JP2016149550A - 半導体装置、電子部品および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1素子層と第2素子層との間に第1配線層と第2配線層が積層され、第2素子層上に第3配線層と第4配線層が積層されている。論理セルのトランジスタは第1素子層に設けられ、論理セルの配線は第1配線層または第2配線層に設けられている。論理セルの入力ポートおよび出力ポートは、第3配線層に設けられる。第3配線層または第4配線層の配線によって、論理セルの入力ポートは他の論理セルの出力ポートと接続される。第2素子層よりも上方の配線層によって、論理セル間を接続することで、論理セル間の配置配線工程の効率が向上される。
【選択図】図1
Description
<<半導体装置の構成例1>>
ここでは、2つの素子層が積層されている半導体装置について説明する。図1Aは、半導体装置の積層構造を模式的に示す図である。半導体装置100は、2の素子層DE−1とDE−2、2の配線層MA−1とMA−2、並びにkの配線層MB−1乃至MB−k(kは1よりも大きな整数)を有する。これらの配線層は、MA−1、MA−2、MB−1乃至MB−kの順に、積層されている。素子層DE−1上に素子層DE−2が積層されている。素子層DE−1と素子層DE−2との間に、配線層MA−1、MA−2が設けられている。素子層DE−2に配線層MB−1乃至MB−kが積層されている。
素子層DE−1とDE−2とは異なる工程で作製されるため、素子層DE−1のトランジスタ(以下、「トランジスタDE1」と呼ぶ。)と素子層DE−2のトランジスタ(以下、「トランジスタDE2」と呼ぶ。)はデバイス構造、構成要素の材料等を異ならせることが可能である。
半導体装置100は、複数の論理セル10を構成単位として構成されている1または複数の回路を有する。図1Bに論理セル10の構成を模式的に示す。論理セル10は、1または複数のトランジスタ、複数の配線、ポートA1、およびポートY1を有する。ポートA1は入力ポートであり、ポートY1は出力ポートである。
半導体装置100において、トランジスタDE1、DE2の電極、各配線層の配線、配線間を接続するプラグ等は、抵抗率が低い導電体(例えば、アルミニウム、銅)であることが好ましい。配線等を低抵抗化することで、配線等の寄生抵抗や寄生容量が低減されるため、信号の遅延が抑制され、消費電力の低減することができる。また、プラグを形成するビアホールを小さくすることができるため、高集積化に有利である。
しかしながら、素子層DE−2よりも下層に形成される配線層MA−1、MA−2の配線等の導電体は、素子層DE−2(トランジスタDE2)の作製工程の処理温度に耐えうることが求められる。また、単結晶シリコンウエハで作製されるSiトランジスタと異なり、トランジスタDE2の半導体領域は気相法で成膜された半導体から形成される。そのため、トランジスタDE2の特性や信頼性を向上させるため、半導体領域は400℃以上の処理温度を経て形成される場合がある。このような高温の熱処理は、例えば、トランジスタDE2が多結晶シリコントランジスタである場合は、多結晶シリコンの結晶性を向上させる熱処理である。例えば、トランジスタDE2がOSトランジスタである場合は、酸化物半導体領域の酸素欠陥を低減するための熱処理、水素(H)を低減するための熱処理が挙げられる。
配線層MB−j(jは1以上k以下の整数)は、素子層DE−2に積層されるため、配線層MB−jの配線、およびこの配線と接続されるプラグは、耐熱性は劣るが低抵抗な導電体(例えばアルミニウムまたは銅を主成分とする導電体)で形成することができる。このような低抵抗導電体として、アルミニウム、銅、アルミニウム合金、ヒロック防止のための元素(Si、Cr、Sc、Ta、Ti等)を含むアルミニウム合金(例えば、Al−Mo合金、Al−Ti合金)、銅合金(例えば、Cu−Mo合金、Cu−W合金)等が挙げられる。配線層MB−jの配線、およびこの配線と接続されるプラグは、単層の導電体でも積層の導電体でもよい。積層の導電体とする場合は、上掲の低抵抗の導電体と、上掲した高耐熱性の導電体との積層でもよい。このような積層とすることで、配線およびプラグの耐熱性を向上でき、またはマイグレーションが抑制できる。例えば、積層の導電体を設ける場合は、低抵抗の導電体の下側および上側の両方あるいは片方に、チタン、モリブデン、タングステンなどの高融点金属、またはそれらの窒化物(窒化チタン、窒化モリブデン、窒化タングステン)を設ければよい。例えば、窒化チタン、アルミニウム、窒化チタンの3層の導電体で、配線およびプラグを形成することができる。
