタの配置は、図2の配置と同じであり、PMOSトランジスタQp1、NMOSトランジスタQn1、Qn2、PMOSトランジスタQp2が右より1列に配置されている。
図2と異なるところは、PMOSトランジスタQp2のソースとドレインの接続を入れ替えたところである。図2a、図2bと同じ構造の箇所については、同じ、100番台の同等の記号で示す。
SGTは、ドレインとソースがそれぞれ下層部、上層部に位置し、構造上物理的な位置が異なる。製造工程上、できるだけ同等になるような製造を行うが、場合によっては、ドレインとソースの向きが異なることにより、電流特性に違いが出る可能性がある。本発明では、その点を改良したものである。
基板上に形成された埋め込み酸化膜層(BOX)101などの絶縁膜上に平面状シリコン層102pa、102n、102pbが形成され、この平面状シリコン層102pa、102n、102pbは不純物注入等により、それぞれp+拡散層、n+拡散層、p+拡散層から構成される。103は、平面状シリコン層(102pa、102n、102pb)の表面に形成されるシリサイド層であり、平面上シリコン層102pa、102nを接続する。104p1、104p2はp型シリコン柱、104n1、104n2はn型シリコン柱、105はシリコン柱104p1、104p2、104n1、104n2を取り巻くゲート絶縁膜、106はゲート電極、106a、106bはそれぞれゲート配線である。シリコン柱104p1、104p2の最上部には、それぞれn+拡散層107n1、107n2が不純物注入等により形成され、シリコン柱104n1、104n2の最上部には、それぞれp+拡散層107p1、107p2が不純物注入等により形成される。108はゲート絶縁膜105を保護するためのシリコン窒化膜、109n1、109n2、109p1、109p2はそれぞれn+拡散層107n1、107n2、p+拡散層107p1、107p2に接続されるシリサイド層、110n1、110n2、110p1、110p2は、シリサイド層109n1、109n2、109p1、109p2と第1メタル配線113c、113c、113a、113eとをそれぞれ接続するコンタクト、111aはゲート配線106aと第1メタル配線113bを接続するコンタクト、111bはゲート配線106bと第1メタル配線113dを接続するコンタクトである。112はp+拡散層102pbと接続しているシリサイド層103と第1メタル配線113fを接続するコンタクトである。
114p1は第1メタル配線113aと第2メタル配線115を接続するコンタクト、114は第1メタル配線113fと第2メタル配線115とを接続するコンタクトである。
114p1は第1メタル配線113aと第2メタル配線115を接続するコンタクト、114は第1メタル配線113fと第2メタル配線115とを接続するコンタクトである。
シリコン柱104p1、下部拡散層102n、上部拡散層107n1、ゲート絶縁膜105、ゲート電極106により、NMOSトランジスタQn1を構成し、シリコン柱104p2、下部拡散層102n、上部拡散層107n2、ゲート絶縁膜105、ゲート電極106により、NMOSトランジスタQn2を構成し、シリコン柱104n1、下部拡散層102pa、上部拡散層107p1、ゲート絶縁膜105、ゲート電極106により、PMOSトランジスタQp1を構成し、シリコン柱104n2、下部拡散層102pb、上部拡散層107p2、ゲート絶縁膜105、ゲート電極106により、PMOSトランジスタQp2を構成する。
また、NMOSトランジスタQn1のゲート電極106にはゲート配線106aが接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極106にはゲート配線106bが接続され、PMOSトランジスタQp1のゲート電極106にはゲート配線106aが接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極106にはゲート配線106bが接続される。
下部拡散層102paおよび102nはPMOSトランジスタQp1、NMOSトランジスタQn1、Qn2の共通ドレインとなり、出力OUT1に接続される。NMOSトランジスタQn1のソースである上部拡散層107n1はシリサイド109n1、コンタクト110n1を介して第1メタル配線113cに接続され、第1メタル配線113cには基準電源Vssが供給される。NMOSトランジスタQn2のソースである上部拡散層107n2はシリサイド109n2、コンタクト110n2を介して第1メタル配線113cに接続される。PMOSトランジスタQp1のソースである上部拡散層107p1はシリサイド109p1、コンタクト110p1を介して第1メタル配線113aに接続され、第1メタル配線113aはさらに、コンタクト114p1を介して第2メタル配線115に接続される。PMOSトランジスタQp2のドレインである下部拡散層102pbは、シリサイド層103、コンタクト112、第1メタル113f、コンタクト114を介して第2メタル115に接続されており、第2メタル115を介してPMOSトランジスタQp1のソースである上部拡散層107p1とPMOSトランジスタQp2のドレインである下部拡散層102pbが接続される。PMOSトランジスタQp2のソースである上部拡散層107p2はシリサイド109p2、コンタクト110p2を介して第1メタル配線113eに接続され、第1メタル113eには供給電源Vccが供給される。このような接続により、PMOSトランジスタQp1とQp2のドレインとソースの向きを同じにすることができ、すなわち電流の流れる方向を同じにできるため、電流特性を合わせることができる。
また、NMOSトランジスタQn1のゲート電極106にはゲート配線106aが接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極106にはゲート配線106bが接続され、PMOSトランジスタQp1のゲート電極106にはゲート配線106aが接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極106にはゲート配線106bが接続される。
下部拡散層102paおよび102nはPMOSトランジスタQp1、NMOSトランジスタQn1、Qn2の共通ドレインとなり、出力OUT1に接続される。NMOSトランジスタQn1のソースである上部拡散層107n1はシリサイド109n1、コンタクト110n1を介して第1メタル配線113cに接続され、第1メタル配線113cには基準電源Vssが供給される。NMOSトランジスタQn2のソースである上部拡散層107n2はシリサイド109n2、コンタクト110n2を介して第1メタル配線113cに接続される。PMOSトランジスタQp1のソースである上部拡散層107p1はシリサイド109p1、コンタクト110p1を介して第1メタル配線113aに接続され、第1メタル配線113aはさらに、コンタクト114p1を介して第2メタル配線115に接続される。PMOSトランジスタQp2のドレインである下部拡散層102pbは、シリサイド層103、コンタクト112、第1メタル113f、コンタクト114を介して第2メタル115に接続されており、第2メタル115を介してPMOSトランジスタQp1のソースである上部拡散層107p1とPMOSトランジスタQp2のドレインである下部拡散層102pbが接続される。PMOSトランジスタQp2のソースである上部拡散層107p2はシリサイド109p2、コンタクト110p2を介して第1メタル配線113eに接続され、第1メタル113eには供給電源Vccが供給される。このような接続により、PMOSトランジスタQp1とQp2のドレインとソースの向きを同じにすることができ、すなわち電流の流れる方向を同じにできるため、電流特性を合わせることができる。
第1メタル配線113bには、入力信号IN1が供給され、コンタクト111aを介してゲート配線106aに接続され、PMOSトランジスタQp1およびNMOSトランジスタQn1のゲート電極に供給される。
第1メタル配線113dには、入力信号IN2が供給され、コンタクト111bを介してゲート配線106bに接続され、PMOSトランジスタQp2およびNMOSトランジスタQn2のゲート電極に接続される。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
さらに、PMOSトランジスタQp1とPMOSトランジスタQp2の電流の流れる方向(ドレインとソースの向き)を同じにできるため、電流特性を合わせることができ、良好な特性が得られる。
第1メタル配線113dには、入力信号IN2が供給され、コンタクト111bを介してゲート配線106bに接続され、PMOSトランジスタQp2およびNMOSトランジスタQn2のゲート電極に接続される。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
さらに、PMOSトランジスタQp1とPMOSトランジスタQp2の電流の流れる方向(ドレインとソースの向き)を同じにできるため、電流特性を合わせることができ、良好な特性が得られる。
(実施例5)
図6a及び図6bに、第5の実施例を示す。図6aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図6bは、カットラインA-A’に沿った断面図を示す。
図6のトランジスタの配置は、図3の配置と同じであり、NMOSトランジスタQn2、Qn1、PMOSトランジスタQp1、Qp2、の順番で右より1列に配置されている。
図3と異なるところは、PMOSトランジスタQp2のソースとドレインの接続を入れ替えたところである。図3a、図3bと同じ構造の箇所については、同じ、200番台の同等の記号で示す。
SGTは、ドレインとソースがそれぞれ下層部、上層部に位置し、構造上物理的な位置が異なる。製造工程上、できるだけ同等になるような製造を行うが、場合によっては、ドレインとソースの向きが異なることにより、電流特性に違いが出る可能性がある。本発明では、その点を改良したものである。
図6a及び図6bに、第5の実施例を示す。図6aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図6bは、カットラインA-A’に沿った断面図を示す。
図6のトランジスタの配置は、図3の配置と同じであり、NMOSトランジスタQn2、Qn1、PMOSトランジスタQp1、Qp2、の順番で右より1列に配置されている。
図3と異なるところは、PMOSトランジスタQp2のソースとドレインの接続を入れ替えたところである。図3a、図3bと同じ構造の箇所については、同じ、200番台の同等の記号で示す。
SGTは、ドレインとソースがそれぞれ下層部、上層部に位置し、構造上物理的な位置が異なる。製造工程上、できるだけ同等になるような製造を行うが、場合によっては、ドレインとソースの向きが異なることにより、電流特性に違いが出る可能性がある。本発明では、その点を改良したものである。
基板上に形成された埋め込み酸化膜層(BOX)201などの絶縁膜上に平面状シリコン層202n、202pa、202pbが形成され、この平面状シリコン層202n、202pa、202pbは不純物注入等により、それぞれn+拡散層、p+拡散層、p+拡散層から構成される。203は、平面状シリコン層(202n、202pa、202pb)の表面に形成されるシリサイド層であり、平面上シリコン層202n、202paを接続する。204p1、204p2はp型シリコン柱、204n1、204n2はn型シリコン柱、205はシリコン柱204p1、204p2、204n1、204n2を取り巻くゲート絶縁膜、206はゲート電極、206a、206bはそれぞれゲート配線である。シリコン柱204p1、204p2の最上部には、それぞれn+拡散層207n1、207n2が不純物注入等により形成され、シリコン柱204n1、204n2の最上部には、それぞれp+拡散層207p1、207p2が不純物注入等により形成される。208はゲート絶縁膜205を保護するためのシリコン窒化膜、209n1、209n2、209p1、209p2はn+拡散層207n1、207n2、p+拡散層207p1、207p2に接続されるシリサイド層、210n1、210n2、210p1、210p2は、シリサイド層209n1、209n2、209p1、209p2と第1メタル配線213b、213b、213d、213fとをそれぞれ接続するコンタクト、211aはゲート配線206aと第1メタル配線213cを接続するコンタクト、211cはゲート配線206bと第1メタル配線213eを接続するコンタクトである。212はp+拡散層202pbと接続しているシリサイド層203と第1メタル配線213dを接続するコンタクトである。
また、ゲート配線206bは、後述する、NMOSトランジスタQn2のゲート電極206とPMOSトランジスタQp2のゲート電極206とを接続する配線である。
また、ゲート配線206bは、後述する、NMOSトランジスタQn2のゲート電極206とPMOSトランジスタQp2のゲート電極206とを接続する配線である。
シリコン柱204p1、下部拡散層202n、上部拡散層207n1、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、NMOSトランジスタQn1を構成し、シリコン柱204p2、下部拡散層202n、上部拡散層207n2、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、NMOSトランジスタQn2を構成し、シリコン柱204n1、下部拡散層202pa、上部拡散層207p1、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、PMOSトランジスタQp1を構成し、シリコン柱204n2、下部拡散層202pb、上部拡散層207p2、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、PMOSトランジスタQp2を構成する。
また、NMOSトランジスタQn1のゲート電極206にはゲート配線206aが接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極206にはゲート配線206bが接続され、PMOSトランジスタQp1のゲート電極206には、ゲート配線206aが接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極206にはゲート配線206bが接続される。
下部拡散層202nおよび拡散層202paはNMOSトランジスタQn1、Qn2、PMOSトランジスタQp1の共通ドレインとなり、出力OUT1に接続される。NMOSトランジスタQn1のソースである上部拡散層207n1はシリサイド209n1、コンタクト210n1を介して第1メタル配線213bに接続され、第1メタル配線213bには基準電源Vssが供給される。NMOSトランジスタQn2のソースである上部拡散層207n2はシリサイド209n2、コンタクト210n2を介して第1メタル配線213bに接続される。PMOSトランジスタQp1のソースである上部拡散層207p1はシリサイド209p1、コンタクト210p1を介して第1メタル配線213dに接続される。
