JPS6150388B2 - - Google Patents

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JPS6150388B2
JPS6150388B2 JP54139527A JP13952779A JPS6150388B2 JP S6150388 B2 JPS6150388 B2 JP S6150388B2 JP 54139527 A JP54139527 A JP 54139527A JP 13952779 A JP13952779 A JP 13952779A JP S6150388 B2 JPS6150388 B2 JP S6150388B2
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JP
Japan
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polycrystalline silicon
wiring
drain
gate
layer
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JP54139527A
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English (en)
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JPS5664465A (en
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Tatsuji Asakawa
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Suwa Seikosha KK
Original Assignee
Suwa Seikosha KK
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Publication date
Application filed by Suwa Seikosha KK filed Critical Suwa Seikosha KK
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Publication of JPS6150388B2 publication Critical patent/JPS6150388B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/085Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
    • H01L27/088Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
    • H01L27/092Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors
    • H01L27/0927Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors comprising a P-well only in the substrate

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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はCMOS集積回路において基本的な
CMOSトランジスタ対の構造に関するものであ
る。
従来のシリコンゲートCMOS集積回路の断面図
を第1図に示す。ここには基本的な回路として
CMOSインバータが示されている。Pチヤネルト
ランジスタはP型多結晶シリコン12をゲートと
し、ソース11、ドレイン13のP+層、基板の
N-層から成り、一方Nチヤネルトランジスタは
N型多結晶シリコン15をゲートとし、ソース1
4、ドレイン16のN+層、基板となるP-ウエル
層から成つている。この時ゲート配線12、及び
15の接続にはアルミニウムによる接続がなさ
れ、また各ドレイン13及び16の接続にもアル
ミニウムが用いられている。18がこのドレイン
間配線であり、17はソースに接続する一方の電
源配線、19はソースに接続する他方の電源配線
であり、いずれもアルミニウムが用いられてい
る。
しかしながらパターンの微細化により、ソー
ス・ドレイン層の接合深さの浅くなる中で、この
アルミニウムによる配線は接合における突き抜け
などの問題を提起し、そのため第2図に示される
如く多結晶シリコンによるソース、ドレインとの
コンタクトが行なわれるようになつている。Pチ
ヤネルトランジスタのソース・ドレイン層は多結
晶シリコン21,23によりコンタクされ、Nチ
ヤネルトランジスタのソース・ドレイン層は多結
晶シリコン24,26によりコンタクトされてい
る。
この時各ドレイン23及び26の接続にはアル
ミニウム28が用いられ、電源配線はアルミニウ
ム27,29から各ソース21,24に接続され
ている。最も電源配線に関して言えば、アルミニ
ウムが接合において突き抜けても、基板との電位
が同じ場合には問題ないので、ソースをアルミニ
ウムのままにして置くことができる。
本発明は第2図においてアルミニウムでなされ
ているドレイン間配線を多結晶シリコンで行なお
うとするものであり、その目的は、集積回路にお
ける集積密度の向上であり、発明の要旨は、ゲー
ト配線、及びドレイン層に接触する配線に多結晶
シリコン層を用い、相補的なトランジスタ対のド
レイン間配線にこの多結晶シリコン層を用いるこ
とである。先述した如く、基板と同電位の電源配
線がなされるソース層は、この技術を用いること
もできればアルミニウムによる従来の配線を行な
うこともできる。
本発明のCMOS集積回路の断面図を第3図に示
す。第2図との相違点はドレイン層に接触する配
線が多結晶シリコン層でなされるとともに、ドレ
イン間配線をも多結晶シリコン層33―36で行
なつていることである。
本発明のCMOS集積回路は、第3図からわかる
ように基本的なトランジスタ部分に、電源配線を
除いてアルミニウムを必要としない。逆に言えば
トランジスタの上部を配線領域として使うことが
できるのでそれだけ集積密度を向上させることが
できる他、パターン自体の微細化にも本発明の構