また、素子層DE−1のトランジスタDE1と配線層MA−1の配線とで、論理セル10の論理回路10aを設計できる場合は、配線層MA−2を設けなくてもよい。そのような構成例を図2に示す。
半導体装置100には、1または複数のトランジスタDE2と論理セル10とを組み合わせた回路を設けることができる。トランジスタDE2がOSトランジスタである場合、OSトランジスタのオフ電流が極めて小さいことから、論理セル10の論理回路10aに機能を付加すること、あるいは性能を向上させることができる。図4に、OSトランジスタと論理回路とを組み合わせた回路の例を示す。図4のトランジスタTO1−TO3、TO6−TO8はOSトランジスタである。
トランジスタTO1−TO3がOSトランジスタであることで、バックアップ回路36A−36Cは、長時間のデータ保持が可能となる。例えば、バックアップ回路36Aにおいて、電源電圧を2V以上かつ3.5V以下、ノードSN1の保持容量(C1の容量)を21fF、ノードSN1の保持電位の許容変動量を0.5V未満であるとする条件下では、85℃、10年間で保持電位の変動量を許容変動量未満とするには、ノードSN1からのリーク電流は、33×10−24A未満であることが必要となる。他からのリークがさらに小さく、リーク箇所がほぼトランジスタTO1である場合、トランジスタTO1のチャネル幅が350nmのとき、トランジスタTO1のチャネル幅あたりのリーク電流を93×10−24A/μm未満とすることが好ましい。つまり、トランジスタTO1をOSトランジスタとすることで、バックアップ回路36Aは85℃において10年間データを保持することが可能である。
図5は、半導体装置100の積層構造を模式的に示した図である。図5には、論理セル110、論理セル111、および回路112を示す。回路112は、論理セル111に積層されている。回路112は、図4C−図4Eに示すバックアップ回路に対応する回路であり、論理セル111のデータをバックアップ可能なように、論理セル111と接続されている。図5には、回路112に設けられるトランジスタTO1および容量素子C1を示す。
ここでは、論理セルを構成単位として設計される半導体装置の具体例として、処理装置について説明する。図6に示す半導体装置は、処理装置(PU)200および電源回路210を有する。PU200は命令を実行する機能を有する回路である。PU200は、一のチップに集積された複数の機能回路を有する。PU200は、プロセッサコア201、電源管理装置(PMU)202、パワースイッチ(PSW)203、クロック制御回路204を有する。図6は、電源回路210がPU200と異なるチップに設けられている例を示している。端子220は電源電位用端子であり、電源回路210から電源電位VDDが入力される。端子221、222は、信号の入力端子である。端子221はマスタクロック信号MCLKが入力される。端子222には信号INTが入力される。信号INTは割り込み処理を要求する割り込み信号である。信号INTは、PU200のプロセッサコア201およびPMU202に入力される。
プロセッサコア201は、命令を処理することができる機能を有する回路であり、演算処理回路、あるいはプロセッサ(処理装置)と呼ぶことも可能である。プロセッサコア201は論理セルを基本単位にして設計されている。プロセッサコア201は、論理回路240およびフリップフロップ(FF)250等を有しており、これらにより、各種の機能回路が構成されている。例えば、論理回路240は組み合わせ回路とすることができる。FF250はレジスタに含まれる。
図8はFF250の回路構成例を示す。図8に示すバックアップ回路252は、バックアップ回路36Cと同様の回路構成を有する。図8に示すSFF251は、セレクタ(SEL)253、FF254、ポートVH、VL、D、Q、QB、SD、SD_IN、SE、CK、RTを有する。