PMOSトランジスタQp2のドレインである下部拡散層202pbはシリサイド203、コンタクト212を介して第1メタル配線213dに接続される。ここで、PMOSトランジスタQp1のソースである上部拡散層207p1とPMOSトランジスタQp2のドレインである下部拡散層202pbは、第1メタル配線213dを介して接続される。また、PMOSトランジスタQp2の上部拡散層207p2はソースとなり、シリサイド層209p2、コンタクト210p2を介して第1メタル配線213fに接続され、第1メタル配線213fには供給電源Vccが供給される。
また、NMOSトランジスタQn1のゲート電極206にはゲート配線206aが接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極206にはゲート配線206bが接続され、PMOSトランジスタQp1のゲート電極206には、ゲート配線206aが接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極206にはゲート配線206bが接続される。
下部拡散層202nおよび拡散層202paはNMOSトランジスタQn1、Qn2、PMOSトランジスタQp1の共通ドレインとなり、出力OUT1に接続される。NMOSトランジスタQn1のソースである上部拡散層207n1はシリサイド209n1、コンタクト210n1を介して第1メタル配線213bに接続され、第1メタル配線213bには基準電源Vssが供給される。NMOSトランジスタQn2のソースである上部拡散層207n2はシリサイド209n2、コンタクト210n2を介して第1メタル配線213bに接続される。PMOSトランジスタQp1のソースである上部拡散層207p1はシリサイド209p1、コンタクト210p1を介して第1メタル配線213dに接続される。
PMOSトランジスタQp2のドレインである下部拡散層202pbはシリサイド203、コンタクト212を介して第1メタル配線213dに接続される。ここで、PMOSトランジスタQp1のソースである上部拡散層207p1とPMOSトランジスタQp2のドレインである下部拡散層202pbは、第1メタル配線213dを介して接続される。また、PMOSトランジスタQp2の上部拡散層207p2はソースとなり、シリサイド層209p2、コンタクト210p2を介して第1メタル配線213fに接続され、第1メタル配線213fには供給電源Vccが供給される。
第1メタル配線213cには、入力信号IN1が供給され、コンタクト211aを介してゲート配線206aに接続され、NMOSトランジスタQn1およびPMOSトランジスタQp1のゲート電極に供給される。
第1メタル配線213eには、入力信号IN2が供給され、コンタクト211cを介してゲート配線206bに接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極に供給され、且つ、ゲート配線206bはNMOSトランジスタQn2のゲート電極に接続される。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
また、第1メタルのみで結線が可能であり、第2メタルを有効に使用できる。さらに、PMOSトランジスタQp1とPMOSトランジスタQp2の電流の流れる方向(ドレインとソースの向き)を同じにできるため、電流特性を合わせることができ、良好な特性が得られる。
第1メタル配線213eには、入力信号IN2が供給され、コンタクト211cを介してゲート配線206bに接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極に供給され、且つ、ゲート配線206bはNMOSトランジスタQn2のゲート電極に接続される。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
また、第1メタルのみで結線が可能であり、第2メタルを有効に使用できる。さらに、PMOSトランジスタQp1とPMOSトランジスタQp2の電流の流れる方向(ドレインとソースの向き)を同じにできるため、電流特性を合わせることができ、良好な特性が得られる。
(実施例6)
図7a及び図7bに、第6の実施例を示す。図7aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図7bは、カットラインA-A’に沿った断面図を示す。
図7のトランジスタの配置は、図4の配置と同じであり、NMOSトランジスタQn2、Qn1、PMOSトランジスタQp1、Qp2が右より1列に配置されている。
図4と異なるところは、PMOSトランジスタQp2のソースとドレインの接続を入れ替えたところである。図4a、図4bと同じ構造の箇所については、同じ、200番台の同等の記号で示す。
SGTは、ドレインとソースがそれぞれ下層部、上層部に位置し、構造上物理的な位置が異なる。製造工程上、できるだけ同等になるような製造を行うが、場合によっては、ドレインとソースの向きが異なることにより、電流特性に違いが出る可能性がある。本発明では、その点を改良したものである。
図7a及び図7bに、第6の実施例を示す。図7aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図7bは、カットラインA-A’に沿った断面図を示す。
図7のトランジスタの配置は、図4の配置と同じであり、NMOSトランジスタQn2、Qn1、PMOSトランジスタQp1、Qp2が右より1列に配置されている。
図4と異なるところは、PMOSトランジスタQp2のソースとドレインの接続を入れ替えたところである。図4a、図4bと同じ構造の箇所については、同じ、200番台の同等の記号で示す。
SGTは、ドレインとソースがそれぞれ下層部、上層部に位置し、構造上物理的な位置が異なる。製造工程上、できるだけ同等になるような製造を行うが、場合によっては、ドレインとソースの向きが異なることにより、電流特性に違いが出る可能性がある。本発明では、その点を改良したものである。
基板上に形成された埋め込み酸化膜層(BOX)201などの絶縁膜上に平面状シリコン層202n、202pa、202pbが形成され、この平面状シリコン層202n、202pa、202pbは不純物注入等により、それぞれn+拡散層、p+拡散層、p+拡散層から構成される。203は、平面状シリコン層(202n、202pa、202pb)の表面に形成されるシリサイド層であり、平面上シリコン層202n、202paを接続する。204p1、204p2はp型シリコン柱、204n1、204n2はn型シリコン柱、205はシリコン柱204p1、204p2、204n1、204n2を取り巻くゲート絶縁膜、206はゲート電極、206a、206b、206cはそれぞれゲート配線である。シリコン柱204p1、204p2の最上部には、それぞれn+拡散層207n1、207n2が不純物注入等により形成され、シリコン柱204n1、204n2の最上部には、それぞれp+拡散層207p1、207p2が不純物注入等により形成される。208はゲート絶縁膜205を保護するためのシリコン窒化膜、209n1、209n2、209p1、209p2はn+拡散層207n1、207n2、p+拡散層207p1、207p2に接続されるシリサイド層、210n1、210n2、210p1、210p2は、シリサイド層209n1、209n2、209p1、209p2と第1メタル配線213b、213b、213d、213fとをそれぞれ接続するコンタクト、211aはゲート配線206aと第1メタル配線213cを接続するコンタクト、211bはゲート配線206bと第1メタル配線213aを接続するコンタクト、211cはゲート配線206cと第1メタル配線213eを接続するコンタクトである。
214bは第1メタル配線213aと第2メタル配線215を接続するコンタクト、214cは第1メタル配線203eと第2メタル配線215とを接続するコンタクトである。
212はp+拡散層202pbと接続しているシリサイド層203と第1メタル配線213dを接続するコンタクトである。
214bは第1メタル配線213aと第2メタル配線215を接続するコンタクト、214cは第1メタル配線203eと第2メタル配線215とを接続するコンタクトである。
212はp+拡散層202pbと接続しているシリサイド層203と第1メタル配線213dを接続するコンタクトである。
シリコン柱204p1、下部拡散層202n、上部拡散層207n1、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、NMOSトランジスタQn1を構成し、シリコン柱204p2、下部拡散層202n、上部拡散層207n2、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、NMOSトランジスタQn2を構成し、シリコン柱204n1、下部拡散層202pa、上部拡散層207p1、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、PMOSトランジスタQp1を構成し、シリコン柱204n2、下部拡散層202pb、上部拡散層207p2、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、PMOSトランジスタQp2を構成する。
また、NMOSトランジスタQn1のゲート電極206にはゲート配線206aが接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極206にはゲート配線206bが接続され、PMOSトランジスタQp1のゲート電極206には、ゲート配線206aが接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極206にはゲート配線206cが接続される。
下部拡散層202nおよび拡散層202paはNMOSトランジスタQn1、Qn2、PMOSトランジスタQp1の共通ドレインとなり、出力OUT1に接続される。NMOSトランジスタQn1のソースである上部拡散層207n1はシリサイド209n1、コンタクト210n1を介して第1メタル配線213bに接続され、第1メタル配線213bには基準電源Vssが供給される。NMOSトランジスタQn2のソースである上部拡散層207n2はシリサイド209n2、コンタクト210n2を介して第1メタル配線213bに接続される。PMOSトランジスタQp1のソースである上部拡散層207p1はシリサイド209p1、コンタクト210p1を介して第1メタル配線213dに接続される。
PMOSトランジスタQp2のドレインである下部部拡散層202pbはシリサイド層203、コンタクト212を介して第1メタル配線213dに接続される。ここで、PMOSトランジスタQp1のソースとPMOSトランジスタQp2のドレインは、第1メタル配線213dを介して接続される。また、上部拡散層207p2はPMOSトランジスタQp2のソースとなり、シリサイド209p2、コンタクト210p2を介して第1メタル配線213fに接続され、第1メタル配線213fには供給電源Vccが供給される。
また、NMOSトランジスタQn1のゲート電極206にはゲート配線206aが接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極206にはゲート配線206bが接続され、PMOSトランジスタQp1のゲート電極206には、ゲート配線206aが接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極206にはゲート配線206cが接続される。
下部拡散層202nおよび拡散層202paはNMOSトランジスタQn1、Qn2、PMOSトランジスタQp1の共通ドレインとなり、出力OUT1に接続される。NMOSトランジスタQn1のソースである上部拡散層207n1はシリサイド209n1、コンタクト210n1を介して第1メタル配線213bに接続され、第1メタル配線213bには基準電源Vssが供給される。NMOSトランジスタQn2のソースである上部拡散層207n2はシリサイド209n2、コンタクト210n2を介して第1メタル配線213bに接続される。PMOSトランジスタQp1のソースである上部拡散層207p1はシリサイド209p1、コンタクト210p1を介して第1メタル配線213dに接続される。
PMOSトランジスタQp2のドレインである下部部拡散層202pbはシリサイド層203、コンタクト212を介して第1メタル配線213dに接続される。ここで、PMOSトランジスタQp1のソースとPMOSトランジスタQp2のドレインは、第1メタル配線213dを介して接続される。また、上部拡散層207p2はPMOSトランジスタQp2のソースとなり、シリサイド209p2、コンタクト210p2を介して第1メタル配線213fに接続され、第1メタル配線213fには供給電源Vccが供給される。
第1メタル配線213cには、入力信号IN1が供給され、コンタクト211aを介してゲート配線206aに接続され、NMOSトランジスタQn1およびPMOSトランジスタQp1のゲート電極に供給される。
第1メタル配線213aには、入力信号IN2が供給され、コンタクト211bを介してゲート配線206bに接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極206に接続され、且つ、コンタクト214bを介して第2メタル215に接続され、コンタクト214c、第1メタル213e及びコンタクト211cを介してゲート配線206cに接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極206に接続される。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
また、第2メタルを用いることにより、実施例2のゲート配線206bが省略できる。さらに、PMOSトランジスタQp1とPMOSトランジスタQp2の電流の流れる方向(ドレインとソースの向き)を同じにできるため、電流特性を合わせることができ、良好な特性が得られる。
第1メタル配線213aには、入力信号IN2が供給され、コンタクト211bを介してゲート配線206bに接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極206に接続され、且つ、コンタクト214bを介して第2メタル215に接続され、コンタクト214c、第1メタル213e及びコンタクト211cを介してゲート配線206cに接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極206に接続される。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
また、第2メタルを用いることにより、実施例2のゲート配線206bが省略できる。さらに、PMOSトランジスタQp1とPMOSトランジスタQp2の電流の流れる方向(ドレインとソースの向き)を同じにできるため、電流特性を合わせることができ、良好な特性が得られる。
