JP2012079992A - 半導体装置 - Google Patents
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- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
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- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/66666—Vertical transistors
Abstract
【解決手段】半導体装置1は、第1の下部拡散層6A、第1の上部拡散層7A、及び第1のゲート電極9Aを有する第1の縦型トランジスタ4Aと、第2の下部拡散層6B、第2の上部拡散層7B、及び第2のゲート電極9Bを有する第2の縦型トランジスタ4Bと、第1及び第2のゲート電極9A,9Bに接続されるゲート配線と、第1の下部拡散層6A及び第2の上部拡散層7Bに接続される第1の配線W1と、第1の上部拡散層7A及び第2の下部拡散層6Bに接続される第2の配線W2とを備える。
【選択図】図2
Description
2 シリコン基板
3 素子分離領域
4A 第1の縦型トランジスタ
4B 第2の縦型トランジスタ
5A 第1のシリコンピラー
5B 第2のシリコンピラー
6A 第1の下部拡散層
6B 第2の下部拡散層
7A 第1の上部拡散層
7B 第2の上部拡散層
8A 第1のゲート絶縁膜
8B 第2のゲート絶縁膜
9A 第1のゲート電極
9B 第2のゲート電極
10〜12 シリコン酸化膜
13 LDD領域
14 サイドウォール絶縁膜
15,16 層間絶縁膜
20 バイアス切替部
21 第1の回路
22 第2の回路
21A,21B ゲートコンタクトプラグ
22A 第1のコンタクトプラグ
22B 第2のコンタクトプラグ
23A 第3のコンタクトプラグ
23B 第4のコンタクトプラグ
AR1,AR2 活性領域
N1 第1のノード
N2 第2のノード
P1〜P6 第1〜第6の部分配線
W1〜W3 第1〜第3の配線
WL ワード線
Claims (15)
- それぞれ半導体基板の上面に立設された第1及び第2の半導体ピラーと、
前記第1の半導体ピラーの下部又は下方に設けられた第1の下部拡散層、
前記第1の半導体ピラーの上部に設けられた第1の上部拡散層、
前記第1の半導体ピラーの側面部を覆う第1のゲート絶縁膜、及び
前記第1のゲート絶縁膜を覆う第1のゲート電極を有する第1の縦型トランジスタと、
前記第2の半導体ピラーの下部又は下方に設けられた第2の下部拡散層、
前記第2の半導体ピラーの上部に設けられた第2の上部拡散層、
前記第2の半導体ピラーの側面部を覆う第2のゲート絶縁膜、及び
前記第2のゲート絶縁膜を覆う第2のゲート電極を有する第2の縦型トランジスタと、
前記第1及び第2のゲート電極に接続されるゲート配線と、
前記第1の下部拡散層及び前記第2の上部拡散層に接続される第1の配線と、
前記第1の上部拡散層及び前記第2の下部拡散層に接続される第2の配線と
を備えることを特徴とする半導体装置。 - 前記第1及び第2の縦型トランジスタは互いに同一の特性を呈するよう形成される
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 前記第1の縦型トランジスタは、所定の平面を軸として、前記第2の縦型トランジスタと面対称な構造を有する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置。 - 前記第1及び第2の縦型トランジスタは隣接して配置される
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記第1及び第2の縦型トランジスタを覆う層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜を貫通して設けられ、それぞれ前記第1及び第2の下部拡散層と電気的に接続する第1及び第2のコンタクトプラグと、
前記層間絶縁膜を貫通して設けられ、それぞれ前記第1及び第2の上部拡散層と電気的に接続する第3及び第4のコンタクトプラグとを備え、
前記第1及び第2の配線は前記層間絶縁膜の上面に形成され、
前記第1の配線は、前記第1のコンタクトプラグを介して前記第1の下部拡散層に接続されるとともに、前記第4のコンタクトプラグを介して前記第2の上部拡散層に接続され、
前記第2の配線は、前記第3のコンタクトプラグを介して前記第1の上部拡散層に接続されるとともに、前記第2のコンタクトプラグを介して前記第2の下部拡散層に接続される
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記第1の配線は、前記第1の下部拡散層及び前記第2の上部拡散層に共通な第1の部分配線と、それぞれ該第1の部分配線の端部から前記第1及び第4のコンタクトプラグに向かって延設された第2及び第3の部分配線とからなり、