図9、図10はFF250の動作例を示すタイミングチャートである。図9は、PU200がアクティブモードからスリープモードに移行するときの、FF250動作例を示し、図10は、PU200がスリープモードからアクティブモードに移行するときのFF250動作例を示す。図9、図10には、ポートVH、CK、Q、SE、SD、BKおよびRE、並びにノードSN1の電圧(論理)の変化を示す。ポートPLにはVSSが入力される。図9、図10において、電圧の最大値はVDDであり最小値はVSSである。
アクティブモードでは、FF250は通常動作を行う。FF250は、論理回路からの出力データを一時的に保持するフリップフロップとして機能する。ここでは、論理回路の出力データは、ポートDに入力されることとする。通常動作時では、ポートRE、BKが“L”であるので、トランジスタTO1−TO3はオフである。ポートSEは“L”であるので、SEL253によって、ポートDのデータがFF254に入力される。ポートRTは“H”である。ポートCKにはクロック信号が入力される。ポートCKが“H”になるのに連動して、ポートQの電圧(論理)が変化する。
スキャンモードでは、複数のSFF251が直列に電気的に接続され、スキャンチェーンが構成される。バックアップ回路252では、トランジスタTO1、TO3がオンとなり、トランジスタTO2がオフになる。ポートSEが“H”であるので、SEL253によって、ポートSDのデータがFF254に入力される。つまり、スキャンモードでは、ポートQの出力データが、次段のFF250のポートSDに入力されることになる。
スキャンテストを行うには、スキャンモードにして、スキャンチェーンの初段のFF250のポートSD_INにスキャンテストデータを入力する。クロック信号を入力することによってスキャンチェーンのシフト動作を行い、各FF250にスキャンテストデータを書き込む。次に、FF250を通常動作させ、論理回路240の出力データをFF250に保持させる。再び、スキャンモードにして、スキャンチェーンのシフト動作を行う。最終段のFF250のポートQから出力されるデータから、論理回路240およびFF250の故障の有無を判定することができる。
アクティブモードからスリープモードに移行することでバックアップ・シークエンスが行われる。バックアップ・シークエンスでは、クロックゲーティング(クロック停止)、データのバックアップ、およびパワーゲーティング(電源オフ)が行われる。クロックの停止によって、スリープモードになる。
スリープモードからアクティブモードに移行するリストア・シークエンスでは、電源のオン、データのリストア、クロックの供給が行なわれる。クロックの供給を開始することで、アクティブモードになる。
PMU202は、パワーゲーティング、クロックゲーティング等を制御する機能を有する。より具体的には、PMU202は、プロセッサコア201、PSW203、クロック制御回路204を制御することができる機能を有する。PMU202は、ポートBK、RE、SE等に入力される制御信号をプロセッサコア201に出力する機能を有する。
PU200は、図5の半導体装置100と同様の積層構造をもつデバイスである。図11はFF250のデバイス構造の模式図である。SFF251は論理セルで構成される。SFF251のトランジスタは素子層DE−1に設けられ、これらは配線層MA−1の配線によって接続される。ポートSD、Qは配線層MB−1に設けられ、配線層MA−2の配線を介して、SFF251と接続される。ポートSD_IN、Dも同様である。バックアップ回路252のトランジスタTO1−TO3は素子層DE−2に設けられている。容量素子C1の一対の電極の一方は配線層MB−2に設けられている。
本実施の形態では、半導体装置の一例として、電子部品、及び電子部品を具備する電子機器等について説明する。
図12Aは、電子部品の作製方法例を示すフローチャートである。電子部品は、半導体パッケージ、またはIC用パッケージともいう。この電子部品は、端子取り出し方向や、端子の形状に応じて、複数の規格や名称が存在する。そこで、本実施の形態では、その一例について説明することにする。
本実施の形態では、OSトランジスタ、およびOSトランジスタを有する半導体装置について説明する。