(実施例7)
図8に、図1の2入力NOR回路の変形例を示す。図1では、第1のNMOSトランジスタQn1と第2のNMOSトランジスタQn2のソースに供給される基準電源端子Vssが共通に接続されているが、図8では、第1のNMOSトランジスタQn10と第2のNMOSトランジスタQn20のソースには、各々基準電源電圧Vssが供給されている。動作としては同じであるが、トランジスタを配置する場合に、電源配線の配線方法が異なる。実施例7に、図8に基づいた配置を示す。
図9aおよび図9bに、第7の実施例の配置を示す。図9aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図9bは、カットラインA-A’に沿った断面図を示す。
図9aにおいて、図8のNOR回路のNMOSトランジスタQn10、PMOSトランジスタQp10、NMOSトランジスタQn20、PMOSトランジスタQp20が右より1列に配置されている。
図9a、図9bにおいて、図2a、図2bと同じ構造の箇所については、300番台の同等の記号で示してある。
図8に、図1の2入力NOR回路の変形例を示す。図1では、第1のNMOSトランジスタQn1と第2のNMOSトランジスタQn2のソースに供給される基準電源端子Vssが共通に接続されているが、図8では、第1のNMOSトランジスタQn10と第2のNMOSトランジスタQn20のソースには、各々基準電源電圧Vssが供給されている。動作としては同じであるが、トランジスタを配置する場合に、電源配線の配線方法が異なる。実施例7に、図8に基づいた配置を示す。
図9aおよび図9bに、第7の実施例の配置を示す。図9aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図9bは、カットラインA-A’に沿った断面図を示す。
図9aにおいて、図8のNOR回路のNMOSトランジスタQn10、PMOSトランジスタQp10、NMOSトランジスタQn20、PMOSトランジスタQp20が右より1列に配置されている。
図9a、図9bにおいて、図2a、図2bと同じ構造の箇所については、300番台の同等の記号で示してある。
基板上に形成された埋め込み酸化膜層(BOX)301などの絶縁膜上に平面状シリコン層302na、302pa、302nb、302pbが形成され、この平面状シリコン層302na、302pa、302nb、302pbは不純物注入等により、それぞれn+拡散層、p+拡散層、n+拡散層、p+拡散層から構成される。303は、平面状シリコン層(302na、302pa、302nb、302pb)の表面に形成されるシリサイド層であり、平面上シリコン層302na、302pa、302nbを接続する。304p1、304p2はp型シリコン柱、304n1、304n2はn型シリコン柱、305はシリコン柱304p1、304p2、304n1、304n2を取り巻くゲート絶縁膜、306はゲート電極、306a、306bはそれぞれゲート配線である。シリコン柱304p1、304p2の最上部には、それぞれn+拡散層307n1、307n2が不純物注入等により形成され、シリコン柱304n1、304n2の最上部には、それぞれp+拡散層307p1、307p2が不純物注入等により形成される。308はゲート絶縁膜305を保護するためのシリコン窒化膜、309n1、309n2、309p1、309p2はn+拡散層307n1、307n2、p+拡散層307p1、307p2に接続されるシリサイド層、310n1、310n2、310p1、310p2は、シリサイド層309n1、309n2、309p1、309p2と第1メタル配線313a、313d、313c、313fとをそれぞれ接続するコンタクト、311aはゲート配線306aと第1メタル配線313bを接続するコンタクト、311bはゲート配線306bと第1メタル配線313eを接続するコンタクトである。312はp+拡散層302pbと接続しているシリサイド層303と第1メタル配線313gを接続するコンタクトである。
314p1は第1メタル配線313cと第2メタル配線315を接続するコンタクト、314p2は第1メタル配線303fと第2メタル配線315とを接続するコンタクトである。
314p1は第1メタル配線313cと第2メタル配線315を接続するコンタクト、314p2は第1メタル配線303fと第2メタル配線315とを接続するコンタクトである。
シリコン柱304p1、下部拡散層302na、上部拡散層307n1、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタQn10を構成し、シリコン柱304p2、下部拡散層302nb、上部拡散層307n2、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタQn20を構成し、シリコン柱304n1、下部拡散層302pa、上部拡散層307p1、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタQp10を構成し、シリコン柱304n2、下部拡散層302pb、上部拡散層307p2、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタQp20を構成する。
また、NMOSトランジスタQn10のゲート電極306にはゲート配線306aが接続され、NMOSトランジスタQn20のゲート電極306にはゲート配線306bが接続され、PMOSトランジスタQp10のゲート電極306には、ゲート配線306aが接続され、PMOSトランジスタQp20のゲート電極306にはゲート配線306bが接続される。
下部拡散層302na、302paおよび302nbはNMOSトランジスタQn10、PMOSトランジスタQp10、NMOSトランジスタQn20の共通ドレインとなり、出力OUT10に接続される。NMOSトランジスタQn10のソースである上部拡散層307n1はシリサイド309n1、コンタクト310n1を介して第1メタル配線313aに接続され、第1メタル配線313aには基準電源Vssが供給される。NMOSトランジスタQn20のソースである上部拡散層307n2はシリサイド309n2、コンタクト310n2を介して第1メタル配線313dに接続され、第1メタル配線313dには基準電源Vssが供給される。PMOSトランジスタQp10のソースである上部拡散層307p1はシリサイド309p1、コンタクト310p1を介して第1メタル配線313cに接続され、第1メタル配線313cはさらに、コンタクト314p1を介して第2メタル配線315に接続される。PMOSトランジスタQp20のドレインである上部拡散層307p2はシリサイド309p2、コンタクト310p2を介して第1メタル配線313fに接続され、第1メタル配線313fはさらに、コンタクト314p2を介して第2メタル配線315に接続される。ここで、PMOSトランジスタQp10のソースとPMOSトランジスタQp20のドレインは、第2メタル配線315を介して接続される。また、下部拡散層302pbはPMOSトランジスタQp20のソースとなり、シリサイド303、コンタクト312を介して第1メタル配線313gに接続され、第1メタル配線313gには供給電源Vccが供給される。
また、NMOSトランジスタQn10のゲート電極306にはゲート配線306aが接続され、NMOSトランジスタQn20のゲート電極306にはゲート配線306bが接続され、PMOSトランジスタQp10のゲート電極306には、ゲート配線306aが接続され、PMOSトランジスタQp20のゲート電極306にはゲート配線306bが接続される。
下部拡散層302na、302paおよび302nbはNMOSトランジスタQn10、PMOSトランジスタQp10、NMOSトランジスタQn20の共通ドレインとなり、出力OUT10に接続される。NMOSトランジスタQn10のソースである上部拡散層307n1はシリサイド309n1、コンタクト310n1を介して第1メタル配線313aに接続され、第1メタル配線313aには基準電源Vssが供給される。NMOSトランジスタQn20のソースである上部拡散層307n2はシリサイド309n2、コンタクト310n2を介して第1メタル配線313dに接続され、第1メタル配線313dには基準電源Vssが供給される。PMOSトランジスタQp10のソースである上部拡散層307p1はシリサイド309p1、コンタクト310p1を介して第1メタル配線313cに接続され、第1メタル配線313cはさらに、コンタクト314p1を介して第2メタル配線315に接続される。PMOSトランジスタQp20のドレインである上部拡散層307p2はシリサイド309p2、コンタクト310p2を介して第1メタル配線313fに接続され、第1メタル配線313fはさらに、コンタクト314p2を介して第2メタル配線315に接続される。ここで、PMOSトランジスタQp10のソースとPMOSトランジスタQp20のドレインは、第2メタル配線315を介して接続される。また、下部拡散層302pbはPMOSトランジスタQp20のソースとなり、シリサイド303、コンタクト312を介して第1メタル配線313gに接続され、第1メタル配線313gには供給電源Vccが供給される。
第1メタル配線313bには、入力信号IN1が供給され、コンタクト311aを介してゲート配線306aに接続され、PMOSトランジスタQp10およびNMOSトランジスタQn10のゲート電極に供給される。
第1メタル配線313eには、入力信号IN2が供給され、コンタクト311bを介してゲート配線306bに接続され、PMOSトランジスタQp20およびNMOSトランジスタQn20のゲート電極に接続される。
なお、第1メタル配線313aに供給される基準電源Vssと第1メタル配線313dに供給される基準電源Vssは図示しない箇所で接続されており、同一の電源として供給される。
実施例の図では、基準電源Vssが第1メタル配線313aと第1メタル配線313dに分かれて供給されるが、各々、NMOSトランジスタQn10とQn20の上部に配置されるので、面積の増加はなく、SGTの特徴を生かして、配置面積が縮小できる。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
なお、図示しないが、図5あるいは図6のように、PMOSトランジスタQp20のソースとドレインの接続を入れ替えて、電流の向きをPMOSトランイスタQp10と合わせることも可能である。
さらに、図示はしないが、図9a、図9bにおいて、NMOSトランジスタQn20とPMOSトランジスタQp20のゲート信号を供給する第1メタル配線313e、コンタクト311b、ゲート配線306bを、PMOSトランジスタQp20の左側に配置すれば、すなわち、第2メタル配線315の外側に配置すれば、入力信号IN2を供給する第1メタル配線313eを第2メタルに制約されずに配置できるので、配置の自由度が向上する。
第1メタル配線313eには、入力信号IN2が供給され、コンタクト311bを介してゲート配線306bに接続され、PMOSトランジスタQp20およびNMOSトランジスタQn20のゲート電極に接続される。
なお、第1メタル配線313aに供給される基準電源Vssと第1メタル配線313dに供給される基準電源Vssは図示しない箇所で接続されており、同一の電源として供給される。
実施例の図では、基準電源Vssが第1メタル配線313aと第1メタル配線313dに分かれて供給されるが、各々、NMOSトランジスタQn10とQn20の上部に配置されるので、面積の増加はなく、SGTの特徴を生かして、配置面積が縮小できる。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
なお、図示しないが、図5あるいは図6のように、PMOSトランジスタQp20のソースとドレインの接続を入れ替えて、電流の向きをPMOSトランイスタQp10と合わせることも可能である。
さらに、図示はしないが、図9a、図9bにおいて、NMOSトランジスタQn20とPMOSトランジスタQp20のゲート信号を供給する第1メタル配線313e、コンタクト311b、ゲート配線306bを、PMOSトランジスタQp20の左側に配置すれば、すなわち、第2メタル配線315の外側に配置すれば、入力信号IN2を供給する第1メタル配線313eを第2メタルに制約されずに配置できるので、配置の自由度が向上する。
(実施例8)
図10に、さらなる別の実施例を示す。本実施例の等価回路図は図8に従っている。
本実施例において、上述した実施例1~実施例7と大きく異なるところは、NMOSトランジスタQn10、Qn20、PMOSトランジスタQp10及びQp20のソースとドレインの向きを上下逆に配置したことである。
図10aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図10bは、カットラインA-A’に沿った断面図を示す。
図10aにおいて、図8のNOR回路のNMOSトランジスタQn10、PMOSトランジスタQp10、Qp20、NMOSトランジスタQn20が右より1列に配置されている。
図10a、図10bにおいて、図2a、図2bと同じ構造の箇所については、400番台の同等の記号で示してある。
図10に、さらなる別の実施例を示す。本実施例の等価回路図は図8に従っている。
本実施例において、上述した実施例1~実施例7と大きく異なるところは、NMOSトランジスタQn10、Qn20、PMOSトランジスタQp10及びQp20のソースとドレインの向きを上下逆に配置したことである。
図10aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図10bは、カットラインA-A’に沿った断面図を示す。
図10aにおいて、図8のNOR回路のNMOSトランジスタQn10、PMOSトランジスタQp10、Qp20、NMOSトランジスタQn20が右より1列に配置されている。
図10a、図10bにおいて、図2a、図2bと同じ構造の箇所については、400番台の同等の記号で示してある。
基板上に形成された埋め込み酸化膜層(BOX)401などの絶縁膜上に平面状シリコン層402na、402p、402nbが形成され、この平面状シリコン層402na、402p、402nbは不純物注入等により、それぞれn+拡散層、p+拡散層、n+拡散層から構成される。403は、平面状シリコン層(402na、402p、402nb)の表面に形成されるシリサイド層である。404p1、404p2はp型シリコン柱、404n1、404n2はn型シリコン柱、405はシリコン柱404p1、404p2、404n1、404n2を取り巻くゲート絶縁膜、406はゲート電極、406a、406bはそれぞれゲート配線である。柱状シリコン層404p1、404p2の最上部には、それぞれn+拡散層407n1、407n2が不純物注入等により形成され、柱状シリコン層404n1、404n2の最上部には、それぞれp+拡散層407p1、407p2が不純物注入等により形成される。408はゲート絶縁膜405を保護するためのシリコン窒化膜、409n1、409n2、409p1、409p2はn+拡散層407n1、407n2、p+拡散層407p1、407p2に接続されるシリサイド層、410n1、410n2、410p1、410p2は、シリサイド層409n1、409n2、409p1、409p2と第1メタル配線413b、413g、413d、413eとをそれぞれ接続するコンタクト、411aはゲート配線406aと第1メタル配線413cを接続するコンタクト、411bはゲート配線406bと第1メタル配線413fを接続するコンタクトである。412aはn+拡散層402naと接続しているシリサイド層403と第1メタル配線413aを接続するコンタクト、412bはn+拡散層402nbと接続しているシリサイド層403と第1メタル配線413hを接続するコンタクトである。