前記第2の配線は、前記第1の上部拡散層及び前記第2の下部拡散層に共通な第4の部分配線と、それぞれ該第4の部分配線の端部から前記第3及び第2のコンタクトプラグに向かって延設された第5及び第6の部分配線とからなる
ことを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。 - 前記第2の部分配線の配線長と前記第6の部分配線の配線長とが等しく、
前記第3の部分配線の配線長と前記第5の部分配線の配線長とが等しい
ことを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。 - 前記第1の配線に印加される電圧が前記第2の配線に印加される電圧より高くなる第1のモードと、前記第2の配線に印加される電圧が前記第1の配線に印加される電圧より高くなる第2のモードとを切り替えるバイアス切替手段
を備えることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体装置。 - それぞれ半導体基板の上面に立設された第1及び第2の半導体ピラーと、
前記第1の半導体ピラーの下部又は下方に設けられた第1の下部拡散層、
前記第1の半導体ピラーの上部に設けられた第 1の上部拡散層、
前記第1の半導体ピラーの側面部を覆う第1のゲート絶縁膜、及び
前記第1のゲート絶縁膜を覆う第1のゲート電極を有する第1の縦型トランジスタと、
前記第2の半導体ピラーの下部又は下方に設けられた第2の下部拡散層、
前記第2の半導体ピラーの上部に設けられた第2の上部拡散層、
前記第2の半導体ピラーの側面部を覆う第2のゲート絶縁膜、及び
前記第2のゲート絶縁膜を覆う第2のゲート電極を有する第2の縦型トランジスタとを備え、
前記第1及び第2の縦型トランジスタは、第1のノードと第2のノードの間に並列に接続され、
前記第1のノードは、前記第1の下部拡散層及び前記第2の上部拡散層に接続され、
前記第2のノードは、前記第1の上部拡散層及び前記第2の下部拡散層に接続される
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記第1及び第2の縦型トランジスタは互いに同一の特性を呈するよう形成される
ことを特徴とする請求項9に記載の半導体装置。 - 前記第1のノードから前記第1の下部拡散層に至る配線の長さと、前記第2のノードから前記第2の下部拡散層に至る配線の長さとは互いに等しく、
前記第1のノードから前記第2の上部拡散層に至る配線の長さと、前記第2のノードから前記第1の上部拡散層に至る配線の長さとは互いに等しい
ことを特徴とする請求項9又は10に記載の半導体装置。 - 前記第1のノードに印加される電圧が前記第2のノードに印加される電圧より高くなる第1のモードと、前記第2のノードに印加される電圧が前記第1のノードに印加される電圧より高くなる第2のモードとを切り替えるバイアス切替手段
を備えることを特徴とする請求項9乃至11のいずれか一項に記載の半導体装置。 - それぞれ半導体基板の上面に立設された第1及び第2の半導体ピラーと、
前記第1の半導体ピラーの下部又は下方に設けられた第1の下部拡散層、
前記第1の半導体ピラーの上部に設けられた第 1の上部拡散層、
前記第1の半導体ピラーの側面部を覆う第1のゲート絶縁膜、及び
前記第1のゲート絶縁膜を覆う第1のゲート電極を有する第1の縦型トランジスタと、
前記第2の半導体ピラーの下部又は下方に設けられた第2の下部拡散層、
前記第2の半導体ピラーの上部に設けられた第2の上部拡散層、
前記第2の半導体ピラーの側面部を覆う第2のゲート絶縁膜、及び
前記第2のゲート絶縁膜を覆う第2のゲート電極を有する第2の縦型トランジスタとを備え、
前記第1及び第2の縦型トランジスタは、第1のノードと第2のノードの間に直列に接続され、
前記第1のノードは、前記第1の下部拡散層又は前記第1の上部拡散層に接続され、
前記第2のノードは、前記第1のノードが前記第1の下部拡散層に接続される場合には前記第2の下部拡散層に接続され、前記第1のノードが前記第1の上部拡散層に接続される場合には前記第2の上部拡散層に接続される
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記第1及び第2の縦型トランジスタは互いに同一の特性を呈するよう形成される
ことを特徴とする請求項13に記載の半導体装置。 - 前記第1のノードに印加される電圧が前記第2のノードに印加される電圧より高くなる第1のモードと、前記第2のノードに印加される電圧が前記第1のノードに印加される電圧より高くなる第2のモードとを切り替えるバイアス切替手段
を備えることを特徴とする請求項13又は14に記載の半導体装置。
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