図14にOSトランジスタの構成の一例を示す。図14AはOSトランジスタの構成の一例を示す上面図である。図14Bは、y1−y2線断面図であり、図14Cはx1−x2線断面図であり、図14Dはx3−x4線断面図である。ここでは、y1−y2線の方向をチャネル長方向と呼び、x1−x2線方向をチャネル幅方向と呼ぶ場合がある。なお、デバイス構造を明確にするため、図14Aでは、一部の構成要素が省略されている。
導電層850−853は、銅(Cu)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、金(Au)、アルミニウム(Al)、マンガン(Mn)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、鉛(Pb)、錫(Sn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ルテニウム(Ru)、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、ストロンチウム(Sr)の低抵抗材料からなる単体、もしくは合金、またはこれらを主成分とする化合物を含む導電膜の単層または積層とすることが好ましい。特に、耐熱性と導電性を両立するタングステンやモリブデンなどの高融点材料を用いることが好ましい。また、アルミニウムや銅などの低抵抗導電性材料で形成することが好ましい。さらに、Cu−Mn合金を用いると、酸素を含む絶縁体との界面に酸化マンガンを形成し、酸化マンガンがCuの拡散を抑制する機能を持つので好ましい。
半導体層842は、例えば、インジウム(In)を含む酸化物半導体である。半導体層842は、例えば、インジウムを含むと、キャリア移動度(電子移動度)が高くなる。また、半導体層842は、元素Mを含むと好ましい。元素Mは、好ましくは、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、イットリウム(Y)またはスズ(Sn)などとする。そのほかの元素Mに適用可能な元素としては、ホウ素B、シリコン(Si)、チタン(Ti)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、ゲルマニウム(Ge)、ジルコニウム(Zr)、モリブデン(Mo)、ランタン(La)、セリウム(Ce)、ネオジム(Nd)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)、タングステン(W)などがある。ただし、元素Mとして、前述の元素を複数組み合わせても構わない場合がある。元素Mは、例えば、酸素との結合エネルギーが高い元素である。例えば、酸素との結合エネルギーがインジウムよりも高い元素である。または、元素Mは、例えば、酸化物半導体のエネルギーギャップを大きくする機能を有する元素である。また、半導体層842は、亜鉛(Zn)を含むと好ましい。酸化物半導体は、亜鉛を含むと結晶化しやすくなる場合がある。
図15を参照して、半導体層841、半導体層842、および半導体層843の積層により構成される半導体領域840の機能およびその効果について、説明する。図15Aは、図14Bの部分拡大図であり、OSトランジスタ800の活性層(チャネル部分)を拡大した図である。図15BはOSトランジスタ800のチャネル形成領域のエネルギーバンド構造であり、図15Aの点線z1−z2で示す部位のエネルギーバンド構造を示している。
絶縁層821−825は、単層構造または積層構造の絶縁膜で形成される。絶縁膜を構成する材料には、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化ハフニウム、酸化タンタルなどがある。
Siトランジスタでは、チャネルドーピングによってしきい値電圧を容易に制御することができる。これに対して、OSトランジスタは、チャネルドーピングでは、しきい値電圧を効果的に変化させることが困難である。OSトランジスタでは、電荷捕獲層に電子を注入することで、しきい値電圧を変動させることが可能である。例えば、電荷捕獲層への電子の注入はトンネル効果を利用すればよい。導電層853に正の電圧を印加することによって、トンネル電子を電荷捕獲層に注入する。