414n1は第1メタル配線413bと第2メタル配線415を接続するコンタクト、414n2は第1メタル配線413gと第2メタル配線415を接続するコンタクト、414p1は第1メタル配線413dと第2メタル配線415を接続するコンタクトである。
414n1は第1メタル配線413bと第2メタル配線415を接続するコンタクト、414n2は第1メタル配線413gと第2メタル配線415を接続するコンタクト、414p1は第1メタル配線413dと第2メタル配線415を接続するコンタクトである。
シリコン柱404p1、下部拡散層402na、上部拡散層407n1、ゲート絶縁膜405、ゲート電極406により、NMOSトランジスタQn10を構成し、シリコン柱404p2、下部拡散層402nb、上部拡散層407n2、ゲート絶縁膜405、ゲート電極406により、NMOSトランジスタQn20を構成し、シリコン柱404n1、下部拡散層402p、上部拡散層407p1、ゲート絶縁膜405、ゲート電極406により、PMOSトランジスタQp10を構成し、シリコン柱404n2、下部拡散層402p、上部拡散層407p2、ゲート絶縁膜405、ゲート電極406により、PMOSトランジスタQp20を構成する。
また、NMOSトランジスタQn10のゲート電極406にはゲート配線406aが接続され、NMOSトランジスタQn20のゲート電極406にはゲート配線406bが接続され、PMOSトランジスタQp10のゲート電極406にはゲート配線406aが接続され、PMOSトランジスタQp20のゲート電極406にはゲート配線406bが接続される。
第2メタル配線415はNMOSトランジスタQn10、Qn20、PMOSトランジスタQp10の共通ドレインとなり、出力OUT10に接続される。NMOSトランジスタQn10のソースとなる下部拡散層402naはシリサイド403、コンタクト412aを介して第1メタル配線413aに接続され、第1メタル配線413aには基準電源Vssが供給される。NMOSトランジスタQn20のソースとなる下部拡散層402nbはシリサイド403、コンタクト412bを介して第1メタル配線413hに接続され、第1メタル配線413hには基準電源Vssが供給される。PMOSトランジスタQp10のソースである下部拡散層402pはPMOSトランジスタQp20のドレインとなる。PMOSトランジスタQp20のソースとなる上部拡散層407p2はシリサイド409p2、コンタクト410p2を介して第1メタル配線413eに接続され、第1メタル配線413eには供給電源Vccが供給される。
また、NMOSトランジスタQn10のゲート電極406にはゲート配線406aが接続され、NMOSトランジスタQn20のゲート電極406にはゲート配線406bが接続され、PMOSトランジスタQp10のゲート電極406にはゲート配線406aが接続され、PMOSトランジスタQp20のゲート電極406にはゲート配線406bが接続される。
第2メタル配線415はNMOSトランジスタQn10、Qn20、PMOSトランジスタQp10の共通ドレインとなり、出力OUT10に接続される。NMOSトランジスタQn10のソースとなる下部拡散層402naはシリサイド403、コンタクト412aを介して第1メタル配線413aに接続され、第1メタル配線413aには基準電源Vssが供給される。NMOSトランジスタQn20のソースとなる下部拡散層402nbはシリサイド403、コンタクト412bを介して第1メタル配線413hに接続され、第1メタル配線413hには基準電源Vssが供給される。PMOSトランジスタQp10のソースである下部拡散層402pはPMOSトランジスタQp20のドレインとなる。PMOSトランジスタQp20のソースとなる上部拡散層407p2はシリサイド409p2、コンタクト410p2を介して第1メタル配線413eに接続され、第1メタル配線413eには供給電源Vccが供給される。
第1メタル配線413cには入力信号IN1が供給され、コンタクト411aを介してゲート配線406aに接続され、PMOSトランジスタQp10およびNMOSトランジスタQn10のゲート電極406に供給される。
第1メタル配線413fには、入力信号IN2が供給され、コンタクト411bを介してゲート配線406bに接続され、PMOSトランジスタQp20およびNMOSトランジスタQn20のゲート電極406に供給される。
実施例では、基準電源Vssが第1メタル配線413aと第1メタル配線413hに分かれて供給されるが、各々、図面上の左右の端に配置されるので、図示しない本発明の実施例を左右に連続で配置する場合に、繰り返し部分は共有化でき、面積増にはならないで配置が可能であり、SGTの特徴を生かして、配置面積が縮小できる。
また、本実施例では、出力OUT10を第2メタルで出力できるので、出力の取り出し方に自由度がある。例えば、出力配線となる第2メタル415は、図10aの右方向にも、左方向にも、自由に取り出せる。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
第1メタル配線413fには、入力信号IN2が供給され、コンタクト411bを介してゲート配線406bに接続され、PMOSトランジスタQp20およびNMOSトランジスタQn20のゲート電極406に供給される。
実施例では、基準電源Vssが第1メタル配線413aと第1メタル配線413hに分かれて供給されるが、各々、図面上の左右の端に配置されるので、図示しない本発明の実施例を左右に連続で配置する場合に、繰り返し部分は共有化でき、面積増にはならないで配置が可能であり、SGTの特徴を生かして、配置面積が縮小できる。
また、本実施例では、出力OUT10を第2メタルで出力できるので、出力の取り出し方に自由度がある。例えば、出力配線となる第2メタル415は、図10aの右方向にも、左方向にも、自由に取り出せる。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
(実施例9)
図11a、図11b及び図11cに、第9の実施例として、第8の実施例の変形例を示す。図11aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図11bは、カットラインA-A’に沿った断面図、図11cは、カットラインB-B’に沿った断面図を示す。電源Vccは共通で供給するので、図1の回路図に従う。
図11aにおいて、図1のNOR回路のNMOSトランジスタQn1、PMOSトランジスタQp1、Qp2、NMOSトランジスタQn2が右より1列に配置されている。
図11a、図11bにおいて、図10a、図10bと同じ構造の箇所については、500番台の同等の記号で示してある。
本実施例と第8実施例(図10a、図10b)との違いは、NMOSトランジスタQn1、Qn2に基準電源Vssを供給するコンタクト512a、512bを、図10a、図10bでは、左右に配置しているのに対して、図11aでは図の上下(図11cでは図の左右)に配置していることである。
図11a、図11b及び図11cに、第9の実施例として、第8の実施例の変形例を示す。図11aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図11bは、カットラインA-A’に沿った断面図、図11cは、カットラインB-B’に沿った断面図を示す。電源Vccは共通で供給するので、図1の回路図に従う。
図11aにおいて、図1のNOR回路のNMOSトランジスタQn1、PMOSトランジスタQp1、Qp2、NMOSトランジスタQn2が右より1列に配置されている。
図11a、図11bにおいて、図10a、図10bと同じ構造の箇所については、500番台の同等の記号で示してある。
本実施例と第8実施例(図10a、図10b)との違いは、NMOSトランジスタQn1、Qn2に基準電源Vssを供給するコンタクト512a、512bを、図10a、図10bでは、左右に配置しているのに対して、図11aでは図の上下(図11cでは図の左右)に配置していることである。
基板上に形成された埋め込み酸化膜層(BOX)501などの絶縁膜上に平面状シリコン層502na、502p、502nbが形成され、この平面状シリコン層502na、502p、502nbは不純物注入等により、それぞれn+拡散層、p+拡散層、n+拡散層から構成される。503は、平面状シリコン層(502na、502p、502nb)の表面に形成されるシリサイド層である。504p1、504p2はp型シリコン柱、504n1、504n2はn型シリコン柱、505はシリコン柱504p1、504p2、504n1、504n2を取り巻くゲート絶縁膜、506はゲート電極、506a、506b、506c、506dはそれぞれゲート配線である。シリコン柱504p1、504p2の最上部には、それぞれn+拡散層507n1、507n2が不純物注入等により形成され、シリコン柱504n1、504n2の最上部には、それぞれp+拡散層507p1、507p2が不純物注入等により形成される。508はゲート絶縁膜505を保護するためのシリコン窒化膜、509n1、509n2、509p1、509p2はn+拡散層507n1、507n2、p+拡散層507p1、507p2に接続されるシリサイド層、510n1、510n2、510p1、510p2は、シリサイド層509n1、509n2、509p1、509p2と第1メタル配線513b、513e、513c、513dとをそれぞれ接続するコンタクト、511aはゲート配線506aと第1メタル配線513aを接続するコンタクト、511bはゲート配線506dと第1メタル配線513fを接続するコンタクトである。図11a、図11cにおいて、512aはn+拡散層502naと接続しているシリサイド層503と第1メタル配線513gを接続するコンタクトである。図11aにおいて、512bはn+拡散層502nbと接続しているシリサイド層503と第1メタル配線513hを接続するコンタクトである。
514n1は第1メタル配線513bと第2メタル配線515を接続するコンタクト、514n2は第1メタル配線513eと第2メタル配線515を接続するコンタクト、514p1は第1メタル配線513cと第2メタル配線515を接続するコンタクトである。
514n1は第1メタル配線513bと第2メタル配線515を接続するコンタクト、514n2は第1メタル配線513eと第2メタル配線515を接続するコンタクト、514p1は第1メタル配線513cと第2メタル配線515を接続するコンタクトである。
シリコン柱504p1、下部拡散層502na、上部拡散層507n1、ゲート絶縁膜505、ゲート電極506により、NMOSトランジスタQn1を構成し、シリコン柱504p2、下部拡散層502nb、上部拡散層507n2、ゲート絶縁膜505、ゲート電極506により、NMOSトランジスタQn2を構成し、シリコン柱504n1、下部拡散層502p、上部拡散層507p1、ゲート絶縁膜505、ゲート電極506により、PMOSトランジスタQp1を構成し、シリコン柱504n2、下部拡散層502p、上部拡散層507p2、ゲート絶縁膜505、ゲート電極506により、PMOSトランジスタQp2を構成する。
また、NMOSトランジスタQn1のゲート電極506にはゲート配線506aが接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極506にはゲート配線506dが接続され、PMOSトランジスタQp1のゲート電極506には、ゲート配線506bを経由してゲート配線506aが接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極506にはゲート配線506cを経由してゲート配線506dが接続される。
第2メタル配線515はNMOSトランジスタQn1、Qn2、PMOSトランジスタQp1の共通ドレインとなり、出力OUT1に接続される。NMOSトランジスタQn1のソースとなる下部拡散層502naはシリサイド503、コンタクト512aを介して第1メタル配線513gに接続され、さらに、コンタクト514aを介して第2メタル配線516に接続される。第2メタル配線516には基準電源Vssが供給される。NMOSトランジスタQn2のソースとなる下部拡散層502nbはシリサイド503、コンタクト512bを介して第1メタル配線513hに接続され、さらに、コンタクト514bを介して第2メタル配線516に接続される。PMOSトランジスタQp1のソースである下部拡散層502pはPMOSトランジスタQp2のドレインとなる。PMOSトランジスタQp2のソースとなる上部拡散層507p2はシリサイド509p2、コンタクト510p2を介して第1メタル配線513dに接続され、第1メタル配線513dには供給電源Vccが供給される。
また、NMOSトランジスタQn1のゲート電極506にはゲート配線506aが接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極506にはゲート配線506dが接続され、PMOSトランジスタQp1のゲート電極506には、ゲート配線506bを経由してゲート配線506aが接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極506にはゲート配線506cを経由してゲート配線506dが接続される。
第2メタル配線515はNMOSトランジスタQn1、Qn2、PMOSトランジスタQp1の共通ドレインとなり、出力OUT1に接続される。NMOSトランジスタQn1のソースとなる下部拡散層502naはシリサイド503、コンタクト512aを介して第1メタル配線513gに接続され、さらに、コンタクト514aを介して第2メタル配線516に接続される。第2メタル配線516には基準電源Vssが供給される。NMOSトランジスタQn2のソースとなる下部拡散層502nbはシリサイド503、コンタクト512bを介して第1メタル配線513hに接続され、さらに、コンタクト514bを介して第2メタル配線516に接続される。PMOSトランジスタQp1のソースである下部拡散層502pはPMOSトランジスタQp2のドレインとなる。PMOSトランジスタQp2のソースとなる上部拡散層507p2はシリサイド509p2、コンタクト510p2を介して第1メタル配線513dに接続され、第1メタル配線513dには供給電源Vccが供給される。
