JPH05275613A - 積層型半導体装置 - Google Patents
積層型半導体装置Info
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- JPH05275613A JPH05275613A JP10071292A JP10071292A JPH05275613A JP H05275613 A JPH05275613 A JP H05275613A JP 10071292 A JP10071292 A JP 10071292A JP 10071292 A JP10071292 A JP 10071292A JP H05275613 A JPH05275613 A JP H05275613A
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- Japan
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- layer
- layers
- semiconductor device
- conductive layer
- circuit
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 互いに所定の間隔を有して形成されたストラ
イプ状の第1の導電層1,2,3と、第1の導電層の下
に所定の距離を隔て、該第1の導電層の間隔部に相当す
る位置に配置され、該間隔部の幅と同等あるいはそれ以
上の幅を有する第2の導電層4,5,6と、第1および
第2の導電層の所定の部位に開口部を設けるようにし
た。 【効果】 シールド効果が増加し、クロストークの低減
が図れるとともに、回路レイアウトの自由度を向上する
ことができ、高集積化に対応することが可能となる。
イプ状の第1の導電層1,2,3と、第1の導電層の下
に所定の距離を隔て、該第1の導電層の間隔部に相当す
る位置に配置され、該間隔部の幅と同等あるいはそれ以
上の幅を有する第2の導電層4,5,6と、第1および
第2の導電層の所定の部位に開口部を設けるようにし
た。 【効果】 シールド効果が増加し、クロストークの低減
が図れるとともに、回路レイアウトの自由度を向上する
ことができ、高集積化に対応することが可能となる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は積層型半導体装置に関
し、特に、隣接層間のクロストーク防止のためのシール
ド層を備えた積層型半導体装置に関するものである。
し、特に、隣接層間のクロストーク防止のためのシール
ド層を備えた積層型半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の積層型半導体装置の1例と
して示す4層構造3次元回路素子の断面構造模式図であ
り、図において、11は該積層型半導体装置の基板であ
るp型シリコン基板、12はこのp型シリコン基板11
に形成されるMOSトランジスタを相互に分離するため
のフィールド酸化膜、13,14はMOSトランジスタ
のソース・ドレイン領域となるn型シリコン領域、15
はMOSトランジスタのゲート電極、16はMOSトラ
ンジスタ上を覆う絶縁膜、17は信号を伝える配線、1
8は隣合う層を分離する層間絶縁膜、19は再結晶化さ
れたp型シリコンである。
して示す4層構造3次元回路素子の断面構造模式図であ
り、図において、11は該積層型半導体装置の基板であ
るp型シリコン基板、12はこのp型シリコン基板11
に形成されるMOSトランジスタを相互に分離するため
のフィールド酸化膜、13,14はMOSトランジスタ
のソース・ドレイン領域となるn型シリコン領域、15
はMOSトランジスタのゲート電極、16はMOSトラ
ンジスタ上を覆う絶縁膜、17は信号を伝える配線、1
8は隣合う層を分離する層間絶縁膜、19は再結晶化さ
れたp型シリコンである。
【0003】また、20,21,22,23はそれぞれ
第1,第2,第3,第4層回路、1,2,3はそれぞれ
第1−第2層間,第2−第3層間,第3−第4層間に配
置されたポリシリコン等からなる平板状の導電層であ
り、これら導電層1,2,3のうち、導電層1,3は電
源電位を、導電層2は接地電位をそれぞれ供給する配線
となっている。
第1,第2,第3,第4層回路、1,2,3はそれぞれ
第1−第2層間,第2−第3層間,第3−第4層間に配
置されたポリシリコン等からなる平板状の導電層であ
り、これら導電層1,2,3のうち、導電層1,3は電
源電位を、導電層2は接地電位をそれぞれ供給する配線
となっている。
【0004】図6は図5に示すような4層構造3次元回
路素子の構造の1例を示す回路図であり、図中、図5と
同一符号は相当部分を示す。図6において、31,33
はそれぞれp型シリコン基板11,導電層2に対応する
配線に電位を供給する接地電位、32,34はそれぞれ
導電層1,3に対応する配線に電位を供給する電源電位
である。図に示すように、第1,第3層回路20,22
はそれぞれ2つのトランジスタからなるインバータを3
段接続した回路、第2層回路21はそれぞれ3つのトラ