基板820としては、例えば、絶縁体基板、半導体基板または導電体基板を用いればよい。絶縁体基板は、例えば、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、安定化ジルコニア基板(イットリア安定化ジルコニア基板など)、樹脂基板などである。また、半導体基板は、例えば、シリコン、ゲルマニウムなどの単体半導体基板、または炭化シリコン、シリコンゲルマニウム、ヒ化ガリウム、リン化インジウム、酸化亜鉛、酸化ガリウムからなる化合物半導体基板などである。半導体基板は、バルク型でよいし、半導体基板に絶縁領域を介して半導体層が設けられているSOI(Silicon On Insulator)型でもよい。導電体基板は、黒鉛基板、金属基板、合金基板、導電性樹脂基板などである。または、金属の窒化物を有する基板、金属の酸化物を有する基板などがある。さらには、絶縁体基板に導電体または半導体が設けられた基板、半導体基板に導電体または絶縁体が設けられた基板、導電体基板に半導体または絶縁体が設けられた基板などである。または、上掲された基板に素子が設けられたものを用いてもよい。基板に設けられる素子は、容量素子、抵抗素子、スイッチ素子、発光素子、記憶素子などである。
導電層850をマスクにして、半導体層843及び絶縁層824をエッチングしてもよい。そのような工程を経たOSトランジスタの構成例を図16Aに示す。図16AのOSトランジスタ801では、半導体層843および絶縁層824の端部は導電層850の端部とほぼ一致することになる。したがって、導電層850の下部のみに半導体層843および絶縁層824が存在する。
図16Bに示すOSトランジスタ802は、OSトランジスタ801に導電層855、導電層856を追加したデバイス構造を有する。ソース電極およびドレイン電極として機能する一対の電極は、導電層855と導電層851との積層、および導電層856と導電層852との積層で構成される。
図14に示すOSトランジスタ800は、導電層851及び導電層852が、半導体層841、842の側面と接していてもよい。そのような構成例を図16Cに示す。図16Cに示すOSトランジスタ803は、導電層851及び導電層852が半導体層841の側面及び半導体層842の側面と接している。
<<酸化物半導体の構造>>
本実施の形態では、酸化物半導体の構造について説明する。
CAAC−OSは、c軸配向した複数の結晶部(ペレットともいう。)を有する酸化物半導体の一つである。
nc−OSは、高分解能TEM像において、結晶部を確認することのできる領域と、明確な結晶部を確認することのできない領域と、を有する。nc−OSに含まれる結晶部は、1nm以上10nm以下、または1nm以上3nm以下の大きさであることが多い。なお、結晶部の大きさが10nmより大きく100nm以下である酸化物半導体を微結晶酸化物半導体と呼ぶことがある。nc−OSは、例えば、高分解能TEM像では、結晶粒界を明確に確認できない場合がある。なお、ナノ結晶は、CAAC−OSにおけるペレットと起源を同じくする可能性がある。そのため、以下ではnc−OSの結晶部をペレットと呼ぶ場合がある。
a−like OSは、nc−OSと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する酸化物半導体である。a−like OSは、高分解能TEM像において鬆が観察される場合がある。また、高分解能TEM像において、明確に結晶部を確認することのできる領域と、結晶部を確認することのできない領域と、を有する。鬆を有するため、a−like OSは、不安定な構造である。a−like OSは、電子照射によって結晶部の成長が見られる場合がある。一方、nc−OSおよびCAAC−OSは、電子照射による結晶部の成長がほとんど見られないことがわかる。即ち、a−like OSは、nc−OSおよびCAAC−OSと比べて、不安定な構造であることがわかる。
以下に、本明細書等に関する事項を示す。
15:配線グリッド、15a:グリッド点、16:配線グリッド、16a:グリッド点、20:インバータセル、20N:トランジスタ、20P:トランジスタ、21C:領域、22n:領域、22p:領域、23:配線、24a:配線、24b:配線、24c:配線、24d:配線、25a:配線、25b:配線、26a:配線、26b:配線、