第1メタル配線513aには入力信号IN1が供給され、コンタクト511aを介してゲート配線506aに接続され、NMOSトランジスタQn1およびPMOSトランジスタQp1のゲート電極506に供給される。
第1メタル配線513fには、入力信号IN2が供給され、コンタクト511bを介してゲート配線506dに接続され、NMOSトランジスタQn2およびPMOSトランジスタQp2のゲート電極506に供給される。
この回路のレイアウトの基本単位をユニットブロックとして、1点鎖線でUB500を示す。このユニット単位で、複数のNOR回路を上下に配置すれば、電源Vssを供給するコンタクト512a、512bを共有でき、面積増を抑えることが可能である。
本実施例は第8実施例に対して、トランジスタQn1、Qn2にVss電源を供給するコンタクト512a、512bを、図の上下に配置していることにより、図において、左右の幅が大幅に縮小できる。なお、基準電源Vssを供給する第2メタル配線516は、図上下と左側に繋がって配線されているので、外部からの接続の自由度がある。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
第1メタル配線513fには、入力信号IN2が供給され、コンタクト511bを介してゲート配線506dに接続され、NMOSトランジスタQn2およびPMOSトランジスタQp2のゲート電極506に供給される。
この回路のレイアウトの基本単位をユニットブロックとして、1点鎖線でUB500を示す。このユニット単位で、複数のNOR回路を上下に配置すれば、電源Vssを供給するコンタクト512a、512bを共有でき、面積増を抑えることが可能である。
本実施例は第8実施例に対して、トランジスタQn1、Qn2にVss電源を供給するコンタクト512a、512bを、図の上下に配置していることにより、図において、左右の幅が大幅に縮小できる。なお、基準電源Vssを供給する第2メタル配線516は、図上下と左側に繋がって配線されているので、外部からの接続の自由度がある。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
(実施例10)
図12a、図12bおよび図12cに、第10の実施例として、第9の実施例の変形例を示す。図12aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図12bは、カットラインA-A’に沿った断面図、図12cは、カットラインB-B’に沿った断面図を示す。
図12aは、図1のNOR回路を4セット配置した例である。図の右最上部より、NMOSトランジスタQn11、PMOSトランジスタQp11、Qp12、NMOSトランジスタQn12が1列に配置されている。同様にして、次の列に、NMOSトランジスタQn21、PMOSトランジスタQp21、Qp22、NMOSトランジスタQn22が1列に配置され、さらに下の列に、NMOSトランジスタQn31、PMOSトランジスタQp31、Qp32、NMOSトランジスタQn32が1列に配置され、4列目にNMOSトランジスタQn41、PMOSトランジスタQp41、Qp42、NMOSトランジスタQn42が1列に配置されている。これらのNOR回路4セットを一つにまとめて、NOR回路ユニットブロックUB600を構成する。
図12a、図12b、図12cにおいて、図11a、図11b、図11cと同じ構造の箇所については、600番台の同等の記号で示してあり、同じところは説明を省略し、本発明と第9実施例と異なるところのみを説明する。
図12a、図12bおよび図12cに、第10の実施例として、第9の実施例の変形例を示す。図12aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図12bは、カットラインA-A’に沿った断面図、図12cは、カットラインB-B’に沿った断面図を示す。
図12aは、図1のNOR回路を4セット配置した例である。図の右最上部より、NMOSトランジスタQn11、PMOSトランジスタQp11、Qp12、NMOSトランジスタQn12が1列に配置されている。同様にして、次の列に、NMOSトランジスタQn21、PMOSトランジスタQp21、Qp22、NMOSトランジスタQn22が1列に配置され、さらに下の列に、NMOSトランジスタQn31、PMOSトランジスタQp31、Qp32、NMOSトランジスタQn32が1列に配置され、4列目にNMOSトランジスタQn41、PMOSトランジスタQp41、Qp42、NMOSトランジスタQn42が1列に配置されている。これらのNOR回路4セットを一つにまとめて、NOR回路ユニットブロックUB600を構成する。
図12a、図12b、図12cにおいて、図11a、図11b、図11cと同じ構造の箇所については、600番台の同等の記号で示してあり、同じところは説明を省略し、本発明と第9実施例と異なるところのみを説明する。
本実施例では、NMOSトランジスタQn11、Qn21、Qn31、Qn41に基準電源Vssを供給するためのコンタクト612a、NMOSトランジスタQn12、Qn22、Qn32、Qn42に基準電源Vssを供給するコンタクト612bをNOR回路4セットに一対設けている。さらに、基準電源Vssを供給するメタル配線として、図12aの左右方向に延在して配置された第2メタル616を設けている。図12cにおいて、NMOSトランジスタQn11、Qn21、Qn31、Qn41は平面状シリコン層602naにソースを接続されており、平面状シリコン層602naに接続されたシリサイド603、コンタクト612aを介して第1メタル配線613kに接続され、第1メタル配線613kはコンタクト614kを介して第2メタル配線616に接続される。第2メタル配線616は図12aに示す通り、図の上側左右、下側左右及び左側上下に延在配置されており、左右から自由に基準電源Vssを供給できる。さらに、基準電源Vssをブロック単位で供給することで、図11の実施例に対して図の上下方向も最小間隔で配置できるため、さらに縮小できる。
なお、本実施例では、NOR回路4セットに一対のコンタクトを設けたが、電源の供給経路は、シリサイド層603を経由して電流が流れるので、シリサイド配線の抵抗により、電圧降下を引き起こす場合がある。消費電流量と抵抗値を考慮してセット数を決めれば良い。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
なお、本実施例では、NOR回路4セットに一対のコンタクトを設けたが、電源の供給経路は、シリサイド層603を経由して電流が流れるので、シリサイド配線の抵抗により、電圧降下を引き起こす場合がある。消費電流量と抵抗値を考慮してセット数を決めれば良い。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
(実施例11)
図13aおよび図13bに、第11の実施例の配置を示す。図13aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図13bは、カットラインA-A’に沿った断面図を示す。
図13aにおいて、図1のNOR回路のNMOSトランジスタQn2、Qn1、PMOSトランジスタQp1、Qp2が右より1列に配置されている。
図13a、図13bにおいて、図2a、図2bと同じ構造の箇所については、700番台の同等の記号で示してある。
図13aおよび図13bに、第11の実施例の配置を示す。図13aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図13bは、カットラインA-A’に沿った断面図を示す。
図13aにおいて、図1のNOR回路のNMOSトランジスタQn2、Qn1、PMOSトランジスタQp1、Qp2が右より1列に配置されている。
図13a、図13bにおいて、図2a、図2bと同じ構造の箇所については、700番台の同等の記号で示してある。
基板上に形成された埋め込み酸化膜層(BOX)701などの絶縁膜上に平面状シリコン層702n、702pが形成され、この平面状シリコン層702n、702pは不純物注入等により、それぞれn+拡散層、p+拡散層から構成される。703は、平面状シリコン層(702n、702p)の表面に形成されるシリサイド層である。704p1、704p2、はp型シリコン柱、704n1、704n2はn型シリコン柱、705はシリコン柱704p1、704p2、704n1、704n2を取り巻くゲート絶縁膜、706はゲート電極、706a、706b、706cはそれぞれゲート配線である。シリコン柱704p1、704p2の最上部には、それぞれn+拡散層707n1、707n2が不純物注入等により形成され、シリコン柱704n1、704n2の最上部には、それぞれp+拡散層707p1、707p2が不純物注入等により形成される。708はゲート絶縁膜705を保護するためのシリコン窒化膜、709n1、709n2、709p1、709p2はn+拡散層707n1、707n2、p+拡散層707p1、707p2に接続されるシリサイド層、710n1、710n2、710p1、710p2は、シリサイド層709n1、709n2、709p1、709p2と第1メタル配線713d、713c、713f、713gとをそれぞれ接続するコンタクト、711aはゲート配線706aと第1メタル配線713eを接続するコンタクト、711bはゲート配線706bと第1メタル配線713bを接続するコンタクトである。712はn+拡散層702nと接続しているシリサイド層703と第1メタル配線713aを接続するコンタクトである。
714n1は第1メタル配線713dと第2メタル配線715を接続するコンタクト、714n2は第1メタル配線713cと第2メタル配線715を接続するコンタクト、714p1は第1メタル配線713fと第2メタル配線715を接続するコンタクトである。
714n1は第1メタル配線713dと第2メタル配線715を接続するコンタクト、714n2は第1メタル配線713cと第2メタル配線715を接続するコンタクト、714p1は第1メタル配線713fと第2メタル配線715を接続するコンタクトである。
シリコン柱704p1、下部拡散層702n、上部拡散層707n1、ゲート絶縁膜705、ゲート電極706により、NMOSトランジスタQn1を構成し、シリコン柱704p2、下部拡散層702n、上部拡散層707n2、ゲート絶縁膜705、ゲート電極706により、NMOSトランジスタQn2を構成し、シリコン柱704n1、下部拡散層702p、上部拡散層707p1、ゲート絶縁膜705、ゲート電極706により、PMOSトランジスタQp1を構成し、シリコン柱704n2、下部拡散層702p、上部拡散層707p2、ゲート絶縁膜705、ゲート電極706により、PMOSトランジスタQp2を構成する。
また、NMOSトランジスタQn1のゲート電極706にはゲート配線706aが接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極706にはゲート配線706bが接続され、PMOSトランジスタQp1のゲート電極706には、ゲート配線706aが接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極706にはゲート配線706cを介してゲート配線706bが接続される。
第2メタル配線715はNMOSトランジスタQn1、Qn2、PMOSトランジスタQp1の共通ドレインとなり、出力OUT1に接続される。NMOSトランジスタQn1およびQn2のソースとなる下部拡散層702nはシリサイド703、コンタクト712を介して第1メタル配線713aに接続され、第1メタル配線713aには基準電源Vssが供給される。PMOSトランジスタQp1のソースである下部拡散層702pはPMOSトランジスタQp2のドレインとなる。PMOSトランジスタQp2のソースとなる上部拡散層707p2はシリサイド709p2、コンタクト710p2を介して第1メタル配線713gに接続され、第1メタル配線713gには供給電源Vccが供給される。
また、NMOSトランジスタQn1のゲート電極706にはゲート配線706aが接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極706にはゲート配線706bが接続され、PMOSトランジスタQp1のゲート電極706には、ゲート配線706aが接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極706にはゲート配線706cを介してゲート配線706bが接続される。
第2メタル配線715はNMOSトランジスタQn1、Qn2、PMOSトランジスタQp1の共通ドレインとなり、出力OUT1に接続される。NMOSトランジスタQn1およびQn2のソースとなる下部拡散層702nはシリサイド703、コンタクト712を介して第1メタル配線713aに接続され、第1メタル配線713aには基準電源Vssが供給される。PMOSトランジスタQp1のソースである下部拡散層702pはPMOSトランジスタQp2のドレインとなる。PMOSトランジスタQp2のソースとなる上部拡散層707p2はシリサイド709p2、コンタクト710p2を介して第1メタル配線713gに接続され、第1メタル配線713gには供給電源Vccが供給される。
第1メタル配線713eには入力信号IN1が供給され、コンタクト711aを介してゲート配線706aに接続され、NMOSトランジスタQn1およびPMOSトランジスタQp1のゲート電極706に供給される。
第1メタル配線713bには、入力信号IN2が供給され、コンタクト711bを介してゲート配線706bに接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極706に供給されるとともに、ゲート配線706cを経由してPMOSトランジスタQp2のゲート電極706に供給される。
本実施例では、基準電源Vssの供給が図の最右側、供給電源Vccの供給が図の最左側から配線できるので、図示しない、本回路を左右に複数配置する場合に、供給電源Vcc、基準電源Vss同士を共有化して配置でき、更なる面積の縮小化が可能となる。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
第1メタル配線713bには、入力信号IN2が供給され、コンタクト711bを介してゲート配線706bに接続され、NMOSトランジスタQn2のゲート電極706に供給されるとともに、ゲート配線706cを経由してPMOSトランジスタQp2のゲート電極706に供給される。
本実施例では、基準電源Vssの供給が図の最右側、供給電源Vccの供給が図の最左側から配線できるので、図示しない、本回路を左右に複数配置する場合に、供給電源Vcc、基準電源Vss同士を共有化して配置でき、更なる面積の縮小化が可能となる。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
(実施例12)