造は適する。
第3図における基本的なCMOSトランジスタ対
の等価回路を第4図に示す。符号は第3図と同一
である。ドレイン間接続を行う多結晶シリコン層
に順方向のダイオード41が付随することが特徴
的である。このダイオードは必ず順方向で動作す
るため回路上何ら支障をもたらさない。
第5図に2個のインバータの接続例を示す。イ
ンバータ51―53―52からインバータ54―
56―55へのゲート配線は、Pチヤネルトラン
ジスタ51のドレイン層に接触するP型多結晶シ
リコン層によりPチヤネルトランジスタ54のゲ
ート配線がなされ、Nチヤネルトランジスタ52
のドレイン層に接続するN型多結晶シリコン層に
よりNチヤネルトランジスタ55のゲート配線が
なされている。
ところで、CMOS集積回路におけるトランジス
タ対は、共にそのゲート配線として同型の多結晶
シリコンを採用することができる。従つて、本発
明のCMOS集積回路は更に次の趣旨に立脚する。
それはゲート配線に第一の伝導型の多結晶シリコ
ン層、ドレイン層に接触する配線に、第一及び第
二の伝導型の多結晶シリコン層を用い、相補的な
トランジスタ対のドレイン間配線にこの第一及び
第二の伝導型の多結晶シリコン層の直列接続を用
いることである。
第6図に上記本発明のCMOS集積回路の断面図
を示す。第3図との相違点はPチヤネルトランジ
スタのゲート62が32と異なり、第一の伝導型
としての多結晶シリコンで配線されていることで
ある。この図においては62を除いて61乃至6
9は第3図において32を除く31乃至39とそ
の構成において同一である。例えばドレイン層は
第一及び第二の伝導型としてN型及びP型の多結
晶シリコン層66,63を用い、この多結晶シリ
コン層は直列接続されている。
第7図にこの第6図におけるCMOSトランジス
タ対(CMOSインバータ)の2個の接続を示す。
CMOSインバータ71―73―72のゲートはど
ちらもN型多結晶シリコンで配線され、そのドレ
インには順方向ダイオード73が寄生し、そのダ
イオードのN型領域のN型多結晶シリコンに、
CMOSインバータ74―76―75のゲートのN
型多結晶シリコンが接続されている。
第8図に他のCMOSインバータの2個の接続例
を示す。これは第一の伝導型としてP型の多結晶
シリコン、第二の伝導型としてN型の多結晶シリ
コンを用いた例である。CMOSインバータ81―
83―82のゲートはどちらもP型多結晶シリコ
ンで配線され、そのドレインには順方向ダイオー
ド83が寄生し、そのダイオードのP型領域のP
型多結晶シリコンに、CMOSインバータ84―8
6―85のゲートのP型多結晶シリコンが接続さ
れている。
ところでN型の多結晶シリコンをゲートとする
PチヤネルトランジスタはP型の多結晶シリコン
をゲートとする場合より1.0V程度閾値電圧が高
く、又、P型の多結晶シリコンをゲートするNチ
ヤネルトランジスタはN型の多結晶シリコンをゲ
ートする場合より1.0V程度閾値電圧が高くな
る。つまりインバータの反転電位が1.0V程度シ
フトする。逆にこの性質は、インバータの反転電
位が問題となるレベルシフター、入出力インター
フエイス等の回路として有効である。勿論本発明
の構成によれば、CMOS集積回路において集積密
度の向上が飛躍的に図られ、本発明の目的は充分
に達成される。
以上の如く本発明のCMOS集積回路は、相補的
なトランジスタ対のドレイン間配線に多結晶シリ
コン層を用いることにより、高集積化を実現した
ものであり、特に基本的なセル構造として2個の
インバータを有するCMOSランダムアクセスメモ
リに応用すると有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のCMOS集積回路の断面図。第2
図は従来のCMOS集積回路の断面図。 22……Pチヤネルトランジスタのゲート、2
5……Nチヤネルトランジスタのゲート。 第3図は本発明のCMOS集積回路の断面図。 31,32,33……各Pチヤネルトランジス
タのソース、ゲート、ドレイン、34,35,3
6……各Nチヤネルトランジスタのソース、ゲー
ト、ドレイン、37,39……電源配線、 第4図は第3図の等価回路。第5図は第3図に
おけるCMOSインバータの2個の接続回路例。第
6図は本発明のCMOS集積回路の断面図。第7図
は第6図におけるCMOSインバータの2個の接続
回路例。第8図は他のCMOSインバータの2個の
接続回路例。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ゲート配線、及びドレイン層に接触する配線
    に多結晶シリコン層を用い、相補的なトランジス
    タ対のドレイン間配線は該多結晶シリコン層によ
    つてなされることを特徴とするCMOS集積回路。 2 ゲート配線に第一の伝導型の多結晶シリコン
    層、ドレイン層に接触する配線に第一及び第二の
    伝導型の多結晶シリコン層を用い、相補的なトラ
    ンジスタ対のドレイン間配線は該第一及び第二の
    伝導型の多結晶シリコン層の直列接続によつてな
    されることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のCMOS集積回路。
JP13952779A 1979-10-29 1979-10-29 C-mos integrated circuit Granted JPS5664465A (en)

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JP13952779A JPS5664465A (en) 1979-10-29 1979-10-29 C-mos integrated circuit

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JP62228132A Division JPS6372149A (ja) 1987-09-11 1987-09-11 Cmos集積回路

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JPS5664465A JPS5664465A (en) 1981-06-01
JPS6150388B2 true JPS6150388B2 (ja) 1986-11-04

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