ンジスタからなるNAND及びNORを並列接続した回
路、第4層回路23はフォトダイオードとそのスイッチ
ングトランジスタを2つ接続した回路で構成されてい
る。
路素子の構造の1例を示す回路図であり、図中、図5と
同一符号は相当部分を示す。図6において、31,33
はそれぞれp型シリコン基板11,導電層2に対応する
配線に電位を供給する接地電位、32,34はそれぞれ
導電層1,3に対応する配線に電位を供給する電源電位
である。図に示すように、第1,第3層回路20,22
はそれぞれ2つのトランジスタからなるインバータを3
段接続した回路、第2層回路21はそれぞれ3つのトラ
ンジスタからなるNAND及びNORを並列接続した回
路、第4層回路23はフォトダイオードとそのスイッチ
ングトランジスタを2つ接続した回路で構成されてい
る。
【0005】次に動作について説明する。図5及び図6
に示す4層構造3次元回路素子では、各層の回路素子
が、独立または相互に信号を授受しつつ、機能的な動作
を行う。ここで、導電層1,2,3は平板状に構成さ
れ、上下に隣接した各層回路20−21,21−22,
22−23間で、各層間絶縁膜18の容量を介して生じ
る信号のクロストーク防止のためのシールド層の役目を
担っている。
に示す4層構造3次元回路素子では、各層の回路素子
が、独立または相互に信号を授受しつつ、機能的な動作
を行う。ここで、導電層1,2,3は平板状に構成さ
れ、上下に隣接した各層回路20−21,21−22,
22−23間で、各層間絶縁膜18の容量を介して生じ
る信号のクロストーク防止のためのシールド層の役目を
担っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の積層型半導体装
置は以上のように構成されているので、導電層1,2,
3はシールド層として形成されているが、隣接する上下
層で共通の電圧供給配線ともなっており、不要なクロス
トークが生じる原因となっている。また、信号線である
配線とシールド層である導電層との電気的な接続はでき
ず、かつ、導電層1,2,3の構造が平板状のため、該
導電層1,2,3の上下に隣接する各層回路間での接続
が困難であり、回路のレイアウトが制限されるので、半
導体装置の高集積化が図れないなどの問題点があった。
置は以上のように構成されているので、導電層1,2,
3はシールド層として形成されているが、隣接する上下
層で共通の電圧供給配線ともなっており、不要なクロス
トークが生じる原因となっている。また、信号線である
配線とシールド層である導電層との電気的な接続はでき
ず、かつ、導電層1,2,3の構造が平板状のため、該
導電層1,2,3の上下に隣接する各層回路間での接続
が困難であり、回路のレイアウトが制限されるので、半
導体装置の高集積化が図れないなどの問題点があった。
【0007】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、複数の回路ブロックを積層した
積層型半導体装置において、各層間の不要なクロストー
クが防止でき、かつ、高集積化が可能な積層型半導体装
置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、複数の回路ブロックを積層した
積層型半導体装置において、各層間の不要なクロストー
クが防止でき、かつ、高集積化が可能な積層型半導体装
置を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る積層型半
導体装置は、複数の半導体回路ブロックを上下層の半導
体回路に分離する各々の絶縁膜中に、互いに所定の間隔
を有して形成されたストライプ状の第1の導電層と、上
記絶縁膜中の上記第1の導電層の下方に所定の距離を隔
て、該第1の導電層の間隔部に相当する位置に配置され
た、該間隔部の幅と同等もしくはそれ以上の幅を有する
ストライプ状の第2の導電層と、上記第1および第2の
導電層の所望の部位に形成された開口部とを有するもの
である。
導体装置は、複数の半導体回路ブロックを上下層の半導
体回路に分離する各々の絶縁膜中に、互いに所定の間隔
を有して形成されたストライプ状の第1の導電層と、上
記絶縁膜中の上記第1の導電層の下方に所定の距離を隔
て、該第1の導電層の間隔部に相当する位置に配置され
た、該間隔部の幅と同等もしくはそれ以上の幅を有する
ストライプ状の第2の導電層と、上記第1および第2の
導電層の所望の部位に形成された開口部とを有するもの
である。
【0009】また、この発明に係る積層型半導体装置
は、上記積層型半導体装置において、第1の導電層,第
2の導電層のうち、一方が電源電位に、他方が接地電位
に接続されたものである。
は、上記積層型半導体装置において、第1の導電層,第
2の導電層のうち、一方が電源電位に、他方が接地電位
に接続されたものである。
【0010】
【作用】この発明における積層型半導体装置は、シール
ド層となる導電層を2層に分け、かつ、その形状をスト
ライプ状としたので、シールド層を厚くしてそのシール
ド効果を増すこととなり、また、導電層の所要箇所に開