図14には、さらに別のNOR等価回路図を示す。図1との違いは、NMOSトランジスタQn200と、PMOSトランジスタQp200の入力信号が、別配線にて接続されていることである。NMOSトランジスタQn200ゲートには信号IN2aが入力され、PMOSトランジスタQp200のゲートには、信号IN2bが入力される。信号IN2aと信号IN2bは、図で示す通り、別な箇所において、共通の信号IN2に接続されているので、動作としては、図1と同じである。配置の都合で、入力信号IN2a、IN2bを別系統で配線したものである。
図14には、さらに別のNOR等価回路図を示す。図1との違いは、NMOSトランジスタQn200と、PMOSトランジスタQp200の入力信号が、別配線にて接続されていることである。NMOSトランジスタQn200ゲートには信号IN2aが入力され、PMOSトランジスタQp200のゲートには、信号IN2bが入力される。信号IN2aと信号IN2bは、図で示す通り、別な箇所において、共通の信号IN2に接続されているので、動作としては、図1と同じである。配置の都合で、入力信号IN2a、IN2bを別系統で配線したものである。
図14の接続に従った実施例を図15に示す。図15は、図13の変形例である。
図15aおよび図15bに、第12の実施例の配置を示す。図15aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図15bは、カットラインA-A’に沿った断面図を示す。
図15aにおいて、図14のNOR回路のNMOSトランジスタQn200、Qn100、PMOSトランジスタQp100、Qp200が右より1列に配置されている。
図15a、図15bにおいて、図13a、図13bと同じ構造の箇所については、同じ700番台の同等の記号で示してある。
図15aおよび図15bに、第12の実施例の配置を示す。図15aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図15bは、カットラインA-A’に沿った断面図を示す。
図15aにおいて、図14のNOR回路のNMOSトランジスタQn200、Qn100、PMOSトランジスタQp100、Qp200が右より1列に配置されている。
図15a、図15bにおいて、図13a、図13bと同じ構造の箇所については、同じ700番台の同等の記号で示してある。
基板上に形成された埋め込み酸化膜層(BOX)701などの絶縁膜上に平面状シリコン層702n、702pが形成され、この平面状シリコン層702n、702pは不純物注入等により、それぞれn+拡散層、p+拡散層から構成される。703は、平面状シリコン層(702n、702p)の表面に形成されるシリサイド層である。704p1、704p2、はp型シリコン柱、704n1、704n2はn型シリコン柱、705はシリコン柱704p1、704p2、704n1、704n2を取り巻くゲート絶縁膜、706はゲート電極、706a、706b、706cはそれぞれゲート配線である。シリコン柱704p1、704p2の最上部には、それぞれn+拡散層707n1、707n2が不純物注入等により形成され、シリコン柱704n1、704n2の最上部には、それぞれp+拡散層707p1、707p2が不純物注入等により形成される。708はゲート絶縁膜705を保護するためのシリコン窒化膜、709n1、709n2、709p1、709p2はn+拡散層707n1、707n2、p+拡散層707p1、707p2に接続されるシリサイド層、710n1、710n2、710p1、710p2は、シリサイド層709n1、709n2、709p1、709p2と第1メタル配線713d、713c、713f、713gとをそれぞれ接続するコンタクト、711aはゲート配線706aと第1メタル配線713eを接続するコンタクト、711bはゲート配線706bと第1メタル配線713bを接続するコンタクト、711cはゲート配線706cと第1メタル配線713hを接続するコンタクトである。712はn+拡散層702nと接続しているシリサイド層703と第1メタル配線713aを接続するコンタクトである。
714n1は第1メタル配線713dと第2メタル配線715を接続するコンタクト、714n2は第1メタル配線713cと第2メタル配線715を接続するコンタクト、714p1は第1メタル配線713fと第2メタル配線715を接続するコンタクトである。
714n1は第1メタル配線713dと第2メタル配線715を接続するコンタクト、714n2は第1メタル配線713cと第2メタル配線715を接続するコンタクト、714p1は第1メタル配線713fと第2メタル配線715を接続するコンタクトである。
シリコン柱704p1、下部拡散層702n、上部拡散層707n1、ゲート絶縁膜705、ゲート電極706により、NMOSトランジスタQn100を構成し、シリコン柱704p2、下部拡散層702n、上部拡散層707n2、ゲート絶縁膜705、ゲート電極706により、NMOSトランジスタQn200を構成し、シリコン柱704n1、下部拡散層702p、上部拡散層707p1、ゲート絶縁膜705、ゲート電極706により、PMOSトランジスタQp100を構成し、シリコン柱704n2、下部拡散層702p、上部拡散層707p2、ゲート絶縁膜705、ゲート電極706により、PMOSトランジスタQp200を構成する。
また、NMOSトランジスタQn100のゲート電極706にはゲート配線706aが接続され、NMOSトランジスタQn200のゲート電極706にはゲート配線706bが接続され、PMOSトランジスタQp100のゲート電極706には、ゲート配線706aが接続され、PMOSトランジスタQp200のゲート電極706にはゲート配線706cが接続される。
第2メタル配線715はNMOSトランジスタQn100、Qn200、PMOSトランジスタQp100の共通ドレインとなり、出力OUT100に接続される。NMOSトランジスタQn100およびQn200のソースとなる下部拡散層702nはシリサイド703、コンタクト712を介して第1メタル配線713aに接続され、第1メタル配線713aには基準電源Vssが供給される。PMOSトランジスタQp100のソースである下部拡散層702pはPMOSトランジスタQp200のドレインとなる。PMOSトランジスタQp200のソースとなる上部拡散層707p2はシリサイド709p2、コンタクト710p2を介して第1メタル配線713gに接続され、第1メタル配線713gには供給電源Vccが供給される。
また、NMOSトランジスタQn100のゲート電極706にはゲート配線706aが接続され、NMOSトランジスタQn200のゲート電極706にはゲート配線706bが接続され、PMOSトランジスタQp100のゲート電極706には、ゲート配線706aが接続され、PMOSトランジスタQp200のゲート電極706にはゲート配線706cが接続される。
第2メタル配線715はNMOSトランジスタQn100、Qn200、PMOSトランジスタQp100の共通ドレインとなり、出力OUT100に接続される。NMOSトランジスタQn100およびQn200のソースとなる下部拡散層702nはシリサイド703、コンタクト712を介して第1メタル配線713aに接続され、第1メタル配線713aには基準電源Vssが供給される。PMOSトランジスタQp100のソースである下部拡散層702pはPMOSトランジスタQp200のドレインとなる。PMOSトランジスタQp200のソースとなる上部拡散層707p2はシリサイド709p2、コンタクト710p2を介して第1メタル配線713gに接続され、第1メタル配線713gには供給電源Vccが供給される。
第1メタル配線713eには入力信号IN1が供給され、コンタクト711aを介してゲート配線706aに接続され、NMOSトランジスタQn100およびPMOSトランジスタQp100のゲート電極706に供給される。
第1メタル配線713bには、入力信号IN2aが供給され、コンタクト711bを介してゲート配線706bに接続され、NMOSトランジスタQn200のゲート電極706に供給される。
第1メタル配線713hには入力信号IN2bが供給され、コンタクト711cを介してゲート配線706cに接続され、PMOSトランジスタQp200のゲート電極706に供給される。
第1メタル配線713bには、入力信号IN2aが供給され、コンタクト711bを介してゲート配線706bに接続され、NMOSトランジスタQn200のゲート電極706に供給される。
第1メタル配線713hには入力信号IN2bが供給され、コンタクト711cを介してゲート配線706cに接続され、PMOSトランジスタQp200のゲート電極706に供給される。
なお、入力信号IN2a、IN2bは図1の入力信号IN2と同等であるが、第1メタル配線の接続箇所が異なるため、便宜上、信号名を区別してある。
本実施例では、入力信号用の配線(第1メタル配線713c)が図13に対して増加するが、図13におけるゲート配線706cが省略できるので、図示しない、図の上下に複数回路を配置した場合に、最小ピッチにて配置できるので、上下方向に縮小が可能である。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
本実施例では、入力信号用の配線(第1メタル配線713c)が図13に対して増加するが、図13におけるゲート配線706cが省略できるので、図示しない、図の上下に複数回路を配置した場合に、最小ピッチにて配置できるので、上下方向に縮小が可能である。
本実施例によれば、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、2入力NOR回路を構成する4個のSGTを1列に配置でき、面積が縮小された半導体装置が提供できる。
以上の実施例では、基板上に形成された埋め込み酸化膜層(BOX)などの絶縁膜上に平面状シリコンを配置したプロセスの例を用いて配置を説明したが、バルクのCMOSプロセスを用いても同様である。一例として、図16に、図2の実施例を、バルクCMOSプロセスにて配置した実施例を示す。
図16aは、本発明の2入力NORレイアウト(配置)の平面図、図16bは、カットラインA-A’に沿った断面図を示す。
図16aにおいて、図1のNOR回路のPMOSトランジスタQp1、NMOSトランジスタQn1、Qn2、PMOSトランジスタQp2が右より1列に配置されていることは、図2と同じである。また、図16a、図16bにおいて、図2a、図2bと同じ構造の箇所については、同じ100番台の同等の記号で示してある。
特許文献4(特許第4756221号公報)を参照して、図2のBOXプロセスと図16のバルクCMOSプロセスでは、図16aの平面図では違いがない。図16bの断面図において、異なる点がある。図16bにおいて、150は、p型シリコン基板である。160は、素子分離(アイソレーション)用の絶縁体である。また、170は、リーク防止の分離層となるn-領域である。このp型シリコン基板150、素子分離用の絶縁体160、リーク防止分離層170以外の、下層拡散層より上側の工程、構造はまったく同じであり、本発明の実施例1~12までをバルクCMOSプロセスで実現できる。ただし、素子分離層160、リーク防止分離層170を設けるために、多少の面積増となる。
図16aにおいて、図1のNOR回路のPMOSトランジスタQp1、NMOSトランジスタQn1、Qn2、PMOSトランジスタQp2が右より1列に配置されていることは、図2と同じである。また、図16a、図16bにおいて、図2a、図2bと同じ構造の箇所については、同じ100番台の同等の記号で示してある。
特許文献4(特許第4756221号公報)を参照して、図2のBOXプロセスと図16のバルクCMOSプロセスでは、図16aの平面図では違いがない。図16bの断面図において、異なる点がある。図16bにおいて、150は、p型シリコン基板である。160は、素子分離(アイソレーション)用の絶縁体である。また、170は、リーク防止の分離層となるn-領域である。このp型シリコン基板150、素子分離用の絶縁体160、リーク防止分離層170以外の、下層拡散層より上側の工程、構造はまったく同じであり、本発明の実施例1~12までをバルクCMOSプロセスで実現できる。ただし、素子分離層160、リーク防止分離層170を設けるために、多少の面積増となる。
なお、本実施例の説明では、便宜上、PMOSトランジスタのシリコン柱はN型シリコン、NMOSシリコン柱はP型シリコン層と定義したが、微細化されたプロセスでは、不純物注入による濃度の制御が困難となるため、PMOSトランジスタもNMOSトランジスタも、シリコン柱は不純物注入を行わない、いわゆる中性(イントリンジック:Intrinsic)な半導体を用い、チャネルの制御、すなわちPMOS、NMOSの閾値は、金属ゲート材固有のワークファンクション(Work Functin)の差を利用する場合もある。
また、本発明の本質は、4つのトランジスタの配置を最適な形で定義したものであり、この配置順序に従った場合において、ゲート配線の配線方法、配線位置、メタル配線の配線方法及び配線位置等は本実施例の図面等に示したもの以外のものも本発明の技術的範囲に属するものである。
また、本発明の本質は、4つのトランジスタの配置を最適な形で定義したものであり、この配置順序に従った場合において、ゲート配線の配線方法、配線位置、メタル配線の配線方法及び配線位置等は本実施例の図面等に示したもの以外のものも本発明の技術的範囲に属するものである。
Qp1、Qp2,Qp10、Qp20、Qp100、Qp200、Qp11,Qp21、Qp31、Qp41、Qp12、Qp22、Qp32、Qp42:PMOSトランジスタ
Qn1、Qn2,Qn10、Qn20、Qn100、Qn200、Qn11,Qn21、Qn31、Qn41、Qn12、Qn22、Qn32、Qn42:NMOSトランジスタ
101、201、301、401、501、601、701:埋め込み酸化膜層
102p、102n、202p、202n、302p、302n、402p、402n、502p、502n、602p、602n、702p、702n:平面状シリコン層
103、203、303、403、503、603、703:シリサイド層
104p1、104p2、204p1、204p2、304p1、304p2、404p1、404p2、504p1、504p2、604p1、604p2、704p1、704p2:p型シリコン柱
104n1、104n2、204n1、204n2、304n1、304n2、404n1、404n2、504n1、504n2、604n1、604n2、704n1、704n2:n型シリコン柱
105、205、305、405、505、605、705:ゲート絶縁膜
106、206、306、406、506、606、706:ゲート電極
106a、106b、206a、206b、206c、306a、306b、406a、406b、506a、506b、506c、506d、606a、606b、606c、606d、706a、706b、706c:ゲート配線
107p1、107p2、207p1、207p2、307p1、307p2、407p1、407p2、507p1、507p2、607p1、607p2、707p1、707p2:p+拡散層
107n1、107n2、207n1、207n2、307n1、307n2、407n1、407n2、507n1、507n2、607n1、607n2、707n1、707n2:n+拡散層