30:回路、30−1:回路、30−2:回路、31:回路、32:回路、33:回路、34:論理回路、35:論理回路、36A:バックアップ回路、36B:バックアップ回路、36C:バックアップ回路、
40:単結晶シリコンウエハ、41:絶縁層、42:絶縁層、43:絶縁層、44:絶縁層、52−1:絶縁層、52−3:絶縁層、53−1:絶縁層、53−2:絶縁層、53−3:絶縁層、53−4:絶縁層、53−5:絶縁層、53−6:絶縁層、61:配線、62:配線、63:配線、64:配線、65:配線、66:配線、67:配線、68:配線、71:プラグ、72:プラグ、73:プラグ、74:プラグ、75:プラグ、76:プラグ、
100:半導体装置、101:半導体装置、110:論理セル、111:論理セル、112:回路、
200:PU(処理装置)、201:プロセッサコア、202:PMU(電源管理装置)、203:PSW(パワースイッチ)、204:クロック制御回路、205:回路、210:電源回路、220:端子、221:端子、222:端子、231:制御装置、232:プログラムカウンタ、233:パイプラインレジスタ、234:パイプラインレジスタ、235:レジスタファイル、236:ALU(算術論理演算装置)、237:データバス、240:論理回路、250:FF(フリップフロップ)、251:SFF(スキャンフリップフロップ)、252:バックアップ回路、253:SEL(セレクタ)、254:FF(フリップフロップ)、254a:回路、
700:単結晶シリコンウエハ、710:素子分離層、771:ウエル、772:活性層、773:低濃度不純物領域、774:高濃度不純物領域、775:導電性領域、776:ゲート絶縁層、777:ゲート電極、778:側壁絶縁層、779:側壁絶縁層、800:OSトランジスタ、801:OSトランジスタ、802:OSトランジスタ、803:OSトランジスタ、820:基板、821:絶縁層、822:絶縁層、823:絶縁層、824:絶縁層、825:絶縁層、840:半導体領域、841:半導体層、842:半導体層、843:半導体層、850:導電層、851:導電層、852:導電層、853:導電層、855:導電層、856:導電層、
900:携帯型ゲーム機、901:筐体、902:筐体、903:表示部、904:表示部、905:マイクロホン、906:スピーカ、907:操作キー、908:スタイラス、910:携帯情報端末、911:筐体、912:筐体、913:表示部、914:表示部、915:接続部、916:操作キー、920:ノート型PC、921:筐体、922:表示部、923:キーボード、924:ポインティングデバイス、930:電気冷凍冷蔵庫、931:筐体、932:冷蔵室用扉、933:冷凍室用扉、940:ビデオカメラ、941:筐体、942:筐体、943:表示部、944:操作キー、945:レンズ、946:接続部、950:自動車、951:車体、952:車輪、953:ダッシュボード、954:ライト、
7000:電子部品、7001:リード、7002:プリント基板、7003:回路部、7004:回路基板、
A1:ポート、B1:ポート、BK:ポート、C1:容量素子、CK:ポート、CK1:ポート、CKB1:ポート、D:ポート、DE1:トランジスタ、DE2:トランジスタ、DE−1:素子層、DE−2:素子層、L15:グリッド間隔、L16:グリッド間隔、MA−1:配線層、MA−2:配線層、MA−3:配線層、MB−1:配線層、MB−2:配線層、MB−3:配線層、MB−k:配線層、MVA1:層、MVA2:層、MVA3:層、MVA4:層、MVA5:層、MVA6:層、N35:ノード、OBG:ポート、PL:ポート、Q:ポート、QB:ポート、RE:ポート、RT:ポート、SD:ポート、SD_IN:ポート、SE:ポート、SN1:ノード、Tn:Siトランジスタ、Tp:Siトランジスタ、TO1:トランジスタ、TO2:トランジスタ、TO3:トランジスタ、TO6:トランジスタ、TO7:トランジスタ、TO8:トランジスタ、VH:ポート、VL:ポート、Y1:ポート
Claims (15)
- 複数の論理セルを有する半導体装置であって、
第1素子層と、
第2素子層と、