口部を設けて該導電層の上下に形成された素子層間の電
気的接続を容易としたので、シールド効果が増加してク
ロストークの低減が図れるとともに、回路レイアウトの
自由度を向上することができ、高集積化に対応すること
が可能となる。
ド層となる導電層を2層に分け、かつ、その形状をスト
ライプ状としたので、シールド層を厚くしてそのシール
ド効果を増すこととなり、また、導電層の所要箇所に開
口部を設けて該導電層の上下に形成された素子層間の電
気的接続を容易としたので、シールド効果が増加してク
ロストークの低減が図れるとともに、回路レイアウトの
自由度を向上することができ、高集積化に対応すること
が可能となる。
【0011】また、この発明における積層型半導体装置
は、2層に分けた導電層をそれぞれ電源電位,接地電位
に固定したことにより、両者間でコンデンサーを形成す
ることとなり、また、それぞれ上下に隣接する回路に対
して接地及び電源電位の配線として用いられることによ
り、電位が安定し、クロストークの低減が図れる。
は、2層に分けた導電層をそれぞれ電源電位,接地電位
に固定したことにより、両者間でコンデンサーを形成す
ることとなり、また、それぞれ上下に隣接する回路に対
して接地及び電源電位の配線として用いられることによ
り、電位が安定し、クロストークの低減が図れる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。図1はこの発明の一実施例による積層型半導体装置
の1例として示す4層構造3次元回路素子の断面構造模
式図であり、図において、図5と同一符号は同一または
相当部分を示す。図1において、1および4,2および
5,3および6は、それぞれ第1−第2,第2−第3,
第3−第4層回路間に互いに半周期隔ててストライプ状
に配置され、不純物を添加して低抵抗化したポリシリコ
ン等からなる上側導電層および下側導電層であり、それ
ぞれ所望の位置に開口部を備え、また、それぞれの上下
層から配線17が接続されている。隣接する各層の回路
の配線17は、これら導電層1,2,3,4,5,6の
所定の位置に設けられれた開口部を通して接続され、隣
接する層間での回路の接続を可能としている。
る。図1はこの発明の一実施例による積層型半導体装置
の1例として示す4層構造3次元回路素子の断面構造模
式図であり、図において、図5と同一符号は同一または
相当部分を示す。図1において、1および4,2および
5,3および6は、それぞれ第1−第2,第2−第3,
第3−第4層回路間に互いに半周期隔ててストライプ状
に配置され、不純物を添加して低抵抗化したポリシリコ
ン等からなる上側導電層および下側導電層であり、それ
ぞれ所望の位置に開口部を備え、また、それぞれの上下
層から配線17が接続されている。隣接する各層の回路
の配線17は、これら導電層1,2,3,4,5,6の
所定の位置に設けられれた開口部を通して接続され、隣
接する層間での回路の接続を可能としている。
【0013】図2はこの発明の一実施例における積層型
半導体装置のストライプ状の導電層1,2,3,4,
5,6の構造を示す上面図であり、図において、40は
該導電層1,2,3,4,5,6の上下層の配線17を
通す開口部であり、該積層型半導体装置の回路レイアウ
トに対応して所望の位置に形成される。また、図3はこ
の発明の一実施例における積層型半導体装置のストライ
プ状の導電層1,2,3,4,5,6の側面構造を示す
断面図である。これらの図に示すように、上側導電層
1,2,3、下側導電層4,5,6とも、互いに所定の
距離を隔ててストライプ状に形成されており、その距離
は、真上から見た場合、図2に示すように、その下にあ
るデバイス層が見通せない、すなわち、導電層の隙間が
無い構造になるよう設定されている。
半導体装置のストライプ状の導電層1,2,3,4,
5,6の構造を示す上面図であり、図において、40は
該導電層1,2,3,4,5,6の上下層の配線17を
通す開口部であり、該積層型半導体装置の回路レイアウ
トに対応して所望の位置に形成される。また、図3はこ
の発明の一実施例における積層型半導体装置のストライ
プ状の導電層1,2,3,4,5,6の側面構造を示す
断面図である。これらの図に示すように、上側導電層
1,2,3、下側導電層4,5,6とも、互いに所定の
距離を隔ててストライプ状に形成されており、その距離
は、真上から見た場合、図2に示すように、その下にあ
るデバイス層が見通せない、すなわち、導電層の隙間が
無い構造になるよう設定されている。
【0014】図4は図1に示すような4層構造3次元回
路素子の構造の1例を示す回路図であり、図中、図1と
同一符号は相当部分を示す。図4において、32a,3
3a,34aは導電層1,2,3に対応する配線に電位
を供給する電源電位、31,32b,33b,34bは
それぞれp型シリコン基板11,導電層4,5,6に対
応する配線に電位を供給する接地電位である。
路素子の構造の1例を示す回路図であり、図中、図1と
同一符号は相当部分を示す。図4において、32a,3
3a,34aは導電層1,2,3に対応する配線に電位
を供給する電源電位、31,32b,33b,34bは
それぞれp型シリコン基板11,導電層4,5,6に対
応する配線に電位を供給する接地電位である。
【0015】第1,第3層回路20,22はそれぞれト
ランジスタ2つからなるインバータを3段接続した回
路、第2層回路21はそれぞれ3つのトランジスタから
なるNAND及びNORで構成される回路、第4層回路
23はフォトダイオードとそのスイッチングトランジス
タ2つとからなる回路である。第2層回路21中のNO
R回路は、第1層回路20に含まれるトランジスタ51
および第2層回路21に含まれるトランジスタ52,5
3より構成されている。
ランジスタ2つからなるインバータを3段接続した回
路、第2層回路21はそれぞれ3つのトランジスタから
なるNAND及びNORで構成される回路、第4層回路
23はフォトダイオードとそのスイッチングトランジス
タ2つとからなる回路である。第2層回路21中のNO
R回路は、第1層回路20に含まれるトランジスタ51
および第2層回路21に含まれるトランジスタ52,5
3より構成されている。
【0016】次に作用,効果について説明する。導電層
1,2,3,4,5,6は各層間のクロストークを防ぐ
ためのシールド層となるが、上側層1,2,3,下側層
4,5,6の2層構造としたことにより、シールド層の
厚さを増すことになり、また、一方を電源電位に、他方
を接地電位に固定したことにより、コンデンサーが形成
されて電位が安定するとともに、それぞれ上下に隣接す
る回路に対して接地及び電源電位を供給する配線として
も用いられる。これらのことにより、シールド効果が向
上し、クロストークの低減が図れる。また、これらのス
トライプ状の導電層は開口部40を備え、この開口部4
0を通る配線により隣接する層の回路を接続するので、
導電層の上下に形成された各層間での電気的接続を容易
にし、回路レイアウトの自由度を向上させることによ
り、トランジスタ51,52,53より構成されるNO
R回路のように、隣接する層間での回路や素子の接続が
可能となる。
1,2,3,4,5,6は各層間のクロストークを防ぐ
ためのシールド層となるが、上側層1,2,3,下側層
4,5,6の2層構造としたことにより、シールド層の
厚さを増すことになり、また、一方を電源電位に、他方
を接地電位に固定したことにより、コンデンサーが形成
されて電位が安定するとともに、それぞれ上下に隣接す
る回路に対して接地及び電源電位を供給する配線として
も用いられる。これらのことにより、シールド効果が向
上し、クロストークの低減が図れる。また、これらのス
トライプ状の導電層は開口部40を備え、この開口部4
0を通る配線により隣接する層の回路を接続するので、
導電層の上下に形成された各層間での電気的接続を容易
にし、回路レイアウトの自由度を向上させることによ
り、トランジスタ51,52,53より構成されるNO
R回路のように、隣接する層間での回路や素子の接続が
可能となる。
【0017】このように上記実施例では、各層間に配置
され、それぞれ接地電位,電源電位に固定された2つの
導電層により、各層の半導体回路の接地及び電源電位が
供給されるので、各層間での信号の不要なクロストーク
が防止され、さらに、導電層に設けられた開口部を通し
て、上下層の回路間での電気的接続を可能とすることが
できる。
され、それぞれ接地電位,電源電位に固定された2つの
導電層により、各層の半導体回路の接地及び電源電位が
供給されるので、各層間での信号の不要なクロストーク
が防止され、さらに、導電層に設けられた開口部を通し
て、上下層の回路間での電気的接続を可能とすることが
できる。
【0018】なお、上記実施例では第2の導電層の幅を
第1の導電層の間隔部の幅と同様としたが、それ以上て
あってもよく上記実施例と同様の効果を奏する。
第1の導電層の間隔部の幅と同様としたが、それ以上て
あってもよく上記実施例と同様の効果を奏する。
【0019】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る積層型半
導体装置によれば、複数の半導体回路ブロックを上下層
の半導体回路に分離する各々の絶縁膜中に、互いに所定
の間隔を有して形成されたストライプ状の第1の導電層
と、上記絶縁膜中の上記第1の導電層の下方に所定の距
離を隔て、該第1の導電層の間隔部に相当する位置に配
置された、該間隔部の幅と同等もしくはそれ以上の幅を
有するストライプ状の第2の導電層と、上記第1,第2
の導電層の所望の位置に形成された開口部とを設けるよ
うにしたので、上記第1,第2の導電層の上下の形成さ
れた素子層間の電気的接続が容易となり、シールド効果
が増大してクロストークの低減が図れるとともに、回路
レイアウトの自由度を向上することかでき、高集積化に
対応することが可能となる効果がある。
導体装置によれば、複数の半導体回路ブロックを上下層
の半導体回路に分離する各々の絶縁膜中に、互いに所定
の間隔を有して形成されたストライプ状の第1の導電層
と、上記絶縁膜中の上記第1の導電層の下方に所定の距
離を隔て、該第1の導電層の間隔部に相当する位置に配