108、208、308、408、508、608、708:シリコン窒化膜
109p1、109p2、109n1、109n2、209p1、209p2、209n1、209n2、309p1、309p2、309n1、309n2、409p1、409p2、409n1、409n2、509p1、509p2、509n1、509n2、609p1、609p2、609n1、609n2、709p1、709p2、709n1、709n2、:シリサイド層
110p1、110p2、110n1、110n2、210p1、210p2、210n1、210n、310p1、310p2、310n1、310n2、410p1、410p2、410n1、410n2、510p1、510p2、510n1、510n2、610p1、610p2、610n1、610n2、710p1、710p2、710n1、710n2:コンタクト
111a、111b、211a、211b、211c、311a、311b、411a、411b、511a、511b、611a、611b、711a、711b、711c:コンタクト
112、212、312、412a、412b、512a、512b、612a、612b、712:コンタクト
113、213、313、413、513、613、713:第1メタル配線
114、214、314、414、514、614、714:コンタクト
115、215、315、415、515、516、615、616、715:第2メタル配線
Qn1、Qn2,Qn10、Qn20、Qn100、Qn200、Qn11,Qn21、Qn31、Qn41、Qn12、Qn22、Qn32、Qn42:NMOSトランジスタ
101、201、301、401、501、601、701:埋め込み酸化膜層
102p、102n、202p、202n、302p、302n、402p、402n、502p、502n、602p、602n、702p、702n:平面状シリコン層
103、203、303、403、503、603、703:シリサイド層
104p1、104p2、204p1、204p2、304p1、304p2、404p1、404p2、504p1、504p2、604p1、604p2、704p1、704p2:p型シリコン柱
104n1、104n2、204n1、204n2、304n1、304n2、404n1、404n2、504n1、504n2、604n1、604n2、704n1、704n2:n型シリコン柱
105、205、305、405、505、605、705:ゲート絶縁膜
106、206、306、406、506、606、706:ゲート電極
106a、106b、206a、206b、206c、306a、306b、406a、406b、506a、506b、506c、506d、606a、606b、606c、606d、706a、706b、706c:ゲート配線
107p1、107p2、207p1、207p2、307p1、307p2、407p1、407p2、507p1、507p2、607p1、607p2、707p1、707p2:p+拡散層
107n1、107n2、207n1、207n2、307n1、307n2、407n1、407n2、507n1、507n2、607n1、607n2、707n1、707n2:n+拡散層
108、208、308、408、508、608、708:シリコン窒化膜
109p1、109p2、109n1、109n2、209p1、209p2、209n1、209n2、309p1、309p2、309n1、309n2、409p1、409p2、409n1、409n2、509p1、509p2、509n1、509n2、609p1、609p2、609n1、609n2、709p1、709p2、709n1、709n2、:シリサイド層
110p1、110p2、110n1、110n2、210p1、210p2、210n1、210n、310p1、310p2、310n1、310n2、410p1、410p2、410n1、410n2、510p1、510p2、510n1、510n2、610p1、610p2、610n1、610n2、710p1、710p2、710n1、710n2:コンタクト
111a、111b、211a、211b、211c、311a、311b、411a、411b、511a、511b、611a、611b、711a、711b、711c:コンタクト
112、212、312、412a、412b、512a、512b、612a、612b、712:コンタクト
113、213、313、413、513、613、713:第1メタル配線
114、214、314、414、514、614、714:コンタクト
115、215、315、415、515、516、615、616、715:第2メタル配線
Claims (16)
- ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される4つのトランジスタを、基板上に1列に配列することによりNOR回路を構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記4つのトランジスタは、
第1のNチャネルMOSトランジスタと、
第2のNチャネルMOSトランジスタと、
第1のPチャネルMOSトランジスタと、
第2のPチャネルMOSトランジスタと
で構成され、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタと前記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域は、互いにシリサイド領域を介して接続されており、
前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域は、前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域とコンタクトを介して接続されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のNチャネルMOSトランジスタのソースは、コンタクトを介して基準電源端子に接続されており、
前記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域は、シリサイド領域を介して電源供給端子に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 前記4つのトランジスタは、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ、前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のPチャネルMOSトランジスタの順番に、1列に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記4つのトランジスタは、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のPチャネルMOSトランジスタの順番に、1列に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲートが、コンタクトを介して接続されていることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
- 前記4つのトランジスタは、前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のPチャネルMOSトランジスタの順番に、1列に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される4つのトランジスタを、基板上に1列に配列することによりNOR回路を構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記4つのトランジスタは、
第1のNチャネルMOSトランジスタと、
第2のNチャネルMOSトランジスタと、
第1のPチャネルMOSトランジスタと、
第2のPチャネルMOSトランジスタと
で構成され、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタと前記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域は、互いにシリサイド領域を介して接続されており、
前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域は、前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域とコンタクトとシリサイド領域を介して接続されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のNチャネルMOSトランジスタのソースは、コンタクトを介して基準電源端子に接続されており、
前記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域は、コンタクトを介して電源供給端子に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 前記4つのトランジスタは、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ、前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のPチャネルMOSトランジスタの順番に、1列に配置されていることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。
- 前記4つのトランジスタは、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のPチャネルMOSトランジスタの順番に、1列に配置されていることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。
- 前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲートが、コンタクトを介して接続されていることを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。
- 前記4つのトランジスタは、前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のPチャネルMOSトランジスタの順番に、1列に配置されていることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。
- ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される4つのトランジスタを、基板上に1列に配列することによりNOR回路を構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記4つのトランジスタは、
第1のNチャネルMOSトランジスタと、
第2のNチャネルMOSトランジスタと、
第1のPチャネルMOSトランジスタと、
第2のPチャネルMOSトランジスタと
で構成され、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタと前記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第一のPチャネルMOSトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域はシリコン柱より基板側に配置されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ及び、前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域は、互いにコンタクトを介して接続されており、
前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域は、前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域とシリサイド領域を介して接続されており、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のNチャネルMOSトランジスタのソースは、シリサイド領域を介して基準電源端子に接続されており、
前記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域は、コンタクトを介して電源供給端子に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 前記4つのトランジスタは、前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ、前記第2のPチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のNチャネルMOSトランジスタの順番に、1列に配置されていることを特徴とする請求項11に記載の半導体装置。
- 前記4つのトランジスタは、前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタのソース領域を、各々、前記4つのトランジスタが1列に配置された列方向と垂直方向に延在させたシリサイド領域を設けて、前記延在させたシリサイド領域とコンタクトを介して基準電源端子と接続することを特徴とする請求項12に記載の半導体装置。
- 請求項13に記載の半導体装置における1列に配置された4つのトランジスタで構成される回路を、1列に配置された方向と垂直方向に複数個配置し、前記延在させたシリサイド領域を各々共通接続させて、且つ、複数個にひとつの割合で、前記延在させたシリサイド領域とコンタクトを介して基準電源端子と接続することを特徴とする半導体装置。
- 前記4つのトランジスタは、前記第2のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ及び前記第2のPチャネルMOSトランジスタの順番に、1列に配置されていることを特徴とする請求項11に記載の半導体装置。
- 前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲート配線が、コンタクトを介して、各々異なる信号線により供給されることを特徴とする請求項15に記載の半導体装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2013/070589 WO2015015566A1 (ja) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | 半導体装置 |
| JP2014535842A JP5686931B1 (ja) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | 半導体装置 |