第1乃至第k配線層と(kは3よりも大きい整数である。)、
を有し、
前記第1素子層および前記第2素子層には、それぞれ、複数のトランジスタが設けられ、
前記第1乃至第k配線層は、この順序で積層され、
前記第1素子層は、前記第1配線層の下層に設けられ、
前記第2素子層は、前記第2配線層と前記第3配線層との間に設けられ、
前記論理セルのトランジスタは、前記第1素子層に設けられ、
前記論理セルの配線は、前記第1配線層または前記第2配線層に設けられ、
前記論理セルの入力ポートおよび出力ポートは、それぞれ、前記第3配線層に設けられている半導体装置。 - 請求項1において、
前記第3配線層の配線によって、または前記第3配線層の配線および前記第4配線層の配線によって、前記論理セルの前記入力ポートは、他の前記論理セルの前記出力ポートに電気的に接続されている半導体装置。 - 請求項1又は2において、
前記第3乃至前記第k配線層の配線の抵抗率は、前記第1配線層および前記第2配線層の配線よりも低い半導体装置。 - 請求項1又は2において、
前記1配線層および前記第2配線層の前記配線は、タングステンを含む導電体を有し、
前記第3乃至前記第k配線層の前記配線は、銅またはアルミニウムを含む導電体を有する半導体装置。 - 複数の論理セルを有する半導体装置であって、
第1素子層と、
第2素子層と、
第1乃至第k配線層と(kは2よりも大きい整数である。)と、
を有し、
前記第1素子層および前記第2素子層には、それぞれ、複数のトランジスタが設けられ、
前記第1乃至前記第k配線層は、この順序で積層され、
前記第1素子層は、前記第1配線層の下層に設けられ、
前記第2素子層は、前記第1配線層と前記第1配線層との間に設けられ、
前記論理セルのトランジスタは、前記第1素子層に設けられ、
前記論理セルの配線は、前記第1配線層に設けられ、
前記論理セルの入力ポートおよび出力ポートは、それぞれ、前記第2配線層に設けられている半導体装置。 - 請求項5において、
前記第2配線層の配線によって、または前記第2配線層の配線および前記第3配線層の配線によって、前記論理セルの前記入力ポートは、他の前記論理セルの前記出力ポートに電気的に接続されている半導体装置。 - 請求項5又6において、
前記第2乃至前記第k配線層の配線の抵抗率は、前記第1配線層の前記配線よりも低い半導体装置。 - 請求項5又6において、
前記1配線層の前記配線は、タングステンを含む導電体を有し、
前記第2乃至前記第k配線層の前記配線は、銅またはアルミニウムを含む導電体を有する半導体装置。 - 請求項1乃至4の何れか1項において、
前記第3配線層の配線グリッドの間隔は、前記第2配線層の配線グリッドの間隔の1.5倍、または2倍である半導体装置。 - 請求項5乃至8の何れか1項において、
前記第2配線層の配線グリッドの間隔は、前記第1配線層の配線グリッドの間隔の1.5倍、または2倍である半導体装置。 - 請求項1乃至10の何れか一において、
前記第2素子層の前記複数のトランジスタは、チャネルが形成される酸化物半導体層を有する半導体装置。 - 請求項1乃至11の何れか一において、
前記第2トランジスタと前記論理セルとが電気的に接続されている回路を有する半導体装置。 - 請求項1乃至12の何れか一において、
前記バックアップ回路が設けられており、
前記バックアップ回路は、前記論理セルのデータをバックアップできるように、当該論理セルと電気的に接続され、
前記バックアップ回路はトランジスタおよび容量素子を有し、
前記バックアップ回路の前記トランジスタは、前記容量素子の充電及び放電を制御する機能を有し、前記第2素子層に設けられている半導体装置。 - チップおよびリードを有し、
前記チップには、請求項1乃至13の何れか1項に記載の半導体装置が設けられ、
前記リードは前記チップと電気的に接続されている電子部品。 - 請求項1乃至13の何れか1項に記載の半導体装置と、
表示装置、タッチパネル、マイク、スピーカ、操作キー、及び筐体の少なくとも一と、
を有する電子機器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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