置された、該間隔部の幅と同等もしくはそれ以上の幅を
有するストライプ状の第2の導電層と、上記第1,第2
の導電層の所望の位置に形成された開口部とを設けるよ
うにしたので、上記第1,第2の導電層の上下の形成さ
れた素子層間の電気的接続が容易となり、シールド効果
が増大してクロストークの低減が図れるとともに、回路
レイアウトの自由度を向上することかでき、高集積化に
対応することが可能となる効果がある。
【0020】またこの発明にかかる積層型半導体装置に
よれば、上記第1及び第2の導電層のうち、一方を電源
電位に、他方を接地電位に接続することにより、2層に
分けた導電層をそれぞれ電源電位,接地電位に固定する
ようにしたので、両導電層間でコンデンサーを形成する
こととなり、またそれぞれ上下に隣接する回路に対して
接地及び電源電位間の配線としても用いられることによ
り、電位が安定し、クロストークの低減が図れる効果が
ある。
よれば、上記第1及び第2の導電層のうち、一方を電源
電位に、他方を接地電位に接続することにより、2層に
分けた導電層をそれぞれ電源電位,接地電位に固定する
ようにしたので、両導電層間でコンデンサーを形成する
こととなり、またそれぞれ上下に隣接する回路に対して
接地及び電源電位間の配線としても用いられることによ
り、電位が安定し、クロストークの低減が図れる効果が
ある。
【図1】この発明の一実施例による積層型半導体装置の
構造を示す断面模式図である。
構造を示す断面模式図である。
【図2】この発明の一実施例による積層型半導体装置の
導電層の構造を示す上面図である。
導電層の構造を示す上面図である。
【図3】この発明の一実施例による積層型半導体装置の
導電層の構造を示す側面の断面図である。
導電層の構造を示す側面の断面図である。
【図4】この発明の一実施例による積層型半導体装置の
構造の1例を示す回路図である。
構造の1例を示す回路図である。
【図5】従来の積層型半導体装置の構造を示す断面模式
図である。
図である。
【図6】従来の積層型半導体装置の構造の1例を示す回
路図である。
路図である。
1〜6 導電層 11 p型シリコン基板 12 フィールド酸化膜 13,14 n型シリコン領域 15 ゲート電極 16 絶縁膜 17 配線 18 層間絶縁膜 19 再結晶化されたp型シリコン 20 第1層回路 21 第2層回路 22 第3層回路 23 第4層回路 31 接地電位 32a 電源電位 32b 接地電位 33a 電源電位 33b 接地電位 34a 電源電位 34b 接地電位 40 開口部 51〜53 トランジスタ
Claims (2)
- 【請求項1】 複数の半導体回路ブロックを立体的に配
置してなる積層型半導体装置において、 上記複数の半導体回路ブロックを上下層の半導体回路に
分離する各々の絶縁膜中に、互いに所定の間隔を有して
形成されたストライプ状の第1の導電層と、 上記絶縁膜中の上記第1の導電層の下方に所定の距離を
隔て、該第1の導電層の間隔部に相当する位置に配置さ
れた、該間隔部の幅と同等もしくはそれ以上の幅を有す
るストライプ状の第2の導電層と、 上記第1および第2の導電層の所望の部位に形成された
開口部とを備えたことを特徴とする積層型半導体装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の積層型半導体装置におい
て、 上記第1の導電層,第2の導電層のうち、一方を電源電
位に、他方を接地電位に接続してなることを特徴とする
積層型半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10071292A JPH05275613A (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 積層型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10071292A JPH05275613A (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 積層型半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05275613A true JPH05275613A (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=14281280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10071292A Pending JPH05275613A (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 積層型半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05275613A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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