| US14/824,565 US9627496B2 (en) | 2013-07-30 | 2015-08-12 | Semiconductor with a two-input NOR circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2013/070589 WO2015015566A1 (ja) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | 半導体装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| US14/824,565 Continuation US9627496B2 (en) | 2013-07-30 | 2015-08-12 | Semiconductor with a two-input NOR circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2015015566A1 true WO2015015566A1 (ja) | 2015-02-05 |
Family
ID=52431147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2013/070589 Ceased WO2015015566A1 (ja) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | 半導体装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9627496B2 (ja) |
| JP (1) | JP5686931B1 (ja) |
| WO (1) | WO2015015566A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9947664B1 (en) | 2016-10-14 | 2018-04-17 | International Business Machines Corporation | Semiconductor device and method of forming the semiconductor device |
| JP2020519019A (ja) * | 2017-05-01 | 2020-06-25 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッドAdvanced Micro Devices Incorporated | 垂直ゲートオールアラウンドライブラリアーキテクチャ |
| JP2023553413A (ja) * | 2020-12-07 | 2023-12-21 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 共有エピタキシャル層を有する半導体構造体 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10218357B2 (en) | 2013-11-02 | 2019-02-26 | Wave Computing, Inc. | Logical elements with switchable connections for multifunction operation |
| US10290639B2 (en) * | 2017-09-12 | 2019-05-14 | Globalfoundries Inc. | VNW SRAM with trinity cross-couple PD/PU contact and method for producing the same |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009096464A1 (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-06 | Unisantis Electronics (Japan) Ltd. | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP2010251586A (ja) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Unisantis Electronics Japan Ltd | 半導体装置 |
| JP2010258345A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Unisantis Electronics Japan Ltd | Mosトランジスタ及びmosトランジスタを備えた半導体装置の製造方法 |
| JP2011108702A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Unisantis Electronics Japan Ltd | 半導体装置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2593428A1 (fr) | 1986-01-29 | 1987-07-31 | Stihl Andreas | Chaine a scier |
| JPH02241346A (ja) | 1989-03-13 | 1990-09-26 | Hitachi Ltd | 整流子付回転電機の電機子とその製造方法及び電機子コイル用導体 |
| US5031809A (en) | 1990-04-25 | 1991-07-16 | Roberts Wendell J | Fish stringer apparatus |
| JP5130596B2 (ja) | 2007-05-30 | 2013-01-30 | 国立大学法人東北大学 | 半導体装置 |
| US8188537B2 (en) | 2008-01-29 | 2012-05-29 | Unisantis Electronics Singapore Pte Ltd. | Semiconductor device and production method therefor |
| US8378425B2 (en) | 2008-01-29 | 2013-02-19 | Unisantis Electronics Singapore Pte Ltd. | Semiconductor storage device |
| WO2009095998A1 (ja) | 2008-01-29 | 2009-08-06 | Unisantis Electronics (Japan) Ltd. | 半導体記憶装置 |
| CN105140136B (zh) * | 2009-03-30 | 2018-02-13 | 高通股份有限公司 | 使用顶部后钝化技术和底部结构技术的集成电路芯片 |
| JP4756221B2 (ja) | 2010-06-29 | 2011-08-24 | 日本ユニサンティスエレクトロニクス株式会社 | 半導体記憶装置 |
| JP5686932B1 (ja) * | 2013-07-30 | 2015-03-18 | ユニサンティス エレクトロニクス シンガポール プライベート リミテッドUnisantis Electronics Singapore Pte Ltd. | 半導体装置 |
-
2013
- 2013-07-30 WO PCT/JP2013/070589 patent/WO2015015566A1/ja not_active Ceased
- 2013-07-30 JP JP2014535842A patent/JP5686931B1/ja active Active
-
2015
- 2015-08-12 US US14/824,565 patent/US9627496B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009096464A1 (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-06 | Unisantis Electronics (Japan) Ltd. | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP2010251586A (ja) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Unisantis Electronics Japan Ltd | 半導体装置 |
| JP2010258345A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Unisantis Electronics Japan Ltd | Mosトランジスタ及びmosトランジスタを備えた半導体装置の製造方法 |
| JP2011108702A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Unisantis Electronics Japan Ltd | 半導体装置 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9947664B1 (en) | 2016-10-14 | 2018-04-17 | International Business Machines Corporation | Semiconductor device and method of forming the semiconductor device |
| US10607992B2 (en) | 2016-10-14 | 2020-03-31 | International Business Machines Corporation | Semiconductor device and method of forming the semiconductor device |
| US10978454B2 (en) | 2016-10-14 | 2021-04-13 | Elpis Technologies Inc. | Semiconductor device and method of forming the semiconductor device |
| JP2020519019A (ja) * | 2017-05-01 | 2020-06-25 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッドAdvanced Micro Devices Incorporated | 垂直ゲートオールアラウンドライブラリアーキテクチャ |
| JP7343395B2 (ja) | 2017-05-01 | 2023-09-12 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド | 垂直ゲートオールアラウンドライブラリアーキテクチャ |
| JP2023553413A (ja) * | 2020-12-07 | 2023-12-21 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 共有エピタキシャル層を有する半導体構造体 |
| JP7671118B2 (ja) | 2020-12-07 | 2025-05-01 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 共有エピタキシャル層を有する半導体構造体 |
| US12310102B2 (en) | 2020-12-07 | 2025-05-20 | International Business Machines Corporation | Stacked vertical transport field-effect transistor logic gate structures with shared epitaxial layers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US9627496B2 (en) | 2017-04-18 |
| US20150349078A1 (en) | 2015-12-03 |
| JPWO2015015566A1 (ja) | 2017-03-02 |
| JP5686931B1 (ja) | 2015-03-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5686932B1 (ja) | 半導体装置 | |
| US8183600B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device with reduced cell size | |
| JP5686931B1 (ja) | 半導体装置 | |
| US8525552B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device having a plurality of standard cells for leakage current suppression | |
| US9117528B2 (en) | Semiconductor device | |
| JP5677642B1 (ja) | 半導体装置 | |
| JP5688189B1 (ja) | 半導体装置 | |
| JP5688190B1 (ja) | 半導体装置 | |
| JP5677643B1 (ja) | 半導体装置 | |
| JP5688191B1 (ja) | 半導体装置 | |
| US9876504B2 (en) | Semiconductor device | |
| US9627407B2 (en) | Semiconductor device comprising a NOR decoder with an inverter | |
| US9590631B2 (en) | Semiconductor device | |
| US9641179B2 (en) | Semiconductor device | |
| US20150069470A1 (en) | Integrated circuit device | |
| WO2015037086A1 (ja) | 半導体装置 | |
| JP2010087341A (ja) | 半導体装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2014535842 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 13890713 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 13890713 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |