KR20100081836A - Logic circuit device having stacked semiconductor oxide transistors - Google Patents

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KR20100081836A
KR20100081836A KR1020090001250A KR20090001250A KR20100081836A KR 20100081836 A KR20100081836 A KR 20100081836A KR 1020090001250 A KR1020090001250 A KR 1020090001250A KR 20090001250 A KR20090001250 A KR 20090001250A KR 20100081836 A KR20100081836 A KR 20100081836A
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transistor
gate
channel layer
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drain
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KR1020090001250A
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박성호
송이헌
김창정
김상욱
김선일
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삼성전자주식회사
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A44HABERDASHERY; JEWELLERY
    • A44BBUTTONS, PINS, BUCKLES, SLIDE FASTENERS, OR THE LIKE
    • A44B11/00Buckles; Similar fasteners for interconnecting straps or the like, e.g. for safety belts

Abstract

PURPOSE: A logical circuit device including stacked semiconductor oxide transistors is provided to convert transistors from a depletion mode to an enhancement mode by regulating a threshold voltage between transistors. CONSTITUTION: A first semiconductor oxide transistor includes a first semiconductor oxide channel layer(CH1). A second semiconductor transistor includes a second semiconductor oxide channel layer(CH2). A body gate(V_body) is located between the first transistor and the second transistor. A negative voltage is applied to the body gate, and the threshold voltages of the first transistor and the second transistor are transferred toward a positive direction. A first gate oxide(GOX1) is formed between the body gate and the first channel layer. A second gate oxide(GOX2) is formed between the body gate and the second channel layer.

Description

적층된 반도체 산화물 트랜지스터를 구비한 논리소자{Logic circuit device having stacked semiconductor oxide transistors}Logic devices having stacked semiconductor oxide transistors

본 발명의 실시예는 적층된 반도체 산화물 트랜지스터를 구비한 논리소자에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to logic devices having stacked semiconductor oxide transistors.

트랜지스터는 전자 기기 분야에서 스위칭 소자(switching device)나 구동 소자(driving device)로 널리 사용되고 있다. 트랜지스터의 동작 특성을 향상시키기 위해, 캐리어 이동도(carrier mobility)가 높은 산화물층, 예컨대, ZnO 계열의 물질층을 채널층으로 적용하는 방법이 시도되고 있다. 산화물로 형성한 채널층은 대부분 n-채널층이며, 산화물 트랜지스터는 대부분 문턱전압(threshold voltage)이 음전압인 공핍 모드(depletion mode) 트랜지스터이다. Transistors are widely used as switching devices or driving devices in the field of electronic devices. In order to improve the operating characteristics of the transistor, a method of applying an oxide layer having a high carrier mobility, for example, a ZnO-based material layer, as a channel layer has been attempted. Most of the channel layer formed of oxide is an n-channel layer, and an oxide transistor is a depletion mode transistor in which a threshold voltage is a negative voltage.

로직회로의 성능 및 집적도 증진과 이를 통한 단위기능 구현에 요청되는 비용절감을 위해 계속적인 scaling-down이 요구된다. 리소그래피 기술의 한계 이상의 스케일링 다운을 위해서 산화물 반도체를 이용하여 적층형 로직회로 의 구현이 요구된다.Continuous scaling-down is required to increase the performance and integration of logic circuits and to reduce the cost required to implement unit functions. Implementation of stacked logic circuits using oxide semiconductors is required for scaling down beyond the limits of lithography technology.

적층형 로직회로는 산화물 트랜지스터를 사용하여 구현하는 경우, 강화 모드 트랜지스터가 필요하다. Stacked logic circuits, when implemented using oxide transistors, require enhanced mode transistors.

본 발명의 실시예는 적층된 반도체 산화물 트랜지스터 사이에 문턱전압을 조절하여 공핍모드 트랜지스터에서 강화모드 트랜지스터로 변환하는 바디 게이트를 구비한 논리소자를 제공한다. An embodiment of the present invention provides a logic device having a body gate for controlling a threshold voltage between stacked semiconductor oxide transistors to convert from a depletion mode transistor to an enhancement mode transistor.

본 발명의 일 실시예에 따른 적층된 반도체 산화물 트랜지스터를 구비한 논리소자는: 제1반도체산화물 채널층을 구비한 제1 반도체 산화물 트랜지스터; A logic device having a stacked semiconductor oxide transistor according to an embodiment of the present invention includes: a first semiconductor oxide transistor having a first semiconductor oxide channel layer;

제2반도체 산화물 채널층을 구비한 제2 반도체 산화물 트랜지스터; 및 A second semiconductor oxide transistor having a second semiconductor oxide channel layer; And

상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터는 수직으로 적층되며, 그 사이에 배치된 바디 게이트;를 구비하며, The first transistor and the second transistor are vertically stacked, and a body gate disposed therebetween.

상기 바디 게이트에 음전압이 인가되면, 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터의 문턱전압이 포지티브 방향으로 이동한다. When a negative voltage is applied to the body gate, the threshold voltages of the first transistor and the second transistor move in a positive direction.

상기 바디 게이트 및 상기 제1 채널층 사이에는 제1 게이트 옥사이드가 형성되며, 상기 바디 게이트 및 상기 제2 채널층 사이에는 제2 게이트 옥사이드가 형성된다. A first gate oxide is formed between the body gate and the first channel layer, and a second gate oxide is formed between the body gate and the second channel layer.

상기 제2 게이트 옥사이드 두께가 상기 제1 게이트 옥사이드 두께 보다 더 클 수 있다. The second gate oxide thickness may be greater than the first gate oxide thickness.

상기 바디 게이트에 인가된 음전압에 따라서 상기 제1 트랜지스터는 강화모드 트랜지스터로 작용하며, 상기 제2트랜지스터는 공핍 모드 트랜지스터로 작용한 다. The first transistor acts as an enhancement mode transistor and the second transistor acts as a depletion mode transistor according to the negative voltage applied to the body gate.

본 발명에 따른 논리소자는, 상기 제1트랜지스터의 드레인 및 상기 제2트랜지스터의 소스를 연결하는 제1금속배선; 및In accordance with another aspect of the present invention, a logic device includes: a first metal wiring connecting a drain of the first transistor and a source of the second transistor; And

상기 제1금속배선 및 상기 제2 게이트를 연결하는 제2금속배선;을 더 구비하며, And a second metal wire connecting the first metal wire and the second gate.

상기 제1트랜지스터의 소스에는 그라운드 전압원이 연결되며, 상기 제2트랜지스터의 드레인에는 입력전압원이 연결되며, 상기 제1 게이트는 입력단자가 연결되며, 상기 제1금속배선에 출력단자가 연결된다.A ground voltage source is connected to a source of the first transistor, an input voltage source is connected to a drain of the second transistor, an input terminal is connected to the first gate, and an output terminal is connected to the first metal wire.

상기 제2트랜지스터의 드레인 및 상기 제2 게이트를 연결하는 제2금속배선;을 더 구비하며, And a second metal wiring connecting the drain of the second transistor and the second gate.

상기 제1트랜지스터의 소스에는 그라운드 전압원이 연결되며, 상기 제2금속배선에는 입력전압원이 연결되며, 상기 제1 게이트는 입력단자가 연결되며, 상기 제1금속배선에 출력단자가 연결된다. A ground voltage source is connected to the source of the first transistor, an input voltage source is connected to the second metal wiring, an input terminal is connected to the first gate, and an output terminal is connected to the first metal wiring.

상기 제1 채널층 및 제2채널층은 각각 100Å - 1000Å 두께로 형성될 수 있다. The first channel layer and the second channel layer may each have a thickness of 100 μs to 1000 μs.

본 발명의 다른 실시예에 따른 논리소자는, 제1반도체산화물 채널층을 구비한 제1 반도체 산화물 트랜지스터; In another embodiment, a logic device includes: a first semiconductor oxide transistor having a first semiconductor oxide channel layer;

상기 제1 트래지스터 상에서 제2반도체 산화물 채널층을 구비한 제2 반도체 산화물 트랜지스터; A second semiconductor oxide transistor having a second semiconductor oxide channel layer on the first transistor;

상기 제2트랜지스터 상에서, 제3반도체 산화물 채널층을 구비한 제3 반도체 산화물 트랜지스터; 및A third semiconductor oxide transistor having a third semiconductor oxide channel layer on the second transistor; And

상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터 사이에 배치된 바디 게이트;를 구비하며, And a body gate disposed between the first transistor and the second transistor,

상기 바디 게이트에 음전압이 인가되면, 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터의 문턱전압이 포지티브 방향으로 이동한다. When a negative voltage is applied to the body gate, the threshold voltages of the first transistor and the second transistor move in a positive direction.

상기 바디 게이트에 인가된 음전압에 따라 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터는 강화모드 트랜지스터로 작용하며, 상기 제2트랜지스터 및 상기 제1트랜지스터는 상기 제3트랜지스터의 소스 및 그라운드 전압원에 직렬로 연결되며, 상기 논리소자는 노아회로이다. According to a negative voltage applied to the body gate, the first transistor and the second transistor serve as an enhancement mode transistor, and the second transistor and the first transistor are connected in series with a source and ground voltage source of the third transistor. The logic element is a NOR circuit.

본 발명의 실시예에 따른 논리소자는, 상기 제1트랜지스터의 드레인 및 상기 제2트랜지스터의 소스를 연결하는 제1금속배선;A logic device according to an embodiment of the present invention, the first metal wiring for connecting the drain of the first transistor and the source of the second transistor;

상기 제2트랜지스터의 드레인 및 상기 제3트랜지스터의 소스를 연결하는 제2금속배선; 및A second metal wire connecting a drain of the second transistor and a source of the third transistor; And

상기 제2금속배선 및 상기 제3트랜지스터의 게이트를 연결하는 제3금속배선;을 더 구비하며, And a third metal wire connecting the gate of the second metal wire and the third transistor.

상기 제3트랜지스터의 드레인에는상기 제3트랜지스터의 드레인 및 상기 제3트랜지스터의 게이트를 연결하는 제3금속배선;을 더 구비하며, And a third metal wire connected to the drain of the third transistor and a gate of the third transistor and a drain of the third transistor.

상기 제3금속배선에는 입력전압원이 연결되며, 상기 제1트랜지스터의 게이트에는 제1입력단자가 연결되며, 상기 제2트랜지스터의 게이트에는 제2입력단자가 연결되며, 상기 제2금속배선에 출력단자가 연결된다. An input voltage source is connected to the third metal wiring, a first input terminal is connected to a gate of the first transistor, a second input terminal is connected to a gate of the second transistor, and an output terminal is connected to the second metal wiring. Connected.

상기 바디 게이트에 인가된 음전압에 따라 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터는 강화모드 트랜지스터로 작용하며, 상기 제2트랜지스터 및 상기 제1트랜지스터는 상기 제3트랜지스터의 소스 및 그라운드 전압원에 병렬로 연결되며, 상기 논리소자는 낸드회로이다. The first transistor and the second transistor act as enhancement mode transistors according to the negative voltage applied to the body gate, and the second transistor and the first transistor are connected in parallel to the source and ground voltage sources of the third transistor. The logic element is a NAND circuit.

본 발명의 다른 국면에 따른 논리소자는, According to another aspect of the present invention,

상기 제1트랜지스터의 소스 및 상기 제2트랜지스터의 소스를 연결하는 제1금속배선;A first metal wire connecting the source of the first transistor and the source of the second transistor;

상기 제1트랜지스터의 드레인 및 상기 제2트랜지스터의 드레인을 연결하는 제2금속배선;A second metal wiring connecting the drain of the first transistor and the drain of the second transistor;

상기 제2금속배선과 상기 제3트랜지스터의 소스를 전기적으로 연결하는 제3금속배선; 및A third metal wire electrically connecting the second metal wire and the source of the third transistor; And

상기 제3트랜지스터의 게이트 및 상기 제3금속배선을 연결하는 제4금속배선;을 구비하며, And a fourth metal wiring connecting the gate of the third transistor and the third metal wiring.

상기 제1금속배선에는 그라운드 전압원이 연결되며, 상기 제3트랜지스터의 드레인에는상기 제3트랜지스터의 드레인 및 상기 제3트랜지스터의 게이트를 연결하는 제3금속배선; 및A ground voltage source connected to the first metal line, and a third metal line connecting a drain of the third transistor and a gate of the third transistor to a drain of the third transistor; And

상기 제2금속배선과 상기 제3트랜지스터의 소스를 전기적으로 연결하는 제4금속배선;을 구비하며, And a fourth metal wiring electrically connecting the second metal wiring and the source of the third transistor.

상기 제1금속배선에는 그라운드 전압원이 연결되며, 상기 제3금속배선에는 입력전압원이 연결되며, 상기 제1 게이트에는 제1입력단자가 연결되며, 상기 제2 게이트에는 제2입력단자가 연결되며, 상기 제4금속배선에 출력단자가 연결된다. A ground voltage source is connected to the first metal line, an input voltage source is connected to the third metal line, a first input terminal is connected to the first gate, and a second input terminal is connected to the second gate. An output terminal is connected to the fourth metal wiring.

본 발명의 실시예에 따르면, 반도체 산화물 트랜지스터를 사용하여 적층된 논리소자가 제조될 수 있으며, 이에 따라 집적도가 형상될 수 있다. 적층된 반도체 산화물 트랜지스터의 문턱전압을 이동하여 강화 모드(enhancement mode) 및 공핍 모드(depletion mode)의 산화물 트랜지스터를 구비한 논리소자를 구현할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a stacked logic device using a semiconductor oxide transistor can be manufactured, and thus the degree of integration can be shaped. By shifting the threshold voltage of the stacked semiconductor oxide transistor, a logic device including an oxide transistor of an enhancement mode and a depletion mode may be implemented.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 적층된 반도체 산화물 트랜지스터를 구비한 논리소자를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면에 도시된 층이나 영역들의 폭 및 두께는 명세서의 명확성을 위해 다소 과장되게 도시된 것이다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다. Hereinafter, a logic device having a stacked semiconductor oxide transistor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The width and thickness of the layers or regions shown in the accompanying drawings are somewhat exaggerated for clarity. Like numbers refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 논리소자를 보여주는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 상에 제1 반도체 산화물 트랜지스터 및 제2 반도체 산화물 트랜지스터가 적층되어 있으며, 이들 트랜지스터들 가운데 바디 게이트(Vbody)가 형성되어 있다. 제1 트랜지스터 및 제2트랜지스터는 모두 원래는 공핍 모드 트랜지스터로서 문턱전압이 음전압이다. 그러나, 논리소자로 사용되기 위해서, 이 중 하나는 강화 모드 트랜지스터가 되어야 한다. 바디 게이트(Vbody)에 소정의 음전압이 인가되면, 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터 중 하나는 강화 모드 트랜지스터로 변환된다. 1 is a cross-sectional view showing a logic device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a first semiconductor oxide transistor and a second semiconductor oxide transistor are stacked on a substrate, and a body gate Vbody is formed among these transistors. Both the first transistor and the second transistor are originally depletion mode transistors, and the threshold voltage is negative. However, to be used as a logic device, one of them must be an enhancement mode transistor. When a predetermined negative voltage is applied to the body gate Vbody, one of the first transistor and the second transistor is converted into an enhancement mode transistor.

제1 반도체 산화물 트랜지스터는 기판(SUB) 상의 절연층(INS1), 절연 층(INS1) 상의 제1 게이트(G1), 절연층(INS1) 상에서 제1 게이트(G1)를 덮는 제1 게이트 옥사이드(GOX1), 제1 게이트 옥사이드(GOX1) 상의 제1 반도체 산화물 채널층(CH1), 제1 채널층(CH1)의 양측에 연결되며 서로 이격된 제1 소스(S1) 및 제1 드레인(D1)을 구비한다. 제1트랜지스터는 바텀형 트랜지스터이다. The first semiconductor oxide transistor includes an insulating layer INS1 on the substrate SUB, a first gate G1 on the insulating layer INS1, and a first gate oxide GOX1 covering the first gate G1 on the insulating layer INS1. ), A first semiconductor oxide channel layer CH1 on the first gate oxide GOX1, and a first source S1 and a first drain D1 connected to both sides of the first channel layer CH1 and spaced apart from each other. do. The first transistor is a bottom transistor.

기판(SUB)은 글래스, 플라스틱 또는 실리콘 등으로 형성될 수 있다. 기판(SUB)이 비도전성 물질로 형성되는 경우, 절연층(INS1)은 생략될 수 있다. The substrate SUB may be formed of glass, plastic, silicon, or the like. When the substrate SUB is formed of a non-conductive material, the insulating layer INS1 may be omitted.

제1 게이트(G1)는 일반적인 게이트 물질, 예컨대 알루미늄으로 형성될 수 있다. The first gate G1 may be formed of a general gate material such as aluminum.

제1 게이트 옥사이드(GOX1)는 실리콘 나이트라이드 또는 실리콘 옥사이드로 형성될 수 있다. The first gate oxide GOX1 may be formed of silicon nitride or silicon oxide.

제1 반도체 산화물 채널층(CH1)(이하 제1 채널층으로도 칭함)은 ZnO 계열의 물질을 포함하는 n형 반도체층일 수 있다. In 및 Ga과 같은 3족 원소, Sn과 같은 4족 원소 또는 그 밖의 다른 원소를 더 포함할 수 있다. The first semiconductor oxide channel layer CH1 (hereinafter also referred to as a first channel layer) may be an n-type semiconductor layer including a ZnO-based material. Group 3 elements such as In and Ga, Group 4 elements such as Sn, or other elements may be further included.

제1 소스(S1) 및 제1 드레인(D1)은 금속물질, 예컨대 몰리브덴 또는 알루미늄으로 형성될 수 있다. The first source S1 and the first drain D1 may be formed of a metal material such as molybdenum or aluminum.

제1 채널층(CH1) 상에는 제3 게이트 옥사이드(GOX3); 바디 게이트(Vbody); 제4 게이트 옥사이드(GOX)가 순차적으로 형성된다. 바디 게이트(Vbody)는 제1 게이트(G1)와 동일한 물질로 형성될 수 있으며, 제3 게이트 옥사이드(GOX3) 및 제4 게이트 옥사이드(GOX4)는 각각 제1 게이트 옥사이드(GOX1)와 동일한 물질로 형성될 수 있다. A third gate oxide GOX3 on the first channel layer CH1; A body gate Vbody; The fourth gate oxide GOX is sequentially formed. The body gate Vbody may be formed of the same material as the first gate G1, and the third gate oxide GOX3 and the fourth gate oxide GOX4 are each formed of the same material as the first gate oxide GOX1. Can be.

제4 게이트 옥사이드(GOX4) 상에는 제2 반도체 산화물 트랜지스터가 형성된다. A second semiconductor oxide transistor is formed on the fourth gate oxide GOX4.

제2 반도체 산화물 트랜지스터는 제4 게이트 옥사이드(GOX4) 상의 제2 반도체 산화물 채널층(CH2)과 제2 반도체 산화물 채널층(CH2)의 양측에 형성된 제2 소스(S2) 및 제2 드레인(D2)을 구비한다. 제2 채널층(CH2) 상에는 제2 게이트 옥사이드(GOX2)가 형성되며, 제2 게이트 옥사이드(GOX2) 상에는 제2 게이트(G2)가 형성되어 있다. 제2 트랜지스터는 탑형 트랜지스터이다. 제2트랜지스터 상에는 절연층으로 된 보호층(INS2)이 더 형성될 수 있다. The second semiconductor oxide transistor includes a second source S2 and a second drain D2 formed on both sides of the second semiconductor oxide channel layer CH2 and the second semiconductor oxide channel layer CH2 on the fourth gate oxide GOX4. It is provided. The second gate oxide GOX2 is formed on the second channel layer CH2, and the second gate G2 is formed on the second gate oxide GOX2. The second transistor is a tower transistor. A protective layer INS2 may be further formed on the second transistor as an insulating layer.

제2 게이트(G2)는 일반적인 게이트 물질, 예컨대 알루미늄으로 형성될 수 있다. The second gate G2 may be formed of a general gate material such as aluminum.

제2 게이트 옥사이드(GOX2)는 실리콘 나이트라이드 또는 실리콘 옥사이드로 형성될 수 있다. The second gate oxide GOX2 may be formed of silicon nitride or silicon oxide.

제2 반도체 산화물 채널층(CH2)은 ZnO 계열의 물질을 포함하는 n형 반도체층일 수 있다. In 및 Ga과 같은 3족 원소, Sn과 같은 4족 원소 또는 그 밖의 다른 원소를 더 포함할 수 있다. The second semiconductor oxide channel layer CH2 may be an n-type semiconductor layer including a ZnO-based material. Group 3 elements such as In and Ga, Group 4 elements such as Sn, or other elements may be further included.

제2 소스(S2) 및 제2 드레인(D2)은 금속물질, 예컨대 몰리브덴 또는 알루미늄으로 형성될 수 있다. The second source S2 and the second drain D2 may be formed of a metal material such as molybdenum or aluminum.

제1채널층(CH1) 및 제2채널층(CH2)은 각각 100Å-1000Å 두께로 형성될 수 있다. 제1 및 제2 채널층이 100Å 미만으로 형성하고자 하는 경우 채널층의 두께가 일정하게 형성되기가 어렵다. 채널층의 두께가 1000Å 이상으로 형성되는 경우, 전 류가 표면에서만 흐르므로 전류 흐름이 불량해진다. The first channel layer CH1 and the second channel layer CH2 may each have a thickness of 100 μs to 1000 μs. When the first and second channel layers are to be formed at less than 100 Hz, the thickness of the channel layers is difficult to be uniformly formed. If the thickness of the channel layer is formed to be 1000 Å or more, current flows poorly because current flows only on the surface.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 바디 게이트(Vbody)에 소정의 음전압을 인가시 제1 게이트(G1) 및 제2 게이트(G2)의 I-V 특성곡선이다. FIG. 2 is an I-V characteristic curve of the first gate G1 and the second gate G2 when a predetermined negative voltage is applied to the body gate Vbody according to the exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 바디 게이트(Vbody)에 전압을 인가하지 않는 경우, 게이트는 문턱전압이 음전압인 공핍 모드 트랜지스터가 된다. 바디 게이트(Vbody)에 음전압을 인가함에 따라, 문턱전압이 양전압 쪽으로 이동한다. 바디 게이트(Vbody)에 -2V 이상을 인가시 공핍 모드 트랜지스터는 강화 모드 트랜지스터로 전환된다.Referring to FIG. 2, when no voltage is applied to the body gate Vbody, the gate becomes a depletion mode transistor whose threshold voltage is a negative voltage. As a negative voltage is applied to the body gate Vbody, the threshold voltage moves toward the positive voltage. When more than -2V is applied to the body gate Vbody, the depletion mode transistor is switched to the enhancement mode transistor.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 논리소자의 작동을 설명하는 도면이다. 3 is a view for explaining the operation of the logic device according to an embodiment of the present invention.

바디 게이트(Vbody)에 전압이 인가되지 않은 경우, 제1트랜지스터 및 제2트랜지스터는 모두 문턱전압이 음전압으로 둘다 공핍 모드 트랜지스터가 된다. When no voltage is applied to the body gate Vbody, both the first transistor and the second transistor become a depletion mode transistor with both threshold voltages as negative voltages.

바디 게이트(Vbody)에 -3 V 전압을 인가한 경우, 제1트랜지스터 및 제2트랜지스터는 문턱전압이 이동되면서, 제1트랜지스터의 문턱전압이 양전압이 되며, 따라서 제1트랜지스터는 강화 모드 트랜지스터가 된다. 상기 제1트랜지스터 및 제2트랜지스터의 고유 문턱전압은 반도체 산화물 채널층의 종류, 두께 등에 따라서 정해질 수 있다. 예컨대, 제1 채널층 및 제2 채널층의 두께가 동일하고 동일한 물질로 형성되는 경우, 제2 게이트 옥사이드(GOX2)의 두께를 제1 게이트 옥사이드(GOX1)의 두께 보다 더 크게 형성하면, 제2 트랜지스터는 제1 트랜지스터 보다 바이 게이트 전압(Vbody)의 영향을 덜 받으며, 따라서, 제1 트랜지스터 만 선택적으로 강화 모드 트랜지스터로 변환될 수 있다. 이하에서는 제1트랜지스터가 바디 게이트(Vbody) 전압에 의해서 강화 모드 트랜지스터로 되는 경우를 가지고 설명한다. When the -3 V voltage is applied to the body gate Vbody, the threshold voltage of the first transistor and the second transistor is shifted, so that the threshold voltage of the first transistor becomes a positive voltage, so that the first transistor is an enhanced mode transistor. do. The intrinsic threshold voltages of the first and second transistors may be determined according to the type, thickness, etc. of the semiconductor oxide channel layer. For example, when the thicknesses of the first channel layer and the second channel layer are the same and formed of the same material, when the thickness of the second gate oxide GOX2 is greater than the thickness of the first gate oxide GOX1, the second channel layer may be formed. The transistor is less affected by the bi-gate voltage Vbody than the first transistor, and therefore, only the first transistor can be selectively converted to the enhancement mode transistor. Hereinafter, a description will be given of a case in which the first transistor becomes an enhancement mode transistor by the body gate voltage.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 논리소자도이다. 도 1의 구성요소와 실질적으로 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호를 사용하고 상세한 설명은 생략한다. 4 is a logic device diagram according to an embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the components substantially the same as the components of FIG. 1, and the detailed description is omitted.

도 4는 인버터 회로이다. 바디 게이트(Vbody)에 소정의 음전압이 인가되며, 이에 따라 제1 트랜지스터는 강화 모드 트랜지스터(E-TFT)로 되고, 제2 트랜지스터는 공핍 모드 트랜지스터(D-TFT)로 유지된다. 입력전압(Vdd)이 인가되는 입력전압원 및 그라운드 전압이 인가되는 그라운드 전원 사이에 제2트랜지스터 및 제1트랜지스터가 직렬로 연결되어 있다. 4 is an inverter circuit. A predetermined negative voltage is applied to the body gate Vbody, whereby the first transistor becomes the enhancement mode transistor E-TFT and the second transistor is maintained as the depletion mode transistor D-TFT. The second transistor and the first transistor are connected in series between an input voltage source to which the input voltage Vdd is applied and a ground power source to which the ground voltage is applied.

도 1을 참조하면, 제1트랜지스터의 제1 드레인(D1) 및 제2트랜지스터의 제2 소스(S2)가 제1금속배선(ML1)으로 연결되며, 제2트랜지스터의 제2 드레인(D2)게이트(G2)는 제2금속배선(ML2)에 의해제1금속배선(ML1)에 연결되어 있다. 이들 금속배선(ML1, ML2)는은 연결 요소 사이의 플러그일 수 있다. Referring to FIG. 1, the first drain D1 of the first transistor and the second source S2 of the second transistor are connected to the first metal wiring ML1, and the second drain D2 gate of the second transistor is connected. G2 is connected to the first metal wiring ML1 by the second metal wiring ML2. These metallizations ML1 and ML2 may be plugs between the silver connection elements.

입력전압원은 제2금속배선(ML2드레인(D2)에 연결되며, 그라운드 전원은 제1 소스(S1)에 연결된다. 입력단자(Vin)가 제1 게이트(G1)에 연결되며, 출력단자(Vout)는 제1트랜지스터 및 제2트랜지스터 사이의 제1금속배선(ML1)에 연결된다. 바디 전압원(Vbody)은 바디 게이트(Vbody)에 연결되어 있다. The input voltage source is connected to the second metal wiring ML2 drain D2, the ground power source is connected to the first source S1, the input terminal Vin is connected to the first gate G1, and the output terminal Vout. ) Is connected to the first metal wiring ML1 between the first transistor and the second transistor, and the body voltage source Vbody is connected to the body gate Vbody.

제1 게이트(G1)에 턴온 전압, 예컨대 1V 전압이 인가되고, 입력전압에 5V 전압이 인가되면, 출력단자(Vout)에는 그라운드 전압이 검출된다. 제1 게이트(G1)에 턴온 전압 이하의 전압이 인가되면, 입력전압(Vdd)이 출력단자(Vout)로 출력된다. 따라서, 도 1 및 도 4의 논리소자는 인버터 회로로 작용한다. When a turn-on voltage, for example, a 1 V voltage is applied to the first gate G1 and a 5 V voltage is applied to the input voltage, the ground voltage is detected at the output terminal Vout. When a voltage equal to or lower than the turn-on voltage is applied to the first gate G1, the input voltage Vdd is output to the output terminal Vout. Thus, the logic elements of FIGS. 1 and 4 act as inverter circuits.

본 발명의 실시예에 따른 인버터 회로는 트랜지스터를 적층하여 구현되므로 집적효율을 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명에 따른 반도체 산화물 트랜지스터는 공정 편차에 의한 문턱전압의 변동(fluctuation)이 감소된다. Inverter circuit according to an embodiment of the present invention can be implemented by stacking transistors to improve the integration efficiency. In addition, in the semiconductor oxide transistor according to the present invention, fluctuation in threshold voltage due to process variation is reduced.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 노아 논리소자의 단면도이다. 도 1의 구성요소와 실질적으로 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호를 사용하고 상세한 설명은 생략한다. 5 is a cross-sectional view of a noah logic device according to another embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the components substantially the same as the components of FIG. 1, and the detailed description is omitted.

도 5를 참조하면, 도 1의 구조 위에 제3 반도체 산화물 트랜지스터가 더 적층되어 있다. 도 1의 구조 위에 제2 게이트(G2)를 덮는 절연층(INS2)이 형성되어 잇다. 제2절연층(INS2)에는 금속배선(미도시)이 더 형성될 수 있으며, 상기 금속배선은 제1트랜지스터 및 제2트랜지스터에 전원을 인가하기 위한 배선으로 사용될 수 있다다. 절연층(INS2) 상에는 제3 게이트(G3)가 형성되어 있으며, 제3 게이트(G3) 위에는 절연층(INS2)을 덮는 제3 게이트 옥사이드(GOX3)가 형성되어 있다. 제3 게이트 옥사이드(GOX3) 상에는 제3 반도체 산화물 채널층(CH3)(이하 제2 채널층으로도 칭함)이 형성되어 있다. 제3 채널층(CH)의 양측에는 제3 소스(S3) 및 제3 드레인(D3)이 형성되어 있다. 제3 반도체 산화물 트랜지스터 위에는 절연층으로된 보호층(INS3)이 형성되어 있다. 제3 트랜지스터는 바텀 게이트 트랜지스터이다. 그러나, 제3 트랜지스터는 탑 게이트 트랜지스터일 수 있으며, 상세한 설명은 생략한다. Referring to FIG. 5, a third semiconductor oxide transistor is further stacked on the structure of FIG. 1. An insulating layer INS2 covering the second gate G2 is formed on the structure of FIG. 1. A metal wire (not shown) may be further formed on the second insulating layer INS2, and the metal wire may be used as a wire for applying power to the first transistor and the second transistor. The third gate G3 is formed on the insulating layer INS2, and the third gate oxide GOX3 is formed on the third gate G3 to cover the insulating layer INS2. The third semiconductor oxide channel layer CH3 (hereinafter also referred to as a second channel layer) is formed on the third gate oxide GOX3. The third source S3 and the third drain D3 are formed at both sides of the third channel layer CH. A protective layer INS3 serving as an insulating layer is formed on the third semiconductor oxide transistor. The third transistor is a bottom gate transistor. However, the third transistor may be a top gate transistor, and a detailed description thereof will be omitted.

제1채널층(CH1), 제2채널층(CH2) 및 제3채널층(CH3)은 각각 100Å-1000Å 두께로 형성될 수 있다.The first channel layer CH1, the second channel layer CH2, and the third channel layer CH3 may each have a thickness of 100 μs to 1000 μm.

제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터는 바디 게이트(Vbody)에 소정의 음전압, 예컨대 -3 V 전압이 인가된 상태에서 모두 강화 모드 트랜지스터로 전환된다. 제3 트랜지스터는 바디 게이트 전압(Vbody) 인가시에도 바디 게이트(Vbody) 전압의 영향을 거의 받지 않으므로 결핍형 트랜지스터를 유지한다. The first transistor and the second transistor are both converted to the enhancement mode transistor while a predetermined negative voltage, for example, a −3 V voltage is applied to the body gate Vbody. Since the third transistor is hardly affected by the body gate voltage even when the body gate voltage Vbody is applied, the third transistor maintains the depleted transistor.

도 6은 도 5의 노아 논리소자도이다. 도 5의 구성요소와 실질적으로 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호를 사용하고 상세한 설명은 생략한다. FIG. 6 is a noah logic element diagram of FIG. 5. Components that are substantially the same as those of FIG. 5 are given the same reference numerals and detailed descriptions thereof will be omitted.

바디 게이트(Vbody)에 소정의 음전압이 인가되면, 이에 따라 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터는 강화 모드 트랜지스터(E-TFT)로 작용한다. 제3 트랜지스터는 바디 게이트(Vbody)의 영향을 받지 않으므로, 공핍 모드 트랜지스터(D-TFT)로 유지된다. When a predetermined negative voltage is applied to the body gate Vbody, the first transistor and the second transistor act as the enhancement mode transistor E-TFT. Since the third transistor is not affected by the body gate Vbody, it is maintained as a depletion mode transistor D-TFT.

도 6을 참조하면, 입력전압원 및 그라운드 전압원 사이에 제3트랜지스터, 제2트랜지스터 및 제1트랜지스터가 직렬로 연결되어 있다. 제3트랜지스터의 제3 드레인(D3) 및 제3 게이트(G3)에는 입력전압에 연결되며, 제1트랜지스터의 제1 소스(S1)에는 그라운드 전압이 연결된다. 제1 게이트(G1) 및 제2 게이트(G2)에는 각각 제1 입력단자(Vin1) 및 제2 입력단자(Vin2)가 연결되며, 제3 소스(S3) 및 제2 드레인(D2) 사이에는 출력단자(Vout)가 연결된다. Referring to FIG. 6, a third transistor, a second transistor, and a first transistor are connected in series between an input voltage source and a ground voltage source. The third drain D3 and the third gate G3 of the third transistor are connected to an input voltage, and the ground voltage is connected to the first source S1 of the first transistor. A first input terminal Vin1 and a second input terminal Vin2 are connected to the first gate G1 and the second gate G2, respectively, and are output between the third source S3 and the second drain D2. Terminal Vout is connected.

도 5를 참조하면, 제1 게이트(G1) 및 제2 게이트(G2)에 각각 제1입력단자 및 제2입력단자가 연결된다. 제1 드레인(D1) 및 제2 소스(S2)가 제1금속배선(ML1)에 의해 연결되며, 제2 드레인(D2) 및 제3 소스(S3)가 제2금속배선(ML2)에 의해 연결된다. 제 3 드레인(D3)2배선(ML) 및 제3 게이트(G3)는 제3금속배선(ML3)에 의해 연결된다. 제3금속배선(ML3)드레인(D3)에는 입력전압원이 연결된다. Referring to FIG. 5, a first input terminal and a second input terminal are connected to the first gate G1 and the second gate G2, respectively. The first drain D1 and the second source S2 are connected by the first metal wiring ML1, and the second drain D2 and the third source S3 are connected by the second metal wiring ML2. do. The third drain D3, the second wiring ML, and the third gate G3 are connected by the third metal wiring ML3. An input voltage source is connected to the third metal line ML3 and the drain D3.

제1입력단자(Vin1) 및 제2입력단자(Vin2)에 모두 각각의 문턱전압이 인가되는 경우만 그라운드 전압이 출력단자(Vout)로 출력된다. 즉, 제1 및 제2 입력전압이 모두 high 일 경우에만 low 값이 출력되며, 그렇지 않은 경우에는 입력전압이 출력되므로 high 신호가 된다. 따라서, 도 5 및 도 6은 노아 회로가 된다. The ground voltage is output to the output terminal Vout only when the respective threshold voltages are applied to both the first input terminal Vin1 and the second input terminal Vin2. That is, the low value is output only when both the first and second input voltages are high, otherwise the signal is high because the input voltage is output. Therefore, FIG. 5 and FIG. 6 become a noah circuit.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 낸드 논리소자의 단면도이다. 도 5의 구성요소와 실질적으로 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호를 사용하고 상세한 설명은 생략한다. 7 is a cross-sectional view of a NAND logic device according to another embodiment of the present invention. Components that are substantially the same as those of FIG. 5 are given the same reference numerals and detailed descriptions thereof will be omitted.

도 7을 참조하면, 도 7의 구성요소는 금속배선과 제2 소스(S2) 및 제2 드레인(D2)과 제3 소스(S3) 및 제3 드레인(D3)의 위치를 제외한 구조는 도 6의 구조와 동일할 수 있다. Referring to FIG. 7, the components of FIG. 7 may include a metal wiring, a second source S2, a second drain D2, a third source S3, and a third drain D3. It may be the same as the structure of.

제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터는 바디 게이트(Vbody)에 소정의 음전압, 예컨대 -3 V 전압이 인가된 상태에서 강화 모드 트랜지스터로 전환된다. 제3 트랜지스터는 바디 게이트(Vbody)의 전압 인가시에도 바디 게이트 전압의 영향을 거의 받지 않으므로 공핍 모드 트랜지스터를 유지한다. The first transistor and the second transistor are switched to the enhancement mode transistor while a predetermined negative voltage, for example, a −3 V voltage is applied to the body gate Vbody. Since the third transistor is hardly affected by the body gate voltage even when the voltage of the body gate Vbody is applied, the third transistor maintains the depletion mode transistor.

절연층(INS2)에는 금속배선(미도시)이 더 형성되어서 제1트랜지스터 및 제2트랜지스터에 전압을 인가하기 위한 배선과, 제3트랜지스터와 다른 트랜지스터와의 사이를 연결하는 배선의 통로로 이용될 수 있다. A metal wiring (not shown) is further formed on the insulating layer INS2 to be used as a path for wiring for applying a voltage to the first transistor and the second transistor and for connecting the third transistor with another transistor. Can be.

도 8은 도 7의 낸드 논리소자도이다. 도 7의 구성요소와 실질적으로 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호를 사용하고 상세한 설명은 생략한다. FIG. 8 is a NAND logic device diagram of FIG. 7. The same reference numerals are used for the components substantially the same as those in FIG. 7, and detailed descriptions thereof will be omitted.

바디 게이트(Vbody)에 소정의 음전압이 인가되면, 이에 따라 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터는 강화 모드 트랜지스터(E-TFT)로 된다. 제3 트랜지스터는 바게이트(Vbody)의 영향을 받지 않으므로, 공핍 모드 트랜지스터(D-TFT)로 유지된다. When a predetermined negative voltage is applied to the body gate Vbody, the first transistor and the second transistor become the enhancement mode transistor E-TFT. Since the third transistor is not affected by the bar gate Vbody, it is maintained as the depletion mode transistor D-TFT.

입력전압원 및 그라운드 전압원 사이에서, 입력전압원에 제3트랜지스터가 연결되며, 제 1 및 제2 트랜지스터는 제3트랜지스터 및 그라운드 전압원에 병렬로 연결되어 있다. Between the input voltage source and the ground voltage source, a third transistor is connected to the input voltage source, and the first and second transistors are connected in parallel to the third transistor and the ground voltage source.

제3트랜지스터의 제3 드레인(D3) 및 제3 게이트(G3)에 입력전압원이 연결되며, 제1트랜지스터의 제1 소스(S1) 및 제2트랜지스터의 제2 소스(S2)에는 그라운드 전압원이 연결된다. 제1 게이트(G1) 및 제2 게이트(G2)에는 각각 제1 입력단자(Vin1) 및 제2 입력단자(Vin2)가 연결되며, 제3 소스(S3)에는 출력단자(Vout)가 전기적으로 연결된다. 제1-제4 금속배선(ML1-ML4)에 대해서는 도 7을 참조하여 설명한다. An input voltage source is connected to the third drain D3 and the third gate G3 of the third transistor, and a ground voltage source is connected to the first source S1 of the first transistor and the second source S2 of the second transistor. do. The first input terminal Vin1 and the second input terminal Vin2 are respectively connected to the first gate G1 and the second gate G2, and the output terminal Vout is electrically connected to the third source S3. do. The first to fourth metal wires ML1 to ML4 will be described with reference to FIG. 7.

제1 소스 및 제2 소스는 제1금속배선(ML1)에 연결되며, 그라운드 전압원은 제1금속배선(ML1)에 연결될 수 있다. 제1 드레인 및 제2 드레인은 제2금속배선(ML2)에 의해 연결된다. 제3 드레인(D3) 및 제3 게이트(G3)는 제3금속배선(ML3)에 의해 연결되며, 입력전압원은 제3금속배선(ML3)드레인(D3)에 연결될 수 있다. 제3 소스(S3) 및 제2금속배선(ML2)는 은 제4금속배선(ML4ML3)에 의해 연결될 수 있으며, 출력단자(Vout)는 제43금속배선(ML4ML3)에 연결될 수 있다. 제3게이트(G3) 및 제3배선(ML3)은 제4배선(ML4)로 연결된다. The first source and the second source may be connected to the first metal line ML1, and the ground voltage source may be connected to the first metal line ML1. The first drain and the second drain are connected by the second metal wiring ML2. The third drain D3 and the third gate G3 may be connected by the third metal line ML3, and the input voltage source may be connected to the third metal line ML3 drain D3. The third source S3 and the second metal wire ML2 may be connected by the silver fourth metal wire ML4ML3, and the output terminal Vout may be connected to the 43rd metal wire ML4ML3. The third gate G3 and the third wiring ML3 are connected to the fourth wiring ML4.

상기 금속배선은 수평으로는 금속배선 형태이지만, 수직으로 연결시에는 홀에 의해 형성된 플러그일 수 있다. The metal wiring may be a metal wiring horizontally, but may be a plug formed by a hole when connected vertically.

제1입력단자(Vin1) 및 제2입력단자(Vin2)에 모두 각각의 문턱전압 이하가 연결되어 턴온되지 않은 경우에만 입력전압(Vdd)이 출력단자(Vout)로 출력되며, 다른 경우에는 그라운드 전압(Vg)이 출력된다. 즉, 제1 및 제2 입력전압이 모두 low 일 경우에만 high 값이 출력되며, 그렇지 않은 경우에는 그라운드 전압(Vg)이 출력되므로 low 신호가 된다. 따라서, 도 7 및 도 8은 낸드 회로가 된다. The input voltage Vdd is output to the output terminal Vout only when the threshold voltage is lower than the first input terminal Vin1 and the second input terminal Vin2, respectively, and is not turned on. (Vg) is output. That is, the high value is output only when both the first and second input voltages are low. Otherwise, the ground voltage Vg is output. Therefore, FIG. 7 and FIG. 8 become NAND circuits.

본 발명은 도면을 참조하여 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments with reference to the drawings, this is merely exemplary, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined only by the appended claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 논리소자를 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a logic device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 논리소자에서, 바디 게이트(Vbody)에 음전압을 인가시 제1 게이트(G1) 및 제2 게이트(G2)의 I-V 특성곡선이다. 2 is an I-V characteristic curve of the first gate G1 and the second gate G2 when a negative voltage is applied to the body gate Vbody in the logic device according to the exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 논리소자의 작동을 설명하는 도면이다.3 is a view for explaining the operation of the logic device according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인버터 논리소자도이다.4 is an inverter logic diagram according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 노아 논리소자의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a noah logic device according to another embodiment of the present invention.

도 6은 도 5의 노아 논리소자도이다.FIG. 6 is a noah logic element diagram of FIG. 5.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 낸드 논리소자의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of a NAND logic device according to another embodiment of the present invention.

도 8은 도 7의 낸드 논리소자도이다.FIG. 8 is a NAND logic device diagram of FIG. 7.

Claims (13)

제1반도체산화물 채널층을 구비한 제1 반도체 산화물 트랜지스터; A first semiconductor oxide transistor having a first semiconductor oxide channel layer; 제2반도체 산화물 채널층을 구비한 제2 반도체 산화물 트랜지스터; 및 A second semiconductor oxide transistor having a second semiconductor oxide channel layer; And 상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터는 수직으로 적층되며, 그 사이에 배치된 바디 게이트;를 구비하며, The first transistor and the second transistor are vertically stacked, and a body gate disposed therebetween. 상기 바디 게이트에 음전압이 인가되면, 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터의 문턱전압이 포지티브 방향으로 이동하는 논리소자. And when a negative voltage is applied to the body gate, threshold voltages of the first transistor and the second transistor move in a positive direction. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 바디 게이트 및 상기 제1 채널층 사이에는 제1 게이트 옥사이드가 형성되며, 상기 바디 게이트 및 상기 제2 채널층 사이에는 제2 게이트 옥사이드가 형성된 논리소자.And a first gate oxide formed between the body gate and the first channel layer, and a second gate oxide formed between the body gate and the second channel layer. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 제2 게이트 옥사이드 두께가 상기 제1 게이트 옥사이드 두께 보다 더 큰 논리소자.And the second gate oxide thickness is greater than the first gate oxide thickness. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, The method according to claim 2 or 3, 상기 바디 게이트에 인가된 음전압에 따라서 상기 제1 트랜지스터는 강화모 드 트랜지스터로 작용하며, 상기 제2트랜지스터는 공핍 모드 트랜지스터로 작용하는 논리소자.The first transistor acts as an enhancement mode transistor and the second transistor acts as a depletion mode transistor according to the negative voltage applied to the body gate. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 제1트랜지스터의 드레인 및 상기 제2트랜지스터의 소스를 연결하는 제1금속배선; 및A first metal wire connecting the drain of the first transistor and the source of the second transistor; And 상기 제2트랜지스터의 드레인제1금속배선 및 상기 제2 게이트를 연결하는 제2금속배선;을 더 구비하며, And a second metal wiring connecting the drain first metal wiring of the second transistor and the second gate. 상기 제1트랜지스터의 소스에는 그라운드 전압원이 연결되며, 상기 제2금속배선트랜지스터의 드레인에는 입력전압원이 연결되며, 상기 제1 게이트는 입력단자가 연결되며, 상기 제1금속배선에 출력단자가 연결되는 논리소자.A ground voltage source is connected to a source of the first transistor, an input voltage source is connected to a drain of the second metal wiring transistor, an input terminal is connected to the first gate, and an output terminal is connected to the first metal wiring. device. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1 채널층 및 제2채널층은 각각 100Å- 1000Å 두께인 논리소자.And a first channel layer and a second channel layer each having a thickness of 100 ns to 1000 ns. 제1반도체산화물 채널층을 구비한 제1 반도체 산화물 트랜지스터; A first semiconductor oxide transistor having a first semiconductor oxide channel layer; 상기 제1 트래지스터 상에서 제2반도체 산화물 채널층을 구비한 제2 반도체 산화물 트랜지스터; A second semiconductor oxide transistor having a second semiconductor oxide channel layer on the first transistor; 상기 제2트랜지스터 상에서, 제3반도체 산화물 채널층을 구비한 제3 반도체 산화물 트랜지스터;A third semiconductor oxide transistor having a third semiconductor oxide channel layer on the second transistor; 상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터 사이에 배치된 바디 게이트;를 구비하며, And a body gate disposed between the first transistor and the second transistor, 상기 바디 게이트에 음전압이 인가되면, 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터의 문턱전압이 포지티브 방향으로 이동하는 논리소자. And when a negative voltage is applied to the body gate, threshold voltages of the first transistor and the second transistor move in a positive direction. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 바디 게이트 및 상기 제1 채널층 사이에는 제1 게이트 옥사이드가 형성되며, 상기 바디 게이트 및 상기 제2 채널층 사이에는 제2 게이트 옥사이드가 형성된 논리소자.And a first gate oxide formed between the body gate and the first channel layer, and a second gate oxide formed between the body gate and the second channel layer. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 바디 게이트에 인가된 음전압에 따라 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터는 강화모드 트랜지스터로 작용하며, 상기 제2트랜지스터 및 상기 제1트랜지스터는 상기 제3트랜지스터의 소스 및 그라운드 전압원에 직렬로 연결되며, 상기 논리소자는 노아회로인 논리소자.According to a negative voltage applied to the body gate, the first transistor and the second transistor serve as an enhancement mode transistor, and the second transistor and the first transistor are connected in series with a source and ground voltage source of the third transistor. Wherein the logic element is a noah circuit. 제 9 항에 있어서, The method of claim 9, 상기 제1트랜지스터의 드레인 및 상기 제2트랜지스터의 소스를 연결하는 제1금속배선;A first metal wire connecting the drain of the first transistor and the source of the second transistor; 상기 제2트랜지스터의 드레인 및 상기 제3트랜지스터의 소스를 연결하는 제2 금속배선; 및A second metal wire connecting a drain of the second transistor and a source of the third transistor; And 상기 제3트랜지스터의 드레인2금속배선 및 상기 제3트랜지스터의 게이트를 연결하는 제3금속배선;을 더 구비하며, And a third metal wiring connecting the drain 2 metal wiring of the third transistor and the gate of the third transistor. 상기 제3금속배선제3트랜지스터의 드레인에는 입력전압원이 연결되며, 상기 제1트랜지스터의 게이트에는 제1입력단자가 연결되며, 상기 제2트랜지스터의 게이트에는 제2입력단자가 연결되며, 상기 제2금속배선에 출력단자가 연결되는 논리소자.An input voltage source is connected to a drain of the third transistor of the third metal wiring, a first input terminal is connected to a gate of the first transistor, a second input terminal is connected to a gate of the second transistor, and the second Logic device connected to the output terminal to the metal wiring. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 바디 게이트에 인가된 음전압에 따라 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터는 강화모드 트랜지스터로 작용하며, 상기 제2트랜지스터 및 상기 제1트랜지스터는 상기 제3트랜지스터의 소스 및 그라운드 전압원에 병렬로 연결되며, 상기 논리소자는 낸드회로인 논리소자.The first transistor and the second transistor act as enhancement mode transistors according to the negative voltage applied to the body gate, and the second transistor and the first transistor are connected in parallel to the source and ground voltage sources of the third transistor. Wherein the logic element is a NAND circuit. 제 11 항에 있어서, The method of claim 11, 상기 제1트랜지스터의 소스 및 상기 제2트랜지스터의 소스를 연결하는 제1금속배선;A first metal wire connecting the source of the first transistor and the source of the second transistor; 상기 제1트랜지스터의 드레인 및 상기 제2트랜지스터의 드레인을 연결하는 제2금속배선;A second metal wiring connecting the drain of the first transistor and the drain of the second transistor; 상기 제3트랜지스터의 드레인 및 상기 제3트랜지스터의 게이트를 연결하는 제3금속배선; 및A third metal wiring connecting the drain of the third transistor and the gate of the third transistor; And 상기 제2금속배선과 상기 제3트랜지스터의 소스를 전기적으로 연결하는 제43금속배선; 및A 43rd metal wire electrically connecting the second metal wire and the source of the third transistor; And 상기 제3트랜지스터의 게이트 및 상기 제3금속배선을 연결하는 제4금속배선;을 구비하며, And a fourth metal wiring connecting the gate of the third transistor and the third metal wiring. 상기 제1금속배선에는 그라운드 전압원이 연결되며, 상기 제3금속배선트랜지스터의 드레인에는 입력전압원이 연결되며, 상기 제1 게이트에는 제1입력단자가 연결되며, 상기 제2 게이트에는 제2입력단자가 연결되며, 상기 제43금속배선에 출력단자가 연결되는 논리소자. A ground voltage source is connected to the first metal line, an input voltage source is connected to a drain of the third metal line transistor, a first input terminal is connected to the first gate, and a second input terminal is connected to the second gate. And a logic terminal connected to the output terminal of the 43rd metal line. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 제1 채널층, 제2채널층 및 제3채널층은, 각각 100Å- 1000Å 두께인 논리소자.And the first channel layer, the second channel layer, and the third channel layer are each 100 μs-1000 μs thick.
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US9595546B2 (en) 2014-02-25 2017-03-14 Lg Display Co., Ltd. Display backplane and method of fabricating the same

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